半导体器件的封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半导体器件的封装结构，包括含有功能面和与其相对的非功能面的芯片和正面含有围堰的基板，芯片的功能面与基板正面通过粘合剂键合，使围堰覆盖焊垫且围绕功能区，芯片周侧或芯片周侧及非功能面由塑封层包裹，基板背面形成有贯穿基板、围堰及粘合剂，并与所述芯片的焊垫电连接的导电结构。本实用新型专利技术封装结构为芯片功能区提供一空腔工作环境，可采用晶圆级封装，大大降低封装成本，且可避免在芯片上进行操作造成芯片上应力过大影像芯片的特性，提高可靠性；芯片周侧及非功能面包覆的塑封层，增加了芯片的机械强度及可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体封装结构，尤其是一种功能区需要空腔工作环境的半导体器件的封装结构。
技术介绍
一些半导体器件，功能元件需要空腔作为工作环境，以声表面滤波设备为例，被广泛用于射频RF和中频IF技术，其应用包括便携式电话机、无线电话机以及各种无线电设置。通过使用声表面滤波，对这些电子设备进行电信号的滤波、延时等处理。因声表面滤波产品性能和设计功能需求，需要保证滤波芯片功能区域不能接触任何物质，即芯片功能区需要提供空腔的工作环境。声表面波滤波器以钽酸锂作为衬底，对于目前芯片晶圆用特殊材料做衬底，其尺寸较小，仅有4寸或6寸晶圆产出，无法匹配目前成熟的8寸或12寸晶圆级的封装。故一般使用传统的单颗芯片封装方式，使用金属盖或陶瓷盖密封，封装成本高，封装体积大，封装重量沉，而且陶瓷基板与金属盖的平整度要求比较高，容易有封闭不良的情况。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出一种半导体器件的封装结构，具有封装成本低、封装体积小、封装重量轻、可靠性高、机械强度好等优点。本技术的技术方案是这样实现的：一种半导体器件的封装结构，包括含有功能面和与其相对的非功能面的芯片，所述芯片的功能面含有位于中部的功能区和位于四周的若干焊垫，还包括基板，所述基板正面含有围堰，所述芯片的功能面与所述基板正面通过粘合剂键合，使所述围堰覆盖所述焊垫且围绕所述功能区，所述芯片周侧或所述芯片周侧及非功能面由塑封层包裹，所述基板背面形成有贯穿基板、围堰及粘合剂，并与所述芯片的焊垫电连接的导电结构。进一步的，所述芯片为声表面波滤波芯片。进一步的，所述围堰的高度为5μm-15μm。进一步的，所述基板正面含有正对所述芯片功能区的凹槽。进一步的，所述围堰的高度1μm至10μm。进一步的，所述基板为硅基板、玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板中的一种或其它硬质基板。进一步的，所述导电结构为将所述芯片焊垫的电性引出至所述基板背面上的实心金属柱、空心金属柱、金属线路、金属层的一种或组合。进一步的，所述基板背面制作有金属重布线，所述金属重布线与所述导电结构电连接，且所述金属重布线上形成有用于电性导出的焊点。进一步的，去除所述基板背面四周靠近所述芯片四周焊垫的部分，形成了暴露所述芯片焊垫的槽形开口，所述导电结构为金属线路，该金属线路铺设于所述槽形开口的内壁上，并电连接所述芯片的焊垫。本技术的有益效果是：本技术提供一种半导体器件的封装结构，该封装结构将芯片含有焊垫及功能区的功能面与带围堰的基板进行键合，使芯片功能区落入围堰构成的空腔工作环境内，并在基板背面做开口暴露出焊垫，在开口内做导电结构将芯片焊垫的电性引到基板的背面，这样，可通过将分立芯片键合到大尺寸基板上，进行晶圆级封装，从而能确保每颗芯片为良品，提高产品良率，同时降低封装成本；焊垫电性通过导电结构引出至基板背面，避免了在芯片上进行操作造成芯片上应力过大影响芯片的特性，提高了可靠性；为了解决基板上的TSV制程中封装体的支撑力问题，在芯片四周形成了塑封层，可以增加芯片侧的机械强度，同时塑封层包覆芯片外侧提高了封装可靠性；为了降低芯片封装后面积尺寸，应尽量减小基板尺寸，并避免基板边缘突出于芯片，容易断裂或者增加封装应力，为此，对导电结构进行了优化设计，以克服容易断裂或者增加封装应力的问题。此外，基板较佳的采用硅基板，硅是热的良导体，可以明显改善导热性能，从而延长了器件的寿命；芯片非功能面与硅基板均可进行减薄，可以使封装后产品封装体积大大减小。附图说明图1为本技术封装结构(塑封层未示出)的俯视图；图2为本技术导电结构为金属层时图1中A-A’向剖面图；图3为本技术导电结构为金属层且在基板上设有凹槽时图1中A-A’向剖面图；图4为本技术导电结构为金属层且塑封层厚度超出基板边缘时图1中A-A’向剖面图；图5a为本技术导电结构为金属层时与焊垫连接的一实施例结构示意图(焊垫连接处放大)；图5b为本技术导电结构为金属层时与焊垫连接的另一实施例结构示意图(焊垫连接处放大)；图5c为本技术导电结构为金属层时与焊垫连接的又一实施例结构示意图(焊垫连接处放大)；图6为本技术导电结构为金属柱时图1中B-B’向剖面示意图；图7为本技术导电结构为金属柱且在基板背面设有金属重布线时图1中B-B’向剖面示意图；图8a为本技术导电结构为实心金属柱时与焊垫连接的放大结构示意图；图8b为本技术导电结构为空心金属柱时与焊垫连接的放大结构示意图；图8c为本技术导电结构为直孔金属层时与焊垫连接的放大结构示意图；图9为本技术导电结构为金属线路时图1中A-A’向剖面图；图10a为导电结构为金属线路时与焊垫连接的一实施例结构示意图(焊垫连接处放大)；图10b为导电结构为金属线路时与焊垫连接的另一实施例结构示意图(焊垫连接处放大)。结合附图，作以下说明：100-芯片，101-焊垫，102-功能区，200-基板，201-围堰，201a-围堰外沿，201b-围堰内沿，202-绝缘层，203-导电结构，204-保护层，205-焊点，206-粘结剂，207-空腔，208-凹槽，209-金属重布线，3-塑封层，4-槽形开口。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本技术的内容而非限制本技术的保护范围。如图1和图2所示，一种半导体器件的封装结构，包括含有功能面和与其相对的非功能面的芯片100，所述芯片的功能面含有位于中部的功能区102和位于四周的若干焊垫101，还包括基板200，所述基板正面含有围堰201，所述芯片的功能面与所述基板正面通过粘合剂206键合，使所述围堰覆盖所述焊垫且围绕所述功能区，参见图1中围堰外沿201a及围堰内沿201b，所述芯片周侧或所述芯片周侧及非功能面由塑封层3包裹，所述基板背面形成有贯穿基板、围堰及粘合剂，并与所述芯片的焊垫电连接的导电结构203；基板背面制作有金属重布线209，金属重布线分别连接各导电结构，金属重布线上设置焊点205。金属重布线包括为铜、镍、金、铝、镍磷、钯和钛中的一种的单层金属结构或几种的多层金属结构。导电结构或金属重布线上覆盖有保护层204，以避免金属线路暴露于空气环境，被氧化或腐蚀。上述封装结构中，将芯片含有焊垫及功能区的功能面与带围堰的基板进行键合，使芯片功能区落入围堰构成的空腔207工作环境内，即为芯片功能区提供了空腔的工作环境。且该封装结构制作时，可通过将若干分立芯片键合到大尺寸基板上，进行晶圆级封装，从而能确保每颗芯片为良品，提高产品良率，同时降低封装成本；焊垫电性通过导电结构及金属重布线引出至基板背面，避免了在芯片上进行操作造成芯片上应力过大影响芯片的特性，提高了可靠性；为了解决基板上的TSV制程中封装体的支撑力问题，在芯片四周形成了塑封层，且可以增加芯片侧的机械强度，方便制程，同时塑封层包覆芯片外侧提高了封装可靠性。作为一种优选实施例，该封装结构中的芯片为声表面波滤波芯片，然其应用不限于此，其他实施例中，该封装结构可应用于各种芯片功能区需要提供空腔工作环境的半导体器件，例如是有关于光电元件(opto-electronicdevices)、微机电系统(MicroEle本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的封装结构，包括含有功能面和与其相对的非功能面的芯片(100)，所述芯片的功能面含有位于中部的功能区(102)和位于四周的若干焊垫(101)，其特征在于：还包括基板(200)，所述基板正面含有围堰(201)，所述芯片的功能面与所述基板正面通过粘合剂(206)键合，使所述围堰覆盖所述焊垫且围绕所述功能区，所述芯片周侧或所述芯片周侧及非功能面由塑封层(3)包裹，所述基板背面形成有贯穿基板、围堰及粘合剂，并与所述芯片的焊垫电连接的导电结构(203)。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的封装结构，包括含有功能面和与其相对的非功能面的芯片(100)，所述芯片的功能面含有位于中部的功能区(102)和位于四周的若干焊垫(101)，其特征在于：还包括基板(200)，所述基板正面含有围堰(201)，所述芯片的功能面与所述基板正面通过粘合剂(206)键合，使所述围堰覆盖所述焊垫且围绕所述功能区，所述芯片周侧或所述芯片周侧及非功能面由塑封层(3)包裹，所述基板背面形成有贯穿基板、围堰及粘合剂，并与所述芯片的焊垫电连接的导电结构(203)。2.根据权利要求1所述的半导体器件的封装结构，其特征在于：所述芯片为声表面波滤波芯片。3.根据权利要求1所述的半导体器件的封装结构，其特征在于：所述围堰的高度为5μm-15μm。4.根据权利要求1所述的半导体器件的封装结构，其特征在于：所述基板正面含有正对所述芯片功能区的凹槽(208)。5.根据权利要求4所述的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晔晔，于大全，
申请(专利权)人：华天科技昆山电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32