[发明专利]晶圆级芯片封装结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种晶圆级芯片封装结构及其制作方法，实现了有效芯片的重组，通过将原始晶圆切割成单颗芯片，并对芯片进行检测，将检测良好的芯片直接与一具有围堰的基板进行重组，可构成8寸或12寸重组晶圆，接着再对其进行晶圆级封装，将芯片基底的功能层焊垫的电性通过金属互连结构引至基底背面，可避免对无效芯片进行封装，浪费时间、封装材料以及人力，既节约了成本又提高了产品的良率。此外,本发明中，在形成单颗芯片封装体之前，不需要在切割道位置蚀刻硅槽和预切割，简化了工艺步骤。

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装技术领域，具体涉及一种晶圆级芯片封装结构及其制作方法。

背景技术

目前，晶圆代工厂对芯片进行封装时，首先对来料晶圆进行整片封装，然后将其切割成单颗芯片封装体；因为来料晶圆中可能存在受损芯片，在对晶圆进行整片封装的同时，对受损芯片也进行了不必要的封装，封装后再进行可靠性试验的过程中必然要淘汰部分不良品，个别芯片失效会使整个产品作废，从而影响产品的良率，既造成了成本浪费又降低了产品良率。另外，将整片晶圆切割成单颗芯片封装体，在切割道位置会有刻蚀硅槽工艺，为防止晶圆破裂和切割刀片损坏，会有预切割工艺，工艺繁琐，也造成生产成本浪费。

目前，存在一种利用晶圆级塑封的封装强化技术，也是将封装好的预封装芯片通过C2W(chip to wafer)技术贴到载板上，然后进行晶圆级塑封，塑封后进行解键合和激光切割，形成最终封装器件，这种技术是将封装好的芯片进行塑封层五面包封，也存在对无效芯片进行封装，浪费时间、封装材料以及人力的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种晶圆级芯片封装结构及其制作方法，极大的降低了成本，提升了封装产品的良率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种晶圆级芯片封装结构，包括一芯片，所述芯片包括基底及其正面的功能层，所述功能层包括功能区和位于所述功能区周边的若干焊垫，所述功能层与一基板通过围堰键合，所述芯片侧壁包裹有填充层，所述填充层上表面与所述基底背面接近或齐平，所述填充层下表面连接所述围堰表面或者所述基板表面；所述基板背面设置有将焊垫的电性引出外界的金属互连结构。

进一步的，所述功能层与一基板通过围堰键合后形成一将芯片的功能区收容在内的密封空腔，所述密封空腔内为真空环境。

进一步的，所述芯片为图像传感器芯片。

进一步的，所述金属互连结构为：所述基底上具有贯通其正面和背面的通孔,所述通孔与所述焊垫连通；所述通孔内壁及所述基底背面覆盖有暴露焊垫的绝缘层；所述绝缘层上铺设有金属重布线层，所述金属重布线层与所述焊垫电性连接；在所述金属重布线层上设置有阻焊层，所述阻焊层填充通孔，并在预设置导电体的位置具有开孔；所述开孔内设置有导电体，所述导电体通过金属重布线层与所述焊垫电性连接。

进一步的，所述绝缘层或/和阻焊层延伸覆盖在所述填充层上表面上。

进一步的，所述填充层为可光刻干膜或环氧树脂类塑封料的一种。

一种晶圆级芯片封装结构的制作方法，包括以下步骤：

A.提供一具有若干芯片的原始晶圆，将原始晶圆切割成单颗芯片，并挑拣出性能良好的芯片，所述芯片包括基底及其正面的功能层，所述功能层包括功能区和位于所述功能区周边的若干焊垫；

B.提供一基板，所述基板上表面通过微影技术设置与若干所述芯片一一对应的围堰，将挑拣出的多颗芯片的功能层与基板上表面通过围堰键合，且相邻芯片之间具有间隙，形成重组晶圆；

C.在重组晶圆的各相邻芯片之间设置填充层，所述填充层将相邻芯片之间的空隙填满，设置填充层的方式包括压膜、注塑；然后将芯片基底上的填充层除去。

进一步的，步骤C之后，还有：