半导体器件的封装结构的制作方法

1.本技术涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种半导体器件的封装结构。

背景技术：

2.随着电子技术的发展，对半导体终端产品的封装工艺的要求随之提高。现有技术中，常用的封装工艺包括：首先将芯片置于壳体内，然后通过壳体上的开口向壳体内注入密封胶水，以实现密封。对于此种封装结构，灌胶过程中时常会将少量气体封闭在壳体内，产生气泡，影响产品性能。
3.申请内容
4.有鉴于此，本技术实施例致力于提供一种半导体器件的封装结构，以解决现有技术中密封壳体内残留气泡的问题。
5.本技术提供了一种半导体器件的封装结构，包括：壳体，壳体包括：第一开口，用于向壳体内注入密封填充物；壳体的内部空间包括沿密封填充物的填充方向叠置的第一空间和第二空间；侧壁，包括围成第一空间的第一部分和围成第二空间的第二部分；第一部分与第二部分在壳体的内壁上形成朝向壳体内的第一弧形拐角，第一弧形拐角的弧度小于π/2。通过设置第一弧形拐角的弧度小于π/2，相比于弧度为π/2的第一弧形拐角而言，第一部分和第二部分的连接处更加平滑，有利于密封填充物的填充，避免气泡产生，提高了产品可靠性。
6.在一个实施例中，在填充方向上，第一部分的截面面积逐渐减小。这样，一方面，在密封填充物的逐渐填充方向l上，第一部分的截面面积逐渐减小，可以起到逐渐聚拢密封填充物的作用，从而进一步避免产生气泡，提升产品的可靠性。另一方面，在逐渐靠近第二开口的方向上，第一部分的截面面积逐渐增大，使得壳体的制备过程不限于切削工艺，还可以采用冲压成型，从而降低了工艺难度，进而降低成本。
7.在一个实施例中，第一部分在填充方向上的截面为等腰梯形。结构简单，便于工业实现。
8.在一个实施例中，壳体内设置有沿填充方向叠置的第一芯片和第二芯片。第一芯片和第二芯片叠置，有利于器件小型化。
9.在一个实施例中，第一芯片和第二芯片位于第一空间，第二芯片在背离填充方向上的正投影落入所述第一芯片内。这种情况下，第一芯片和第二芯片形成叠置后的整体形状与第一空间的形状相适应，从而提高壳体内部空间的利用率。
10.在一个实施例中，第一部分远离第二部分的边缘形成壳体的第二开口。通过设置这样的第二开口，便于壳体的制备。
11.在一个实施例中，半导体器件的封装结构还包括：电路板，电路板位于壳体的第二开口侧，并密封第二开口；和依次叠置在电路板上的第一芯片和第二芯片。结构紧凑，有利于器件小型化。
12.在一个实施例中，第一芯片采用倒装封装形式。这种情况下，第一芯片的功能层位
于靠近电路板的一侧，从而可以利用电路板为功能层提供保护。
13.在一个实施例中，壳体的内部空间还包括第三空间，第三空间位于第二空间远离第一空间的一侧；侧壁还包括围成第三空间的第三部分；第三部分与第二部分在壳体的内壁上形成背离壳体内的第二弧形拐角，第二弧形拐角的弧度小于或等于π/2；第三部分远离第二部分的边缘形成向壳体外延伸的凸出沿。这种情况下，对于整个壳体而言，第三部分形成向内凹的腰部，便于固定环形密封圈。
14.在一个实施例中，在填充方向上，壳体的截面包括沿填充方向延伸的侧边，侧边包括与第一部分对应的第一段，与第二部分对应的第二段，以及与第三部分对应的第三段；第二部分包括与第一段连接的第一弧形段，与第二段连接的第二弧形段，以及连接第一弧形段和第二弧形段的直线段，直线段相对于填充方向倾斜。这样使得第二部分结构更加平滑，进一步避免产生气泡。
15.根据本技术提供的半导体器件的封装结构，通过设置第一弧形拐角的弧度小于π/2，相比于弧度为π/2的第一弧形拐角而言，第一部分和第二部分的连接处更加平滑，有利于密封填充物的填充，避免气泡产生，提高了产品可靠性。
附图说明
16.图1为本技术第一实施例提供的半导体器件的封装结构的截面示意图。
17.图2为图1所示半导体器件的封装结构的俯视图。
18.图3为本技术第二实施例提供的半导体器件的封装结构示意图。
19.图4为本技术第三实施例提供的半导体器件的封装结构示意图。
20.图5为本技术第四实施例提供的半导体器件的封装结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.图1为本技术第一实施例提供的半导体器件的封装结构的截面示意图。图2为图1所示半导体器件的封装结构的俯视图。结合图1和图2所示，半导体器件的封装结构100包括壳体11。壳体11包括第一开口，用于向壳体11内注入密封填充物10。壳体11的内部空间包括沿密封填充物的填充方向l叠置的第一空间和第二空间。密封填充物的填充方向l是指密封填充物逐渐填充壳体11内部空间的方向，即由壳体11底部指向壳体11顶部的方向。第一空间和第二空间相互平行，二者可以与第一开口所在平面平行，也可以相对第一开口所在平面倾斜。
23.壳体11的侧壁包括围成第一空间的第一部分111和围成第二空间的第二部分112，第一部分111与第二部分112在壳体11的内壁上形成朝向壳体11内的第一弧形拐角θ，第一弧形拐角θ的弧度等于π/2。第一弧形拐角θ的弧度是指形成第一弧形拐角θ的圆弧的两个端点分别与该段圆弧对应的圆心连线之间的夹角。例如，在密封填充物10的填充方向l上，壳体11的截面包括沿填充方向l延伸的侧边，侧边包括与第一部分111对应的第一段和与第二
部分112对应的第二段。如图1所示，第一段为直线，第二段包括与第一段连接的第一弧形段ab，第一弧形段ab形成第一弧形拐角。相应地，第一弧形段ab的弧度即为第一弧形拐角θ的弧度。
24.壳体11的内部空间还包括与第一空间和第二空间叠置的第三空间，第三空间位于第二空间远离第一空间的一侧。相应地，壳体11的侧壁还包括围成第三空间的第三部分113。第二部分112和第三部分113在壳体11的内壁上形成背离壳体11内的第二弧形拐角β，第二弧形拐角β的弧度等于π/2。第二弧形拐角β的弧度是指形成第二弧形拐角β对应的圆弧的两个端点分别与该段圆弧对应的圆心连线之间的夹角。例如，在密封填充物10的填充方向l上，壳体11的截面包括沿填充方向l延伸的侧边，侧边包括与第二部分112对应的第二段和与第三部分113对应的第三段。如图1所示，第三段为直线，第二段包括与第三段连接的第二弧形段cd，第二弧形段cd形成第二弧形拐角。相应地，第二弧形段cd的弧度即为第二弧形拐角β的弧度。
25.在一个实施例中，第二部分112为s形母线形成的弧形面，第二部分112的一端连接第一部分111，另一端连接第三部分113。例如，与第二部分112对应的第二段还包括连接第一弧形段ab和第二弧形段cd的直线段bc。第三部分113远离第二部分112的边缘沿平行于直线段的方向向背离壳体11内部空间的方向延伸，以形成凸出沿114。这种情况下，对于整个壳体11而言，第三部分113形成向内凹的腰部，凸出沿114在壳体11的顶面形成环形平面。腰部与环形平面配合，可用于安装环形密封圈。
26.在一个实施例中，如图1所示，壳体11具有平行于密封填充物10的填充方向l的对称面。例如，第一部分111和第三部分113均为矩形筒状，并且矩形筒状侧壁的相邻两个面之间通过曲面平滑过渡；又例如，第一部分111和第三部分113为圆筒状。
27.壳体11还包括与第一开口相对设置的第二开口。在一个实施例中，第一部分111远离第二部分112的边缘形成壳体11的第二开口。例如，如图1和图2所示，壳体11大致呈凸型，凸型壳体11的上端面设置有第一开口，凸型壳体11的下端面设置有第二开口。第二开口的设置可以便于壳体11的制备。
28.如图1所示，半导体器件的封装结构100还包括电路板12，电路板12位于壳体11的第二开口侧，并与第一部分111的形成第二开口的边缘密封连接，以封闭第二开口。在一个实施例中，电路板12垂直于密封填充物10的填充方向l。
29.如图1所示，半导体器件的封装结构100还包括集成电路和密封填充物10。集成电路位于壳体11内，包括第一芯片13和第二芯片14，第一芯片13例如是微机电系统(micro electro mechanical systems，mems)芯片，第二芯片14例如是专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)芯片。第一芯片13和第二芯片14分别固定在电路板12上，第一芯片13与第二芯片14、第二芯片14与电路板12分别通过键合线15电连接。密封填充物10至少部分填充壳体11的内部空间，并覆盖集成电路。
30.如图1和图2所示的半导体器件例如可以是压力传感器、温度传感器、湿度传感器、麦克风等。以压力传感器为例，该半导体器件的工作原理包括：集成电路采集压力信号，并对压力信号进行分析处理，得到相应的电压信号或电流信号，最后将电压信号或电流信号经电路板5输出。
31.图3为本技术第二实施例提供的半导体器件的封装结构示意图。图3所示半导体器
件的封装结构200和图1所示半导体器件的封装结构100的区别仅在于，在本实施例中，第一弧形拐角θ的弧度小于π/2。具体而言，在密封填充物10的填充方向l上，壳体11的截面的沿填充方向l延伸的侧边包括：与第一部分111对应的第一段，与第二部分112对应的第二段；以及与第三部分113对应的第三段。其中，第一段和第三段分别平行于密封填充物的填充方向l。第二段包括与第一段连接的第一曲线段ab，与第二段连接的第二曲线段cd，以及连接第一曲线段ab和第二曲线段cd的直线段bc，直线段bc相对于密封填充物的填充方向l倾斜设置，即直线段bc与密封填充物的填充方向l不平行，也不垂直。这种情况下，如图3所示，第二弧形拐角β的弧度小于π/2。
32.根据本实施例提供的半导体器件的封装结构200，相比于图1和图2所示的半导体器件的封装结构100而言，第一弧形拐角θ更加平滑，有利于密封填充物的填充，避免气泡产生，提高了产品可靠性。
33.在一个实施例中，壳体11内的第一芯片13和第二芯片14沿填充方向l叠置。例如，如图3所示，第一芯片13和第二芯片14依次叠置在电路板12上，第二芯片14与第一芯片13电连接，第一芯片13与电路板12电连接。这样，有利于器件小型化。
34.第一芯片13采用倒装封装形式，即第一芯片13的功能层朝向电路板12。第一芯片13的焊盘与电路板12上的焊盘通过银浆或锡膏等电连接。这样，一方面，连接工艺简单，减少键合线的使用，从而降低成本；另一方面，电路板12可以为第一芯片13的功能层提供保护，避免划伤。
35.第二芯片14通过电路板12与第一芯片13电连接，即第二芯片14连接电路板12，电路板12再连接第一芯片13。具体而言，第二芯片14的背面，即与功能层相背的表面，通过胶16粘结固定在第一芯片13的背面，第二芯片14正面的焊盘通过键合线15与电路板12电连接，电路板12通过内部电路走线将第二芯片14与第一芯片13电连接。
36.图4为本技术第三实施例提供的半导体器件的封装结构示意图。图4所示半导体器件的封装结构300和图3所示半导体器件的封装结构200的区别在于，与第一部分111对应的第一段相对于密封填充物的填充方向l倾斜设置。这种情况下，在密封填充物的填充方向l方向上，第一部分111的截面面积逐渐减小，也即在逐渐靠近第二开口的方向上，第一部分111的截面面积逐渐增大。在一个实施例中，第一部分111在密封填充物的填充方向l方向上的截面为等腰梯形。这样的结构简单，便于工业实现。
37.在一个实施例中，如图4所示的半导体器件的封装结构300和图3所示半导体器件的封装结构200的区别还包括，第二部分112对应的第二段仅包括与第一段连接的第一弧形段ab和与第二段连接的第二弧形段cd，而不包括连接第一弧形段ab和第二弧形段cd的直线段，即点b和点c重合。
38.根据本实施例提供的半导体器件的封装结构300，相比于图3所示半导体器件的封装结构200而言，一方面，在密封填充物10的逐渐填充方向l上，第一部分111的截面面积逐渐减小，可以起到逐渐聚拢密封填充物10的作用，从而进一步避免产生气泡，提升产品的可靠性。另一方面，在逐渐靠近第二开口的方向上，第一部分111的截面面积逐渐增大，使得壳体11的制备过程不限于切削工艺，还可以采用冲压成型，从而降低了工艺难度，进而降低成本。
39.在一个实施例中，第二芯片14和第一芯片13位于第一空间。第二芯片14在背离填
充方向l上的正投影落入第一芯片13内，即第二芯片14和第一芯片13的堆叠形状与第一部分111围成的第一空间的形状相适应，从而提高了壳体11内部空间的利用率。在其他实施例中，如图4所示，第一芯片13位于第一空间，第二芯片14的至少部分位于第二空间。这种情况下，可以利用第二空间容纳至少部分第二芯片14，从而进一步提高壳体11内部空间的利用率。
40.图5为本技术第四实施例提供的半导体器件的封装结构示意图。图5所示半导体器件的封装结构400和图1所示半导体器件的封装结构100的区别仅在于，在本实施例中，第一弧形拐角θ的弧度小于π/2。具体而言，在密封填充物10的填充方向l上，壳体11的截面的沿填充方向l延伸的侧边包括：与第一部分111对应的第一段，与第二部分112对应的第二段；以及与第三部分113对应的第三段。
41.其中，第一段相对于密封填充物的填充方向l倾斜设置。这种情况下，在密封填充物的填充方向l方向上，第一部分111的截面面积逐渐减小，也即在逐渐靠近第二开口的方向上，第一部分111的截面面积逐渐增大。在一个实施例中，第一部分111在密封填充物的填充方向l方向上的截面为等腰梯形。
42.第二段包括与第一段连接的第一曲线段ab，与第二段连接的第二曲线段cd，以及连接第一曲线段ab和第二曲线段cd的直线段bc，直线段bc垂直于密封填充物的填充方向l。
43.第三段平行于密封填充物的填充方向l。
44.根据本实施例提供的半导体器件的封装结构400，相比于图1所示的半导体器件的封装结构100而言，第一弧形拐角θ更加平滑，有利于密封填充物的填充，避免气泡产生，提高了产品可靠性。与此同时，相比于图3和图4所示半导体器件的封装结构100而言，更有利于环形密封圈在壳体11腰部的固定，不易滑动。
45.应当理解，本技术实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”和“第三”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本技术的保护范围。为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

技术特征：

1.一种半导体器件的封装结构，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括：第一开口，用于向所述壳体内注入密封填充物；所述壳体的内部空间包括沿所述密封填充物的填充方向叠置的第一空间和第二空间；侧壁，包括围成所述第一空间的第一部分和围成所述第二空间的第二部分；所述第一部分与所述第二部分在所述壳体的内壁上形成朝向所述壳体内的第一弧形拐角，所述第一弧形拐角的弧度小于π/2。2.根据权利要求1所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，在所述填充方向上，所述第一部分的截面面积逐渐减小。3.根据权利要求2所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，所述第一部分在所述填充方向上的截面为等腰梯形。4.根据权利要求1
‑
3中任一所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，所述壳体内设置有沿所述填充方向叠置的第一芯片和第二芯片。5.根据权利要求4所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，所述第一芯片和所述第二芯片位于所述第一空间，所述第二芯片在背离所述填充方向上的正投影落入所述第一芯片内。6.根据权利要求1
‑
3中任一所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，所述第一部分远离所述第二部分的边缘形成所述壳体的第二开口。7.根据权利要求6所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，还包括：电路板，所述电路板位于所述壳体的所述第二开口侧，并密封所述第二开口；和依次叠置在所述电路板上的第一芯片和第二芯片。8.根据权利要求7所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，所述第一芯片采用倒装形式与所述电路板电连接。9.根据权利要求1
‑
3中任一所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，所述壳体的内部空间还包括第三空间，所述第三空间位于所述第二空间远离所述第一空间的一侧；所述侧壁还包括围成所述第三空间的第三部分；所述第三部分与所述第二部分在所述壳体的内壁上形成背离所述壳体内的第二弧形拐角，所述第二弧形拐角的弧度小于或等于π/2；所述第三部分远离所述第二部分的边缘形成向所述壳体外延伸的凸出沿。10.根据权利要求9所述的半导体器件的封装结构，其特征在于，在所述填充方向上，所述壳体的截面包括沿所述填充方向延伸的侧边，所述侧边包括与所述第一部分对应的第一段，与所述第二部分对应的第二段，以及与所述第三部分对应的第三段；所述第二部分包括与所述第一段连接的第一弧形段，与所述第二段连接的第二弧形段，以及连接所述第一弧形段和所述第二弧形段的直线段，所述直线段相对于所述填充方向倾斜。

技术总结

本申请提供了一种半导体器件的封装结构，解决了现有技术中密封壳体内残留气泡的问题。封装结构包括第一开口，用于向壳体内注入密封填充物；壳体的内部空间包括沿密封填充物的填充方向叠置的第一空间和第二空间；侧壁，包括围成第一空间的第一部分和围成第二空间的第二部分；第一部分与第二部分在壳体的内壁上形成朝向壳体内的第一弧形拐角，第一弧形拐角的弧度小于π/2。弧度小于π/2。弧度小于π/2。