半导体封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体封装结构。背景技术：2.微机电系统(micro-electro-mechanical system)，是指采用微机械加工技术和半导体电子加工技术制造的组合类系统。mems技术当前主要用于传感器制造，比如mems加速度计、mems陀螺仪、mems麦克风或mems压力计等。mems传感器管芯的内部含有可动质量块，可动质量块实现诸如加速度、转速、声音或压力等的检测功能。mems传感器的成品在出厂前需要进行测试，具体是通过测试夹具夹持着mems传感器的封装体进行校准测试，封装体的底部由测试探针接触引出电信号，顶部通过压持块加压保证封装体固定在测试夹具中。由于压持块与封装体表面直接接触且应力不均匀，而可动质量块又可以运动，应力会通过封装体的塑封层传递到mems传感器管芯中，使得可动质量块产生微小位移，而mems传感器在最终整机板卡上贴片时无夹具压持，从而导致mems传感器的零漂值偏大。技术实现要素：3.本实用新型的目的在于提供一种半导体封装结构，以解决现有的mems传感器的封装体零漂值偏大的问题。4.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种半导体封装结构，包括：5.基板；6.mems传感器管芯，位于所述基板的顶面；7.塑封层，覆盖所述基板的顶面并包裹所述mems传感器管芯；以及，8.金属层，覆盖所述塑封层的顶面。9.可选的，所述塑封层为杨氏模量为5gpa-30gpa的塑封层；和/或，所述金属层为杨氏模量为50gpa-250gpa的金属层。10.可选的，所述金属层的材料为铜、钢或铝中的一种或多种。11.可选的，所述金属层的厚度为50um-400um。12.可选的，所述金属层通过第一粘附层粘附在所述塑封层的顶面。13.可选的，所述金属层通过填充al2o3的环氧树脂的第一粘附层粘附在所述塑封层的顶面。14.可选的，所述金属层通过耐温大于300摄氏度的第一粘附层粘附在所述塑封层的顶面。15.可选的，所述金属层通过耐温大于300摄氏度的填充al2o3的环氧树脂的第一粘附层粘附在所述塑封层的顶面。16.可选的，所述第一粘附层的厚度为10um-100um。17.可选的，所述金属层内具有若干穿孔。18.可选的，所述穿孔的径向宽度尺寸为0.06mm-0.1mm。19.可选的，所述穿孔的形状为圆形、椭圆形、多边形或不规则形中的一种或多种。20.可选的，还包括：21.信号处理管芯，所述信号处理管芯位于所述mems传感器管芯的顶面或位于所述基板与所述mems传感器管芯之间。22.可选的，所述信号处理管芯与所述mems传感器管芯之间以及所述信号处理管芯与所述基板之间均通过引线电性连接；或者，所述信号处理管芯与所述mems传感器管芯通过键合实现电性连接，且所述信号处理管芯与所述基板之间通过引线电性连接。23.可选的，所述塑封层还包裹所述信号处理管芯及所述引线。24.可选的，所述mems传感器管芯通过第二粘附层贴附于所述基板的顶面，所述信号处理管芯通过第三粘附层贴附于所述mems传感器管芯的顶面；或者，25.所述信号处理管芯通过所述第二粘附层贴附于所述基板的顶面，所述mems传感器管芯通过所述第三粘附层贴附于所述mems传感器管芯的顶面。26.可选的，所述第二粘附层和/或所述第三粘附层为装片胶层或装片膜。27.可选的，所述mems传感器管芯为mems加速度计管芯或mems陀螺仪管芯。28.在本实用新型提供的半导体封装结构中，包括基板、mems传感器管芯、塑封层及金属层，其中，mems传感器管芯位于所述基板的顶面，塑封层覆盖所述基板的顶面并包裹所述mems传感器管芯，所述金属层覆盖所述塑封层的顶面。由于金属层的杨氏模型和韧性较高，在进行校准测试时，可以抵抗测试夹具施加的应力，避免应力传递到mems传感器管芯内部，从而降低零漂值。附图说明29.图1为本实用新型实施例一提供的半导体封装结构的结构示意图；30.图2为本实用新型实施例一提供的穿孔在所述金属层内的分布图；31.图3为本实用新型实施例二提供的半导体封装结构的结构示意图；32.图4为本实用新型实施例三提供的半导体封装结构的结构示意图；33.其中，附图标记为：34.100-基板；201-第一粘附层；202-第二粘附层；203-第三粘附层；300-信号处理管芯；400-mems传感器管芯；401-信号传导芯片；402-检测芯片；500-塑封层；600-金属层；600a-穿孔。具体实施方式35.下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。36.实施例一37.图1为本实施例提供的半导体封装结构的结构示意图。如图1所示，所述半导体封装结构包括基板100、信号处理管芯300、mems传感器管芯400、塑封层500及金属层600。其中，所述mems传感器管芯400位于所述基板100的顶面，所述信号处理管芯300位于所述mems传感器管芯400的顶面，所述塑封层500覆盖所述基板100的顶面并包裹所述信号处理管芯300及所述mems传感器管芯400。所述塑封层500的顶面高于所述mems传感器管芯400的顶面，使得所述信号处理管芯300及所述mems传感器管芯400被完全包裹在内，并且所述塑封层500的顶面是平整的。所述金属层600覆盖所述塑封层500的顶面，由于所述金属层600的杨氏模型和韧性较高，在进行校准测试时，可以抵抗测试夹具施加的应力，避免应力传递到所述mems传感器管芯400内部，从而降低零漂值。38.本实施例中，所述塑封层500为杨氏模量为5gpa-30gpa的塑封层，所述金属层600为杨氏模量为50gpa-250gpa的金属层，所述金属层600的杨氏模量远大于所述塑封层500的杨氏模量，因此能够较好的抵抗测试夹具施加的应力。39.基于此，所述金属层600的材料可以选用铜、钢、铝或其他具有较大杨氏模量且抗腐蚀性能好的金属材料中的一种或多种，本实施例中，选用铜作为所述金属层600的材料。40.请继续参阅图1，所述金属层600通过第一粘附层201粘附在所述塑封层500的顶面。所述第一粘附层201的耐温可以大于300摄氏度，从而不会在后续贴片和使用过程中影响器件的温漂值。41.本实施例中，所述第一粘附层201的材料为填充al2o3的环氧树脂。al2o3的环氧树脂的耐温也可以大于300摄氏度，从而兼具较好的耐温性能以及合适的杨氏模量，应力较小，并且与塑封料和金属的粘结性优良，能够较好的将所述金属层600粘附在所述塑封层500的顶面。另外，al2o3的环氧树脂可以通过丝网印刷方式涂布在所述塑封层500的顶面，固化之后即形成所述第一粘附层201，采用丝网印刷方式也可保证涂布的一致性，同时有效提高生产效率降低成本。42.当然，作为可选实施例，所述第一粘附层201的材料也可以采用纯环氧树脂或其他常用的胶水材料。43.可选的，所述金属层的厚度为50um-400um，所述第一粘附层的厚度为10um-100um，但不应以此为限。44.请继续参阅图1，所述金属层600内具有若干穿孔600a，所述穿孔600a贯穿所述金属层600并露出所述第一粘附层201。所述穿孔600a可以排出所述第一粘附层201还未固化时内部的气泡，防止将所述金属层600贴装在所述塑封层500上的过程中所述第一粘附层201与所述金属层600之间产生空洞。45.图2为本实施例提供的所述穿孔600a在所述金属层600内的分布图。如图2所示，所述穿孔600a的数量为9个，9个所述穿孔600a呈三行三列分布在所述金属层600内。应理解，所述穿孔600a的数量不限于是9个，还可以是1个、2个、3个、4个、8个或10个等；所述穿孔600a也不限于是以行列方式分布在所述金属层600内，还可以呈圆周分布、米字形分布或随机分布等，此处不再一一解释说明。46.请继续参阅图2，本实施例中，每个所述穿孔600a的形状均为圆形，作为可选实施例，所述穿孔600a的形状还可以是椭圆形、多边形或不规则形中的一种或多种；并且，每个所述穿孔600a的形状相同或不同均可，本实用新型不作限制。47.可选的，所述穿孔600a的径向宽度尺寸为0.06mm-0.1mm，但不应以此为限。48.应理解，在其他实施例中，所述穿孔600a也可以被省略。49.请继续参阅图1，本实施例中，所述金属层600完全覆盖所述塑封层500的顶面，但不应以此为限，所述金属层600也可以覆盖所述塑封层500的部分顶面，在进行校准测试时，测试夹具的压持块仅与所述金属层600接触。50.请继续参阅图1，所述基板100对所述信号处理管芯300、mems传感器管芯400、塑封层500及所述金属层600起承载作用，可以是由bt树脂基板材料制成的单层或多层的pcb板，可以实际产品设计参数确定。51.此外，所述基板100及所述信号处理管芯300的顶面是其电性连接面，所述mems传感器管芯400包括信号传导芯片401和检测芯片402，所述检测芯片402通过键合工艺键合在所述信号传导芯片401上并实现电性连接，所述mems传感器管芯400的顶面是所述检测芯片402的检测面，所述mems传感器管芯400的底面是所述信号传导芯片401的背面。52.基于此，所述mems传感器管芯400贴附于所述基板100的顶面，所述信号处理管芯300贴附于所述mems传感器管芯400的顶面。具体而言，所述mems传感器管芯400的底面通过第二粘附层202贴附于所述基板100的顶面，所述信号处理管芯300的底面通过第三粘附层203贴附于所述mems传感器管芯400的顶面。53.本实施例中，所述第二粘附层202和/或所述第三粘附层203可以是装片胶层或装片膜(daf膜)。54.本实施例中，所述mems传感器管芯400的信号传导芯片401的面积大于所述检测芯片402的面积，并且所述信号传导芯片401的边缘与所述检测芯片402的边缘之间存在台阶，从而至少露出所述信号传导芯片401的电性输出端，所述信号传导芯片401的电性输出端同时也是所述mems传感器管芯400的电性输出端。所述信号传导芯片401的面积还大于所述信号处理管芯300的面积，所述信号传导芯片401的边缘与所述信号处理管芯300的边缘之间也存在台阶，从而至少露出所述信号传导芯片401的电性输出端。所述mems传感器管芯400的面积小于所述基板100的面积，所述基板100的顶面也未被所述mems传感器管芯400完全覆盖，所述mems传感器管芯400的边缘与所述基板100的边缘之间也存在台阶，从而至少露出所述基板100的电性输入端。55.基于此，所述mems传感器管芯400(具体是信号传导芯片401)通过第一引线701与所述信号处理管芯300电性连接，所述信号处理管芯300通过第二引线702与所述基板100电性连接。具体而言，所述第一引线701的一端连接所述信号传导芯片401的电性输出端，另一端连接所述信号处理管芯300的电性输入端；所述第二引线702的一端连接所述信号处理管芯300的电性输出端，另一端连接所述基板100的电性输入端。如此一来，所述检测芯片402产生的检测信号即可通过所述信号传导芯片401传输至所述信号处理管芯300中，并经过所述信号处理管芯300处理后通过所述基板100输出。56.本实施例中，所述mems传感器管芯400包括键合的检测芯片402和信号传导芯片401，通过所述信号传导芯片401实现所述检测芯片402与所述信号处理管芯300的电性连接，工艺比较简单，适合小批量生产。57.进一步地，所述塑封层500将所述基板100的顶面、所述信号处理管芯300的顶面完全覆盖并包裹住所述信号处理管芯300及所述mems传感器管芯400的侧面。应理解，所述第一引线701和所述第二引线702也应被所述塑封层500包裹住，从而防止外界的侵扰。58.可选的，所述mems传感器管芯可以是mems加速度计管芯或mems陀螺仪管芯等。59.实施例二60.图3为本实施例提供的半导体封装结构的结构示意图。如图3所示，与实施例一的区别在于，本实施例中，所述信号处理管芯300位于所述基板100与所述mems传感器管芯400之间。61.具体而言，所述信号处理管芯300的底面通过所述第二粘附层202粘附在所述基板100的顶面，所述mems传感器管芯400的底面通过第三粘附层203粘附在所述信号处理管芯300的顶面。62.进一步地，所述信号处理管芯300的面积大于所述信号传导芯片401的面积，并且所述信号传导芯片401的边缘与所述信号处理管芯300的边缘之间存在台阶，从而至少露出所述信号处理管芯300的电性输入端和电性输出端。所述信号处理管芯300的面积小于所述基板100的面积，所述基板100的顶面未被所述信号处理管芯300完全覆盖，所述信号处理管芯300的边缘与所述基板100的边缘之间也存在台阶，从而至少露出所述基板100的电性输入端。63.基于此，所述mems传感器管芯400(具体是信号传导芯片401)通过第一引线701与所述信号处理管芯300电性连接，所述信号处理管芯300通过第二引线702与所述基板100电性连接。具体而言，所述第一引线701的一端连接所述信号传导芯片401的电性输出端，另一端连接所述信号处理管芯300的电性输入端；所述第二引线702的一端连接所述信号处理管芯300的电性输出端，另一端连接所述基板100的电性输入端。如此一来，所述检测芯片402产生的检测信号即可通过所述信号传导芯片401传输至所述信号处理管芯300中，并经过所述信号处理管芯300处理后通过所述基板100输出。64.实施例三65.图4为本实施例提供的半导体封装结构的结构示意图。如图4所示，与实施例一和实施例二的区别在于，本实施例中，所述mems传感器管芯包括检测芯片402，所述检测芯片402通过键合工艺键合在所述信号处理管芯300上以与所述信号处理管芯300直接电性连接，所述信号处理管芯300贴附于所述基板100的顶面。66.进一步地，所述信号处理管芯300的面积大于所述检测芯片402的面积，并且所述检测芯片402的边缘与所述信号处理管芯300的边缘之间存在台阶，从而至少露出所述信号处理管芯300的电性输出端。所述信号处理管芯300的面积小于所述基板100的面积，所述基板100的顶面未被所述信号处理管芯300完全覆盖，所述信号处理管芯300的边缘与所述基板100的边缘之间也存在台阶，从而至少露出所述基板100的电性输入端。67.基于此，所述信号处理管芯300通过第三引线703与所述基板100电性连接，具体而言，所述第三引线703的一端连接所述信号处理管芯300的电性输出端，另一端连接所述基板100的电性输入端。如此一来，所述检测芯片402产生的检测信号即可直接传输至所述信号处理管芯300中，并经过所述信号处理管芯300处理后通过所述基板100输出。68.应理解，所述第三引线703也被所述塑封层500包裹住，从而防止外界侵扰。69.相较于实施例一和实施例二来说，本实施例中的所述mems传感器管芯仅包括检测芯片402，直接将所述检测芯片402键合在所述信号处理管芯300上，省去信号传导芯片，节约了成本，适合大批量生产。70.综上，在本实用新型实施例提供的半导体封装结构中，包括基板、mems传感器管芯、塑封层及金属层，其中，mems传感器管芯位于所述基板的顶面，塑封层覆盖所述基板的顶面并包裹所述mems传感器管芯，所述金属层覆盖所述塑封层的顶面。由于金属层的杨氏模型和韧性较高，在进行校准测试时，可以抵抗测试夹具施加的应力，避免应力传递到mems传感器管芯内部，从而降低零漂值。71.需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。72.还需要说明的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。73.还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。74.此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本实用新型的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此外，本实用新型实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。