專利名稱：三軸磁傳感器的封裝方法及其封裝結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種三軸磁傳感器的封裝方法及其封裝結構。
背景技術：
隨著智能手機的熱銷，尤其是蘋果公司的Iphone系列手機，以及GPS的逐步普及，磁傳感器成為了 MEMS領域在加速度計后的又一個熱點產品。目前，業界僅有為數不多的幾家公司擁有生產磁傳感器的能力，其所采用的生產磁傳感器的技術主要有AMR、GMR以及Hall效應等方法。而由以上方法制造出來的磁傳感器往往只有單軸或者雙軸，需要通過特殊的封裝工藝才能實現三軸磁傳感器的集成。采用特殊的工藝集成三軸磁傳感器，容易造成產品生產成本的提升以及最終封裝產品的尺寸增加。這不僅不利于產品的大范圍推廣普及，而且也遠不能滿足電子產品小型化、大眾化的要求。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，現有三軸磁傳感器封裝結構尺寸大、成本高等缺點，本發明旨在提供一種三軸磁傳感器的封裝方法，其采用先進的晶圓級封裝技術，可制造出超小尺寸晶圓級的三軸磁傳感器封裝結構，同時也可實現成本的最低化。為了解決上述技術問題，本發明所提出的技術方案是一種三軸磁傳感器的封裝方法，其包括有以下步驟
提供ASIC圓片，其上設置有焊盤；
提供三軸磁傳感器芯片，對三軸磁傳感器芯片進行凸點工藝處理；
將ASIC圓片上的焊盤進行再分布；
將ASIC圓片上涂覆一層光刻材料，通過選擇性曝光，形成兩邊高于中央的結構；
將ASIC圓片位于兩邊的輸出/輸入的焊盤進行再分布，同時對中央裸露的布線進行覆蓋保護；
將三軸磁傳感器芯片通過芯片到晶圓的方式倒裝到ASIC圓片的表面；
在ASIC圓片兩邊的輸出/輸入焊盤進行植球。進一步的，在不同實施方式中，其中ASIC圓片的焊盤分布在ASIC圓片的兩邊或者四邊靠邊緣的位置。進一步的，在不同實施方式中，其中三軸磁傳感器芯片是基于AMR技術，能探測X、Y及Z三個方向地磁分量的單芯片傳感器。進一步的，在不同實施方式中，其中對三軸磁傳感器芯片進行凸點工藝處理的步驟中，對三軸磁傳感器芯片進行柱式凸點工藝(pillar bumping)處理。進一步的，在不同實施方式中，其中將ASIC圓片上的焊盤進行再分布的步驟中，將ASIC圓片上用于與三軸磁傳感器芯片相連的焊盤再分布到圓片的中央位置，其排布與三軸磁傳感器成鏡像關系。、
進一步的，在不同實施方式中，其中對三軸磁傳感器芯片進行凸點工藝處理的步驟之后，將ASIC圓片上的焊盤進行再分布的步驟之前，還包括對三軸磁傳感器芯片的減薄處理。進一步的，在不同實施方式中，其中將三軸磁傳感器芯片通過芯片到晶圓的方式倒裝到ASIC圓片的表面的步驟中，還包括使用底部填充材料進行填充保護。進一步的，本發明的又一個方面，還提供了一種由本發明涉及的三軸磁傳感器封裝方法得到的三軸磁傳感器的封裝結構，其包括有ASIC圓片以及倒裝設置于其表面上的三軸磁傳感器芯片；所述三軸磁傳感器設置于ASIC圓片的中部，ASIC圓片的兩端表面設置有由光刻材料構成的突出部，其上設置有輸出/輸入焊盤，焊盤上設置有焊球。
進一步的，在不同實施方式中，其中ASIC圓片與三軸磁傳感器芯片之間填充有底部填充材料。進一步的，在不同實施方式中，其中三軸磁傳感器芯片是基于AMR技術，能探測X、Y及Z三個方向地磁分量的單芯片傳感器。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明涉及的晶圓級三軸磁傳感器的封裝方法，運用先進的晶圓級封裝技術，既制造出晶圓級的三軸磁傳感器的封裝結構，同時又降低了制造成本。且在制造過程中，使用光刻材料改變芯片表面的結構，使得芯片到晶圓(chip to wafer)成為可能,并有效控制了底部填充材料的流動。


圖I為本發明涉及的一種三軸磁傳感器封裝結構的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。在本發明的一個實施方式中，其提供了一種晶圓級的三軸磁傳感器封裝方法，其采用先進的晶圓級封裝技術，可制造出超小尺寸的晶圓級的三軸磁傳感器封裝結構，同時也實現了成本的最低化。其包括有以下步驟
I.提供ASIC圓片，圓片尺寸為1.5X1. 5_ (不計劃片槽)，圓片擁有若干焊盤，焊盤分布在圓片的兩邊或者四邊靠邊緣的位置。2.提供三軸磁傳感器芯片，其尺寸為I. 3X0. 5mm，在不同實施方式中，芯片長度尺寸需要小于等于I. 3mm,寬度尺寸小于0. 6mm為佳。進一步的，提供三軸磁傳感器芯片是基于AMR技術，并同時集成了能探測X、Y及Z三個方向地磁分量的傳感器于一體。3.對磁傳感器芯片進行凸點工藝(bumping)處理，其中凸點工藝采用柱式凸點工藝(pillar bumping)方式以滿足小間距的要求。4.減薄磁傳感器芯片到IOOum或更薄，并進行劃片,包裝在卷帶(Tape&Reel)中備用或直接保存在貼片環(wafer ring)上備用。5.對ASIC圓片上的焊盤進行再分布，將用于與磁傳感器芯片相連的焊盤再分布到圓片的中央位置，其排布與傳感器成鏡像關系。6.在ASIC圓片上涂覆一層光刻材料，通過選擇性曝光，形成兩邊高于中央的結構。在一個實施方式中，兩者高度差大于40um。
7.將位于ASIC圓片兩邊的輸出/輸入的焊盤進行再分布，同時對中央裸露的布線進行覆蓋保護。8.將磁傳感器芯片通過芯片到晶圓(Chip-to-wafer)的方式倒裝到ASIC圓片的表面，并用底部填充(underfill)材料進行填充保護。ASIC圓片兩側高出的部分限制了底部填充材料的亂流。9.植球，對ASIC圓片兩邊的輸出/輸入的焊盤進行植球，BGA (Ball GridArray,球形觸點陳列)焊球的高度大于250um,保證了后續SMT (Surface MountedTechnology,表面組裝技術)有足夠的焊錫連接。10.圓片減薄到所需的厚度，并選擇性進行背面涂布(coating)、打標，最終切割成型，形成I. 5X1. 5X0. 9mm的產品。
進一步的，請參閱圖I所示，其顯示了由以上本發明涉及的晶圓級三軸磁傳感器封裝方法所封裝出的晶圓級的三軸磁傳感器封裝結構100，其包括有ASIC圓片10以及倒裝設置于其表面上的三軸磁傳感器芯片20。其中三軸磁傳感器20通過焊盤22設置于ASIC圓片10的中部，ASIC圓片10的兩端表面設置有由光刻材料構成的突出部12，其上設置有輸出/輸入焊盤14，焊盤上設置有BGA焊球16。進一步的，在不同實施方式中，其中ASIC圓片表面與三軸磁傳感器芯片間還填充有底部填充(underfill)材料(未圖示)進行保護。且ASIC圓片10兩側的突出部12可限制底部填充材料的亂流。進一步的，其中在本發明中，涉及使用的底部填充材料，可以是業界已知的各種合適的材料，例如，環氧樹脂材料等等。進一步的，其中在本發明中，涉及使用的三軸磁傳感器芯片是基于AMR技術，能探測X、Y及Z三個方向地磁分量的單芯片傳感器。本發明涉及的晶圓級三軸磁傳感器的封裝方法及其封裝結構，運用先進的晶圓級封裝技術，既制造出超小尺寸的晶圓級的三軸磁傳感器封裝結構，同時又降低了制造成本。以上所述僅為本發明的較佳實施方式，本發明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領域普通技術人員根據本發明揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求
1.一種三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于其包括有以下步驟 提供ASIC圓片，其上設置有焊盤； 提供三軸磁傳感器芯片，對三軸磁傳感器芯片進行凸點工藝處理； 將ASIC圓片上的焊盤進行再分布； 將ASIC圓片上涂覆一層光刻材料，通過選擇性曝光，形成兩邊高于中央的結構； 將ASIC圓片位于兩邊的輸出/輸入的焊盤進行再分布，同時對中央裸露的布線進行覆蓋保護； 將三軸磁傳感器芯片通過芯片到晶圓的方式倒裝到ASIC圓片的表面； 在ASIC圓片兩邊的輸出/輸入焊盤進行植球。
2.如權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于所述ASIC圓片的焊盤分布在ASIC圓片的兩邊或者四邊靠邊緣的位置。
3.如權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于所述三軸磁傳感器芯片是基于AMR技術，能探測X、Y及Z三個方向地磁分量的單芯片傳感器。
4.如權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于所述對三軸磁傳感器芯片進行凸點工藝處理的步驟中，對三軸磁傳感器芯片進行柱式凸點工藝處理。
5.如權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于所述將ASIC圓片上的焊盤進行再分布的步驟中，將ASIC圓片上用于與三軸磁傳感器芯片相連的焊盤再分布到圓片的中央位置，其排布與三軸磁傳感器成鏡像關系。
6.如權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于所述對三軸磁傳感器芯片進行凸點工藝處理的步驟之后，將ASIC圓片上的焊盤進行再分布的步驟之前，還包括對三軸磁傳感器芯片的減薄處理。
7.如權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法，其特征在于所述將三軸磁傳感器芯片通過芯片到晶圓的方式倒裝到ASIC圓片的表面的步驟中，還包括使用底部填充材料進行填充保護。
8.一種采用權利要求I所述三軸磁傳感器的封裝方法得到的封裝結構，其特征在于其包括有ASIC圓片以及倒裝設置于其表面上的三軸磁傳感器芯片；所述三軸磁傳感器設置于ASIC圓片的中部，ASIC圓片的兩端表面設置有由光刻材料構成的突出部，其上設置有輸出/輸入焊盤，焊盤上設置有焊球。
9.如權利要求8所述的三軸磁傳感器的封裝結構，其特征在于所述ASIC圓片與三軸磁傳感器芯片之間填充有底部填充材料。
10.如權利要求8所述的三軸磁傳感器的封裝結構，其特征在于所述三軸磁傳感器芯片是基于AMR技術，能探測X、Y及Z三個方向地磁分量的單芯片傳感器。
全文摘要
本發明涉及一種三軸磁傳感器的封裝方法及其封裝結構，其封裝方法包括有以下步驟。提供ASIC圓片及三軸磁傳感器芯片，將ASIC圓片上涂覆一層光刻材料，通過選擇性曝光，形成兩邊高于中央的結構；將ASIC圓片位于兩邊的輸出/輸入的焊盤進行再分布，同時對中央裸露的布線進行覆蓋保護。將三軸磁傳感器芯片通過芯片到晶圓的方式倒裝到ASIC圓片的表面；在ASIC圓片兩邊的輸出/輸入焊盤進行植球。本發明采用先進的晶圓級封裝技術，可制造出超小尺寸晶圓級的三軸磁傳感器封裝結構，同時也實現了成本的最低化。
文檔編號H01L43/12GK102738385SQ20111008732
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者段志偉, 陳慧 申請人:美新半導體(無錫)有限公司