一种圆片级封装结构与封装方法与流程

本发明涉及半导体封装领域，特别是涉及圆片级封装结构与方法。

背景技术：

近年来，由于芯片的微电路制作朝向高集成度发展，因此，其芯片封装也需向高功率、高密度、轻薄与微小化的方向发展。芯片封装就是芯片制造完成后，以塑胶或陶磁等材料，将芯片包在其中，以达保护芯片，使芯片不受外界水汽及机械性损害。芯片封装主要的功能分别有电能传送(Power Distribution)、信号传送(Signal Distribution)、热的散失(Heat Dissipation)与保护支持(Protection and Support)。

由于现今电子产品的要求是轻薄短小及高集成度，因此会使得集成电路制作微细化，造成芯片内包含的逻辑线路增加，而进一步使得芯片I/O(input/output)脚数增加，而为配合这些需求，产生了许多不同的封装方式，例如，球栅阵列封装(Ball grid array，BGA)、芯片尺寸封装(Chip Scale Package，CSP)、多芯片模块封装(Multi Chip Module package，MCM package)、倒装式封装(Flip Chip Package)、卷带式封装(Tape Carrier Package，TCP)及圆片级封装(Wafer Level Package，WLP)等。

不论以何种形式的封装方法，大部分的封装方法都是将圆片分离成独立的芯片后再完成封装的程序。而圆片级封装是半导体封装方法中的一个趋势，圆片级封装以整片圆片为封装对象，因而封装与测试均需在尚未切割圆片的前完成，是一种高度整合的封装技术，如此可省下填胶、组装、黏晶与打线等制作，因此可大量降低人工成本与缩短制造时间。然而，现有的圆片级封装存在结构复杂且金属层与金属端子结合力不高的问题。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是降低圆片级封装结构的复杂度，提高金属层与金属端子结合力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种圆片级封装结构，包括圆片本体、至少一设于所述圆片本体的正面的金属端子、沿所述金属端子外围铺设于圆片本体正面的钝化层、铺设于所述金属端子和所述钝化层上的掩膜层、设于所述掩膜层上并与所述金属端子互连的金属层以及设于所述金属层上并通过所述金属层与所述金属端子互连的凸块，其中，所述掩膜层位于所述金属端子表面的部分设有若干网孔，所述金属层渗透并完全填充于所述网孔进而与所述金属端子互连。

其中，所述掩膜层由光敏材料制成，所述掩膜层厚度为3～5微米。

其中，所述金属层厚度为7～10微米。

其中，所述网孔为圆孔，直径为5～15微米。

其中，所述网孔为多边形孔。

其中，还包括一设于所述圆片本体背面的保护层，所述保护层为金属材质或者背胶树脂。

本发明还提供上述圆片级封装结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供圆片：所述圆片包括圆片本体、设置于圆片表面本体表面的钝化层及若干分布于圆片本体正面的金属端子，所述金属端子表面部分露出所述钝化层；

铺设掩膜层：在所述圆片正面形成掩膜层，所述掩膜层与所述钝化层牢固结合并覆盖于所述金属端子表面；

光刻显影：对所述圆片进行光刻显影，在所述金属端子表面形成若干网孔；

铺设金属层：在上述具有若干网孔的金属端子表面形成金属层，所述金属层渗透进所述网孔内并与所述金属端子互连；

制作凸块：在上述金属层表面形成凸块，所述凸块通过所述金属层与所述金属端子互连；

铺设保护层：在所述圆片背面形成保护层。

其中，所述掩膜层由光敏材料制成，所述掩膜层厚度为3～5微米，所述保护层为金属材质或者背胶树脂。

其中，所述金属层制作工艺为种子层溅射工艺及电镀工艺或者所述金属层的制作工艺为蒸镀工艺，所述金属层的厚度为7～10微米。

其中，所述网孔为圆孔或多边形孔。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明圆片级封装结构的掩膜层具有网孔，金属层渗透过网孔即可与金属端子互连，节省了工艺流程，且掩膜层能够提高金属层与金属端子的层间结合力，使结构更牢固。

附图说明

图1是本发明圆片级封装方法的工艺流程图；

图2至图8是图1封装方法各制作步骤对应的结构示意图；

图9至图14是图1封装方法另一实施例中各制作步骤对应的结构示意图；

具体实施方式

图1为本发明一种圆片级封装方法的流程图，图2至图8为各步骤对应的结构示意图，下面将参照图1至图8具体阐述本发明封装方法的具体步骤：

S1：提供圆片，如图2所示，所述圆片100包括圆片本体110、设置于圆片本体110正面的钝化层120及若干金属端子130，所述金属端子表面部分露出所述钝化层；

S2：铺设掩膜层，如图3所示，在所述圆片100的钝化层120上涂覆一层光敏材料形成掩膜层140，所述掩膜层140覆盖于所述金属端子130表面，掩膜层140可与所述钝化层130大面积接触并牢固结合形成稳固的界面，所述掩膜层140的厚度为3～5微米；

S3：光刻显影，请参阅图4，将上述具有掩膜层140的圆片100放置于光刻机内，对所述圆片100进行光刻显影，在所述金属端子130的表面形成若干网孔150；如图5所示，在本实施方式中网孔150为圆孔，直径为5～15微米，在其他实施方式中，该网孔150还可以是矩形孔、菱形孔等其他多边形孔。

S4：铺设金属层，请参阅图6，采用种子层溅射工艺及电镀工艺在上述具有若干网孔150的金属端子130表面形成金属层160，所述金属层160渗透进所述网孔150内并与所述金属端子130互连，所述金属层130的厚度约为7-10微米；在其他实施方式中，所述金属层130的制作工艺还可以为蒸镀等其他工艺；

S5：制作凸块，请参阅图7，在上述金属层160表面通过植球、印刷焊料或者电镀形成凸块170，所述凸块170通过所述金属层160与所述金属端子130互连；所述凸块170用于与PCB板等电子元件连接；

S6：铺设保护层，在所述圆片100背面形成保护层180，所述保护层100可以是用于MOSFET的背面金属化，也可以是通过印刷或者贴膜形式形成的背胶树脂。

请参照图9，圆片上的金属端子除了图1所示的金属端子130外，还有一种金属端子200被钝化层140分开，形成两个相互关联同属一个功能的底层线路的单体端子230，在这种分体式金属端子200表面也可以采用上述圆片级封装方法进行封装，其方法与前述方法的不同之处在于，将两个相互关联的单体金属端子230视为同一金属端子进行封装，而不是对单个单体金属端子进行，请一并参照图10至图14，本发明装方法的另一实施方式的封装步骤如下：

S1：提供圆片，所述圆片100包括圆片本体110、设置于圆片本体110正面的钝化层120及若干金属端子200，所述金属端子200包括两个互相隔的第一单体230及第二单体232，所述第一单体230及第二单体232被所述钝化层120隔开，所述第一单体230及第二单体232表面部分露出所述钝化层120；

S2：铺设掩膜层，在所述钝化层120表面涂覆一层光敏材料形成掩膜层140并覆盖于所述第一单体230及第二单体232表面，所述掩膜层140可与所述钝化层120大面积接触，牢固结合形成稳固的界面，所述掩膜层140厚度为3～5微米；

S3：光刻显影，将上述具有掩膜层140的圆片100放置于光刻机内，对所述圆片100进行光刻显影，在所述第一单体230及第二单体232表面形成若干网孔150；在本实施方式中网孔150为圆孔，直径为5～15微米，在其他实施方式中，该网孔150还可以是矩形孔、菱形孔等其他多边形孔。

S4：铺设金属层，采用种子层溅射工艺及电镀工艺在上述具有若干网孔的第一单体230及第二单体232表面形成金属层160，所述金属层160渗透进所述第一单体230及第二单体232的网孔内并与所述第一单体230及第二单体232互连，所述金属层160的厚度约为7-10微米；在其他实施方式中，所述金属层160的制作工艺还可以为蒸镀等其他工艺；

S5：制作凸块，在上述金属层160表面通过植球、印刷焊料或者电镀形成凸块170，所述凸块170通过所述金属层160与所述第一单体230及第二单体232互连；所述凸块170用于与PCB板等电子元件连接；

S6：铺设保护层，在所述圆片100背面形成保护层180，所述保护层180可以是用于MOSFET的背面金属化，也可以是通过印刷或者贴膜形式形成的背胶树脂。

本发明还提供上述封装方法制成的圆片级封装结构，包括圆片本体100、至少一设于所述圆片本体的正面的金属端子130、沿所述金属端子外围铺设于圆片本体正面的钝化层120、铺设于所述金属端子130和所述钝化层120上的掩膜层140、设于所述掩膜层140上并与所述金属端子互连的金属层160以及设于所述金属层160上并通过所述金属层与所述金属端子互连的凸块170，其中，所述掩膜层140位于所述金属端子130表面的部分设有若干网孔150，所述金属层160渗透并完全填充于所述网孔150进而与所述金属端子130互连。

区别于现有技术的情况，本发明所提供的圆片级封装结构的掩膜层具有网孔，金属层渗透过网孔即可与金属端子互连，节省了工艺流程，且掩膜层能够提高金属层与金属端子的层间结合力，使结构更牢固。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。