具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参看如图1-图15所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种晶圆级芯片封装方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，将塑封材料覆盖所述第二芯片2和所述衬底12。

进一步地，所述衬底12中设置有所述连接柱3，以连接、支撑和缓冲所述第一芯片1和所述第二芯片2。

进一步地，所述介电层52设置有第一芯片1和第二芯片2的电连接，封装方法包括有：

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。

进一步地，设置有UBM金属层。

示例性地，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金属层有助于防止导电凸块5和多芯片集成电路之间的扩散，同时有助于低阻电连接。

进一步地，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。

进一步地，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与所述导电凸块电5连接。

进一步地，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，并将所述衬底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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

本发明所涉及的介电层52的材料可以是本领域技术人员熟知的任何一种介电材料，包括二氧化硅SiO2、碳氟化合物CF、掺碳氧化硅SiOC或碳氮化硅SiCN等至少一种介电材料。

本发明所述导电凸块5的形状结构可以为锡球、铜柱、金属凸点、或合金凸块，也可以为其他适合导电的凸块结构。

本发明所涉及的导电凸块5的材料可以是任意至少一种金属或合金材料，包括但不限于锡、铜、镍、银锡铜合金或者锡基合金等。

本发明所涉及的第一焊盘61、第二焊盘51、或焊盘53的材料可以是银Ag、金Au、铜Cu、钯Pd、铬Cr、钼Mo、钛Ti、钽Ta、锡Sn、钨W和铝Al等任何一种金属材料。

本发明所涉及的钝化层521的材料可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚硅氨烷、聚乙烯苯酚、聚酰亚胺、或硅氧烷等绝缘层的至少一种，硅氧烷可以为二氧化硅玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、倍半硅氧烷氢化物聚合物、或者烷基倍半硅氧烷氢化物聚合物的任何其中一种。

本发明所涉及的钝化层521的制作工艺可以通过化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积等沉积方法沉积形成，或者通过微滴排放法、印刷术或旋涂法形成，也可以通过叠加这些膜以形成钝化层。

本发明所涉及的塑封体21的材料可以为硅胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺－甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等热固性树脂中的至少一种，热固性树脂在成型过程中能软化或流动，具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化。

本发明所述塑封体21可以设置有固化剂、改性剂、脱模剂、热色剂、阻燃剂等一种或多种添加剂。

本发明所涉及的外封装体4的材料可以为环氧基树脂(epoxy-based resin)、硅基树脂(silicone-based resin)中至少一种，并可以添加至少一种高导热材料，包括但不限制于氧化铝导热粉、纳米氧化铝等至少一种高导热材料，来实现产品高导热。

本发明所述的衬底12设置有半导体材料，包括但不限于硅Si、锗Ge、硅锗SiGe、碳化硅SiC、硅锗碳SiGeC、砷化铟InAs、砷化镓GaAs、磷化铟InP、铟镓砷InGaAs、绝缘体上硅SOI、绝缘体上层叠硅SSOI、绝缘体上层叠锗化硅S-SiGeOI、绝缘体上锗化硅SiGeOI以及绝缘体上锗GeOI等至少一种半导体材料。

本发明所涉及的导电柱11可以为本领域技术人员熟知的任何一种金属导电柱或者硅导电柱，金属导电柱的材料包括但不限于银Ag、金Au、铜Cu、钯Pd、铬Cr、钼Mo、钛Ti、钽Ta、锡Sn、钨W和铝Al中的至少一种金属，硅导电柱的材料包括掺杂的多晶硅或者未掺杂的多晶硅等至少一种硅材料。

本发明所涉及的胶层63可以为本领域技术人员熟知的UV胶层、粘合胶、、环氧树脂(Epoxy)、聚酰亚胺(PI)等至少一种，在本实施例中，通过触媒体如紫外光照射能够使模具7与其上设置的结构分离。

本发明所涉及的模具7的材质可以为本领域技术人员熟知的玻璃、氧化硅、或者金属，在本实施例中，所述模具7设置有能消除芯片制作过程中翘尾问题的装置。

本发明所述的第二焊盘51的制作工艺，根据图3-图10，具体的可以利用涂布机以旋转涂布的方式将液态钝化层(passivation）均匀涂布在塑封体21上再经由热盘（Hotplate）进行软烤（soft bake）定型成膜，通过曝光机，以近接式（Proximity）的方法利用光罩将钝化层521预定开孔的位置遮住而未曝到光，再次通过显影方式利用显影液以喷洒的方式来进行去除未曝光的区域，形成了钝化层521的第二开口522，该开口暴露出第二焊盘51。再次使用烤箱(Oven）加热将钝化层521加速固化至完全熟化的稳定状态，再次利用使用电浆去残胶机（Descum）来清除钝化层521表面的有机污染物以及第二开口522内的残留物。在本实施例中，所述的钝化层521材料可以为高分子介电材料所构成，例如环氧化物、聚亚酰胺苯环丁烯等。

本发明所述的金属凸块62的制作工艺，根据图11-图14，具体的可以利用涂布机以旋转涂布光刻胶均匀涂布在胶层63的钝化层上，再经由热盘进行软烤定型成膜，通过曝光-显影方式，利用显影液以去除未曝光的区域，暴露第一焊盘61。然后可以通过物理气相沉积工艺（PVD）、化学气相沉积工艺（CVD)、溅射、电镀、化学镀、或者植球工艺中的至少一种制备得到金属凸块62。然后再次利用使用电浆去残胶机来清除金属凸块62表面的有机污染物。

需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

应当明白，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例，相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员，在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制，这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分，因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。

应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向，例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”，因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向，器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制，在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式，还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加，在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例，这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化，因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本发明的范围。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。