具有六面式保护层的晶片封装结构的制作方法

本实用新型涉及一种晶片封装结构，尤指一种各利用一保护层以分别包覆在一矩形晶片的第一、第二表面及四个侧表面上而形成一具有六面式保护层的晶片封装结构。

背景技术：

现有的晶片封装制程中都会进行一封胶(molding)程序来使晶粒与外界隔离以避免其上的电性连结用金线被破坏或防止湿气进入晶粒以避免腐蚀或信号破坏。现有的封胶(molding)程序是将完成焊线的导线架放置于治具框架上并加以预热，再将该框架放入压模机的封装模具中，并将半熔融状态的绝缘材如环氧树脂(epoxy)注入封装模具中以包覆在晶片的各表面上，待冷却硬化后即可取出，如此晶片的各表面会被以封胶(molding)方式模塑成型的外壳所包覆；由上可知，现有晶片的封胶(molding)程序须配合压模机及封装模具才能完成，相对会增加压模机的设备成本及封装模具的制作成本。此外，一般的WLCSP晶片(WLCSP，Wafer Level Chip Scale Package，晶圆级晶片尺寸封装)只会在晶片的上、下表面(即本案所称的第一、二表面)设置保护层，但延伸在上、下层之间的四个侧表面则未设置保护层；由于高阶的WLCSP晶片在制程中都是凭借机械手臂来准确操作，故晶片的四个侧表面在制程中不致发生碰撞而甚至造成毁损的问题；然而，中低阶的WLCSP晶片一般是不利用机械手臂来操作，以致该WLCSP晶片的四个侧表面在制程中相对会发生碰撞或毁损的问题，故针对中低阶的WLCSP晶片而言，在该晶片的六面上，包含上表面(即本案所称的第一表面)、下表面(即本案所称的第二表面)及四个侧表面等共六个表面，都有设置至少一保护层的需要。然而，若采用现有的封胶(molding)程序模塑成型一外壳的方式来制作一具有六面式保护层的晶片封装结构，在实际制作上不但存有相当的困难度，而且至少会增加压模机的设备成本及封装模具的制作成本，不利于降低中低阶的WLCSP晶片的制作成本。本实用新型即是针对上述需要而提供一种有效率的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种具有六面式保护层的晶片封装结构，其系利用一第一保护层、一第二保护层及一第三保护层以分别对应遮覆在一矩形晶片的第一表面、第二表面及四个侧表面上，其中该矩形晶片是由一晶圆凭借多条分割道所分割形成，该晶圆的第一面上设有该第一保护层、多个矩形晶片及多条凹槽，在封装制程中可利用该第一保护层的绝缘材同时填满各凹槽以形成各分割道；其中该晶圆是由其第二面进行研磨以显露出各矩形晶片的第二表面及各分割道的底面并位于同一平面上，供可在该同一平面上制作并形成该第二保护层；其中各分割道的宽度是大于分割刀具所产生的分割耗损宽度，使各分割道在分割之后能在二相邻的矩形晶片的二相对的侧表面上分别保留一剩余宽度供作为该第三保护层，如此提供一种有效的具有六面式保护层的晶片封装结构，并同时解决现有封胶(molding)程序模塑成型方式不适用于中低阶的WLCSP晶片封装结构的问题。

为达成上述目的，本实用新型提供：一种具有六面式保护层的晶片封装结构，其特征是包含：

一矩形晶片，其具有六表面包含：一第一表面其上设有多个焊垫、一相对该第一表面的第二表面、及四个侧表面分别环绕设在该矩形晶片的侧边上且分别延伸在该第一表面与该第二表面之间；其中在该第一表面的各焊垫上分别对应设有一具有适当高度的凸块；该矩形晶片由一晶圆分割形成，该晶圆的第一面上成型设有多个形成阵列排列的矩形晶片及多条分割道，并使二相邻的矩形晶片之间各设有一分割道；其中各矩形晶片的厚度与各分割道的深度相等且都小于该晶圆的厚度；

一第一保护层，其设在该矩形晶片的第一表面上，且该第一保护层上设有多个开口供分别对应显露各凸块；

一第二保护层，其设在各矩形晶片的第二表面上；及

一第三保护层，其一体地设在该四个侧表面上，使该第三保护层能与该第一保护层及该第二保护层结合构成一体的六面式保护层供用来包覆并保护该矩形晶片所具有的六个表面

其中各分割道包括在该晶圆的第一面上预设的多条对应于各分割道的凹槽，各凹槽的深度小于该晶圆的厚度而等于各矩形晶片的厚度，在各凹槽中填满绝缘材；

其中该晶圆的第二面经过研磨而显露出位于同一平面上的各矩形晶片的第二表面及各分割道的底面，在该晶圆的经过研磨的表面上形成有该第二保护层，使该第二保护层形成于各矩形晶片的第二表面上，且各分割道位于该第一保护层与该第二保护层之间并与该第一保护层及该第二保护层连结成一体；

分割后的各矩形晶片具有一由该第三保护层、该第一保护层及该第二保护层所结合构成的一体的六面式保护层供用来包覆并保护各矩形晶片所具有的六个表面。

所述的具有六面式保护层的晶片封装结构，其中：在该晶圆的第一面上所预设的多条对应于各分割道的凹槽是利用该第一保护层的绝缘材来填满以形成各分割道。

所述的具有六面式保护层的晶片封装结构，其中：该第一保护层、第二保护层、或第三保护层所采用的绝缘材是环氧树脂。

所述的具有六面式保护层的晶片封装结构，其中：该第一保护层、第二保护层、或第三保护层是采用旋转涂布或印刷方式形成。

所述的具有六面式保护层的晶片封装结构，其中：该第二保护层进一步是利用一两层式胶带来制作形成，其中该两层式胶带是由一在内层的绝缘材层及一在外层的分割用胶带层所构成。

如此使分割后的各矩形晶片具有一由该第三保护层、该第一保护层及该第二保护层所结合构成的一体的六面式保护层供用来包覆并保护各矩形晶片所具有的六个表面。

附图说明

图1是本实用新型一实施例在晶圆上形成第一保护层时的侧面剖视示意图。

图2是图1中在晶圆的各焊垫上形成凸块时的侧面剖视示意图。

图3是图2中由晶圆的第二面研磨去除一厚度差部分的侧面剖视示意图。

图4是图3中在研磨后的平面上制作形成第二保护层的侧面剖视示意图。

图5是图4在分割作业后的侧面剖视图。

图6是图3中在研磨后的平面上贴附一两层式胶带的侧面剖视示意图。

图7是图6中在分割作业后的侧面剖视图。

图8是图7中在分离分割用胶带层后的侧面剖视图。

附图标记说明：1晶片封装结构；10矩形晶片；11第一表面；12焊垫；13第二表面；14侧表面；15凸块；20第一保护层；21开口；30第二保护层；31分割用胶带层；40第三保护层；40第三保护层；2晶圆；2a厚度差；201第一面；202分割道；202a分割耗损宽度；202b剩余宽度；203凹槽；204第二面；205底面。

具体实施方式

配合图示，将本实用新型的结构及其技术特征详述如后，其中各图示只用以说明本实用新型的结构关系及相关功能，因此各元件的尺寸并非依实际比例设置且非用以限制本实用新型。

参考图1至图5，本实用新型提供一种具有六面式保护层的晶片封装结构1，其主要包含：一矩形晶片10、一第一保护层20、一第二保护层30、及一第三保护层40。

参考图1至图5，该矩形晶片10具有六表面，该六表面包含：一第一表面11其上设有多个焊垫12、一相对该第一表面11的第二表面13、及四个侧表面14分别环绕设在该矩形晶片10的侧边上且分别延伸位于该第一表面11与该第二表面13之间。在该第一表面11的各焊垫12上分别对应设有一具适当高度的凸块(bump)15。该矩形晶片10由一晶圆2分割形成，该晶圆2的第一面201上成型设有多个形成阵列排列的矩形晶片10及多条分割道202，并使二相邻的矩形晶片10之间各设有一分割道202。各矩形晶片10的厚度与各分割道202的深度约略相等且都是小于该晶圆2的厚度。

参考图1至图5，该第一保护层20设在该矩形晶片10的第一表面11上，且该第一保护层20上设有多个开口21供分别对应显露各凸块(bump)15。

参考图4、图5，该第二保护层30设在各矩形晶片10的第二表面13上如图5所示。

参考图4、图5，该第三保护层40一体地设在该四个侧表面14上，使该第三保护层40能与该第一保护层20及该第二保护层30结合构成一体的六面式保护层供用来包覆并保护该矩形晶片10所具有的六个表面(11、13、14)。

参考图1至图5，各分割道202的形成是先在该晶圆2的第一面201上预设多条对应于各分割道202的凹槽203，各凹槽203的深度是小于该晶圆2的厚度而约等于各矩形晶片10的厚度，再利用绝缘材填满各凹槽203以形成各分割道202。

参考图1至图5，该晶圆2的厚度是大于各矩形晶片10的厚度或各分割道202的深度，因此该晶圆2的厚度与各矩形晶片10的厚度或各分割道202的深度之间会产生一厚度差2a如图1、2所示，其中该晶圆2是由该晶圆2的第二面204进行研磨以去除该厚度差2a以显露出各矩形晶片10的第二表面13及各分割道202的底面205且位于同一平面13、205上，之后再于该晶圆2的研磨后的同一平面13、205上形成该第二保护层30，如此使该第二保护层30形成于各矩形晶片10的第二表面13上，且各分割道202是位于该第一保护层20与该第二保护层30之间并与该第一保护层20及该第二保护层30连结成一体。

参考图1至图5，各分割道202的宽度是大于分割时的分割耗损宽度202a，并使该分割耗损宽度202a位于或靠近于该分割道202宽度的中间处，如此在分割完成时如图5所示，各分割道202的宽度在减除各分割耗损宽度202a之后，仍然可在二相邻的矩形晶片10的二相对的侧表面14上分别保留一剩余宽度202b供作为各侧表面14的第三保护层40，如此使分割后的各矩形晶片10具有一由该第三保护层40、该第一保护层20及该第二保护层30所结合构成的一体的六面式保护层供用来包覆并保护各矩形晶片10所具有的六个表面(11、13、14)如图5所示。

参考图1，当在该晶圆2的第一面201上制作形成该第一保护层20时，其是在同一制作步骤中同时利用该第一保护层20的绝缘材填满于设在该晶圆2的第一面201上各凹槽203内部以制作形成各分割道202。

在本实施例中，该第一保护层20、第二保护层30、或第三保护层30所采用的绝缘材系环氧树脂(epoxyresin)但非用以限制本实用新型。此外，该第一保护层20、第二保护层30、或第三保护层30可以采用旋转涂布(spincoating)、印刷方式形成但非用以限制本实用新型。

参考图3及图6至图8所示，图6至图8所示的实施例与图4、5所示的实施例比较，二者之间的主要差异处只在于该第二保护层30的制作形成方式不同而己。在图6至图8所示实施例中，该第二保护层30进一步是利用一两层式胶带(30，31)来制作形成，该两层式胶带(30，31)是由一在内层的绝缘材层(30)及一在外层的分割用胶带层(saw tape)31所构成，其中该分割用胶带层(saw tape)31乃本技术领域的现有物品，故在此可视为现有技艺。在制作时，该两层式胶带(30，31)是先贴附在该晶圆2的研磨后的同一平面13、205上如图3、6所示，其中该树脂材层(30)对应于各分割耗损宽度202a的部分是在分割作业时随着该分割耗损宽度202a一起被切除如图7所示，使该树脂材层(30)未被切除的其余部分及分割用胶带层(saw tape)31仍然保留在该晶圆2的研磨后的同一平面13、205上如图7所示，之后再除去或分离该分割用胶带层(saw tape)31如图8所示，其中除去或分离该分割用胶带层(saw tape)31的方法并不限制，如使用UV光来破坏该树脂材层(30)未被切除的其余部分与分割用胶带层(saw tape)31之间的粘着剂即可轻易除去或分离该分割用胶带层(saw tape)31。如此，保留在该晶圆2的研磨后的同一平面13、205上的该树脂材层30的其余部分即可形成该第二保护层30如图8所示。

本实用新型进一步提供一种具有六面式保护层的晶片封装结构1的制造方法，其包含下列步骤：

步骤1：如图1所示，提供一晶圆2，该晶圆2上设有多个形成阵列排列的矩形晶片10且各矩形晶片10的厚度是小于该晶圆2的厚度；在该晶圆2的第一面201上设有多条凹槽203以使二相邻的矩形晶片10之间设有一凹槽203，且各凹槽203的深度是小于该晶圆2的厚度而约等于各矩形晶片10的厚度；又各矩形晶片10的第一表面11上设有多个焊垫12。

步骤2：如图1所示，在该晶圆2的第一面201上形成一第一保护层20，该第一保护层20的绝缘材是遮覆各矩形晶片10的第一表面11且设有多个开口21供分别对应显露各矩形晶片10的第一表面11上所设的多个焊垫12。

步骤3：如图1所示，利用绝缘材以填满该晶圆2的第一面201上所设的各凹槽203以使二相邻的矩形晶片10之间形成一分割道202，其中各分割道202的宽度是大于分割作业时的分割耗损宽度202a。

步骤4：如图2所示，在该第一保护层20所设的各开口21中各形成设有一具适当高度的凸块(bump)15供分别对应连结至各矩形晶片10的第一表面11上所设的多个焊垫12。

步骤5：如图3所示，针对该晶圆2的厚度大于该矩形晶片10或该分割道202的厚度所产生的厚度差2a部分，利用研磨作业以由该晶圆2相对于该第一面201的第二面204来研磨去除该厚度差2a部分，以使各矩形晶片10的第二表面13及各分割道202的底面205显露于该晶圆2的研磨后的同一平面13、205上。

步骤6：如图4所示，在该晶圆2的研磨后的同一平面13、205上形成一第二保护层30，使该第二保护层30遮覆在各矩形晶片10的第二表面13及各分割道21的底面205上。

步骤7：如图5或图8所示，对经过步骤6后的该晶圆2进行分割作业，其中各分割道202的宽度是大于分割时的分割耗损宽度202a，且使各分割耗损宽度202a位于或靠近于各分割道202宽度的中间处(如图4、5所示)，故在分割完成后，各分割道202的宽度在减除分割时的各分割耗损宽度202a之后，仍能在二相邻的矩形晶片10的相对应的侧表面14上分别保留一剩余宽度202b供作为各矩形晶片10的各侧表面14的第三保护层40，如此使分割后的各矩形晶片10具有一由该第一保护层20、该第二保护层30及该第三保护层40所结合构成的六面式保护层供用来遮覆并保护各矩形晶片10所具有的六个表面(11、13、14)。

此外，如图1所示，在上述步骤2的制程中，当在该晶圆2的第一面201上形成该第一保护层20时，能同时进行并完成在步骤3的制程，即利用该第一保护层20所用的绝缘材以填满该晶圆2的第一面201上所设的各凹槽203以使二相邻的矩形晶片10之间形成一分割道202。

凭借上述结构及其制造方法，本实用新型的具有六面式保护层的晶片封装结构的制造方法，具有以下优点：

1、本实用新型的晶片封装结构具有六面式保护层，可以避免晶片(如WLCSP晶片)在制程中发生碰撞或毁损的问题，如此可提升晶片的制作合格率。

2、在本实用新型的晶片封装结构1的制程中，当在该晶圆2的第一面201上形成该第一保护层20时，能同时利用该第一保护层20所用的绝缘材以填满该晶圆2的第一面201上所设的各凹槽203，以使二相邻的矩形晶片10之间形成一分割道202，如此可简化晶片封装结构1的制程并相对降低制作成本。

3、本实用新型的各分割道202的宽度是设计成大于分割时的分割耗损宽度202a，使各分割道202在切割完成后能在二相邻的矩形晶片10的相对应的侧表面14上分别保留一剩余宽度202b供作为各矩形晶片10的各侧表面14的第三保护层40，如此可简化第三保护层40的形成制程。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。