一種圓片級封裝結構與封裝方法與流程

本發明涉及半導體封裝領域，特別是涉及圓片級封裝結構與方法。

背景技術：

近年來，由于芯片的微電路制作朝向高集成度發展，因此，其芯片封裝也需向高功率、高密度、輕薄與微小化的方向發展。芯片封裝就是芯片制造完成后，以塑膠或陶磁等材料，將芯片包在其中，以達保護芯片，使芯片不受外界水汽及機械性損害。芯片封裝主要的功能分別有電能傳送(Power Distribution)、信號傳送(Signal Distribution)、熱的散失(Heat Dissipation)與保護支持(Protection and Support)。

由于現今電子產品的要求是輕薄短小及高集成度，因此會使得集成電路制作微細化，造成芯片內包含的邏輯線路增加，而進一步使得芯片I/O(input/output)腳數增加，而為配合這些需求，產生了許多不同的封裝方式，例如，球柵陣列封裝(Ball grid array，BGA)、芯片尺寸封裝(Chip Scale Package，CSP)、多芯片模塊封裝(Multi Chip Module package，MCM package)、倒裝式封裝(Flip Chip Package)、卷帶式封裝(Tape Carrier Package，TCP)及圓片級封裝(Wafer Level Package，WLP)等。

不論以何種形式的封裝方法，大部分的封裝方法都是將圓片分離成獨立的芯片后再完成封裝的程序。而圓片級封裝是半導體封裝方法中的一個趨勢，圓片級封裝以整片圓片為封裝對象，因而封裝與測試均需在尚未切割圓片的前完成，是一種高度整合的封裝技術，如此可省下填膠、組裝、黏晶與打線等制作，因此可大量降低人工成本與縮短制造時間。然而，現有的圓片級封裝存在結構復雜且金屬層與金屬端子結合力不高的問題。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是降低圓片級封裝結構的復雜度，提高金屬層與金屬端子結合力。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是提供一種圓片級封裝結構，包括圓片本體、至少一設于所述圓片本體的正面的金屬端子、沿所述金屬端子外圍鋪設于圓片本體正面的鈍化層、鋪設于所述金屬端子和所述鈍化層上的掩膜層、設于所述掩膜層上并與所述金屬端子互連的金屬層以及設于所述金屬層上并通過所述金屬層與所述金屬端子互連的凸塊，其中，所述掩膜層位于所述金屬端子表面的部分設有若干網孔，所述金屬層滲透并完全填充于所述網孔進而與所述金屬端子互連。

其中，所述掩膜層由光敏材料制成，所述掩膜層厚度為3～5微米。

其中，所述金屬層厚度為7～10微米。

其中，所述網孔為圓孔，直徑為5～15微米。

其中，所述網孔為多邊形孔。

其中，還包括一設于所述圓片本體背面的保護層，所述保護層為金屬材質或者背膠樹脂。

本發明還提供上述圓片級封裝結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供圓片：所述圓片包括圓片本體、設置于圓片表面本體表面的鈍化層及若干分布于圓片本體正面的金屬端子，所述金屬端子表面部分露出所述鈍化層；

鋪設掩膜層：在所述圓片正面形成掩膜層，所述掩膜層與所述鈍化層牢固結合并覆蓋于所述金屬端子表面；

光刻顯影：對所述圓片進行光刻顯影，在所述金屬端子表面形成若干網孔；

鋪設金屬層：在上述具有若干網孔的金屬端子表面形成金屬層，所述金屬層滲透進所述網孔內并與所述金屬端子互連；

制作凸塊：在上述金屬層表面形成凸塊，所述凸塊通過所述金屬層與所述金屬端子互連；

鋪設保護層：在所述圓片背面形成保護層。

其中，所述掩膜層由光敏材料制成，所述掩膜層厚度為3～5微米，所述保護層為金屬材質或者背膠樹脂。

其中，所述金屬層制作工藝為種子層濺射工藝及電鍍工藝或者所述金屬層的制作工藝為蒸鍍工藝，所述金屬層的厚度為7～10微米。

其中，所述網孔為圓孔或多邊形孔。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明圓片級封裝結構的掩膜層具有網孔，金屬層滲透過網孔即可與金屬端子互連，節省了工藝流程，且掩膜層能夠提高金屬層與金屬端子的層間結合力，使結構更牢固。

附圖說明

圖1是本發明圓片級封裝方法的工藝流程圖；

圖2至圖8是圖1封裝方法各制作步驟對應的結構示意圖；

圖9至圖14是圖1封裝方法另一實施例中各制作步驟對應的結構示意圖；

具體實施方式

圖1為本發明一種圓片級封裝方法的流程圖，圖2至圖8為各步驟對應的結構示意圖，下面將參照圖1至圖8具體闡述本發明封裝方法的具體步驟：

S1：提供圓片，如圖2所示，所述圓片100包括圓片本體110、設置于圓片本體110正面的鈍化層120及若干金屬端子130，所述金屬端子表面部分露出所述鈍化層；

S2：鋪設掩膜層，如圖3所示，在所述圓片100的鈍化層120上涂覆一層光敏材料形成掩膜層140，所述掩膜層140覆蓋于所述金屬端子130表面，掩膜層140可與所述鈍化層130大面積接觸并牢固結合形成穩固的界面，所述掩膜層140的厚度為3～5微米；

S3：光刻顯影，請參閱圖4，將上述具有掩膜層140的圓片100放置于光刻機內，對所述圓片100進行光刻顯影，在所述金屬端子130的表面形成若干網孔150；如圖5所示，在本實施方式中網孔150為圓孔，直徑為5～15微米，在其他實施方式中，該網孔150還可以是矩形孔、菱形孔等其他多邊形孔。

S4：鋪設金屬層，請參閱圖6，采用種子層濺射工藝及電鍍工藝在上述具有若干網孔150的金屬端子130表面形成金屬層160，所述金屬層160滲透進所述網孔150內并與所述金屬端子130互連，所述金屬層130的厚度約為7-10微米；在其他實施方式中，所述金屬層130的制作工藝還可以為蒸鍍等其他工藝；

S5：制作凸塊，請參閱圖7，在上述金屬層160表面通過植球、印刷焊料或者電鍍形成凸塊170，所述凸塊170通過所述金屬層160與所述金屬端子130互連；所述凸塊170用于與PCB板等電子元件連接；

S6：鋪設保護層，在所述圓片100背面形成保護層180，所述保護層100可以是用于MOSFET的背面金屬化，也可以是通過印刷或者貼膜形式形成的背膠樹脂。

請參照圖9，圓片上的金屬端子除了圖1所示的金屬端子130外，還有一種金屬端子200被鈍化層140分開，形成兩個相互關聯同屬一個功能的底層線路的單體端子230，在這種分體式金屬端子200表面也可以采用上述圓片級封裝方法進行封裝，其方法與前述方法的不同之處在于，將兩個相互關聯的單體金屬端子230視為同一金屬端子進行封裝，而不是對單個單體金屬端子進行，請一并參照圖10至圖14，本發明裝方法的另一實施方式的封裝步驟如下：

S1：提供圓片，所述圓片100包括圓片本體110、設置于圓片本體110正面的鈍化層120及若干金屬端子200，所述金屬端子200包括兩個互相隔的第一單體230及第二單體232，所述第一單體230及第二單體232被所述鈍化層120隔開，所述第一單體230及第二單體232表面部分露出所述鈍化層120；

S2：鋪設掩膜層，在所述鈍化層120表面涂覆一層光敏材料形成掩膜層140并覆蓋于所述第一單體230及第二單體232表面，所述掩膜層140可與所述鈍化層120大面積接觸，牢固結合形成穩固的界面，所述掩膜層140厚度為3～5微米；

S3：光刻顯影，將上述具有掩膜層140的圓片100放置于光刻機內，對所述圓片100進行光刻顯影，在所述第一單體230及第二單體232表面形成若干網孔150；在本實施方式中網孔150為圓孔，直徑為5～15微米，在其他實施方式中，該網孔150還可以是矩形孔、菱形孔等其他多邊形孔。

S4：鋪設金屬層，采用種子層濺射工藝及電鍍工藝在上述具有若干網孔的第一單體230及第二單體232表面形成金屬層160，所述金屬層160滲透進所述第一單體230及第二單體232的網孔內并與所述第一單體230及第二單體232互連，所述金屬層160的厚度約為7-10微米；在其他實施方式中，所述金屬層160的制作工藝還可以為蒸鍍等其他工藝；

S5：制作凸塊，在上述金屬層160表面通過植球、印刷焊料或者電鍍形成凸塊170，所述凸塊170通過所述金屬層160與所述第一單體230及第二單體232互連；所述凸塊170用于與PCB板等電子元件連接；

S6：鋪設保護層，在所述圓片100背面形成保護層180，所述保護層180可以是用于MOSFET的背面金屬化，也可以是通過印刷或者貼膜形式形成的背膠樹脂。

本發明還提供上述封裝方法制成的圓片級封裝結構，包括圓片本體100、至少一設于所述圓片本體的正面的金屬端子130、沿所述金屬端子外圍鋪設于圓片本體正面的鈍化層120、鋪設于所述金屬端子130和所述鈍化層120上的掩膜層140、設于所述掩膜層140上并與所述金屬端子互連的金屬層160以及設于所述金屬層160上并通過所述金屬層與所述金屬端子互連的凸塊170，其中，所述掩膜層140位于所述金屬端子130表面的部分設有若干網孔150，所述金屬層160滲透并完全填充于所述網孔150進而與所述金屬端子130互連。

區別于現有技術的情況，本發明所提供的圓片級封裝結構的掩膜層具有網孔，金屬層滲透過網孔即可與金屬端子互連，節省了工藝流程，且掩膜層能夠提高金屬層與金屬端子的層間結合力，使結構更牢固。

以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。