半导体封装结构及其封装方法与流程

本申请涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种半导体封装结构及其封装方法。

背景技术：

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

习知的声表面波滤波器(sawf，surfaceacousticwavefilter)由于产品性能和设计功能需求，通常需要保证滤波芯片功能区域不能接触任何物质，即空腔结构设计。

在一个已知实施例中，形成空腔结构的方式可以为，在基板上设置凹槽，将晶体粘贴至该凹槽中，再在凹槽上设置密封用盖板，以此对凹槽进行密封形成密封腔体。但这种制造工艺相对复杂，还会增加表面密封盖等耗材成本，封装成本相对较高。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

基于前述的现有技术缺陷，本申请提供了一种半导体封装结构及其封装方法，能有效地解决半导体封装结构中形成腔体所存在的制造工艺复杂以及封装成本较高的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。

一种半导体封装结构，包括：

基板，所述基板的正面设置有多个第一焊垫；

半导体晶片单元，所述半导体晶片单元的正面间隔设置有与多个所述第一焊垫相对应地导电凸起，多个所述导电凸起分别顶触在对应地所述第一焊垫上；

固定所述基板和所述半导体晶片单元的封装件，所述封装件位于多个所述导电凸起的外侧，所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成密封腔体，所述密封腔体由多个所述导电凸起、所述基板的正面以及所述半导体晶片单元的正面所限定出的非密封腔体经由所述封装件密封而成。

优选地，所述基板的背面设置有多个与所述第一焊垫相对应地第二焊垫，相对应地所述第一焊垫和所述第二焊垫电性连接。

优选地，所述基板中设置有导电元件，所述导电元件的两端分别裸露在所述基板的正面和背面，以分别形成所述第一焊垫和所述第二焊垫。

优选地，所述第二焊垫凸出所述基板的背面以形成外部引脚。

优选地，所述导电凸起的端部设置有导电接触元件，沿所述半导体晶片单元正面指向所述基板正面的方向，所述导电接触元件的截面面积减小；所述导电接触元件背离所述导电凸起的端部顶触在所述第一焊垫上。

优选地，所述封装件由具有热固性质的胶粘材料经加热固化后形成。

优选地，所述基板的正面具有位于多个所述第一焊垫外侧的第一连接表面，所述半导体晶片单元的正面具有位于多个所述导电凸起外侧的第二连接表面；所述封装件与所述第一连接表面以及所述第二连接表面固定连接。

优选地，所述基板的正面具有位于多个所述第一焊垫内侧的第一限定表面，所述半导体晶片单元的正面具有位于多个所述导电凸起内侧的第二限定表面；所述封装件与所述第一限定表面以及所述第二限定表面限定出所述密封腔体。

优选地，所述封装件至少部分地包覆所述半导体晶片单元的侧壁。

优选地，所述封装件至少部分地包覆所述半导体晶片单元的背面。

优选地，还包括塑封件，所述塑封件至少部分地覆盖所述封装件的背面。

一种半导体封装方法，包括：

获取至少两个半导体晶片单元，其中，每个所述半导体晶片单元的正面间隔设置有多个导电凸起；

获取基板，其中，所述基板具有与多个所述半导体晶片单元数量相等的基板单元，每个所述基板单元包括设置在所述基板正面且与多个所述导电凸起相对应地第一焊垫；

将所述半导体晶片单元倒扣在所述基板上，使多个所述导电凸起分别顶触在对应地所述第一焊垫上，从而，所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及多个所述导电凸起限定出一非密封腔体；

通过封装件固定所述基板和所述半导体晶片单元，所述封装件位于多个所述导电凸起的外侧，从而对所述非密封腔体进行密封，进而所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成密封腔体。

优选地，所述基板的正面具有位于多个所述第一焊垫外侧的第一连接表面，所述半导体晶片单元的正面具有位于多个所述导电凸起外侧的第二连接表面；

通过封装件固定所述基板和所述半导体晶片单元，以使所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成所述密封腔体的步骤包括：

将具有热固性质的胶粘材料粘贴于所述第一连接表面以及所述第二连接表面，且所述具有热固性质的胶粘材料被多个所述导电凸起隔挡在所述非密封腔体的外侧；

升温使所述具有热固性质的胶粘材料固化，从而形成固定所述基板和所述半导体晶片单元的封装件，并在所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成所述密封腔体。

优选地，所述基板的正面具有位于多个所述第一焊垫外侧的第一连接表面，所述半导体晶片单元的正面具有位于多个所述导电凸起外侧的第二连接表面；

通过封装件固定所述基板和所述半导体晶片单元，以使所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成所述密封腔体的步骤包括：

备置丝网，所述丝网的网眼尺寸大于所述半导体晶片单元的尺寸；

将所述丝网套设在所述半导体晶片单元外，所述丝网的网眼内壁与所述半导体晶片单元外壁之间形成环腔；

将具有热固性质的胶粘材料填充入所述环腔，所述具有热固性质的胶粘材料与所述第一连接表面和所述第二连接表面相接触，且所述具有热固性质的胶粘材料被多个所述导电凸起隔挡在所述非密封腔体的外侧；

升温使所述具有热固性质的胶粘材料固化，从而形成固定所述基板和所述半导体晶片单元的封装件，并在所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成密封腔体。

优选地，在通过封装件固定所述基板和所述半导体晶片单元，以使所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件形成所述密封腔体的步骤之后，所述方法还包括：

通过塑封件包覆所述封装件的背面。

优选地，相邻所述基板单元之间形成有切割道；

在通过封装件固定所述基板和所述半导体晶片单元，以使所述基板的正面、所述半导体晶片单元的正面以及所述封装件之间形成所述密封腔体的步骤之后，所述方法还包括：

沿所述切割道切割所述基板、所述封装件以及所述塑封件。

借由以上的技术方案，本申请实施方式的半导体封装结构以及封装方法，通过在半导体晶片单元的正面间隔设置多个与第一焊垫相对应地导电凸起，该多个导电凸起、基板的正面以及半导体晶片单元的正面可以限定出一个非密封腔体；同时，多个导电凸起可以将封装件隔挡在非密封腔体的外侧，从而封装件可以与基板的正面以及半导体晶片单元的正面相连接，在实现基板与半导体晶片单元固定的同时，封装件可以对该非密封腔体进行密封，从而可以形成密封腔体。

由此可见，本申请提供了一种新的在半导体封装结构中形成密封腔体的结构设计及其封装方法，且在该半导体封装结构中形成密封腔体的工艺较为简单，并且取消现有技术中的表面密封盖等耗材，封装成本大幅降低，经济效果显著。

其它应用领域将根据本文中提供的描述而变得明显。本发明内容的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为晶圆的平面示意图；

图2为图1中a-a＇截面的剖视结构示意图；

图3为图2中的半导体晶片单元切割后的结构示意图；

图4为将半导体晶片单元倒扣在基板上的结构示意图；

图5为通过封装件固定半导体晶片单元和基板并形成密封腔体的结构示意图；

图6为在封装件上覆盖有塑封件的结构示意图；

图7为基板切割后形成本申请第一较佳实施方式的半导体封装结构的结构示意图；

图8为基板切割后形成本申请第二较佳实施方式的半导体封装结构的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，当一个零部件被称为“设置于”另一个零部件，它可以直接在另一个零部件上或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述是基于说明书附图为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图4至图8，本申请提供了一种半导体封装结构，其可以包括：基板200，所述基板200的正面202设置有多个第一焊垫206；半导体晶片单元100，所述半导体晶片单元100的正面105间隔设置有与多个所述第一焊垫206相对应地导电凸起102，多个所述导电凸起102分别顶触在对应地所述第一焊垫206上；固定所述基板200和所述半导体晶片单元100的封装件302，所述封装件302位于多个所述导电凸起102的外侧，所述基板200的正面202、所述半导体晶片单元100的正面105以及所述封装件302之间形成密封腔体1，所述密封腔体1由多个所述导电凸起102、所述基板200的正面202以及所述半导体晶片单元100的正面105所限定出的非密封腔体10(如图4所示)经由所述封装件302密封而成。

以图5至图8所示意的，基板200具有相背对的上下表面，将上表面定义为基板200的正面202，将下表面定义为基板200的背面204。同样的，半导体晶片单元100也具有相背对的两个表面，将与基板200的正面202相对的表面定义为半导体晶片单元100的正面105，将另一个表面定义为半导体晶片单元100的背面107。

设置在基板200的正面202的多个第一焊垫206，与设置在半导体晶片单元100的正面105上的导电凸起102相对应，具体可以为第一焊垫206的数量与导电凸起102的数量相等，以及多个第一焊垫206与多个导电凸起102的排布规则相同，以便于导电凸起102与第一焊垫206的顶触配合。

如图1所示，多个导电凸起102以矩形阵列的形式间隔设置在半导体晶片单元100的正面105。当然，导电凸起102的排布方式可以不限于上述形式，举例为，多个导电凸起102还可以以环形阵列的形式排布，或者，多个导电凸起102以任意方式排布围合形成不规则的形状，在此不作列举。

导电凸起102的高度取决于最终形成的密封腔体1的高度，例如，导电凸起102的高度在30至100微米之间，本申请对此不作限定。

为了使导电凸起102能较佳地顶触在第一焊垫206上，保证两者之间接触的有效性，在一个实施方式中，导电凸起102的端部可以设置有导电接触元件103，沿半导体晶片单元100的正面105指向基板200的正面202的方向，导电接触元件103的截面面积减小。导电接触元件103背离导电凸起102的端部亦即截面面积较小的端部顶触在第一焊垫206上。

如图2至图8所示意的实施例中，导电接触元件103具体可以为由金属例如锡制成的半球状体。当然，导电接触元件103并不限于上述举例，其还可以包括其他形式，例如，导电接触元件103还可以为由金属材料制成的锥台或棱台，在此不作列举。

通过使导电接触元件103的截面面积较小的端部与第一焊垫206的顶触，可以尽量避免导电凸起102的端部与第一焊垫206接触时，因端面不平整导致两者接触不良的情况发生，籍此较佳地实现导电凸起102与第一焊垫206电性连接的有效性。

进一步地，基板200的背面204可以设置有多个与第一焊垫206相对应地第二焊垫208，相对应地第一焊垫206和第二焊垫208电性连接，从而第二焊垫208可以用于供外部元器件的引脚连接。

在一个实施方式中，基板200中可以设置有由导电材料例如金属制成的导电元件207，导电元件207的两端分别裸露在基板200的正面202和背面204，以形成第一焊垫206和第二焊垫208。具体的，基板200中可以贯穿开设通孔，导电元件207嵌设在通孔中，导电元件207的两端即可分别形成第一焊垫206和第二焊垫208。

第一焊垫206优选与基板200的正面202相平齐，第二焊垫208优选凸出基板200的背面204以形成外部引脚。该作为外部引脚的第二焊垫208可以为如图7所示意的大致呈扁平的方形焊垫，例如可以为方形扁平无引脚封装(qfn，quadflatno-leadpackage)，也可以为如图8所示意的大致呈球形，例如可以为焊球阵列封装(bga，ballgridarray)，亦或可以为伸出引脚式。

在本实施方式中，封装件302可以由具有热固性质的胶粘材料经加热固化后形成，符合上述性质的材料例如可以为环氧树脂类胶粘剂，或者酚醛树脂类胶粘剂。将具有热固性质的胶粘材料粘贴在基板200以及半导体晶片单元100的正面105，并使其位于导电凸起102的外侧，然后对其进行升温，使其固化，从而胶粘材料分别与基板200的正面202以及半导体晶片单元100的正面105固定粘接，实现基板200与半导体晶片单元100的固定。

具体的，如图1至图8所示，基板200的正面202可以具有位于多个第一焊垫206外侧的第一连接表面203以及位于多个第一焊垫206内侧的第一限定表面110，半导体晶片单元100的正面105可以具有位于多个导电凸起102外侧的第二连接表面205以及位于多个导电凸起102内侧的第二限定表面211。相当于多个第一焊垫206以及多个导电凸起102分别将基板200的正面202以及半导体晶片单元100的正面105划分成两个区域，其中位于非密封腔体10外侧的区域即分别为所述第一连接表面203和第二连接表面205，位于非密封腔体10内侧的区域即分别为所述第一限定表面110和第二限定表面211。封装件302与第一连接表面203以及第二连接表面205固定连接，从而实现基板200与半导体晶片单元100的固定。

与此同时，由于具有热固性质的胶粘材料固化后形成的封装件302位于多个导电凸起102的外侧，从而封装件302与第一限定表面110和第二限定表面211限定出密封腔体1。

进一步地，为了增大封装件302与半导体晶片单元100的接触面积，以提高基板200与半导体晶片单元100的固定强度，如图5至图8所示，封装件302可以至少部分地包覆半导体晶片单元100的侧壁104。例如，封装件302可以包覆半导体晶片单元100的侧壁104的一部分，使半导体晶片单元100的部分侧壁104处于暴露状态；或者，封装件302也可以包覆半导体晶片单元100的侧壁104的全部。

更进一步地，封装件302可以至少部分地包覆半导体晶片单元100的背面107。同样的，封装件302可以包覆半导体晶片单元100的背面107的一部分，使半导体晶片单元100的部分背面处于暴露状态；或者，封装件302也可以包覆半导体晶片单元100的背面107的全部。

在该实施例中，封装件302包覆半导体晶片单元100的侧壁104的全部，以保证封装件302至少部分地包覆半导体晶片单元100的背面107时，封装件302在半导体晶片单元100外表面的连续性，实现封装件302对基板200与半导体晶片单元100固定的有效性。

如图6至图8所示，为了对半导体晶片单元100形成保护，本申请的半导体封装结构还包括可以塑封件402，塑封件402可以至少部分地覆盖半导体晶片单元100的背面107。例如，塑封件402可以包覆半导体晶片单元100的背面107的一部分，使半导体晶片单元100部分背面107于暴露状态；或者，塑封件402也可以包覆半导体晶片单元100的背面107的全部。

在一个优选地实施方式中，封装件302可以对半导体晶片单元100的背面107形成全覆盖，而封装件302背离半导体晶片单元100的背面107的表面303(后文称之为背面)上覆盖有塑封件402。同样的，塑封件402可以覆盖封装件302背面303的一部分；或者，塑封件402也可以对封装件302的背面303形成全覆盖。

封装件302的热膨胀系数与基板200、半导体晶片单元100以及塑封件402的热膨胀系数相同或相近。具体的可以为，用于形成封装件302的具有热固性质的胶粘材料的热膨胀系数与基板200、半导体晶片单元100以及塑封件402的热膨胀系数相同或相近。从而在封装件302的升温固化过程中，降低具有热固性质的胶粘材料与基板200、半导体晶片单元100以及塑封件402由于热膨胀系数的差异，导致用于形成封装件302的胶粘材料与基板200、半导体晶片单元100以及塑封件402因膨胀量的不同而在其接合处产生间隙，影响连接的可靠性。

请参阅图1至图8，本申请还提供了一种半导体封装方法。虽然本申请提供了如下述实施方式所述的方法操作步骤，但是基于常规或者无需创造性的劳动，在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。

此外，所述方法在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施方式中所提供的执行顺序。具体的，例如，步骤s1和步骤s2，可以按照先后顺序进行，也可以逆序进行，还可以同时进行。

所述半导体封装方法可以包括如下步骤：

步骤s1：获取至少两个半导体晶片单元100，其中，每个所述半导体晶片单元100的正面105间隔设置有多个导电凸起102。

如图1至图3所示，获取半导体晶片单元100的具体方法具体可以包括：

步骤s101：提供晶圆300，其中，所述晶圆300包括多个所述半导体晶片单元100，相邻所述半导体晶片单元100之间形成有切割道108，其中，106为切割道108的中心线；

步骤s102：沿所述切割道108切割所述晶圆300，以获得分离地至少两个所述半导体晶片单元100。

步骤s2：获取基板200，其中，所述基板200具有与至少两个所述半导体晶片单元100数量相等的基板单元，每个所述基板单元包括设置在所述基板200的正面202且与多个所述导电凸起102相对应地第一焊垫206。

在本实施方式中，基板200的正面202形成有位于多个第一焊垫206外侧的第一连接表面203，半导体晶片单元100的正面105形成有位于多个导电凸起102外侧的第二连接表面205。

步骤s3：如图4所示，将所述半导体晶片单元100倒扣在所述基板200上，使多个所述导电凸起102分别顶触在对应地所述第一焊垫206上，从而，所述基板200的正面202、所述半导体晶片单元100的正面105以及多个所述导电凸起102限定出一非密封腔体10。

在封装之前，可以对导体晶片单元100和基板200进行预固定，以防止后续封装时因导体晶片单元100和基板200因位置不固定而发生移位导致封装失败或者密封效果不佳。

具体的，在实施步骤s3之间，可以预先在第一焊垫106和/或导电凸起102的端部涂置粘合剂，以此实现导体晶片单元100和基板200的预固定。

该粘合剂优选为导电粘合剂，其可以采用任意合适的现有材料，本申请对此不作限定。

步骤s4：如图5所示，通过封装件302固定所述基板200和所述半导体晶片单元100，所述封装件302位于多个所述导电凸起102的外侧，从而对所述非密封腔体10进行密封，进而在所述基板200的正面202、所述半导体晶片单元100的正面105以及所述封装件302之间形成密封腔体1。

在本实施方式中，对基板200以及半导体晶片单元100封装以形成密封腔体1的具体实施例可以为如下的任意一种。

实施例1

将具有热固性质的胶粘材料粘贴在第一连接表面203和第二连接表面205，且该具有热固性质的胶粘材料被多个导电凸起102隔挡在非密封腔体10的外侧。

升温，使该具有热固性质的胶粘材料固化，从而形成固定基板200和半导体晶片单元100的封装件302，并在基板200的正面202、半导体晶片单元100的正面105以及封装件302之间形成密封腔体1。

在本实施例中，可以使用贴膜机来实施封装操作。具体的，将贴膜机升温至预定温度例如可以为70摄氏度，利用贴膜机将包含具有热固性质的胶粘层和保护膜的干膜胶层围合在导电凸起102的外壁，并使干膜胶层至少粘贴在基板200的正面202以及半导体晶片单元100的正面105，优选使干膜胶层对半导体晶片单元100的侧壁104以及背面107形成全包覆。揭除保护膜，可以使用uv光照射胶粘层使其温升固化，即可实现对基板200与半导体晶片单元100的固定，以及密封腔体1的形成。

实施例2

备置丝网，丝网的网眼尺寸大于半导体晶片单元100的尺寸。

将丝网套设在半导体晶片单元100外，丝网的网眼内壁与半导体晶片单元100外壁之间形成环腔。将具有热固性质的胶粘材料填充入环腔，该具有热固性质的胶粘材料与第一连接表面203和第二连接表面205相接触，且该具有热固性质的胶粘材料被多个导电凸起102隔挡在非密封腔体10的外侧。

升温，使该具有热固性质的胶粘材料固化，从而形成固定基板200和半导体晶片单元100的封装件302，并在基板200的正面202、半导体晶片单元100的正面105以及封装件302之间形成密封腔体1。

在本实施例中，采用钢网印刷工艺，钢网网眼与半导体晶片单元100一一对应，钢网网眼开孔尺寸大于半导体晶片单元100尺寸，印刷后，具有热固性质的胶粘材料填充在半导体晶片单元100四周。可以采用烘烤方式使胶粘材料温升固化，实现基板200与半导体晶片单元100的固定以及密封腔体1的形成。

如图6所示，为了对半导体晶片单元100形成保护，在一个实施方式中，在通过封装件302固定基板200和半导体晶片单元100，以使基板200的正面202、半导体晶片单元100的正面105以及封装件302形成密封腔体1的步骤之后，所述方法还可以包括：通过塑封件402包覆封装件302背离半导体晶片单元100的背面107的表面，即封装件302的背面303。

在本实施方式中，塑封件402可以为对塑封料实施塑封工艺形成的，在一个具体的实施例中，塑封料可以为联苯型、邻甲酚型、多功能型等环氧树脂，配合酚醛型、低吸水型、dcp型等硬化剂。

进一步地，如图4至图6所示，在获取基板200的步骤中，相邻基板单元之间可以形成有切割道209，其中，210为切割道209的中心线。

在通过封装件302固定基板200和半导体晶片单元100，以使基板200的正面202、半导体晶片单元100的正面105以及封装件302之间形成密封腔体1的步骤之后，所述方法还可以包括：沿切割道209切割基板200、封装件302以及塑封件402，从而获取本申请上述实施方式的半导体封装结构。

本申请实施方式的半导体封装结构及封装方法，通过在半导体晶片单元100的正面105间隔设置多个与第一焊垫206相对应地导电凸起102，该多个导电凸起102、基板200的正面202以及半导体晶片单元100的正面105可以限定出一个非密封腔体10；同时，多个导电凸起102可以将封装件302隔挡在非密封腔体10的外侧，从而封装件302可以与基板200的正面202以及半导体晶片单元100的正面105相连接，在实现基板200与半导体晶片单元100固定的同时，封装件302可以对该非密封腔体10进行密封，从而可以形成密封腔体1。

由此可见，本申请提供了一种新的在半导体封装结构中形成密封腔体1的结构设计及其封装方法，且在该半导体封装结构中形成密封腔体的工艺较为简单，并且取消现有技术中的表面密封盖等耗材，封装成本大幅降低，经济效果显著。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。