一种裸芯片组合封装结构的制作方法

本发明涉及板级封装技术领域，特别涉及一种裸芯片组合封装结构。

背景技术：

针对半导体行业对封装技术高性能、低成本的提升需求，将晶圆级封装转变为大尺寸的板级封装是降低整体成本的一条新途径。二级封装(板级封装)一级封装的微电子产品和无源电子元件一同安装在印刷电路板(pcb)上，并通过钎焊实现电气互联。二级封装技术包括通孔插装技术(tht)、表面贴装技术(smt)和芯片直装技术(dca)。

如图1所示，mems陀螺仪封装一般采用将陀螺表头(包括第一玻璃层11和第二玻璃层12，以及位于所述第一玻璃层11和第二玻璃层12之间的硅微结构)封装在陶瓷管壳40内部，金丝球焊实现电连接，采用银浆30将陶瓷管壳40粘接在pcb板50上，即用表面贴装技术将陶瓷管壳40粘接在pcb板50上。但是该器件封装技术涉及工艺复杂，且每步工艺均有应力产生，导致残余应力生成机理复杂、分析困难，损伤后续测试过程中器件性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种裸芯片组合封装结构，实现在保证mems陀螺仪高性能的同时，降低封装技术成本、减小二级封装系统的体积，提高pcb板的利用率。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种裸芯片组合封装结构，包括：pcb板，所述pcb板上设有干个凹槽，若干个芯片，每一所述芯片通过粘接层设置在所述pcb板上，所述粘接层对应覆盖于所述凹槽上，与所述凹槽构成一中空部。

优选地，每一所述芯片为陀螺仪表头。

优选地，所述芯片包括第一玻璃层、第二玻璃层以及位于所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间的硅微结构。

优选地，所述粘接层包括第一银浆层、第二银浆层以及位于所述第一银浆层和所述第二银浆层之间的硅片层。

优选地，还包括一陶瓷片，所述第二玻璃层通过贴片胶层与所述陶瓷片连接，所述陶瓷片用于隔离所述芯片与所述pcb板。

优选地，所述陶瓷片的厚度为1-1.5mm，所述第一玻璃层的厚度为0.2～0.4mm，所述第二玻璃层的厚度为0.2～0.4mm；所述硅微结构的厚度为：0.3～0.45mm。

优选地，所述第一银浆层的厚度为0.05-0.15mm、第二银浆层的厚度为0.05-0.15mm；所述硅片层的厚度为：0.1-0.3mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点之一：

本发明实现了在保证mems陀螺仪高性能的同时，降低封装技术成本、减小二级封装系统的体积，提高pcb板的利用率的目的。

附图说明

图1为现有技术中的一种陀螺表头的封装结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种裸芯片组合封装结构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种裸芯片组合封装结构作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1所示，本实施例提供一种裸芯片组合封装结构，包括：pcb板700，所述pcb板700上设有干个凹槽701，若干个芯片，每一所述芯片通过粘接层设置在所述pcb板700上，所述粘接层对应覆盖于所述凹槽701上，与所述凹槽701构成一中空部。

在本实施例中，每一所述芯片为陀螺仪表头，但不限于此。

所述芯片包括第一玻璃层101、第二玻璃层102以及位于所述第一玻璃层101和所述第二玻璃层102之间的硅微结构200。所述粘接层包括第一银浆层501、第二银浆层502以及位于所述第一银浆层501和所述第二银浆层502之间的硅片层600。每一所述芯片的第二玻璃层102还对应通过贴片胶层300与陶瓷片400连接。之后将该陶瓷片400通过上述粘接层设置在所述pcb板700上。

首先将加工好的硅微结构200通过阳极键合实现上述第一玻璃层101-硅微结构200-第二玻璃层102的晶圆级封装，所述芯片与陶瓷片400采用贴片胶层300(例如硅胶，但不限于此)粘接，其次为减小接触面积在pcb板700上挖凹槽701。pcb板700与陶瓷片400之间的粘接层通常选择一种合适的粘接胶，共一层结构，用于固连陶瓷片400的同时，具有高性能的抗回流、物理保护、低吸水性、应力缓和、散热防潮等多种功能。本实施例提供的粘接层自上而下由第一银浆层501、硅片结构(硅片层600，刻蚀有电路器件或电路结构的硅片)、第二银浆层502组成，先在pcb板701上喷涂一层第二银浆层502，再将硅片层600置于第二银浆层502上粘接固化，之后在所述硅片层600上喷涂第一银浆层501，最后将陶瓷片400粘接于第一银浆层501上，实现陶瓷片400与pcb板700的粘接。

所述陶瓷片400用于隔离所述芯片与所述pcb板700。所述陶瓷片400的厚度为1-1.5mm，所述第一玻璃层101的厚度为0.2～0.4mm，所述第二玻璃层102的厚度为0.2～0.4mm。所述硅微结构200的厚度为：0.3～0.45mm。所述第一银浆层501的厚度为0.05-0.15mm、第二银浆层502的厚度为0.05-0.15mm；所述硅片层600的厚度为：0.1-0.3mm。

本实施例提出的一种新型的裸芯片组合贴装技术直接将mems陀螺仪的晶圆级封装结构(芯片)采用贴片胶层粘于陶瓷片上，无需使用陶瓷管壳密封，便于散热的同时减少器件级封装工艺步骤，节约封装技术成本。

本实施例提出的一种新型的裸芯片组合贴装技术在pcb板设置凹槽，保证与陶瓷片接触位置中部悬空，减少接触面积，避免应力集中分布。

本实施例提出的一种新型的裸芯片组合贴装技术将陶瓷片与pcb板之间的结构定义为粘接层，粘接层自上而下由银浆、硅片、银浆组成，降低mems惯性器件封装应力。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。