一种晶圆的先进封装结构和电子设备的制作方法

1.本技术涉及封装领域，尤其涉及一种晶圆的先进封装结构和电子设备。


背景技术：

2.先进封装是相对传统封装所提出的概念。传统封装，通常是指先将圆片切割成单个芯片，再进行封装的工艺形式，主要包含系统级封装(system inpackage，sip)、双列直插式封装(dual in-line package，dip)、小外型封装(smalloutline package，sop)、小外形晶体管(small out-line transistor,sot)、晶体管外形(transistor out-line，to)、方形扁平式封装(quad flat package，qfp)、方形扁平无引脚封装(quad flat no-lead package，qfn)、球栅阵列封装(ball gridarray package，bga)等封装形式。传统的封装形式主要是利用引线框架作为载体，采用引线键合互连的形式。在市场需求的推动下，传统封装不断创新、演变，出现了各种新型的封装结构。随着电子产品及设备的高速化、小型化、系统化、低成本化的要求不断提高，传统封装的局限性也越来越突出。先进封装是处于当时最前沿的封装形式和技术,目前，带有倒装芯片(flip chip，fc) 结构的封装、圆片级封装(wafer level package，wlp)、2.5d封装、3d封装等被认为属于先进封装的范畴。
3.为了使芯片拥有更强的运算能力和更小体积，晶圆厂的晶圆制程越来越先进，即晶圆的工艺节点越来越小，一般可以做到小于或者等于40nm，例如可以做到28nm、7nm的工艺节点等。伴随着晶圆工艺节点越来越小，为了更好的绝缘，用于绝缘晶圆的各层金属层的sio2层的介电值也越来越小，这给封装切割工艺带来了很大的挑战。介电值越低，材质越脆并且极易吸水，切割成单个晶圆时所带来的隐裂、崩边等异常越严重，这些隐裂崩边问题进一步更容易使得晶圆吸收水汽以使可靠性变差，因此，晶圆的先进封装的可靠性问题成为首要难题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中小工艺节点的晶圆封装的可靠性问题，本技术实施例提供了一种晶圆的先进封装结构和电子设备。
5.本技术的实施例的第一方面提供了一种晶圆的先进封装结构，先进封装结构包括晶圆和绝缘材料层；晶圆包括硅层、功能层、功能层对应的钝化层以及封装条；
6.功能层设置于硅层的上表面；
7.功能层对应的钝化层设置于功能层的上表面；
8.封装条设置于功能层中并且围绕功能层中的内部电路设置，用于保护功能层中的内部电路；
9.绝缘材料层围绕功能层的切割截断面设置；
10.功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于20um；
11.硅层的边缘为台阶结构，台阶结构包括第一表面和第二表面，第一表面上方设置有绝缘材料层，第二表面上方设置有功能层；第二表面为平面，第一表面为弧面或者平面。
12.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：第一表面的最低点与第二表面的距离不小于3um并且不大于5um。
13.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：功能层对应的钝化层的上表面与第一表面的最低点的距离不小于15um并且不大于20um。
14.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于10um。
15.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：功能层的切割截断面到封装条的距离等于5um。
16.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：台阶结构的第一表面的长度不小于15um，并且不大于45um。
17.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：台阶结构的第一表面的长度为35um。
18.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，先进封装结构还包括第一封装钝化层；第一封装钝化层设置于功能层对应的钝化层的上表面；绝缘材料层与第一封装钝化层一体化设置。
19.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，先进封装结构还包括第一封装钝化层和第二封装钝化层，第二封装钝化层设置于功能层对应的钝化层的上表面，第一封装钝化层设置于第二封装钝化层的上表面；绝缘材料层与第二封装钝化层一体化设置，或者绝缘材料层与第一封装钝化层一体化设置。
20.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，绝缘材料层为树脂层；功能层对应的钝化层包含二氧化硅。
21.根据第一方面，在一种可能的实现方式中，先进封装结构还包括封装线路层、封装焊盘和封装锡球；
22.封装线路层与硅层连接；封装焊盘设置于晶圆上方，用于连接封装线路层和封装锡球。
23.本技术的实施例的第二方面提供了一种晶圆的先进封装结构，先进封装结构包括第一晶圆、第二晶圆和绝缘材料层；第一晶圆和第二晶圆分别包括硅层、功能层、功能层对应的钝化层以及封装条；第一晶圆和第二晶圆共用硅层；
24.对于第一晶圆和第二晶圆，功能层设置于硅层的上表面，功能层对应的钝化层设置于功能层的上表面，封装条设置于功能层中并且围绕功能层中的内部电路设置，用于保护功能层中的内部电路，功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于20um；
25.硅层设置有凹槽，凹槽设置于第一晶圆的功能层与第二晶圆的功能层之间，在凹槽内设置有绝缘材料层以使得第一晶圆的功能层的切割截断面和第二晶圆的功能层的切割截断面被绝缘材料层保护。
26.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，凹槽为u型凹槽或者方形凹槽。
27.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括：功能层对应的钝化层的上表面与凹槽的底部的距离不小于15um并且不大于20um。
28.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括：凹槽在硅层中的深度不小于3um并且不大于5um。
29.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括：功能层的切割截断面到晶圆的封装条的距离不小于5um并且不大于10um。
30.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括：功能层的切割截断面到晶圆的封装条的距离等于5um。
31.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括：凹槽的宽度不小于30um 并且不大于90um。
32.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，还包括：凹槽的宽度为70um。
33.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，先进封装结构还包括第一封装钝化层；第一封装钝化层设置于功能层对应的钝化层的上表面；绝缘材料层与第一封装钝化层一体化设置。
34.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，先进封装结构还包括第一封装钝化层和第二封装钝化层，第二封装钝化层设置于功能层对应的钝化层的上表面，第一封装钝化层设置于第二封装钝化层的上表面；绝缘材料层与第二封装钝化层一体化设置，或者绝缘材料层与第一封装钝化层一体化设置。
35.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，绝缘材料层为树脂层；功能层对应的钝化层包含二氧化硅。
36.根据第二方面，在一种可能的实现方式中，先进封装结构还包括封装线路层、封装焊盘和封装锡球；封装线路层与硅层连接；封装焊盘设置于晶圆上方，用于连接封装线路层和封装锡球。
37.本技术的实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括如第一方面或者第二方面中任一项的晶圆的先进封装结构以及供电模块，供电模块与晶圆的先进封装结构连接以实现预设的信号处理。
38.与现有技术相比，本技术实施例的有益效果在于：本技术实施例提供了一种晶圆的先进封装结构和电子设备，设置绝缘材料层围绕功能层的切割横断面，以使得晶圆的功能层的切割截断面不与环境直接接触，以此改善了晶圆的先进封装中切割带来的隐裂、崩边对晶圆可靠性的恶化。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本技术实施例提供的一晶圆剖面的示意图；
41.图2为本技术实施例提供的一晶圆封装的剖面的示意图；
42.图3为本技术实施例提供的又一晶圆封装的剖面的示意图；
43.图4为本技术实施例提供的再一晶圆封装的剖面的示意图；
44.图5为本技术实施例提供的再一晶圆封装的剖面的示意图；
45.图6为本技术实施例提供的再一晶圆封装的剖面的示意图；
46.图7为本技术实施例提供的再一晶圆封装的剖面的示意图；
47.图8为本技术实施例提供的一晶圆封装方法的流程图；
48.图9为本技术实施例提供的再一晶圆封装的剖面的示意图；
49.图10为本技术实施例提供一电子设备的结构的示意图。
具体实施方式
50.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的部分实施例采用举例的方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在各例子中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
51.请参考图1所示的晶圆100的截面图，晶圆100包括功能层102、功能层对应的钝化层103和硅层101，隐裂、崩边等异常主要发生在功能层，功能层包括金属层，功能层也包括用于在各层金属层之间绝缘的sio2层，即功能层包含各金属层和各sio2层，例如，功能层可以理解为由一层金属层、一层sio2层、一层金属层、一层sio2层等多层这样叠加起来的结构，用于实现芯片的各种功能。对于功能层来说，可以包括不同介电常数的sio2层。对于小节点工艺的晶圆来说，功能层也可以称之为低介电层，随着晶圆采用的工艺节点越来越小，对介电值的需求会越来越低，这直接表现为sio2层中的空穴数量增多，功能层102 中的空心圆表示为空穴。空穴对降低介电值有这很大的帮助，但同时也会带来材料变脆和极易吸水的缺点，这就使得晶圆在切割过程中易发生隐裂和崩边，该隐裂和崩边现象会使得切割后防水汽的难度加大，使得可靠性降低。本实施例中，功能层对应的钝化层103通常为硬质材料，功能层对应的钝化层包含二氧化硅，使得其硬度较高。
52.对于先进封装来说，封装加工完成后，芯片切割截断面直接暴露在外界，受水汽等可靠性条件影响严重，这会使隐裂、崩边对芯片的影响失控，从而使芯片在可靠性实验或长期使用后功能失效。隐裂、崩边等异常在先进封装中尤为严重，申请人发现，以40nm工艺为临界点，对于大于40nm工艺的晶圆的先进封装，可以用常规的激光切或者刀切作业作为晶圆切割工艺，在晶圆切割工艺中，降低单点能量即可。但当晶圆的工艺节点小于40nm时，即便降低激光切割单点能量，因sio2层中空穴数量太多，激光切割功能层时仍会带来大量的隐裂、崩边。同时这些空穴又会在日后的自然环境或可靠性测试的环境中吸收大量的水汽，使其隐裂、崩边进一步加重，可能使得芯片失效。
53.请参考图2所示的封装结构，其中，20为切割线，即将多个晶圆切割形成单个晶圆的切割线，切割前先进封装结构200包括第一晶圆和第二晶圆。具体的，第一晶圆包括硅层201b、设置于硅层201b上表面的功能层202b以及功能层对应的钝化层203b，功能层对应的钝化层203b设置于功能层202b上方。第二晶圆包括硅层201c、设置于硅层201c上表面的功能层202c以及功能层对应的钝化层203c，功能层对应的钝化层203c设置于功能层202c上方。本实施例以第一晶圆和第二晶圆为例进行说明，可以理解的是切割前该先进封装结构也可以包括两个以上的晶圆。后续的实施例均以第一晶圆为例进行说明，其他晶圆的设计与第一晶圆相同或者相似，因此，不再赘述。本实施例提供的封装结构包括第一晶圆的硅层201b、晶圆的功能层202b、晶圆的功能层对应的钝化层 203b，另外，该封装结构还可以包括第一封装钝化层205b、第二封装钝化层204b、封装锡球206b、封装线路层207b、封装焊盘208b。本实施例提供的封装结构包括第二晶圆的硅层201c、晶圆的功能层202c、晶圆的功能
层对应的钝化层203c，另外，该封装结构还可以包括第一封装钝化层205c、第二封装钝化层204c、封装锡球206c、封装线路层207c、封装焊盘208c。本实施例中以两层封装钝化层为例，但是对于封装钝化层的数目不作限定，如果封装线路层207b的层数多，则封装钝化层的层数可以较多。本实施例中，封装钝化层的主要作用是绝缘和保护。
54.如图2所示的切割后的单个晶圆的封装结构没有将功能层202的切割横断面202a保护起来，功能层会暴露在环境中，此小节点工艺的晶圆的封装结构的切割截断面202a受水汽等可靠性条件严重影响。这会使因切割工艺所带来的隐裂、崩边等异常被放大，从而使芯片在可靠性实验或长期使用后功能失效。
55.本实施例中，封装钝化层的材料可以为光阻、干膜、塑封料等有机绝缘材料，也可选择二氧化硅、氮化硅、碳化钽等无机绝缘材料，本实施例对封装钝化层的具体材料种类不作限制。本实施例中的先进封装结构可以理解为采用小于或者等于40nm工艺节点的晶圆的封装结构。
56.基于上述实施例公开的内容，图3提供了一种解决小节点工艺的晶圆的先进封装以改善其可靠性问题，对比于图2，可以看出图3中晶圆的功能层的切割切断面被绝缘材料层包裹，不直接与外界环境接触，以起到改善隐裂、崩边带来的吸收水汽的问题，或者是避免隐裂、崩边进一步对晶圆的可靠性进行恶化。封装结构300包括硅层301、功能层302、功能层对应的钝化层303。功能层302 设置于硅层301的上表面，功能层对应的钝化层303设置于功能层302的上表面。在切割成单个晶圆之前，第一晶圆和第二晶圆共用硅层，即硅层201b和201c 为一体的结构，可以在硅层上挖凹槽，凹槽设置于第一晶圆的功能层302与第二晶圆的功能层之间，在凹槽内设置有绝缘材料层以使得功能层的切割截断面不与环境直接接触，该凹槽可以参考图3中的309。可以理解的是，对硅层挖凹槽，并不是挖穿硅层，另外，如图3所示，对功能层和功能层上的钝化层挖透，即凹槽设置于功能层之间，也设置于功能层上的钝化层之间。图3的实施例可以理解为硅层301上设置的凹槽在两个晶圆之间。本实施例中，在凹槽309内设置有绝缘材料层以使得功能层的切割截断面被绝缘材料层保护。另外，该先进封装结构还包括还包括晶圆的封装条(seal ring)，封装条3012设置于功能层中并且围绕功能层中的内部电路设置，用于保护功能层中的内部电路，功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于20um。功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于20um，可以在保证晶圆不受机械损伤的同时便于绝缘材料层的工艺实现。本实施例中，功能层的切割截断面可以理解为功能层的边缘。若功能层的边缘到封装条的距离太小，则后续切割成单个晶圆的过程中可能损伤到功能层中的内部电路，若功能层的边缘到封装条的距离太大，会使得凹槽的宽度受到限制，不利于凹槽的工艺形成。另外，在保证绝缘材料层便于实现的同时为了节省晶圆面积，功能层边缘到封装条的距离可以设置为不小于5um并且不大于10um。当功能层边缘到封装条的距离可以设置为5um时，该先进封装结构的可靠性可以得到保证，并且晶圆的利用率最高。本实施例中，绝缘材料层可以为树脂层，这样便于填充进凹槽内。例如，绝缘材料层可以为环氧树脂层或者酚醛树脂层，另外，在绝缘材料层中还可以除了树脂之外，还可以包括其他填充料。本实施例中，功能层对应的钝化层主要的作用是保护功能层，而绝缘材料层用于包覆功能层的切割截断面，功能层对应的钝化层的硬度大于绝缘材料层。
57.另外，图3中的先进封装结构还可以包括第一封装钝化层305、第二封装钝化层
304、封装锡球306、封装线路层307、封装焊盘308。图3中绝缘材料层与第一封装钝化层305一体设置，通过修改光罩，可以将第一封装钝化层305 的边界做到激光切割所形成的凹槽309内，使第一封装钝化层305能包裹住功能层302的切割截断面302a，从而使晶圆的功能层302的切割截断面302a不直接与环境接触，优化其可靠性表现。本实施例中，封装钝化层的成型工艺，可以使用曝光显影、热压、丝印、正空压膜、塑封等各类成型工艺。
58.本实施例中，请参考图3所示的凹槽309，该凹槽309也可以为方形凹槽，该凹槽309形成于两个晶圆之间，具体的，凹槽309形成于两个功能层之间。另外，该凹槽309也可以为u型凹槽，u型凹槽相对于方形凹槽来说，便于工艺实现，对工艺的要求较低，凹槽309为u型凹槽可以节省成本。
59.基于上述实施例公开的内容，本技术实施例提供了一种先进封装结构。如图4所示，封装结构400包括硅层401、功能层402、功能层对应的钝化层403。封装结构还包括第一封装钝化层405、第二封装钝化层404、封装锡球406、封装线路层407、封装焊盘408。通过修改光罩，可以将第二封装钝化层404的边界做到激光切割所形成的u型凹槽409内，使第二封装钝化层404能包裹住功能层402的切割截断面402a，从而使晶圆的功能层402的切割截断面402a不直接与环境接触，优化其可靠性表现。即可以理解为图4提供的为第二封装钝化层与绝缘材料层一体设置的先进封装结构。当绝缘材料层与第一封装钝化层或者第二封装钝化层一体设置时，可以节省工艺步骤，更加节约成本。
60.基于上述实施例公开的内容，本实施例提出了一种先进封装结构，相对于图3的封装结构，可以使用其他材料来填充切割形成的u型凹槽309，可以不使用封装钝化层与绝缘材料层的一体化设计，使用不同于封装钝化层的材料来填充凹槽。具体的，可以参考图5，封装结构500包括硅层501、功能层502、功能层对应的钝化层503。该封装结构还可以包括第一封装钝化层505、第二封装钝化层504、封装锡球506、封装线路层507、封装焊盘508、绝缘材料层5010。本实施例中，绝缘材料层可以不与第一封装钝化层或者第二封装钝化层一体化设计，而是通过另外形成绝缘材料层5010包裹功能层502的切割截断面502a，从而使晶圆的功能层502的切割截断面502a不直接与环境接触，优化其可靠性表现。可以理解为图5提供的是绝缘材料层独立设置的方案，不与第一封装钝化层一体设置，也不与第二封装钝化层一体设置。当绝缘材料层不与第一封装钝化层一体设置，也不与第二封装钝化层一体设置时，对绝缘材料层的材料选择更加灵活，用户可以根据产品对可靠性的要求灵活选择绝缘材料层的材料，不需要受限于第一封装钝化层和第二封装钝化层的材料选择。另外，图5中将绝缘材料层设置于方形凹槽中，结合图4的方案，也可以将绝缘材料层设置于u 型凹槽内。
61.基于上述实施例公开的内容，本技术实施例提供了一种先进封装结构。相对于上述实施例，可以取消或增加部分叠层，例如取消第一封装钝化层305、第二封装钝化层304中的任一层，或者增加更多的封装钝化层。例如，可以参考图6所示的封装结构，与前述实施例不同的是，图6中的封装结构也可以只包括一层封装钝化层。封装结构600包括硅层601、功能层602、功能层对应的钝化层603。该封装结构还包括第一封装钝化层605、封装锡球606、封装线路层 607、封装焊盘608。通过将第一封装钝化层605设置在凹槽609内，以使其包裹功能层602的切割截断面602a，从而使晶圆的功能层602的切割截断面602a 不直接与环境接触，优化其可靠性表现。可以理解的是，当用户对封装的厚度有要求时，太多的叠层结构
会导致封装太厚以至于不适用于小型设备，因此，本方案也可以适用于一层封装钝化层的方案，以提供更薄的封装适用于更小型的电子装置。
62.基于上述实施例公开的内容，本技术实施例提供了一种先进封装结构。如图7所示，与前述实施例不同的是，图7中的封装结构可以包括三层封装钝化层，具体的，封装结构700包括硅层701、功能层702、功能层对应的钝化层703。该封装结构还包括第一封装钝化层705、第二封装钝化层704、第三封装钝化层 7011、封装锡球706、封装线路层707、封装焊盘708。通过将第一封装钝化层 705设置在凹槽709内，以使其包裹功能层702的切割截断面702a，从而使晶圆的功能层702的切割截断面702a不直接与环境接触，优化其可靠性表现。
63.此类封装结构的实现工艺比较多样，可以参考以下方法制作上述实施例中的先进封装结构，请参考图8所示的制作该封装结构的方法，该方法包括：
64.s801：在两个晶圆之间的硅层上挖凹槽；晶圆包括硅层、功能层、功能层对应的钝化层以及封装条，功能层设置于硅层的上表面；功能层对应的钝化层设置于功能层的上表面，封装条设置于功能层中并且围绕功能层中的内部电路设置，封装条用于保护功能层中的内部电路；挖凹槽时，使得功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于20um。
65.结合前述实施例的内容，挖凹槽时，也可以使得功能层的切割截断面到封装条的距离不小于5um并且不大于10um，例如为5um。
66.在硅层上挖凹槽可以通过对晶圆进行切割实现，切割可以将功能层和功能层对应的钝化层切断形成切割截断面。针对晶圆的功能层的切割工艺可以先于封装钝化层的作业，例如，先将功能层和功能层对应的钝化层切开以在硅层形成凹槽，凹槽形成之后再在凹槽内形成绝缘材料层。对于绝缘材料层和第一封装钝化层一体化设置的先进封装结构，可以先将功能层和功能层对应的钝化层切开在硅层上形成凹槽，凹槽形成之后再在凹槽内形成第一封装钝化层。如果该先进封装结构还包括第二封装钝化层，第二封装钝化层设置于功能层对应的钝化层的上表面，第一封装钝化层设置于第二封装钝化层的上表面，则可以先将功能层、功能层对应的钝化层以及第二封装钝化层切开形成凹槽后，再在凹槽内形成第一封装钝化层。本实施例中，使用切割工艺进行切割形成凹槽，该切割工艺可以是激光、蚀刻、机械等切割方式。s801步骤可以对未切割的晶圆来实施，s801步骤之后可以形成如图9所示的切割后的晶圆，对晶圆进行切割以将功能层902和功能层对应的钝化层903切开形成凹槽909。功能层902的切割截断面902a暴露于凹槽909，封装线路层907用于固定封装焊盘。本实施例中，凹槽距封装条912的距离d1可以设置在5um左右，对硅层901切入一小段深度，硅层被切入的深度不小于3um并且不大于5um，例如，可以为5um。
67.以宽度为d2的切割道为例，进一步说明步骤s801之后的先进封装结构的规格，凹槽909的边缘到封装条的距离d1大于或者等于5um。切割道设置于两相邻晶圆的封装条之间，本实施例中，切割道也可以称之为划片槽(scrible line)，切割道的宽度d2为两个封装条之间的距离。芯片的边缘以封装条示出，从物理角度看，封装条912是介于晶圆和划片槽之间的保护环，从工艺角度看，封装条是一种氧化、钝化层结构，封装条最根本也是最主要的作用是防止芯片在切割的时候受到机械损伤。本实施对切割道的宽度不作限定，以切割道的宽度d2 为80um进行举例说明。凹槽909边缘到封装条的边缘的距离d1可以设置为5um 至10um中的任意值，这样可以为后续凹槽909内的绝缘材料层的覆盖步骤预留空间，因此，
凹槽边缘到晶圆边缘d1的距离越小越好，例如，切痕距芯片封装条912的距离d1可以设置在5um左右。另外，考虑到d1太小时，切割可能损伤到晶圆，因此，d1设置为不小于5um并且不大于10um，这样既能有利于在凹槽内形成绝缘材料层的工艺，又避免了切割时可能由于工艺误差损伤到晶圆。激光切割时，将切割深度d3设置为大于15um即可，这是为了确保功能层对应的钝化层1003和功能层1002完全被切穿，且有3um至5um的余量d5作为硅层中凹槽的深度，使后续凹槽内的绝缘材料层可以更好的隔绝水汽，该硅层中凹槽的深度也不宜过大，过大会增加绝缘材料层的填充难度，对硅层901切入一小段深度，硅层被切入的深度可以为5um左右。当切割深度d3为15um至 20um，即功能层对应的钝化层的上表面与凹槽的底部的距离不小于15um并且不大于20um时，既可以保证功能层和功能层对应的钝化层可以被切透，又可以便于工艺实现。另外，由于封装钝化层通常使用旋涂的方式作业，切割深度过深会导致封装钝化层的旋涂不均匀，功能层对应的钝化层的上表面与凹槽的底部的距离不小于15um并且不大于20um是更利于工艺实现的。如果切割深度过深甚至会产生涂布不完全等异常，从而影响封装结构的稳定性，或者使得功能层的切割截断面不能很好的被绝缘材料层包覆。
68.基于上述实施例公开的内容，本实施例中，凹槽的宽度可以设置为不小于 30um并且不大于90um。例如，如果凹槽太窄，则可能使得绝缘材料层填充不够充分而导致功能层的切割截断面不能被完全覆盖，这样会使得崩边隐裂等问题的恶化的控制效果有所减弱。设置凹槽的宽度不小于30um，可以保证绝缘材料层充分填充到凹槽内。另外为了节约晶圆面积，该凹槽的宽度不大于90um。例如，凹槽的宽度可以设置为70um，以在崩边隐裂等问题的恶化得到明显控制的前提下提高晶圆利用率。
69.凹槽的宽度d4可以设置为70um，对于宽度为80um的切割道，对于每一个晶圆，若凹槽的边缘到封装条的距离设置为5um，则凹槽的宽度为70um。本实施例中，功能层902和功能层对应的钝化层903的厚度的和为d6，d6可以为10um。
70.s802：对于挖凹槽之后的晶圆，在凹槽内形成绝缘材料层；
71.另外，步骤s802之后，还可以包括在功能层对应的钝化层上方形成第一封装钝化层和封装线路层，以便于步骤s804形成封装焊盘和封装锡球。步骤s802 可以参考常规的晶圆片级芯片规模封装(wafer level chip scale packing， wlcsp)加工工艺，此处不再赘述。请参考图3，对于封装材料层和第一封装钝化层一体设置的方案，可以在功能层对应的钝化层303上形成第二封装钝化层304，然后，在第二封装钝化层304以及凹槽内形成第一封装钝化层305。本实施例中，可以通过黄光、溅射和电镀工艺形成第一封装钝化层和封装线路层。其中第一封装钝化层也可以用化学气象沉积工艺与蚀刻的工艺代替，封装线路层也可以用溅射与化镀的方式代替。图3中，第一封装钝化层填充进切割形成的凹槽以使得功能层对应的钝化层和功能层的切割截断面被第一封装钝化层包裹起来。可以参考wlcsp的黄光加工工艺作业封装钝化层。请参考图3，与 wlcsp工艺不同的是，可以修改曝光光罩，使第二封装钝化层305的边缘可以置于切割形成的凹槽309内，以将功能层对应的钝化层303和功能层302的切割截断面包裹起来。
72.s803：在凹槽内填充绝缘层的晶圆上形成封装焊盘和封装锡球；
73.步骤s803可以采用wlcsp的工艺形成如图3所示的封装焊盘308和封装锡球306。
74.s804：切割凹槽得到单个晶圆的先进封装结构。
75.本技术实施例通过修改封装工序，先激光切割形成凹槽再进行后续的封装操作，可以加工出前述实施例的封装结构，最后切割得到单个晶圆的先进封装结构。此类封装结构对功能层的切割截断面有保护效果，可以解决高阶晶圆切割后，在可靠性测试或使用过程中出现的隐裂崩边带来的可靠性恶化的问题。
76.本实施例中，封装钝化层加工时，通过修改光罩的封装边界位置，使曝光显影后，凹槽内存在绝缘材料层，可以将功能层的切割截断面包裹起来，本实施例中，绝缘材料层可以包括树脂材料，例如酚醛树脂或者环氧树脂，在树脂材料中可以掺杂光敏材料，以便于曝光显影。通过修改光罩调节凹槽在切割道内的开口大小，使其能包裹住低介电层的切割截断面，从而使低介电层的切割截断面不直接与环境接触，优化其可靠性表现。
77.本技术实施例以80um的切割道为例，来料第一步先用激光切割形成凹槽，切开的凹槽的宽可以为70um，凹槽的深度可以为15um，对硅层并不切透，然后再进行封装，最后再将该封装切透形成如图3所示的单个的封装片313、如图 4所示的单个的封装片413、如图5所示的单个的封装片513、如图6所示的单个的封装片613、如图7所示的单个的封装片613。可以理解的是，常规的wlcsp 的加工工艺不会先切割，切割通常放在整套工艺的最后几步完成。而本先进封装结构采用先切割形成凹槽，然后在凹槽中形成绝缘绝缘层，以使得形成的先进封装结构的功能层的切割截断面不直接与环境接触，可以改善封装的可靠性。
78.以图3中313所示的先进封装结构为例进行说明，该先进封装结构包括晶圆和绝缘材料层305，晶圆包括硅层301、功能层302、功能层对应的钝化层303 以及封装条3012，功能层302设置于硅层301的上表面；功能层对应的钝化层 303设置于功能层302的上表面。封装条3012设置于功能层中并且围绕功能层中的内部电路设置，用于保护功能层中的内部电路，绝缘材料层305围绕功能层的切割截断面设置，功能层302a边缘到封装条3012的距离不小于5um并且不大于20um。另外，如前述实施例对图3的表述，功能层302a边缘到封装条 3012的距离也可以设置为不小于5um并且不大于10um，具体的可以设置为 5um。功能层对应的钝化层303的上表面与第一表面314a的最低点的距离不小于15um并且不大于20um。
79.图3中的台阶结构314是方形凹槽309切割形成的，硅层301的边缘为台阶结构314，台阶结构314包括第一表面314a和第二表面314b，第一表面314a 上方设置有绝缘材料层，第二表面314b上方设置有功能层302，图3所示的实施例中，第二表面314b为平面，第一表面314a为平面。另外，由于第一表面为平面，因此，第一表面的最低点的高度等于第一表面最高点的高度，本实施例中，第一表面与第二表面距离不小于3um并且不大于5um。本实施例中，对于一个晶圆来说，其台阶结构的第一表面的长度不小于15um，并且不大于45um。可以理解的是，当凹槽的宽度不小于30um并且不大70um时，切割凹槽形成的台阶结构的第一表面的长度不小于15um，并且不大于45um。当凹槽的宽度为 70um时，台阶结构的第一表面的长度为35um。
80.以图4中413所示的先进封装结构为例进行说明，与图3中313所示的结构不同的是硅层的边缘的台阶结构414，图4中的台阶结构是u型凹槽409切割形成的，台阶结构314包括第一表面414a和第二表面414b，第一表面414a 上方设置有绝缘材料层，第二表面414b上方设置有功能层402，图4所示的实施例中，第二表面414b为平面，第一表面414a为弧面。另外，由于第一表面为弧面，因此，第一表面的高度并不相等，本实施例中，第一表面414a的最低点与第二表面414b距离不小于3um并且不大于5um。
81.如图3所示的单个晶圆的封装结构313、如图4所示的单个的封装结构413、如图5所示的单个的封装结构513、如图6所示的单个的封装结构613、如图7 所示的单个的封装结构613是根据前述实施例中的多个晶圆的封装结构切割得到，因此，单个的封装结构可以参考前述实施例中的多个晶圆的封装结构的实现方式，此处不再赘述。
82.本技术实施例还提供一种电子设备13，如图10所示，该电子设备包括前述实施例中的晶圆的先进封装结构11以及供电模块12，该供电模块12与晶圆的先进封装结构11连接以实现预设的信号处理，例如发送数据或者接收数据。晶圆的先进封装结构的具体实现方式及有益效果可以参考前述实施例，此处不再赘述。
83.应理解，在本技术实施例中，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据 a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
84.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
85.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
86.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
87.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
88.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
89.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。