[發明專利]低溫封裝結構及方法

有效

• 申請號: 201811289984.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111115549B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 蔣將
• 申請（專利權）人: 深圳華大智造極創科技有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 彭輝劍;習冬梅

一種低溫封裝結構，包括封裝體、硅基體及印刷電路板，所述硅基體的正面設置有多個電極，每一所述電極分別通過通孔引至硅基體的背面，所述硅基體的背面設置有多個第一金屬凸點，每一所述第一金屬凸點上設置有至少一第二金屬凸點，所述印刷電路板的一表面設置有多個第三金屬凸點，所述第二金屬凸點的尺寸小于所述第一金屬凸點及所述第三金屬凸點的尺寸，每一所述第三金屬凸點通過冷壓鍵合方式與第二金屬凸點連接，以使得所述硅基體與所述印刷電路板之間電連接。本發明還提供一種低溫封裝方法。上述低溫封裝結構及方法，封裝結構簡單，通過減少硅基體上金屬凸點的接觸面積，在施加外力的情況下即可實現與印刷電路板的冷壓鍵合。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種低溫封裝結構及方法。

背景技術

隨著半導體圓片級封裝技術的不斷成熟發展，其以微型化、低成本、高電性能、良好的導熱散熱性以及對于高頻信號高抗干擾性等優點越來越多的被Bio-MEMS器件封裝所采用。一般來說，生物測序芯片(如基因測序芯片)對于其加工溫度比較敏感(100攝氏度)，尤其是對于一些加工過程中表面有生物涂層器件，對溫度要求更為苛刻。傳統的圓片級半導體封裝技術其器件加工過程中溫度一般都在200攝氏度以上。這樣就導致很大一部分生物測序芯片無法采用傳統的圓片級封裝技術進行封裝。現有技術一般是采用傳統的鋁打線的方式，來滿足器件對低溫的加工要求，然而采用低溫鋁打線進行封裝，其成本高、產能低、器件小型化較困難。

發明內容

鑒于以上內容，有必要提供一種低溫封裝結構及方法，封裝結構簡單，在施加外力的情況下即可實現硅基體與印刷電路板的冷壓鍵合。

本發明一實施方式提供一種低溫封裝結構，包括封裝體、硅基體及印刷電路板，所述硅基體的正面設置有電極區，所述電極區包括多個電極，每一所述電極分別通過通孔引至所述硅基體的背面，所述硅基體的背面設置有多個第一金屬凸點，每一所述第一金屬凸點通過一通孔一一對應電連接于每一所述電極，每一所述第一金屬凸點上設置有至少一第二金屬凸點，所述印刷電路板的一表面設置有多個第三金屬凸點，所述第二金屬凸點的尺寸小于所述第一金屬凸點及所述第三金屬凸點的尺寸，每一所述第三金屬凸點通過冷壓鍵合方式與每一所述第一金屬凸點上的第二金屬凸點連接，以使得所述硅基體與所述印刷電路板之間電連接。

可選地，所述硅基體的正面還設置有功能區，所述功能區包括以下一種或者多種：感光區、生物反應區、壓力傳感區、電容電感耦合區。

可選地，所述通孔的深寬比小于或等于20:1。

可選地，所述第一金屬凸點的高度為5～30μm，所述第二金屬凸點的高度為20-50μm，所述第三金屬凸點的高度為30-100μm，且所述第二金屬凸點的高度小于所述第三金屬凸點的高度。

可選地，所述第二金屬凸點的硬度大于所述第三金屬凸點的硬度，或者所述第二金屬凸點的硬度大于所述第三金屬凸點的頂部區域金屬的硬度。

可選地，所述第二金屬凸點包括第一子金屬層及第二子金屬層，所述第二子金屬層的硬度小于所述第一子金屬層。

本發明一實施方式還提供一種一種低溫封裝方法，包括以下步驟：

提供一硅基體及一印刷電路板，所述硅基體的正面設置有電極區，所述電極區包括多個電極；

將每一所述電極引至所述硅基體的背面；

在所述硅基體的背面形成多個第一金屬凸點，每一所述第一金屬凸點電連接于每一所述電極；

在每一所述第一金屬凸點上形成至少一第二金屬凸點，所述第二金屬凸點的尺寸小于所述第一金屬凸點的尺寸；

在所述印刷電路板上形成多個第三金屬凸點，并將每一所述第三金屬凸點采用冷壓鍵合方式與每一所述第一金屬凸點上的第二金屬凸點連接；及

對封裝體間隙進行填充，其中所述封裝體用于封裝所述硅基體及所述印刷電路板。