芯片的封装结构、封装组件以及封装方法与流程

本发明涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种芯片的封装结构、封装组件以及封装方法。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，越来越多的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

电子设备实现预设功能的主要部件是芯片，随着集成电路技术的不断进步，芯片的集成度越来越高，芯片的功能越来越强大，而芯片的尺寸越来越小，故芯片需要通过封装形成封装结构，以便于芯片与外部电路板电连接。

现有技术中，芯片与外部电路板电连接时通过两者之间的空气导热，散热性能较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可提高散热性能的芯片的封装结构、封装组件以及封装方法。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种芯片的封装结构，包括：

基板，所述基板包括相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面均为连续面；

固定于所述第二表面的芯片，所述芯片包括相对设置的功能面及背面，所述功能面面对所述第二表面；

位于所述第二表面的植球；

覆盖所述第二表面及所述背面并暴露出所述植球的胶层。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述基板为透明基板。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二表面设有透光区及第一连接区，所述功能面设有感应区及第二连接区，所述感应区对应所述透光区设置，所述第二连接区连接所述第一连接区。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述植球包括相对设置的第一端及第二端，所述第一端电性连接所述第一连接区，所述第二端相较于所述背面远离所述第二表面。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述胶层包覆所述芯片及所述植球，且所述第二端与所述胶层远离所述第二表面的端面相互齐平。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应区与所述透光区之间具有空腔。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述透明基板包括对应所述透光区的第一部分及对应所述第一连接区的第二部分，所述第一部分的厚度等于所述第二部分的厚度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一连接区包括重布线层。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二表面与所述重布线层之间具有保护层。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述封装结构还包括连接所述芯片的侧缘及所述第二表面的封装胶。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述芯片为影像传感芯片。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种封装组件，包括如上任意一项技术方案所述的封装结构以及电路板，所述植球电性连接所述电路板。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种芯片的封装方法，包括步骤：

于基底上定义呈阵列分布的多个基板，相邻基板之间具有切割沟道；

固定芯片的功能面及所述基板的第二表面，所述第二表面为连续面；

于所述第二表面形成植球；

形成覆盖所述第二表面及所述芯片上远离所述功能面的背面并暴露出所述植球的胶层；

基于所述切割沟道分割所述基底，形成多个单粒封装结构。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述基板为透明基板，步骤：“固定芯片的功能面及所述基板的第二表面”具体包括：

连接所述功能面处的第二连接区及所述第二表面处的第一连接区，并使得功能面处的感应区对应所述第二表面处的透光区；

形成连接所述芯片的侧缘及所述第二表面的封装胶。

作为本发明一实施方式的进一步改进，“于所述第二表面形成植球；形成覆盖所述第二表面及所述芯片上远离所述功能面的背面并暴露出所述植球的胶层”具体包括：

于所述第一连接区形成植球，且所述植球远离所述第一连接区的一端凸伸出所述背面；

形成覆盖所述第二表面及所述芯片上远离所述功能面的背面的胶层；

研磨所述胶层而暴露出所述植球，且所述胶层覆盖所述背面。

作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤“固定芯片的功能面及所述基板的第二表面”之前还包括步骤：

于所述基板的第二表面处依次形成保护层和重布线层。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种封装组件的封装方法，包括步骤：

提供如上任意一项技术方案所述的封装方法得到的封装结构；

焊接所述植球及电路板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明一实施方式的芯片的背面覆盖有胶层，且植球暴露在胶层的外部，可便于实现植球与外部电路板的电性连接，同时，芯片背离基板的一侧表面处设置有胶层，当封装结构与外部电路板相互组装时，芯片的热量可以传导至胶层，通过胶层可加快芯片的散热，相较于现有技术中的空气导热方式，本实施方式通过胶层可大大提高封装结构的散热性能。

附图说明

图1是本发明一实施方式的封装结构示意图；

图2是本发明一实施方式的封装组件示意图；

图3是本发明一实施方式的封装方法步骤图；

图4至图12是本发明一实施方式的封装方法各个步骤的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

结合图1，为本发明一实施方式的芯片的封装结构100示意图。

封装结构100包括基板10、芯片11、植球12及胶层13。

基板10包括相对设置的第一表面101及第二表面102，第一表面101及第二表面102均为连续面。

这里，“第一表面101及第二表面102均为连续面”是指基板10上不存在贯穿第一表面101及第二表面102的空腔结构，第一表面101及第二表面102均为完整面。

芯片11固定于第二表面102，芯片11包括相对设置的功能面111及背面112，功能面111面对第二表面102。

植球12位于第二表面102。

胶层13覆盖第二表面102及背面112并暴露出植球12。

这里，胶层13可为通过注塑工艺形成的注塑料，或者，胶层13为导热胶，胶层13的材质可根据实际情况而定。

需要说明的是，“芯片11固定于第二表面102”是指芯片11位于基板10的第二表面102的一侧，芯片11与第二表面102之间可以是直接连接或者是间接连接，同样的，“植球12位于第二表面102”是指植球12位于基板10的第二表面102的一侧，植球12与第二表面102之间可以是直接连接或者是间接连接，换句话说，本实施方式所述的一个部件连接或固定于另一个部件，是指两个部件之间直接连接或者是间接连接。

本实施方式的芯片11的背面112覆盖有胶层13，且植球12暴露在胶层13的外部，可便于实现植球12与外部电路板(例如pcb板)的电性连接，同时，芯片11背离基板10的一侧表面(即背面112)处设置有胶层13，当封装结构100与外部电路板相互组装时，芯片11的热量可以传导至胶层13，通过胶层13可加快芯片11的散热，相较于现有技术中的空气导热方式，本实施方式通过胶层13可大大提高封装结构100的散热性能。

在本实施方式中，基板10为透明基板10，芯片11为影像传感芯片，外部光线经由透明基板10而直接到达芯片11的功能面111处，而后芯片11将获取到的信号传输至外部电路板。

透明基板10的第二表面102设有透光区1021及第一连接区1022，透明基板10包括对应透光区1021的第一部分103及对应第一连接区1022的第二部分104，第一部分103的厚度等于第二部分104的厚度，也就是说，透明基板10为实心基板，透明基板10上不包括空腔结构。

功能面111设有感应区111a及第二连接区111b，感应区111a对应透光区1021设置，第二连接区111b连接第一连接区1022，如此，可实现芯片11与透明基板10的固定。

这里，第二连接区111b包括连接端子1111b，连接端子1111b与第一连接区1022相互连接，此时，感应区111a与透光区1021之间具有尺寸较小的空腔s，避免透光区1021与感应区111a直接接触而导致感应区111a受损，进而影响芯片11的传感效果。

本实施方式的芯片11直接设置于透明基板10的第二表面102，相对于一些现有技术中在基板上设置空腔及透明盖板的封装结构，本实施方式可大大降低整个封装结构100的整体厚度，实现封装结构100的小型化，同时，此时仅是芯片11的感应区111a与透明基板10的透光区1021之间具有尺寸较小的空腔s，空腔的占空比大大减小，避免空腔过大而对封装结构100整体刚性、可靠性产生影响。

另外，封装结构100还包括连接芯片11的侧缘及第二表面102的封装胶14，如此，可提高芯片11与透明基板10配合的稳定性。

继续结合图1，在本实施方式中，植球12包括相对设置的第一端121及第二端122，第一端121电性连接第一连接区1022，植球12为锡球。

当封装结构100与外部电路板相互组装时，通过植球12与外部电路板的焊接固定而实现封装结构100与外部电路板的电性连接，由于植球12及芯片11的连接端子1111b均与第一连接区1022电性连接，植球12与连接端子1111b之间是相互导通的，此时，芯片11获取到的信号可传输至外部电路板。

这里，第一连接区1022包括重布线层1022，也就是说，本实施方式的封装结构100为扇出型(fan-out)封装结构。

具体的，第一连接区1022包括依次连接第二表面102的保护层1023、重布线层1022及阻焊层1024，芯片11的连接端子1111b电性连接重布线层1022，植球12的第一端121电性连接阻焊层1024，封装胶14连接重布线层1022。

保护层1023的热膨胀系数可介于透明基板10及重布线层1022之间，但不以此为限，保护层1023的设置可避免重布线层1022及透明基板10在应力拉扯下相互分离，且本实施方式的空腔s尺寸较小，封装结构100整体刚性较强，可进一步避免重布线层1022在应力作用下与透明基板10相互分离。

另外，本实施方式的封装结构100还包括连接保护层1023及重布线层1022的金属层1025，金属层1025可避免封装胶14进入芯片11的感应区111a。

在本实施方式中，植球12的第二端122相较于芯片11的背面112远离第二表面102，也就是说，于第一方向x上，植球12的高度大于芯片11的厚度，如此，可便于通过植球12实现封装结构100与外部电路板的电性连接，避免在焊接过程中芯片11受损，这里，第一方向x定义为基板10的第一表面101朝向第二表面102的方向(即竖直方向)。

另外，胶层13包覆芯片11及植球12，且第二端122与胶层13远离第二表面102的端面131相互齐平，这里，可预先使得胶层13完全覆盖芯片11及植球12，而后通过研磨工艺暴露出植球12并使得第二端122与端面131相互齐平，但不以此为限。

本实施方式的胶层13不仅覆盖芯片11的背面112，还填充满植球12与芯片11之间的间隙，如此，芯片11的热量可通过芯片11侧缘的封装胶14、胶层13以及芯片11背面112的胶层13实现散热，可进一步提高芯片11的散热效果。

结合图2，本发明一实施方式还提供一种封装组件200。

封装组件200包括如上所述的封装结构100及电路板300，植球12电性连接电路板300，电路板300例如可为pcb板。

需要说明的是，由于封装结构100与电路板300之间通过焊接固定，胶层13远离第二表面102的端面131与电路板300之间可存在一定的间隙，当然，在其他实施方式中，焊接过程中胶层13也可发生些许变形而与电路板300接触。

本发明一实施方式还提供一种芯片的封装方法，结合图3至图12，封装方法包括步骤：

s1：结合图4，于基底上定义呈阵列分布的多个基板10，相邻基板10之间具有切割沟道；

这里，基底可为晶圆基底，可于基底上预先划分出呈阵列分布的多个基板10，基板10为透明基板，且基板10上不形成空腔结构。

s3：结合图5至图9，固定芯片11的功能面111及基板10的第二表面102，第二表面102为连续面；

这里，步骤s3之前还包括步骤：

结合图5及图6，于基板10的第二表面102处依次形成保护层1023和重布线层1022。

具体的，可在基底上涂布一层保护层1023，而后通过电镀、光刻工艺等形成重布线层1022，而后，结合图7及图8，形成连接保护层1023和重布线层1022的金属层1025，以及位于重布线层1022下方的阻焊层1024。

步骤s3具体包括：

结合图9，连接功能面111处的第二连接区111b及第二表面102处的第一连接区1022，并使得功能面111处的感应区111a对应第二表面102处的透光区1021；

形成连接芯片11的侧缘及第二表面102的封装胶14。

这里，芯片11以影像传感芯片为例，但不以此为限，可通过倒装方式实现芯片11与基板10的连接，第一连接区1022包括保护层1023、重布线层1022和阻焊层1024，第二连接区111b包括连接端子1111b，连接端子1111b与第二表面102的重布线层1022电性连接，另外，封装胶14连接重布线层1022，设置封装胶14可提高芯片11与基板10配合的稳定性。

s5：结合图10，于第二表面102形成植球12；

s7：结合图11及图12，形成覆盖第二表面102及芯片11上远离功能面111的背面112并暴露出植球12的胶层13；

这里，步骤s5、s7具体包括：

结合图10，于第一连接区1022形成植球12，且植球12远离第一连接区1022的一端凸伸出背面112；

结合图11，形成覆盖第二表面102及芯片11上远离功能面111的背面112的胶层13；

结合图12，研磨胶层13而暴露出植球12，且胶层13覆盖背面112。

其中，植球12连接阻焊层1024，胶层13可通过注塑工艺形成，胶层13不仅覆盖芯片11的背面112，还填充满植球12与芯片11之间的间隙，研磨过程中可同时研磨掉部分胶层13及植球12，如此，可暴露出植球12，并使得植球12远离第二表面102的一端与胶层13远离第二表面102的端面131相互齐平，同时，保证研磨之后芯片11的背面112仍有足够厚度的胶层13。

s9：基于切割沟道分割基底，形成多个单粒封装结构100。

可以理解的是，当要形成如上所述的封装组件200时，步骤s9之后还包括步骤：

焊接植球12及电路板300。

这里，可在电路板300的线路层上形成焊接垫，通过熔融焊接工艺实现植球12及电路板300的电性连接。

综上所述，本实施方式的芯片11的背面112覆盖有胶层13，且植球12暴露在胶层13的外部，可便于实现植球12与外部电路板的电性连接，同时，芯片11背离基板10的一侧表面(即背面112)处设置有胶层13，当封装结构100与外部电路板相互组装时，芯片11的热量可以传导至胶层13，通过胶层13可加快芯片11的散热，相较于现有技术中的空气导热方式，本实施方式通过胶层13可大大提高封装结构100的散热性能。

本实施方式的封装方法的其他说明可以参考前述封装结构的说明，在此不再赘述。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。