多侧包覆的晶圆级半导体封装构造
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于凸块化半导体封装构造，特别是有关于一种多侧包覆的晶圆级半导体封装构造，可应用于晶圆级芯片尺寸封装构造(Wafer Level Chip ScalePackage, WLCSP)与扇出型晶圆级芯片封装构造(Fan-Out Wafer Level Package,FOWLP)。
【背景技术】
[0002]晶圆级封装是在晶圆阶段完成半导体封装，通常在晶圆级封装工艺中包含有凸块制作与封装工艺，之后方切割晶圆以单离成各种具有芯片主体的晶圆级封装构造。
[0003]在晶圆切割步骤中，由于晶圆的材质具有相当的脆性，切割所广生的应力容易造成晶圆背崩。虽然公知在晶圆的主动面也会形成一底胶封装层，虽可保护主动面以及导电凸块，却无法有效地保护芯片主动面的侧边与角隅，故在芯片主体的主动面的侧边与角隅也可能会产生碎裂，特别在芯片主动面角隅的碎裂会造成晶圆保护层的脱层(delaminat1n)，进而导致芯片功能失效，进而影响了芯片良率。此外，芯片主体的侧向显露表面亦容易遭受到湿气的侵入而损毁。因此，晶圆切割的应力与封装层形成压力造成的芯片碎裂与芯片主动面角隅的晶圆保护层的脱层为现行晶圆级封装构造必须要解决的课题。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种多侧包覆的晶圆级半导体封装构造，用以解决芯片在主动面角隅处晶圆保护层剥离的问题，借以提高封装产品的可靠度。
[0005]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本实用新型揭示一种多侧包覆的晶圆级半导体封装构造，其包含:一芯片主体，其具有一主动面、一背面以及复数个在该主动面上的接垫，该些接垫以一重配置线路层连接，该主动面上形成有一晶圆保护层，以覆盖该重配置线路层，该晶圆保护层在该主动面角隅处具有复数个内缩角隅切缘；复数个凸块，设置于该些接垫上；一压模胶层，形成于该晶圆保护层上并包覆该些内缩角隅切缘，并且该压模胶层局部密封该些凸块；以及一背胶层，形成于该背面上。
[0006]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0007]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些凸块具有复数个显露于该压模胶层的激光清洁表面。
[0008]在前述晶圆级半导体封装构造中，该晶圆保护层包含介电常数低于3的材质层。
[0009]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些内缩角隅切缘形成于该芯片主体的该主动面角隅的复数个压模储胶槽内。
[0010]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些压模储胶槽的深度介于30至50微米。
[0011]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些压模储胶槽的深度小于该芯片主体的厚度，以使该压模胶层与该背胶层不相互连接。
[0012]在前述晶圆级半导体封装构造中，该芯片主体的该背面经研磨而使该压模胶层与该背胶层相互连接在该些压模储胶槽。
[0013]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些压模储胶槽的开口形状为L形。
[0014]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些压模储胶槽的开口形状为扇形。
[0015]在前述晶圆级半导体封装构造中，该些压模储胶槽的开口形状为口形。
[0016]在前述晶圆级半导体封装构造中，该背胶层包含一绝缘贴片。
[0017]在前述晶圆级半导体封装构造中，该压模胶层具有一粗化面。
[0018]本实用新型的多侧包覆的晶圆级半导体封装构造，可加强晶圆级半导体封装构造的表面接合力，并用以改善封装构造的翘曲，另可避免晶圆切割单离时的芯片碎裂。
【附图说明】
[0019]图1为依据本实用新型的第一实施例，一种多侧包覆的晶圆级半导体封装构造沿芯片主动面两对向角隅对角线剖切的截面示意图。
[0020]图2A至图2M为依据本实用新型的第一实施例，绘示该晶圆级半导体封装构造的工艺中各步骤的示意图。
[0021]图3至图8为依据本实用新型的第一实施例，绘示该晶圆级半导体封装构造的工艺的主要步骤中的各元件截面示意图。
[0022]图9为依据本实用新型的第二实施例，另一种多侧包覆的晶圆级半导体封装构造沿芯片主动面两对向角隅对角线剖切的截面示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]Hl压模储胶槽的深度 H2芯片主体的厚度
[0025]10晶圆11切割胶带
[0026]12晶圆固定环20激光装置
[0027]30压模模具31压模塑料
[0028]40滚压杆41贴合胶带
[0029]42撕膜治具43 UV照射装置
[0030]50研磨头60单离切割刀具
[0031]70外观检查装置80取放装置
[0032]90测试板91测试槽座
[0033]100晶圆级半导体封装构造
[0034]110芯片主体111主动面
[0035]112背面113接垫
[0036]114重配置线路层 115晶圆保护层
[0037]116内缩角隅切缘 117压模储胶槽
[0038]118凸块下金属层
[0039]120凸块121激光清洁表面
[0040]130压模胶层131粗化面
[0041]140背胶层
[0042]200晶圆级半导体封装构造。
【具体实施方式】
[0043]以下将配合所附附图详细说明本实用新型的实施例，然而应注意的是，该些附图均为简化的示意图，仅以示意方法来说明本实用新型的基本架构或实施方法，故仅显示与本实用新型有关的元件与组合关系，图中所显示的元件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，某些尺寸比例与其他相关尺寸比例或已夸张或是简化处理，以提供更清楚的描述。实际实施的数目、形状及尺寸比例为一种选置性的设计，详细的元件布局可能更为复杂。
[0044]依据本实用新型的第一实施例，一种多侧包覆的晶圆级半导体封装构造100举例说明于图1沿芯片主动面两对向角隅对角线剖切的截面示意图。该晶圆级半导体封装构造100包含一芯片主体110、复数个凸块120、一压模胶层130以及一背胶层140。
[0045]该芯片主体110具有一主动面111、一背面112以及复数个在该主动面111上的接垫113。该芯片主体110的材质为半导体，例如硅或II1-V族半导体化合物。该主动面111上形成有各式集成电路元件并电性连接至该些接垫113。该些接垫113为连接集成电路的对外端点。该些接垫113以一重配置线路层114连接，该重配置线路层114的材质可选自于铜、铝、锡/铜/金或是锡/铜/镍/金等合金。该些接垫113可借由该重配置线路层114而与该芯片主体110内的集成电路保持电性连接。或者，该些接垫113可借由该重配置线路层114相互串接，例如外接垫与测试垫的连接、相同功能外接垫的连接以及空脚位外接垫的连接。
[0046]再如图1所示，该主动面111上形成有一晶圆保护层115，以覆盖该重配置线路层114。该晶圆保护层115可包含介电常数低于3的材质层。该晶圆保护层115可例如为氧化层/氮化层的复合绝缘材料层。传统上晶圆厂会事先定义该晶圆保护层115的图案开孔，以形成暴露出接垫113的开口。特别的，该晶圆保护层115在该主动面111角隅处具有复数个内缩角隅切缘116，用以解决芯片在主动面角隅处晶圆保护层容易剥离的问题，借以提高封装产品的可靠度。较佳地，该些内缩角隅切缘116为圆弧形，配合该压模胶层130的压模形成方式与包覆型态，以减少该晶圆保护层115的剥离脱层的发生几率。
[0047]并且，该些凸块120设置于该些接垫113上。较具体但非必要地，可在该些接垫113上可形成一凸块下金属层118，用以增进该些凸块120与该些接垫113之间的固着连结。该些凸块120可利用例如蒸镀、电镀、印刷法、喷射法(jetting)、焊线法焊球残留凸块形成技术(stud bumping)而形成。在本实施例中，该些凸块120为锡铅焊球或无铅类型的锡银焊球，其外观为球状。但非限定地，该些凸块120的外观亦可为柱状、指状、塔形、蕈形或不规则状。该些凸块120的外观不限定功效的原因在于该压模胶层130的压模(compress1nmolding)方式，只有单向往芯片主动面111的模封压力，而不会有造成凸块应力的侧向模流压力。
[0048]该压模胶层130形成于该晶圆保护层115上并包覆该些内缩角隅切缘116，并且该压模胶层130局部密封该些凸块120。该压模胶层130在该晶圆保护层115上的厚度应大于该晶圆保护层115的厚度而小于该些凸块120的高度的四分之三，以使该些凸块120局部地外突于该压模胶层130。具体而言，如图1与图4所示，该些内缩角隅切缘116可形成于该芯片主体110的该主动面111角隅的复数个压模储胶槽117内。就单一芯片主体110而论，该些压模储胶槽117朝向该主动面111的开口形状可为局部图案为较佳，可作为单离切割的定位辨识基准点，例如L形或接近四分之一圆的扇形，其中L形开口形状的压模储胶槽有较大胶容纳空间，扇形开口形状的压模储胶槽则具有易于钻孔形成的功效；或者，该些压模储胶槽117的开口形状可为口形，以围绕该主动面111的侧边。该压模胶层130可具有材质变化弹性，不需要考虑模封流动性，故该压模胶层130的材质可包含更多无机填料(inorganic filler)，使该压模胶层130的热膨胀系数缩小而能与该芯片主体110的热膨胀系数匹配。此外，当外部压力施加于该压模胶层130的未固化前驱物时，该压模胶层130的未固化前驱物可将外界应力分散至该些压模储胶槽117内，用以预防挤料压缩时对该芯片主体110或其上的凸块120造成局部伤害，以提高耐冲击性，更能防止该晶圆保护层115的剥离。
[0049]较佳地，该些凸块120可具有复数个显露于该压模胶层130的激光清洁表面121，用以清除在该些凸块120的外露表面的压模胶层130的残胶，并有利于后续凸块接合，用以加强晶圆级半导体封装构造的表面接合力。此外，该压模胶层130可具有一粗化面131，用以加强该晶圆级半导体封装构造100表面接合时底部粘着胶或角隅粘着胶的粘合。
[0050]该背胶层140形成于该背面112上。该背胶层140的材质可具有耐高温的特性，以避免在后续工艺中因经过高温处理，而造成老化或脆化等现象。较佳地，为了提供该芯片主体110