CN116564898A - 封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种封装结构，包括基座、芯片、密封环、上盖以及加强部。芯片设置于基座上并与基座电性连接。密封环设置于基座上。上盖设置于密封环上且覆盖芯片。加强部设置于基座或上盖。密封环使封装结构具有气密空腔，且密封环包围芯片与加强部。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有加强部的封装结构。
背景技术
在目前的封装结构中，基座(base)与上盖(lid)之间常藉由接合材料(如金属材料或玻璃料)以平面对平面的方式进行接合，然而，前述接合方式具有表面接合力较弱的问题，因此当有应力产生时基座与上盖容易分离，进而提升封装结构的损坏机率。
发明内容
本发明提供一种封装结构，可以提升接合力，降低其损坏机率。
本发明的一种封装结构，包括基座、芯片、密封环、上盖以及加强部。芯片设置于基座上并与基座电性连接。密封环设置于基座上。上盖设置于密封环上且覆盖芯片。加强部设置于基座或上盖。密封环使封装结构具有气密空腔，且密封环包围芯片与加强部。
在本发明的一实施例中，上述的基座具有凹槽以及围绕凹槽的框架。芯片位于凹槽内，且密封环设置于框架上。
在本发明的一实施例中，上述的加强部的高度与密封环的高度的比值介于1/4至1/3之间。
在本发明的一实施例中，上述的加强部的宽度与密封环的宽度的比值介于1/2至1/3之间。
在本发明的一实施例中，上述的密封环包覆上盖的部分侧壁。
在本发明的一实施例中，上述的加强部凸设于上盖或基座上。
在本发明的一实施例中，上述的加强部嵌设于上盖或基座内。
在本发明的一实施例中，以俯视观之，上述的加强部为对应密封环的封闭式环形轮廓。
在本发明的一实施例中，以俯视观之，上述的加强部由多段轮廓所构成，且相邻轮廓之间具有间隙，部分密封环位于间隙内。
在本发明的一实施例中，上述的加强部与密封环、上盖或基座三者中之任一者为一体成型结构。
基于上述，本发明藉由加强部的设计，增加基座与上盖之接合面的接合表面积与表面接合强度，提升整体结构抵抗应力之能力，因此当有应力产生时基座与上盖较不易分离，进而降低封装结构的损坏机率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A、图2A、图3、图4、图5、图6是本发明一些实施例的封装结构的剖面示意图。
图1B、图1C是图1A的一些实施例的俯视示意图。
图2B、图2C是图2A的一些实施例的俯视示意图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
以下将参考图式来全面地描述本发明的例示性实施例，但本发明还可按照多种不同形式来实施，且不应解释为限于本文所述的实施例。在图式中，为了清楚起见，各区域、部位及层的大小与厚度可不按实际比例绘制。为了方便理解，下述说明中相同的元件将以相同之符号标示来说明。
本文所使用之方向用语(例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅作为参看所绘图式使用且不意欲暗示绝对定向。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
图1A、图2A、图3、图4、图5、图6是本发明一些实施例的封装结构的剖面示意图。图1B、图1C是图1A的一些实施例的俯视示意图。图2B、图2C是图2A的一些实施例的俯视示意图。应说明的是，为了清楚说明，图2B与图2C省略绘示上盖、胶与芯片。
请参考图1A、图1B与图1C，本实施例的封装结构100包括基座110、芯片120、密封环130、上盖140以及加强部150，其中芯片120设置于基座110上并与基座110电性连接，密封环130设置于基座110上，上盖140设置于密封环130上且覆盖芯片120。此外，在本实施例中，加强部150设置于上盖140，密封环130使封装结构100具有气密空腔C，且密封环130包围芯片120与加强部150。据此，本实施例藉由加强部150的设计，增加基座110与上盖140之接合面的接合表面积与表面接合强度，提升整体结构抵抗应力之能力，因此当有应力产生时基座110与上盖140较不易分离，进而降低封装结构100的损坏机率。进一步而言，在相同条件下，将具有加强部的封装结构与不具有加强部的封装结构进行测试施加外力100帕(Pa)比较同一位置的应力时，以最大应力位置来看，接合介面产生的应力(剪力)由61帕下降至44帕，证明本实施例藉由加强部150的设计可以有效地提升封装结构100抵抗应力之能力。应说明的是，在其他实施例中会进一步说明加强部设置于基座之态样。
在本实施例中，加强部150可以是凸设于上盖140上，且加强部150可以是以凸块形式设置，因此加强部150可以进一步阻挡由封装结构100的边缘而来的应力，但本发明不限于此，在其他实施例中，加强部150可以具有不同实施态样。在此，加强部150可以是额外设置于上盖140上的元件(材料例如是钨(W)、石英、陶瓷或金属(例如是Kovar Alloy))，但本发明不限于此。
在一些实施例中，加强部150的高度150h与密封环130的高度130h的比值介于1/4至1/3之间(如图1A所示)，且加强部150的宽度150w与密封环130的宽度130w的比值介于1/2至1/3之间(如图1B与图1C所示)，但本发明不限于此，前述高度与宽度皆可以视实际设计上的需求进行调整。
在一些实施例中，基座110的材料包括陶瓷、石英、PCB或金属(例如是KovarAlloy)，而上盖140的材料包括金属(例如是铁(Fe)、钴(Co)或镍(Ni))、石英、PCB或陶瓷。举例而言，本实施例的封装结构100系使用陶瓷基座110与金属上盖140之结构，因此上盖140可以是平板状，但本发明不限于此，在其他实施例中，基座110与上盖140可以选择其他材料所制成。此外，芯片120例如是石英芯片(quartz blank)或其他适宜的芯片，而密封环130的材料例如是金属材料或玻璃料(glass frit)，其中金属材料例如是金/锡合金(Au/Sn)。
在一些实施例中，基座110具有凹槽112以及围绕凹槽112的框架114，芯片120位于凹槽112内，且密封环130设置于框架114上。在此，芯片120可以藉由胶(glue)160设置于凹槽112内的接合垫(mount pad)111上，其中胶160例如是银胶，但本发明不限于此。
在一些实施例中，由于密封环130可以藉由加热融化前述材料所形成，因此密封环130可以包覆上盖140的部分侧壁140s，但本发明不限于此。
在一些实施例中，如图1B所示，以俯视观之，加强部150为对应密封环130的封闭式环形轮廓(例如是矩形轮廓)，但本发明不限于此，在替代实施例中，如图1C所示，在封装结构100A中，以俯视观之，加强部150A由多段轮廓所构成，且相邻轮廓之间具有间隙150g，部分密封环130位于间隙150g内。
在此必须说明的是，以下实施例沿用上述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明，关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
请参考图2A，相较于图1A的封装结构100而言，本实施例的封装结构200的加强部250凸设于基座110上。此外，在本实施例中，如图2B所示，以俯视观之，加强部250为对应密封环130的封闭式环形轮廓，但本发明不限于此，在替代实施例中，如图2C所示，在封装结构200A中，以俯视观之，加强部250A由多段轮廓所构成，且相邻轮廓之间具有间隙250g，部分密封环130位于间隙250g内，但本发明不限于此。
请参考图3，相较于图1A的封装结构100而言，本实施例的封装结构300的加强部350嵌设于上盖340。进一步而言，加强部350可以藉由密封环330填入上盖340的槽340a所形成，因此加强部350与密封环330可以是一体成型结构，但本发明不限于此。此外，嵌设的加强部350亦可以具有类似于加强部150之封闭式环形轮廓或多段轮廓的设置方式。
请参考图4，相较于图3的封装结构300而言，本实施例的封装结构400的加强部450嵌设于基座410。进一步而言，加强部450可以藉由密封环430填入基座410的框架414的槽414a所形成，因此加强部450与密封环430可以是一体成型结构，但本发明不限于此。此外，嵌设的加强部450亦可以具有类似于加强部250之封闭式环形轮廓或多段轮廓的设置方式。
请参考图5，相较于图2A的封装结构200而言，本实施例的封装结构500使用石英基座510与石英上盖540之结构，因此上盖540可以是倒U型。此外，本实施例的封装结构500的加强部550可以是基座510藉由蚀刻方式所形成，因此加强部550与基座510可以是一体成型结构，换句话说，加强部550与基座510所使用的材料会相同，但本发明不限于此。
在本实施例中，基座510与上盖540之间具有凹凸互补接合介面，亦即上盖540上会有对应基座510的加强部的凹陷。此外，基座510与上盖540之间的密封环530例如是使用金属膜接合(metal film bonding)，其中金属例如是Au或AuSn，但本发明不限于此。
请参考图6，相较于图5的封装结构500而言，本实施例的封装结构600的基座610与上盖640之间具有阶梯状(step)的凹凸互补接合介面。此外，本实施例的封装结构600的加强部650可以是上盖640藉由蚀刻方式所形成，因此加强部650与上盖640可以是一体成型结构，换句话说，加强部650与上盖640所使用的材料会相同，但本发明不限于此。
应说明的是，上述各个态样的密封环皆可以包围加强部，且本发明不限制上述实施态样，只要封装结构中具有设置于基座或上盖的加强部，密封环使封装结构具有气密空腔，且密封环包围芯片与加强部皆属于本发明的保护范围。
综上所述，本发明藉由加强部的设计(设置于基座或上盖)，增加基座与上盖之接合面的接合表面积与表面接合强度，提升整体结构抵抗应力之能力，因此当有应力产生时基座与上盖较不易分离，进而降低封装结构的损坏机率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种封装结构，其特征在于，包括：
基座；
芯片，设置于所述基座上并与所述基座电性连接；
密封环，设置于所述基座上；
上盖，设置于所述密封环上且覆盖所述芯片；以及
加强部，设置于所述基座或所述上盖，其中所述密封环使所述封装结构具有气密空腔，且所述密封环包围所述芯片与所述加强部。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述基座具有凹槽以及围绕所述凹槽的框架，所述芯片位于所述凹槽内，且所述密封环设置于所述框架上。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加强部的高度与所述密封环的高度的比值介于1/4至1/3之间。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加强部的宽度与所述密封环的宽度的比值介于1/2至1/3之间。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述密封环包覆所述上盖的部分侧壁。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加强部凸设于所述上盖或所述基座上。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加强部嵌设于所述上盖或所述基座内。
8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，以俯视观之，所述加强部为对应所述密封环的封闭式环形轮廓。
9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，以俯视观之，所述加强部由多段轮廓所构成，且相邻所述轮廓之间具有间隙，部分所述密封环位于所述间隙内。
10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述加强部与所述密封环、所述上盖或所述基座三者中之任一者为一体成型结构。
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