晶圓級(jí)芯片封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝技術(shù)，具體涉及一種晶圓級(jí)芯片封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用電鍍銅柱，塑封后研磨成型，并使用銅柱作為基底層進(jìn)行植球。此結(jié)構(gòu)在大電流方面有優(yōu)勢(shì)。但是在大電流工作過程中，銅和錫球材料直接接觸，形成的銅錫金屬間化合物對(duì)于后續(xù)的可靠性、電性能和機(jī)械性能有不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠有效阻止金屬間化合物的不利影響，提高產(chǎn)品電性能和機(jī)械性能的晶圓級(jí)芯片封裝方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，包括以下步驟:
[0007]將金屬凸點(diǎn)的周圍使用塑封料進(jìn)行塑封，形成塑封層；
[0008]對(duì)塑封料進(jìn)行打磨減薄，裸露出金屬凸點(diǎn)的上表面；
[0009]在金屬凸點(diǎn)的上表面形成阻擋層，使得所述阻擋層位于所述塑封層以外；
[0010]在阻擋層上設(shè)置焊球。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]采用本發(fā)明的封裝方法制備的晶圓級(jí)芯片封裝結(jié)構(gòu)，在晶圓級(jí)芯片封裝結(jié)構(gòu)(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)中增加一層阻擋層，可以有效阻止金屬間化合物的不利影響。對(duì)于廣品的電性能和機(jī)械性能有明顯提尚。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的晶圓級(jí)芯片封裝方法的流程圖；
[0015]圖2-圖14分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的各個(gè)制備步驟所對(duì)應(yīng)的晶圓級(jí)芯片封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記:
[0017]1-金屬凸點(diǎn)；2_阻擋層；3_焊球；4-塑封層；5_硅承載層；6-鋁層；7_鈍化層；8-再布線層；9-開口 ；10_附著層；11-光阻材料；12-暴露附著層的開口 ；13_暴露再布線層的開口。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，包括以下步驟:
[0020]將金屬凸點(diǎn)的周圍使用塑封料進(jìn)行塑封，形成塑封層；
[0021]對(duì)塑封料進(jìn)行打磨減薄，裸露出金屬凸點(diǎn)的上表面；
[0022]在金屬凸點(diǎn)的上表面形成阻擋層，使得所述阻擋層位于所述塑封層以外；
[0023]在阻擋層上設(shè)置焊球。
[0024]參見圖1，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例包括以下步驟:
[0025]SlOl:表面鈍化處理(參見圖2)
[0026]在硅承載層5上開設(shè)凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)有鋁層6，在硅承載層5上設(shè)有鈍化層7，鈍化層7在鋁層6上形成開口 9 ；
[0027]鈍化層的材料優(yōu)選為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺或它們的混合物。
[0028]S102:形成附著層(參見圖3)
[0029]在鈍化層7及開口 9下方的鋁層6上形成附著層10 ;采用物理氣相沉積的方法形成附著層。
[0030]物理氣相沉積，是指通過電或磁控制使得游離電子附著，形成附著層。
[0031]S103:涂覆光阻材料并感光(參見圖4)
[0032]在附著層10上先涂覆光阻材料11，然后感光使光阻材料11上形成用于暴露附著層的開口 12 ；
[0033]S104:形成再布線層(參見圖5)
[0034]在暴露附著層的開口 12形成再布線層8 ;優(yōu)選再布線層8通過電鍍的方式形成在暴露附著層的開口 12內(nèi)，再布線層8覆蓋開口 9。
[0035]S105:去除光阻材料(參見圖6)
[0036]去除再布線層8外圍的光阻材料11 ；
[0037]S106:形成金屬凸點(diǎn)的開口部分(參見圖7)
[0038]在再布線層8和附著層10上涂覆光阻材料11或形成干膜，然后感光使光阻材料11或干膜上形成用于暴露再布線層的開口 13 ;
[0039]S107:形成金屬凸點(diǎn)(參見圖8)
[0040]在暴露再布線層的開口 13形成金屬凸點(diǎn)I ;金屬凸點(diǎn)I為銅柱；優(yōu)選金屬凸點(diǎn)I通過電鍍的方式形成在暴露再布線層的開口 13內(nèi)。
[0041]S108:去除光阻材料或干膜(參見圖9)
[0042]去除金屬凸點(diǎn)I周圍的光阻材料11或干膜；
[0043]S109:去除附著層(參見圖10)
[0044]去除剩余的附著層10 ；
[0045]S1010:進(jìn)行塑封(參見圖11)
[0046]在金屬凸點(diǎn)I的四周、再布線層8上及鈍化層7上用塑封料進(jìn)行塑封，形成塑封層4 ;塑封層4優(yōu)選為聚酰亞胺保護(hù)層。
[0047]SlOll:打磨、減薄(參見圖12)
[0048]對(duì)塑封層4的塑封料進(jìn)行打磨、減薄，裸露出金屬凸點(diǎn)I的上表面；
[0049]S1012:形成阻擋層(參見圖13)
[0050]在金屬凸點(diǎn)I的上表面形成阻擋層2，使得阻擋層2位于塑封層4以外；阻擋層2凸出于塑封層4的上表面，阻擋層2優(yōu)選為鎳或鎳合金。將所述阻擋層的四周向外延伸后使其位于所述塑封料之上。
[0051]S1013:植球(參見圖 14)
[0052]在阻擋層2上設(shè)置焊球3。焊球3為錫球。
[0053]參見圖14，采用本發(fā)明的封裝方法得到的晶圓級(jí)芯片封裝結(jié)構(gòu)，一種晶圓級(jí)芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括金屬凸點(diǎn)1，金屬凸點(diǎn)I上設(shè)有阻擋層2，阻擋層2上設(shè)有焊球3，金屬凸點(diǎn)I的外圍設(shè)有塑封層4，阻擋層2位于塑封層4以外，阻擋層2相對(duì)于塑封層4的上表面凸起設(shè)置。
[0054]通過設(shè)置阻擋層可以有效阻止金屬間化合物的不利影響。
[0055]本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，金屬凸點(diǎn)I為銅柱，焊球3為錫球。優(yōu)選地，阻擋層為鎳或鎳合金。
[0056]阻擋層的存在，阻止了銅和錫的金屬間化合物的生成和生長(zhǎng)，對(duì)于產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有明顯提尚。
[0057]優(yōu)選地，阻擋層2的四周向外延伸后位于形成塑封層4之上。
[0058]本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括硅承載層5，硅承載層5上設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有鋁層6，在硅承載層5上設(shè)有鈍化層7，鈍化層7在鋁層6上設(shè)有開口，鈍化層7及開口下方的鋁層6上選擇性的形成再布線層8，使再布線層8覆蓋所述開口，在所述開口以外的再布線層8上表面設(shè)置金屬凸點(diǎn)1，在金屬凸點(diǎn)I的外圍、再布線層8和鈍化層7上設(shè)置塑封層4。
[0059]本發(fā)明設(shè)置的塑封層的上表面與金屬凸點(diǎn)的上表面平齊，設(shè)置在金屬凸點(diǎn)上的阻擋層凸出于所述塑封層的上表面。金屬凸點(diǎn)選用銅柱，阻擋層為鎳或鎳合金，焊球選用錫球，由于阻擋層的存在，阻止了銅和錫的金屬間化合物的生成和生長(zhǎng)，對(duì)于產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有明顯提尚。
[0060]可選的，鈍化層7覆蓋部分鋁層。
[0061]可選的，所述鈍化層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺等介質(zhì)材料或它們的混合物。
[0062]優(yōu)選的，塑封層4為聚酰亞胺保護(hù)層。即塑封的材料選用聚酰亞胺。
[0063]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，包括以下步驟: 將金屬凸點(diǎn)的周圍使用塑封料進(jìn)行塑封，形成塑封層； 對(duì)塑封料進(jìn)行打磨減薄，裸露出金屬凸點(diǎn)的上表面； 在金屬凸點(diǎn)的上表面形成阻擋層，使得所述阻擋層位于所述塑封層以外； 在阻擋層上設(shè)置焊球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述“在將金屬凸點(diǎn)的周圍使用塑封料進(jìn)行塑封，形成塑封層；”之前還包括: 在硅承載層上開設(shè)凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)有鋁層，在所述硅承載層上設(shè)有鈍化層，所述鈍化層在鋁層上形成開口； 在所述鈍化層及開口下方的鋁層上形成附著層； 在所述附著層上先涂覆光阻材料，然后感光使光阻材料上形成用于暴露附著層的開P ; 在暴露附著層的開口形成再布線層； 去除光阻材料； 在再布線層和附著層上涂覆光阻材料或形成干膜，然后感光使光阻材料或干膜上形成用于暴露再布線層的開口； 在暴露再布線層的開口形成金屬凸點(diǎn)； 去除光阻材料或干膜； 去除附著層； 在金屬凸點(diǎn)的四周、再布線層上及鈍化層上用塑封料進(jìn)行塑封。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述再布線層通過電鍍的方式形成在暴露附著層的開口上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述金屬凸點(diǎn)通過電鍍的方式形成在暴露再布線層的開口上。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述金屬凸點(diǎn)為銅柱，所述焊球?yàn)殄a球。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述阻擋層為鎳或鎳合金。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，將所述阻擋層的四周向外延伸后使其位于所述塑封料之上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，采用物理氣相沉積的方法形成附著層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述鈍化層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺或它們的混合物。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，所述塑封層為聚酰亞胺保護(hù)層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，包括以下步驟：將金屬凸點(diǎn)的周圍使用塑封料進(jìn)行塑封，形成塑封層；對(duì)塑封料進(jìn)行打磨減薄，裸露出金屬凸點(diǎn)的上表面；在金屬凸點(diǎn)的上表面形成阻擋層，使得所述阻擋層位于所述塑封層以外；在阻擋層上設(shè)置焊球。采用本發(fā)明的封裝方法制備的晶圓級(jí)芯片封裝結(jié)構(gòu)，在晶圓級(jí)芯片封裝結(jié)構(gòu)中增加一層阻擋層，可以有效阻止金屬間化合物的不利影響。對(duì)于產(chǎn)品的電性能和機(jī)械性能有明顯提高。
【IPC分類】H01L21/56, H01L21/60
【公開號(hào)】CN104952743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510257860
【發(fā)明人】丁萬春
【申請(qǐng)人】南通富士通微電子股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日