CN109585575A - 一种基于陶瓷载板的光电电路封装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其包括陶瓷载板、金线、陶瓷盖板，所述陶瓷载板与所述陶瓷盖板密封连接，所述陶瓷载板的内表面上设置有电路线路、第一凹穴和第二凹穴，所述第一凹穴放置有光电芯片，所述第二凹穴内设置有所述光电芯片的外围电路，所述光电芯片通过金线与所述外围电路电性连接。本发明采用陶瓷载板作为基板和外壳底座使用，直接在陶瓷载板上设置凹穴用以放置光电芯片及其外围电路，并在陶瓷载板直接印制电路，不需要额外的金属外壳底座，相比SIP模组封装极大的缩减了尺寸和高度，利用陶瓷材料的散热好、机械强度高的特性，使本发明的封装装置具备了高散热性和高机械强度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其是一种基于陶瓷载板的光电电路封装装置。
背景技术
现在有机基板技术在封装行业使用广泛，特别是消费类封装绝大部分都采用有机基板封装技术。但有机基板封装散热性、气密性在高温潮湿的环境中使用，其不稳定性就凸现出来了。现有的芯片光电模组封装基于有机基板技术加工，主要由有机基板和金属外壳组成，有机基板搭载在金属底座的凸台上，基板上裸芯片安置点挖空，代替以底座金属凸台，裸芯片安装在凸台上，用金线将凸台上裸芯片的pad连接到基板对应的pad处，以实现电路的连通。对外IO引脚为引线框架。最后用定制有特定尺寸的光窗金属盖板密封，以实现最后的封装。不足之处在于：一、金属与基板的多材料搭建衔接有空间冗余，无形中加大封装体长宽尺寸，有机基板有一定不容忽视的高度，安装在凸台上增加了整个金属封装的整体高度；二、有机基板的材料属于树脂玻璃纤维，热导率低散热不佳，且Tg值较低耐热性低；三、有机基板与接触的金属材料面的热膨胀系数相差太大，且基板的机械强度不高易变形，基板容易发生翘曲，由此降低可靠性，严重可导致移位造成电气性开路。四、基板对外引线框架较长，引线电感大。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种散热好、机械强度高、建构简单的基于陶瓷载板的光电电路封装装置。
本发明所采用的技术方案是：一种基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其包括陶瓷载板、金线、陶瓷盖板，所述陶瓷载板与所述陶瓷盖板密封连接，所述陶瓷载板的内表面上设置有电路线路、第一凹穴和第二凹穴，所述第一凹穴放置有光电芯片，所述第二凹穴内设置有所述光电芯片的外围电路，所述光电芯片通过金线与所述外围电路电性连接，所述陶瓷载板的外表面设置有IO引脚焊盘，所述IO引脚焊盘与所述外围电路电性连接，所述陶瓷盖板上设置有光窗，所述光窗的位置与所述光电芯片的位置相对应。
进一步，所述IO引脚焊盘设置于所述陶瓷盖板的外表面的四周边缘。
进一步，所述陶瓷盖板的外表面的每一个边缘设置有28个IO引脚焊盘。
进一步，28个所述IO引脚焊盘的间距为1至3mm。
进一步，其特征在于，所述IO引脚焊盘为LGA封装形式的正方形焊盘。
进一步，其特征在于，所述外围电路包括光电模块、开关选择模块以及AD转换模块，所述光电芯片依次通过光电模块、开关选择模块以及AD转换模块与所述IO引脚焊盘电性连接。
进一步，其特征在于，所述第一凹穴和所述第二凹穴的深度均为0.5至1mm。
本发明的有益效果是：
本发明采用陶瓷载板作为基板和外壳底座使用，直接在陶瓷载板上设置凹穴用以放置光电芯片及其外围电路，并在陶瓷载板直接印制电路，不需要额外的金属外壳底座，相比SIP模组封装极大的缩减了尺寸和高度，利用陶瓷材料的散热好、机械强度高的特性，使本发明的封装装置具备了高散热性和高机械强度的效果。
另外IO对外引脚采用LGA封装形式的IO引脚焊盘，使电感减小，可承担更高速的电路设计。
附图说明
图1是本发明的侧视图；
图2是本发明仰视图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，其示出了一种基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其包括陶瓷载板1、金线2、陶瓷盖板，所述陶瓷载板1与所述陶瓷盖板3密封采用金属密封连接(如钎焊法,它是在钎料中加入一些Ti、Zr等活性元素，其含量通常在5％以下,如(Ag-28、Cu-12、In-1、Ti)将金属与陶瓷直接钎焊起来)，陶瓷载板1的内表面上设置有电路线路、第一凹穴5和第二凹穴4，第一凹穴5放置有光电芯片6，优选的，第一凹穴5和所述第二凹穴4的深度均为0.5mm。光电芯片6通过金线4与所述外围电路电性连接，所述陶瓷载板1的外表面设置有IO引脚焊盘8，所述IO引脚焊盘8与所述外围电路电性连接，优选的，IO引脚焊盘8为LGA封装形式的正方形焊盘。陶瓷盖板3上设置有光窗7，所述光窗7的位置与所述光电芯片6的位置相对应。
作为优选的实施方式，陶瓷载板1的内表面上设置有一个第一凹穴5和若干第二凹穴4。所述外围电路包括光电模块、开关选择模块以及AD转换模块。若干第二凹穴4分别放置外围电路包括光电模块、开关选择模块以及AD转换模块，所述光电芯片依次通过光电模块、开关选择模块以及AD转换模块与所述IO引脚焊盘电性连接(其各个模块间采用金线4连接)。
参考图2所示，IO引脚焊盘8设置于所述陶瓷盖板1的外表面的四周边缘，陶瓷盖板1的外表面的每一个边缘设置有28个IO引脚焊盘8，优选的,28个所述IO引脚焊盘的间距为1mm。IO对外引脚采用LGA封装形式的IO引脚焊盘8，使电感减小，承担更高速的电路设计。
本发明封装装置把陶瓷载板作为基板，陶瓷载板有足够高的机械强度，而且相比有机基板0.5W/m·K左右的热导率，陶瓷基板有着高达25/m·K的热导率，散热性能好。陶瓷基板的热膨胀系数小于有机基板，无翘曲问题。在扮演基板的同时它作为支持构件使用，即直接作为外壳底座，与电路图形合为一体，不需要额外的金属外壳底座，大大减小了SIP模组封装的尺寸和高度。陶瓷载板加工性好，尺寸精度高，在陶瓷基板增加凹穴空腔，用以放置光电芯片和光电芯片的外围电路，光电芯片通过金线连接到陶瓷载板电路上，加以定制的带有光窗的陶瓷盖板密封，用以进一步降低封装体的高度。IO对外引脚采用LGA封装形式的IO引脚焊盘，使电感减小，承担更高速的电路设计。封装装置整体陶瓷封装，很大地规避了材料热膨胀系数不一致引起的应力可靠性问题，且气密性大大提高，在温度高、湿度大的条件下性能稳定,确保可靠性。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，其包括陶瓷载板、金线、陶瓷盖板，所述陶瓷载板与所述陶瓷盖板密封连接，
所述陶瓷载板的内表面上设置有电路线路、第一凹穴和第二凹穴，所述第一凹穴放置有光电芯片，所述第二凹穴内设置有所述光电芯片的外围电路，所述光电芯片通过金线与所述外围电路电性连接，
所述陶瓷载板的外表面设置有IO引脚焊盘，所述IO引脚焊盘与所述外围电路电性连接，所述陶瓷盖板上设置有光窗，所述光窗的位置与所述光电芯片的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，所述IO引脚焊盘设置于所述陶瓷盖板的外表面的四周边缘。
3.根据权利要求2所述的基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，所述陶瓷盖板的外表面的每一个边缘设置有28个IO引脚焊盘。
4.根据权利要求3所述的基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，位于所述陶瓷盖板的外表面的同一边缘的28个所述IO引脚焊盘的间距为1至3mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，所述IO引脚焊盘为LGA封装形式的正方形焊盘。
6.根据权利要求1所述的基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，所述外围电路包括光电模块、开关选择模块以及AD转换模块，所述光电芯片依次通过光电模块、开关选择模块以及AD转换模块与所述IO引脚焊盘电性连接。
7.根据权利要求1所述的基于陶瓷载板的光电电路封装装置，其特征在于，所述第一凹穴和所述第二凹穴的深度均为0.5至1mm。
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