一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，包括：相互堆栈的一第一芯片以及一第二芯片，其中该第一芯片具有一第一表面，该第二芯片具有一第二表面，该第一表面以及该第二表面为两个相互面对面的表面，其中至少一金属凸块形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个相连接，至少一保护环形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个之间具有一第一间隙，以及至少一电子元件形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上，且该至少一电子元件位于该至少一保护环的至少之一所围绕的范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片
本专利技术涉及一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，尤指一种具有高结构强度及具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片。
技术介绍
系统封装(systeminpackage,SIP)中若包含了表面声波元件或体声波元件等元件，于封装时，若封装材料直接覆盖住表面声波元件或体声波元件，则会对表面声波元件或体声波元件的元件特性造成不利影响。此外，系统封装中若包含了表面声波元件或体声波元件，于封装时，若封装材料直接覆盖住微机电元件或陀螺仪元件，有时甚至连微机电元件或陀螺仪元件的功能都无法实现。因此，现有技术中，当系统封装中包含表面声波元件、体声波元件、表面声波元件或体声波元件等元件时，通常会于这些元件的周围形成一个空腔，使得封装材料无法与这些元件相接触，以避免上述问题。如图15～图15C所示为一现有技术的一具体实施例的制作流程剖面图。图15中包括：一基板80、一声波元件81、一牺牲层82以及一第一SU8光阻层83。声波元件81形成于基板80上。牺牲层82形成在声波元件81以及基板80上且包覆住声波元件81。第一SU8光阻层83为牺牲层82形成在以及基板80上且包覆住第一SU8光阻层83。图15A中，第一SU8光阻层83被蚀刻出许多蚀刻孔86，且蚀刻孔86的底部为第一SU8光阻层83。图15B中，经由许多蚀刻孔86使一蚀刻液与牺牲层82相接触，以蚀刻去除牺牲层82而形成一空腔85。图15C中，于第一SU8光阻层83上形成一第二SU8光阻层84，其中蚀刻孔86亦被第二SU8光阻层84所填满，因而使得空腔85成为一密闭的空腔85。然而，当声波元件81所占的面积较大时，空腔85的面积亦需随之增大，此时会造成SU8光阻的结构强度不足，从而使第一SU8光阻层83及第二SU8光阻层84有可能呈现向下凹陷的情况。甚至，若第一SU8光阻层83的底部碰触到声波元件81，则会对声波元件81的元件特性造成不利影响。有鉴于此，本案专利技术人开发出简便的设计，以克服上述缺点并兼顾使用弹性与经济性等考虑，因此遂有本专利技术的产生。
技术实现思路
本专利技术所欲解决的技术问题为于表面声波元件、体声波元件或微机电等元件的周遭形成一空腔，且该空腔的四周需具有高结构强度，以避免这些元件与该空腔的四周相接触而对元件的特性造成不利的影响。为了解决上述问题以达到所预期的目的，本专利技术提供了一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其包括相互堆栈的一第一芯片以及一第二芯片，其中该第一芯片具有一第一表面，该第二芯片具有一第二表面，该第一表面以及该第二表面为两个相互面对面的表面，其中至少一金属凸块形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个相连接，至少一保护环形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个之间具有一第一间隙，以及至少一电子元件形成于该第一表面及该第二表面中的至少一之上，且该至少一电子元件位于该至少一保护环的至少之一所围绕的范围内。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该第一间隙的尺寸大于1μm且小于30μm。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该至少一保护环的高度大于1μm且小于100μm。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中构成该至少一保护环的材料包括以下至少之一：铜、金、锡、铟、金合金、铜合金、锡合金以及铟合金。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中构成该至少一保护环的材料包括以下至少之一：感光材料、光阻、SU8光阻以及压克力材料。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该至少一保护环的厚度大于1μm且小于100μm。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该至少一电子元件包括一表面声波元件、一体声波元件、一微机电元件以及一陀螺仪元件中的至少之一。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中构成该第一芯片的基板的材料包括以下之一：钽酸锂、铌酸锂、石英、硅、砷化镓、磷化镓、蓝宝石、氧化铝、磷化铟、碳化硅、钻石、氮化镓以及氮化铝。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中构成该第二芯片的基板的材料包括以下之一：钽酸锂、铌酸锂、石英、硅、砷化镓、磷化镓、蓝宝石、氧化铝、磷化铟、碳化硅、钻石、氮化镓以及氮化铝。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中构成该至少一金属凸块的材料包括以下至少之一：铜、金、金合金以及铜合金。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该至少一金属凸块的上还镀有一熔接金属层，该至少一金属凸块通过该熔接金属层与该第一表面或该第二表面相连接。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中构成该熔接金属层的材料包括以下至少之一：铟、锡、铟合金以及锡合金。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中于该第一表面以及该第二表面上皆形成有该至少一保护环。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中形成于该第一表面上的该至少一保护环中的至少一个与上下相对位置相同处且形成于该第二表面上的该至少一保护环中的至少一个之间具有一第二间隙。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该第二间隙的尺寸大于1μm且小于30μm。于实施时，前述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其中该第一芯片堆栈于该第二芯片上或该第二芯片堆栈于该第一芯片上。为进一步了解本专利技术，以下举较佳的实施例，配合图式、图号，将本专利技术的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。附图说明图1～图1B分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图2、图2A分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图；图2B为图2的具体实施例经封装后的剖面示意图；图3～图3B分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图4～图4B分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图4C为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例芯片堆栈前的俯视图；图5～图5C分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图6～图6C分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图7～图7B分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图8～图8C分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图9～图9C分别为本专利技术提供的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片的一具体实施例的剖面图以及芯片堆栈前的剖面分解图及俯视图；图10～图10C分别为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，包括：相互堆栈的一第一芯片以及一第二芯片，其中该第一芯片具有一第一表面，该第二芯片具有一第二表面，该第一表面以及该第二表面为两个相互面对面的表面，其中至少一金属凸块形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个相连接，至少一保护环形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个之间具有一第一间隙，以及至少一电子元件形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上，且该至少一电子元件位于该至少一保护环的至少之一所围绕的范围内。

【技术特征摘要】
2015.12.07 TW 1041409841.一种具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，包括：相互堆栈的一第一芯片以及一第二芯片，其中该第一芯片具有一第一表面，该第二芯片具有一第二表面，该第一表面以及该第二表面为两个相互面对面的表面，其中至少一金属凸块形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个相连接，至少一保护环形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上且与该第一表面及该第二表面中的另一个之间具有一第一间隙，以及至少一电子元件形成于该第一表面及该第二表面中的至少之一上，且该至少一电子元件位于该至少一保护环的至少之一所围绕的范围内。2.根据权利要求1所述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，该第一间隙的尺寸大于1μm且小于30μm。3.根据权利要求1所述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，该至少一保护环的高度大于1μm且小于100μm。4.根据权利要求1所述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，构成该至少一保护环的材料包括以下至少之一：铜、金、锡、铟、金合金、铜合金、锡合金以及铟合金。5.根据权利要求1所述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，构成该至少一保护环的材料包括以下至少之一：感光材料、光阻、SU8光阻以及压克力材料。6.根据权利要求1所述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，该至少一保护环的厚度大于1μm且小于100μm。7.根据权利要求1所述的具有半导体元件封装保护结构的堆栈芯片，其特征在于，该至少一电子元件包括一表面声波元件、一体声波元件、一微机电元件以及一陀螺仪元件中的至少之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖珮淳，丁柏玮，江志烽，吴玉凯，张宇凡，林瑞钦，蔡绪孝，林正国，
申请(专利权)人：稳懋半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71