封装结构及封装结构的形成方法与流程

1.本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种封装结构及封装结构的形成方法。


背景技术：

2.在半导体制程中，封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程，是制造芯片的最后一环。
3.封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片(die)，然后将切割好的晶片固定在引线框架上，再利用超细的金属(金锡铜铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘外接出去；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护。
4.然而，现有的封装方法工艺较为复杂，良率也有待提升，需要提升封装工艺以改善良率和简化流程。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供一种封装结构及封装结构的形成方法以提升封装工艺以改善良率和简化流程。
6.为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种封装结构，包括：第一晶片，所述晶片具有相对的第一面和第二面；固定于第一晶片侧壁表面的钝化层，所述钝化层具有相对的第三面和第四面；位于钝化层内的若干第一连接层，所述第一连接层自第三面向第四面贯穿所述钝化层；位于第一晶片内的若干第二连接层，所述第二连接层自第一面向第二面贯穿所述钝化层；位于钝化层第四面上的第一电连接结构，所述第一电连接结构与所述第一连接层电连接；位于第一晶片第二面上的第二电连接结构，所述第二电连接结构与所述第二连接层电连接。
7.可选的，所述第一连接结构包括：第一再布线层以及位于第一再布线层上的第一焊接层；所述第二连接结构包括：第二再布线层以及位于第二再布线层上的第二焊接层。
8.可选的，还包括：位于第一晶片第二面上和钝化层第四面上的绝缘层，所述第一再布线层和第二再布线层位于所述绝缘层内。
9.可选的，所述钝化层的材料包括有机材料，所述有机材料包括聚亚酰胺或聚对苯撑苯并二恶唑；所述第一连接层的材料包括金属，所述金属包括铜；所述第二连接层的材料包括金属，所述金属包括铜。
10.相应地，本发明技术方案还提供一种封装结构的形成方法，包括：提供基板；提供第一晶片，所述第一晶片具有相对的第一面和第二面，所述第一晶片内还具有第一连接层，所述第一连接层自晶片第一面至第二面贯穿所述晶片；将所述第一晶片固定于基板上，所述第一晶片的第二面固定于基板表面；在第一晶片侧壁形成钝化层和位于钝化层内的若干第一连接层，所述钝化层还位于基板上，所述钝化层具有相对的第三面和第四面，所述钝化层的第四面固定于基板上，所述第一连接层自第三面至第四面贯穿所述钝化层；形成第一连接层之后，去除所述基板；去除所述基板之后，在钝化层第四面上形成第一电连接结构，
所述第一电连接结构与所述第一连接层电连接；在第一晶片第二面上形成第二电连接结构，所述第二电连接结构与第二连接层电连接。
11.可选的，所述第一电连接结构包括：第一再布线层以及位于第一再布线层上的第一焊接层；所述第二连接结构包括：第二再布线层以及位于第二再布线层上的第二焊接层。
12.可选的，所述第一电连接结构和第二电连接结构同时形成；所述第一电连接结构和第二电连接结构的形成方法包括：在第一晶片第一面上和钝化层第三面上形成再布线材料层；在再布线材料层上形成图形化层；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述再布线材料层，直至暴露出所述钝化层第三面表面，形成与所述第一连接层电连接的第一再布线层以及和第二连接层电连接的第二再布线层；在第一再布线层侧壁表面和第二再布线层侧壁表面形成绝缘层；在绝缘层上和第一再布线层上以及第二再布线层上形成牺牲层；在牺牲层内形成若干第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽暴露出所述第一再布线层顶部表面，所述第二凹槽暴露出所述第二再布线层顶部表面；在第一凹槽内和第二凹槽内形成初始焊接层；去除所述牺牲层；去除所述牺牲层之后，对所述初始焊接层进行流平处理，形成位于第一再布线层上和绝缘层上的第一焊接层以及形成位于第二再布线层上和绝缘层上的第二焊接层。
13.可选的，在晶片侧壁形成钝化层和位于钝化层内的若干第一连接层的方法包括：在基板表面和晶片表面形成钝化材料层，所述钝化材料层的厚度大于所述晶片厚度；对所述钝化材料层进行刻蚀，形成位于晶片侧壁的钝化层，所述钝化层内具有若干开口，所述开口底部暴露出所述基板表面；在所述开口内和钝化层表面形成连接材料层；平坦化所述连接材料层，直至暴露出钝化层表面，形成所述第一连接层。
14.可选的，去除所述基板的方法包括：提供载板；将所述第一晶片第一面和钝化层第三面粘结于载板上；平坦化所述基板，直至暴露出第一晶片第二面和钝化层第四面。
15.可选的，形成第一电连接结构和第二电连接结构之后，还包括：去除所述载板。
16.可选的，平坦化所述基板的工艺包括化学机械研磨工艺。
17.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
18.本发明的技术方案，通过在钝化层内形成第一连接层，在第一晶片内形成第二连接层，在钝化层第四面上形成第一电连接结构，在第一晶片第二面上形成第二电连接结构。所述第一电连接结构和第二电连接结构用于后续与其他结构电连接。所述第一电连接结构和第二电连接结构位于分别位于钝化层第四面第一晶片第二面，因此所述封装结构的连接灵活性较高，可使多个半封装结构堆叠连接在一起，从而能够减小封装结构的面积，提升单位面积内封装结构的数量，进而能够增加单个芯片的存储能量，提升芯片的工作速率。
附图说明
19.图1至图3是一实施例中封装结构形成过程的示意图；
20.图4至图8是本发明实施例中封装结构形成过程的示意图。
具体实施方式
21.如背景技术所述，现有的封装方法工艺较为复杂，良率也有待提升，需要提升封装工艺以改善良率和简化流程。现结合具体的实施例进行分析说明。
22.图1至图3是一实施例中封装结构形成过程的示意图。
23.请参考图1，提供载板100；在载板100上形成粘合层101；提供晶片102，所述晶片102包括功能面和非功能面；固定所述晶片102的功能面于粘合层101上。
24.请参考图2，在载板100上形成塑封层103，所述塑封层103覆盖所述晶片102的侧壁表面和非功能面表面。
25.请参考图3，去除所述载板100和粘合层101，暴露出所述晶片102的功能面；在所述晶片102的功能面上形成再布线层104，在所述晶片102的功能面上和塑封层103上形成绝缘层105，所述再布线层104与晶片102电连接，所述再布线层104位于绝缘层105内；在绝缘层105上形成焊球106，所述焊球106与再布线层104电连接。
26.所述封装结构的形成过程中，形成塑封层103到形成焊球106的整个工艺了流程较长，使得工艺时间较长，在工艺过程中容易出现良率的问题；其次，所述封装结构的外接方式较为单一，应用起来有较大的局限性。
27.为了解决上述问题，本发明技术方案提供一种封装结构及封装结构的形成方法，通过在钝化层内形成第一连接层，在第一晶片内形成第二连接层，在钝化层第四面上形成第一电连接结构，在第一晶片第二面上形成第二电连接结构。所述第一电连接结构和第二电连接结构用于后续与其他结构电连接。所述第一电连接结构和第二电连接结构位于分别位于钝化层第四面第一晶片第二面，因此所述封装结构的连接灵活性较高，可使多个半封装结构堆叠连接在一起，从而能够减小封装结构的面积，提升单位面积内封装结构的数量，进而能够增加单个芯片的存储能量，提升芯片的工作速率。
28.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
29.图4至图8是本发明实施例中封装结构形成过程的示意图。
30.请参考图4，提供基板200。
31.所述基板200的材料包括半导体材料或无机材料。
32.在本实施例中，所述半导体材料包括硅板，所述无机材料包括钢化玻璃。
33.请继续参考图4，提供第一晶片202，所述第一晶片202具有相对的第一面和第二面。
34.在本实施例中，所述第一晶片202内还具有第二连接层203，所述第二连接层203自第一晶片202第一面至第二面贯穿所述第一晶片202。
35.所述第二连接层203的材料包括金属，所述金属包括铜。
36.在其他实施例中，能不形成所述第二连接层。
37.请继续参考图4，将所述第一晶片202固定于基板200上，所述第一晶片202的第二面固定于基板200表面。
38.将所述第一晶片202固定于基板上的方法包括：在基板200上形成第一粘结层201；将所述第一晶片202设置于第一粘结层201上。
39.所述第一粘结层201的材料具有一定的粘性，能够将所述第一晶片202的第二面粘结固定于基板200上。
40.在本实施例中，所述第一粘结层201为daf膜，所述daf膜为高导热的树脂胶。
41.接下来，在第一晶片202侧壁形成钝化层和位于钝化层内的若干第一连接层，所述钝化层还位于基板200上，所述钝化层具有相对的第三面和第四面，所述钝化层的第四面固
定于基板200上，所述第一连接层自第三面至第四面贯穿所述钝化层。所述钝化层和第一连接层的形成过程请参考图5和图6。
42.请参考图5，在基板200表面和第一晶片202表面形成钝化材料层204，所述钝化材料层204的厚度大于所述第一晶片202厚度。
43.所述钝化材料层204的材料包括有机材料，所述有机材料包括聚亚酰胺(polyimide，简称pi)或聚对苯撑苯并二恶唑(poly-p-phenylene benzobisoxazole，简称pbo)。
44.在本实施例中，形成钝化材料层204之后，还包括：对所述钝化材料层204进行固化处理。
45.对所述钝化材料层204进行固化处理的工艺包括：热固化处理。
46.请参考图6，对所述钝化材料层204进行刻蚀，形成位于第一晶片202侧壁的钝化层205，所述钝化层205具有相对的第三面和第四面，所述钝化层205内具有若干开口(未图示)，所述开口底部暴露出所述基板200表面。
47.请继续参考图6，在所述开口内和钝化层205表面形成连接材料层(未图示)；平坦化所述连接材料层，直至暴露出钝化层205表面，形成所述第一连接层206，所述第一连接层206自第三面至第四面贯穿所述钝化层205。
48.所述第一连接层206的材料包括金属，所述金属包括铜。
49.请参考图7，去除所述基板200。
50.去除所述基板200的方法包括：提供载板(未图示)；将所述钝化层205第三面和第一晶片202第一面粘结于载板上；平坦化所述基板200，直至暴露出第一晶片202第二面和钝化层205第四面。
51.在本实施例中，平坦化所述基板200的工艺包括化学机械研磨工艺。
52.请参考图8，在钝化层205第四面上形成第一电连接结构，所述第一电连接结构与所述第一连接层206电连接；在第一晶片202第二面上形成第二电连接结构，所述第二电连接结构与所述第二连接层203电连接。
53.所述第一电连接结构包括：第一再布线层207以及位于第一再布线层207上的第一焊接层210；所述第二连接结构包括：第二再布线层209以及位于第二再布线层209上的第二焊接层211。
54.在本实施例中，所述第一电连接结构和第二电连接结构同时形成。
55.所述第一电连接结构和第二电连接结构的形成方法包括：在第一晶片202第一面上和钝化层205第三面上形成再布线材料层(未图示)；在再布线材料层上形成图形化层(未图示)；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述再布线材料层，直至暴露出所述钝化层205第三面表面，形成与所述第一连接层206电连接的第一再布线层207以及和第二连接层203电连接的第二再布线层209；在第一再布线层207侧壁表面和第二再布线层209侧壁表面形成绝缘层208；在绝缘层208上和第一再布线层207上以及第二再布线层209上形成牺牲层(未图示)；在牺牲层内形成若干第一凹槽(未图示)和第二凹槽(未图示)，所述第一凹槽暴露出所述第一再布线层207顶部表面，所述第二凹槽暴露出所述第二再布线层209顶部表面；在第一凹槽内和第二凹槽内形成初始焊接层(未图示)；去除所述牺牲层；去除所述牺牲层之后，对所述初始焊接层进行流平处理，形成位于第一再布线层207上和绝缘层208上的第一焊接
层210以及形成位于第二再布线层209上和绝缘层208上的第二焊接层211。
56.所述第一再布线层207和第二再布线层209的材料包括金属，在本实施例中，所述金属包括铜。
57.所述第一焊接层210和第二焊接层211的材料包括焊锡、锡铅合金焊锡、加锑焊锡、加镉焊锡、加银焊锡或加铜焊锡。
58.所述牺牲层的材料包括有机材料，所述有机材料包括光刻胶。
59.所述绝缘层208的材料包括介电材料，所述介电材料包括氧化硅。
60.在本实施例中，去除第一电连接结构和第二电连接结构之后，去除所述载板。
61.至此，形成的所述封装结构，通过在钝化层205内形成第一连接层206，在第一晶片202内形成第二连接层203，在钝化层205第四面上形成第一电连接结构，在第一晶片202第二面上形成第二电连接结构。所述第一电连接结构和第二电连接结构用于后续与其他结构电连接。所述第一电连接结构和第二电连接结构位于分别位于钝化层205第四面第一晶片202第二面，因此所述封装结构的连接灵活性较高，可使多个半封装结构堆叠连接在一起，从而能够减小封装结构的面积，提升单位面积内封装结构的数量，进而能够增加单个芯片的存储能量，提升芯片的工作速率。
62.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。