CN113200510A - 半导体结构 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及半导体结构。通过疏水材料与亲水材料形成密封材的限制区，解决了密封材不易控制的问题，改善了产品的性能，提高了产品的良率。
Description
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，具体涉及半导体结构。
背景技术
随着封装技术的演进，各式各样的封装结构亦推陈出新，整体封装尺寸也越来越小，其中微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)为半导体与精密机械之整合，通过微传感器与微制动器与外界环境进行沟通连结，进而连动其他机制行为。现在，MEMS封装结构已具高强度、高性能且价格低的优势，是未来重点。
传统MEMS扬声器封装结构通常在基板端或者MEMS端设计密封环(seal ring)，以避免声波经过反射后干涉同相音波(即反相音波干涉同相音波)。然而由于seal ring与连接MEMS及基板之间的焊接材料(solder material)由不同制程制作，制程较复杂，加上若基板相对MEMS之间有翘曲(warpage)问题，密封环则不易于基板及MEMS之间形成密封，甚至因为流动不易控制的关系盖住音孔，进而影响MEMS扬声器封装结构的性能。
发明内容
本公开提供了半导体结构。
第一方面，本公开提供了一种半导体结构，该半导体结构包括：第一电子元件，第一电子元件的下表面具有第一限制区域；第二电子元件，第二电子元件的上表面具有第二限制区域；密封材，设于第一限制区域与第二限制区域之间；第一限制区域、第二限制区域以及密封材具有相同的材料表面特性。
在一些可选的实施方式中，第二电子元件的上表面具有围绕第二限制区域的第三限制区域，第三限制区域与第一限制区域具有不同的材料表面特性。
在一些可选的实施方式中，第一限制区域、第二限制区域以及密封材具有相同的材料表面特性，包括：第一限制区域、第二限制区域以及密封材具有亲水性。
在一些可选的实施方式中，第三限制区域具有疏水性。
在一些可选的实施方式中，第一限制区域、第二限制区域以及密封材具有相同的材料表面特性，包括：第一限制区域、第二限制区域以及密封材具有疏水性。
在一些可选的实施方式中，第三限制区域具有亲水性。
在一些可选的实施方式中，第一限制区域具有金属层。
在一些可选的实施方式中，第二限制区域设有第一金属环。
在一些可选的实施方式中，第一限制区域具有金属层和疏水改质层。
在一些可选的实施方式中，第三限制区域设有第二金属环。
在一些可选的实施方式中，第二电子元件设有音孔；以及音孔内壁设有金属限制层，第二金属环和金属限制层定义出第二限制区域。
在一些可选的实施方式中，第一电子元件与第二电子元件之间设有导电焊垫。
在一些可选的实施方式中，第一电子元件为微机电扬声器，第二电子元件为基板。
为了解决由于密封环不易于基板及MEMS之间形成密封，甚至因为流动不易控制的关系盖住音孔，进而影响MEMS扬声器封装结构的性能的技术问题，本公开提供的半导体结构，通过疏水材料与亲水材料形成密封材的限制区，解决了密封材不易控制的问题。具体地，藉由材料疏水性与否，来限制或控制其流动方向与区域。例如，当第一限制区域为亲水性材料，而第三限制区域为疏水性材料，故两者可以定义出密封材的限制区，并选用亲水性密封材来完成密封，这里，亲水性密封材与第一限制区域之间的润湿性(wetting)良好，即两者之间的接触面有扩大的趋势，亲水性密封材易于附着在第一限制区域。反之，亲水性密封材与第三限制区域之间的润湿性不好。再例如，当第一限制区域为疏水性材料，而第三限制区域为亲水性材料，故两者可以定义出密封材的限制区，并选用疏水性密封材来完成密封。这样可以精确地控制密封材，防止溢流问题的出现，并且不需额外通过胶来控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是现有技术中的半导体结构的一个实施例的结构示意图；
图2是现有技术中的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；
图3是根据本公开的半导体结构的一个实施例的结构示意图；
图4是图3所示的半导体结构中的第二电子元件的俯视结构图；
图5是根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图；
图6是图5所示的半导体结构中的第二电子元件的俯视结构图；
图7A是半导体结构的音孔内壁未设有金属限制层的示意图；
图7B是半导体结构的音孔内壁设有金属限制层的示意图。
符号说明：
1-第一电子元件，11-第一限制区域，2-第二电子元件，21-第二限制区域，22-第三限制区域，23-音孔，24-第二金属环，25-金属限制层，26-金属层，27-疏水改质层，3-现有密封材，4-密封材，5-导电焊垫。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对说明本公开的具体实施方式，通过本说明书记载的内容本领域技术人员可以轻易了解本公开所解决的技术问题以及所产生的技术效果。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，仅用于配合说明书所记载的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，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，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，应当也视为本公开可实施的范畴。
另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
首先，将参考图1和图2来举例说明现有技术中的半导体结构。图1示出了现有技术中的半导体结构的一个实施例的结构示意图。图2示出了现有技术中的半导体结构的又一个实施例的结构示意图。如图1所示，由于第一电子元件1与第二电子元件2之间没有密封，进而会导致不必要的反射音、绕射音出现。如图2所示，第一电子元件1与第二电子元件2之间设有现有密封材3，但由于现有密封材3填充不足，而导致密封不完全，或由于现有密封材3溢出，而导致音孔23被盖住。以上种种情形，影响了MEMS扬声器封装结构的性能。
下面将参考图3-图7B并结合实施例来详细说明本公开。
图3是根据本公开的半导体结构的一个实施例的结构示意图。如图3所示，该半导体结构可以包括第一电子元件1、第二电子元件2以及密封材4。其中，第一电子元件1的下表面可以具有第一限制区域11。第二电子元件2的上表面可以具有第二限制区域21。密封材4可以设于第一限制区域11与第二限制区域21之间。第一限制区域11、第二限制区域21以及密封材4可以具有相同的材料表面特性。
在本实施例中，第一电子元件1和第二电子元件2可以是现有半导体结构中需要实现电连接的两个电子元件。密封材4可以是亲水性密封材或疏水性密封材，疏水性密封材可以是PP(PrePreg，预浸材料或称为半固化树脂、半固化片)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)等聚合物(Polymer)。材料表面特性例如可以是疏水性或亲水性。
在一些可选的实施方式中，第二电子元件2的上表面可以具有围绕第二限制区域21的第三限制区域22。第三限制区域22与第一限制区域11可以具有不同的材料表面特性。
在该可选实施方式中，通过设置具有不同材料表面特性的第三限制区域22与第一限制区域11，通过两者定义出密封材4的限制区，防止密封材4溢流。
在一些可选的实施方式中，如图3所示，第一限制区域11、第二限制区域21以及密封材4可以具有亲水性。第三限制区域22可以具有疏水性。
在该可选实施方式中，当第一限制区域11和第二限制区域21为亲水性材料，而第三限制区域22为疏水性材料，故可以定义出密封材4的限制区，并选用亲水性密封材来完成密封，这里，亲水性密封材与第一限制区域11之间的润湿性(wetting)良好，即两者之间的接触面有扩大的趋势，亲水性密封材易于附着在第一限制区域11。反之，亲水性密封材与第三限制区域22之间的润湿性不好。
请参考图4，图4示出了图3所示的半导体结构中的第二电子元件2的俯视结构图。如图4所示，第二电子元件2例如可以是圆环状元件(例如金属环)。
请参考图5，图5示出了根据本公开的半导体结构的又一个实施例的结构示意图。
在一些可选的实施方式中，如图5所示，第一限制区域11、第二限制区域21以及密封材4可以具有疏水性。第三限制区域22可以具有亲水性。第三限制区域22设有圆环状元件(例如第二金属环24)。
在该可选实施方式中，当第一限制区域11可以为疏水性材料(例如金属层26上设置疏水改质层27)，当第二限制区域21可以为疏水性材料(例如第二电子元件为疏水性材料)，而第三限制区域22可以为亲水性材料(例如第二金属环24)，故两者可以定义出第二限制区域21作为密封材4的限制区，并选用疏水性密封材来完成密封。
在一些可选的实施方式中，第一限制区域11可以具有金属层26。
在该可选实施方式中，金属层26可以采用铜等金属。金属层26具有亲水性，因此可以通过在第一限制区域11设置金属层26，来控制第一限制区域11的表面特性为亲水性。
在一些可选的实施方式中，第二限制区域21可以设有第一金属环。
在该可选实施方式中，第一金属环可以采用铜等金属。第一金属环具有亲水性，因此可以通过在第二限制区域21设置第一金属环，来控制第二限制区域21的表面特性为亲水性。
在一些可选的实施方式中，第一限制区域11可以具有金属层26和疏水改质层27。
在该可选实施方式中，通过在第一限制区域11的金属层26上设置疏水改质层27，来控制第一限制区域11的表面特性为疏水性。
在一些可选的实施方式中，第三限制区域22可以设有第二金属环24。
在该可选实施方式中，通过在第三限制区域22设置第二金属环24，来控制第三限制区域22的表面特性为亲水性。
请参考图6，图6示出了图5所示的半导体结构中的第二电子元件2的俯视结构图。
在一些可选的实施方式中，如图5所示，第二电子元件2可以设有音孔23。音孔23内壁可以设有金属限制层25。金属限制层25和第二金属环24共同定义出第二限制区域21。如图6所示，金属限制层25例如可以是金属环。
请参考图7A和图7B，图7A示出了半导体结构的音孔内壁未设有金属限制层的示意图。图7B示出了半导体结构的音孔内壁设有金属限制层的示意图。
这里，音孔23可以用于排出干扰音(反相音波)。如图7A所示，在音孔23内壁没有设有金属限制层25的情形下，由于音孔23内壁为聚合物材料，穿透波较大，穿透波穿透音孔23，并反射回正向，因此背音对正向音的干扰大，使得音质较差。如图7B所示，由于金属材料的波速与质量皆大于高分子材料(聚合物材料)，故音波较容易被反射，所以在音孔23内壁设有金属限制层25的情形下，音孔23内壁为金属材料，由于穿透波较小，反射波较大，背音可以经由音孔23被有效排出，因此背音对正向音的干扰大，使得音质较清晰。
通过在音孔23内壁设有金属限制层25，不仅可以防止密封材4溢流到音孔23内壁中，还可以有效改善音质。
在一些可选的实施方式中，第一电子元件1与第二电子元件2之间可以设有导电焊垫5。
在该可选实施方式中，导电焊垫5可以电性连接第一电子元件1与第二电子元件2，可以用于传输电信号。
在一些可选的实施方式中，第一电子元件1可以为微机电扬声器，第二电子元件2可以为基板。
尽管已参考本公开的特定实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效组件而不脱离如由所附权利要求书限定的本公开的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本公开中的技术再现与实际实施之间可能存在区别。可存在未特定说明的本公开的其它实施例。应将说明书和图示视为说明性的，而非限制性的。可作出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应于本公开的目标、精神以及范围。所有此些修改都落入此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并不限制本公开。
Claims (10)
1.一种半导体结构，包括：
第一电子元件，所述第一电子元件的下表面具有第一限制区域；
第二电子元件，所述第二电子元件的上表面具有第二限制区域；
密封材，设于所述第一限制区域与所述第二限制区域之间；
所述第一限制区域、所述第二限制区域以及所述密封材具有相同的材料表面特性。
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第二电子元件的上表面具有围绕所述第二限制区域的第三限制区域，所述第三限制区域与所述第一限制区域具有不同的材料表面特性。
3.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，所述第一限制区域、所述第二限制区域以及所述密封材具有相同的材料表面特性，包括：
所述第一限制区域、所述第二限制区域以及所述密封材具有亲水性。
4.根据权利要求3所述的半导体结构，其中，所述第三限制区域具有疏水性。
5.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，所述第一限制区域、所述第二限制区域以及所述密封材具有相同的材料表面特性，包括：
所述第一限制区域、所述第二限制区域以及所述密封材具有疏水性。
6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中，所述第三限制区域具有亲水性。
7.根据权利要求3所述的半导体结构，其中，所述第一限制区域具有金属层，所述第二限制区域设有第一金属环。
8.根据权利要求6所述的半导体结构，其中，所述第一限制区域具有金属层和疏水改质层，所述第三限制区域设有第二金属环。
9.根据权利要求8所述的半导体结构，其中，所述第二电子元件设有音孔；以及所述音孔内壁设有金属限制层，所述第二金属环和所述金属限制层定义出所述第二限制区域。
10.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一电子元件与所述第二电子元件之间设有导电焊垫，所述第一电子元件为微机电扬声器，所述第二电子元件为基板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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