芯片封装结构及其制作方法

摘要

本发明揭示了一种芯片封装结构及其制作方法，封装结构包括基板、芯片、透光基板和塑封体，芯片设置于基板上表面，并与基板电性连接，芯片上表面设置有光接收区域，透光基板设置于芯片上表面并覆盖光接收区域，塑封体设置于基板未被遮蔽的上表面，并包覆芯片和透光基板侧表面，透光基板上表面设置第一凹槽，第一凹槽在芯片上表面的垂直投影位置位于光接收区域的外侧。在后续注塑工艺中，当塑封料从透光基板上表面边缘溢出时可流至第一凹槽内，防止其流至并污染透光基板相对芯片光接收区域的上表面区域，提高透光基板透光率。

权利要求

1.一种芯片封装结构，包括基板、芯片、透光基板和塑封体，所述芯片设置于所述基板上表面，并与所述基板电性连接，所述芯片上表面设置有光接收区域，所述透光基板设置于所述芯片上表面并覆盖所述光接收区域，所述塑封体设置于所述基板未被遮蔽的上表面，并包覆所述芯片和所述透光基板侧表面，其特征在于，所述透光基板上表面设置第一凹槽，所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧，所述第一凹槽的内壁面与所述光接收区域边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm；

所述透光基板侧表面部分区域处设置第二凹槽，所述第二凹槽环绕所述透光基板侧表面设置，所述塑封体填充所述第二凹槽内，所述第二凹槽的深度不超过所述光接收区域边缘与所述透光基板侧表面之间的水平距离，所述第二凹槽的底面与所述光接收区域边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm；

所述第一凹槽和所述第二凹槽之间不存在干涉。

2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置围绕所述光接收区域形成一方形结构或环形结构。

3.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述透光基板为透光玻璃基板。

4.一种芯片封装结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：

提供一基板；

提供一芯片，所述芯片上表面设置有光接收区域，将所述芯片具有所述光接收区域的一面背向所述基板，贴装于所述基板上表面，并与所述基板实现电性连接；

提供一透光基板，在所述透光基板上表面设置第一凹槽，将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，使所述透光基板覆盖所述光接收区域，并且所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧，使得所述第一凹槽的内壁面与所述光接收区域边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm；在所述透光基板侧表面部分区域处设置第二凹槽，所述第二凹槽环绕所述透光基板侧表面设置，所述第二凹槽的深度不超过所述光接收区域边缘与所述透光基板侧表面之间的水平距离，使得所述第二凹槽的底面与所述光接收区域边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm；所述第一凹槽和所述第二凹槽之间不存在干涉；

提供塑封料，将所述塑封料覆盖所述基板未被遮蔽的上表面，并包覆所述芯片和所述透光基板侧表面，并将所述塑封料填充至所述第二凹槽内，形成塑封体。

5.根据权利要求4所述的芯片封装结构的制作方法，其特征在于，所述提供一透光基板，在所述透光基板上表面设置第一凹槽，将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，使所述透光基板覆盖所述光接收区域，并且所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧，具体包括：将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，于所述透光基板上表面设置一圈第一凹槽，使得所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置围绕所述光接收区域形成一方形或环形结构。

说明书

芯片封装结构及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构及其制作方法。

背景技术

[0002] 如图1所示，为现有的光传感器的一种常见封装结构，在基板1’或金属框架上通过粘胶膜或胶水5’固定ASIC光学芯片2’，在ASIC光学芯片2’上通过粘胶膜或胶水固定透光玻璃3’，从而形成透光区域，再利用金属线将ASIC光学芯片2’与基板1’或金属框架进行焊接连通，最后用塑封料4’将ASIC光学芯片2’、金属线与基板1’包裹密封起来。

[0003] 然而，现有的这种光传感器封装结构中，在塑封时塑封料4’很容易溢出流至透光玻璃3’上表面，影响透光玻璃3’的透光率，同时影响产品外观；其次，塑封料4’和透光玻璃3’由于其材料性质差异，很容易出现塑封料4’和透光玻璃3’接触面分层风险，导致水汽进入封装结构内腐蚀金属线，降低产品可靠性。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种芯片封装结构及其制作方法，防止塑封料流至并污染透光基板相对芯片光接收区域的上表面区域，提高透光基板的透光率。

[0005] 为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种芯片封装结构，包括基板、芯片、透光基板和塑封体，所述芯片设置于所述基板上表面，并与所述基板电性连接，所述芯片上表面设置有光接收区域，所述透光基板设置于所述芯片上表面并覆盖所述光接收区域，所述塑封体设置于所述基板未被遮蔽的上表面，并包覆所述芯片和所述透光基板侧表面，其中，所述透光基板上表面设置第一凹槽，所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧。

[0006] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置围绕所述光接收区域形成一方形结构或环形结构。

[0007] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述透光基板侧表面部分区域处设置第二凹槽，所述塑封体填充所述第二凹槽内。

[0008] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述第二凹槽环绕所述透光基板侧表面设置。

[0009] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述第二凹槽的深度不超过所述光接收区域边缘与所述透光基板侧表面之间的水平距离。

[0010] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述透光基板为透光玻璃基板。

[0011] 本发明一实施方式还提供一种芯片封装结构的制作方法，包括步骤：

[0012] 提供一基板；

[0013] 提供一芯片，所述芯片上表面设置有光接收区域，将所述芯片具有所述光接收区域的一面背向所述基板，贴装于所述基板上表面，并与所述基板实现电性连接；

[0014] 提供一透光基板，在所述透光基板上表面设置第一凹槽，将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，使所述透光基板覆盖所述光接收区域，并且所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧；

[0015] 提供塑封料，将所述塑封料覆盖所述基板未被遮蔽的上表面，并包覆所述芯片和所述透光基板侧表面，形成塑封体。

[0016] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述提供一透光基板，在所述透光基板上表面设置第一凹槽，将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，使所述透光基板覆盖所述光接收区域，并且所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧，具体包括：

[0017] 将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，于所述透光基板上表面设置一圈第一凹槽，使得所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置围绕所述光接收区域形成一方形或环形结构。

[0018] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述提供一透光基板，在所述透光基板上表面设置第一凹槽，将所述透光基板贴装于所述芯片上表面，使所述透光基板覆盖所述光接收区域，并且所述第一凹槽在所述芯片上表面的垂直投影位置位于所述光接收区域的外侧，具体还包括：

[0019] 在所述透光基板侧表面部分区域处设置第二凹槽，所述第二凹槽的深度不超过所述光接收区域边缘与所述透光基板侧表面之间的水平距离。

[0020] 作为本发明一实施方式中的进一步改进，所述将所述塑封料覆盖所述基板未被遮蔽的上表面，并包覆所述芯片和所述透光基板侧表面，形成塑封体，具体还包括：

[0021] 将所述塑封料填充至所述第二凹槽内。

[0022] 本发明的有益效果在于：在透光基板上表面边缘轮廓线和透光基板上表面相对芯片光接收区域边缘轮廓线之间的部分区域设置第一凹槽，在后续注塑工艺中，当塑封料从透光基板上表面边缘溢出时可流至第一凹槽内，防止其流至并污染透光基板相对芯片光接收区域的上表面区域，提高透光基板透光率。

附图说明

[0023] 图1为常用技术中的光传感器封装结构示意图。

[0024] 图2为本发明一实施方式中的一种芯片封装结构的制作方法流程示意图。

[0025] 图3 6为本发明一实施方式中的对应芯片封装结构制作方法的工艺步骤图。~

具体实施方式

[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0027] 下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0028] 为方便说明，本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述，例如“上”、“下”、“后”、“前”等，用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。

[0029] 如图6所示，本发明一实施方式提供一种芯片封装结构，包括基板1、芯片2、透光基板3和塑封体4。

[0030] 基板1为金属基板，是指由金属薄板、绝缘介质层和铜（或铝）箔复合制成的金属基覆铜板，用于连接上层芯片和下层电路板，以实现芯片内部与外部电路电性连接的作用。基板1具有上表面及与上表面相背的下表面。

[0031] 芯片2设置于基板1上表面，在本发明一实施方式中，芯片2与基板1接触面还设置有DAF膜5，DAF膜5用于粘接固定芯片2与基板1。其中，DAF膜5可以由第一胶面、第二胶面和中间层高导热树脂层组成，DAF膜5可以替代固晶胶。

[0032] 芯片2上表面设置有光接收区域21和多个电性焊盘，芯片2上表面的电性焊盘和基板1上表面的电性焊盘之间通过金属焊线连接，以实现芯片2与基板1之间的电性连接。

[0033] 透光基板3设置于芯片2上表面，并覆盖光接收区域21。透光基板3可通过DAF膜或透光胶固定于芯片2上表面，本发明对透光基板3的具体尺寸不作限制，只需其尺寸范围大于芯片上表面的光接收区域21的尺寸范围即可。

[0034] 具体的，透光基板3上表面有第一凹槽31，第一凹槽31在芯片2上表面的垂直投影位置位于光接收区域21的外侧。

[0035] 第一凹槽31内部的具体结构以及第一凹槽31的具体尺寸，本发明在此不作限制，只需保证第一凹槽31的内壁面（即远离透光基板3上表面边缘轮廓线的一侧面）在芯片2上表面的垂直投影位置位于光接收区域21的外侧即可。

[0036] 更具体的，第一凹槽31在芯片2上表面的垂直投影位置围绕光接收区域21形成一方形结构或环形结构，第一凹槽31围成的区域范围大于光接收区域的区域范围，以保证后续注塑工艺中，塑封料溢出流至透光基板3上表面时，溢出的塑封料可流至第一凹槽31内，防止塑封料污染透光基板3相对于光接收区域21的上表面部分。当然，第一凹槽31在芯片2上表面的垂直投影位置围绕光接收区域21形成的结构也不限于方形结构或环形结构，可根据实际情况设计调整。

[0037] 考虑到制作工艺中机器或设备的制作精度和装配精度，在本发明具体实施方式中，第一凹槽31的内壁面与光接收区域21边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm，更大程度地避免溢出至第一凹槽31内的塑封料对封装结构中光接收性能的影响。

[0038] 进一步的，透光基板3侧表面部分区域处设置第二凹槽32，以提高在制作中塑封料与透光基板3之间的焊接强度，防止封装产品在长时间工作后容易出现塑封料与透光基板3之间分层的现象，提高封装产品可靠性。

[0039] 第二凹槽32的深度不超过光接收区域21边缘与透光基板3侧表面之间的水平距离，即第二凹槽32的底面（远离透光基板3侧表面的一面）位于透光基板3侧表面和光接收区域21的侧表面之间的区域，防止填充在第二凹槽32内的塑封料影响光接收区域21接收外界光线。

[0040] 具体的，第二凹槽32环绕透光基板3侧表面设置，进一步提高塑封料与透光基板3之间的结合力。在本发明具体实施方式中，第二凹槽32环绕透光基板3侧表面构成一方形结构。

[0041] 当然，在本发明其他实施方式中，透光基板3侧表面区域处可设置多个第二凹槽32，多个第二凹槽32可间隔环绕透光基板3侧表面设置，也可同一竖直方向上并排设置。

[0042] 本发明对第二凹槽32内部的具体结构和尺寸不作限制，只需保证第二凹槽32的深度不超过光接收区域21边缘与透光基板3侧表面之间的水平距离即可。

[0043] 考虑到制作工艺中机器或设备的制作精度和装配精度，在本发明具体实施方式中，第二凹槽32的底面与光接收区域21边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm，更大程度地避免填充至第二凹槽32内的塑封料对封装结构中光接收性能的影响。

[0044] 这里需要说明的是，第一凹槽31和第二凹槽32之间不存在干涉，以防止第一凹槽31和第二凹槽32存在连接、贯通的可能。

[0045] 具体的，透光基板3为玻璃基板。在本发明其他实施方式中，透光基板3也可为其他可透光的基板或盖板，在不影响芯片光接收区域21接收外界光线的同时，能够对芯片光接收区域21起到一定的机械保护作用即可。

[0046] 塑封体4以环氧树脂为基体，添加有固化剂、偶联剂等添加剂，其设置于基板1未被遮蔽的上表面，并包覆芯片2和透光基板3侧表面，从而对封装结构起到机械支持和密封保护的作用。具体的，塑封体4还填充至第二凹槽32内，以及暴露透光基板3上表面设置。

[0047] 如图2所示，本发明一实施方式还提供一种芯片封装结构的制作方法，包括步骤：

[0048] S1：提供一基板，如图3所示。

[0049] S2：提供一芯片，芯片上表面设置有光接收区域，将芯片具有光接收区域的一面背向基板，贴装于基板上表面，并与基板实现电性连接。

[0050] S3：提供一透光基板，在透光基板上表面设置第一凹槽，将透光基板贴装于芯片上表面，使透光基板覆盖光接收区域，并且第一凹槽在芯片上表面的垂直投影位置位于光接收区域的外侧。

[0051] S4：提供塑封料，将塑封料覆盖基板未被遮蔽的上表面，并包覆芯片和透光基板侧表面，形成塑封体。

[0052] 在步骤S2中，提供一芯片2，芯片2上表面设置有光接收区域21，将芯片2具有光接收区域21的一面背向基板1，贴装于基板1上表面，并与基板1实现电性连接，具体包括：

[0053] 如图4所示，先在基板1上表面需要贴装芯片2的位置处设置DAF膜5，然后将芯片2具有光接收区域21的一面背向基板1，贴装于基板1上表面。

[0054] 进一步的，通过金线键合工艺，在芯片2上表面的电性焊盘和基板1上表面的电性焊盘之间通过金属焊线连接，实现芯片2与基板1之间的电性连接。

[0055] 在步骤S3中，提供一透光基板3，在透光基板3上表面设置第一凹槽31，将透光基板3贴装于芯片2上表面，使透光基板3覆盖光接收区域21，并且第一凹槽31在芯片2上表面的垂直投影位置位于光接收区域21的外侧，具体包括：

[0056] 利用激光工艺，于透光基板3上表面设置一圈第一凹槽31，使得第一凹槽31在芯片2上表面的垂直投影位置围绕光接收区域21形成一方形或环形结构。

[0057] 利用激光工艺，在透光基板3侧表面部分区域处设置第二凹槽32，第二凹槽32的深度不超过光接收区域21边缘与透光基板3侧表面之间的水平距离。

[0058] 具体的，制作形成的第二凹槽32环绕透光基板3侧表面设置，进一步提高后续注塑工艺中塑封料与透光基板3之间的结合力。

[0059] 在本发明具体实施方式中，将第二凹槽32环绕透光基板3侧表面构成一方形结构。当然，在本发明其他实施方式中，可在透光基板3侧表面区域处设置多个第二凹槽32，多个第二凹槽32可间隔环绕透光基板3侧表面设置，也可同一竖直方向上并排设置。

[0060] 考虑到实际制作工艺中机器或设备的制作精度和装配精度，在本发明具体实施方式中，制作形成的第一凹槽31的内壁面与光接收区域21边缘轮廓线之间的水平距离设置为大于50μm，第二凹槽32的底面与光接收区域21边缘轮廓线之间的水平距离也设置为大于50μm。

[0061] 如图5所示，利用DAF膜或透光胶，将透光基板3贴装于芯片2上表面，使得光接收区域21设置于第一凹槽31围成的区域内。

[0062] 如图6所示，提供塑封料，将塑封料覆盖基板1未被遮蔽的上表面，并包覆芯片2和透光基板3侧表面，同时，将塑封料填充至第二凹槽32内，形成塑封体4。

[0063] 综上所述，本发明在透光基板上表面边缘轮廓线和透光基板上表面相对芯片光接收区域边缘轮廓线之间的部分区域设置第一凹槽，在后续注塑工艺中，当塑封料从透光基板上表面边缘溢出时可流至第一凹槽内，防止其流至并污染透光基板相对芯片光接收区域的上表面区域，提高透光基板透光率。同时，透光基板侧表面部分区域处还设置有第二凹槽，塑封体可填充至第二凹槽，增强塑封体和透光基板之间的结合力，防止塑封体脱落、分层，提高封装产品的可靠性。

[0064] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

[0065] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。