CN105036066A - 一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，它包括以下步骤：在保护封盖上做上呈间隔设置的光阻薄膜，相邻两片光阻薄膜之间形成间隙；将晶圆和保护封盖通过支撑墙键合在一起；在晶圆的背面即晶圆的上表面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖、光阻薄膜和支撑墙取下。本发明通过增加一道镀膜工艺使封盖上面对应芯片感应区域的位置有光阻薄膜覆盖，这样后续激光去键合时这层光阻薄膜就能够有效防止激光损伤到芯片感应区域，封盖移除光阻薄膜后可以重复利用，且可以作为不同产品的封盖使用。

Description

一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法

技术领域

本发明涉及一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，本发明属于半导体封装技术领域。

背景技术

晶圆级封装一般要对晶圆背部进行互联工艺，包括减薄，研磨，刻蚀及切割等工艺，很容易伤害晶圆的正面区域，因此在晶圆级封装之前，会先用一层玻璃之类的封盖键合在晶圆的正面，一是起到保护晶圆正面的作用，二是为后面的研磨和切割工艺提供负载作用。

但是随着人们对芯片的功能要求越来越严格，对于很多高灵敏度的芯片来说，这层封盖多少会影响到正常的工作能力。例如当影像传感器像素超过500万以后，像素尺寸变小，这样就需要其光响应能力增强，此时在外面加一层玻璃封盖则会影响到芯片的保真能力。而对于某些MEMS传感器来说，在其外面加一层封盖会影响其敏感度，尤其是对于气体感应类的传感器来说，则完全不能有封盖遮挡。因此对于晶圆级封装来说，在封装的最后流程中使晶粒和封盖分离就成为必要程序。

因为封盖是以打胶的方式跟晶圆临时键合在一起的，对该封盖进行分离，一般采用激光类对胶进行去键合作业，利用激光的高能量将胶的化学键打断，使其丧失粘合能力。但是激光能量很高，像图像传感器和MEMS这样具有高灵敏度感应区域的芯片，一旦其感应区域被激光扫到，就会产生无法修复的损伤。因此在去键合时，封盖打胶的区域要能够透过激光，这样才能正常去键合，同时该封盖对于芯片的感应区域又要有防止激光透过的能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种。

按照本发明提供的技术方案，所述一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a1、在保护封盖的上表面做上呈间隔设置的光阻薄膜，相邻两片光阻薄膜之间形成间隙；

b1、在对应相邻两片光阻薄膜之间的间隙内的保护封盖的上表面做出支撑墙；

c1、在支撑墙的墙顶涂键合胶，将晶圆的下表面和支撑墙的墙顶通过键合胶键合在一起；

d1、在晶圆的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖连同光阻薄膜和支撑墙一起取下。

按照本发明提供的技术方案，所述一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a2、在保护封盖的上表面做上呈间隔设置的光阻薄膜，相邻两片光阻薄膜之间形成间隙；

b2、在晶圆的下表面做出呈间隔设置的支撑墙；

c2、在支撑墙的墙底涂键合胶，将保护封盖的上表面与支撑墙的墙底通过键合胶键合在一起，每个支撑墙的墙底与相对应的相邻两片光阻薄膜之间的间隙内的保护封盖的上表面键合；

d2、在晶圆的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，将保护封盖连同光阻薄膜一起取下，最后将支撑墙去除。

按照本发明提供的技术方案，所述一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a3、在保护封盖的下表面做上呈间隔设置的光阻薄膜，相邻两片光阻薄膜之间形成间隙；

b3、在保护封盖的上表面对应相邻两片光阻薄膜之间的间隙的位置做出支撑墙；

c3、在支撑墙的墙顶涂键合胶，将晶圆的下表面和支撑墙的墙顶通过键合胶键合在一起；

d3、在晶圆的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖连同光阻薄膜和支撑墙一起取下。

按照本发明提供的技术方案，所述一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a4、在保护封盖的下表面做上呈间隔设置的光阻薄膜，相邻两片光阻薄膜之间形成间隙；

b4、在晶圆的下表面做出呈间隔设置的支撑墙；

c4、在支撑墙的墙底涂键合胶，将保护封盖的上表面与支撑墙的墙底通过键合胶键合在一起，每个支撑墙的墙底与相对应的相邻两片光阻薄膜之间的间隙内的保护封盖的上表面键合；

d4、在晶圆的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，将保护封盖连同光阻薄膜一起取下，最后将支撑墙去除。

作为优选：所述保护封盖为能被激光穿过的材质为有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物或者陶瓷材料的薄片，保护封盖的厚度为100~500μm。

作为优选：所述光阻薄膜为能阻挡激光穿过的材质为金属、光阻、玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物或者陶瓷材料的薄膜，光阻薄膜的厚度为20~200μm。

作为优选：所所述键合胶为环氧树脂、有机硅胶、酸性玻璃胶或者酚醛树脂，键合胶的涂布方式为喷涂、挂胶或者滚胶，键合胶的厚度为10~100μm，且键合胶的键合方式为热压键合或者辐射方式键合。

作为优选：所述支撑墙是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、或者显影过程产生的图形，然后固化形成的光阻线，所述支撑墙为单层的或者多层的，支撑墙的高度在10um~200um。

作为优选：所述支撑墙是直接粘附、涂布或者沉积的材质为聚丙烯酸酯或者聚异戊二烯橡胶的薄膜，该薄膜通过黄光和刻蚀工艺形成的线条，且支撑墙为单层的或者多层的，支撑墙的高度在10um~200um。

本发明通过增加一道镀膜工艺使封盖上面对应芯片感应区域的位置有光阻薄膜覆盖，这样后续激光去键合时这层光阻薄膜就能够有效防止激光损伤到芯片感应区域，封盖移除光阻薄膜后可以重复利用，且可以作为不同产品的封盖使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中步骤a1得到的封装体的结构图。

图2是本发明实施例1中步骤b1得到的封装体的结构图。

图3是本发明实施例1中步骤c1得到的封装体的结构图。

图4是本发明实施例1中步骤d1得到的封装体的结构图。

图5是本发明实施例2中步骤a2得到的封装体的结构图。

图6是本发明实施例2中步骤b2得到的封装体的结构图。

图7是本发明实施例2中步骤c2得到的封装体的结构图。

图8是本发明实施例2中步骤d2得到的封装体的结构图。

图9是本发明实施例3中步骤a3得到的封装体的结构图。

图10是本发明实施例3中步骤b3得到的封装体的结构图。

图11是本发明实施例3中步骤c3得到的封装体的结构图。

图12是本发明实施例3中步骤d3得到的封装体的结构图。

图13是本发明实施例4中步骤a4得到的封装体的结构图。

图14是本发明实施例4中步骤b4得到的封装体的结构图。

图15是本发明实施例4中步骤c4得到的封装体的结构图。

图16是本发明实施例4中步骤d4得到的封装体的结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。

本发明的各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本发明的发明目的。

实施例1

一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a1、在保护封盖1的上表面做上呈间隔设置的光阻薄膜2相邻两片光阻薄膜2之间形成间隙，保护封盖1的材质为有机玻璃且厚度为100μm，光阻薄膜2的材质为无机玻璃且厚度为光阻薄膜的厚度为20μm，如图1所示；

b1、在对应相邻两片光阻薄膜2之间的间隙内的保护封盖1的上表面做出支撑墙3，支撑墙的高度在10um，如图2所示；

c1、在支撑墙3的墙顶涂键合胶，键合胶为环氧树脂，键合胶的涂布方式为常规的喷涂方式，键合胶的厚度为10nm，将晶圆4的下表面和支撑墙3的墙顶通过键合胶以常规的热压键合键合在一起，如图3所示；

d1、在晶圆4的背面（即晶圆4的上表面）做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖1连同光阻薄膜2和支撑墙3一起取下，如图4所示。

实施例2

一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a2、在保护封盖1的上表面做上呈间隔设置的光阻薄膜2，相邻两片光阻薄膜2之间形成间隙，保护封盖1的材质为无机玻璃且厚度为100μm，光阻薄膜2的材质为有机塑料且厚度为光阻薄膜的厚度为20μm，如图5所示；

b2、在晶圆4的下表面做出呈间隔设置的支撑墙3，支撑墙的高度在70um，如图6所示；

c2、在支撑墙3的墙底涂键合胶，键合胶为有机硅胶，键合胶的涂布方式为常规的挂胶方式，键合胶的厚度为100nm，将保护封盖1的上表面与支撑墙3的墙底通过键合胶以常规的热压键合在一起，每个支撑墙3的墙底与相对应的相邻两片光阻薄膜2之间的间隙内的保护封盖1的上表面键合，如图7所示；

d2、在晶圆4的背面（即晶圆4的上表面）做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，将保护封盖1连同光阻薄膜2一起取下，最后将支撑墙3去除，如图8所示。

实施例3

一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a3、在保护封盖1的下表面做上呈间隔设置的光阻薄膜2，相邻两片光阻薄膜2之间形成间隙，如图9所示；

b3、在保护封盖1的上表面对应相邻两片光阻薄膜2之间的间隙的位置做出支撑墙3，支撑墙的高度在140um，如图10所示；

c3、在支撑墙3的墙顶涂键合胶，键合胶为酸性玻璃胶，键合胶的涂布方式为常规的滚胶方式，键合胶的厚度为1μm，将晶圆4的下表面和支撑墙3的墙顶通过键合胶以常规的辐射方式键合在一起，如图11所示；

d3、在晶圆4的背面（即晶圆4的上表面）做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖1连同光阻薄膜2和支撑墙3一起取下，如图12所示。

实施例4

一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法包括以下步骤：

a4、在保护封盖1的下表面做上呈间隔设置的光阻薄膜2，相邻两片光阻薄膜2之间形成间隙，如图13所示；

b4、在晶圆4的下表面做出呈间隔设置的支撑墙3，如图14所示；

c4、在支撑墙3的墙底涂键合胶，键合胶为酚醛树脂，支撑墙的高度在200um，键合胶的涂布方式为常规的滚胶方式，键合胶的厚度为100um，将保护封盖1的上表面与支撑墙3的墙底通过键合胶以常规的辐射方式键合在一起，每个支撑墙3的墙底与相对应的相邻两片光阻薄膜2之间的间隙内的保护封盖1的上表面键合，如图15所示；

d4、在晶圆4的背面（即晶圆4的上表面）做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，将保护封盖1连同光阻薄膜2一起取下，最后将支撑墙3去除，如图16所示。

实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述保护封盖1的材质可以是有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物、陶瓷材料等；该保护封盖1可以是透明的也可以是不透明的，可以是一层单一物质组成的薄片，也可以是多层同一物质或不同物质组成的薄片；该保护封盖1可以被激光穿过；

实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述光阻薄膜2的材料可以是金属、光阻、玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物、陶瓷材料等；可以是透明的也可以是不透明的，可以是一层单一物质组成的薄膜，也可以是多层同一物质或不同物质组成的薄膜，其作用是阻挡激光穿过；该光阻薄膜2可以被移除；该光阻薄膜2可以是先整体沉积在封盖上，然后再通过蚀刻的手段移除要露出区域的薄膜来实现的，也可以是丝网印刷或者直接用胶带粘在封盖上的。

实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述键合胶可以是热敏的也可以是光敏的，该胶水通过加热、光子辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射方式作用后，其黏性会降低或者消失；如果胶水在后面的去胶过程以及去胶后不会影响传感器区域，该胶水还可以直接涂布在要粘合的晶圆面，此时的光阻墙则也可以是单纯的一层缓冲层，不需要刻蚀为线条；

实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述支撑墙3是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、或者显影过程产生的图形，然后固化形成的光阻线。

实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述支撑墙3也可以是直接粘附、涂布或者沉积的材质为聚丙烯酸酯或者聚异戊二烯橡胶的薄膜，该薄膜通过黄光和刻蚀工艺形成的线条，且支撑墙3为单层的或者多层的，支撑墙3的高度在10um~200um。

实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述支撑墙3为单层的或者多层的，其线条所对应区域为芯片的切割道，对每颗芯片进行包围住，以保护芯片正面的感光区域；由于芯片非感光区域不怕墙的影响，因此该墙宽度可以放宽到芯片里面，以不影响感应区域为宜；支撑墙3的高度在10um~200um。

晶圆4为影像传感器，也可以是是包含有源元件或无源元件(activeorpassiveelements)、数字电路或模拟电路(digitaloranalogcircuits)等集成电路的电子元件(electroniccomponents)，而类似图像传感芯片的功能芯片则包括光电元件(opticalelectronicdevices)、微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem；MEMS)、微流体系统(microfluidicsystems)、或利用热、光线及压力等物理量变化来测量的物理感测器(PhysicalSensor)。特别是可选择使用晶圆级封装(waferscalepackage；WSP)制程对影像感测元件、发光二极管(light-emittingdiodes；LEDs)、太阳能电池(solarcells)、射频元件(RFcircuits)、加速计(accelerators)、陀螺仪(gyroscopes)、微制动器(microactuators)、表面声波元件(surfaceacousticwavedevices)、压力感测器(processsensors)喷墨头(inkprinterheads)、或功率晶片模组(powerICmodule)等；

本发明中，在晶圆4的背面（即晶圆4的上表面）做完常规的背部工艺，常规背部工艺具体包括：TSV、RDL、BUMP或者BGA等工艺。

本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是该工艺包括以下步骤：

a1、在保护封盖（1）的上表面做上呈间隔设置的光阻薄膜（2），相邻两片光阻薄膜（2）之间形成间隙；

b1、在对应相邻两片光阻薄膜（2）之间的间隙内的保护封盖（1）的上表面做出支撑墙（3）；

c1、在支撑墙（3）的墙顶涂键合胶，将晶圆（4）的下表面和支撑墙（3）的墙顶通过键合胶键合在一起；

d1、在晶圆（4）的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖（1）连同光阻薄膜（2）和支撑墙（3）一起取下。

2.一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是该工艺包括以下步骤：

a2、在保护封盖（1）的上表面做上呈间隔设置的光阻薄膜（2），相邻两片光阻薄膜（2）之间形成间隙；

b2、在晶圆（4）的下表面做出呈间隔设置的支撑墙（3）；

c2、在支撑墙（3）的墙底涂键合胶，将保护封盖（1）的上表面与支撑墙（3）的墙底通过键合胶键合在一起，每个支撑墙（3）的墙底与相对应的相邻两片光阻薄膜（2）之间的间隙内的保护封盖（1）的上表面键合；

d2、在晶圆（4）的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，将保护封盖（1）连同光阻薄膜（2）一起取下，最后将支撑墙（3）去除。

3.一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是该工艺包括以下步骤：

a3、在保护封盖（1）的下表面做上呈间隔设置的光阻薄膜（2），相邻两片光阻薄膜（2）之间形成间隙；

b3、在保护封盖（1）的上表面对应相邻两片光阻薄膜（2）之间的间隙的位置做出支撑墙（3）；

c3、在支撑墙（3）的墙顶涂键合胶，将晶圆（4）的下表面和支撑墙（3）的墙顶通过键合胶键合在一起；

d3、在晶圆（4）的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，然后将保护封盖（1）连同光阻薄膜（2）和支撑墙（3）一起取下。

4.一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是该工艺包括以下步骤：

a4、在保护封盖（1）的下表面做上呈间隔设置的光阻薄膜（2），相邻两片光阻薄膜（2）之间形成间隙；

b4、在晶圆（4）的下表面做出呈间隔设置的支撑墙（3）；

c4、在支撑墙（3）的墙底涂键合胶，将保护封盖（1）的上表面与支撑墙（3）的墙底通过键合胶键合在一起，每个支撑墙（3）的墙底与相对应的相邻两片光阻薄膜（2）之间的间隙内的保护封盖（1）的上表面键合；

d4、在晶圆（4）的背面做完背部工艺，用激光对键合胶进行去粘性作业，将保护封盖（1）连同光阻薄膜（2）一起取下，最后将支撑墙（3）去除。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是：所述保护封盖（1）为能被激光穿过的材质为有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物或者陶瓷材料的薄片，保护封盖（1）的厚度为100~500μm。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是：所述光阻薄膜（2）为能阻挡激光穿过的材质为金属、光阻、玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物或者陶瓷材料的薄膜，光阻薄膜（2）的厚度为20~200μm。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是：所述键合胶为环氧树脂、有机硅胶、酸性玻璃胶或者酚醛树脂，键合胶的涂布方式为喷涂、挂胶或者滚胶，键合胶的厚度为10nm~100um，且键合胶的键合方式为热压键合或者辐射方式键合。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是：所述支撑墙（3）是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、或者显影过程产生的图形，然后固化形成的光阻线，且支撑墙（3）为单层的或者多层的，支撑墙（3）的高度在10um~200um。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的一种晶圆级封装的保护封盖的表面处理方法，其特征是：所述支撑墙（3）是直接粘附、涂布或者沉积的材质为聚丙烯酸酯或者聚异戊二烯橡胶的薄膜，该薄膜通过黄光和刻蚀工艺形成的线条，且支撑墙（3）为单层的或者多层的，支撑墙（3）的高度在10um~200um。