一种晶圆封装方法与流程

本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种晶圆封装方法。

背景技术：

随着高密度微电子组装技术成为当今电子产品主流需求，芯片的封装朝着密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向发展。

现有技术中在芯片封装方面多采用：划片后利用贴片机贴片最后塑封的方法。使用贴片机贴片首先需要购置贴片机，贴片机的成本通常比较高，其次，贴片机完成一片重构晶圆的贴片需要1～3小时不等的时间(根据每片重构晶圆需要贴片的数量不同，时间会有不同)，效率比较低。再次，划片后采用贴片机贴片的方法需要另外增加贴片膜和承载板，增加了工艺步骤和材料成本。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的工艺步骤多以及成本高的问题，从而提供一种晶圆封装方法，减少了工艺流程，降低了成本。

本发明实施例提供一种晶圆封装方法，包括如下步骤：

将晶圆背面朝上固定在贴有临时键合薄膜的框架上，对所述晶圆的背面进行划片；

将所述薄膜撑开，使所述晶圆各个芯片之间留有一定间隙；

将所述晶圆背面及间隙形成第一绝缘层；

去除所述框架和所述薄膜，形成封装体；

在所述封装体正面做重布电路层与所述芯片电极导通；

在所述电路层焊盘位置制备焊球，使所述焊球与焊盘连通，切割后形成封装好的芯片。

优选地，将所述晶圆进行划片采用红外对位方式。

优选地，所述薄膜是耐高温的薄膜，有扩张性和粘性，所述框架和所述晶圆粘合在薄膜表面。

优选地，在所述封装体正面做重布线层与所述芯片电极导通的步骤，具体包括：

在所述封装体正面涂覆第二绝缘层，并露出所述芯片的电极；

在所述第二绝缘层表面形成电路层，并使所述电路层与所述电极导通；

在所述电路层与所述第二绝缘层表面涂覆第三绝缘层，并露出所述电路层的焊盘；

优选地，在所述封装体正面涂覆第二绝缘层，并露出所述芯片的电极的步骤，是采用光刻显影方式进行处理。

优选地，在所述电路层与所述第二绝缘层表面涂覆第三绝缘层，并露出所述电路层的焊盘的步骤中，采用光刻显影方式进行处理。

优选地，在所述焊盘上植球并焊接，并使所述球与所述电路层导通，形成封装后的芯片之前，还包括：做凸点下金属化层处理。

优选地，所述第二绝缘层和第三绝缘层均为感光材料。

优选地，将晶圆背面朝上固定在贴有临时键合薄膜的框架上，对所述晶圆的背面进行划片之前，还包括：对所述晶圆进行减薄处理。

本发明技术方案，具有如下优点：

根据本发明提供的晶圆封装方法，首先将晶圆背面朝上固定在贴有临时键合薄膜的框架上并对晶圆背面进行划片，以将晶圆划分成多个芯片，然后将薄膜撑开，使划分的各个芯片之间形成间隙，在此基础上对具有间隙的各个芯片进行塑封处理，最终切割得到封装好的芯片，本发明提供的晶圆封装方法利用不必进行贴片的步骤，而其中的扩膜处理步骤通常只需要约3～5分钟的时间，远远小于贴片处理的时间，由此本方法具有较高的效率。本方法不必使用贴片膜和承载板，扩膜处理不需要引进类似辅助材料，由此可以降低材料成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施1中的晶圆封装方法的流程图；

图2为本发明实施例2中的晶圆封装方法的流程图；

图3为本发明实施例1中晶圆封装方法的晶圆背面朝上固定示意图；

图4为本发明实施例1中晶圆封装方法中薄膜撑开后的示意图；

图5为本发明实施例1中晶圆封装方法中填充绝缘层示意图；

图6为本发明实施例1中晶圆封装方法中去除框架和薄膜形成封装体的示意图；

图7为本发明实施例1中晶圆封装方法中芯片封装的剖视图。

图8为本发明实施例2中晶圆封装方法中涂覆感光树脂光刻显影露出电极的示意图；

图9为本发明实施例2中晶圆封装方法中电路层与电极导通示意图；

图10为本发明实施例2中晶圆封装方法中第二层感光树脂光刻显影露出焊盘示意图；

图11为本发明实施例2中晶圆封装方法中焊球与焊盘导通示意图；

附图标记：

11-晶圆；12-薄膜；13-框架；21-芯片；

22-间隙；31-绝缘树脂；41-封装体；51-第一层感光树脂；

52-电极；53-电路层；54-第二层感光树脂；55-焊盘；

56-焊球。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种晶圆封装方法，如图1所示，包括如下步骤：

s10：将晶圆背面朝上固定在贴有临时键合薄膜的框架上，对晶圆的背面进行划片；

如图3所示，晶圆11背面朝上固定在贴有薄膜12框架13，根据划片道14对晶圆11背面进行划片。本实施例中采用背面朝上的原因是由于从正面划片需要增加倒模工序，为了减少划片后倒模工序，减少工艺步骤，所以采用背面朝上的方式划片。

s20：将薄膜撑开，使晶圆各个芯片之间留有一定间隙；

如图4所示，划片完成后，将薄膜撑开，芯片21之间有一定的间隙22。

本实施例中将薄膜撑开是利用扩膜机的扩膜工艺。使用扩膜机完成一片重构晶圆的时间约3～5分钟，扩膜机的效率远远大于贴片机的效率。而现有技术中贴片机完成一片重构晶圆的贴片需要1～3小时不等的时间(根据每片重构晶圆需要贴片的数量不同，时间会有不同)。

s30：将晶圆背面及间隙形成第一绝缘层；

如图5所示，用绝缘树脂31将晶圆背面及芯片之间的间隙21填充包裹住。

本实施例采用塑封的方法将芯片背面包裹住，塑封料是epoxymoldingcompound(emc)。环氧树脂模塑料(emc－epoxymoldingcompound)是由环氧树脂为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等为填料，以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料。塑料封装(简称塑封)材料90％以上采用emc，塑封过程是用传递成型法将emc挤压入模腔并将其中的半导体芯片包埋，同时交联固化成型，成为具有一定结构外型的半导体器件。

s40：去除框架和所述薄膜，形成封装体；

如图6所示，将框架和薄膜以后去除以后形成封装体41，图7为封装体41中的芯片封装的剖视图。

本实施中方法是在进行扩膜工艺后直接进行塑封，减少了现有技术中使用贴片机另外增加贴片膜和承载板，增加了工艺步骤和材料成本。

s50：在封装体正面做重布电路层与芯片电极导通；

本实施里中在对进行塑封以后再其正面重布线层，是为了对电极重新设置电极位置，为后续更好的做贴片焊接工作。

s60：在电路层焊盘位置制备焊球，焊球与焊盘连通，切割后形成封装好的芯片。

本实施里中制备焊球是为了更好的突出焊接连接点，以更方便和更有利于与其他元件的焊接连通。

根据本发明实施例提供的晶圆封装方法，首先将晶圆背面朝上固定在贴有临时键合薄膜的框架上并对晶圆背面进行划片，以将晶圆划分成多个芯片，然后将薄膜撑开，使划分的各个芯片之间形成间隙，在此基础上对具有间隙的各个芯片进行塑封处理，最终切割得到封装好的芯片，本发明提供的晶圆封装方法利用不必进行贴片的步骤，而其中的扩膜处理步骤通常只需要约3～5分钟的时间，远远小于贴片处理的时间，由此本方法的封装效率具有较高的效率。本方法不必使用贴片膜和承载板，扩膜处理不需要引进类似辅助材料，由此可以降低材料成本。

实施例2

本实施例提供一个具体示例的优选实施方案如2所示，包括如下步骤：

s000：对晶圆进行减薄处理。

对晶圆做减薄处理的目的是减小封装尺寸。

s100：将晶圆背面朝上固定在贴有临时键合薄膜的框架上，对晶圆的背面进行划片；

优选地，薄膜是耐高温的薄膜新型划片膜，采用nitto3195v或rexpan等材料，或者是一种新型材料如环氧树脂基材或聚酰亚胺为基材的新型材料。有扩张性和粘性框架和晶圆粘合在薄膜表面。

优选地，将晶圆进行划片采用红外对位方式。

红外对位相机可以穿透硅，从晶圆背面可以看到晶圆正面的标记(mark)。采用红外对位划片的方式，在晶圆划片完成后可以直接塑封。而普通对位照射晶圆正面的标记，从正面划片，划片完成后需要增加倒膜的工序。

s200：将薄膜撑开，使晶圆各个芯片之间留有一定间隙；

s300：将晶圆背面及间隙形成第一绝缘层；

s400：去除框架和薄膜，形成封装体；

本实施例中，在把晶圆进行塑封后由于薄膜采用的新型材料，因此可以轻松地被剥离。

s500：在封装体正面做重布线层与芯片电极导通；

步骤s500具体包括步骤s510～s540：

s510：在封装体正面涂覆第二绝缘层，并露出芯片的电极；

优选地第二绝缘层为感光材料。

优选地，在封装体正面涂覆第二绝缘层，并露出芯片的电极步骤中，采用光刻显影方式进行处理。显影材料由于工艺简单，成本较低，且材料性能可以封装产品的要求，所以采用光刻显影的方式露出电极。

如图8所示，在封装体的正面涂覆第一层感光树脂51，光刻显影后露出电极。

s520：在第二绝缘层表面形成电路层，并使电路层与电极导通；

如图9所示，在感光树脂表面形成电路层53且与芯片的电极52导通。

s530：在电路层与第二绝缘层表面涂覆第三绝缘层，并露出电路层的焊盘；

优选地，第三绝缘层为感光材料。

优选地，在电路层与第二绝缘层表面涂覆第三绝缘层，并露出电路层的焊盘的步骤中，采用光刻显影方式进行处理。

如图10所示，在电路层表面涂覆第二层感光树脂54，刻显影处理露出焊盘55。

s540：在电路层的焊盘表面做凸点下金属化层处理。

凸点下金属化层简称ubm(underballmetal)，ubm的上面通常会做锡球(solderball)，ubm的下面是铜导线或铜焊盘。ubm的目的是防止锡球回流时将铜导线或铜焊盘的金属铜与金属锡形成合金，导致锡球无法牢固的与芯片连接，出现可靠性失效的问题。

s600：在电路层焊盘位置制备焊球，使焊球与焊盘连通，切割后形成封装好的芯片。

本实施例中采用锡球作为焊球。如图11所示在焊盘上植球，焊球56与焊盘55连接，并与芯片的电路层导通。芯片通过与焊球连接更有利于在应用时与其他元件相导通。

上述晶圆封装方法，采用背面划片，扩膜后直接塑封的方式形成重构晶圆的方式，效率较高，工艺步骤较少，成本较低。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。