本發(fā)明實施例涉及半導體封裝技術(shù)，尤其涉及一種微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

微機電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)傳感器是采用微電子和微機械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器。與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn)智能化的特點。

在消費電子、智能終端和可穿戴產(chǎn)品等領域應用中，要求MEMS傳感器尺寸和成本進一步降低，同時提高集成度和性能，傳統(tǒng)的封裝形式越來越難以滿足要求。以硅通孔(Through Silicon Via，TSV)技術(shù)為主的三維封裝集成技術(shù)在MEMS領域引起很大關(guān)注，但是目前采用TSV工藝會大幅增加MEMS傳感器的成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)及方法，以提供一種工藝成本低、封裝尺寸小的封裝方案。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)包括：

第一器件、第二器件和塑封層；

所述第一器件的第一表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述第二器件通過粘結(jié)層固定于所述第一區(qū)域；

所述塑封層覆蓋所述第二區(qū)域與所述第二器件；所述塑封層的外表面上形成有第一連接孔和第二連接孔；所述第二區(qū)域的第一連接線通過所述第一連接孔延伸到所述塑封層外表面；所述第二器件表面的第二連接線通過所述第二連接孔延伸到所述塑封層的外表面。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種微機電系統(tǒng)器件封裝方法，所述方法包括：

第一器件的第一表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；

將第二器件通過粘結(jié)層固定于所述第一區(qū)域；

形成塑封層，所述塑封層覆蓋所述第二區(qū)域與所述第二器件；

在所述塑封層外表面上形成第一連接孔和第二連接孔；所述第二區(qū)域的第一連接線通過所述第一連接孔延伸到所述塑封層外表面；所述第二器件表面的第二連接線通過所述第二連接孔延伸到所述塑封層外表面。

本發(fā)明實施例提供的封裝結(jié)構(gòu)，第二器件通過粘結(jié)層固定于第一區(qū)域，塑封層覆蓋所述第二區(qū)域與所述第二器件，塑封層的外表面上形成有第一連接孔和第二連接孔，第二區(qū)域的第一連接線通過第一連接孔延伸到塑封層外表面，第二器件表面的第二連接線通過第二連接孔延伸到塑封層的外表面，通過將第一器件與第二器件疊放在一起，并在塑封層塑封后，通過在塑封層上打孔，使第一器件與第二器件的引線可以延伸到塑封層表面，相對于傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)無需制作TSV孔，降低了工藝難度與成本，并且采用疊放的結(jié)構(gòu)，減小了封裝尺寸。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一中的一種微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例二中的一種微機電系統(tǒng)器件封裝方法的流程圖；

圖3a是本發(fā)明實施例二中的第一器件與第二器件貼合示意圖；

圖3b是本發(fā)明實施例二中的塑封示意圖；

圖3c是本發(fā)明實施例二中的開孔示意圖；

圖3d是本發(fā)明實施例二中的再布線層及焊盤示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

實施例一

圖1是本發(fā)明實施例一中的一種微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖1，所述微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)包括：第一器件10、第二器件20和塑封層30；

第一器件10的第一表面11包括第一區(qū)域110和第二區(qū)域120；第二器件20通過粘結(jié)層40固定于第一區(qū)域110。

塑封層30覆蓋第二區(qū)域120與第二器件20；塑封層30的外表面上形成有第一連接孔31和第二連接孔32，第二區(qū)域120的第一連接線121通過第一連接孔31延伸到塑封層30外表面，第二器件20表面的第二連接線21通過第二連接孔32延伸到塑封層30的外表面。

其中，第一器件10的尺寸大于第二器件20的尺寸，第一器件10可以為專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片，第二器件20可以為MEMS器件。第一表面11的第一區(qū)域110可以位于第一表面11的中央?yún)^(qū)域或邊角區(qū)域等，可以根據(jù)第一器件10與第二器件20的尺寸及形狀等進行選擇，并不做具體限定。塑封層30可以采用一般的塑封材料，如聚合物或干膜等。粘結(jié)層40可以為膠層。第一連接線121和第二連接線21可以包括多條子連接線，相應的第一連接孔31和第二連接孔32可以包括多個子連接孔，一個連接孔對應一條連接線，圖1中僅示例性的示出了第一連接線121、第二連接線21、第一連接孔31以及第二連接孔32，并非對本發(fā)明的限定。另外，塑封層30表面還可以制作焊盤，分別與第一連接孔31和第二連接孔32連接，以便于封裝結(jié)構(gòu)與外部器件連接。

本實施例通過將第一器件10與第二器件20疊放在一起，在塑封層30塑封后，通過在塑封層30上打孔，使第一器件10與第二器件20的引線可以延伸到塑封層30表面。本實施例的方案相對于傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)無需制作TSV孔，降低了工藝難度與成本，并且通過采用疊放的結(jié)構(gòu)，減小了封裝尺寸。

具體的，第一連接孔31和第二連接孔32內(nèi)至少部分填充有金屬。具體的，若連接孔內(nèi)部全部填滿金屬，則可能帶來產(chǎn)生應力集中問題，不適用于對應力敏感的傳感器。因此，若第一器件10和第二器件20對應力不敏感，則可以將第一連接孔31和第二連接孔32填滿或部分填充金屬；若第一器件10和第二器件20對應力敏感，則需要將第一連接孔31和第二連接孔32內(nèi)部分填充金屬。

可選的，參考圖1，所述封裝結(jié)構(gòu)還可以包括：形成于塑封層30上的再布線層50、第一焊盤61和第二焊盤62。其中，再布線層50包括第三連接線51和第四連接線52，第三連接線51一端與第一焊盤61連接，另一端與第一連接孔31連接，第四連接線52一端與第二焊盤62連接，另一端與第二連接孔32連接。需要說明的是，第三連接線51和第四連接線52也可以包括多條子連接線，圖1中僅示例性的示出了第三連接線51和第四連接線52，并非對本發(fā)明的限定。

具體的，通過設置再布線層50，使得第一焊盤61和第二焊盤62的位置排布更加靈活，可以使得封裝結(jié)構(gòu)的外觀更美觀，焊盤的排布更便于封裝結(jié)構(gòu)與外部器件連接。

可選的，參考圖1，所述封裝結(jié)構(gòu)還可以包括：覆蓋再布線層50的絕緣層70。具體的，絕緣層70不覆蓋第一焊盤61和第二焊盤62，通過設置絕緣層70，使得封裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)部引線等均被覆蓋，使得封裝結(jié)構(gòu)更加安全美觀。

另外，參考圖1，所述封裝結(jié)構(gòu)還可以包括：形成于第一焊盤61上的第一焊球81和形成于第二焊盤62上的第二焊球82。具體的，通過設置第一焊球81和第二焊球82，便于封裝結(jié)構(gòu)與其他封裝結(jié)構(gòu)之間連接。

本發(fā)明實施例提供的封裝結(jié)構(gòu)，通過將第一器件與第二器件疊放在一起，并在塑封層塑封后，通過在塑封層上打孔，使第一器件與第二器件的引線可以延伸到塑封層表面，相對于傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)無需制作TSV孔，降低了工藝難度與成本，并且采用疊放的結(jié)構(gòu)，減小了封裝尺寸。

實施例二

圖2是本發(fā)明實施例二中的一種微機電系統(tǒng)器件封裝方法的流程圖，參考圖2，所述微機電系統(tǒng)器件封裝方法具體可以包括：

步驟201、將第二器件通過粘結(jié)層固定于第一器件第一表面的第一區(qū)域。

圖3a是本發(fā)明實施例二中的第一器件與第二器件貼合示意圖，參考圖3a，第一器件10的第一表面11包括第一區(qū)域110和第二區(qū)域120。第一器件10的第一區(qū)域120設置有與第一器件11連接的第一連接線121，用于與外部器件連接；第二器件20表面設置有與第二器件20連接的第二連接線21，用于與外部器件連接。粘結(jié)層40可以為膠層，用于將第二器件20貼合到第一器件10表面。

步驟202、形成塑封層。

圖3b是本發(fā)明實施例二中的塑封示意圖，參考圖3b，塑封層30覆蓋第二區(qū)域120與第二器件20，可以通過整體模壓塑封工藝對第一器件10和第二器件20進行塑封。

步驟203、在所述塑封層外表面上形成第一連接孔和第二連接孔。

圖3c是本發(fā)明實施例二中的開孔示意圖，參考圖3c，第二區(qū)域120的第一連接線121通過第一連接孔31延伸到塑封層30外表面；第二器件20表面的第二連接線21通過第二連接孔32延伸到塑封層30外表面。

具體的，在塑封層30外表面上形成第一連接孔31和第二連接孔32包括：在所述第一連接孔31和第二連接孔32內(nèi)至少部分填充金屬。

圖3d是本發(fā)明實施例二中的再布線層及焊盤示意圖，可選的，參考圖3d，所述方法還可以包括：在塑封層30上形成再布線層50、第一焊盤61和第二焊盤62。再布線層50包括第三連接線51和第四連接線52。第三連接線51一端與第一焊盤61連接，另一端與第一連接孔31連接；第四連接線52一端與第二焊盤62連接，另一端與第二連接孔32連接。

另外，參考圖3d，所述方法還可以包括：形成覆蓋再布線層50的絕緣層70?？蛇x的，還可以在第一焊盤61上形成第一焊球，并在第二焊盤62上形成第二焊球。具體的，第一焊球和第二焊球可以采用植球或印刷錫膏回流制作。

本發(fā)明實施例提供的封裝方法，通過將第一器件與第二器件疊放在一起，并在塑封層塑封后，通過在塑封層上打孔，使第一器件與第二器件的引線可以延伸到塑封層表面，相對于傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)無需制作TSV孔，降低了工藝難度與成本，并且采用疊放的結(jié)構(gòu)，減小了封裝尺寸。

本實施例提供的微機電系統(tǒng)器件封裝方法，與本發(fā)明任意實施例所提供的微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)屬于同一發(fā)明構(gòu)思，具有相應的有益效果。未在本實施例中詳盡描述的技術(shù)細節(jié)，可參見本發(fā)明任意實施例提供的微機電系統(tǒng)器件封裝結(jié)構(gòu)。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術(shù)人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。