一种MEMS芯片与ASIC的封装结构及封装方法技术

本发明专利技术公开了一种MEMS芯片与ASIC芯片集成封装的封装结构及封装方法，所述封装结构包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对正面以及背面；ASIC芯片，所述ASIC芯片具有相对正面以及背面；所述ASIC芯片的正面与所述MEMS芯片的背面贴合固定，且所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；所述ASIC芯片背离所述MEMS芯片的一侧设置有第一焊接凸起，所述第一焊接凸起用于与外部电路连接；盖板，具有收容腔，所述盖板设置于所述ASIC芯片上，所述MEMS芯片位于所述收容腔内，且所述盖板与所述ASIC芯片密封连接。本发明专利技术技术方案提供的MEMS芯片与ASIC芯片的封装结构简单，且制作成本低。

Packaging structure and packaging method of MEMS chip and ASIC

The invention discloses a packaging structure and packaging method of MEMS chip and ASIC chip package, including the package structure: MEMS chip, the MEMS chip has a relatively positive and back; the ASIC chip, the ASIC chip has relative front and back; fit the back of the front of the ASIC chip and the MEMS the chip is fixed, and the ASIC chip and the MEMS chip is electrically connected to the first; the solder bump is arranged on one side of the ASIC chip from the MEMS chip, the first solder bumps for connecting with external circuit; cover is provided with a containing cavity, the cover plate is arranged on the ASIC chip, the MEMS chip is positioned in the accommodating cavity, and the cover plate and the sealing connection ASIC chip. The encapsulation structure of the MEMS chip and the ASIC chip provided by the technical proposal of the invention is simple, and the manufacturing cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS芯片与ASIC的封装结构及封装方法
本专利技术涉及半导体器件
，更具体的说，涉及一种封装结构以及芯片封装方法。
技术介绍
微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems，简称MEMS)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。MEMS是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)，在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。MEMS以及ASIC可以采用与集成电路类似的生成技术，可以大量利用集成电路的成熟技术以及工艺进行大批量、低成本的生产，生成高性能的MEMS芯片以及ASIC芯片。MEMS芯片与ASIC芯片的一体封装的封装结构开辟了一个全新的
和产业，基于所述封装结构制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。现有技术中，一般的MEMS芯片与ASIC芯片的封装结构较为复杂，且制作成本较高。因此，如何提供一种结构简单以及制作成本较低的MEMS芯片与ASIC芯片的封装结构以及封装方法是半导体器件领域一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种封装结构以及芯片封装方法，使得MEMS芯片与ASIC芯片的封装结构简单，且制作成本低。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种MEMS芯片与ASIC芯片集成封装的封装结构，所述封装结构包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对正面以及背面；ASIC芯片，所述ASIC芯片具有相对正面以及背面；所述ASIC芯片的正面与所述MEMS芯片的背面贴合固定，且所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；所述ASIC芯片背离所述MEMS芯片的一侧设置有第一焊接凸起，所述第一焊接凸起用于与外部电路连接；盖板，具有收容腔，所述盖板设置于所述ASIC芯片上，所述MEMS芯片位于所述收容腔内，且所述盖板与所述ASIC芯片密封连接。优选的，在上述封装结构中，所述MEMS芯片的背面具有第二焊接凸起，所述MEMS芯片的正面具有第一焊垫，所述第一焊垫与所述第二焊接凸起电连接；所述ASIC芯片具有耦合电路，所述耦合电路用于电连接所述第二焊接凸起。优选的，在上述封装结构中，所述MEMS芯片背面具有贯穿所述MEMS芯片的第一过孔，用于露出所述第一焊垫；所述第一过孔中形成有第一电连接结构，所述第一电连接结构分别与所述第一焊垫以及所述第二焊接凸起电连接。优选的，在上述封装结构中，所述第一电连接结构为第一导电插塞。优选的，在上述封装结构中，所述第一电连接结构包括设置在所述第一过孔内的第一再布线层。优选的，在上述封装结构中，所述第一过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上不变；或，所述第一过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上逐渐增大；或，所述第一过孔包括：设置在所述MEMS芯片背面的凹槽，所述凹槽深度小于所述MEMS芯片的厚度；位于所述凹槽内，且贯穿所述MEMS芯片的通孔。优选的，在上述封装结构中，所述ASIC芯片正面具有第二焊垫，其背面具有贯穿所述ASIC芯片的第二过孔，用于露出所述第二焊垫；所述第二过孔内形成有第二连接结构，所述第二连接结构分别与所述第二焊垫以及所述第一焊接凸起电连接。优选的，在上述封装结构中，所述第二连接结构为第二导电插塞。优选的，在上述封装结构中，所述第二导电插塞直接与所述第一焊接凸起电连接，或是通过设置在所述ASIC芯片背面的印刷电路与所述第一焊接凸起电连接。优选的，在上述封装结构中，所述第二连接结构包括设置在所述第二过孔内的第二再布线层。优选的，在上述封装结构中，所述第二过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上不变；或，所述第二过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上逐渐增大；或，所述第二过孔包括：设置在所述MEMS芯片背面的凹槽，所述凹槽深度小于所述ASIC芯片的厚度；位于所述凹槽内，且贯穿所述ASIC芯片的通孔。优选的，在上述封装结构中，在垂直于所述MEMS芯片以及所述ASIC芯片的方向上，所述MEMS芯片小于所述ASIC芯片。优选的，在上述封装结构中，述ASIC芯片的背面经过减薄处理，且所述ASIC芯片经过减薄处理后的背面设置有加强层。本专利技术还提供了一种封装方法，用于形成上述任一项所述的封装结构，其特征在于，所述封装方法包括：提供一晶圆，所述晶圆包括多个阵列排布的ASIC芯片，相邻两个ASIC芯片之间具有切割沟道；所述ASIC芯片具有正面以及背面；在所述ASIC芯片的正面均贴合固定一MEMS芯片；所述MEMS芯片具有相对正面以及背面；所述ASIC芯片的正面与所述MEMS芯片的背面贴合固定，且所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；设置与所述晶圆贴合固定的基板；在所述ASIC芯片的背面均形成第一焊接凸起，所述第一焊接凸起用于与外部电路连接；沿着所述切割沟道进行切割，形成多个封装结构；其中，切割后，所述基板分为多个盖板；每一所述封装结构具有一个所述盖板；在所述封装结构中，所述盖板设置于所述ASIC芯片上，所述盖板具有收容腔，所述MEMS芯片位于所述收容腔内，且所述盖板与所述ASIC芯片密封连接。优选的，在上述封装方法中，所述在所述ASIC芯片的正面均贴合固定一MEMS芯片包括：所述MEMS正面具有第一焊垫，其背面具有与所述第一焊垫电连接的第二焊接凸起；所述ASIC芯片正面具有与所述第一焊接凸起电连接的第二焊垫；通过焊接所述第二焊接凸起以及所述第二焊垫，在所述ASIC芯片的正面贴合固定一MEMS芯片。优选的，在上述封装方法中，所述在所述ASIC芯片的背面均形成第一焊接凸起包括：在所述ASIC芯片的背面形成贯穿所述ASIC芯片的第二过孔，以露出所述第二焊垫；在所述第二过孔内形成第二电连接结构；在所述ASIC芯片背面形成与所述第二电连接结构电连接的所述第一焊接凸起。优选的，在上述封装方法中，所述在所述第二过孔内形成第二电连接结构包括：在所述第二过孔内形成第二导电插塞或是第二再布线层。优选的，在上述封装方法中，还包括：对所述晶圆背离所述MEMS芯片一侧的表面进行减薄处理。优选的，在上述封装方法中，在进行减薄处理之后，还包括：在所述晶圆背离所述MEMS芯片的一侧形成加强层。本专利技术还提供了一种芯片封装方法，用于形成上述任一项所述的封装结构，其特征在于，所述芯片封装方法包括：提供一晶圆，所述晶圆包括多个阵列排布的ASIC芯片，相邻两个ASIC芯片之间具有切割沟道；所述ASIC芯片具有正面以及背面；在所述ASIC芯片的正面均贴合固定一MEMS芯片；所述MEMS芯片具有相对正面以及背面；所述ASIC芯片的正面与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS芯片与ASIC芯片集成封装的封装结构，其特征在于，包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对正面以及背面；ASIC芯片，所述ASIC芯片具有相对正面以及背面；所述ASIC芯片的正面与所述MEMS芯片的背面贴合固定，且所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；所述ASIC芯片背离所述MEMS芯片的一侧设置有第一焊接凸起，所述第一焊接凸起用于与外部电路连接；盖板，具有收容腔，所述盖板设置于所述ASIC芯片上，所述MEMS芯片位于所述收容腔内，且所述盖板与所述ASIC芯片密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS芯片与ASIC芯片集成封装的封装结构，其特征在于，包括：MEMS芯片，所述MEMS芯片具有相对正面以及背面；ASIC芯片，所述ASIC芯片具有相对正面以及背面；所述ASIC芯片的正面与所述MEMS芯片的背面贴合固定，且所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；所述ASIC芯片背离所述MEMS芯片的一侧设置有第一焊接凸起，所述第一焊接凸起用于与外部电路连接；盖板，具有收容腔，所述盖板设置于所述ASIC芯片上，所述MEMS芯片位于所述收容腔内，且所述盖板与所述ASIC芯片密封连接。2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片的背面具有第二焊接凸起，所述MEMS芯片的正面具有第一焊垫，所述第一焊垫与所述第二焊接凸起电连接；所述ASIC芯片具有耦合电路，所述耦合电路用于电连接所述第二焊接凸起。3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片背面具有贯穿所述MEMS芯片的第一过孔，用于露出所述第一焊垫；所述第一过孔中形成有第一电连接结构，所述第一电连接结构分别与所述第一焊垫以及所述第二焊接凸起电连接。4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述第一电连接结构为第一导电插塞。5.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述第一电连接结构包括设置在所述第一过孔内的第一再布线层。6.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述第一过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上不变；或，所述第一过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上逐渐增大；或，所述第一过孔包括：设置在所述MEMS芯片背面的凹槽，所述凹槽深度小于所述MEMS芯片的厚度；位于所述凹槽内，且贯穿所述MEMS芯片的通孔。7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述ASIC芯片正面具有第二焊垫，其背面具有贯穿所述ASIC芯片的第二过孔，用于露出所述第二焊垫；所述第二过孔内形成有第二连接结构，所述第二连接结构分别与所述第二焊垫以及所述第一焊接凸起电连接。8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述第二连接结构为第二导电插塞。9.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于，所述第二导电插塞直接与所述第一焊接凸起电连接，或是通过设置在所述ASIC芯片背面的印刷电路与所述第一焊接凸起电连接。10.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述第二连接结构包括设置在所述第二过孔内的第二再布线层。11.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述第二过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上不变；或，所述第二过孔的孔径在由所述MEMS芯片指向所述ASIC芯片的方向上逐渐增大；或，所述第二过孔包括：设置在所述MEMS芯片背面的凹槽，所述凹槽深度小于所述ASIC芯片的厚度；位于所述凹槽内，且贯穿所述ASIC芯片的通孔。12.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，在垂直于所述MEMS芯片以及所述ASIC芯片的方向上，所述MEMS芯片小于所述ASIC芯片。13.根据权利要求1-12任一项所述的封装结构，其特征在于，所述AS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之奇，
申请(专利权)人：苏州晶方半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32