[实用新型]一种实现TVS芯片WLCSP六面塑封的结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种用于超小封装TVS产品的WLCSP六面塑封的结构。

背景技术

WLCSP(晶圆片级芯片规模封装)技术作为一种新型的封装技术，已经在很多产品中实现了量产。该工艺的最大特点是不需要lead frame来固定芯片，也不需要wire bonding等连接手段。而是直接在wafer level上工艺pillar，pillar的材质可以是金、铜或者合金材料等。然后通过wafer sort直接实现芯片编测。

与传统的封装工艺相比，WLCSP工艺有工艺流程简单、步骤少、成本低、生产效率高等优势。特别是不需要使用lead frame，所以芯片尺寸和形状可以有更大的自由度，便于实现传统封装难以实现的超高性能。

常规的WLCSP封装一般不在产品中使用塑封保护，或者只是在封装体的上下两个表面使用塑封保护。很难实现在侧边绝缘保护。然而，在超小封装TVS产品中，比如DFN1006、DFN0603甚至是DFN0402的应用中，发现在SMT贴片生产时，由于大多数SMT设备对于焊料的控制精度问题，以及机械手臂或者人工抓取芯片时的控制精度问题，导致焊料有可能对于芯片侧边造成污染，进而导致电子产品的短路等严重的情况出现，并且影响电子产品的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是基于领先的WLCSP技术，以及TVS芯片的工艺特点，创造性地提出一种实现TVS芯片WLCSP六面塑封的结构。

本实用新型的技术方案是：

一种实现TVS芯片WLCSP六面塑封的结构，包括晶圆层，所述晶圆层的一侧面上制备有金属凸点，取相邻金属凸点作为一对，所述晶圆上每一对金属凸点的四周切割有空隙，所述空隙为具有长方形截面的沟槽，空隙的深度不大于所述晶圆层的高度。

上述结构用于实现超小封装TVS产品的六面塑封工艺，其所得TVS封装体的六个面都可以实现有效的绝缘封装，该工艺的步骤如下：

(1)与常规的WLCSP工艺一样，首先在晶圆正面完成金属凸点制备(pillar工艺)；

(2)按照最终TVS产品的结构对晶圆进行切割制备空隙，切割时控制空隙的深度，不能将晶圆切透；

以上步骤即可得到前述用于实现WLCSP六面塑封的TVS芯片结构，接着进行第(3)步：

(3)从晶圆正面向下完成第一次塑封(molding compound)，覆盖步骤(2)切割所得到的空隙；

(4)从晶圆正面进行晶圆减薄(wafer grind)，保证电极露出来；如果需要电极高于塑封表面，在金属凸点出进行一次植球或者镀层工艺；

(5)从晶圆背面进行晶圆减薄，减薄至最终TVS产品的尺寸要求；

(6)对晶圆背面进行塑封，完成对晶圆背面的保护；

(7)沿着步骤(2)制备的空隙的中心进行切割，割透，完成芯片的分离。

然后对芯片进行测试和编带等后续包装，这样就完成封测的全部工艺。

本实用新型的关键在于TVS芯片设计时必须要按照成品pin脚的尺寸和位置要求来设计。工艺中用到两次wafer切割，第一次需要远大于第二次的宽度，以保障侧边绝缘保护的厚度要求。

本实用新型结构相对简单，而且工艺控制要求不高，成本相对较低。性能方面，由于芯片尺寸几乎与最终的成品尺寸一致，所以设计人员可以有更多的空间来提升产品性能。这一点特别对于广泛应用于消费类产品的TVS产品尤其重要。另外，由于两次wafer grind，特别是第二次wafer grind时，wafer正面已经完成塑封，有足够的机械支撑，所以有可能将成品的厚度控制得特别薄。这在超薄的电子设备应用中特别有意义。

附图说明

图1为TVS芯片的一种内部电路原理图。

图2为TVS芯片的一种外观简图。

图3为晶圆截面示意图。

图4为完成金属凸点制备的晶圆。

图5为本实用新型的实现TVS芯片WLCSP六面塑封的结构的示意图。

图6为完成了正面塑封的本实用新型结构的示意图。

图7为图6结构完成正面晶圆减薄时的结构。

图8为图7结构完成背面晶圆减薄时的结构。

图9为图8结构完成背面塑封时的结构。

图10为图9结构进行分离的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案。