一種提高芯片可靠性的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種提高芯片可靠性的封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]圓片級(jí)芯片尺寸封裝是在整個(gè)晶圓上進(jìn)行再布線和焊錫球凸點(diǎn)制備，最后再切割為單顆待封裝芯片的一種制作方式。該種封裝的最終封裝尺寸與待封裝芯片尺寸相當(dāng)，可以實(shí)現(xiàn)封裝的小型化和輕量化，在便攜式設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體硅工藝的發(fā)展，待封裝芯片的關(guān)鍵尺寸越來越小，為了降低成本，在進(jìn)行芯片制作時(shí)傾向于選擇較先進(jìn)的集成度更高的芯片制作工藝，這就使得待封裝芯片的尺寸越來越小，待封裝芯片表面的I/O密度也越來越高。為了確保待封裝芯片與印刷線路板能夠形成互連必須將高密度的I/O扇出為低密度的封裝引腳，亦即進(jìn)行圓片級(jí)芯片扇出封裝。
[0003]目前，在圓片級(jí)芯片扇出封裝中最主要的是由英飛凌公司開發(fā)的eWLP封裝，如圖1所示，此封裝結(jié)構(gòu)中，由于待封裝芯片2較小且其使用包封料包封其前后左右四個(gè)面及其背面而其前后左右四個(gè)面垂直背面，在加工過程中易造成切割刀的使用耗損，而在使用過程中，由于扇出封裝應(yīng)力的存在，也容易出現(xiàn)待封裝芯片2在包封體1中因脫落而失效，影響封裝產(chǎn)品在使用過程中的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]承上所述，本實(shí)用新型的目的在于克服上述圓片級(jí)芯片扇出封裝的不足，提供一種節(jié)約切割刀使用耗損、提高封裝產(chǎn)品在使用過程中的可靠性的封裝結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型一種提高芯片可靠性的封裝結(jié)構(gòu)，其包括上表面附有芯片電極及相應(yīng)電路布局的芯片單體，所述芯片單體的芯片本體的上表面覆蓋芯片表面鈍化層并開設(shè)有芯片表面鈍化層開口，芯片電極的上表面露出芯片表面鈍化層開口，
[0007]所述芯片單體的前后左右四個(gè)側(cè)壁各設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，
[0008]還包括薄膜包封體，所述芯片單體由背面嵌入薄膜包封體內(nèi)，在所述芯片表面鈍化層開口內(nèi)填充先形成鎳層再形成金層的鎳/金層，在所述芯片單體的上表面和薄膜包封體的上表面覆蓋絕緣薄膜層I，并于所述鎳/金層的上表面開設(shè)絕緣薄膜層I開口，在絕緣薄膜層I的上表面形成再布線金屬層和絕緣薄膜層Π，所述再布線金屬層填充絕緣薄膜層I開口，所述再布線金屬層通過鎳/金層與芯片電極實(shí)現(xiàn)電性連接，在再布線金屬層的最外層設(shè)有輸入/輸出端，所述絕緣薄膜層Π覆蓋再布線金屬層并露出輸入/輸出端，在所述輸入/輸出端處形成連接件，所述薄膜包封體的背面設(shè)置硅基加強(qiáng)板。
[0009]所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為芯片單體10的前后左右四個(gè)側(cè)面分別與其背面形成傾斜角α，其取值范圍:10度<α〈90度。
[0010]進(jìn)一步地，所述傾斜角α為25度、30度、45度、60度、75度。
[0011]所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)也可以為兩個(gè)斜面和上下連接該兩個(gè)斜面的一平面，靠近芯片電極的斜面的傾斜角α?的取值范圍為10?90度，遠(yuǎn)離芯片電極的斜面的傾斜角α2的取值范圍為10?90 度，且 α2 2α1。
[0012]進(jìn)一步地，所述傾斜角α?為25度、30度、45度、60度、75度，所述傾斜角α2為25度、30度、45度、60度、75度、90度。
[0013]所述絕緣薄膜層I開口的尺寸不大于芯片表面鈍化層開口的尺寸。
[0014]所述絕緣薄膜層I開口內(nèi)植入金屬柱，所述金屬柱連接再布線金屬層與鎳/金層。
[0015]所述連接件是焊球凸點(diǎn)、焊塊或金屬塊。
[0016]所述再布線金屬層為單層或多層。
[0017]所述再布線金屬層的輸入/輸出端設(shè)置于芯片單體的垂直區(qū)域的外圍。
[0018]本實(shí)用新型有益效果是:
[0019]1、本實(shí)用新型通過薄膜技術(shù)結(jié)合圓片級(jí)再布線金屬層技術(shù)和芯片倒裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)單層或多層的扇出封裝結(jié)構(gòu)，以確保待封裝芯片尤其是高引腳數(shù)的小芯片或超小芯片與印刷線路板能夠?qū)崿F(xiàn)高密度的I/O扇出為低密度的封裝引腳，同時(shí)改進(jìn)待封裝芯片的切割方式，使待封裝芯片的側(cè)壁具有一定傾斜角度，增加了其與薄膜包封體的結(jié)合力，提高了封裝產(chǎn)品的可靠性，有利于封裝結(jié)構(gòu)的小型化、薄型化和輕量化發(fā)展，而且可以節(jié)省切割刀的使用耗損，降低生產(chǎn)成本；
[0020]2、本實(shí)用新型利用薄膜貼膜技術(shù)代替現(xiàn)有的技術(shù)，降低了封裝工藝對(duì)設(shè)備的要求，同時(shí)薄膜背面設(shè)置有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的硅基加強(qiáng)板不僅進(jìn)一步加強(qiáng)了薄膜包封體的強(qiáng)度，減小了整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的翹曲度，而且加強(qiáng)了芯片單體的散熱性能，有助于提高封裝產(chǎn)品的可靠性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為現(xiàn)有圓片級(jí)芯片扇出封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型一種圓片級(jí)芯片扇出封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一的剖面示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型一種圓片級(jí)芯片扇出封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二的剖面示意圖；
[0024]主要元件符號(hào)說明
[0025]芯片單體10
[0026]芯片本體11
[0027]芯片電極13
[0028]芯片表面鈍化層15
[0029]芯片表面鈍化層開口 151
[0030]鎳/金層17[0031 ]薄膜包封體2
[0032]再布線金屬層4
[0033]輸入/輸出端411
[0034]絕緣薄膜層151
[0035]絕緣薄膜層I開口 511
[0036]絕緣薄膜層Π 52
[0037]連接件6
[0038]硅基加強(qiáng)板7。
【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加充分地描述本實(shí)用新型，在附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，從而本公開將本實(shí)用新型的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。然而，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實(shí)施例。
[0040]實(shí)施例一，參見圖2
[0041]圖2是本實(shí)用新型一種提高芯片可靠性的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一的剖面示意圖，本實(shí)用新型的提高芯片可靠性的封裝結(jié)構(gòu)包括一背面嵌入薄膜包封體2的芯片單體10，芯片單體10的芯片本體11的上表面附有芯片電極13及其相應(yīng)電路布局，芯片表面鈍化層15覆蓋芯片本體11的上表面并開設(shè)有芯片表面鈍化層開口 151，芯片電極13的上表面露出芯片表面鈍化層開口 151，并在芯片表面鈍化層開口 151內(nèi)填充先形成鎳層再形成金層的鎳/金層17，以在后續(xù)激光刻蝕工藝過程中保護(hù)芯片電極13不被破壞。
[0042]芯片單體10的前后左右四個(gè)側(cè)壁設(shè)置加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)通過刀具切割成形，可以增加芯片單體10與薄膜包封體2的結(jié)合力，提高封裝產(chǎn)品的可靠性。具體地，該刀具的刀口為具有傾斜角度α的切割刀，從芯片單體10的芯片電極13所在的平面開始沿切割道進(jìn)行切割開槽，具有傾斜側(cè)面的刀口使得切割道側(cè)壁同樣具有傾斜角度α，如圖2所示，傾斜角α的取值范圍為10?80度。一般地，切割刀的傾斜角α為25度、30度、45度、60度、75度。不采用傾斜角α為90度的直刀進(jìn)行切割，有利于減小切割刀與硅基材質(zhì)的芯片本體11的摩擦，可以節(jié)省切割刀的使用耗損，降低生產(chǎn)成本，有利于封裝結(jié)構(gòu)的小型化、薄型化和輕量化發(fā)展。
[0043]薄膜包封體2的材質(zhì)包括但不限于環(huán)氧塑封料，其一般以高性能酚醛樹脂為固化劑，加入硅微粉等為填料，以及添加多種助劑混配而成，其在高溫175?185°C下先處于熔融狀態(tài)，緊密包裹芯片單體10的前后左右四個(gè)面及背面，冷卻后會(huì)逐漸硬化，最終成型，使芯片單體10的前后左右四個(gè)面及背面均得到物理和電氣保護(hù)，防止外界干擾，以提高其可靠性。
[0044]絕緣薄膜層151覆蓋芯片單體10的上表面和薄膜包封體2的上表面，并于鎳/金層17的上表面通過激光刻蝕工藝或光刻工藝開設(shè)絕緣薄膜層I開口 511，絕緣薄膜層I開口 511的尺寸不大于芯片表面鈍化層開口 151的尺寸，其橫截面的形狀呈圓形或四邊形、六邊形等多邊形。絕緣薄膜層151的材質(zhì)一般為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺等高分子有機(jī)絕緣材料。再布線金屬層4形成于絕緣薄膜層151的上表面并填充絕緣薄膜層I開口 511。絕緣薄膜層I開口 511內(nèi)也可以植入銅等具有導(dǎo)電功能的金屬柱，金屬柱連接再布線金屬層4與鎳/金層17。再布線金屬層4通過鎳/金層17與芯片電極13實(shí)現(xiàn)電性連接。再布線金屬層4可以是單層，也可以是多層，根據(jù)實(shí)際需要確定，在再布線金屬層4的最外層設(shè)有輸入/輸出端411，輸入/輸出端411的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。對(duì)于高引腳數(shù)的小芯片或超小芯片，通過圓片級(jí)再布線金屬層技術(shù)可以使其輸入/輸出端411設(shè)置于小芯片或超小芯片的垂直區(qū)域的外圍，以便將個(gè)體較小、電極較密集的電極信號(hào)扇出連接?？梢栽谳斎?輸出端411處形成連接件6，連接件6可以是焊球凸點(diǎn)、焊塊或其它金屬連接件，圖2中以連接件6是焊球凸點(diǎn)為例示意，可見芯片單體10設(shè)置于薄膜包封體2的內(nèi)部，其六個(gè)面均得到保護(hù)，以提高其可靠性。
[0045]薄膜包封體3的背面設(shè)置硅材質(zhì)的硅基加強(qiáng)板7，其厚度范圍為不大于200微米，并以其厚度范圍50?100微米為佳，不僅加強(qiáng)了薄膜包封體3的強(qiáng)度，減小了整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的翹曲度，而且加強(qiáng)了芯片單體10的散熱性