CN112490230A - 红外探测模组及其制备方法、电子设备 - Google Patents
红外探测模组及其制备方法、电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112490230A CN112490230A CN202011377029.3A CN202011377029A CN112490230A CN 112490230 A CN112490230 A CN 112490230A CN 202011377029 A CN202011377029 A CN 202011377029A CN 112490230 A CN112490230 A CN 112490230A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- substrate
- gate array
- field programmable
- programmable gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 87
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/481—Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明公开一种红外探测模组及其制备方法、电子设备。其中，红外探测模组包括基板、现场可编程逻辑门阵列芯片以及红外采集芯片，现场可编程逻辑门阵列芯片层叠设置在基板上，并与基板电性导通；红外采集芯片层叠设置在现场可编程逻辑门阵列芯片上，并通过现场可编程逻辑门阵列芯片上的硅通孔和硅通孔中的导电柱与现场可编程逻辑门阵列芯片电性导通。本发明的技术方案能够实现红外探测模组的微型化和高度集成化。
Description
技术领域
本发明涉及封装技术领域，特别涉及一种红外探测模组及其制备方法，以及应用该红外探测模组的电子设备。
背景技术
在安防、智能楼宇控制、物联网等领域，红外探测模组得到了较为广泛的应用。但是，现有的红外探测模组，普遍具有集成度偏低、体积较大的缺陷。在微型化和高度集成化成为主流设计思路的当下，如何实现红外探测模组的微型化和高度集成化一直是研发人员的热门研究课题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种红外探测模组及其制备方法，旨在实现红外探测模组的微型化和高度集成化。
为实现上述目的，本发明提出的红外探测模组包括：
基板；
现场可编程逻辑门阵列芯片，层叠设置在所述基板上，并与所述基板电性导通；以及
红外采集芯片，层叠设置在所述现场可编程逻辑门阵列芯片上，并通过所述现场可编程逻辑门阵列芯片上的硅通孔和所述硅通孔中的导电柱与所述现场可编程逻辑门阵列芯片电性导通。
在本发明的一实施例中，所述红外探测模组还包括微控制单元，所述微控制单元设于所述基板的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面，并与所述基板电性导通。
在本发明的一实施例中，所述红外探测模组还包括屏蔽墙，所述屏蔽墙设于所述基板的设有所述微控制单元的表面，并横隔在所述现场可编程逻辑门阵列芯片与所述微控制单元之间。
在本发明的一实施例中，所述红外探测模组还包括塑封层，所述塑封层设于所述基板的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面，所述现场可编程逻辑门阵列芯片、所述红外采集芯片、所述微控制单元以及所述屏蔽墙均包覆于所述塑封层。
在本发明的一实施例中，所述塑封层的未被所述基板覆盖的表面覆盖有屏蔽层，所述红外采集芯片的背对所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面设有采集区域，所述屏蔽层开设有贯通至所述采集区域的避让孔。
在本发明的一实施例中，所述红外探测模组还包括辅助芯片，所述辅助芯片设于所述基板的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面，并与所述基板电性导通。
为实现上述目的，本发明提出的红外探测模组的制备方法包括以下步骤：
提供一现场可编程逻辑门阵列芯片和一红外采集芯片；
通过硅通孔技术对所述现场可编程逻辑门阵列芯片进行处理；
将处理后的所述现场可编程逻辑门阵列芯片贴装在基板上，以使处理后的所述现场可编程逻辑门阵列芯片与所述基板电性导通；
将所述红外采集芯片贴装在所述现场可编程逻辑门阵列芯片的背对所述基板的表面上，以使所述红外采集芯片通过所述现场可编程逻辑门阵列芯片上的硅通孔和所述硅通孔中的导电柱与所述现场可编程逻辑门阵列芯片电性导通。
在本发明的一实施例中，所述将所述红外采集芯片贴装在所述现场可编程逻辑门阵列芯片的背对所述基板的表面上的步骤之后，还包括：
提供一微控制单元；
将所述微控制单元贴装在所述基板的贴装有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面上，以使所述微控制单元与所述基板电性导通。
在本发明的一实施例中，所述将所述微控制单元贴装在所述基板的贴装有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面上的步骤之后，还包括：
对所述基板进行塑封处理，以形成塑封层。
在本发明的一实施例中，所述对所述基板进行塑封处理的步骤之后，还包括：
在塑封处理得到的塑封层上开设沟槽，并使沟槽横隔在所述现场可编程逻辑门阵列芯片与所述微控制单元之间；
在所述沟槽中填充屏蔽材料，以形成屏蔽墙。
在本发明的一实施例中，所述对所述基板进行塑封处理的步骤之后，还包括：
在塑封处理得到的塑封层的表面上覆盖屏蔽材料，以形成屏蔽层；在位于所述红外采集芯片采集区域上方的所述屏蔽层上开设贯通至所述采集区域的避让孔，以使采集区域得以显露。
此外，本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括红外探测模组，该红外探测模组包括：
基板；
现场可编程逻辑门阵列芯片，层叠设置在所述基板上，并与所述基板电性导通；以及
红外采集芯片，层叠设置在所述现场可编程逻辑门阵列芯片上，并通过所述现场可编程逻辑门阵列芯片上的硅通孔和所述硅通孔中的导电柱与所述现场可编程逻辑门阵列芯片电性导通。
本发明的技术方案，通过硅通孔技术，可以实现模组内部现场可编程逻辑门阵列芯片与红外采集芯片之间更加高效的互连；并且，两种芯片由于有硅通孔技术的加持，可以更好地采用堆叠的方式布局在基板上，从而使得模组的三维体积大幅度地减小，即可实现红外探测模组的微型化和高度集成化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明红外探测模组一实施例的结构示意图；
图2为本发明红外探测模组的制备方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明红外探测模组的制备方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明红外探测模组的制备方法第三实施例的流程示意图；
图5为本发明红外探测模组的制备方法第四实施例的流程示意图；
图6为本发明红外探测模组的制备方法第五实施例的流程示意图；。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
在安防、智能楼宇控制、物联网等领域，红外探测模组得到了较为广泛的应用。但是，现有的红外探测模组，普遍具有集成度偏低、体积较大的缺陷。
针对上述技术问题，本发明提出一种红外探测模组100，旨在实现红外探测模组100的微型化和高度集成化。
可以理解地，本发明提出的红外探测模组100可以应用于安防设备、智能楼宇控制设备、物联网设备、手机、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备等电子设备。
下面将在具体实施例中对本发明红外探测模组100的具体结构进行说明，并以红外探测模组100水平放置为例进行介绍：
如图1所示，在本发明红外探测模组100一实施例中，该红外探测模组100包括基板10、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)芯片以及红外采集芯片30；其中，现场可编程逻辑门阵列芯片20层叠设置在基板10上，并与基板10电性导通；红外采集芯片30层叠设置在现场可编程逻辑门阵列芯片20上，并通过现场可编程逻辑门阵列芯片20上的硅通孔21和硅通孔21中的导电柱22与现场可编程逻辑门阵列芯片20电性导通。
需要说明的是，基板10既可采用印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，也可采用柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)；红外采集芯片30用于采集红外信号；现场可编程逻辑门阵列芯片20内集成有模数转换电路，可用于执行例如模数转换等过程，从而可将由红外采集芯片30采集到的红外信号转换为数字信号，并交由基板10进行传输。
具体地，现场可编程逻辑门阵列芯片20可以通过例如表面贴装技术(SurfaceMounted Technology，SMT)等工艺装配至基板10，以与基板10电性导通。并且，在此之前，可预先通过硅通孔技术(Through Silicon Via，TSV)对现场可编程逻辑门阵列芯片20进行预处理，从而在现场可编程逻辑门阵列芯片20上形成硅通孔21，并在硅通孔21中形成导电柱22；这样，便可使得可编程逻辑门阵列芯片在装配至基板10后，其背对基板10的表面能够进一步通过例如表面贴装技术等工艺进行红外采集芯片30的装配，进而实现红外采集芯片30与可编程逻辑门阵列芯片的电性导通。
如此，通过硅通孔技术，可以实现模组内部现场可编程逻辑门阵列芯片20与红外采集芯片30之间更加高效的互连；并且，两种芯片由于有硅通孔技术的加持，可以更好地采用堆叠的方式布局在基板10上，从而使得模组的三维体积大幅度地减小，即可实现红外探测模组100的微型化和高度集成化。
如图1所示，在本发明红外探测模组100一实施例中，所述红外探测模组100还包括微控制单元40(Micro-Controller Unit，MCU)，所述微控制单元40设于所述基板10的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面，并与所述基板10电性导通。
具体地，微控制单元40可以通过例如表面贴装技术等工艺装配至基板10，以与基板10电性导通。
此时，相比于传统的集成方案，本实施例的技术方案，通过在模组内部进一步增设微控制单元40，使得模组集成了更为复杂的数据处理功能，单颗封装的模组即可实现信号采集、转换、处理以及输出的功能，功能更加完善，更加有利于提升相关设备的运行速率。
如图1所示，在本发明红外探测模组100一实施例中，所述红外探测模组100还包括屏蔽墙50，所述屏蔽墙50设于所述基板10的设有所述微控制单元40的表面，并横隔在所述现场可编程逻辑门阵列芯片20与所述微控制单元40之间。
可以理解地，由于微控制单元40中信号的频段普遍高于红外采集芯片30中信号的频段，以及高于现场可编程逻辑门阵列芯片20中信号的频段，微控制单元40的数据处理过程便会对红外采集芯片30中信号，以及对现场可编程逻辑门阵列芯片20中信号产生干扰。
此时，为了有效改善这样的不良，本实施例的技术方案，在现场可编程逻辑门阵列芯片20与所述微控制单元40之间横隔设置了屏蔽墙50，降低了模组内部信号之间发生干扰的几率。
此外，需要说明的是，屏蔽墙50可为金属材质或合金材质。
如图1所示，在本发明红外探测模组100一实施例中，所述红外探测模组100还包括塑封层60，所述塑封层60设于所述基板10的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面，所述现场可编程逻辑门阵列芯片20、所述红外采集芯片30、所述微控制单元40以及所述屏蔽墙50均包覆于所述塑封层60。
可以理解地，塑封层60的设置，可对包覆于其中的例如现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40等元件起到良好的保护作用；另一方面，利用塑封层60的包覆作用，还可使其中的现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40以及屏蔽墙50的稳定性进一步得以提升，并使模组的整体性更佳，从而更加有利于稳定地发挥出模组的功能，且有利于模组后期在电子设备中的组装。
此外，需要说明的是，塑封层60可以采用例如环氧树脂、紫外光固化胶等材质。并且，可以理解地，除了后文中在塑封层60和屏蔽层70上配置避让孔71以使红外采集芯片30的采集区域得以显露的设置形式外，即便不配置避让孔71，也可以通过控制塑封层60的材质，例如选择透光的环氧树脂或者透光的紫外光固化胶，避让对采集区域的遮挡，从而使采集区域可正常采集红外信号。
如图1所示，在本发明红外探测模组100一实施例中，所述塑封层60的未被所述基板10覆盖的表面覆盖有屏蔽层70，所述红外采集芯片30的背对所述现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面设有采集区域，所述屏蔽层70开设有贯通至所述采集区域的避让孔71。
即，塑封层60的顶面和四个侧面均覆盖有屏蔽层70(此时，塑封层60的底面由基板10覆盖)。进一步地，屏蔽层70还开设有避让孔71，避让孔71位于模组的顶部，且位于红外采集芯片30的采集区域的上方；并且，避让孔71还贯穿采集区域上方的塑封层60而使采集区域得以显露。这样，红外采集芯片30的采集区域便不会受到屏蔽层70的遮挡，保障了红外采集功能的可靠性。
可以理解地，屏蔽层70的设置，相当于与基板10围合形成了一个可以容置现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40以及屏蔽墙50的容置腔；并且，该容置腔还被屏蔽墙50分隔成两个相对独立的腔室，以分别封装模组的“采集和转换”部分(即红外采集芯片30和现场可编程逻辑门阵列芯片20)和“处理”部分(即微处理单元)。这样，不仅可起到增强保护的作用，而且由于封装“处理”部分的腔室的密封性更好，还可进一步降低模组内部信号之间发生干扰的几率，提升信号的稳定性。
此外，需要说明的是，屏蔽层70可为金属材质或合金材质。并且，可以理解地，由于本实施例中配置有避让孔71，可使采集区域得以显露；此时的塑封层60还可以采用黑色染色的环氧树脂、或者黑色染色的紫外光固化胶、或者油墨等吸光材料；这样，可以完全杜绝红外光线在塑封层60中传播，从而避免红外光线对塑封层60中例如现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40等元件造成不良影响，提升模组的可靠性。
如图1所示，在本发明红外探测模组100一实施例中，所述红外探测模组100还包括辅助芯片80，所述辅助芯片80设于所述基板10的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面，并与所述基板10电性导通。此时，模组的功能可进一步得到丰富，集成度也进一步得以提升。需要说明的是，辅助芯片80可以配置有一个、两个或者更多。辅助芯片80可以是电源芯片、控制管理芯片、电频转换芯片、中继器芯片等。
本发明还提出一种红外探测模组100的制备方法。
如图2所示，是本发明红外探测模组100的制备方法的第一实施例。该实施例中，红外探测模组100的制备方法包括以下步骤(结合图1)：
步骤S100，提供一现场可编程逻辑门阵列芯片20和一红外采集芯片30；
步骤S200，通过硅通孔技术对所述现场可编程逻辑门阵列芯片20进行处理；
步骤S300，将处理后的所述现场可编程逻辑门阵列芯片20贴装在基板10上，以使处理后的所述现场可编程逻辑门阵列芯片20与所述基板10电性导通；
步骤S400，将所述红外采集芯片30贴装在所述现场可编程逻辑门阵列芯片20的背对所述基板10的表面上，以使所述红外采集芯片30通过所述现场可编程逻辑门阵列芯片20上的硅通孔21和所述硅通孔21中的导电柱22与所述现场可编程逻辑门阵列芯片20电性导通。
具体地，现场可编程逻辑门阵列芯片20通过表面贴装技术装配至基板10，便可实现与基板10的电性导通。而在此之前，需要预先通过硅通孔技术对现场可编程逻辑门阵列芯片20进行处理，从而在现场可编程逻辑门阵列芯片20上形成硅通孔21，并在硅通孔21中形成导电柱22；这样，便可使得可编程逻辑门阵列芯片在装配至基板10后，其背对基板10的表面能够进一步通过表面贴装技术进行红外采集芯片30的装配，进而实现红外采集芯片30与可编程逻辑门阵列芯片的电性导通。
经过上述步骤制备得到的红外探测模组100，通过硅通孔技术，可以实现模组内部现场可编程逻辑门阵列芯片20与红外采集芯片30之间更加高效的互连；并且，两种芯片由于有硅通孔技术的加持，可以更好地采用堆叠的方式布局在基板10上，从而使得模组的三维体积大幅度地减小，即可实现红外探测模组100的微型化和高度集成化。
如图3所示，是本发明红外探测模组100的制备方法的第二实施例。该实施例对前述第一实施例进行了优化，在步骤S400之后，增设了(结合图1)：
步骤S500，提供一微控制单元40；将所述微控制单元40贴装在所述基板10的贴装有所述现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面上，以使所述微控制单元40与所述基板10电性导通。
具体地，微控制单元40通过表面贴装技术装配至基板10的装配有现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面，便可实现与基板10的电性导通。
相比于传统的集成方案，本实施例制备得到的红外探测模组100，通过在模组内部进一步增设微控制单元40，使得模组集成了更为复杂的数据处理功能，单颗封装的模组即可实现信号采集、转换、处理以及输出的功能，功能更加完善，更加有利于提升相关设备的运行速率。
如图4所示，是本发明红外探测模组100的制备方法的第三实施例。该实施例对前述第二实施例进行了优化，在步骤S500之后，增设了(结合图1)：
步骤S600，对所述基板10进行塑封处理，以形成塑封层60。
可以理解地，经过此步骤之后，可在基板10的装配有现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面上制备形成一层覆盖整个基板10且包覆现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40的塑封层60。此时，利用塑封层60，可对包覆于其中的例如现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40等元件起到良好的保护作用；另一方面，利用塑封层60的包覆作用，还可使其中的现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40的稳定性进一步得以提升，并使模组的整体性更佳，从而更加有利于稳定地发挥出模组的功能，且有利于模组后期在电子设备中的组装。
具体地，塑封层60可以采用例如环氧树脂等材质。
如图5所示，是本发明红外探测模组100的制备方法的第四实施例。该实施例对前述第三实施例进行了优化，在步骤S600之后，增设了(结合图1)：
步骤S700，在塑封处理得到的塑封层60上开设沟槽，并使沟槽横隔在所述现场可编程逻辑门阵列芯片20与所述微控制单元40之间；在所述沟槽中填充屏蔽材料，以形成屏蔽墙50。
可以理解地，经过此步骤之后，可在现场可编程逻辑门阵列芯片20与所述微控制单元40之间形成一横隔设置的屏蔽墙50，从而使模组内部信号之间发生干扰的几率得以降低。
具体地，屏蔽墙50可为金属材质或合金材质。屏蔽墙50可采用例如电镀金属等工艺得到。
如图6所示，是本发明红外探测模组100的制备方法的第五实施例。该实施例对前述第四实施例进行了优化，在步骤S700之后，增设了(结合图1)：
步骤S800，在塑封处理得到的塑封层60的表面上覆盖屏蔽材料，以形成屏蔽层70；在位于所述红外采集芯片30采集区域上方的所述屏蔽层70上开设贯通至所述采集区域的避让孔71，以使采集区域得以显露。
可以理解地，经过此步骤之后，塑封层60的顶面和四个侧面均覆盖有屏蔽层70，而塑封层60的底面则由基板10覆盖。进一步地，红外采集芯片30采集区域上方的避让孔71，不仅贯穿塑封层60，还贯穿屏蔽层70，从而使采集区域得以显露。这样，红外采集芯片30的采集区域便不会受到屏蔽层70的遮挡，保障了红外采集功能的可靠性。
屏蔽层70的设置，相当于与基板10围合形成了一个可以容置现场可编程逻辑门阵列芯片20、红外采集芯片30、微控制单元40以及屏蔽墙50的容置腔；并且，该容置腔还被屏蔽墙50分隔成两个相对独立的腔室，以分别封装模组的“采集和转换”部分(即红外采集芯片30和现场可编程逻辑门阵列芯片20)和“处理”部分(即微处理单元)。这样，不仅可起到增强保护的作用，而且由于封装“处理”部分的腔室的密封性更好，还可进一步降低模组内部信号之间发生干扰的几率，提升信号的稳定性。
具体地，屏蔽层70可为金属材质或合金材质。屏蔽层70可采用例如溅射金属离子等工艺得到。
此外，需要说明的是，关于避让孔71的形成，除了可以采用本实施例中在屏蔽层70制作完成后，再采用例如激光雕刻技术等工艺移除屏蔽层70和塑封层60的相应部分，从而得到避让孔71；还可以在塑封层60制作前就预先设置好遮挡物，以遮盖红外采集芯片30的采集区域，从在塑封层60的形成过程中以及在屏蔽层70的形成过程中，利用遮挡物的遮盖作用规划塑封层60和屏蔽层70的形状，最后移除遮挡物而得到避让孔71。
并且，还需要说明的是，为了丰富红外探测模组100的功能，在对所述基板10进行塑封处理之前，还可以贴装辅助芯片80至基板10的贴装有现场可编程逻辑门阵列芯片20的表面。
本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括如前所述的红外探测模组100，该红外探测模组100的具体结构参照前述实施例。由于本电子设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
可以理解的，电子设备可以是安防设备、智能楼宇控制设备、物联网设备、手机、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备等。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种红外探测模组，其特征在于，包括：
基板；
现场可编程逻辑门阵列芯片，层叠设置在所述基板上，并与所述基板电性导通；以及
红外采集芯片，层叠设置在所述现场可编程逻辑门阵列芯片上，并通过所述现场可编程逻辑门阵列芯片上的硅通孔和所述硅通孔中的导电柱与所述现场可编程逻辑门阵列芯片电性导通。
2.如权利要求1所述的红外探测模组，其特征在于，所述红外探测模组还包括微控制单元，所述微控制单元设于所述基板的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面，并与所述基板电性导通。
3.如权利要求2所述的红外探测模组，其特征在于，所述红外探测模组还包括屏蔽墙，所述屏蔽墙设于所述基板的设有所述微控制单元的表面，并横隔在所述现场可编程逻辑门阵列芯片与所述微控制单元之间。
4.如权利要求3所述的红外探测模组，其特征在于，所述红外探测模组还包括塑封层，所述塑封层设于所述基板的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面，所述现场可编程逻辑门阵列芯片、所述红外采集芯片、所述微控制单元以及所述屏蔽墙均包覆于所述塑封层。
5.如权利要求4所述的红外探测模组，其特征在于，所述塑封层的未被所述基板覆盖的表面覆盖有屏蔽层，所述红外采集芯片的背对所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面设有采集区域，所述屏蔽层开设有贯通至所述采集区域的避让孔。
6.如权利要求1至5中任一项所述的红外探测模组，其特征在于，所述红外探测模组还包括辅助芯片，所述辅助芯片设于所述基板的设有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面，并与所述基板电性导通。
7.一种红外探测模组的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一现场可编程逻辑门阵列芯片和一红外采集芯片；
通过硅通孔技术对所述现场可编程逻辑门阵列芯片进行处理；
将处理后的所述现场可编程逻辑门阵列芯片贴装在基板上，以使处理后的所述现场可编程逻辑门阵列芯片与所述基板电性导通；
将所述红外采集芯片贴装在所述现场可编程逻辑门阵列芯片的背对所述基板的表面上，以使所述红外采集芯片通过所述现场可编程逻辑门阵列芯片上的硅通孔和所述硅通孔中的导电柱与所述现场可编程逻辑门阵列芯片电性导通。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述将所述红外采集芯片贴装在所述现场可编程逻辑门阵列芯片的背对所述基板的表面上的步骤之后，还包括：
提供一微控制单元；
将所述微控制单元贴装在所述基板的贴装有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面上，以使所述微控制单元与所述基板电性导通。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述将所述微控制单元贴装在所述基板的贴装有所述现场可编程逻辑门阵列芯片的表面上的步骤之后，还包括：
对所述基板进行塑封处理，以形成塑封层。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述对所述基板进行塑封处理的步骤之后，还包括：
在塑封处理得到的塑封层上开设沟槽，并使沟槽横隔在所述现场可编程逻辑门阵列芯片与所述微控制单元之间；
在所述沟槽中填充屏蔽材料，以形成屏蔽墙。
11.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述对所述基板进行塑封处理的步骤之后，还包括：
在塑封处理得到的塑封层的表面上覆盖屏蔽材料，以形成屏蔽层；在位于所述红外采集芯片采集区域上方的所述屏蔽层上开设贯通至所述采集区域的避让孔，以使采集区域得以显露。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的红外探测模组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011377029.3A CN112490230B (zh) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 红外探测模组及其制备方法、电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011377029.3A CN112490230B (zh) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 红外探测模组及其制备方法、电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112490230A true CN112490230A (zh) | 2021-03-12 |
| CN112490230B CN112490230B (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=74937797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011377029.3A Active CN112490230B (zh) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 红外探测模组及其制备方法、电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112490230B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110012633A1 (en) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | Xilinx, Inc. | Apparatus and method for testing of stacked die structure |
| US8296578B1 (en) * | 2009-08-03 | 2012-10-23 | Xilinx, Inc. | Method and apparatus for communicating data between stacked integrated circuits |
| CN104112753A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-22 | 浙江大立科技股份有限公司 | 红外探测器、红外成像系统及其制备方法 |
| CN111613614A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-01 | 青岛歌尔智能传感器有限公司 | 系统级封装结构和电子设备 |
| CN111611013A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-01 | 京微齐力(北京)科技有限公司 | 一种支持多镜像的fpga硬启动方法及装置 |
| CN111640739A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-08 | 青岛歌尔智能传感器有限公司 | 光学传感器封装结构和电子设备 |
-
2020
- 2020-11-30 CN CN202011377029.3A patent/CN112490230B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110012633A1 (en) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | Xilinx, Inc. | Apparatus and method for testing of stacked die structure |
| US8296578B1 (en) * | 2009-08-03 | 2012-10-23 | Xilinx, Inc. | Method and apparatus for communicating data between stacked integrated circuits |
| CN104112753A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-22 | 浙江大立科技股份有限公司 | 红外探测器、红外成像系统及其制备方法 |
| CN111611013A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-01 | 京微齐力(北京)科技有限公司 | 一种支持多镜像的fpga硬启动方法及装置 |
| CN111640739A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-08 | 青岛歌尔智能传感器有限公司 | 光学传感器封装结构和电子设备 |
| CN111613614A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-01 | 青岛歌尔智能传感器有限公司 | 系统级封装结构和电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112490230B (zh) | 2022-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102361804B1 (ko) | 부분 emi 차폐 기능을 갖춘 반도체 디바이스 및 그 제조 방법 | |
| US8492888B2 (en) | Integrated circuit packaging system with stiffener and method of manufacture thereof | |
| GB2047474A (en) | A strip carrying devices for processing electrical signals, and a method of producing the strip | |
| US6777612B2 (en) | Electronic device sealing electronic element therein and manufacturing method thereof, and printed wiring board suitable for such electronic device | |
| EP3951855A1 (en) | Embedded packaging structure and preparation method therefor, and terminal | |
| US20060198570A1 (en) | Hybrid module and production method for same, and hybrid circuit device | |
| TW201419957A (zh) | 電子裝置、系統級封裝模組及系統級封裝模組的製造方法 | |
| CN112216672A (zh) | 一种混合载板及其制作方法、组件和光模块 | |
| CN113130434A (zh) | 封装结构及其制造方法 | |
| CN100416811C (zh) | 光电芯片封装构造、制造方法及其芯片承载件 | |
| US20230052065A1 (en) | Hybrid embedded packaging structure and manufacturing method thereof | |
| CN105676953B (zh) | 一种具有指纹传感器封装结构的移动终端及其制备方法 | |
| CN112382628B (zh) | 数模混合封装结构、电子设备及封装工艺 | |
| CN112490230B (zh) | 红外探测模组及其制备方法、电子设备 | |
| CN105789065A (zh) | 一种芯片封装结构、终端设备及方法 | |
| CN211088270U (zh) | 芯片封装结构和光学传感器 | |
| US20170243854A1 (en) | Circuit substrate and method of manufacturing same | |
| US20130120947A1 (en) | Electrical device with connection interface, circuit board thereof, and method for manufacturing the same | |
| CN109661125A (zh) | 电路板及其制作方法 | |
| EP2976790A1 (de) | Fotovoltaik-modul und verfahren zur herstellung eines fotovoltaik-moduls | |
| CN205845930U (zh) | 一种芯片封装结构及终端设备 | |
| JP2001044452A (ja) | 光通信用モジュール | |
| CN105720021B (zh) | 集成电路封装件及其制造方法 | |
| CN110072335B (zh) | 一种印刷电路板、电子设备以及制造方法 | |
| CN208833252U (zh) | 一种基于立体封装的太阳角计模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |