CN219286420U - 一种3d传感芯片及其封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D传感芯片及其封装结构，其中，所述封装结构包括透明体、第一围坝和塑封体，所述第一围坝设置于透明体和芯片本体之间、支撑透明体及密封透明体和芯片本体之间间隙，所述塑封体包裹所述透明体、所述第一围坝和所述芯片本体，所述芯片本体的感光区位于所述第一围坝中，所述塑封体上具有供所述透明体的端面外露的开窗区，通过在透明体和芯片本体之间设置第一围坝形成密封的腔体，使芯片本体的感光区位于该腔体中，从而与外界环境隔离，从而增强了3D传感芯片对外界环境中温湿度变化的抵御能力，提高了3D传感芯片的性能，使得3D传感器满足车规级可靠性要求。

Description

一种3D传感芯片及其封装结构

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，特别涉及一种3D传感芯片及其封装结构。

背景技术

3D传感正在手机，汽车、机器人，安防等领域展现出越来越丰富多彩的应用，迅速成为全产业关注的热门。

3D传感技术需用到3D传感(dToF)芯片，现有的3D传感芯片广泛采用空腔封装，其制作方法是先将芯片粘贴到线路基板上，通过金属引线连接芯片上的焊盘和线路基板上的焊盘，然后将贴有滤光作用的透明固体的盖子组装到线路基板上，以形成独立的腔室，从而传感芯片的感光区域仅可接收从盖子上方的滤光固体材料射入的光线。

譬如，申请号：CN202010628490.5，名称为绝缘板载热电堆传感器元器件及其制作方法，其封装方法为先将芯片与基板固定，再将基板整体固定到贴有红外滤光片的封管座上形成封装腔体，此封装结构可以提高芯片的制作效率，但是此封装结构封装后外部湿气能通过滤光片与封管座之间的间隙进入芯片，而3D传感芯片对环境的湿气和温度变化的抵御能力相对有限，因此现有的封装结构无法满足要求。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种3D传感芯片及其封装结构，能提高产品的密闭性，从而使传感器芯片对外界环境中的温湿度变化的抵御能力强。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种3D传感芯片的封装结构，包括透明体、第一围坝和塑封体，所述第一围坝设置于透明体和芯片本体之间、支撑透明体及密封透明体和芯片本体之间间隙，所述塑封体包裹所述透明体、所述第一围坝和所述芯片本体，所述塑封体上具有供所述透明体的端面外露的开窗区。

所述的3D传感芯片的封装结构中，所述透明体的端面上设置有第二围坝，所述第二围坝位于所述开窗区中。

所述的3D传感芯片的封装结构中，所述第一围坝和所述第二围坝的高度为0.01mm-1mm。

所述的3D传感芯片的封装结构中，所述第一围坝和所述第二围坝均为可塑形围坝。

所述的3D传感芯片的封装结构中，所述第一围坝与所述芯片本体粘接。

所述的3D传感芯片的封装结构中，所述第一围坝和/或所述第二围坝的形状为长方形、正方形、三角形、圆形、椭圆形、正多边形或锥形。

所述的3D传感芯片的封装结构中，所述塑封体通过注塑方式在透明体、第一围坝和芯片本体上成型。

一种3D传感芯片，包括基板，所述基板上设置有芯片本体，所述基板和芯片本体由上述任意一项所述的封装结构封装。

所述的3D传感芯片中，所述芯片本体通过链合线与基板电连接。

所述的3D传感芯片中，所述芯片本体与基板电粘接。

相较于现有技术，本实用新型提供的3D传感芯片及其封装结构，所述封装结构通过在透明体和芯片本体之间设置第一围坝形成密封的腔体，使芯片本体的感光区位于该腔体中，从而与外界环境隔离，从而增强了3D传感芯片对外界环境中温湿度变化的抵御能力，提高了3D传感芯片的性能。

附图说明

图1为本实用新型提供的3D传感芯片及其封装结构的剖面结构示意图。

图2为本实用新型提供的3D传感芯片的封装结构的结构示意图。

附图标注说明：

透明体1、开窗区11、第一围坝2、塑封体3、第二围坝4、基板5、3D传感芯片100、芯片本体200

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1和图2，本实用新型提供的3D传感芯片100的封装结构包括透明体1、第一围坝2和塑封体3，所述第一围坝2设置于透明体1和芯片本体200之间，所述第一围坝2用于支撑透明体1，以及密封透明体1和芯片本体200之间间隙，使所述第一围坝2与透明体1和芯片本体200之间成型密封的腔体300。

所述芯片本体200的感光区(图中未标号)位于第一围坝2的腔体300中，从而使芯片本体200与外界环境隔离，从而增强了3D传感芯片对外界环境中温湿度变化的抵御能力，提高了3D传感芯片的性能。

本实施例中，透明体1可采用具有滤光作用的胶体和透明树脂，所述塑封体3包裹所述透明体1、所述第一围坝2和所述芯片本体200，所述塑封体3设置于基板5上，包括透明体1、所述第一围坝2和所述芯片本体200外露的区域，并且所述塑封体3上具有供所述透明体1的端面外露的开窗区11，透明体1通过该开窗区11接收环境光射入的光线，以透明体1滤光后，射至芯片本体200的感光区进行光感测。

请继续参阅图1和图2，所述透明体1的端面上设置有第二围坝4，所述第二围坝4位于所述开窗区11中，在塑封体3包裹透明体1时，所述第二围坝4也可起到支撑作用，还能在塑封体3固化前，液态的塑封体3不会进入第二围坝4的内侧而遮挡光的入射，从而提高了生产良率。

本实施例中，所述第一围坝2和第二围坝4可采用光刻或其他的加工方式制在透明体1的表面，使两者之间具有一定的连接强度，在后续的加工过程(如塑封体制作时)中以及终端产品(如手机、汽车等产品)在工作期间不至于出现开裂甚至脱落的问题。

本实用新型通过在芯片本体200和透明体1之间增设所述第一围坝2，使透明体1的下表面(即光出射面)形成半包围的腔体，保障了3D传感器件的气密性，有效解决了湿气侵入的问题，并且在透明体1的上表面(即光入射面)形成半包围的腔体，可阻挡塑封体3制作时进入第二围坝4的内侧，可有效防止塑封过程中塑封体3(如胶水或树脂)溢至芯片本体200感光区的上方，避免塑封体3阻挡光学通路及影响芯片的外观，且增加了第一围坝2和第二围坝4也使得芯片本体200与透明体1的连接强度增强，使3D传感器满足车规级可靠性要求。

可选地，所述第一围坝2与所述芯片本体200通过胶体粘接，具体地，所述第一围坝2在后续的加工流程中还通过胶水或其他粘接材料与芯片本体200的表面粘接，增加二者连接强度，使两者不会因外力(如跌落或撞击时)开裂或脱落，增加产品的可靠性。

其中，所述塑封体3通过注塑方式(如MOLDING工艺)在透明体1、第一围坝2和芯片本体200上成型，通过所述塑封体3包裹住透明体1、第一围坝2和芯片本体200，形成封装结构，达到密闭性能，及保护透明体1、第一围坝2和芯片本体200。

所述第一围坝2和所述第二围坝4可采用树脂等有机材料，也可以采用硅、金属等其他无机材料或者复合型材料。第一围坝2和所述第二围坝4的高度为0.01mm-1mm，其中，第一围坝2和所述第二围坝4的高度可以相同也可以不同，当第一围坝2和第二围坝4的高度过低时，在后续的组装过程会易遇到溢胶、翘曲问题，当第一围坝2和第二围坝4的高度过高时，增加了产品的封装高度，不利于器件的轻薄化。本实施例中，还通过第二围坝4的高度和张开角度来控制光线的入射角度，提高产品性能。

本实施例中，所述第一围坝2和所述第二围坝4均为可塑形围坝，其也可采用MOLDING工艺制作，在第一围坝2和所述第二围坝4成型后，再制作塑封体3。而且第二围坝4略高于或等于塑封体3，以防止塑封体3成型时溢胶及降低塑封体3成型的工艺要求。所述第一围坝2和/或所述第二围坝4的形状为规则形状，如长方形、正方形、三角形、圆形、椭圆形、正多边形、锥形等，所述第一围坝2和/或所述第二围坝4的形状也可采用不规则形状，如曲形等，但需要形成围合结构，此处对第一围坝2和第二围坝4的形状不作限制，只需满足芯片的性能要求即可。

基于上述的3D传感芯片100的封装结构，本实用新型还相应提供一种3D传感芯片100，包括基板5，所述基板5上设置有芯片本体200，所述基板5和芯片本体200由所述的封装结构封装，所述封装结构封装为一次性注塑成型，较于传统的贴盖子的封装结构的流程更为简化，节约了封装成本，封装结构的密闭性更好，这样器件对外界环境中温湿度变化的抵御能力更强，使产品满足车规级可靠性要求。

本实施例中，所述芯片本体200与基板5电粘接，增加了芯片本体200与基板5连接的可靠性，所述芯片本体200通过链合线6与基板5电连接，在制作3D传感芯片时，可先将芯片本体200与基板5固定，再焊链合线6，再依次制作第一围坝2、固定透明体1、制作第一围坝2，之后在塑封体3上MOLDING塑封体3，使其包裹芯片本体200、透明体1，在MOLDING在第二围坝4的外侧注胶。由于上文已经所述封装结构进行了详述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的3D传感芯片及其封装结构，其中，所述封装结构通过透明体的开窗区隔离外界环境以及方便透射光线，可保证3D传感芯片的性能，而且还通过第一围坝在透明体的表面形成半包围的容腔，可阻挡塑封体进入第一围坝内侧，可有效防止塑封过程中塑封体溢出至芯片本体上，阻挡光学通路，也保障了3D传感器件的气密性，有效解决了湿气侵入的问题，使得3D传感器满足车规级可靠性要求。

进一步地，所述透明体的端面上设置有第二围坝，所述第二围坝位于所述开窗区中，使塑封体包裹透明体时，所述第二围坝起到支撑作用，还使胶水或树脂不会进入第二围坝的内侧，更易控制胶水或树脂溢出，提高了生产良率。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D传感芯片的封装结构，其特征在于，包括透明体、第一围坝和塑封体，所述第一围坝设置于透明体和芯片本体之间、支撑透明体及密封透明体和芯片本体之间间隙，所述塑封体包裹所述透明体、所述第一围坝和所述芯片本体，所述芯片本体的感光区位于所述第一围坝中，所述塑封体上具有供所述透明体的端面外露的开窗区。

2.根据权利要求1所述的3D传感芯片的封装结构，其特征在于，所述透明体的端面上设置有第二围坝，所述第二围坝位于所述开窗区中。

3.根据权利要求2所述的3D传感芯片的封装结构，其特征在于，所述第一围坝和所述第二围坝的高度为0.01mm-1mm。

4.根据权利要求2所述的3D传感芯片的封装结构，其特征在于，所述第一围坝和所述第二围坝均为可塑形围坝。

5.根据权利要求1所述的3D传感芯片的封装结构，其特征在于，所述第一围坝与所述芯片本体粘接。

6.根据权利要求2所述的3D传感芯片的封装结构，其特征在于，所述第一围坝和/或所述第二围坝的形状为长方形、正方形、三角形、圆形、椭圆形、正多边形或锥形。

7.根据权利要求1所述的3D传感芯片的封装结构，其特征在于，所述塑封体通过注塑方式在透明体、第一围坝和芯片本体上成型。

8.一种3D传感芯片，其特征在于，包括基板，所述基板上设置有芯片本体，所述基板和芯片本体由权利要求1-7任意一项所述的封装结构封装。

9.根据权利要求8所述的3D传感芯片，其特征在于，所述芯片本体通过链合线与基板电连接。

10.根据权利要求8所述的3D传感芯片，其特征在于，所述芯片本体与基板电粘接。

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