一种具有散热结构的晶圆封装方法与流程

本发明涉及一种半导体封装件，尤指一种具有散热结构的晶圆封装方法。

背景技术：

利用封装技术将电子元件的体积减至最小并提高产品的集成度 (Integration)，是制造电子产品的趋势。同时，基于现今电子产品的功能需求，在产品内的有限空间必须设置最多的电子元件，因此使电子产品内供设置电子元件的位置的大小相当于电子元件的尺寸。因此， 电子元件之外观公差大小亦成为需要控管的项目。

以目前35mm×35mm尺寸的半导体封装件为例，该半导体封装件的平面单边公差不得大于0.2mm，亦即，该半导体封装的外距介于 37.98mm至35.02mm之间；而若为更小的半导体封装件，甚至会到正负0.1mm左右。所以，如果要用人力检查半导体封装件的基板的边缘位置实在困难，所以现在普遍导入自动检查机进行检查。

然而，在应用自动检查机进行前述半导体封装件时，会发生误判的情况，而其原因在于一般托盘多为黑色或深色，而半导体封装件表面的拒焊层也是深色，使得影像传感器常无法分辨出半导体封装件的基板的边缘界限，因此导致误判。

同时，由于静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)会产生烧毁、 劣化半导体金属层或发生潜在性失效等，所以，就电子元件而言必须相当注重静电防护功能。

最后，由于集成度的不断提升，高密度器件的晶圆衬底上将产生大量的热，当热量过大，温度过高，就会导致器件的失效，因而，封装的散热性能也是必须考虑的问题。

技术实现要素：

基于解决上述封装中的问题，本发明提供了一种具有散热结构的晶圆封装方法，包括：

（1）提供半导体衬底，具有相对的上表面和下表面，所述上表面具有多个焊盘；

（2）形成覆盖所述上表面的阻焊层，所述阻焊层漏出所述多个焊盘，并且漏出上表面的边缘位置；

（3）在所述多个焊盘上形成多个焊球；

（4）在所述上表面的未被阻焊层覆盖的边缘位置上形成围绕所述阻焊层的金属导热层；

（5）形成连接所述金属导热层并贯通所述上表面和下表面的多个导热通孔；

（6）形成覆盖所述下表面的散热层；

其特征在于，所述金属散热层的厚度小于所述阻焊层的厚度。

根据本发明的实施例，形成所述阻焊层具体包括：先覆盖整个上表面，然后进行第一次光刻，以漏出所述多个焊盘和所述边缘位置；进行第二次光刻，在所述边缘位置形成一阶梯。

根据本发明的实施例，形成所述多个导热通孔具体包括：先刻蚀出贯通上表面和下表面的通孔，然后进行填充导热物质，形成导热通孔；研磨所述下表面，使得导热通孔与所述下表面齐平。

根据本发明的实施例，所述阶梯的厚度为所述阻焊层厚度的一半。

根据本发明的实施例，所述阻焊层厚度为100-200微米。

根据本发明的实施例，所述导热通孔可以填充导电材料，优选为Cu或Au。

根据本发明的实施例，所述导热通孔可以填充非导电材料，优选为Al2O3。

根据本发明的实施例，所述散热层的材料为金属。

根据本发明的实施例，所述散热层为散热鳍片结构。

本发明的技术方案，利用上表面周边的金属导热层进行第一步散热，然后通过导热通孔将一部分热量传导至下表面的散热层上，散热层面积大，散热效率高，且不易对上表面的器件造成影响，极大的提高了散热效率，保证了封装的可靠性；并且周边的金属导热层和导热通孔具有电磁屏蔽作用，保证其他电子部件对封装件的干扰；边缘的金属导热层与阻焊层颜色不同，可以轻易的分辨出边缘位置；最后，所述阻焊层高于所述金属导热层，可以防止金属导热层与焊球间的相互影响（短路等）。

附图说明

图1为本发明晶圆封装结构的剖面图；

图2为本发明晶圆封装结构的俯视图；

图3为本发明晶圆封装结构的制造流程图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种具有散热结构的晶圆封装，包括：半导体衬底10，具有相对的上表面和下表面；位于所述上表面的多个焊盘11；位于所述多个焊盘上的多个焊球13；覆盖所述上表面的阻焊层12，所述阻焊层12漏出所述多个焊球13并且为覆盖所述上表面的边缘位置；环绕所述阻焊层12的金属导热层14，所述金属导热层14仅位于所述上表面的边缘位置；位于所述下表面的散热层15；以及连接所述金属导热层14和所述散热层15的多个导热通孔16；在本实施例中，所述金属导热层14的厚度小于所述阻焊层12的厚度，这样可以更加突出焊球的高度，在外连接其他电子部件或基板时，可以避免金属导热层14与焊球的短路或者与其他电子部件或基板的短路。

优选的，参见图1和图2，所述阻焊层12的边缘具有一阶梯17，所述金属导热层14紧贴于所述阶梯17的边缘，所述阶梯17环绕所述焊球阵列，所述金属导热层14的厚度不大于所述阶梯17的厚度，更优的，金属导热层14的厚度等于所述阶梯17的厚度。所述阶梯的厚度为所述阻焊层厚度的一半，例如，所述阻焊层厚度为100-200微米，所述阶梯厚度为50-100微米，所述金属导热层14的厚度也为50-100微米。该阶梯的设置可以防止在沉积或电镀金属导热层14时，过量的金属材料溢出到阻焊层的上表面导致焊球的短路。

此外，根据本发明的实施例，所述金属导热层14的材料选自Cu和Ni中的至少一种。所述导热通孔16可以填充导电材料，优选为Cu或Au；所述导热通孔16也可以填充非导电材料，优选为Al2O3。所述散热层15的材料为金属或散热键合片等。所述散热层也可以为散热鳍片结构（未示出）。

其具体的制造方法参见图3的流程示意图，包括：

（1）提供半导体衬底10，具有相对的上表面和下表面，所述上表面具有多个焊盘11；

（2）形成覆盖所述上表面的阻焊层12，所述阻焊层漏出所述多个焊盘11，并且漏出上表面的边缘位置；形成所述阻焊层12具体包括：先沉积阻焊剂材料覆盖整个上表面，然后进行光刻，以漏出所述多个焊盘11和所述边缘位置，并进行第二次光刻，在所述阻焊层12的边缘位置形成一阶梯17，所述阶梯17的厚度大于或等于所述金属导热层的厚度。

（3）在所述多个焊盘11上形成多个焊球13；

（4）在所述上表面的未被阻焊层12覆盖的边缘位置上形成围绕所述阻焊层12的金属导热层14；

（5）形成连接所述金属导热层14并贯通所述上表面和下表面的多个导热通孔16；形成所述多个导热通孔16具体包括：先刻蚀出贯通上表面和下表面的通孔，然后进行填充导热物质，形成导热通孔16，研磨所述下表面，使得导热通孔16与所述下表面齐平。

（6）形成覆盖所述下表面的散热层15。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。