CN203006935U - 传感器芯片正面向下外露的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种封装结构，尤其是一种传感器芯片正面向下外露的封装结构，属于半导体封装的技术领域。按照本实用新型提供的技术方案，所述芯片正面向下外露的封装结构，包括封装基板及位于所述封装基板上的支撑连接体；所述封装基板上方设有传感芯片，所述传感芯片通过凸块电极与支撑连接体电连接，所述凸块电极外圈由非流动性胶体包裹，传感芯片的正下方设有用于与外部环境接触的通气孔；传感芯片上有压模塑封体，所述压模塑封体覆盖传感芯片的上端面并覆盖封装基板及支撑连接体的对应表面。本实用新型结构紧凑，封装成本低，工艺简单，提高封装效率及封装质量，安全可靠。

Description

传感器芯片正面向下外露的封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种封装结构，尤其是一种传感器芯片正面向下外露的封装结构，属于半导体封装的技术领域。

背景技术

目前，现有的环境接触式传感器（如压力、温度、湿度等）在封装时，在导线架或基板上预先形成一个能接触外部的空腔塑封体，接着进行打线、上盖及成型等常规半导体封装工艺，形成所需的封装。

上述环境接触时传感器的封装方式采用非现行塑封的生产方式，生产效率低下，在生产中容易损坏塑封结构，生产成本高；而且上盖一般以绝缘胶粘著，在生产作业过程或客户使用时可能造成上盖掉落，影响产品品质及特性。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种传感器芯片正面向下外露的封装结构，其结构紧凑，封装成本低，工艺简单，提高封装效率及封装质量，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述传感器芯片正面向下外露的封装结构，包括封装基板及位于所述封装基板上的支撑连接体；所述封装基板上方设有传感芯片，所述传感芯片通过凸块电极与支撑连接体电连接，所述凸块电极外圈由非流动性胶体包裹，传感芯片的正下方设有用于与外部环境接触的通气孔；传感芯片上有压模塑封体，所述压模塑封体覆盖传感芯片的上端面并覆盖封装基板及支撑连接体的对应表面。

所述传感芯片包括温度传感器、湿度传感器或压力传感器。所述凸块电极的材料包括锡或金。

本实用新型的优点：传感芯片通过凸块电极与支撑连接体电连接，支撑连接体作为传感芯片的引出电极，传感芯片的正面通过通气孔与外部环境接触，传感芯片通过压模塑封体封装在封装基板上，压模塑封体与封装基板之间的连接可靠，结构紧凑，封装成本低，工艺简单，提高封装效率及封装质量，安全可靠。

附图说明

图1为现有封装的一种结构示意图。

图2为现有封装结构的另一种结构示意图。

图3为本实用新型的结构示意图。

图4~图9为本实用新型的具体实施工艺步骤剖视图，其中：

图4为本实用新型封装基板上得到焊锡块后的剖视图。

图5为本实用新型在焊锡块上设置非流动性填充体后的剖视图。

图6为本实用新型传感器芯片上设置金凸块电极后的剖视图。

图7为本实用新型传感器芯片上设置锡凸块电极后的剖视图。

图8为本实用新型封装基板与传感芯片对准连接的剖视图。

图9为本实用新型进行塑封后的剖视图。

附图标记说明：1-封装基板、2-支撑连接体、3-通气孔、4-非流动性胶体、5-凸块电极、6-传感芯片、7-压模塑封体、8-通孔、9-焊锡块、10-锡凸块电极、11-非流动性填充体、12-金凸块电极、30-第一预塑封体、31-第一通气孔、32-第一引出电极、33-第一封装壳、34-第一芯片连接层、35-第一感测器、36-第一连接线、37-封装盖体、40-第二预塑封体、41-第二引出电极、42-第二芯片连接层、43-第二封装壳、44-第二连接线、45-第二感测器及46-第二通气孔。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：为现有的一种封装结构，其包括第一预塑封体30，所述第一预塑封体30的下部设有第一通气孔31，所述第一通气孔31贯通第一预塑封体30.第一预塑封体30上通过第一芯片连接层34安装有第一感测器35，第一感测器35通过第一连接线36与第一预塑封体30上的第一引出电极32电连接，第一引出电极32上压盖有第一封盖壳33，第一封盖壳33的顶端设有封装盖体37。所述封装结构中，封装盖体37、第一封盖壳33及第一预塑封体30的连接方式存在容易脱落的风险，影响产品的使用性能。

如图2所示：为现有的另一种封装结构，其包括第二预塑封体40，第二预塑封体40内设有凹槽，在第二预塑封体40的凹槽内通过第二芯片连接层42安装有第二感测器45，第二预塑封体40上设有第二引出电极41，第二引出电极41固定在凹槽槽口的外侧，第二感测器45通过第二连接线44与第二引出电极41电连接。在第二引出电极41上设置第二封盖壳43，所述封盖壳43的顶端设有第二通气孔46，所述第二通气孔46与第二封盖壳43内部的腔体连通，以作为第二感测器45接触外界环境的通道。本实施例的封装结构中，第二预塑封体40与第二封装壳43之间的连接同样存在脱落的危险，影响产品的使用性能。

如图3所示：为了使得封装结构的可靠性，降低封装复杂度，提高封装质量，降低成本，本实用新型包括封装基板1及位于所述封装基板1上的支撑连接体2；其所述封装基板1上方设有传感芯片6，所述传感芯片6通过凸块电极5与支撑连接体2电连接，所述凸块电极5外圈由非流动性胶体4包裹，传感芯片6的正下方设有用于与外部环境接触的通气孔3；传感芯片6上有压模塑封体7，所述压模塑封体7覆盖传感芯片6的上端面并覆盖封装基板1及支撑连接体2的对应表面。

具体地，所述传感芯片6包括温度传感器、湿度传感器或压力传感器。所述凸块电极5的材料包括锡或金。传感芯片6的上部通过压模塑封体7封盖在封装基板1上，通过封装基板1的通孔8形成通气孔3，作为传感芯片6接触外界环境的通道，传感芯片6通过凸块电极5与支撑连接体2电连接后，通过支撑连接体2将传感芯片6与外部电路连接。

如图4~图9所示：上述结构的封装结构，可以通过下述工艺步骤完成，具体地包括如下步骤：

a、提供封装基板1，所述封装基板1的中心区设有贯通封装基板1的通孔8；封装基板1对应通孔8外侧设有对称分布的连接支撑体2，在所述连接支撑体2上预镀有焊锡块9；

如图4所示：在封装基板1上制作通孔8，通孔8位于中心区并贯通封装基板1；封装基板1通过内部通孔及布线工艺制作连接支撑体2，所述在封装基板1上制作通孔8及连接支撑体2均采用常规的工艺；焊锡块9形状在封装基板1一侧的连接支撑体2的表面；

b、在上述焊锡块9上设置非流动性填充体11，所述非流动性填充体11包裹在焊锡块9的外部；

如图5所示：所述非流动性填充体11通过网版印刷或点胶等工艺设置在非流动性填充体11上，非流动性填充体11覆盖整个焊锡块9的外侧表面；非流动性填充体11可采用如Indium Corporation(铟泰科技公司)开发的NF-260  No flow underfill的填充材料制成。

c、提供传感芯片6，并在所述传感芯片6上设置所需的连接电极；

如图6和图7所示：根据需要，在传感芯片6上设置金凸块电极12或锡凸块电极10，在传感芯片6上通过直接打线设置金凸块电极12或芯片铝垫先形成凸点下之金属层(under bump metallization/metallurgy, UBM)后, 再植上锡凸块电极10，为常规覆晶接合工艺步骤过程。

d、将上述传感芯片6的连接电极对准封装基板1的焊锡块9，并使得传感芯片6的连接电极与焊锡块9间配合形成凸块电极5，非流动性填充体11包裹在凸块电极5外围形成非流动性胶体4；

如图8所示：由于焊锡块9的外侧表面包裹有非流动性填充体11，因此需要进行加热或过焊过程，所述加热或过焊的温度根据实际需要进行设置，只要使得焊锡块9熔融出非流动性填充体11外，焊锡块9与传感芯片6上的金凸块电极12或锡凸块电极10融合成为凸块电极5即可；当形成凸块电极5后，非流动性填充体11会再次包裹在凸块电极5的外侧，形成非流动性胶体4，通过非流动性胶体4对凸块电极5进行绝缘保护，确保传感芯片6与支撑连接体2连接的可靠性。

e、在上述传感芯片6及封装基板1进行塑封工艺，得到所需的压模塑封体7，所述压模塑封体7将传感芯片6塑封在封装基板1上，传感芯片6的正下方形成通气孔3。

如图9所示：通过常规的塑封工艺，将传感芯片6塑封在封装基板1上，压模塑封体7将传感芯片6与封装基板1连接成一体，确保基板1与传感芯片6及压模塑封体7之间连接的可靠性，压模塑封体7采用常用的环氧树脂塑封。

本实用新型传感芯片6通过凸块电极5与支撑连接体2电连接，支撑连接体2作为传感芯片6的引出电极，传感芯片6的正面通过通气孔3与外部环境接触，传感芯片6通过压模塑封体7封装在封装基板1上，压模塑封体7与封装基板1之间的连接可靠，结构紧凑，封装成本低，工艺简单，提高封装效率及封装质量，安全可靠。

Claims (2)

1.一种传感器芯片正面向下外露的封装结构，包括封装基板（1）及位于所述封装基板（1）上的支撑连接体（2）；其特征是：所述封装基板（1）上方设有传感芯片（6），所述传感芯片（6）通过凸块电极（5）与支撑连接体（2）电连接，所述凸块电极（5）外圈由非流动性胶体（4）包裹，传感芯片（6）的正下方设有用于与外部环境接触的通气孔（3）；传感芯片（6）上有压模塑封体（7），所述压模塑封体（7）覆盖传感芯片（6）的上端面并覆盖封装基板（1）及支撑连接体（2）的对应表面。

2.根据权利要求1所述的传感器芯片正面向下外露的封装结构，其特征是：所述传感芯片（6）包括温度传感器、湿度传感器或压力传感器。

Images