[实用新型]一种圆片级芯片扇出封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种圆片级芯片扇出封装结构，属于半导体封装技术领域。

背景技术

圆片级芯片尺寸封装是在整个晶圆上进行再布线和焊锡球凸点制备，最后再切割为单颗芯片的一种制作方式。该种封装的最终封装尺寸与芯片尺寸相当，可以实现封装的小型化和轻量化，在便携式设备中有着广泛的应用。随着半导体硅工艺的发展，芯片的关键尺寸越来越小，为了降低成本，在进行芯片制作时倾向于选择较先进的集成度更高的芯片制作工艺，这就使得芯片的尺寸越来越小，芯片表面的I/O密度也越来越高。但是，与此同时印刷电路板的制造工艺和表面贴装技术并没有很大的提升。对于这种I/O密度比较高的芯片，如若进行圆片级封装，为了确保待封装芯片与印刷线路板能够形成互连必须将高密度的I/O扇出为低密度的封装引脚，亦即进行圆片级芯片扇出封装。

目前，在圆片级芯片扇出封装中最主要的是由英飞凌公司开发的eWLP封装，此封装技术主要包含下述工艺过程：首先将芯片2正面通过胶带粘接在衬底晶圆上，进行晶圆级塑封，将衬底晶圆剥离，然后在芯片2正面进行再布线，形成再布线层3，并植焊锡球5，最后将封装体切成单颗。这种封装技术由于采用胶带进行粘接，在塑封的高温过程中其粘合力较难保证，这就导致芯片2在塑封过程中在塑封料模流的冲击下会产生位移，从而影响后续再布线工艺，因而封装工艺难管控且良率不高。另外，芯片2直接嵌入到塑封体1中，由于芯片2与塑封体1热膨胀系数不同，在封装过程中，温度的变化势必会产生应力，使圆片易出现较大的翘曲度，从而影响封装产品的可靠性，而在使用过程中，由于应力的存在，也易出现芯片2在塑封体1中脱落的失效，影响封装产品在使用过程中的可靠性。

发明内容

承上所述，本实用新型的目的在于克服上述圆片级芯片扇出封装的不足，提供一种圆片级芯片扇出封装结构，以避免待封装芯片在塑封工艺中的偏移问题，并降低封装工艺过程中圆片的翘曲问题，提升封装产品在使用过程中的可靠性。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种圆片级芯片扇出封装结构，包括：

 一硅基体，在该上表面设有下凹的浅硅腔体；

 一介电层，覆盖在该硅基体的上表面和浅硅腔体的表面；

 一再布线层Ⅰ，选择性地设置于该介电层的表面，并沿浅硅腔体底部向上延伸至同侧的硅基体的上表面；

 至少一待封装芯片，在该正面设置有若干个芯片表面金属凸点，并通过该芯片表面金属凸点倒装至该浅硅腔体内与再布线层Ⅰ实现电气互连；

 至少一金属凸块，固定于该硅基体的上表面的再布线层Ⅰ的表面；

 一塑封体，塑封该待封装芯片、该金属凸块和该再布线层Ⅰ所在的空间，并露出该金属凸块的上表面；以及

 一再布线层Ⅱ，设置于该塑封体的表面，并与该金属凸块形成电气互连；

  一钝化层，覆盖在该再布线层Ⅱ的表面，并选择性地设置若干个钝化层开口，该钝化层开口内设置焊锡球，与再布线层Ⅱ实现电气互连。

本实用新型所述浅硅腔体的深度为100微米到200微米。

本实用新型所述金属凸块的上表面高于待封装芯片的背面。

本实用新型所述金属凸块的高度为50到100微米。

本实用新型所述金属凸块的横截面呈圆形或多边形，且其边界尺寸大于80微米。

本实用新型所述金属凸块呈阵列排布。

本实用新型所述金属凸块和/或芯片表面金属凸点的材质为铜。

本实用新型所述浅硅腔体的深度为100微米到200微米。

本实用新型所述芯片表面金属凸点的横截面呈圆形或多边形，且其边界尺寸大于60微米。

本实用新型所述芯片表面金属凸点的高度为15微米到35微米。

本实用新型所述芯片表面金属凸点呈阵列排布。

本实用新型的封装结构背面有硅基体做支撑，并且刻蚀了浅硅腔体用于承载待封装芯片，浅硅腔体与金属凸块、芯片表面金属凸点的有机结合，有效地压缩了待封装芯片的占用空间，使塑封形成的塑封体比较薄，有利于减小待封装芯片与塑封体热膨胀系数不同的影响。

本实用新型有益效果是：

本实用新型在进行塑封时用比较薄的塑封体进行圆片级塑封，减小了待封装芯片与塑封体热膨胀系数不同的影响，同时将待封装芯片完全包裹在塑封料里，其与再布线层Ⅰ、再布线层Ⅱ通过Bump（指金属凸块、芯片表面金属凸点）互联，不仅避免了待封装芯片在塑封工艺中的偏移问题，而且减小了整个圆片的翘曲度，提高了封装产品的可靠性。