(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェハが有する複数の集積回路素子の横側も保護されるパッケージ構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】パッケージ構造１００は複数の集積回路素子１０４を有するウエハ１０２と、延伸金属パッド１１２と、第１導電バンプ１１４と、絶縁層１１８とを含む。延伸金属パッドは、少なくとも１つの複数の集積回路素子に電気的に接触する。第１導電バンプは、延伸金属パッド上に位置する。絶縁層は、少なくとも１つの複数の集積回路素子の上方及び側壁上に位置する。【選択図】図１Ｇ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に設けられた複数の集積回路素子のうち少なくとも１つの集積回路素子をパッケージングするための、パッケージ構造の製造方法において、
ウェハを切り分けるために、少なくとも１つのスリットを前記ウェハに形成するステップと、
前記少なくとも１つの集積回路素子に電気接続されている延伸金属パッドを形成するステップと、
前記延伸金属パッド上に第１導電バンプを形成するステップと、
前記集積回路素子の上方及び前記スリット内に絶縁層を形成するステップと、
前記スリットを利用して前記ウェハを切り分けることによって、複数のパッケージ済みチップを形成するステップとを備え、前記絶縁層は前記少なくとも１つの集積回路素子の側壁を覆うことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記絶縁層を前記集積回路素子の上方及び前記スリット内に形成するステップは、絶縁層を前記複数の集積回路素子の上方及び前記スリット内に印刷によって形成することからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のパッケージ済みチップのうちの少なくとも１つを基板に実装するステップをさらに備え、前記基板は相互接続構造を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記実装ステップは、前記パッケージ済みチップと前記相互接続構造を表面実装技術によって接合することからなる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第２導電バンプを前記第１導電バンプ上に形成するステップと、
表面金属層を前記第２導電バンプ上に形成するステップとをさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
金属壁を前記第１導電バンプ上に形成するステップをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記延伸金属パッドを前記少なくとも１つの集積回路素子に電気接続させるために、前記少なくとも１つの集積回路素子と前記延伸金属パッドとの間にさらなる金属パッドを形成するステップをさらに備え、
前記延伸金属パッドの面積は前記さらなる金属パッドの面積よりも大きいものである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの集積回路素子と前記延伸金属パッドとの間に保護層を形成するステップをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１導電バンプを前記延伸金属パッド上に形成するステップ、及び前記第２導電バンプを前記第１導電バンプ上に形成するステップのうちの少なくとも一方において、複数の金属粒子及び高分子化合物からなる導電バンプを形成する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
ウェハに設けられた複数の集積回路素子のうちの少なくとも１つの集積回路素子がパッケージングされているパッケージ構造において、
前記少なくとも１つの集積回路素子に電気接続された延伸金属パッドと、
前記延伸金属パッド上に設けられた第１導電バンプと、
前記少なくとも１つの集積回路素子の上方及び側壁上に設けられた絶縁層とからなる、パッケージ構造。
【請求項１１】
前記第１導電バンプ上に位置する第２導電バンプと、
前記第２導電バンプ上に位置する表面金属層とをさらに備える請求項１０に記載のパッケージ構造。
【請求項１２】
前記第１導電バンプ及び第２導電バンプのうちの少なくとも一方が、複数の金属粒子及び高分子化合物からなる、請求項１１に記載のパッケージ構造。
【請求項１３】
前記複数の金属粒子と前記高分子化合物の体積比が８５：１５であり、又は金属粒子の体積比がこれよりも高い、請求項１２に記載のパッケージ構造。
【請求項１４】
前記第１導電バンプ上に設けられた金属壁をさらに備える、請求項１３に記載のパッケージ構造。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの集積回路素子と前記延伸金属パッドとの間に設けられて、前記延伸金属パッドを前記少なくとも１つの集積回路素子に電気接続させるさらなる金属パッドをさらに備え、
前記延伸金属パッドの面積は前記さらなる金属パッドの面積よりも大きいものである、請求項１４に記載のパッケージ構造。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの集積回路素子と前記延伸金属パッドの間に設けられた保護層をさらに備える、請求項１５に記載のパッケージ構造。
【請求項１７】
前記複数の金属粒子は、銅、ニッケル、銀、金粒子、又はその組み合わせからなる請求項１３に記載のパッケージ構造。
【請求項１８】
前記複数の金属粒子の寸法は、１〜１０ミクロンの間である請求項１７に記載のパッケージ構造。
【請求項１９】
前記高分子化合物は、エポキシ樹脂、液晶高分子、又はその組み合わせである、請求項１８に記載のパッケージ構造。
【請求項２０】
前記絶縁層の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、液晶高分子、又はその組み合わせである、請求項１３に記載のパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路素子パッケージ構造及びその製造方法に関する。より詳細には、ウェハレベルの集積回路素子パッケージ構造及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ウェハレベルパッケージ構造のパッケージ材料は、集積回路素子の上方にのみ形成される。パッケージが完了し、個別のチップに切り分けるとき、集積回路素子の横側はパッケージ材料で保護されていない。
【０００３】
そのため、集積回路素子の横側も保護される集積回路素子パッケージ構造及びその方法が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の必要に鑑み、本発明は、集積回路素子の横側も保護される集積回路素子パッケージ構造及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの実施形態によると、複数の集積回路素子を有するウェハと、少なくとも１つのスリットと、延伸金属パッドと、第１導電バンプと、絶縁層とを含むパッケージ構造を提供する。少なくとも１つのスリットは、ウェハの中に位置し、ウェハを切り分けるためのものである。延伸金属パッドは、少なくとも１つの複数の集積回路素子に電気接続されている。第１導電バンプは、延伸金属パッド上に設けられる。絶縁層は、複数の集積回路素子の上方と少なくとも１つのスリット内に形成される。絶縁層は、少なくとも１つの複数の集積回路素子の１つの側壁を覆う。
【０００６】
延伸金属パッドの材料は、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン合金（ＴｉＷ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、又はその組み合わせとすることができる。絶縁層の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができる。絶縁層は印刷により形成することができる。
【０００７】
パッケージ構造は、第１導電バンプ上に位置する第２導電バンプと、第２導電バンプ上に位置する表面金属層とをさらに備えていてもよい。第１導電バンプ及び第２導電バンプのうちの少なくとも一方は、複数の金属粒子と高分子化合物とを含有するものであってもよい。複数の金属粒子は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）粒子、又はその組み合わせとすることができる。複数の金属粒子の寸法は、１〜１０ミクロン（μｍ）の間とすることができる。高分子化合物は、エポキシ樹脂、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができる。複数の金属粒子及び高分子化合物の体積比は、少なくとも８５：１５とすることができる。第１導電バンプ及び第２導電バンプは、印刷により形成することができる。表面金属層の材料は、ニッケル、金、又はその組み合わせとすることができる。
【０００８】
パッケージ構造は、第１導電バンプ上に位置する金属壁をさらに備えていてもよい。金属壁の材料は、ニッケル、銅、金、又はその組み合わせとすることができる。
パッケージ構造は、少なくとも１つの複数の集積回路素子と延伸金属パッドとの間に設けられて、延伸金属パッドが少なくとも１つの複数の集積回路素子に電気コンタクトを取るための金属パッドをさらに備えることもできる。延伸金属パッドの面積は、金属パッド
の面積よりも大きい。パッケージ構造は、少なくとも１つの複数の集積回路素子と延伸金属パッドとの間に位置する保護層をさらに含むこともできる。金属パッドの材料は、アルミニウム（Ａｌ）とすることができる。保護層の材料は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＮＯ）とすることができる。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態によると、ウェハが有する複数の集積回路素子の少なくとも１つをパッケージングしてあるパッケージ構造を提供する。パッケージ構造は、延伸金属パッドと、第１導電バンプと、絶縁層とを含む。延伸金属パッドは、少なくとも１つの複数の集積回路素子に電気的に接触する。第１導電バンプは、延伸金属パッド上に位置する。絶縁層は、少なくとも１つの複数の集積回路素子の上方及び側壁上に位置する。
【００１０】
延伸金属パッドの材料は、チタン、チタンタングステン合金、クロム、銅、又はその組み合わせとすることができる。前記絶縁層の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができる。絶縁層は、印刷により形成することができる。
【００１１】
パッケージ構造は、第１導電バンプ上に位置する第２導電バンプと、第２導電バンプ上に位置する表面金属層とをさらに備えていてもよい。第１導電バンプ及び第２導電バンプのうちの少なくとも一方は、複数の金属粒子と高分子化合物とからなるものであってもよい。複数の金属粒子は、銅、ニッケル、銀、金粒子、又はその組み合わせとすることができる。複数の金属粒子の寸法は、１〜１０ミクロンの間とすることができる。高分子化合物は、エポキシ樹脂、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができる。複数の金属粒子及び高分子化合物の体積比は、少なくとも８５：１５とすることができる。第１導電バンプ及び第２導電バンプは、印刷により形成することができる。表面金属層の材料は、ニッケル、金、又はその組み合わせとすることができる。
【００１２】
パッケージ構造は、第１導電バンプ上に位置する金属壁をさらに備えてもよい。金属壁の材料は、ニッケル、銅、金、又はその組み合わせとすることができる。
パッケージ構造は、少なくとも１つの複数の集積回路素子と延伸金属パッドとの間に位置し、延伸金属パッドを複数の集積回路素子のうちの少なくとも１つに電気接続するための金属パッドをさらに備えることもできる。延伸金属パッドの面積は、金属パッドの面積よりも大きい。パッケージ構造は、少なくとも１つの複数の集積回路素子と延伸金属パッドとの間に位置する保護層をさらに備えていてもよい。金属パッドの材料は、アルミニウムとすることができる。保護層の材料は、シリコン酸窒化膜とすることができる。
【００１３】
本発明のさらにもう１つの実施形態は、ウェハ切り分け用に、少なくとも１つのスリットをウェハの中に形成するステップと、少なくとも１つの複数の集積回路素子に電気的に接触する延伸金属パッドを形成するステップと、第１導電バンプを延伸金属パッド上に形成するステップと、絶縁層を複数の集積回路素子の上方及び少なくとも１つのスリット内に形成するステップと、少なくとも１つのスリットを利用してウェハを切り分け、パッケージ済みの複数のチップを形成するステップとを含む、ウェハが有する複数の集積回路素子の少なくとも１つをパッケージングするパッケージ構造の製造方法を提供する。絶縁層は、少なくとも１つの複数の集積回路素子の１つの側壁を覆う。
【００１４】
パッケージ構造の製造方法は、少なくとも１つのパッケージ済みの複数のチップを基板に実装するステップをさらに備えていてもよく、この基板は相互接続構造を有する。相互接続構造の材料は、ハンダ、銀ペースト、又はその組み合わせとすることができる。基板は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、プリント回路基板（ＰＣＢ）、又はセラミック基板とすることができる。実装ステップは、パッケージ済みの複数のチップ及び相互接続構造を、表面実装技術（ＳＭＴ）を介して接合することを含むことができる。
【００１５】
延伸金属パッドの材料は、チタン、チタンタングステン合金、クロム、銅、又はその組み合わせとすることができる。絶縁層の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができる。絶縁層を複数の集積回路素子の上方及び少なくとも１つのスリット内に形成するステップは、絶縁層を複数の集積回路素子の上方及び少なくとも１つのスリット内に印刷し形成することを含むことができる。
【００１６】
パッケージ構造の製造方法は、第２導電バンプを第１導電バンプ上に形成するステップと、表面金属層を第２導電バンプ上に形成するステップとをさらに備えることが可能である。第１導電バンプを延伸金属パッド上に形成するステップ及び第２導電バンプを第１導電バンプ上に形成するステップの少なくとも一方において、複数の金属粒子及び高分子化合物を含有する導電バンプを形成してもよい。複数の金属粒子は、銅、ニッケル、銀、金粒子、又はその組み合わせとすることができる。複数の金属粒子の寸法は、１〜１０ミクロンの間とすることが可能である。高分子化合物は、エポキシ樹脂、液晶高分子、又はその組み合わせとすることが可能である。複数の金属粒子及び高分子化合物の体積比は、少なくとも８５：１５とすることができる。第１導電バンプを延伸金属パッド上に形成するステップ及び第２導電バンプを第１導電バンプ上に形成するステップは、それぞれ第１導電バンプを延伸金属パッド上に印刷し形成するステップと、第２導電バンプを第１導電バンプ上に印刷し形成するステップとを備えることができる。表面金属層の材料は、ニッケル、金、又はその組み合わせとすることができる。
【００１７】
パッケージ構造の製造方法は、金属壁を第１導電バンプ上に形成するステップをさらに備えることもできる。金属壁の材料は、ニッケル、銅、金、又はその組み合わせとすることができる。
【００１８】
パッケージ構造の製造方法は、延伸金属パッドが少なくとも１つの複数の集積回路素子に電気的に接触するようにする金属パッドを、少なくとも１つの複数の集積回路素子と延伸金属パッドとの間に形成するステップをさらに含むこともできる。延伸金属パッドの面積は、金属パッドの面積よりも大きい。このパッケージ構造の形成方法は、保護層を少なくとも１つの複数の集積回路素子と延伸金属パッドとの間に形成するステップをさらに含むことができる。金属パッドの材料は、アルミニウムとすることができる。保護層の材料は、シリコン酸窒化膜とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の目的と特徴をさらに明確にするため、図面と合わせて実施例について詳細に説明する。
図１Ａ〜１Ｈは、本発明のパッケージ構造１００の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造１００を例示する断面図である。パッケージ構造１００は、ウェハ１０２が有する複数の集積回路素子１０４の少なくとも１つをパッケージングする。
【００２０】
先ず、図１Ａに示すように、ウェハ１０２は複数の集積回路素子１０４、及びその上に形成された金属パッド１０８と保護層１１０とを有する。ここでは１つの集積回路素子１０４によって説明するが、その限りでない。この実施例は、少なくとも１つのスリット１０６をウェハの中に形成するステップを含む。この例において、スリット１０６は罫書き線（ｓｃｒｉｂｅ  ｌｉｎｅ）であり、後でウェハを個別のチップに切り分けるために用いる。
【００２１】
図１Ｂに示すように、次に、集積回路素子１０４に電気的に接触する延伸金属パッド１
１２を形成する。この実施例において、延伸金属パッド１１２は、金属パッド１０８を介して集積回路素子１０４に接触し、延伸金属パッド１１２の面積は金属パッド１０８の面積よりも大きいが、その限りでない。延伸金属パッド１１２の材料は、チタン、チタンタングステン合金、クロム、銅、又はその組み合わせ、若しくは集積回路素子１０４に電気的に接触可能なその他の材料とすることができる。金属パッド１０８の材料は、アルミニウム、又は延伸金属パッド１１２を集積回路素子１０４に電気的に接触させることが可能なその他の材料とすることができる。保護層１１０の材料は、シリコン酸窒化膜、又は集積回路素子１０４を保護可能なその他の材料とすることができる。
【００２２】
図１Ｃにおいて、第１導電バンプ１１４を延伸金属パッド１１２上に形成する。第１導電バンプ１１４は、複数の金属粒子及び高分子化合物を選択的に含むことができる。複数の金属粒子は、銅、ニッケル、銀、金粒子、又はその組み合わせとすることができるが、その限りでない。複数の金属粒子の寸法は、１〜１０ミクロンの間とすることができる。高分子化合物は、エポキシ樹脂、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができるが、その限りでない。複数の金属粒子及び高分子化合物の体積比は、少なくとも８５：１５とすることができる。第１導電バンプ１１４を延伸金属パッド１１２上に形成するステップは、印刷により形成することができる。
【００２３】
この実施例は、金属壁１１６を第１導電バンプ１１４上に形成するステップをさらに選択的に含むことができる。金属壁１１６は、第１導電バンプ１１４の導電性を増加することができる。金属壁１１６の材料は、ニッケル、銅、金、又はその組み合わせとすることができるが、その限りでない。
【００２４】
図１Ｄに示すように、次に絶縁層１１８を集積回路素子１０４の上方とスリット１０６の中に形成する。この例において、絶縁層１１８は、金属壁１１６で選択的に覆われた第１導電バンプ１１４の横側及び延伸金属パッド１１２上にさらに形成されている。スリット１０６は集積回路素子１０４に隣接しているため、後でウェハを個別のチップに切り分けるときに、スリット１０６の中に分布した絶縁層１１８が集積回路素子１０４の側壁を覆い、集積回路素子１０４がさらに全面的に保護される。絶縁層１１８の材料は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、液晶高分子、又はその組み合わせ、若しくは集積回路素子１０４を保護可能なその他の材料とすることができる。絶縁層１１８を形成するステップは、印刷により形成することができる。
【００２５】
図１Ｅに示すように、本実施例は、絶縁層１１８の一部を取り除き、第１導電バンプ１１４を露出させることができる。図１Ｆに示すように、次に第２導電バンプ１２０を第１導電バンプ１１４上に形成する。表面金属層１２２を第２導電バンプ１２０上に選択的に形成し、パッケージ構造実施例１００を形成する。第２導電バンプ１２０は、複数の金属粒子及び高分子化合物を選択的に含むことができる。複数の金属粒子は、銅、ニッケル、銀、金粒子、又はその組み合わせとすることができるが、その限りでない。複数の金属粒子の寸法は、１〜１０ミクロンの間とすることができる。高分子化合物は、エポキシ樹脂、液晶高分子、又はその組み合わせとすることができるが、その限りでない。複数の金属粒子及び高分子化合物の体積比は、少なくとも８５：１５とすることができる。第２導電バンプ１２０を第１導電バンプ１１４上に形成するステップは、印刷により形成することができる。表面金属層１２２の材料は、ニッケル、金、又はその組み合わせ、若しくはパッケージ構造１００をその他の装置に接合するのに役立つその他の材料とすることができる。
【００２６】
図１Ｇに示すように、前記パッケージ構造１００の形成後、少なくとも一部のウェハ１０２を取り除くことができる。スリット１０６を利用してパッケージ済みの個別のチップを切り出すことができ、例えば点線Ｌに沿って分離する。スリット１０６の中に分布した
絶縁層１１８が集積回路素子１０４の側壁を覆っているため、集積回路素子１０４がさらに全面的に保護される。
【００２７】
次に図１Ｈに示すように、パッケージ済みのチップを基板２２４に組み立てることができる。基板２２４は、相互接続構造２２６及び導線２２８を有する。絶縁層１１８が集積回路素子１０４の側壁を覆っているため、集積回路素子１０４がさらに全面的に保護されていることがここでも分かる。相互接続構造２２６の材料は、ハンダ、銀ペースト、又はその組み合わせ、若しくは表面金属層１２２で選択的に覆われた第２導電バンプ１２０と基板２２４とを接合可能なその他の材料とすることができる。基板２２４は、フレキシブルプリント基板、プリント基板、又はセラミック基板とすることができる。この実装ステップは、パッケージ済みのチップ及び相互接続構造２２６を、表面実装技術を介して接合する。
【００２８】
以上の内容は、本発明の比較的優れた実施例でしかなく、本発明の特許請求の範囲を限定するためのものではない。本発明で開示された主旨を逸脱しないその他の同等の変更又は修飾は、いずれも特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｂ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｃ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｄ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｅ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｆ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｇ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【図１Ｈ】本発明のパッケージ構造の形成方法に基づく実施例及びそれによって形成されるパッケージ構造を例示する断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１００…パッケージ構造、１０２…ウェハ、１０４…集積回路素子、１０６…スリット、１０８…金属パッド、１１０…保護層、１１２…延伸金属パッド、１１４…第１導電バンプ、１１６…金属壁、１１８…絶縁層、１２０…第２導電バンプ、１２２…表面金属層、２２４…基板、２２６…相互接続構造、２２８…導線。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
2008288583.tif 000009
【図１Ｈ】
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【外国語明細書】
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