压力传感器的封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种压力传感器的封装结构及其制造方法。压力传感器的封装结构，包括，压力传感器，包括感测外部压力的压敏结构和将感测到的压力信息转换成电信号的向外引出的电极；压敏结构和电极位于压力传感器的第一表面；绝缘层，其第一表面与压力传感器的第二表面相接触；与电极相互连接的第一金属凸块；通过一金属连接结构与对应的所述第一金属凸块相互连接的第二金属凸块；塑封体，用以全部包封第一金属凸块和金属连接结构，以及部分包封压力传感器，绝缘层和第二金属凸块，以将压力传感器的压敏结构区域裸露，以及将第二金属凸块和绝缘层裸露。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的封装制造技术，尤其涉及一种压力传感器的封装结构和封装方法。
技术介绍
利用半导体硅的压阻效应，即半导体硅在受到压力作用时，电阻或者电阻率会产生明显的变化的物理现象，压阻型压力传感器得到了迅速的发展和推广。压力传感器的核心是位于密封空腔上方的包括压阻电桥电路的薄膜结构。该压力传感器的压敏结构和电路均制作于器件上方，并且具有感知外界压力功能的薄膜结构不能倒置，使得这种结构的压力传感器只能通过引线键合的方式向外引出电信号。图1示出了常规压力传感器芯片封装的横截面侧视图的示意图100。在芯片载体上安装芯片102。键合引线106将芯片102的电极连接至外部引脚108。利用塑封材料来包封芯片102以形成塑封体110。塑封体110的开孔112将芯片102暴露于外部环境，并允许感测外部压力。而对于现代电子产品的封装而言，由于引线键合技术具有互连延时长，电感大，封装效率低，可靠性差，与晶圆级封装不兼容等缺点而不利于这种结构的压力传感器的制备。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新型的压力传感器的封装结构及制造方法，已解决现有技术中可靠性差，封装效率低等技术问题。一种压力传感器的封装结构的制造方法，用以对压力传感器进行封装，包括，在所述压力传感器的第一表面上的电极区域生长一组第一金属凸块；在所述压力传感器与第一表面相对的第二表面形成一绝缘层，以形成芯片载体结构；在一框架载体的第一表面生长一组第二金属凸块，并使得所述第二金属凸块的高度等于所述芯片载体结构的高度；将所述芯片载体结构放置于所述框架载体的第一表面；利用塑封材料包封所述芯片载体结构和所述第二金属凸块，并使所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上表面裸露，并将所述压力传感器的第一表面上的压敏结构区域裸露；利用金属连接结构将所述第一金属凸块和相应的所述第二金属凸块的裸露部分相互连接；利用塑封材料包封所述金属连接结构，以形成一塑封体，并将所述压力传感器的第一表面上的压敏结构区域裸露；将所述塑封体和所述框架载体进行分离，并将所述第二金属凸块的下表面裸露。优选地，所述框架载体的第一表面具有第一光滑度，以满足能够利用机械力将所述塑封体与所述框架载体进行剥离。优选地，将所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上表面裸露的步骤包括，利用塑封材料全部包封所述绝缘层，以及部分包封所述压力传感器、，以及所述第一金属凸块和所述第二金属凸块靠近所述载体框架的下部分，使得所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上部分裸露。优选地，将所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上表面裸露的步骤包括，利用塑封材料全部包封所述绝缘层、所述第一金属凸块和所述第二金属凸块、以及部分包封所述压力传感器；图案化的蚀刻所述塑封材料，使得所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的远离所述载体框架的上部分裸露。优选地，利用金属连接结构将所述第一金属凸块和相应的所述第二金属凸块相互连接的步骤，包括，利用电镀工艺在在裸露的所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上表面生成所述金属连接结构，以将所述第一金属凸块和所述第二金属凸块进行连接。优选地，利用金属连接结构将所述第一金属凸块和相应的所述第二金属凸块相互连接的步骤，包括，在裸露的所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上方生长掩膜层；图案化的蚀刻所述掩膜层，以暴露所述第一金属凸块和所述第二金属凸块；在裸露的所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上方生长所述金属连接结构；移除所述掩膜层。优选地，将所述塑封体和所述框架载体进行分离，并将所述第二金属凸块的下表面裸露的步骤后，还包括，在裸露的所述第二金属凸块的下表面生长焊接电极。 一种压力传感器的封装结构，其特征在于，包括，压力传感器，包括感测外部压力的压敏结构和将感测到的压力信息转换成电信号的向外引出的电极;所述压敏结构和所述电极位于所述压力传感器的第一表面；绝缘层，所述绝缘层的第一表面与所述压力传感器的第二表面相接触，所述压力传感器的第二表面与所述压力传感器的第一表面相对；第一金属凸块，与所述电极相互连接;所述第一金属凸块、所述绝缘层和所述压力传感器形成以芯片载体结构；第二金属凸块，通过一金属连接结构与对应的所述第一金属凸块相互连接；塑封体，用以全部包封所述第一金属凸块和所述金属连接结构，以及部分包封所述压力传感器，所述绝缘层和所述第二金属凸块，以将所述压力传感器的压敏结构区域裸露，以及将所述第二金属凸块和所述绝缘层裸露。优选地，所述封装结构还包括位于裸露的所述第二金属凸块上的焊接电极。优选地，所述第二金属凸块的高度等于所述芯片载体结构的高度。优选地，所述绝缘层的第二表面裸露，所述绝缘层的第二表面与所述绝缘层的第一表面相对。优选地，所述第二金属凸块与所述绝缘层共平面的一表面裸露。依据本专利技术实施例的，相对于现有技术来说，由于无需使用预成型的引线框架，封装芯片的引脚在封装的过程中形成，有利于封装的灵活设计，无需键合引线，封装电阻低，可适应于高焊盘密度的芯片的封装以及有利于实现自动化封装，提高生产效率。根据该实施例的不仅可以实现晶片级封装，而且进一步可以省去引线框架和键合线，大大提高了压力传感器的封装结构的可靠性。在该方法中，利用第一金属凸块、金属连接结构和第二金属凸块代替引线框架和键合线，实用压力传感器的电极与外部电路之间的导电路径，并且可以直接利用金属凸块直接作为引脚。【附图说明】图1所示为依据现有技术的常规压力传感器芯片封装的横截面侧视图的示意图；图2A至2H示出根据本专利技术一实施例的压力传感器的封装结构的制造方法的各个步骤的截面图。【具体实施方式】以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在本申请中，“A直接位于B中”表示A位于B中，并且A与B直接邻接，而非A位于B中形成的掺杂区中。在本申请中，术语“封装结构”指在制造封装组件的各个步骤中形成的整个封装结构的统称，包括已经形成的所有层或区域。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图2A至2H示出根据本专利技术一实施例的压力传感器的封装结构的制造方法的各个步骤的截面图。在图2A所示的步骤中，压力传感器21包括感测外部压力的压敏结构和将感测到的压力信息转换成电信号的向外引出的电极(图中未示出)；压敏结构21-1和电极均位于压力传感器21的第一表面A，与第一表面A相对的表面为第二表面B。首先，在压力传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器的封装结构的制造方法，用以对压力传感器进行封装，其特征在于，包括，在所述压力传感器的第一表面上的电极区域生长一组第一金属凸块；在所述压力传感器与第一表面相对的第二表面形成一绝缘层，以形成芯片载体结构；在一框架载体的第一表面生长一组第二金属凸块，并使得所述第二金属凸块的高度等于所述芯片载体结构的高度；将所述芯片载体结构放置于所述框架载体的第一表面；利用塑封材料包封所述芯片载体结构和所述第二金属凸块，并使所述第一金属凸块和所述第二金属凸块的上表面裸露，并将所述压力传感器的第一表面上的压敏结构区域裸露；利用金属连接结构将所述第一金属凸块和相应的所述第二金属凸块的裸露部分相互连接；利用塑封材料包封所述金属连接结构，以形成一塑封体，并将所述压力传感器的第一表面上的压敏结构区域裸露；将所述塑封体和所述框架载体进行分离，并将所述第二金属凸块的下表面裸露。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尤文胜，
申请(专利权)人：合肥祖安投资合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：安徽;34