一種晶片及其封裝方法與流程

2024-03-28 00:58:05

本發明實施例涉及晶片封裝技術，尤其涉及一種晶片及其封裝方法。

背景技術：

隨著電子產品多功能化和小型化的快速發展，高密度微電子組裝技術逐漸成為電子產品的主要組裝技術。為了配合電子產品尤其是智慧型手機、掌上電腦、超級本等產品的發展，晶片的尺寸向密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向發展，因此晶片的封裝技術也越來越重要。現有的晶片封裝技術主要是晶圓級封裝技術。

採用晶圓級封裝技術封裝晶片時，首先將晶片裁切為多個晶片，並需提供一承載片並在承載片上貼晶片粘結膠以作為臨時鍵合結構；再採用貼片工藝將裁切好的多個晶片按照一定間隔倒裝在粘結膠上，通過塑封工藝進行封裝並在塑封完成後去掉承載片和晶片粘貼膠，最後進行布線和電路布局後切割為單個晶片產品。

顯然，現有晶圓級封裝技術在封裝晶片過程中採用了臨時鍵合工藝和貼片工藝，工藝流程多，成本高。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種晶片及其封裝方法，以解決現有封裝技術的工藝流程多且成本高等問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種晶片封裝方法，該晶片封裝方法包括：

將晶片貼附在貼片膜上並將所述晶片切割為多個晶片，其中，所述晶片的正面與所述貼片膜貼合；

拉伸所述貼片膜以使貼附在所述貼片膜上的任意相鄰兩個所述晶片之間具有間隙；

在任意相鄰兩個所述晶片之間的間隙內放置導電體，並在所述多個晶片的背離所述貼片膜的第一表面上形成絕緣層且露出所述導電體；

去除所述貼片膜，並在所述多個晶片上布線且布線完成後切割以形成多個晶片產品。

進一步地，將晶片貼附在貼片膜上之前，還包括：

將所述貼片膜貼附在環形封裝模具上，其中，所述環形封裝模具的形狀為方環形或圓環形。

進一步地，拉伸所述貼片膜的具體執行過程為：

採用張膜機拉伸所述貼片膜以使所述貼片膜撐開，使貼附在所述貼片膜上的任意相鄰兩個所述晶片之間具有間隙。

進一步地，任意相鄰兩個所述晶片之間的間隙大於或等於5微米且小於或等於5毫米。

進一步地，所述導電體為導電球，或者，所述導電體為帶有通孔的基板且所述通孔中填充有導電材料，或者，所述導電體為導電膏。

進一步地，在任意相鄰兩個所述晶片之間的間隙內放置導電體的具體執行過程為：

採用球柵陣列封裝技術、貼片工藝或印刷工藝在任意相鄰兩個所述晶片之間的間隙內放置導電體。

進一步地，在所述多個晶片的背離所述貼片膜的第一表面上形成絕緣層包括：

在所述多個晶片的第一表面上形成所述絕緣層，對所述絕緣層進行刻蝕處理並刻蝕至露出所述導電體的表面。

進一步地，所述絕緣層為感光樹脂材料。

進一步地，在所述多個晶片上布線包括：

在所述多個晶片的第一表面上形成第一保護層並露出所述導電體，在該導電體上形成焊球；

在所述多個晶片的面向所述貼片膜的第二表面上形成第二保護層並在所述第二保護層中形成分別與所述電極和所述導電體對應設置的多個第一過孔，所述第一過孔的底部延伸至對應的所述電極的表面或延伸至對應的所述導電體的表面；

在所述第二保護層上形成導電圖案，所述導電圖案通過所述第一過孔與所述多個晶片的電極和導電體電連接；

在所述導電圖案上形成第三保護層並在所述第三保護層中形成分別與所述電極和所述導電體對應設置的第二過孔且所述第二過孔的底部延伸至所述導電圖案的表面；

在所述第二過孔中形成焊球，所述焊球通過所述第二過孔與所述導電圖案電連接。

第二方面，本發明實施例還提供了一種晶片，該晶片採用如上所述的晶片封裝方法進行封裝，該晶片包括：

晶片，所述晶片貼附在貼片膜上且所述晶片包括多個晶片，其中，所述晶片的正面與所述貼片膜貼合；

貼附在所述貼片膜上的任意相鄰兩個所述晶片之間具有間隙；

位於任意相鄰兩個所述晶片之間的間隙內的導電體，以及位於所述多個晶片的背離所述貼片膜的第一表面上的絕緣層，所述絕緣層露出所述導電體；

去除所述貼片膜後，位於所述多個晶片上的布線層。

本發明實施例提供的晶片及其封裝方法，將晶片貼附在貼片膜上，可固定晶片，便於對晶片進行劃片形成多個晶片，再通過拉伸貼片膜可使貼片膜撐開，進而使得任意相鄰兩個晶片之間具有間隙，然後在晶片間的間隙內放置導電體並形成絕緣層且露出導電體，便於後續晶片堆疊，最後去除貼片膜，並對晶片布線後進行切割形成晶片產品。與現有技術相比，本發明實施例中無需提供一承載片並在承載片上貼晶片粘結膠以作為臨時鍵合結構，也無需採用貼片工藝將裁切好的多個晶片按照一定間隔倒裝在粘結膠上，因此無需採用臨時鍵合工藝和貼片工藝，減少了封裝工藝流程，降低了封裝成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的晶片封裝方法的流程圖；

圖2A～圖2M是本發明實施例提供的晶片封裝工藝的流程圖；

圖3是本發明實施例提供的導電體的示意圖；

圖4是本發明實施例提供的晶片的局部示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下將參照本發明實施例中的附圖，通過實施方式清楚、完整地描述本發明的技術方案，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖1為本發明實施例提供的一種晶片封裝方法的流程圖。本實施例提供的晶片封裝方法具體包括如下步驟：

步驟110、將晶片貼附在貼片膜上並將晶片切割為多個晶片，其中，晶片的正面與貼片膜貼合。

本實施例中晶片是製造半導體晶片的基本材料，多指矽半導體集成電路製作所用的矽晶片，通常為圓形，因此也稱為晶圓。本實施例中晶片是晶圓加工廠已經加工好的晶圓片且晶圓片的一側表面具有電極，則晶片的正面是指晶片具有電極的一側表面，晶片的不具有電極的一側基板表面為晶片背面。本領域技術人員可以理解，本發明中晶片不僅限於矽晶片且其形狀不僅限於圓形，任意一種用於製造晶片的晶片均落入本發明的保護範圍。

本實施例中貼片膜的至少一側表面具有粘性，晶片正面貼附在貼片膜的具有粘性的一側表面上，則貼片膜能夠固定晶片。晶片固定在貼片膜後，可採用劃片工藝對晶片進行切割以形成多個晶片。在本實施例中可選貼片膜置於平臺上便於進行晶片切割。

可選的，在貼附晶片之前可對晶片的正面和背面進行研磨減薄。從晶圓加工廠中採選晶片後，在運輸過程中晶片可能出現鋸痕和表面損傷，則採用研磨工藝研磨晶片能夠減少晶片正面和背面的鋸痕和表面損傷，同時研磨還能夠減薄晶片厚度，幫助釋放晶片生產過程中積累的應力，提高晶片質量。

步驟120、拉伸貼片膜以使貼附在貼片膜上的任意相鄰兩個晶片之間具有間隙。

本實施例中劃片完成後，通過拉伸貼片膜可以撐開貼片膜，則貼合在貼片膜上的各個晶片之間也出現間隙，具體的拉伸完成後貼附在貼片膜上的任意相鄰兩個晶片之間均具有間隙。可選的，採用張膜機拉伸貼片膜以使貼片膜撐開，使貼附在貼片膜上的任意相鄰兩個晶片之間具有間隙，張膜機用於拉伸薄膜並將薄膜撐開，則在本實施例中張膜機應用於拉伸貼片膜進而撐開貼片膜使任意相鄰兩個晶片之間具有間隙。

可選的，任意相鄰兩個晶片之間的間隙大於或等於5微米且小於或等於5毫米。本領域技術人員可以理解，晶片間隙包括但不限於以上範圍，相關從業人員可根據產品所需或工藝條件自行確定相鄰兩個晶片之間的間隙，並通過控制張膜機得到所需的晶片間隙尺寸。

上述步驟中，晶片貼附貼片膜後，可直接進行劃片並通過拉伸貼片膜實現各個晶片貼片，與現有技術相比，無需提供一承載片並在承載片上貼晶片粘結膠以作為臨時鍵合結構，也無需採用貼片工藝將裁切好的多個晶片按照一定間隔倒裝在粘結膠上，因此無需採用臨時鍵合工藝和貼片工藝，減少了封裝工藝流程，降低了封裝成本。

步驟130、在任意相鄰兩個晶片之間的間隙內放置導電體，並在多個晶片的背離貼片膜的第一表面上形成絕緣層且露出導電體。

本實施例中撐開貼片膜後任意相鄰兩個晶片之間具有間隙，則在任意相鄰兩個晶片之間的間隙內放置導電體，便於後續晶片堆疊。在晶片間隙放置導電體後，在所述多個晶片的背離貼片膜的第一表面上形成絕緣層，則絕緣層填充晶片間的間隙並將晶片的第一表面包裹住，形成封裝體，便於後續晶片堆疊。在本實施例中在晶片第一表面形成絕緣層後需露出晶片間的導電體，則堆疊後各層晶片可電連接，實現了高密度微電子組裝。

可選的，導電體為導電球，或者，導電體為帶有通孔的基板且通孔中填充有導電材料，或者，導電體為導電膏。可選的，採用球柵陣列封裝技術、貼片工藝或印刷工藝在任意相鄰兩個晶片之間的間隙內放置導電體。本領域技術人員可以理解，導電體的形狀包括但不限於以上示例，任意一種能夠導電的結構均落入本發明的保護範圍，例如導電塊、導電柱等；本發明中也不限制導電體的材料，任意一種導電材料均落入本發明的保護範圍，例如金屬材料、金屬合金材料等。

步驟140、去除貼片膜，並在多個晶片上布線且布線完成後切割以形成多個晶片產品。

本實施例中封裝完成後，可去除貼附在晶片上的貼片膜，並在晶片上布線，布線完成後即可對封裝好的晶片進行切割以形成多個晶片產品。本領域技術人員可以理解，相關從業人員可根據產品所需自行在晶片上設置布線層，在本發明中不對布線工藝和流程進行具體限制。本領域技術人員可以理解，相關從業人員也可根據產品或工藝所需，在去除貼片膜後直接切割形成多個晶片，切割完成後再自行選擇是否對各個晶片進行布線以形成晶片產品，在本發明中不對晶片布線進行具體限制。

本實施例提供的晶片封裝方法，將晶片貼附在貼片膜上，可固定晶片，便於對晶片進行劃片形成多個晶片，再通過拉伸貼片膜可使貼片膜撐開，進而使得任意相鄰兩個晶片之間具有間隙，然後在晶片間的間隙內放置導電體並形成絕緣層且露出導電體，便於後續晶片堆疊，最後去除貼片膜，並對晶片布線後進行切割形成晶片產品。與現有技術相比，本實施例中無需提供一承載片並在承載片上貼晶片粘結膠以作為臨時鍵合結構，也無需採用貼片工藝將裁切好的多個晶片按照一定間隔倒裝在粘結膠上，因此無需採用臨時鍵合工藝和貼片工藝，減少了封裝工藝流程，降低了封裝成本。

本發明實施例二還提供一種晶片封裝工藝，具體的該晶片封裝工藝如圖2A～圖2M所示。本實施例提供的晶片封裝工藝具體包括如下步驟：

圖2A所示，提供一貼片膜10。可選該貼片膜10貼附在環形封裝模具11上，其中，環形封裝模具11的形狀為圓環形。將貼片膜10貼附在中間鏤空的環形封裝模具11上，便於對貼片膜10進行固定和後續拉伸工藝。本領域技術人員可以理解，在其他可選實施例中環形封裝模具的形狀可選為方環形，或其他形狀，或者封裝模具為平臺，在本發明中不限制承載貼片膜的模具形狀和結構。

圖2B所示，提供一晶片20，該晶片20包括功能面20a(正面)和非功能面20b(背面)，晶片20的功能面20a上具有電極25，任意相鄰兩個電極25之間絕緣設置。

圖2C所示，將晶片20貼附在貼片膜10上並將晶片20切割為多個晶片21，其中，晶片20的正面與貼片膜10貼合。可選在貼片之前可對晶片20進行研磨減薄。已知晶片20貼附在貼片膜10上，貼片膜10具有粘性，因此劃片切割後的多個晶片21仍舊粘貼在貼片膜10上，無需貼片工藝進行貼片和固定，消除了因貼片工藝誤差導致的重構晶片位置精度的問題。本領域技術人員可以理解，劃片時可以根據產品所需自行對晶片進行劃片切割。

圖2D所示，採用張膜機拉伸貼片膜10，將貼片膜10撐開，使貼附在貼片膜10上的任意相鄰兩個晶片21之間具有間隙。

圖2E所示，在任意相鄰兩個晶片21之間的間隙內採用球柵陣列封裝技術放置導電體22，可選導電體22為導電球，具體為焊球。相關從業人員可根據產品所需自行設定導電球的數量，在本發明中不進行具體限制。在其他可選實施例中如圖3所示導電體22為帶有通孔的基板且通孔中填充有導電材料22a，可採用貼片工藝放置導電體22；或者可選導電體為錫膏或導電銀漿，則可採用印刷工藝放置導電體。

圖2F所示，在多個晶片21的第一表面(對應晶片20的非功能面20b)上形成絕緣層23，可選該絕緣層23為感光樹脂材料。絕緣層23填充晶片21間的間隙並將晶片21的第一表面包裹住。本領域技術人員可以理解，絕緣材料包括但不限於上述示例，任意一種能夠用於封裝晶片的絕緣材料均落入本發明的保護範圍。可選絕緣層23超過晶片21的第一表面達50微米以上。在其他可選實施例中絕緣層還可僅能夠填充晶片件的間隙且未包裹住晶片的第一表面。

圖2G所示，當絕緣層23覆蓋晶片21的第一表面時，對絕緣層23進行刻蝕處理並刻蝕至露出導電體22的表面，便於後續進行晶片堆疊，再去除貼片膜10形成一個封裝體。本領域技術人員可以理解，也可以採用研磨工藝對絕緣層進行研磨以露出導電體。

圖2H所示，在多個晶片21的面向貼片膜10的第二表面(對應晶片20的功能面20a)上形成第二保護層24並在第二保護層24中形成分別與電極25和導電體22對應設置的多個第一過孔24a，第一過孔24a的底部延伸至對應的電極25的表面或延伸至對應的導電體22的表面，使晶片21的電極25和導電體22露出。在本實施例中可選第二保護層24的組成材料為絕緣材料，具體可選為感光樹脂材料。在其他可選實施例中也可以採用掩膜版形成具有第一過孔的第二保護層，第一過孔露出電極和導電體。

圖2I所示，在第二保護層24上形成導電圖案26，導電圖案26通過第一過孔24a與多個晶片21的電極25和導電體22電連接。導電圖案26為導電線路，不同集成電路中所需的導電線路可能不同。具體的導電圖案26通過第一過孔24a與電極25和導電體22電連接。如圖2I所示僅示出了封裝體的局部結構，相應的也僅示出了部分導電圖案26的結構，導電圖案26的組成材料是任意一種導電材料，具體可選為錫焊膏。

圖2J所示，在導電圖案26上形成第三保護層27並在第三保護層27中形成分別與電極25和導電體22對應設置的第二過孔27a且第二過孔27a的底部延伸至導電圖案26的表面。在本實施例中可選第三保護層27的組成材料為絕緣材料，具體可選為感光樹脂材料。

圖2K所示，在多個晶片21的第一表面上形成第一保護層28並露出導電體22。在本實施例中可選第一保護層28的組成材料為絕緣材料，具體可選為感光樹脂材料。製造第一保護層28能夠提高晶片產品的電性能，避免晶片堆疊後，上下堆疊的兩個晶片之間發生短路等問題。在其他可選實施例中也可以不做第一保護層。

圖2L所示，在晶片21的第一表面上露出的導電體22上形成焊球29，以及在晶片21的第二表面上露出的導電圖案26上形成焊球29。

圖2M所示，布線完成且切割形成多個晶片產品，在根據產品所需將兩個晶片21進行堆疊，形成堆疊封裝形式。

本實施例提供的晶片封裝工藝，與現有技術相比，無需提供一承載片並在承載片上貼晶片粘結膠以作為臨時鍵合結構，也無需採用貼片工藝將裁切好的多個晶片按照一定間隔倒裝在粘結膠上，因此無需採用臨時鍵合工藝和貼片工藝，減少了封裝工藝流程，降低了封裝成本。

本發明實施例三還提供了一種晶片，該晶片採用如上任意實施例所述的晶片封裝方法進行封裝，如圖4所示該晶片包括：

晶片，晶片貼附在貼片膜(後續工藝中會去除，未示出)上且晶片包括多個晶片21，其中，晶片的正面與貼片膜貼合；

貼附在貼片膜上的任意相鄰兩個晶片21之間具有間隙；

位於任意相鄰兩個晶片21之間的間隙內的導電體22，以及位於多個晶片21的背離貼片膜的第一表面上的絕緣層23，絕緣層23露出導電體22；

去除貼片膜後，位於多個晶片21上的布線層26，具體的，該布線層26為晶片的導電圖案，不同晶片的導電圖案不同。

本實施例提供的晶片可應用於集成電路中。本領域技術人員可以理解，在此僅示出了一個晶片的局部結構，晶片還包括其他結構，在此不再贅述和說明。

注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的權利要求範圍決定。