[发明专利]一种具有键合结构的晶圆级芯片的封装方法

说明书

本发明涉及一种具有键合结构的晶圆级芯片的封装方法，所述方法包括：提供叠层晶圆，所述叠层晶圆包括底部晶圆和位于所述底部晶圆上方并与所述底部晶圆键合为一体的顶部晶圆；在所述顶部晶圆的上表面形成多个焊垫；在所述顶部晶圆的上表面以及所述焊垫的表面形成第一保护层，所述第一保护层内形成有暴露所述焊垫的开口；在所述叠层晶圆的边缘形成第二保护层，所述第二保护层覆盖所述顶部晶圆的边缘至所述底部晶圆的边缘之间的区域；在所述开口内形成焊点，所述焊点与所述焊垫电连接；去除所述第二保护层。实施本发明，可以减小晶圆错位现象对后续焊点制备过程的影响，从而降低晶圆封装的异常发生率。

技术领域

本发明涉及芯片封测领域，特别涉及一种具有键合结构的晶圆级芯片的封装方法。

背景技术

随着5G时代的来临，人们的生活将会发生翻天覆地的变化，相比4G而言，5G是拥有更快网络的移动数据，5G是大数据时代由一种质态向另一种质态的转变，是全面多领域的变革。

微波射频器件是5G不可或缺的组成部分，微波器件具有效率高，使用方便等优点，对雷达、通信、电子对抗等电子装备实现全固态化有重要意义，是电子装备的心脏，对其性能有直接影响。因此，研究微波射频器件的高密度封装集成技术有着重要的战略意义。

对于具有键合结构的晶圆级芯片的封装，在键合工艺过程中，由于键合设备和对位精度的限制，不同层的晶圆之间会有小幅度的错位，如图1所示，顶部晶圆一侧的边缘至底部晶圆同一侧的边缘的距离为d₁，顶部晶圆另一侧的边缘至底部晶圆同一侧的边缘的距离为d₂，如果不同层的晶圆之间发生错位，即d₁≠d₂。在后续制备焊点的工艺过程中，尤其是电镀工艺时，由于存在上述晶圆之间的错位现象，电化学沉积的溶液将会通过错位引起的边缘缝隙渗入晶圆边缘部位，导致电镀的夹具以及晶圆的边缘部位被电镀上金属薄膜。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种具有键合结构的晶圆级芯片的封装方法，通过在晶圆的边缘部位形成保护结构，以减小晶圆错位现象对后续焊点制备过程的影响，从而降低晶圆封装的异常发生率。

本发明提供一种具有键合结构的晶圆级芯片的封装方法，所述方法包括：提供叠层晶圆，所述叠层晶圆包括底部晶圆和位于所述底部晶圆上方并与所述底部晶圆键合为一体的顶部晶圆；在所述顶部晶圆的上表面形成多个焊垫；在所述顶部晶圆的上表面以及所述焊垫的表面形成第一保护层，所述第一保护层内形成有暴露所述焊垫的开口；在所述叠层晶圆的边缘形成第二保护层，所述第二保护层覆盖所述顶部晶圆的边缘至所述底部晶圆的边缘之间的区域；在所述开口内形成焊点，所述焊点与所述焊垫电连接；去除所述第二保护层。

进一步地，所述在所述叠层晶圆的边缘形成第二保护层包括：在所述叠层晶圆的边缘覆盖高温胶带。

进一步地，所述在所述叠层晶圆的边缘形成第二保护层包括：在所述叠层晶圆的边缘涂覆光刻胶；对所述光刻胶进行固化处理。

进一步地，所述去除所述第二保护层包括：通过干法等离子去胶工艺或湿法去胶工艺去除固化后的所述光刻胶。

进一步地，所述在所述顶部晶圆的上表面以及所述焊垫的表面形成第一保护层包括：在所述顶部晶圆的上表面以及所述焊垫的表面涂覆高分子聚合物薄膜；在150-300℃下固化所述高分子聚合物薄膜。

进一步地，所述第一保护层为聚酰亚胺薄膜。

进一步地，所述在所述开口内形成焊点包括：通过电化学沉积工艺或印刷工艺在所述开口内形成焊点。

进一步地，在所述开口内形成焊点之前，所述方法还包括：在所述开口内形成金属种子层；相应的，在所述开口内形成焊点包括：在所述开口内的金属种子层表面形成焊点。