一种半导体芯片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芯片的封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。其感知芯片（10）设置在中央，控制芯片（20）和被动元件（30）就近设置，通孔连接件（41）上下分别连接正面再布线金属结构（50）与背面再布线金属结构（80）；功能膜（70）通过粘黏胶层（60）覆盖正面再布线金属图形层（50），功能膜（70）包含至少一层滤光膜和镜头/镜头组（75），正面再布线金属结构（50）将金属柱（412）与控制芯片（20）、被动元件（30）连接，亦连接所述感知芯片（10）和控制芯片（20）；金属柱（412）将正面的电信号引导至整个封装结构的背面输出。其提供了一种实现感知功能模块领域薄型化系统级的封装结构。

A Packaging Structure for Semiconductor Chips

【技术实现步骤摘要】
一种半导体芯片的封装结构
本技术涉及一种半导体芯片的封装结构，属于半导体芯片封装

技术介绍
在当前的半导体封装技术中，系统级封装基于产品尺寸缩小、功能化等方面的特点，越来越受到终端用户的青睐。传统的系统级封装需要通过载板（通常为有机基板或陶瓷基板）将各类芯片、封装体和被动元件，通过表面贴装、引线键合和倒装回流方式集成在一起，从而形成具有一定输入/输出功能的系统或子系统模块。但是，随着终端对封装尺寸的更高更加严苛的要求，传统方案的系统级封装在很多的系统模块领域应用中受到了限制，尤其是在封装厚度方面，薄型化的系统级封装在感知功能模块领域的需求越来越迫切，势必需要有新的封装技术方案予以解决。
技术实现思路
本技术的目的在于克服传统的封装结构的不足，提供一种实现感知功能模块领域薄型化系统级封装的半导体芯片的封装结构，以提高封装结构的可靠性。本技术的目的是这样实现的：本技术一种半导体芯片封装结构，其包括感知芯片、控制芯片、被动元件，所述感知芯片的正面设有感知区域，感知区域的电路与感知芯片的芯片电极的电路设置于感知芯片的内部，所述控制芯片和被动元件均有若干个，其特征在于，其还包括包封体、通孔连接件、正面再布线金属结构、功能膜和背面再布线金属结构，所述感知芯片、控制芯片、通孔连接件、被动元件均被嵌入包封体内；所述感知芯片设置在中央，所述控制芯片和被动元件就近围绕感知芯片设置，所述通孔连接件包含若干个贯穿绝缘材料层的金属柱，其设置在控制芯片和/或被动元件的外围，其上下贯穿包封体，所述正面再布线金属结构通过金属柱与背面再布线金属结构连接；所述包封体的上表面覆盖正面再布线金属结构，其正面再布线金属结构开口露出感知芯片的感知区域，功能膜通过粘黏胶层覆盖正面再布线金属结构及正面再布线金属结构开口，所述功能膜包含至少一层滤光膜和镜头/镜头组，所述镜头/镜头组设置在所述感知芯片的感知区域的正上方的其中一层滤光膜内；所述感知芯片、控制芯片、被动元件通过正面再布线金属图形层之绝缘介电层开口与金属柱选择性连接；所述包封体的下表面覆盖背面再布线金属结构，金属柱将感知芯片、控制芯片、被动元件的正面的电信号引导至整个封装结构的背面，经背面再布线金属结构输出。本技术所述正面再布线金属结构包括至少一层绝缘介电层和至少一层正面再布线金属图形层，绝缘介电层和正面再布线金属图形层交叉层层交错设置，可以形成两层或两层以上的多层再布线金属图形层，再布线金属图形层彼此之间存在选择性电性连接，介电材料包裹再布线金属图形层和/或填充于相邻的再布线金属图形层之间形成绝缘介电层。本技术所述背面再布线金属结构包括至少一层绝缘介电层和至少一层正面再布线金属图形层，绝缘介电层和正面再布线金属图形层交叉层层交错设置，可以形成两层或两层以上的多层再布线金属图形层，再布线金属图形层彼此之间存在选择性电性连接，介电材料包裹再布线金属图形层和/或填充于相邻的再布线金属图形层之间形成绝缘介电层。本技术所述背面再布线金属结构设置背面再布线金属结构开口，其内设置金属电极，所述金属电极由内而外依次包括镍层、金层，或者由内而外依次包括镍层、钯层、金层。本技术所述感知芯片、控制芯片、被动元件、包封体、通孔连接件的上表面均与包封体的上表面齐平。本技术所述通孔连接件的上表面与包封体的上表面齐平，其下表面与包封体的下表面齐平。本技术所述镜头/镜头组设置在功能膜的中间层。本技术所述镜头组包括若干个阵列排布的镜头组单体，所示镜头组单体包括透镜、彩色滤光片、光电二极管，所述透镜将外界的光信息依次经过彩色滤光片、光电二极管后转换成电信号再传导至感知芯片或直接传导至控制芯片。本技术所述透镜为平凸透镜。有益效果本技术实现了芯片的全面包覆，芯片得到了妥善保护，不会产生崩边，开裂等物理缺陷，并减薄了封装厚度，实现了感知功能模块领域薄型化系统级封装。附图说明图1为本技术一种半导体芯片封装结构的实施例的剖面示意图；图2为本技术一种半导体芯片封装结构的另一实施例的剖面示意图；图3为图1和图2中透镜组单体的剖面示意图；图中：感知芯片10感知区域12控制芯片20被动元件30包封体40通孔连接件41正面再布线金属结构50粘黏胶层60功能膜70镜头/镜头组75背面再布线金属结构80化学镀金属电极90。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。实施例本技术一种半导体芯片封装结构，如图1所示，其包括感知芯片10、控制芯片20、被动元件30、包封体40、通孔连接件41、正面再布线金属结构50、功能膜70和背面再布线金属结构80，所述感知芯片10、控制芯片20、通孔连接件41、被动元件30均被嵌入包封体40内,且感知芯片10、控制芯片20、被动元件30、包封体40、通孔连接件41的上表面均与包封体40的上表面齐平，通孔连接件41上面连接正面再布线金属结构50，下面连接背面再布线金属结构80。包封材料的材质目前以环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂和不饱和聚酯树脂最为常用。包封材料包封、固化完成后，呈固状的包封体40，起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，同时可以起到防水、防潮、防震、防尘、散热、绝缘等作用。通常为了减小包封材料本身的热膨胀系数问题，提升结构的热机械可靠性，在包封材料内还添加有氧化硅、氮化硅等填充料。感知芯片10设置在中央，其正面设有感知区域12，感知区域12可以感知压力、温度、湿度等参数，感知区域12的电路与感知芯片10的芯片电极（未示出）的电路设置于感知芯片10的内部。控制芯片20和被动元件30均有若干个，就近围绕感知芯片10设置。控制芯片20包括但不限于电源控制芯片、变频器控制芯片、触摸屏控制芯片、步进电机控制芯片、充电控制芯片、降压控制芯片。被动元件30包括但不限于电容、电感、电阻。通孔连接件41设置在控制芯片20和/或被动元件30的外围，其上下贯穿包封体40。通孔连接件41包含若干个贯穿绝缘材料层414的金属柱412，其上表面与包封体40的上表面齐平，其下表面与包封体40的下表面齐平。绝缘材料层414与包封体40的材料可以是同一种材料，也可以根据实际需要确定。例如，绝缘材料层414可以采用FR4或FR5材料，其具有较高的机械性能和介电性能，较好的绝缘性能和耐热性及耐潮性，幷有良好的机械加工性。金属柱412的个数根据实际需要确定。正面再布线金属结构50覆盖包封体40的上表面，其正面再布线金属结构开口501露出感知芯片10的感知区域12。正面再布线金属结构50包括至少一层绝缘介电层和至少一层正面再布线金属图形层，绝缘介电层和正面再布线金属图形层交叉层层交错设置，可以形成两层或两层以上的多层再布线金属图形层，再布线金属图形层彼此之间存在选择性电性连接，以增强整个封装结构的输入输出功能。再布线金属图形层的材料包括但不限于铜、镍、锡、银。介电材料包裹再布线金属图形层和/或填充于相邻的再布线金属图形层之间形成绝缘介电层，起绝缘作用。图1和图2中以一层绝缘介电层51和一层正面再布线金属图形层53示意，绝缘介电层51形成若干个绝缘介电层开口511，露出控制芯片20的电极、被动元件30的电极、感知芯片10的电极和控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体芯片的封装结构，其包括感知芯片（10）、控制芯片（20）、被动元件（30），所述感知芯片（10）的正面设有感知区域（12），所述感知区域（12）的电路与感知芯片（10）的芯片电极的电路设置于感知芯片（10）的内部，所述控制芯片（20）和被动元件（30）均有若干个，其特征在于，其还包括包封体（40）、通孔连接件（41）、正面再布线金属结构（50）、功能膜（70）和背面再布线金属结构（80），所述感知芯片（10）、控制芯片（20）、通孔连接件（41）、被动元件（30）均被嵌入包封体（40）内；所述感知芯片（10）设置在中央，所述控制芯片（20）和被动元件（30）就近围绕感知芯片（10）设置，所述通孔连接件（41）包含若干个贯穿绝缘材料层（414）的金属柱（412），其设置在控制芯片（20）和/或被动元件（30）的外围，并上下贯穿包封体（40），所述正面再布线金属结构（50）通过金属柱（412）与背面再布线金属结构（80）连接；所述包封体（40）的上表面覆盖正面再布线金属结构（50），其正面再布线金属结构开口（501）露出感知芯片（10）的感知区域（12），所述感知芯片（10）、控制芯片（20）、被动元件（30）通过正面再布线金属图形层（53）与金属柱（412）选择性连接；功能膜（70）通过粘黏胶层（60）覆盖正面再布线金属结构（50）及正面再布线金属结构开口（501），所述功能膜（70）包含至少一层滤光膜和镜头/镜头组（75），所述镜头/镜头组（75）设置在所述感知芯片（10）的感知区域（12）的正上方的其中一层滤光膜内；所述包封体（40）的下表面覆盖背面再布线金属结构（80），金属柱（412）将感知芯片（10）、控制芯片（20）、被动元件（30）的正面的电信号引导至整个封装结构的背面，经背面再布线金属结构（80）输出。...

【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片的封装结构，其包括感知芯片（10）、控制芯片（20）、被动元件（30），所述感知芯片（10）的正面设有感知区域（12），所述感知区域（12）的电路与感知芯片（10）的芯片电极的电路设置于感知芯片（10）的内部，所述控制芯片（20）和被动元件（30）均有若干个，其特征在于，其还包括包封体（40）、通孔连接件（41）、正面再布线金属结构（50）、功能膜（70）和背面再布线金属结构（80），所述感知芯片（10）、控制芯片（20）、通孔连接件（41）、被动元件（30）均被嵌入包封体（40）内；所述感知芯片（10）设置在中央，所述控制芯片（20）和被动元件（30）就近围绕感知芯片（10）设置，所述通孔连接件（41）包含若干个贯穿绝缘材料层（414）的金属柱（412），其设置在控制芯片（20）和/或被动元件（30）的外围，并上下贯穿包封体（40），所述正面再布线金属结构（50）通过金属柱（412）与背面再布线金属结构（80）连接；所述包封体（40）的上表面覆盖正面再布线金属结构（50），其正面再布线金属结构开口（501）露出感知芯片（10）的感知区域（12），所述感知芯片（10）、控制芯片（20）、被动元件（30）通过正面再布线金属图形层（53）与金属柱（412）选择性连接；功能膜（70）通过粘黏胶层（60）覆盖正面再布线金属结构（50）及正面再布线金属结构开口（501），所述功能膜（70）包含至少一层滤光膜和镜头/镜头组（75），所述镜头/镜头组（75）设置在所述感知芯片（10）的感知区域（12）的正上方的其中一层滤光膜内；所述包封体（40）的下表面覆盖背面再布线金属结构（80），金属柱（412）将感知芯片（10）、控制芯片（20）、被动元件（30）的正面的电信号引导至整个封装结构的背面，经背面再布线金属结构（80）输出。2.根据权利要求1所述的半导体芯片的封装结构，其特征在于，所述正面再布线金属结构（50）包括至少一层绝缘介电层和至少一层正面再布线金属图形层，绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎，陈栋，陈锦辉，赖志明，
申请(专利权)人：江阴长电先进封装有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32