晶圓級(jí)芯片tsv封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]晶圓級(jí)封裝(Wafer Level Packaging ;WLP)是IC封裝方式的一種，是整片晶圓生產(chǎn)完成后，直接在晶圓上進(jìn)行封裝測(cè)試，完成之后才切割制成單顆1C。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)通常是在晶圓上形成若干芯片單元，在芯片上制備焊窗開(kāi)口、焊盤(pán)及TSV結(jié)構(gòu)，然后再對(duì)晶圓進(jìn)行切割，得到單顆芯片。參圖la、圖1b所示，芯片單元通常為陣列排布，當(dāng)芯片單元100’中上部的焊窗開(kāi)口 11’、12’與下部的焊窗開(kāi)口 13’、14’不同時(shí)，切割道兩側(cè)的結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而在切割時(shí)兩個(gè)芯片單元上的應(yīng)力會(huì)不同，容易造成一側(cè)表面應(yīng)力過(guò)大而影響切割，對(duì)芯片單元的良品率造成一定的影響。
[0004]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)，包括若干陣列排布的芯片單元，芯片單元上設(shè)有若干TSV結(jié)構(gòu)，相鄰的芯片單元之間形成有若干切割道，所述芯片單元包括相對(duì)的第一表面和第二表面，第一表面的四周設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊窗開(kāi)口，同一個(gè)芯片單元內(nèi)焊窗開(kāi)口的分布有且僅有一條對(duì)稱(chēng)軸，相鄰芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿位于相鄰芯片單元之間的切割道對(duì)稱(chēng)分布。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述切割道包括若干相互垂直的第一切割道和第二切割道，與第一切割道相鄰的芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿該第一切割道對(duì)稱(chēng)分布，與第二切割道相鄰的芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿該第二切割道對(duì)稱(chēng)分布。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片單元與位于該芯片單元兩側(cè)的兩條第一切割道的距離相同或不同，所述芯片單元與位于該芯片單元兩側(cè)的兩條第二切割道的距離相同或不同。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片單元與位于該芯片單元兩側(cè)的第一切割道和第二切割道的距離相同或不同。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片單元的第二表面上設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊盤(pán)，所述焊盤(pán)陣列排布于第二表面中間位置，焊盤(pán)和焊窗開(kāi)口通過(guò)重布線電性導(dǎo)通。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述TSV結(jié)構(gòu)包括貫穿第一表面和第二表面的通孔、以及在第二表面上開(kāi)設(shè)的開(kāi)槽。
[0012]相應(yīng)地，一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，所述封裝方法包括: 提供一晶圓；
在晶圓上制備TSV封裝結(jié)構(gòu)，該TSV封裝結(jié)構(gòu)包括若干陣列排布的芯片單元，芯片單元上設(shè)有若干TSV結(jié)構(gòu)，相鄰的芯片單元之間形成有若干切割道，所述芯片單元包括相對(duì)的第一表面和第二表面，第一表面的四周設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊窗開(kāi)口，同一個(gè)芯片單元內(nèi)焊窗開(kāi)口的分布有且僅有一條對(duì)稱(chēng)軸，相鄰芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿位于相鄰芯片單元之間的切割道對(duì)稱(chēng)分布；
將TSV封裝結(jié)構(gòu)沿所述切割道進(jìn)行切割，得到若干單顆晶圓級(jí)芯片。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述切割道包括相互垂直的第一切割道和第二切割道，與第一切割道相鄰的芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿第一切割道對(duì)稱(chēng)分布，與第二切割道相鄰的芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿第二切割道對(duì)稱(chēng)分布。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片單元與位于該芯片單元兩側(cè)的兩條第一切割道的距離相同或不同，所述芯片單元與位于該芯片單元兩側(cè)的兩條第二切割道的距離相同或不同。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片單元與位于該芯片單元兩側(cè)的第一切割道和第二切割道的距離相同或不同。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明中相鄰芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿切割道對(duì)稱(chēng)分布，在切割時(shí)相鄰芯片單元上所受到的表面應(yīng)力相同，能夠避免受力不均而導(dǎo)致的芯片碎裂，提高了封裝效率和芯片的良品率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)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(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1a為現(xiàn)有技術(shù)中TSV封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]圖1b為現(xiàn)有技術(shù)中單個(gè)芯片單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中TSV封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例一中單個(gè)芯片單元的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3b為本發(fā)明實(shí)施例一中單個(gè)芯片單元的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4a~4d為本發(fā)明實(shí)施例一中在單個(gè)芯片單元上進(jìn)行TSV封裝的流程示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中TSV封裝結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中單個(gè)芯片單元的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7a為本發(fā)明實(shí)施例三中TSV封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖7b為圖7a中方框處的局部放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)，包括若干陣列排布的芯片單元，芯片單元上設(shè)有若干TSV結(jié)構(gòu)，相鄰的芯片單元之間形成有若干切割道。芯片單元包括相對(duì)的第一表面和第二表面，第一表面的四周設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊窗開(kāi)口，同一個(gè)芯片單元內(nèi)焊窗開(kāi)口的分布有且僅有一條對(duì)稱(chēng)軸，相鄰芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿位于相鄰芯片單元之間的切割道對(duì)稱(chēng)分布。
[0030]相應(yīng)地，一種晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，包括:
提供一晶圓；
在晶圓上制備TSV封裝結(jié)構(gòu)，該TSV封裝結(jié)構(gòu)包括若干陣列排布的芯片單元，芯片單元上設(shè)有若干TSV結(jié)構(gòu)，相鄰的芯片單元之間形成有若干切割道，芯片單元包括相對(duì)的第一表面和第二表面，第一表面的四周設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊窗開(kāi)口，同一個(gè)芯片單元內(nèi)焊窗開(kāi)口的分布有且僅有一條對(duì)稱(chēng)軸，相鄰芯片單元上的焊窗開(kāi)口沿位于相鄰芯片單元之間的切割道對(duì)稱(chēng)分布；
將TSV封裝結(jié)構(gòu)沿切割道進(jìn)行切割，得到若干單顆晶圓級(jí)芯片。
[0031]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。此外，在不同的實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡(jiǎn)單清楚地?cái)⑹霰景l(fā)明，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。
[0032]實(shí)施例一:
本實(shí)施例一中的晶圓級(jí)芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)包括在晶圓上形成的若干芯片單元，參圖2所示，該TSV封裝結(jié)構(gòu)包括若干陣列排布的芯片單元100，每個(gè)芯片單元的表面四周設(shè)有若干焊窗開(kāi)口，芯片單元之間包含兩組切割道，分別為橫向方向的若干第一切割道21和縱向方向的若干第二切割道22，通過(guò)該第一切割道21和第二切割道22可以將TSV封裝結(jié)構(gòu)切割成若干單顆的晶圓級(jí)芯片。
[0033]參圖3a、3b所示為本實(shí)施例中單個(gè)芯片單元100的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括第一表面110和第二表面120，第一表面110和第二表面120之間設(shè)有TSV結(jié)構(gòu)，第一表面110的四周設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊窗開(kāi)口，第二表面120上設(shè)有若干與TSV結(jié)構(gòu)相連的焊盤(pán)121。
[0034]結(jié)合圖4a~4d所示，TSV結(jié)構(gòu)包括貫穿第一表面110和第二表面120的通孔122、以及在第二表面120上開(kāi)設(shè)的開(kāi)槽123，焊盤(pán)121和焊窗窗口通過(guò)重布線124電性導(dǎo)通。
[0035]圖4a~4d為在單個(gè)芯片單元100上進(jìn)行TSV封裝的流程圖，以下結(jié)合附圖對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0036]參圖4a所示，首先在芯片單元100的第一表面110上開(kāi)設(shè)若干焊窗開(kāi)口 111，焊窗開(kāi)口的形狀和數(shù)量根據(jù)需要進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。
[0037]參圖4b所示，在芯片單元的第二表面120上通過(guò)刻蝕等方法制備開(kāi)槽123，開(kāi)槽123設(shè)置于焊窗窗口 111的下方，可以減薄晶圓的厚度，方便后續(xù)TSV的制備。
[0038]參圖4c所示，在開(kāi)槽123和焊窗窗口之間進(jìn)行刻蝕，形成貫穿第一表面110和第二表面120的通孔122，優(yōu)選地，本實(shí)施例中通孔的形狀為中空的圓臺(tái)狀，在其他實(shí)施例方式也可以為圓柱狀等。
[0039]參圖4d所示，在芯片單元的第二表面120上且位于開(kāi)槽123的外圍形成圓形的焊盤(pán)121，然后在焊盤(pán)121和焊窗開(kāi)口之間利用重布線124進(jìn)行電連接。
[0040]參圖3a所示，本實(shí)施例中芯片單元的第一表面110上包括若干焊窗開(kāi)口，分為位于四個(gè)角上的第一組焊窗開(kāi)口 111、第二組焊窗開(kāi)口 112、第三組焊窗開(kāi)口 113及第四組焊窗開(kāi)口 114。同一個(gè)芯片單元內(nèi)焊窗開(kāi)口的分布有且僅有一條對(duì)稱(chēng)軸，如在本實(shí)施例中芯片單元包括橫向方向上的軸線a和縱向方向上的軸線b，第一組焊窗開(kāi)口 111和第二組焊窗開(kāi)口 112、第三組焊窗開(kāi)口 113和第四組焊窗開(kāi)口 114分別沿軸線b對(duì)稱(chēng)分布，并且，第一組焊窗開(kāi)口 111和第三組焊窗開(kāi)口 113、第二組焊窗開(kāi)口 112和第四組焊窗開(kāi)口 114沿軸線a非對(duì)稱(chēng)分布。
[0041]本發(fā)明中所指的對(duì)稱(chēng)分布是指焊窗開(kāi)口的數(shù)量和形狀均與軸線對(duì)稱(chēng)分布，而非對(duì)稱(chēng)分布是指焊窗開(kāi)口的數(shù)量和形狀至少有一個(gè)為不同，如本實(shí)施例中焊窗開(kāi)口的形狀均為長(zhǎng)方形，而第一組焊窗開(kāi)口 111包括2個(gè)焊窗開(kāi)口，第三組焊窗開(kāi)口 113包括4個(gè)焊窗開(kāi)口，兩者的數(shù)量不同，因此第一組焊窗開(kāi)口 111和第三組焊窗開(kāi)口 113沿軸線a非對(duì)稱(chēng)分布。在其他實(shí)施例中，第一組焊窗開(kāi)口 111和第三組焊窗開(kāi)口 113中焊窗開(kāi)口的數(shù)量可以相同而形狀不同、或者數(shù)量和形狀均不同。
[0042]進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中第一組焊窗