晶圆级芯片封装结构及其制作方法与流程

本公开涉及芯片封装，尤其涉及一种晶圆级芯片封装结构及其制作方法。

背景技术：

1、芯片在应用时，无论是单个芯片还是多个堆叠的芯片，均需要封装形成封装体，以对芯片进行保护，且便于后续与外部电路进行电连接。

2、相关技术中，无论是单层芯片封装还是多层芯片堆叠封装，通常采用基于基板的封装结构，即，将单层芯片或堆叠的多层芯片贴装在基板上，从芯片的背离基板的顶表面引出键合线，并将键合线连接至基板，将芯片的信号引出至基板，再通过基板与外部电路连接，以实现芯片与外部电路之间的信号传输。

3、然而，由于需要设置基板，会增大整个封装体的厚度，也使得封装成本增加，并且，基板作为芯片与外部电路互连的媒介，增加了信号传输长度，影响产品的性能。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本公开提供一种晶圆级芯片封装结构及其制作方法，可解决封装结构的厚度大、信号传输性能差的问题。

2、为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案：

3、一方面，本公开提供一种晶圆级芯片封装结构，包括：

4、芯片单元，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面上设有键合焊盘；

5、第一封装层，至少包覆芯片单元的第二表面，键合焊盘暴露于第一封装层外；

6、键合线，其第一端与键合焊盘连接，其第二端向远离键合焊盘的方向伸出并用于和外部电路连接；

7、第二封装层，包覆芯片单元未被第一封装层包覆的部分，且将键合线的第二端暴露在其表面上。

8、在一种可能的实施方式中，芯片单元包括逐层堆叠的至少两个芯片，键合焊盘设在顶层芯片上，且第一封装层至少包覆部分顶层芯片；其中，顶层芯片为堆叠方向上位于顶层的芯片。

9、在一种可能的实施方式中，键合线包括导线和接合部，导线由第一端延伸至第二端，接合部形成在导线的第二端；

10、其中，接合部的直径大于导线的直径，且接合部部分暴露在第二封装层的表面之上。

11、在一种可能的实施方式中，第一表面具有中心区域和围绕中心区域的边缘区域，键合焊盘设置在边缘区域上，键合线包括第一键合线，第一键合线的接合部位于边缘区域上；和/或，

12、键合线包括第二键合线，第二键合线的接合部位于中心区域上。

13、在一种可能的实施方式中，封装结构还包括支撑结构，支撑结构设置在中心区域上；

14、第二键合线的导线由第一端至第二端包括依次连接的第一段和第二段，第一段和第二段之间的连接部位支撑在支撑结构的表面上。

15、另一方面，本公开提供一种晶圆级芯片封装结构的制作方法，用于形成如前所述的晶圆级芯片封装结构，该制作方法包括：

16、提供设置有多个芯片单元的第一封装层，芯片单元具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面暴露在第一封装层的表面上，第一表面上设有键合焊盘；

17、安装键合线，其第一端与键合焊盘连接，其第二端向远离键合焊盘的方向延伸至预定高度；

18、在第一封装层上形成第二封装层，第二封装层包覆芯片单元未被第一封装层包覆的部分，且将键合线的第二端暴露在其表面上；

19、自相邻芯片单元之间的部位进行切割，以得到晶圆级芯片封装结构。

20、在一种可能的实施方式中，安装键合线，包括：

21、在键合焊盘的表面连接导线，并使导线延伸至预定高度；

22、在导线的第二端形成接合部；其中，接合部的直径大于导线的直径。

23、在一种可能的实施方式中，第一表面具有中心区域和围绕中心区域的边缘区域，键合焊盘设置在边缘区域上，安装键合线，包括：

24、安装第一键合线，第一键合线的接合部位于边缘区域上；

25、安装第二键合线，第二键合线的接合部位于中心区域上。

26、在一种可能的实施方式中，安装键合线之前，还包括：在中心区域上设置支撑结构；

27、安装第二键合线包括：

28、形成导线的第一段，第一段由键合焊盘延伸至压接在支撑结构的表面上；

29、形成导线的第二段，第二段的第一端形成在支撑结构的表面并与第一段连接，第二段的第二端延伸至预定高度。

30、在一种可能的实施方式中，提供设置有多个芯片单元的第一封装层，包括：

31、提供第一封装层；

32、安装芯片单元，使第一表面朝上，将各芯片单元压入第一封装层内；

33、将第一封装层固化；形成第二封装层之前，还包括：

34、在第一封装层的表面上形成定位沟槽，定位沟槽位于相邻芯片单元之间并环绕芯片单元。

35、本公开提供的晶圆级芯片封装结构及其制作方法，晶圆级芯片封装结构利用第一封装层作为芯片单元的安装基础，芯片单元设有键合焊盘的第一表面暴露在第一封装层外，通过在芯片单元的键合焊盘上连接键合线，并使键合线向背离芯片单元的第一表面键合焊盘的方向伸出，在芯片单元未被第一塑封层包覆的部分包覆封装体第二塑封层，第二塑封层体将键合线远离芯片单元的第二端暴露在其表面上，利用键合线的第二端直接与外部电路连接。如此，封装结构无需设置基板，可降低封装结构的厚度，有利于封装结构的小型化，封装结构的应用范围更广，还可以降低封装成本。并且，封装结构与外部电路之间的信号传输长度更短，可减少寄生电容，提升封装结构的电学性能。

技术特征：

1.一种晶圆级芯片封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，所述芯片单元包括逐层堆叠的至少两个芯片，所述键合焊盘设在顶层芯片上，且所述第一封装层至少包覆部分所述顶层芯片；其中，所述顶层芯片为堆叠方向上位于顶层的芯片。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，所述键合线包括导线和接合部，所述导线由第一端延伸至所述第二端，所述接合部形成在所述导线的第二端；

4.根据权利要求3所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，所述第一表面具有中心区域和围绕所述中心区域的边缘区域，所述键合焊盘设置在所述边缘区域上，所述键合线包括第一键合线，所述第一键合线的所述接合部位于所述边缘区域上；和/或，

5.根据权利要求4所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，还包括支撑结构，所述支撑结构设置在所述中心区域上；

6.一种晶圆级芯片封装结构的制作方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的晶圆级芯片封装结构的制作方法，其特征在于，安装所述键合线，包括：

8.根据权利要求7所述的晶圆级芯片封装结构的制作方法，其特征在于，所述第一表面具有中心区域和围绕所述中心区域的边缘区域，所述键合焊盘设置在所述边缘区域上，安装所述键合线，包括：

9.根据权利要求8所述的晶圆级芯片封装结构的制作方法，其特征在于，安装所述键合线之前，还包括：在所述中心区域上设置支撑结构；

10.根据权利要求6-9任一项所述的晶圆级芯片封装结构的制作方法，其特征在于，所述提供设置有多个芯片单元的第一封装层，包括：

技术总结本公开提供一种晶圆级芯片封装结构及其制作方法，晶圆级芯片封装结构包括：芯片单元，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面上设有键合焊盘；第一封装层，至少包覆芯片单元的第二表面，键合焊盘暴露于第一封装层外；键合线，其第一端与键合焊盘连接，其第二端向远离键合焊盘的方向伸出并用于和外部电路连接；第二封装层，包覆芯片单元未被第一封装层包覆的部分，且将键合线的第二端暴露在其表面上。封装结构采用无基板封装，厚度小、封装成本低，且封装结构与外部电路之间的信号传输长度短，可减少寄生电容，提升封装结构的电学性能。技术研发人员：刘莹受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29