多功能半导体封装结构和多功能半导体封装结构制作方法与流程

1.本申请涉及半导体制作技术领域，具体而言，涉及一种多功能半导体封装结构和多功能半导体封装结构制作方法。


背景技术：

2.随着半导体的快速发展，各种类型的半导体封装结构应用在各个场景中。同时伴随着人们生活水平的提高以及智能化设备的普及，越来越多的设备之间均被需求进行交互。传统的半导体封装往往仅能满足单一的功能，这使得需要许多额外的元器件进行辅助配置才能满足用户日益增加的需求。
3.有鉴于此，如何提供一种多功能半导体封装结构的获取方案，是本领域技术人员需要解决的。


技术实现要素：

4.本申请提供了一种多功能半导体封装结构和多功能半导体封装结构制作方法。
5.本申请的实施例可以这样实现：第一方面，本申请提供一种多功能半导体封装结构，包括基板、mems芯片、金属盖、射频芯片、塑封体和天线；mems芯片位于基板的一侧；金属盖和mems芯片位于基板同一侧，金属盖用于保护mems芯片并形成容置mems芯片的空腔；射频芯片位于金属盖远离mems芯片的一侧；塑封体和金属盖位于基板同一侧，塑封体用于保护射频芯片、金属盖和基板；天线位于塑封体的表面；塑封体开设有导电孔；导电孔的一侧接触基板，另一侧接触天线，导电孔填充有导电材料，导电材料用于实现天线和基板的电性连接。
6.在可选的实施方式中，mems芯片为声敏传感器芯片，多功能半导体封装结构还包括asic芯片，基板还包括进音孔；asic芯片与声敏传感器芯片位于基板的同一侧，asic芯片与声敏传感器芯片电性连接，金属盖还用于保护asic芯片；进音孔的一侧与外界接触，另一侧与空腔接触，以使空腔与外界连通。
7.在可选的实施方式中，进音孔接触空腔的一侧垂直开设于基板任一侧确定的水平面，进音孔接触外界的一侧水平开设于基板任一侧确定的水平面。
8.在可选的实施方式中，进音孔垂直于基板任一侧且贯穿开设于基板。
9.在可选的实施方式中，mems芯片为陀螺仪芯片；金属盖与基板之间密封。
10.在可选的实施方式中，mems芯片为温敏传感器芯片，多功能半导体封装结构还包括导热柱体；导热柱贯穿基板，且导热柱靠近金属盖的一端位于温敏传感器芯片的附近。
11.第二方面，本申请提供一种多功能半导体封装结构制作方法，包括：将mems芯片装贴在基板的一侧；将金属盖放置于基板上mems芯片所在的一侧，金属盖用于保护mems芯片并形成容置mems芯片的空腔；将射频芯片装贴至金属盖远离mems芯片的一侧；对射频芯片和金属盖进行塑封得到塑封体；在塑封体远离射频芯片的一侧制作天线，以得到多功能半导体封装结构。
12.在可选的实施方式中，基板包括进音孔，基板通过以下方式制备得到：在第一基材的一侧压合第二基材；在第二基材上进行激光开槽，形成凹槽；在第二基材远离第一基材的一侧压合第三基材；在第三基材上进行激光钻孔得到第一钻孔和第二钻孔，第一钻孔和第二钻孔通过凹槽连通；以第一基材的中心点、第二基材的中心点和第三基材的中心点确定的切割道进行切割工艺，得到基板，进音孔包括第一钻孔和凹槽，或者进音孔包括第二钻孔和凹槽。
13.在可选的实施方式中，将金属盖放置于基板上mems芯片所在的一侧，包括：将金属盖放置于基板上mems芯片所在的一侧，第一钻孔或第二钻孔在金属盖确定的范围内。
14.本申请实施例的有益效果包括，例如：采用本申请实施例提供的一种多功能半导体封装结构和多功能半导体封装结构制作方法，多功能半导体封装结构包括基板、mems芯片、金属盖、射频芯片、塑封体和天线；mems芯片位于基板的一侧；金属盖和mems芯片位于基板同一侧，金属盖用于保护mems芯片并形成容置mems芯片的空腔；射频芯片位于金属盖远离mems芯片的一侧；塑封体和金属盖位于基板同一侧，塑封体用于保护射频芯片、金属盖和基板；天线位于塑封体的表面。通过上述设置，巧妙地利用了mems芯片、金属盖、射频芯片和塑封体的布局，实现了半导体封装结构的多功能化。
附图说明
15.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
16.图1为本申请实施例提供的多功能半导体封装结构的一种结构示意图；图2为本申请实施例提供的多功能半导体封装结构的另一种结构示意图；图3为本申请实施例提供的多功能半导体封装结构的另一种结构示意图；图4为本申请实施例提供的多功能半导体封装结构制作方法的步骤流程示意图；图5为本申请实施例提供的切割工艺流程示意图；
图6为本申请实施例提供的切割工艺流程的局部示意图。
具体实施方式
17.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
18.因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
19.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
20.在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
21.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
23.目前，半导体封装结构已经应用各个领域，而在现有技术中心，单个半导体封装往往仅能实现一类功能，若想要实现多个功能，只能与其他半导体封装结构或者其他额外的元器件联动才可实现。而随着人们生活水平的提高，交互式的多功能设备已经成为大势所趋，这是传统的半导体封装结构无法解决的。
24.基于此，请参考图1，图1为本申请实施例提供的多功能半导体封装结构1包括基板10、mems芯片、金属盖30、射频芯片40、塑封体50和天线60。
25.mems芯片位于基板10的一侧。
26.金属盖30和mems芯片位于基板10同一侧，金属盖30用于保护mems芯片并形成容置mems芯片的空腔。
27.射频芯片40位于金属盖30远离mems芯片的一侧。
28.塑封体50和金属盖30位于基板10同一侧，塑封体50用于保护射频芯片40、金属盖30和基板10。
29.天线60位于塑封体50的表面。
30.通过上述封装结构，能够在mems（微机电系统，micro electro mechanical system）芯片实现对应功能的同时与射频芯片40配合作用，而射频芯片40在配置了天线60之后便能够实现与外界其他设备的交互。值得说明的是，金属盖30在为mems芯片提供保护的同时，由于金属盖30本身具备的牢固性以及金属屏蔽的功能，因此可以将金属盖30作为射频芯片40的安装位置，而塑封体50为射频芯片40提供保护的同时，也为金属盖30和基板10提供了保护，原因在于，实际生产过程中一般不会单独生产一个多功能半导体封装结构
1，必然会涉及切割工艺，而在现有技术中，由于没有设置塑封体50在金属盖30和基板10之间，在基板10因为切割工艺发生翘曲时可能会造成金属盖30和基板10之间结构性破损。而在设置了塑封体50后，既能够保护射频芯片40，又能够保护金属盖30和基板10的连接结构，还能够作为设置天线60的支撑件。
31.在此基础上，请参考图2，塑封体50开设有导电孔501。
32.导电孔501的一侧接触基板10，另一侧接触天线60，导电孔501填充有导电材料，导电材料用于实现天线60和基板10的电性连接。
33.为了能够实现射频芯片40的交互功能，在射频芯片40通过打线电性连接至基板10时，天线60也可以通过导电孔501中填充的导电材料电性连接至基板10，以此来实现射频芯片40和天线60的联动。
34.作为一种可替换的具体实施方式， mems芯片20为声敏传感器芯片，多功能半导体封装结构1还包括asic芯片70，基板10还包括进音孔101。
35.asic芯片70与声敏传感器芯片位于基板10的同一侧，asic芯片70与声敏传感器芯片电性连接，金属盖30还用于保护asic芯片70。
36.进音孔101的一侧与外界接触，另一侧与空腔接触，以使空腔与外界连通。
37.asic（application specific integrated circuit，简称集成电路）芯片用于与mems芯片配合实现其相关功能。
38.为了能够更加清楚地描述本申请提供的方案，进音孔101接触空腔的一侧垂直开设于基板10任一侧确定的水平面，进音孔101接触外界的一侧水平开设于基板10任一侧确定的水平面。
39.为了能够更加清楚地描述本申请提供的方案，进音孔101垂直于基板10任一侧且贯穿开设于基板10。
40.应当理解的是，在现有技术中，声敏传感器芯片都是直接与外界声源接触，这使得脆弱的声敏传感器芯片很容易损坏，继而造成相关设备的损坏，而声敏传感器芯片的损坏一般维修比较困难，这使得想要单独对其维修也不现实。而通过上述设置，进音孔101开设于基板10，同时使得外部声源在进入金属盖30中时会经过一个拐角而非直接接触，进而能够起到保护声敏传感器芯片的作用。
41.作为一种可替换的具体实施方式， mems芯片20为陀螺仪芯片。
42.金属盖30与基板10之间密封。
43.除了前述的实施方式，mems芯片还可以是陀螺仪芯片，可以用于定位、导航等场景，为了实现该功能，金属盖30与基板10之间是密封的。
44.作为一种可替换的具体实施方式，请结合参考图3， mems芯片20为温敏传感器芯片，多功能半导体封装结构1还包括导热柱80体。
45.导热柱80贯穿基板10，且导热柱80靠近金属盖30的一端位于温敏传感器芯片的附近。
46.在本申请实施例的另一种实施方式中，mems芯片为温敏传感器芯片，为了能够是的温敏传感器芯片可以精准的检测外部的温度，可以设置导热柱80体穿过基板10在温敏传感器芯片附近，以便温敏传感器能够更加精确地感知温度。
47.本申请实施例提供一种多功能半导体封装结构1制作方法，请参考图4，包括：
步骤s201，将mems芯片装贴在基板10的一侧。
48.步骤s202，将金属盖30放置于基板10上mems芯片所在的一侧。
49.其中，金属盖30用于保护mems芯片并形成容置mems芯片的空腔。
50.步骤s203，将射频芯片40装贴至金属盖30远离mems芯片的一侧。
51.步骤s204，对射频芯片40和金属盖30进行塑封得到塑封体50。
52.步骤s205，在塑封体50远离射频芯片40的一侧制作天线60，以得到多功能半导体封装结构1。
53.通过上述步骤制备得到的多功能半导体封装结构1，能够在实现mems芯片具备的功能的同时基于射频芯片40和天线60完成与其他设备的交互功能，使得多功能半导体封装结构1能够在多功能的场景下应用而无需增添外部设备。
54.为了能够更加清楚地描述本申请提供的方案，基板10包括进音孔101，请结合参考图5和图6，基板10通过以下方式制备得到。
55.步骤s301，在第一基材的一侧压合第二基材。
56.步骤s302，在第二基材上进行激光开槽，形成凹槽1011。
57.步骤s303，在第二基材远离第一基材的一侧压合第三基材；步骤s304，在第三基材上进行激光钻孔得到第一钻孔1012和第二钻孔1013，第一钻孔1012和第二钻孔1013通过凹槽1011连通。
58.步骤s305，以第一基材的中心点、第二基材的中心点和第三基材的中心点确定的切割道进行切割工艺，得到基板10。
59.其中，进音孔101包括第一钻孔1012和凹槽1011，或者进音孔101包括第二钻孔1013和凹槽1011。
60.应当理解的是，在实际生产过程中，一般不会单独生产一个多功能半导体封装结构1，而是批量生产，因此本申请实施例中的进音孔101可以通过上述工艺批量生产，在经过切割工艺后，便可以巧妙地形成至少两个进音孔101，无需多次重复操作，这样也使得在多功能半导体封装结构1生产过程中更容易实现批量生产。
61.为了能够更加清楚地描述本申请提供的方案，前述步骤s202可以通过以下方式实现。
62.子步骤s202
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1，将金属盖30放置于基板10上mems芯片所在的一侧。
63.其中，第一钻孔1012或第二钻孔1013在金属盖30确定的范围内。
64.综上，本申请实施例提供了一种多功能半导体封装结构和多功能半导体封装结构制作方法，多功能半导体封装结构包括基板、mems芯片、金属盖、射频芯片、塑封体和天线； mems芯片位于基板的一侧；金属盖和mems芯片位于基板同一侧，金属盖用于保护mems芯片并形成容置mems芯片的空腔；射频芯片位于金属盖远离mems芯片的一侧；塑封体和金属盖位于基板同一侧，塑封体用于保护射频芯片、金属盖和基板；天线位于塑封体的表面。通过上述设置，巧妙地利用了mems芯片、金属盖、射频芯片和塑封体的布局，实现了半导体封装结构的多功能化。
65.以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。