[發明專利]一種超小尺寸無塑封裝

在審

• 申請號: 201410471317.3
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104241220A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 劉勝;付興銘;王小平;陳斌
• 申請（專利權）人: 武漢大學;武漢飛恩微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/48
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及芯片封裝技術領域，具體涉及一種超小尺寸無塑封裝。

背景技術

人們對消費類電子產品的性能要求越來越高，同時對產品的尺寸要求也越來越小，這些要求勢必促使人們去開發更小尺寸的芯片和封裝。近年來的3D封裝技術極大地減小了封裝的尺寸，也提高了產品的性能。由于許多MEMS傳感器芯片的制作工藝與CMOS工藝難以兼容，人們大多采用了折中的方式來進行多芯片集成封裝。

引線鍵合是一種成熟的實現電互連的封裝方式。但是引線鍵合工藝中，引線的弧度、形狀等都有一定的要求，同時還需要進行涂膠或者塑封進行保護，這就會造成封裝的尺寸偏大，同時引入過多材料會影響封裝的可靠性。

硅通孔(TSV)技術是一種新興的可以避免引線鍵合弊端的封裝方式。由于芯片尺寸很小，TSV往往要求使用中介層(interposer)進行重布線以方便封裝產品貼裝在主板上。但是，引入中介層的同時會增加封裝在厚度方向上的尺寸，對于小尺寸的封裝要求來說是個障礙。

因此，本領域的技術人員致力于研發一種新型的小尺寸無塑封裝。

發明內容

本發明的目的是針對已有產品中存在的上述各種缺陷，提供一種新型的超小尺寸的無塑封裝。

為達到上述目的，本發明提供一種超小尺寸無塑封裝，包括一個或多個MEMS傳感器芯片、專用集成電路(ASIC)芯片、硅通孔(TSV)和凸點(bump)，所述MEMS傳感器芯片和所述ASIC芯片采用堆疊的方式設置，并采用所述硅通孔和凸點進行電連接。

進一步地，所述堆疊采用MEMS傳感器芯片在上、ASIC芯片位于下方的方式。

進一步地，所述MEMS傳感器芯片采用倒裝焊的形式堆疊在ASIC上。

進一步地，所述ASIC采用倒裝焊的形式。

進一步地，所述MEMS傳感器芯片為壓力傳感器、磁傳感器、加速度傳感器、陀螺儀中的一種或者多種。

進一步地，所述專用集成電路(ASIC)具有可對信號進行重分布的中介層(interposer)。

進一步地，所述壓力傳感器芯片采用正裝的方式堆疊，即芯片的敏感膜片正面在上方以更好地感知待測介質的壓力。

進一步地，所述硅通孔(TSV)可以采用傳統的TSV制作工藝來實現，也可以采用共軸通孔填充技術來實現。

進一步地，所述多個MEMS傳感器芯片依次垂直堆疊。

進一步地，所述MEMS傳感器芯片為多個時，位于下方的MEMS傳感器芯片層層傳遞上一層芯片的信號到達所述ASIC。

本發明提供的超小尺寸無塑封裝，包括一個或多個MEMS傳感器芯片、專用集成電路(ASIC)芯片、硅通孔(TSV)、凸點互連(bump)。其中，MEMS傳感器芯片、ASIC芯片根據芯片的尺寸和功能采用堆疊的方式放置，MEMS傳感器芯片與ASIC均采用倒裝焊的形式，并采用低成本的TSV技術和bump進行電連接，ASIC既起到信號處理芯片的作用又具有中介層(interposer)的電信號重分布的作用。

本發明中的電互連均采用TSV技術代替傳統的引線鍵合，因而無需使用塑料封裝保護，避免了因引線鍵合和塑封料所帶來的整個封裝尺寸大的不足，同時ASIC兼具interposer的作用，取消了中介層，進一步減小了封裝的厚度，使用低成本的TSV和Bump技術可以使封裝具有較低的成本。本發明可以將整個封裝面積控制在ASIC的面積，在厚度方向上基本接近堆疊芯片的厚度之和。

本發明中的電互連均采用TSV技術代替傳統的引線鍵合，因而無需使用塑料封裝保護，避免了因引線鍵合和塑封料所帶來的整個封裝尺寸大的不足，同時ASIC兼具interposer的作用，取消了中介層，進一步減小了封裝的厚度。使用時可以直接將此封裝模塊貼于主板之上進行回流焊即可。本發明的封裝結構可以實現多傳感器封裝模組在長、寬和厚度方向上最小的尺寸，使用低成本的TSV和Bump技術可以使封裝具有較低的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖；

圖1為本發明實施例的超小尺寸無塑封裝的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的超小尺寸無塑封裝的結構示意圖；

圖3為本發明實施例的超小尺寸無塑封裝的結構示意圖；