一种晶圆级芯片封装方法与流程

技术特征：
1.一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，包括：第一芯片（1）、导电柱（11）、衬底（12）、第二芯片（2）、塑封体（21）、连接柱（3）、外封装体（4）、导电凸块（5）、第二焊盘（51）、介电层（52）、钝化层（521）、第二开口（522）、焊盘（53）、第一焊盘（61）、金属凸块（62）、胶层（63）、第一开口（64）、模具（7）；提供一个或多个第一芯片（1），利用半导体工艺设置在衬底（12）上，所述衬底（12）中具有与所述第一芯片（1）电连接的导电柱（11），所述导电柱（11）贯穿第一芯片且位于第一芯片上方，所述导电柱（11）与设置在第一芯片（1）表面的第一焊盘（61）以及第二焊盘（51）电连接，所述导电柱（11）向衬底（12）背面延伸并埋在所述衬底（12）内。2.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，包括：提供一个或多个第二芯片（2），将所述第二芯片（2）设置在所述衬底（12）上，使至少其中一个第二芯片（2）与至少其中一个所述第一芯片（1）通过导电凸块（5）电连接，将塑封材料覆盖所述第二芯片（2）和所述衬底（12），所述衬底（12）中设置有所述连接柱（3），以连接、支撑、以及缓冲所述第一芯片（1）和所述第二芯片（2）。3.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，所述介电层（52）设置有第一芯片（1）和第二芯片（2）的电连接，方法包括：在所述第一芯片（1）的表面形成钝化层（521）；在所述钝化层（521）表面设置有第二开口（522），并在第二开口（522）制作所述导电凸块（5）；将所述第二芯片（2）放置在所述导电凸块（5）上，所述第一芯片（1）和第二芯片（2）通过所述导电凸块（5）电连接。4.根据权利要求3所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，导电凸块（5）设置有ubm金属层，ubm金属层是由粘附层、阻挡层、和种子或润湿层的多层金属堆叠，ubm金属层用于防止导电凸块（5）和多芯片集成电路之间的扩散，同时有助于低阻电连接。5.根据权利要求3所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，所述导电凸块（5）设置在所述第一芯片（1）的表面上，通过植球工艺，使所述第一芯片（1）与所述导电凸块电（5）连接；所述第二芯片（2）放置在所述导电凸块（5）上，通过回流焊的方式，使所述第二芯片（2）与所述导电凸块（5）电连接。6.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，所述第一焊盘（61）的封装方法，还包括：提供支撑结构和模具（7），将所述衬底（12）的背面设置在支撑结构和所述模具（7）上；在所述衬底（12）的正面放置所述第二芯片（2），并通过所述连接柱（3），以固定所述第一芯片（1）和所述第二芯片（2）；去除支撑结构和所述模具（7）；对所述衬底（12）的背面进行减薄，直至露出所述导电柱（11）；在所述导电柱（11）外露出部分表面上设置有第一焊盘（61）。7.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，所述金属凸块（62）的封装方法，还包括：制作第一焊盘（61）后，形成钝化层，以覆盖所述第一焊盘（61）以及所述衬底（12）；在所述第一焊盘（61）上方的所述钝化层中设置有第一开口（64），所述第一开口（64）露
出所述第一焊盘（61）的至少部分表面；在所述第一焊盘（61）的外露表面上设置有金属凸块（62），以用于与第一芯片（1）进行电连接。8.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，所述塑封体（21）和所述外封装体（4）的封装方法，还包括：提供模具（7），将所述衬底（12）放置于所述模具中；所述的第二芯片（2）设置在衬底（12）之上；在所述模具（7）中注入熔融状态的塑封料；使所述塑封料凝固，进行固化处理，以形成塑封体（21）；二次处理，形成外封装体（4）；进行脱模。9.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于，所述钝化层（521）设置有所述第二开口（522），以及所述第二焊盘（51）的封装方法，还包括：将液态钝化层均匀涂布在钝化层（521）上；经由热盘进
行
软烤定型成膜；通过曝光机，用光罩将钝化层（521）预定第二焊盘（51）开孔的位置遮住而未曝到光；通过显影方式利用显影液以喷洒的方式来进
行
去除第二焊盘（51）的区域，形成了钝化层（521）的第二开口（522），该开口暴露出第二焊盘（51）；加热将钝化层（521）加速固化至完全熟化的稳定状态；清除钝化层（521）表面的有机污染物以及第二开口（522）内的残留物。10.根据权利要求1所述的一种晶圆级芯片封装方法，其特征在于， 所述连接柱（3）的材料设置有聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂或者酚醛树脂的至少一种;所述第一芯片（1）或所述第二芯片（2）设置为任意至少一种半导体集成电路或基板，半导体集成电路包括但不限于逻辑电路、模拟电路、时钟电路、存储器、功率器件、双极器件、晶体管、微机电系统mems、uart、io、i2c、spi、adc、can、pwm等至少一种半导体集成电路，基板包括但不限于pcb板、有机基板、玻璃基板等任意一种基板。

技术总结
本发明公开了一种晶圆级芯片封装方法，属于半导体技术领域。晶圆级芯片封装方法包括，一个或多个的第一芯片和第二芯片通过导电凸块进行系统电连接，芯片设置有导电柱、金属凸块，塑封体设置了连接柱来连接、支撑、以及缓冲芯片封装结构制作时发生的变形，能够有效地改善塑封体内部的应力问题。本发明结合晶圆级芯片封装与系统集成方法相结合的优势，减小封装结构的面积、降低制造成本、提高了晶圆级芯片封装方法的良率。封装方法的良率。封装方法的良率。


技术研发人员：黄俊凯 孙晓丽 何塞灵
受保护的技术使用者：深圳市德金元科技有限公司
技术研发日：2021.10.10
技术公布日：2021/12/3