CN220208975U - 芯片封装结构及光电模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种芯片封装结构及光电模组，芯片封装结构包括基板、裸芯片、柔性电路板和封装体；裸芯片设于基板上表面，基板上表面还设有第一焊盘，裸芯片上表面四周设有第二焊盘，柔性电路板的一端连通至裸芯片的第二焊盘，另一端连通至基板的第一焊盘；封装体设于上表面，用于包裹覆盖裸芯片和柔性电路板。本申请芯片封装结构通过设置柔性电路板以将裸芯片上的焊盘和基板上的焊盘电连接，基于柔性电路板具有较好的成型性能，可以直接将柔性电路板贴装于基板或裸芯片，无需使用严格的对准焊接工艺，从而提高封装效率，降低封装难度。同时，基于柔性电路板具有较高的可挠性，可以将柔性电路板弯折，以减小占用空间，从而减小芯片封装体积。

Description

芯片封装结构及光电模组

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构及光电模组。

背景技术

芯片封装是指将裸露的芯片包裹起来，以避免裸芯片与外界接触，同时保证裸芯片与外部电路电性连接。芯片封装结构通常包括正装和倒装，正装是指芯片的电极背离基板一侧设置，并通过金线连接至基板的焊盘上；倒装则是指芯片的电极靠近基板一侧设置，并通过焊球连接至基板的焊盘上。正装结构相对于倒装结构来说，其生产成本较低，且工艺较为成熟，是目前较为广泛应用的一种封装结构。

而在现有的正装封装中，通常需要使用严格的对准工艺，以将金线键合至焊盘上，该封装过程不仅封装效率低、封装难度大，且基于金线自身的限制，也可能导致封装体积较大。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种芯片封装结构及光电模组，以减小芯片封装体积，并提高封装效率，降低封装难度。

第一方面，本申请提供了一种芯片封装结构，包括基板、裸芯片、柔性电路板以及封装体；裸芯片设于基板上表面，基板上表面排除裸芯片的位置设有第一焊盘，裸芯片上表面四周设有第二焊盘，柔性电路板的一端连通至裸芯片的第二焊盘，另一端连通至基板的第一焊盘；封装体设于上表面，用于包裹覆盖裸芯片和柔性电路板。

本申请芯片封装结构通过设置基板用于承载裸芯片。基于裸芯片上表面四周设有第二焊盘，通过在基板上设置第一焊盘，并设置连接于第一焊盘和第二焊盘之间的柔性电路板，以用于实现裸芯片与基板上其他电路或电子元件之间的电信号传输功能。通过在基板表面上设置封装体，以将裸芯片和柔性电路板包裹，从而保护裸芯片和柔性电路板。

可以理解的，基于柔性电路板具有较好的成型性能，可以直接将柔性电路板贴装于基板，无需使用严格的对准焊接工艺，从而可以提高封装效率，降低封装难度。同时，基于柔性电路板具有较高的可挠性，从而可以将柔性电路板弯折，以减小占用空间，从而减小芯片封装体积。

在一种实施例中，裸芯片的第二焊盘数量为多个，柔性电路板包括多条间隔排列的导电引线，引线与第二焊盘一一对应设置，每条引线用于实现一个第二焊盘的信号传输功能。

在本实施例中，通过在柔性电路板中设置多排间隔排列的导电引线，且设置引线与第二焊盘一一对应，以使得通过一个柔性电路板便可实现裸芯片的多个焊盘与基板之间的信号传输功能。

在一种实施例中，裸芯片的第二焊盘数量为多个，柔性电路板包括多条以相同间距间隔排列的导电引线，至少两条引线连接于同一个第二焊盘，多条引线用于实现同一个第二焊盘的信号传输功能。

在本实施例中，基于柔性电路板中的引线之间的间距可以达到微米级，通过在柔性电路板中设置多条以相同间距排列的导电引线，并使得至少两条引线连接同一个第二焊盘，以保证信号传输的可靠性。

在一种实施例中，柔性电路板包括与第二焊盘导通的芯片连接段以及与第一焊盘导通的基板连接段，芯片连接段贴合于裸芯片的上表面，基板连接段贴合于基板上表面。

在本实施例中，基于基板的热膨胀系数与空气热膨胀系数相差较大，通过将芯片连接段贴合设置于裸芯片的上表面，同时将基板连接段贴合设置于裸芯片的上表面，可以降低柔性电路板与焊盘焊接处热应力集中的概率，避免柔性电路板变形或产生裂纹甚至断裂，从而保证柔性电路板键合至第一焊盘和第二焊盘的可靠性。

在一种实施例中，柔性电路板还包括连接于芯片连接段和基板连接段之间的过渡段，过渡段贴合于裸芯片的侧壁。

在本实施例中，通过将柔性电路板位于芯片连接段和基板连接段之间的过渡段贴合于裸芯片的侧壁，不仅可以减小封装体积，同时固定过渡段也有利于柔性电路板与焊盘之间的焊接。

在一种实施例中，芯片封装结构还包括粘接胶，粘接胶用于固定柔性电路板。

在本实施例中，通过在柔性电路板与基板之间以及柔性电路板与裸芯片之间设置粘接胶，以保证柔性电路板的芯片连接段、基板连接段和过渡段分别贴合于裸芯片背离基板的表面、第一表面和裸芯片的侧壁。

在一种实施例中，基板下表面设置有多个引脚，引脚与第一焊盘在基板内部实现电连接。

在本实施例中，基于基板内部设有电路，且电路一端电性连接至第一焊盘，通过在电路的另一端设置引脚，以将第一焊盘的信号导出，或将信号经引脚导通至第一焊盘。

在一种实施例中，基板为树脂基板。

在本实施例中，基于树脂基板具有良好的导热性和绝缘性，采用树脂基板可以保证本申请芯片封装结构的可靠性。

在一种实施例中，基板为陶瓷基板。

在本实施例中，基于陶瓷基板与裸芯片的热膨胀系数相对接近，散热性能好且绝缘性好，采用陶瓷基板可以提高芯片封装结构的可靠性，提高芯片封装结构的使用寿命。

在一种实施例中，基板为引线框架。基于引线框架具有较好的导热性、高导电性、良好的耐腐蚀性和电镀性，采用引线框架作为基板，以支承裸芯片并保证裸芯片与其他元器件之间信号传输的可靠性。

第二方面，本申请提供了一种光电模组，包括上述任一实施例中的芯片封装结构。其中，裸芯片为发射激光的芯片或接收激光的芯片，光学器件通过柔性电路板固定于裸芯片上，封装体部分包裹覆盖光学器件。

本申请光电模组通过将裸芯片设置为发射激光的芯片以用于提供光信号；或通过将裸芯片设置为接收激光的芯片，以接收光信号。该裸芯片可以与光电模组中的其他芯片配合实现光信号和电信号之间的转换。也即本申请裸芯片在光电模组中可配置为激光器芯片或感光芯片。通过设置光学器件以用于调整发射光线或接收光线。

可以理解的，本申请第二方面提供的光电模组由于采用了本申请第一方面提供的芯片封装结构，因而也提高了封装效率、降低了封装难度和减小了封装体积。

在一种实施例中，柔性电路板包括至少两个，分布在裸芯片的四周，光学器件设置在多个柔性电路板之上。

在本实施例中，通过设置至少两个分布于裸芯片四周的柔性电路板，并使至少两个柔性电路板相对设置，以用于支承光学器件。基于柔性电路板自身具有一定的高度，可以隔开光学器件和芯片，进而无需在裸芯片与光学器件之间设置围坝，以简化工艺、降低成本。

在一种实施例中，光学器件包括滤光片、透镜、玻璃中的至少一种。

本实施例中，基于裸芯片为探测器芯片，通过将光学器件设置为滤光片可以用于降低出射光线的光损失，提高激光器发射芯片的发射效率或用于避免环境光线干扰入射光线；通过将光学器件设置为透镜，可以达到聚光准直的效果；通过设置玻璃可以保护裸芯片并保证能够对外出射光线或接收来自外部环境的光线。

附图说明

图1为本申请一种实施例所提供的芯片封装结构的截面结构示意图；

图2为本申请一种实施例所提供的芯片封装结构的平面结构示意图；

图3为本申请另一种实施例所提供的芯片封装结构的平面结构示意图；

图4为本申请另一种实施例所提供的芯片封装结构的截面结构示意图；

图5为本申请又一种实施例所提供的芯片封装结构的截面结构示意图；

图6为本申请一种实施例所提供的光电模组的截面结构示意图；

图7为本申请又一种实施例所提供的芯片封装结构的截面结构示意图。

附图标号：100-芯片封装结构；10-基板；11-第一表面；12-第一焊盘；13-引脚；20-裸芯片；21-第二焊盘；30-柔性电路板；31-导电引线；32-芯片连接段；33-基板连接段；34-过渡段；40-封装体；50-粘接胶；200-光电模组；201-光学器件；A-发射端；B-接收端。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，本申请中使用的术语“包括”、“可以包括”、“包含”、或“可以包含”表示公开的相应功能、操作、元件等的存在，并不限制其他的一个或多个更多功能、操作、元件等。此外，术语“包括”或“包含”表示存在说明书中公开的相应特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，而并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请配合参见图1，图1为本申请一种实施例提供的芯片封装结构100的截面结构示意图。

如图1所示，在一种实施例中，本申请芯片封装结构100包括基板10、裸芯片20、柔性电路板30以及封装体40。基板10具有第一表面11，第一表面11上设有第一焊盘12。裸芯片20位于第一表面11，并与第一焊盘12间隔设置。裸芯片20背离第一焊盘12的表面四周设有第二焊盘21。柔性电路板30一端与基板10的第一焊盘12连接，另一端与裸芯片20的第二焊盘21连接，以实现裸芯片20与基板10上的其他电路或电子元件之间的电性连接。封装体40则位于第一表面11并覆盖包裹部分柔性电路板30和部分裸芯片20。

可以理解的，基于柔性电路板30具有较好的成型性能，本申请芯片封装结构100通过直接使用柔性电路板30连接基板10和裸芯片20，由于可以直接将柔性电路板30贴装于基板10和裸芯片20背离基板10的表面，无需使用严格的对准焊接工艺，从而可以提高封装效率，降低封装难度。同时，基于柔性电路板30具有较高的可挠性，还可以将柔性电路板30弯折，以减小占用空间，从而减小芯片封装体积。

请配合参阅图2，图2为本申请另一种实施例所提供的芯片封装结构100的平面结构示意图。

如图2所示，在一种实施例中，裸芯片20的第二焊盘21数量为多个，柔性电路板30包括多条间隔排列的导电引线31，导电引线31与第二焊盘21一一对应设置，每条引线用于实现一个第二焊盘21的信号传输功能。

可以理解的，在本实施例中，在柔性电路板30中设置多条与第二焊盘21一一对应连接的导电引线31，以使得通过一个柔性电路板30便可实现裸芯片20的多个焊盘与基板10之间的信号传输功能。

如图3所示，在一种实施例中，裸芯片20的第二焊盘21数量为多个，柔性电路板30包括多条以相同间距间隔排列的导电引线31，至少两条导电引线31连接于同一个第二焊盘21，多条导电引线31用于实现同一个第二焊盘21的信号传输功能。

可以理解的，在本实施例中，基于柔性电路板30中的引线之间的间距可以达到微米级，设置至少两条导电引线31连接同一个第二焊盘21，以保证信号传输的可靠性。

请看回图1，在一种实施例中，柔性电路板30芯片连接段32、基板连接段33。芯片连接段32贴合于裸芯片20背离基板10的表面，并与第二焊盘21电性连接。基板连接段33贴合于第一表面11，并与第二焊盘21电性连接。

可以理解的，基于基板10的热膨胀系数与空气热膨胀系数相差较大，将芯片连接段32贴合设置于裸芯片20背离基板10的表面，同时将基板连接段33贴合设置于第一表面11，以避免柔性电路板30与第一表面11或与裸芯片20背离基板10的表面之间有缝隙，降低了柔性电路板30与焊盘焊接处热应力集中的概率，避免柔性电路板30变形或产生裂纹甚至断裂，从而保证柔性电路板30键合至第一焊盘12和第二焊盘21的可靠性。

在图1所示的实施例中，柔性电路板30还包括过渡段34。过渡段34连接于芯片连接段32和基板连接段33之间，且过渡段34贴合于裸芯片20的侧壁。可以理解的，将柔性电路板30位于芯片连接段32和基板连接段33之间的过渡段34贴合于裸芯片20的侧壁，不仅可以减小封装体积，同时固定过渡段34也有利于柔性电路板30与焊盘之间的焊接。

如图4所示，在一种实施例中，芯片封装结构100还包括粘接胶50，粘接胶50位于柔性电路板30与基板10之间以及柔性电路板30与裸芯片20之间，粘接胶50可以用于固定柔性电路板30，以便于使柔性电路板30完全贴合于基板10以及裸芯片20的外表面。

如图1所示，在一种实施例中，基板10背离裸芯片20的表面设置有多个引脚13，引脚13与第一焊盘12在基板10内部实现电连接。可以理解的，基于基板10内部设有电路(图中未示)，且电路一端电性连接至第一焊盘12，在电路的另一端设置引脚13，可以将第一焊盘12的信号导出至外部电路板，或将外部电路板的信号经引脚13导通至第一焊盘12。

在一种实施例中，基板10可以设置为树脂基板。可以理解的，基于树脂基板具有良好的导热性和绝缘性，采用树脂基板可以保证本申请芯片封装结构100的可靠性。

在一种实施例中，基板10为陶瓷基板。可以理解的，基于陶瓷基板10与裸芯片的热膨胀系数相对接近，散热性能好且绝缘性好，采用陶瓷基板可以提高芯片封装结构100的可靠性，提高芯片封装结构100的使用寿命。

在一种实施例中，基板10为引线框架。可以理解的，基于引线框架具有较好的导热性、高导电性、良好的耐腐蚀性和电镀性，采用引线框架作为基板10，以支承裸芯片20并保证裸芯片20与其他元器件之间信号传输的可靠性。

在一种实施例中，裸芯片20为发射激光的芯片，也即裸芯片20可以作为激光器芯片，以发射探测光线。此时本申请的芯片封装结构100可以应用于摄像模组等需要发射探测光线的场景。

在一种实施例中，裸芯片20为接收激光的芯片。也即裸芯片20可以作为感光芯片，以接收探测光线。此时本申请的芯片封装结构100可以应用于图像传感器等场景。

需要说明的是，在其他的一些实施例中，裸芯片20可以不是发射激光的芯片或接收激光的芯片，例如裸芯片20可以是存储芯片，可以用于暂时储存电信号。裸芯片20也可以是计算机芯片，可用于分析计算所接收到的电信号。此时封装体40完全覆盖包裹柔性电路板30和裸芯片20，以固定并保护柔性电路板30和裸芯片20(如图5所示)。同样可以理解的是，当裸芯片20为其它类型的芯片时，本申请的芯片封装结构100不止可以应用于摄像模组或图像传感器等，也可以应用在其他场景，本申请在此不一一赘述。

请配合参见图6，图6为本申请一种实施例提供的光电模组200的截面结构示意图。

如图6所示，本申请光电模组200包括光学器件201、芯片封装结构100。光学器件201设置于芯片封装结构100的表面。其中一个芯片封装结构100和一个光学器件201共同配合配置为光电模组200的发射端A，或一个芯片封装结构100和一个光学器件201共同配合配置为光电模组200的接收端B。发射端A可以用于出射探测光线以探测目标物体，探测光线经目标物体反射后被接收端B接收，发射端A与接收端B共同配合实现光电模组200的光电转换功能。

可以理解的，本申请的光电模组200可以应用于通信、医疗、计算机等领域。例如，在通信领域，光电模组200可以作为光纤通信系统中的重要组成部分，用于实现远距离的通信；在医疗领域，光电模组200可以作为光学显微镜的重要组成部分，用于实现高清晰度的图像传输和数据采集等。

如图6和图7所示，在一种实施例中，柔性电路板30的数量为四个，四个柔性电路分设于裸芯片20的四周。光学器件201设置于柔性电路板30背离基板10一侧，并对应裸芯片20的位置固定在多个柔性电路板30之上。封装体40可以部分包裹覆盖光学器件201，以用于辅助固定光学器件201。

可以理解的，在本实施例中，基于柔性电路板30自身具有一定的高度，利用柔性电路板30支承光学器件201，以将光学器件201和裸芯片20隔开，进而无需在裸芯片20与光学器件201之间设置围坝，从而简化工艺、降低生产成本。

需要说明的，上述实施例中，柔性电路板30的数量和位置并不代表本申请柔性电路板30的实际数量和位置，也即本申请的柔性电路板30可以根据应用场景适应性调整。例如柔性电路板30的数量可以为两个，两个柔性电路板30设置于裸芯片20的相对两侧，同样也可以实现支承光学器件201的功能，本申请对此不作特别限定。

在一种实施例中，光学器件201可以但不限于包括滤光片。例如，当裸芯片20配置为感光芯片时，光学器件201除了可以包括滤光片之外，还可以包括透镜，例如当透镜为定焦透镜时，透镜配合滤光片可以在具有滤光效果的同时增进接收端B的成像品质，以达到聚光准直的效果。

可以理解的，在另一种实施例中，光学器件201也可以为诸如玻璃或透明塑料等透光材料，同样也可以保护裸芯片20并保证能够对外出射光线或接收来自外部环境的光线。

需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本申请的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施方式”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括基板、裸芯片、柔性电路板以及封装体；所述裸芯片设于所述基板上表面，所述基板上表面排除所述裸芯片的位置设有第一焊盘，所述裸芯片上表面四周设有第二焊盘，所述柔性电路板的一端连通至所述裸芯片的所述第二焊盘，另一端连通至所述基板的所述第一焊盘；所述封装体设于所述上表面，用于包裹覆盖所述裸芯片和所述柔性电路板。

2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述裸芯片的所述第二焊盘数量为多个，所述柔性电路板包括多条间隔排列的导电引线，所述引线与所述第二焊盘一一对应设置，每条所述引线用于实现一个所述第二焊盘的信号传输功能。

3.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述裸芯片的所述第二焊盘数量为多个，所述柔性电路板包括多条以相同间距间隔排列的导电引线，至少两条所述引线连接于同一个所述第二焊盘，多条所述引线用于实现同一个所述第二焊盘的信号传输功能。

4.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述柔性电路板包括与所述第二焊盘导通的芯片连接段以及与所述第一焊盘导通的基板连接段，所述芯片连接段贴合于所述裸芯片的上表面，所述基板连接段贴合于所述基板上表面。

5.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述柔性电路板还包括连接于所述芯片连接段和所述基板连接段之间的过渡段，所述过渡段贴合于所述裸芯片的侧壁。

6.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述芯片封装结构还包括粘接胶，所述粘接胶用于固定所述柔性电路板；所述基板下表面设置有多个引脚，所述引脚与所述第一焊盘在基板内部实现电连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述基板为树脂或陶瓷基板或引线框架。

8.一种光电模组，其特征在于，包括光学器件以及如权利要求1-7任一项所述的芯片封装结构，其中，所述裸芯片为发射激光的芯片或接收激光的芯片，所述光学器件通过所述柔性电路板固定于所述裸芯片上，所述封装体部分包裹覆盖所述光学器件。

9.根据权利要求8所述的光电模组，其特征在于，所述柔性电路板包括至少两个，分布在所述裸芯片的四周，所述光学器件设置在所述多个柔性电路板之上。

10.根据权利要求8所述的光电模组，其特征在于，所述光学器件包括滤光片、透镜、玻璃中的至少一种。