帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片封裝結構及晶片級芯片封裝結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體的封裝結構，尤其涉及一種帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片封裝結構及晶片級芯片封裝結構。
【背景技術】
[0002]在晶片級芯片TSV (Through Silicon Via，硅通孔)技術封裝中，通常在晶片的上表面即功能面粘合一玻璃基板或硅基板，以保護晶片上芯片的功能區(qū)不受損傷或污染，再在晶片的下表面即基底的下表面做開口露出焊墊，用金屬線路將焊墊電性引到晶片下表面。如圖1和圖2所示，公知的晶片級芯片封裝過程為:首先，提供一具有多個芯片I的晶片和基板2，芯片通常具有元件區(qū)10和位于元件區(qū)周邊的焊墊4，焊墊位于芯片的氧化層11內(nèi)，且與元件區(qū)電性連接，基板2通過粘結層9粘合于晶片的上表面；然后，在晶片的下表面做向上表面延伸的開口，開口暴露出焊墊4;接著，在開口內(nèi)做絕緣層5、金屬布線層6、防護層7、焊料凸點8等，將焊墊的電性引到晶片的下表面，形成晶片封裝結構，如圖1所示；最后，沿晶片封裝結構的預定切割線切割，分立成多個單顆芯片，即形成晶片級芯片封裝結構。
[0003]上述封裝過程中，在最終將晶片封裝結構切割形成單顆芯片時，通常采用機械切割的方式，即通過機械切割方式切割晶片的基底材料部分和基板部分，而在切割基板材料如硅和玻璃時，切刀12進刀附近會產(chǎn)生應力，引起崩邊；或?qū)е侣N曲或者微裂紋13 (如圖2所示)，該翹曲或微裂紋13在后續(xù)熱循環(huán)試驗時，形變程度會加劇，最終將引起金屬布線層與基板的分離，導致失效，影響了封裝芯片的可靠性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片封裝結構及晶片級芯片封裝結構，能夠?qū)⒔K切進刀位置從基板上金屬布線層附近，轉(zhuǎn)移到金屬布線層的下方，從而將切割應力轉(zhuǎn)移到遠離金屬布線層的地方，即可避免金屬布線層在高溫環(huán)境下與基板分離，提高了芯片的可靠性。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片封裝結構，包括具有若干芯片的晶片，相鄰芯片之間形成預定切割線，每個芯片的上表面包含有元件區(qū)和位于所述元件區(qū)周邊的若干焊墊，且所述焊墊電性連接所述元件區(qū)；還包括一基板，所述基板粘合于所述晶片的上表面；每個芯片的邊緣形成有臺階，所述臺階連接所述芯片的下表面和所述基板，所述臺階的底部進入所述基板，且所述臺階的表面暴露出所述焊墊；所述基板上與所述預定切割線相對的位置形成有條形溝槽，所述溝槽的寬度小于相鄰兩臺階的寬度之和，且大于用于切割的切刀的寬度，所述臺階上形成有金屬布線層，該金屬布線層沿臺階的表面將焊墊電性引到所述芯片的下表面。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述臺階包括第一階臺和第二階臺，所述第二階臺低于所述第一階臺，第一階臺包括第一側(cè)壁和第一底部，第二階臺包括第二側(cè)壁和第二底部，所述第一側(cè)壁、所述第一底部、所述第二側(cè)壁、所述第二底部順次連接，且所述第一側(cè)壁連接所述芯片的下表面，所述第二底部進入所述基板。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述基板為硅基板或玻璃基板。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述溝槽的側(cè)壁或所述臺階與所述芯片的上表面垂直或有一定夾角。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述溝槽的深度為20 μ???ΙΟΟμπι。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，所述金屬布線層與所述芯片的基底材料之間鋪設有絕緣層。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述金屬布線層上設置有防護層，所述防護層填入所述溝槽內(nèi)。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述防護層在金屬布線層的預設焊盤位置形成有開口，所述開口內(nèi)植有焊料凸點。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述臺階底部的金屬布線層未延伸到所述溝槽的開口位置。
[0015]一種帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片級芯片封裝結構，所述晶片級芯片封裝結構為所述帶邊緣緩沖的晶片封裝結構沿預定切割線切割后形成的任一單顆芯片的封裝結構。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片封裝結構及晶片級芯片封裝結構，該晶片級芯片封裝結構是在該晶片封裝結構完成封裝后，再予以切割成獨立的封裝體而形成。具體是在基板相對晶片的預定切割線的位置形成條形溝槽(即溝槽沿預定切割線貫穿基板)，在該溝槽的底部進行切割以分離出單顆芯片，形成晶片級芯片封裝結構，這樣，芯片基板邊緣形成用以轉(zhuǎn)移切割應力的半槽結構。通過在晶片封裝結構中設置溝槽，在切割分立芯片時，終切進刀位置從基板上金屬布線層附近，轉(zhuǎn)移到了金屬布線層的下方，從而將切割應力轉(zhuǎn)移到了溝槽底部，由應力產(chǎn)生的邊緣翹曲、裂紋或崩裂轉(zhuǎn)移到半槽的邊緣，遠離了金屬布線層，因此，能夠避免金屬布線層在高溫環(huán)境下與基板分尚，提尚了芯片的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1為公知的晶片封裝結構切割位置示意圖；
[0018]圖2為圖1中A處放大結構示意圖；
[0019]圖3為本實用新型封裝過程中晶片上表面粘合基板后切割位置示意圖；
[0020]圖4為本實用新型封裝過程中晶片形成臺階后切割位置示意圖；
[0021]圖5為本實用新型形成晶片封裝結構后切割位置示意圖；
[0022]圖6為圖5中B處放大結構示意圖；
[0023]圖7為本實用新型中晶片級芯片封裝結構的示意圖；
[0024]圖8為本實用新型中基板上形成的溝槽結構俯視圖；
[0025]結合附圖，作以下說明:
[0026]I——芯片2——基板
[0027]3--溝槽4--焊墊
[0028]5——絕緣層6——金屬布線層
[0029]7——防護層8——焊料凸點
[0030]9——粘結層10——元件區(qū)
[0031]11——氧化層12——刀片
[0032]13——微裂紋14——臺階
[0033]141一一第一側(cè)壁142—一第一底部
[0034]143一一第二側(cè)壁144一一第二底部
[0035]15——預定切割線301——半槽
【具體實施方式】
[0036]為使本實用新型能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。為方便說明，實施例附圖的結構中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實施例中各結構的實際相對大小。
[0037]如圖3、圖4、圖5和圖6所示，一種帶邊緣應力轉(zhuǎn)移的晶片封裝結構，包括具有若干芯片I的晶片，相鄰芯片之間形成預定切割線15，每個芯片的上表面包含有元件區(qū)10和位于所述元件區(qū)周邊的若干焊墊4，且所述焊墊電性連接所述元件區(qū)；還包括一基板2，所述基板粘合于所述晶片的上表面；每個芯片的邊緣形成有臺階14，所述臺階連接所述芯片的下表面和所述基板，所述臺階的底部進入所述基板，且所述臺階的表面暴露出所述焊墊；所述基板上與所述預定切割線相對的位置形成有條形溝槽3，所述溝槽的寬度小于相鄰兩臺階的寬度之和，且大于用于切割的切刀12的寬度，所述臺階上形成有金屬布線層6，該金屬布線層沿臺階的表面將焊墊電性引到所述芯片的下表面。其中，芯片可以是微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System，MEMS)，物理感測器件(Physical Sensor)等，但芯片類型不限于此，芯片的基底可以為硅基底、砷化鎵基底等；可選的，所述基板為硅基板或玻璃基板。
[0038]若為MEMS芯片，基底和基板在元件區(qū)位置還會形成有腔體結構，為簡化，圖中未畫出。
[0039]上述結構中，通過在晶片封裝結構的基板上形成與晶片預定切割線相對的溝槽，在切割分立芯片時，能夠?qū)⒔K切進刀位置從基板上金屬布線層附近，轉(zhuǎn)移到金屬布線層的下方，從而將切割應力轉(zhuǎn)移到溝槽底