CN117038679A - 一种封装结构、封装方法、终端设备 - Google Patents

一种封装结构、封装方法、终端设备 Download PDF

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CN117038679A CN202210467059.6A CN202210467059A CN117038679A CN 117038679 A CN117038679 A CN 117038679A CN 202210467059 A CN202210467059 A CN 202210467059A CN 117038679 A CN117038679 A CN 117038679A
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Abstract

本申请公开了一种封装结构、封装方法、终端设备，封装结构包括层叠设置的第一介质层、基板和第二介质层，基板具有第一开口和第一焊盘，第一开口内设置有半导体芯片，降低由于基板和半导体芯片叠层设置造成的较厚的厚度，半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，第一介质层具有第二开口、第一接触和第二接触，第二开口暴露半导体芯片的功能区，第一焊盘和第二焊盘通过第一接触和第二接触电连接，也就是说第一介质层具有暴露半导体芯片功能区的第二开口，避免对于功能区的遮挡，利用接触实现对于半导体芯片的电引出，避免利用邦定线电引出半导体芯片造成的封装结构厚度较大，邦定线占用空间较大，寄生参数较大的问题。

Description

一种封装结构、封装方法、终端设备
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种封装结构、封装方法、终端设备。
背景技术
随着终端设备的发展，人们对终端设备的轻薄化、多功能集成化的要求日益提高，在终端设备的布局中，对光学模组的优化非常重要。光学模组可以是摄像头镜头模组或屏下光学指纹模组。光学模组中的器件被封装形成一个完整的封装结构，该封装结构的厚度是制约终端设备轻薄化的影响因素之一，即光学模组的厚度影响终端设备的厚度。
因此，如何降低光学模组的厚度是一个亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种封装结构、封装方法、终端设备，能够降低光学模组的厚度，以进一步降低终端设备的厚度。
第一方面，本申请提供了一种封装结构，包括层叠设置的第一介质层、基板和第二介质层，基板具有第一开口和第一焊盘，第一开口内设置有半导体芯片，也就是说半导体芯片位于第一介质层和第二介质层中间的基板中，降低由于基板和半导体芯片叠层设置造成的较厚的厚度，半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，功能区和第二焊盘朝向第一介质层，第一介质层具有第二开口、贯穿第一介质层至第一焊盘的第一接触和贯穿第一介质层至第二焊盘的第二接触，第二开口暴露半导体芯片的功能区，第一焊盘和第二焊盘通过第一接触和第二接触电连接，也就是说第一介质层具有暴露半导体芯片功能区的第二开口，避免对于功能区的遮挡，利用接触实现对于半导体芯片的电引出，避免利用邦定线电引出半导体芯片造成的封装结构厚度较大，邦定线占用空间较大，寄生参数较大的问题，也就是说，将半导体芯片设置于基板的开口中，并且利用接触进行电引出，能够实现利用较小的厚度封装光学模组中的器件，降低终端设备的厚度。
在一种可能的实现方式中，所述第二介质层具有贯穿所述第二介质层的第三接触，所述第三接触和所述第一焊盘电连接。
本申请实施例中，利用第二介质层中的第三接触对基板进行电引出，可以实现更为丰富的线路连接，为封装结构的电引出增加更多的可能性。
在一种可能的实现方式中，还包括：第一保护层；
所述第一保护层位于所述第一介质层远离所述基板的一侧表面和位于所述第二介质层远离所述基板的一侧表面。
本申请实施例中，第一保护层用于保护第一接触、第二接触和第三接触，以避免第一接触、第二接触和第三接触造成损伤无法传递电信号。
在一种可能的实现方式中，还包括：光学透镜；
所述光学透镜位于所述第一介质层远离所述基板的一侧；
所述光学透镜在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
在一种可能的实现方式中，还包括：滤光片；
所述滤光片位于所述第一介质层和所述光学透镜之间，所述滤光片在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
在一种可能的实现方式中，还包括：显示屏幕；
所述显示屏幕位于所述光学透镜远离所述基板的一侧。
在一种可能的实现方式中，还包括：柔性印刷电路板；
所述柔性印刷电路板和所述基板电连接。
在一种可能的实现方式中，所述第一介质层或所述第二介质层的材料为光敏介质材料或树脂材料。
在一种可能的实现方式中，所述第一介质层和所述第二介质层的共同厚度范围为[10μm，40μm]。
在一种可能的实现方式中，所述第一开口的特征尺寸大于所述半导体芯片的特征尺寸的尺寸范围为[1μm，60μm]。
第二方面，本申请提供了一种封装方法，包括：
获取基板和承接板，所述基板具有第一开口和第一焊盘，所述承接板位于所述基板的一侧；
在所述第一开口内设置半导体芯片，所述半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，所述功能区和所述第二焊盘朝向所述承接板；
去除所述承接板，在所述基板的两侧分别设置第一介质层和第二介质层，所述第一介质层与所述第二焊盘接触；
形成第一通孔、第二通孔和第二开口，所述第一通孔贯穿所述第一介质层至所述第一焊盘，所述第二通孔贯穿所述第一介质层至所述第二焊盘，所述第二开口贯穿所述第一介质层并暴露所述功能区；
在所述第一通孔和所述第二通孔内填充导电材料，分别形成第一接触和第二接触。
本申请实施例中，采用基板开口设置半导体芯片，利用介质层中的接触实现焊盘的电引出，实现对于封装结构在厚度以及占用面积上的缩小。
在一种可能的实现方式中，所述第一介质层的材料为光敏介质材料，所述形成第一通孔、第二通孔和第二开口包括：
利用光刻工艺形成第一通孔、第二通孔和第二开口。
本申请实施例中，利用光刻工艺暴露半导体芯片的功能区，工艺简单，可以应用于大规模封装。
在一种可能的实现方式中，所述第一介质层的材料为树脂材料，所述形成第一通孔、第二通孔和第二开口包括：
利用激光刻蚀所述第一介质层，形成第一通孔、第二通孔和第二开口。
本申请实施例中，利用激光刻蚀工艺暴露半导体芯片的功能区，工艺成本较低。
在一种可能的实现方式中，所述利用激光刻蚀所述第一介质层，形成第一通孔、第二通孔和第二开口包括：
利用激光刻蚀部分厚度的所述第一介质层，形成第二开口，所述第二开口内剩余部分厚度的所述第一介质层；
利用等离子体去除剩余部分厚度的所述第一介质层。
本申请实施例中，利用激光刻蚀部分厚度的第一介质层，而后利用等离子体去除剩余部分厚度的第一介质层，可以避免激光对于半导体芯片的功能区的影响。
在一种可能的实现方式中，还包括：
形成第三通孔，所述第三通孔贯穿所述第二介质层至所述第一焊盘；
在所述第三通孔内填充导电材料，形成第三接触。
本申请实施例中，利用第二介质层中的第三接触对基板进行电引出，可以实现更为丰富的线路连接，为封装结构的电引出增加更多的可能性。
在一种可能的实现方式中，还包括：
在所述第一介质层远离所述基板的一侧表面和所述第二介质层远离所述基板的一侧表面形成第一保护层。
本申请实施例中，第一保护层用于保护第一接触、第二接触和第三接触，以避免第一接触、第二接触和第三接触造成损伤无法传递电信号。
在一种可能的实现方式中，在所述第一通孔和所述第二通孔内填充导电材料之前，还包括：
在所述第二开口内填充第二保护层，所述第二保护层覆盖所述功能区。
本申请实施例中，利用第二保护层保护功能区，保证半导体芯片的功能区的高洁净度，降低制造工艺对功能区的性能影响。
在一种可能的实现方式中，在所述第一介质层远离所述基板的一侧表面和所述第二介质层远离所述基板的一侧表面形成第一保护层之后，还包括：
去除所述第二保护层，暴露所述功能区。
在一种可能的实现方式中，还包括：
利用等离子体清洁所述功能区。
本申请实施例中，利用等离子体清洁功能区，保证半导体芯片的功能区的高洁净度，降低制造工艺对功能区的性能影响。
在一种可能的实现方式中，还包括：
在所述第一介质层远离所述基板的一侧设置光学透镜，所述光学透镜在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
在一种可能的实现方式中，还包括：
在所述第一介质层和所述光学透镜之间设置滤光片，所述滤光片在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
在一种可能的实现方式中，还包括：
在所述光学透镜远离所述基板的一侧设置显示屏幕。
第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，所述终端设备包括上述的封装结构。
本申请提供了一种封装结构、封装方法、终端设备，封装结构包括层叠设置的第一介质层、基板和第二介质层，基板具有第一开口和第一焊盘，第一开口内设置有半导体芯片，也就是说半导体芯片位于第一介质层和第二介质层中间的基板中，降低由于基板和半导体芯片叠层设置造成的较厚的厚度，半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，功能区和第二焊盘朝向第一介质层，第一介质层具有第二开口、贯穿第一介质层至第一焊盘的第一接触和贯穿第一介质层至第二焊盘的第二接触，第二开口暴露半导体芯片的功能区，第一焊盘和第二焊盘通过第一接触和第二接触电连接，也就是说第一介质层具有暴露半导体芯片功能区的第二开口，避免对于功能区的遮挡，利用接触实现对于半导体芯片的电引出，避免利用邦定线电引出半导体芯片造成的封装结构厚度较大，邦定线占用空间较大，寄生参数较大的问题，也就是说，将半导体芯片设置于基板的开口中，并且利用接触进行电引出，能够实现利用较小的厚度封装光学模组中的器件，降低终端设备的厚度。
附图说明
图1为一种封装结构设置场景的截面示意图；
图2为一种封装结构的结构示意图；
图3为另一种封装结构的结构示意图；
图4为又一种封装结构的结构示意图；
图5为另一种封装结构设置场景的截面示意图；
图6为另一种封装结构设置场景的俯视示意图；
图7为又一种封装结构的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种封装结构的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种封装结构的俯视结构示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种封装结构的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的又一种封装结构的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的一种封装方法的流程图；
图13-图21为本申请实施例根据封装方法制造封装结构的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
目前，随着终端设备的发展，人们对终端设备的轻薄化、多功能集成化的要求日益提高，在终端设备的布局中，对光学模组的优化非常重要。光学模组可以是摄像头镜头模组或屏下光学指纹模组。光学模组中的器件被封装形成一个完整的封装结构，该封装结构的厚度是制约终端设备轻薄化的影响因素之一，即光学模组的厚度影响终端设备的厚度。
参考图1所示，为一种封装结构设置场景的截面示意图，该封装结构可以是摄像头镜头模组。为实现终端设备的轻薄化，通常将电子设备的主板，即印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)进行挖空，形成避让区域或主板挖空区域，而后将摄像头模组设置于该避让区域内。但是这种挖空主板的方案极大的限制了主板上线路的布线空间，并且避让区域的面积需要大于摄像头模组的面积，若摄像头模组占用的面积较大，会进一步降低主板的布线空间。
参考图2所示，为在图1所示的封装结构设置场景中提供的一种封装结构的结构示意图，该封装结构为摄像头镜头模组。图2所示的封装结构中刚性基板(Rigid-Substrate)上设置有光学传感器(CMOS Image Sensor，CIS)芯片，刚性基板的焊盘和CIS芯片的焊盘利用邦定线(Wire Bonding)实现电连接。光线信号通过透镜(Lens)和红外滤光片(IRFilter)至CIS芯片的功能区，CIS将光线信号转化为电信号，通过CIS芯片表面的焊盘、邦定线和刚性基板的焊盘传输至刚性基板，而后继续传输至与刚性基板连接的柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)以及板对板连接器(board to board，BTB)。图2所示的封装结构制造工艺简单，利用邦定线实现电连接，成本较低，但是邦定线这种封装形式占用的焊盘面积较大，邦定线需要具有足够的空间设置，因此占用的空间较大，并且该封装结构需要利用支撑件(Holder)为邦定线提供足够的空间，以避免邦定线的损坏，因此封装结构在厚度方向上较厚、在占用面积上也较大，无法实现对于封装结构的小型化，轻薄化。
参考图3所示，为在图1所示的封装结构设置场景中提供的另一种封装结构的结构示意图，该封装结构为摄像头镜头模组。图3所示的封装结构中基板(Substrate)和承接板(Carrier)粘接在一起，基板具有避让开口，将CIS芯片设置在避让开口内，基板的焊盘和CIS芯片的焊盘利用邦定线(Wire Bonding)或倒装芯片(Flip Chip)实现电连接，相较于图2所示的封装结构，图3所示的封装结构利用避让开口降低了封装结构的厚度，但是还是存在由于利用邦定线电连接导致的占用的焊盘面积较大，占用的空间较大的问题。
参考图4所示，为在图1所示的封装结构设置场景中提供的又一种封装结构的结构示意图，该封装结构为摄像头镜头模组。图4所示的封装结构中基板具有避让开口，避让开口朝向远离透镜的方向，将CIS芯片设置在避让开口内，利用倒装焊(Bumping)凸块实现基板的焊盘和CIS芯片的焊盘的电连接，虽然这种封装结构能够避免邦定线占用空间大，焊盘表面面积大的缺点，但是倒装焊(Bumping)凸块的厚度也较高，大约100微米，并且需要利用倒装焊工艺进行制造，在焊接时容易对CIS芯片的功能区进行污染，导致CIS器件的功能下降，此外，该封装结构为了实现CIS芯片与基板利用Bumping凸块的电连接，需要较大的避让开口，导致基板的布线空间较小，基板的厚度需要较厚，才能满足布线要求，因此对于封装结构的厚度缩小效果较差。
参考图5和图6所示，为另一种封装结构设置场景的示意图，该封装结构可以是屏下光学指纹模组。由图5所示的截面示意图可以看出，在显示屏幕和后壳之间为中框区域，中框区域包括主板、电池和光学指纹模组区域，屏幕可以是有机发光半导体(OrganicElectroluminescence Display，OLED)屏幕，光学指纹模组设置在OLED屏幕与后壳之间，OLED屏幕具有透光性，当进行指纹检测时，OLED屏幕自身发出的光线照射指纹后形成反射，反射光线经过OLED屏幕后，被集成在光学指纹模组，进行指纹识别。从图5所示的截面示意图可以看出，OLED屏幕的FPC需要与主板电连接，但是为了实现屏下光学指纹识别，在FPC上会形成开窗，参考图6所示，以避免FPC遮挡光学指纹模组，但是形成开窗会影响FPC的布局，导致形成FPC的工艺较为复杂，因此光学指纹模组占用的面积越小，越有利于FPC的布线。此外，光学指纹模组占用面积缩小也能增加其他器件的布局面积，以最终提高终端设备的整体性能。
参考图7所示，为在图5所示的封装结构设置场景中提供的一种封装结构的结构示意图，该封装结构为屏下光学指纹模组。图7所示的封装结构中刚性基板上设置有CIS芯片，刚性基板的焊盘和CIS芯片的焊盘利用邦定线实现电连接。光线信号通过屏幕和透镜至CIS芯片的功能区，CIS将光线信号转化为电信号，通过CIS芯片表面的焊盘、邦定线和刚性基板的焊盘传输至刚醒基板，而后继续传输至与刚性基板连接的柔性印刷电路板以及板对板连接器。图7所示的封装结构制造工艺简单，利用邦定线实现电连接，成本较低，但是邦定线这种封装形式占用的焊盘面积较大，邦定线需要具有足够的空间设置，因此占用的空间较大，并且该封装结构需要利用支撑件为邦定线提供足够的空间，以避免邦定线的损坏，因此封装结构在厚度方向上较厚、在占用面积上也较大，无法实现对于封装结构的小型化，轻薄化。
基于此，本申请实施例提供了一种封装结构、封装方法、终端设备，封装结构包括层叠设置的第一介质层、基板和第二介质层，基板具有第一开口和第一焊盘，第一开口内设置有半导体芯片，也就是说半导体芯片位于第一介质层和第二介质层中间的基板中，降低由于基板和半导体芯片叠层设置造成的较厚的厚度，半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，功能区和第二焊盘朝向第一介质层，第一介质层具有第二开口、贯穿第一介质层至第一焊盘的第一接触和贯穿第一介质层至第二焊盘的第二接触，第二开口暴露半导体芯片的功能区，第一焊盘和第二焊盘通过第一接触和第二接触电连接，也就是说第一介质层具有暴露半导体芯片功能区的第二开口，避免对于功能区的遮挡，利用接触实现对于半导体芯片的电引出，避免利用邦定线电引出半导体芯片造成的封装结构厚度较大，邦定线占用空间较大，寄生参数较大的问题，也就是说，将半导体芯片设置于基板的开口中，并且利用接触进行电引出，能够实现利用较小的厚度封装光学模组中的器件，降低终端设备的厚度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
参考图8所示，为本申请实施例提供的一种封装结构的结构示意图。本申请实施例提供的封装结构可以是具有半导体芯片的结构，半导体芯片可以是光学传感器(CMOSImage Sensor，CIS)芯片，封装结构例如摄像头镜头模组或屏下光学指纹模组。
本申请实施例提供的封装结构包括层叠设置的第一介质层110、基板120和第二介质层130，即基板120覆盖第二介质层130，第一介质层110覆盖基板120，形成两端为介质层，中间为基板的三明治结构。基板120可以是刚性印刷电路板，刚性印刷电路板可以为一层或多层叠压的PCB或载板(laminates)。在基板120中，设置有微带或铜皮走线。基板120的材质可以为硅、玻璃或有机基板。第一介质层110或第二介质层130的材料可以是绝缘性能良好的介质材料，例如光敏介质材料或树脂材料。
基板120具有第一开口121和第一焊盘122，第一焊盘122用于实现与其他器件的电连接。具体的，第一焊盘122可以位于基板120的两侧表面，以实现基板120上多个区域的电引出。第一开口121内设置有半导体芯片140，即半导体芯片140设置于第一开口121中，第一开口121设置于基板120上，第一开口121的底部为第二介质层130。通过将半导体芯片140设置于基板120的第一开口121中，降低由于基板120和半导体芯片140叠层设置造成的较厚的厚度，降低了封装结构的厚度。并且将半导体芯片140设置于第一开口121中，基板120和第一介质层110包围半导体芯片140以实现保护功能，提高封装结构的整体可靠性，避免由于半导体芯片140的损坏造成封装结构失效。具体的，第一开口121的特征尺寸大于半导体芯片140的特征尺寸的尺寸范围为[1μm，60μm]，相较于利用倒装焊工艺在基板上形成的避让开口，第一开口121的尺寸较小，可以为基板120留有充足的布线空间，无需增加基板120的厚度。
半导体芯片140的表面具有功能区141和第二焊盘142，第二焊盘142用于实现与其他器件的电连接。功能区141和第二焊盘142朝向第一介质层110所位于的方向，即功能区141和第二焊盘142背离第二介质层130。功能区141通常位于半导体芯片140的中心区域，第二焊盘142通常位于半导体芯片140的边缘区域，以避免对功能区141进行影响。具体的，功能区141可以被第二焊盘142包围。半导体芯片140可以是CIS芯片，相应地，功能区141具有感光功能。
第一介质层110具有第二开口111、贯穿第一介质层110至第一焊盘122的第一接触112和贯穿第一介质层110至第二焊盘142的第二接触113。具体的，该第一焊盘122可以位于基板120靠近第一介质层110的一侧表面。第二开口111设置于第一介质层110中，第二开口111暴露半导体芯片140的功能区141，即半导体芯片140的功能区141没有第一介质层110进行遮挡。第一接触112和第二接触113的材料可以是导电性能良好的材料，具体的，第一接触112和第二接触113的材料可以是金属材料。
第一接触112和第二接触113皆贯穿第一介质层110，以便分别利用第一焊盘122对基板实现电引出以及利用第二焊盘142对半导体芯片140进行电引出，利用第一接触112和第二接触113实现焊盘的电引出，第一焊盘122和第二焊盘142的面积可以较小，降低封装结构占用的面积。基板120的第一焊盘122和半导体芯片140的第二焊盘142通过第一接触112和第二接触113电连接。第一接触112和第二接触113之间进行电连接，以实现基板120和半导体芯片140的电连接，参考图9所示，为本申请实施例提供的一种封装结构的俯视结构示意图，图8所示的截面示意图是沿着图9所示的AA方向进行截面得到的。由图9可以看出，第一接触112和第二接触113之间进行电连接，最终实现将半导体芯片140的电信号传输至基板120。
在本申请的实施例中，第二介质层130中可以具有第三接触131，第三接触131贯穿第二介质层130与基板120的第一焊盘122电连接，参考图10所示，该第一焊盘122可以位于基板120靠近第二介质层130的一侧表面。利用第二介质层130中的第三接触131对基板120进行电引出，可以实现更为丰富的线路连接，为封装结构的电引出增加更多的可能性。
第一介质层110和第二介质层130的共同厚度范围可以是[10μm，40μm]，厚度相对较小，并且小于倒装焊凸点的厚度，可以降低封装结构的整体厚度，并且第一接触112、第二接触113和第三接触131的贯穿厚度也较小，能降低寄生参数。第一介质层110和第二介质层130的厚度相差可以较小，以便平衡基板120两侧的压力。
在本申请的实施例中，在第一介质层110远离基板120的一侧表面和第二介质层130远离基板120的一侧表面上可以覆盖有第一保护层150，参考图10所示。第一保护层150用于保护第一接触112、第二接触113和第三接触131，以避免第一接触112、第二接触113和第三接触131造成损伤无法传递电信号。第一保护层150的材料可以是光致阻焊剂，例如绿油。
在实际应用中，第一介质层110和第二介质层130可以是多层结构，即第一介质层110包括多个第一子介质层，每个第一子介质层都可以进行布线，相应地，第二介质层130也包括多个第二子介质层，每个第二子介质层也都可以进行布线，以满足封装结构的多种布线需求，丰富封装结构的应用场景。
在本申请的实施例中，封装结构中还包括光学透镜160，参考图10所示，光学透镜160可以位于第一介质层110远离基板120的一侧，光学透镜160在半导体芯片140上的投影覆盖功能区141，以便光线透过光学透镜160进入半导体芯片140的功能区。
在本申请的实施例中，若封装结构为摄像头镜头模组，则封装结构中还可以包括滤光片170和音圈电机(Voice Coil Motor，VCM)180，参考图10所示。滤光片170位于第一介质层110和光学透镜160之间，滤光片170在半导体芯片140上的投影覆盖功能区141，滤光片170用于过滤某些光线。滤光片170可以是红外滤光片。音圈电机(Voice Coil Motor，VCM)180包围光学透镜160。
在本申请的实施例中，若封装结构为屏下光学指纹模组，参考图11所示，封装结构中还包括显示屏幕190和支撑结构200。显示屏幕190位于光学透镜160远离基板120的一侧，支撑结构200包围光学透镜160，用于支撑光学透镜160。
在本申请的实施例中，封装结构中还可以包括柔性印刷电路板210，参考图10或图11所示，柔性印刷电路板210和基板120电连接，以对基板120上的电信号进行引出。
由此可见，本申请实施例将半导体芯片设置于基板的第一开口中，降低由于基板和半导体芯片叠层设置造成的较厚的厚度，降低了封装结构的厚度。利用第一介质层中设置第一接触和第二接触的方式实现焊盘的电引出，无需利用邦定线或Flip Chip的方式进行电引出，避免邦定线导致的封装结构厚度较大，占用空间较大，焊盘面积较大的问题，将邦定线替换为接触之后，还可以降低寄生参数。将半导体芯片设置于基板的第一开口中，利用第一介质层中的第一接触和第二接触进行电引出，无需额外设置支撑件，进一步降低封装结构的厚度。第一介质层和第二介质层的整体厚度小于倒装焊凸块的厚度，能够实现较小厚度的封装结构。
基于本申请实施例提供的一种封装结构，本申请实施例还提供了一种封装方法，参考图12所示，为本申请实施例提供的一种封装方法的流程图，图13-图21为封装结构在制造过程中的结构示意图，该方法可以包括：
S101，获取基板120和承接板101，参考图13所示。
在本申请的实施例中，获取基板120，基板120可以是刚性印刷电路板，基板120上可以连接有柔性印刷电路板210。基板120具有第一焊盘122，以实现基板120的电引出。
可以利用激光或机械的工艺对基板120进行开槽，以形成第一开口121。而后可以在基板120的一侧表面粘接承接板101，即第一开口121暴露部分承接板101的表面。
S102，在第一开口121内设置半导体芯片140，参考图14所示。
在本申请的实施例中，可以在第一开口121内设置半导体芯片140，半导体芯片140的功能区141和第二焊盘142朝向承接板101设置，并且半导体芯片140与承接板101接触。
S103，去除承接板101，在基板120的两侧分别设置第一介质层110和第二介质层130，参考图15所示。
在本申请的实施例中，可以在基板120远离承接板101的一侧表面设置第二介质层130，而后去除承接板101，在基板120远离第二介质层130的一侧表面设置第一介质层110，第一介质层110与半导体芯片140的功能区141和第二焊盘142接触。
第一介质层110和第二介质层130可以是压合在基板120表面上，以便与基板120以及半导体芯片140形成紧密接触。去除承接板101的具体工艺可以是对封装结构进行加热，在加热至40-50℃时，承接板101的表层胶体粘性较低，可以实现与基板120的直接剥离。
在实际应用中，第一介质层110和第二介质层130的材料可以是绝缘性能良好的介质材料，例如光敏介质材料或树脂材料。
S104，形成第一通孔102、第二通孔103和第二开口111，参考图16所示。
在本申请的实施例中，在基板120的两侧压合第一介质层110和第二介质层130之后，可以在第一介质层110和第二介质层130上分别形成第一通孔102、第二通孔103和第二开口111，其中，第一通孔102贯穿第一介质层110至第一焊盘122，第二通孔103贯穿第一介质层110至第二焊盘142，第二开口111贯穿第一介质层110并暴露功能区141。
进一步地，在对第一介质层110进行处理时，还可以对第二介质层130进行处理，即形成贯穿第二介质层130至第一焊盘122的第三通孔104。
作为一种可能的实现方式，第一介质层110或第二介质层130的材料为光敏介质材料，则可以利用光刻工艺中的曝光显影工艺，在第一介质层110中形成第一通孔102、第二通孔103和第二开口111，在第二介质层130中形成第三通孔104。这种实现方式能够较为容易的形成通孔和开口。
作为另一种可能的实现方式，第一介质层110或第二介质层130的材料为树脂材料，为非光敏介质材料，可以利用激光刻蚀第一介质层110，形成第一通孔102、第二通孔103和第二开口111，可以利用激光刻蚀第二介质层130，在第二介质层130中形成第三通孔104。这种实现方式成本较低。
在实际应用中，在利用激光刻蚀第一介质层110形成第二开口111时，激光会对半导体芯片140的功能区141产生影响，因此可以利用激光刻蚀部分厚度的第一介质层110，形成第二开口111，此时第二开口111内剩余部分厚度的第一介质层110，而后利用等离子体去除第二开口111内剩余部分厚度的第一介质层110，以最终暴露功能区141。
S105，在第一通孔102和第二通孔103内填充导电材料，分别形成第一接触112和第二接触113，参考图18所示。
在本申请的实施例中，在对第一介质层110和第二介质层130进行处理，分别得到第一通孔102、第二通孔103和第三通孔104之后，可以向第一通孔102、第二通孔103和第三通孔104分别填充导电材料，形成第一焊盘122的电引出结构第一接触112和第三接触131，第二焊盘142的电引出结构第二接触113，其中第一接触112和第二接触113电连接。
在本申请的实施例中，在第一通孔102和第二通孔103内填充导电材料之前，参考图17所示，可以在第二开口111内填充第二保护层105，第二保护层105覆盖功能区141，第二保护层105用于保护功能区141在后续的工艺中不受损伤和污染。第二保护层105的材料可以是溶解于特定溶液能去除的材料，例如聚酯类材料，可以溶于特定醇类进行去除。
在本申请的实施例中，在形成第一接触112、第二接触113和第三接触131之后，可以在第一介质层110远离基板120的一侧表面和第二介质层130远离基板120的一侧表面形成第一保护层150，参考图19所示。第一保护层150用于保护第一接触112、第二接触113和第三接触131，以避免第一接触112、第二接触113和第三接触131造成损伤无法传递电信号。第一保护层150的材料可以是光致阻焊剂，例如绿油。
在实际应用中，形成第一保护层150时，在第二开口111内第二保护层105上也形成第一保护层150，可以利用曝光显影的方式去除第二开口111内的第一保护层150。
在形成第一保护层150保护第一接触112、第二接触113和第三接触131后，可以去除第二开口111内的第二保护层105，暴露半导体芯片140的功能区141。具体可以利用去膜溶剂去除第二保护层105。在去除第二保护层105时，为了保护第一保护层150不受损伤，可以在第一保护层150上覆盖干膜106，参考图20所示。
在本申请的实施例中，在去除第二开口111内的第二保护层105之后，可以利用等离子体清洁半导体芯片140的功能区141，保证功能区141的清洁。
在利用等离子体清洁功能区141之前，还可以去除干膜106，这是由于在去除干膜106的过程中，可能会在功能区141残留去除干膜106的溶剂，在去除干膜106后再利用等离子体可以清除残留的溶剂，得到图21所示的封装结构。
在本申请的实施例中，还可以在第一介质层110远离基板120的一侧设置光学透镜160，光学透镜160在半导体芯片140上的投影覆盖功能区141，参考图10所示。
在本申请的实施例中，若封装结构为摄像头镜头模组，还可以在第一介质层110和光学透镜160之间设置滤光片170，滤光片170在半导体芯片140上的投影覆盖功能区141。
在本申请的实施例中，若封装结构为屏下光学指纹模组，还可以在光学透镜160远离基板120的一侧设置显示屏幕190，参考图11所示。
由此可见，本申请实施例提供了一种封装方法，采用基板开口设置半导体芯片，利用介质层中的接触实现焊盘的电引出，实现对于封装结构在厚度以及占用面积上的缩小，利用光刻或激光刻蚀工艺暴露半导体芯片的功能区，并且利用第二保护层保护功能区以及后续利用等离子体清洁功能区，保证半导体芯片的功能区的高洁净度，降低制造工艺对功能区的性能影响。
本申请实施例还提供了一种终端设备，终端设备包括上述实施例所述的封装结构。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (23)

1.一种封装结构，其特征在于，包括：
层叠设置的第一介质层、基板和第二介质层；
所述基板具有第一开口和第一焊盘，所述第一开口内设置有半导体芯片，所述半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，所述功能区和所述第二焊盘朝向所述第一介质层；
所述第一介质层具有第二开口、贯穿所述第一介质层至所述第一焊盘的第一接触和贯穿所述第一介质层至所述第二焊盘的第二接触，所述第二开口暴露所述半导体芯片的功能区，所述第一焊盘和所述第二焊盘通过所述第一接触和所述第二接触电连接。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第二介质层具有贯穿所述第二介质层的第三接触，所述第三接触和所述第一焊盘电连接。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：第一保护层；
所述第一保护层位于所述第一介质层远离所述基板的一侧表面和位于所述第二介质层远离所述基板的一侧表面。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：光学透镜；
所述光学透镜位于所述第一介质层远离所述基板的一侧；
所述光学透镜在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，还包括：滤光片；
所述滤光片位于所述第一介质层和所述光学透镜之间，所述滤光片在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
6.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，还包括：显示屏幕；
所述显示屏幕位于所述光学透镜远离所述基板的一侧。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的封装结构，其特征在于，还包括：柔性印刷电路板；
所述柔性印刷电路板和所述基板电连接。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述第一介质层或所述第二介质层的材料为光敏介质材料或树脂材料。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的共同厚度范围为[10μm，40μm]。
10.根据权利要求1-6任意一项所述的封装结构，其特征在于，所述第一开口的特征尺寸大于所述半导体芯片的特征尺寸的尺寸范围为[1μm，60μm]。
11.一种封装方法，其特征在于，包括：
获取基板和承接板，所述基板具有第一开口和第一焊盘，所述承接板位于所述基板的一侧；
在所述第一开口内设置半导体芯片，所述半导体芯片表面具有功能区和第二焊盘，所述功能区和所述第二焊盘朝向所述承接板；
去除所述承接板，在所述基板的两侧分别设置第一介质层和第二介质层，所述第一介质层与所述第二焊盘接触；
形成第一通孔、第二通孔和第二开口，所述第一通孔贯穿所述第一介质层至所述第一焊盘，所述第二通孔贯穿所述第一介质层至所述第二焊盘，所述第二开口贯穿所述第一介质层并暴露所述功能区；
在所述第一通孔和所述第二通孔内填充导电材料，分别形成第一接触和第二接触。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一介质层的材料为光敏介质材料，所述形成第一通孔、第二通孔和第二开口包括：
利用光刻工艺形成第一通孔、第二通孔和第二开口。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一介质层的材料为树脂材料，所述形成第一通孔、第二通孔和第二开口包括：
利用激光刻蚀所述第一介质层，形成第一通孔、第二通孔和第二开口。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述利用激光刻蚀所述第一介质层，形成第一通孔、第二通孔和第二开口包括：
利用激光刻蚀部分厚度的所述第一介质层，形成第二开口，所述第二开口内剩余部分厚度的所述第一介质层；
利用等离子体去除剩余部分厚度的所述第一介质层。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
形成第三通孔，所述第三通孔贯穿所述第二介质层至所述第一焊盘；
在所述第三通孔内填充导电材料，形成第三接触。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述第一介质层远离所述基板的一侧表面和所述第二介质层远离所述基板的一侧表面形成第一保护层。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述第一通孔和所述第二通孔内填充导电材料之前，还包括：
在所述第二开口内填充第二保护层，所述第二保护层覆盖所述功能区。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述第一介质层远离所述基板的一侧表面和所述第二介质层远离所述基板的一侧表面形成第一保护层之后，还包括：
去除所述第二保护层，暴露所述功能区。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：
利用等离子体清洁所述功能区。
20.根据权利要求11-19任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述第一介质层远离所述基板的一侧设置光学透镜，所述光学透镜在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述第一介质层和所述光学透镜之间设置滤光片，所述滤光片在所述半导体芯片上的投影覆盖所述功能区。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述光学透镜远离所述基板的一侧设置显示屏幕。
23.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括权利要求1-10任意一项所述的封装结构。
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