[发明专利]一种圆片级背金芯片的封装结构及其封装方法

说明书

本发明公开了一种背金芯片的封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。其硅基本体的正面设有若干个芯片电极和正面保护层，该正面保护层开设正面保护层开口再次露出芯片电极，芯片电极的上表面设置金属凸点。该硅基本体的背面设有背金层，该背金层通过背金粘结层与硅基本体的背面粘合连接。塑封层包封背金层和硅基本体的裸露面，并开设塑封层开口露出背金层背面裸露面。本发明的封装流程简单，所涉及的硅表面处理工艺、背金工艺、塑封料烧蚀和解键合工艺均是在圆片上完成，符合半导体制造未来的发展方向。

技术领域

本发明涉及一种圆片级背金芯片的封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

近年来，嵌入式封装Embedded Package越来越受到行业的重视。嵌入式封装往往较其他封装结构具备更好的热量管理和可靠性优势。在这种封装体中，芯片的背面通常进行研磨并且金属化以实现降低功率损耗或者提升功率芯片的散热性能，并被嵌入在IC基底中实现最终封装。

在嵌入式封装结构中，背面金属层作为器件的一极，通常需要耐受激光烧蚀的工艺，这对背金的厚度提出了更高的要求。

现阶段，芯片背金工艺大多采用贵金属结构，包括金、银等贵金属价格较高，市场波动大，生产制造的成本较高。背金在蒸镀的过程中，因为工艺特性，反应腔内会有较多的金属残留，这更加剧了成本的提升。

此外，在半导体各个应用领域，高度集成的小型化和轻薄化的封装需求不断提出，嵌入式封装亦是如此。小型的封装体在焊接的过程中，其自身的重量较轻，极易在焊接过程中因为爬锡现象导致短路失效，或者在嵌入式高密度封装体中，因位移与其他芯片接触而导致整个封装体报废。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，利用常规金属的背金工艺，提供一种圆片级背金芯片的封装结构及其封装方法。

本发明一种圆片级背金芯片的封装结构，其硅基本体的正面设有若干个芯片电极和功能感应区以及芯片绝缘层，所述芯片绝缘层覆盖硅基本体并露出芯片电极。同时所述芯片绝缘层覆盖硅基本体的划片道的残余部分并向外侧延伸，形成芯片绝缘层延伸部。还包括正面保护层和塑封层，所述正面保护层覆盖芯片绝缘层并开设正面保护层开口再次露出芯片电极，在所述芯片电极的上表面设置金属凸点，所述金属凸点露出正面保护层，

在所述硅基本体的背面依次设置背金粘结层和铜层，形成背金层，所述背金粘结层的厚度大不大于2微米，所述背金层的厚度大于5微米，所述背金层通过背金粘结层与硅基本体的背面粘合连接，

所述塑封层包封背金层和硅基本体的裸露面至芯片绝缘层延伸部，并开设塑封层开口，所述塑封层开口局部或全部露出背金层背面，所述背金层背面的裸露面继续与埋在PCB板/基板中的其他IC做互联。

可选地，所述金属凸点的材质为铜、锡、锡银合金或Ni/Au、Ni/Pd/Au复合结构。

可选地，所述金属凸点高度在5微米至50微米。

本发明一种圆片级背金芯片的封装结构的封装方法，包括如下的加工步骤：

步骤一、提供带有芯片电极和划片道的IC芯片的IC圆片，在IC圆片W1的正面覆盖芯片绝缘层并露出芯片电极的正面；

步骤二、在IC圆片的正面涂覆正面保护层并开设正面保护层开口再次露出芯片电极11的上表面，在芯片电极的上表面完成金属凸点的制作；

步骤三、对IC圆片的正面进行机械和化学保护，通过键合层与正面支撑体粘结，所述正面支撑体为与IC圆片等尺寸或近似尺寸的玻璃或硅片；

步骤四、将IC圆片进行180度翻转，将其背面减薄至指定厚度，在IC圆片的背面用硝酸、氢氟酸这些强酸进行腐蚀，再用弱碱性清洁的方法，形成较利于背金层粘结紧密的背面硅处理面；