晶圆级封装结构和晶圆级封装方法与流程

本发明涉及半导体封装，具体而言，涉及一种晶圆级封装结构和晶圆级封装方法。

背景技术：

1、焊点的电子迁移现象表示电流流经导体（如焊点的互连线）时原子的运动，当电流引起原子向焊点阳极一侧迁移时，焊点阴极一侧会出现晶格空隙，晶格空隙不断累积形成空洞，这种空洞缺陷不断增长最终会导致焊点失效。

2、目前封装的趋势是不断小型化，而缩小体积，会使得电子芯片和器件的电流密度增加。当器件电流密度增加时，通过电流产生的电阻性发热也会增加，从而影响器件和互连/封装结构，焊点发生电子迁移现象也更加明显，最终由电子迁移和热迁移引起焊点失效。

技术实现思路

1、本发明的目的包括，例如，提供了一种晶圆级封装结构和晶圆级封装方法，其能够减少电子迁移现象，提高结构可靠性。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种晶圆级封装结构，包括：

4、晶圆，所述晶圆上设有电极；

5、绝缘层，所述绝缘层覆盖在所述晶圆设有所述电极的一侧表面；所述绝缘层上开设有用于露出所述电极的通孔；

6、导电层，所述导电层设于所述通孔中，且所述导电层和所述电极电连接；

7、保护层，所述保护层覆盖在所述导电层远离所述电极的一侧；

8、焊球，所述焊球与所述保护层电连接。

9、在可选的实施方式中，所述导电层包括主体和头部；

10、所述主体设于所述通孔内，所述主体和所述电极电连接；

11、所述头部连接在所述主体远离所述电极的一端，所述头部高出所述绝缘层远离所述晶圆的一侧表面；

12、所述保护层覆盖所述导电层的头部。

13、在可选的实施方式中，所述头部的截面积大于所述主体的截面积，且所述头部的截面积大于所述通孔的截面积，以使所述头部的边缘搭接于所述绝缘层远离所述晶圆的一侧表面；

14、所述头部具有相互连接的顶面和侧面，所述顶面和所述侧面分别设有所述保护层。

15、在可选的实施方式中，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述晶圆上设有叉指换能器；所述通孔包括第一通孔、第二通孔和第三通孔；

16、所述第一绝缘层覆盖在所述晶圆的表面，且所述第一绝缘层开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述电极对应设置；所述第二通孔和所述叉指换能器对应设置；

17、所述第二绝缘层覆盖在所述第一绝缘层表面，所述第二绝缘层开设有第三通孔，所述第三通孔与所述电极对应设置，且与所述第一通孔连通；所述第二绝缘层覆盖所述第二通孔，所述叉指换能器位于所述晶圆、所述第一绝缘层和所述第二绝缘层共同围成的密封空腔中；

18、所述导电层设于所述第一通孔和所述第三通孔中。

19、在可选的实施方式中，所述绝缘层上开设有通槽，所述通槽用于露出所述晶圆的切割道。

20、在可选的实施方式中，还包括布线层，所述保护层包括第一保护层和第二保护层；所述第一保护层设于所述导电层上；

21、所述布线层与所述第一保护层电连接，所述第二保护层覆盖在所述布线层远离所述导电层的一侧。

22、在可选的实施方式中，所述晶圆级封装结构还包括导电凸块，所述保护层还包括第三保护层，所述导电凸块的一端与所述布线层电连接，另一端与所述焊球电连接；

23、所述第三保护层覆盖在所述导电凸块远离所述布线层的一侧。

24、在可选的实施方式中，所述导电凸块包括凸设于所述绝缘层表面的头部，所述头部具有相互连接的顶面和侧面，所述第三保护层同时覆盖所述顶面和所述侧面。

25、在可选的实施方式中，所述保护层的材料包括镍、钯、金、钨和钛中的至少一种或多种。

26、第二方面，本发明提供一种晶圆级封装方法，包括：

27、提供一晶圆；其中，所述晶圆上设有与电极电连接的导电层；

28、在所述导电层远离所述电极的一侧覆盖保护层，其中，所述保护层与所述导电层电连接；

29、在所述保护层上设布线层或焊球。

30、本发明实施例的有益效果包括，例如：

31、本发明实施例提供的晶圆级封装结构和晶圆级封装方法，通过在导电层的上方设置保护层，保护层对导电层进行覆盖隔离，可以减少电子迁移现象的发生，从而提高结构的可靠性。

技术特征：

1.一种晶圆级封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述导电层（108）包括主体（1081）和头部（1083）；

3.根据权利要求2所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述头部（1083）的截面积大于所述主体（1081）的截面积，且所述头部（1083）的截面积大于所述通孔的截面积，以使所述头部（1083）的边缘搭接于所述绝缘层（104）远离所述晶圆（101）的一侧表面；

4.根据权利要求1所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述绝缘层（104）包括第一绝缘层（105）和第二绝缘层（106），所述晶圆（101）上设有叉指换能器（103）；所述通孔包括第一通孔（121）、第二通孔（122）和第三通孔（123）；

5.根据权利要求1所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述绝缘层（104）上开设有通槽（124），所述通槽（124）用于露出所述晶圆（101）的切割道。

6.根据权利要求1所述的晶圆级封装结构，其特征在于，还包括布线层（130），所述保护层（109）包括第一保护层（1091）和第二保护层（1092）；所述第一保护层（1091）设于所述导电层（108）上；

7.根据权利要求6所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述晶圆级封装结构还包括导电凸块（140），所述保护层（109）还包括第三保护层（1093），所述导电凸块（140）的一端与所述布线层（130）电连接，另一端与所述焊球（110）电连接；

8.根据权利要求7所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述导电凸块（140）包括凸设于所述绝缘层（104）表面的头部（1083），所述头部（1083）具有相互连接的顶面（1085）和侧面（1087），所述第三保护层（1093）同时覆盖所述顶面（1085）和所述侧面（1087）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的晶圆级封装结构，其特征在于，所述保护层（109）的材料包括镍、钯、金、钨和钛中的至少一种或多种。

10.一种晶圆级封装方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供的一种晶圆级封装结构和晶圆级封装方法，涉及半导体封装技术领域。该晶圆级封装结构包括晶圆、绝缘层、导电层、保护层和焊球，晶圆上设有电极，绝缘层覆盖在晶圆设有电极的一侧表面；绝缘层上开设有用于露出电极的通孔。导电层设于通孔中，且导电层和电极电连接。保护层覆盖在导电层远离电极的一侧。焊球与保护层电连接。这样设置，可以减少电迁移现象，提高结构可靠性。

技术研发人员：吕军,朱其壮,金科,杨佩佩
受保护的技术使用者：苏州科阳半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25