芯片封装结构、形成方法及电子设备技术

一种芯片封装结构、形成方法及电子设备，封装结构包括半导体基底，所述半导体基底的第一表面上贴装有至少第一芯片和第二芯片；位于所述半导体基底第一表面上的保护结构，所述保护结构包括至少第一空间和第二空间，所述第一空间为第一凹槽，所述第二空间为一密闭空腔，所述第一凹槽的底部到开口的第一深度大于所述密闭空腔内底部到顶部的第二深度；所述第一芯片位于所述第一凹槽的底部，所述第二芯片位于所述密闭空腔的底部。通过第一深度大于第二深度的第一凹槽和密闭空腔，可以实现位于第一凹槽内的第一芯片裸露以实现透光，同时对气密性有要求的第二芯片仍然在密闭空腔内，以满足气密性要求。气密性要求。气密性要求。

【技术实现步骤摘要】
芯片封装结构、形成方法及电子设备


[0001]本申请涉及半导体封装领域，具体涉及一种芯片封装结构、形成方法及电子设备。

技术介绍

[0002]随着电子芯片的集成度越来越高，芯片封装的复杂度不断提高。不同功能的芯片对封装的要求也不同，有些芯片对气密性要求较高，需要气密性封装，有些芯片要求曝光性较好，需要裸露。
[0003]现有技术中，对于同时要求气密性和曝光性的芯片，在进行封装时通常是在PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)上使用环氧树脂围堰形成特定的密闭空间，并通过玻璃盖形成特定的曝光区间，以满足芯片气密性和曝光性的要求。基板工艺实现的芯片集成，其封装体积较大、集成度较低、且环氧树脂空腔无法到达气密性需求。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种芯片封装结构、形成方法及电子设备，以解决现有的芯片同时要求气密性和曝光性时，基板封装的体积较大、集成度较低、且环氧树脂空腔无法到达气密性需求的问题。
[0005]本申请提供的一种芯片封装结构，所述芯片封装结构包括：半导体基底，所述半导体基底的第一表面上贴装有至少第一芯片和第二芯片；位于所述半导体基底第一表面上的保护结构，所述保护结构包括至少第一空间和第二空间，所述第一空间为第一凹槽，所述第二空间为一密闭空腔，所述第一凹槽的底部到开口的第一深度大于所述密闭空腔内底部到顶部的第二深度；所述第一芯片位于所述第一凹槽的底部，所述第二芯片位于所述密闭空腔的底部。
[0006]可选的，所述保护结构的材料与所述半导体基底的材料相同。
[0007]可选的，在所述第一凹槽和/或所述密闭空腔的至少部分内壁表面上形成有屏蔽层。
[0008]可选的，所述第一芯片为光传感芯片或气体传感芯片；所述第二芯片为以下器件中的至少一种：垂直腔面发射激光器、红外激光器和气体发射器。
[0009]可选的，当所述第一芯片为所述光传感芯片时，所述第一凹槽的顶部开口上具有滤波片，且所述滤波片高于所述密闭空腔的顶部，并贴装对应的镜头。
[0010]可选的，所述第二空间为第二凹槽；所述滤波片覆盖所述第二凹槽的顶部开口。
[0011]可选的，所述半导体基底的第一表面上形成有塑封层，所述塑封层至少覆盖所述保护结构的侧壁。
[0012]可选的，所述芯片还包括至少一第三芯片，所述半导体基底上贴装有所述第三芯片，所述第三芯片塑封在所述保护结构的外部，所述塑封层还覆盖所述第三芯片。
[0013]可选的，当所述第一芯片为飞行时间传感芯片、所述第二芯片为垂直腔面发射激光器时，所述第三芯片包括驱动器和图像信号处理器。
[0014]可选的，所述半导体基底内形成有电连接结构，所述第一芯片和第二芯片分别电连接至所述电连接结构；所述半导体基底还包括与所述第一表面相对的第二表面；所述形成方法还包括：在所述半导体基底的第二表面形成电连接触点，以将所述第一芯片和所述第二芯片的信号引出。
[0015]可选的，所述半导体基底以及所述保护结构均为晶圆级尺寸，所述芯片封装结构通过晶圆级封装技术封装形成。
[0016]本申请还提供一种芯片封装结构的形成方法，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的第一表面上贴装有至少第一芯片和第二芯片；提供保护结构，所述保护结构内形成有至少第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的深度大于所述第二凹槽的深度；将所述保护结构的凹槽开口所在侧固定于所述半导体基底的第一表面，使得所述第一芯片位于所述第一凹槽内，所述第二芯片位于所述第二凹槽内，对应形成两个密闭的第一空间和第二空间，所述第一空间的顶部高于所述第二空间的顶部；对所述保护结构进行整面减薄，直至至少暴露出所述第一空间内部。
[0017]可选的，所述提供保护结构，所述保护结构内形成有至少第一凹槽和第二凹槽的步骤，包括：提供保护基底；通过控制不同的刻蚀时间或刻蚀速度刻蚀所述保护基底，在所述保护基底内形成所述第一凹槽和第二凹槽以形成所述保护结构。
[0018]可选的，所述将所述保护结构的凹槽开口所在侧固定于所述半导体基底的第一表面的步骤，包括：在所述保护结构的开口所在侧表面和/或所述半导体基底的第一表面的对应位置处形成键合层；通过所述键合层以实现将所述保护结构的凹槽开口所在侧表面与所述半导体基底的第一表面键合连接。
[0019]可选的，所述对所述保护结构进行整面减薄的方法包括：在所述半导体基底的第一表面形成塑封层，所述塑封层至少覆盖所述保护结构的侧壁；沿所述塑封层表面朝向所述半导体基底方向进行减薄，直至暴露出所述第一空间内部。
[0020]可选的，所述形成方法还包括：继续减薄，直至暴露出所述第二空间内部。
[0021]可选的，所述半导体基底以及所述保护基底均为晶圆级尺寸；通过所述的形成方法形成多个晶圆级分布的芯片封装结构后，进行切割，形成多个独立的芯片封装结构。
[0022]本申请还提供一种电子设备，包括所述的芯片封装结构。
[0023]一种芯片封装结构、形成方法及电子设备，通过第一深度和第二深度不同的第一凹槽和密闭空腔，将不同电路功能的第一芯片和第二芯片分别包围在不同深度的第一凹槽和密闭空腔内，可以实现第一芯片裸露以实现透光，同时对气密性有要求的第二芯片仍然在密闭空腔内，以满足气密性要求。
[0024]进一步的，由于半导体基底和保护结构材料相同，CTE(热膨胀系数)匹配远优于PCB板，且密闭空腔内的气密性远大于环氧树脂空腔的气密性。
[0025]进一步的，在塑封后再将所述第一凹槽的顶部进行整面减薄至暴露出所述第一芯片，防止减薄时保护结构发生移动，影响气密性，且整面减薄时不受后续制程影响，比如重布线制程。
[0026]进一步的，当第二空间为第二凹槽时，由于第一凹槽和第二凹槽具有槽内高度差异，通过设定不同减薄截止层，可以实现两个透光需求的凹槽。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请一实施例的芯片封装结构的形成方法的流程示意图；
[0029]图2～图10为本申请一实施例的芯片封装结构的形成过程的结构示意图；
[0030]图11～图15为本申请一实施例的芯片封装结构的示意图。
具体实施方式
[0031]如
技术介绍
中所述，现有技术中，在进行封装时通常是在PCB基板上，使用环氧树脂围堰形成特定的密闭空间，并通过玻璃盖形成特定的曝光区间，以满足芯片气密性和曝光性的要求。基板工艺实现的芯片集成，其封装体积较大、集成度较低、且环氧树脂空腔无法到达气密性需求。为此，专利技术人提出一种新的芯片封装结构的形成方法，通过半导体基底和保护结构，所述保护结构包括至少第一空间和第二空间，所述第一空间为第一凹槽，所述第二空间为一密闭空腔，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装结构，其特征在于，所述芯片封装结构包括：半导体基底，所述半导体基底的第一表面上贴装有至少第一芯片和第二芯片；位于所述半导体基底第一表面上的保护结构，所述保护结构包括至少第一空间和第二空间，所述第一空间为第一凹槽，所述第二空间为一密闭空腔，所述第一凹槽的底部到开口的第一深度大于所述密闭空腔内底部到顶部的第二深度；所述第一芯片位于所述第一凹槽的底部，所述第二芯片位于所述密闭空腔的底部。2.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述保护结构的材料与所述半导体基底的材料相同。3.如权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，在所述第一凹槽和/或所述密闭空腔的至少部分内壁表面上形成有屏蔽层。4.如权利要求3所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一芯片为光传感芯片或气体传感芯片；所述第二芯片为以下器件中的至少一种：垂直腔面发射激光器、红外激光器和气体发射器。5.如权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，当所述第一芯片为所述光传感芯片时，所述第一凹槽的顶部开口上具有滤波片，且所述滤波片高于所述密闭空腔的顶部，并贴装对应的镜头。6.如权利要求5所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二空间为第二凹槽；所述滤波片覆盖所述第二凹槽的顶部开口。7.如权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于，所述半导体基底的第一表面上形成有塑封层，所述塑封层至少覆盖所述保护结构的侧壁。8.如权利要求7所述的芯片封装结构，其特征在于，所述芯片还包括至少一第三芯片，所述半导体基底上贴装有所述第三芯片，所述第三芯片塑封在所述保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：任玉龙，柳鹏，
申请(专利权)人：上海炬佑智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：