CN221125945U - 芯片封装结构及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种芯片封装结构及电子设备，芯片封装结构包括第一基板、光学传感芯片、处理芯片和第一透明封装层，光学传感芯片与处理芯片电连接，处理芯片倒装在第一基板上，光学传感芯片倒装在第一基板上或处理芯片上，第一透明封装层包封光学传感芯片和处理芯片。电子设备包括上述芯片封装结构。本实用新型在透明封装上采用倒装的封装方式，去掉芯片与基板电学互连的金属线，使得屏幕驱动刷新形成的电磁场不会对光学传感芯片的信号造成干扰，不再形成结电容，从而避免整机及环境的噪声干扰，提升信噪比，进一步提升光学传感芯片的使用性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，更加具体来说，本实用新型涉及一种芯片封装结构及电子设备。
背景技术
随着消费电子行业的发展，尤其移动通讯设备显示器模组往全面屏方向发展，屏幕的透过率越来越低，光学传感器也需要不断更新换代，提升性能；为了进一步提升光学传感芯片的性能，可以通过降低噪声提升信噪比；测试发现在室内环境下干扰频点与环境工频接近，屏下场景干扰频点与屏幕驱动刷新率强相关。但是，目前的光学传感芯片通过金属线与基板互连，屏幕驱动刷新形成的电磁场会对光学传感芯片的信号造成干扰形成结电容，造成噪声干扰，影响光学传感芯片的性能。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型创新地提供了一种芯片封装结构及电子设备，在透明封装上采用倒装的封装方式，去掉芯片与基板电学互连的金属线，使得屏幕驱动刷新形成的电磁场不会对光学传感芯片的信号造成干扰，不再形成结电容，从而避免整机及环境的噪声干扰，提升信噪比，进一步提升光学传感芯片的使用性能。
为实现上述的技术目的，本实用新型第一方面公开了一种芯片封装结构，包括第一基板、光学传感芯片、处理芯片和第一透明封装层，所述光学传感芯片与所述处理芯片电连接，
所述处理芯片倒装在所述第一基板上，
所述光学传感芯片倒装在所述第一基板上或所述处理芯片上，
所述第一透明封装层包封所述光学传感芯片和所述处理芯片。
进一步地，所述光学传感芯片上开设有第一TSV孔，用于将所述光学传感芯片的第一打线pad引到所述光学传感芯片下方，所述光学传感芯片的下表面设有第一重布线层，所述第一重布线层包括第一RDL走线和第一RDL pad，所述第一RDL走线分别连接所述第一TSV孔和所述第一RDL pad，所述第一RDL pad通过金属球与所述光学传感芯片下方的所述处理芯片或所述第一基板焊接。
进一步地，所述处理芯片上开设有第二TSV孔，用于将所述处理芯片的第二打线pad引到所述处理芯片下方，所述处理芯片的下表面设有第二重布线层，所述第二重布线层包括第二RDL走线和第二RDL pad，所述第二RDL走线分别连接所述第二TSV孔和所述第二RDL pad，所述第二RDL pad通过金属球与所述第一基板焊接。
进一步地，所述第一透明封装层为EMC层。
进一步地，还包括发光芯片，所述发光芯片安装在所述第一基板上，所述发光芯片与所述第一基板电连接，所述发光芯片还与所述处理芯片电连接。
进一步地，所述发光芯片为边发射激光器芯片，用于提供侧向发光的光源，所述边发射激光器芯片通过第二基板固定在所述第一基板上，所述第二基板垂直固定在所述第一基板上且与所述第一基板电连接，所述边发射激光器芯片安装在所述第二基板与所述第一基板相邻的面上且与所述第二基板电连接，所述边发射激光器芯片的光源一端朝上。
进一步地，所述第二基板通过焊锡或银浆与所述第一基板电连接，所述边发射激光器芯片通过银浆或DAF膜与所述第二基板固定连接，并通过焊线与所述第二基板电连接。
进一步地，还包括第二透明封装层，所述第二透明封装层包封所述发光芯片。
进一步地，还包括遮光外壳，所述遮光外壳固定在所述第一基板上与所述第一基板围成容纳腔，所述光学传感芯片、所述处理芯片和所述发光芯片处于所述容纳腔内，
所述遮光外壳内还设有遮光隔板，所述遮光隔板将所述容纳腔分隔成两个互不相通的腔体，所述光学传感芯片和所述发光芯片处于不同的腔体内，
所述遮光外壳对应所述光学传感芯片位置处开设有使所述光学传感芯片能够接收外界光线的第一开口，所述遮光外壳对应所述发光芯片位置处开设有供所述发光芯片发出的光线穿过的第二开口。
为实现上述的技术目的，本实用新型第二方面公开了一种电子设备，包括第一方面所述的芯片封装结构。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的芯片封装结构，在透明封装上采用倒装的封装方式，去掉芯片与基板电学互连的金属线，使得屏幕驱动刷新形成的电磁场不会对光学传感芯片的信号造成干扰，不再形成结电容，从而避免整机及环境的噪声干扰，提升信噪比，进一步提升光学传感芯片的使用性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例的芯片封装结构的结构示意图。
图2是本实用新型另一实施例的芯片封装结构的结构示意图。
图3是本实用新型实施例的光学传感芯片的正面视图。
图4是本实用新型实施例的光学传感芯片的纵向剖视图。
图5是本实用新型实施例的光学传感芯片的背面视图。
图6是本实用新型实施例的处理芯片的正面视图。
图7是本实用新型实施例的处理芯片的纵向剖视图。
图8是本实用新型实施例的处理芯片的背面视图。
图9是本实用新型又一实施例的芯片封装结构的纵向剖视图。
图10是本实用新型再一实施例的芯片封装结构的纵向剖视图。
图中，
1、第一基板；2、光学传感芯片；21、第一TSV孔；22、第一重布线层；221、第一RDL走线；222、第一RDL pad；23、第一打线pad；3、处理芯片；31、第二TSV孔；32、第二重布线层；321、第二RDL走线；322、第二RDL pad；33、第二打线pad；4、第一透明封装层；5、金属球；6、发光芯片；7、第二基板；8、焊锡或银浆；9、银浆或DAF膜；10、第二透明封装层；20、遮光外壳；201、遮光隔板；202、第一开口；203、第二开口；30、焊线。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型提供的芯片封装结构及电子设备进行详细的解释和说明。
本实施例具体公开了一种芯片封装结构，如图1和2所示，包括第一基板1、光学传感芯片2、处理芯片3和第一透明封装层4，光学传感芯片2与处理芯片3电连接，处理芯片3倒装在第一基板1上，在本实施例中，处理芯片3倒装焊焊接在第一基板1的上表面，本实施例的第一基板1内设有电路，作为封装的承载体，可以实现与外界信号互联；光学传感芯片2能够接受外界的光线信号，并将接受的光线信号转换为电信号；处理芯片3能够处理光学传感芯片2传递过来的电信号，并将处理结果对外传递。光学传感芯片2倒装在第一基板1上或处理芯片3上，如图1所示，光学传感芯片2倒装焊焊接在处理芯片3的上表面，实现与处理芯片3的电连接；在另一实施例中，如图2所示，光学传感芯片2倒装焊焊接在第一基板1的上表面，第一基板1的内部设有电路，光学传感芯片2和处理芯片3通过第一基板1内部的电路实现电连接；第一透明封装层4包封光学传感芯片2和处理芯片3，第一透明封装层4包围在光学传感芯片2和处理芯片3的周围，将光学传感芯片2和处理芯片3密封保护起来，既能实现对芯片的保护，又能让光学传感芯片2接受外部光。在本实施例中，第一透明封装层4为EMC(Epoxy Molding Compound，环氧树脂模塑料)层。
本实施例通过倒装封装工艺，去掉了芯片与基板电学互连的金属线，使得屏幕驱动刷新形成的电磁场不会对光学传感芯片2的信号造成干扰，不再形成结电容，从而避免整机及环境的噪声干扰，提升信噪比。
如图2所示的光学传感芯片2和处理芯片3在第一基板1上的排布形式，第一透明封装层4可将光学传感芯片2和处理芯片3一起包封；也可以采取光学传感芯片2和处理芯片3单独包封的形式，各采用一个第一透明封装层4包封。
具体的，如图3-5所示，光学传感芯片2上开设有第一TSV孔21(Through SiliconVias，硅通孔)，用于将光学传感芯片2的第一打线pad23(打线垫)引到光学传感芯片2下方，即图5所示的光学传感芯片2的背面，光学传感芯片2的下表面(背面)设有第一重布线层22(RDL，ReDistribution Layer)，第一重布线层22包括第一RDL走线221和第一RDL pad222(重布线焊垫)，第一RDL走线221分别连接第一TSV孔21和第一RDL pad222，第一RDL pad222通过金属球5与光学传感芯片2下方的处理芯片3或第一基板1焊接。图1中，第一RDL pad222通过金属球5与处理芯片3焊接；图2中第一RDL pad222通过金属球5与第一基板1焊接。
处理芯片3的倒装方法与光学传感芯片2的方法相同，具体的，如图6-8所示，处理芯片3上开设有第二TSV孔31，用于将处理芯片3的第二打线pad33引到处理芯片3下方，即图8所示的处理芯片3的背面，处理芯片3的下表面(背面)设有第二重布线层32，第二重布线层32包括第二RDL走线321和第二RDL pad322，第二RDL走线321分别连接第二TSV孔31和第二RDL pad322，第二RDL pad322通过金属球5与第一基板1焊接。
可选的，第一RDL走线221、第一RDL pad222、第二RDL走线321和第二RDL pad322采用铜、铝、镍、金、锡中的一种或多种混合，结构采用一层或多层结构。
可选的，金属球5可以为金球、铜球或锡球。
在一些实施例中，如图9和10所示，芯片封装结构还包括发光芯片6，发光芯片6安装在第一基板1上，发光芯片6与第一基板1电连接，发光芯片6可以为LED芯片、光电二极管等能够发光的光源，发光芯片6还与处理芯片3电连接，发光芯片6与处理芯片3通过第一基板1内部的电路电连接，处理芯片3能够控制发光芯片6的点亮和熄灭。
在一些实施例中，发光芯片6为边发射激光器芯片，用于提供侧向发光的光源，边发射激光器芯片通过第二基板7固定在第一基板1上，第二基板7垂直固定在第一基板1上且与第一基板1电连接，边发射激光器芯片安装在第二基板7与第一基板1相邻的面上且与第二基板7电连接，边发射激光器芯片的光源一端朝上。如图9和图10所示，边发射激光器芯片安装在第二基板7的右侧表面上。边发射激光器芯片和第二基板7一起封装，并垂直固定在第一基板1上，边发射激光器芯片整体进行了90度转向，其发出的侧向光变成了垂直方向光。
第二基板7通过焊锡或银浆8与第一基板1电连接，边发射激光器芯片通过银浆或DAF膜9(Die Attach Film，芯片贴合胶膜)与第二基板7固定连接，固定在图9和图10所示的第二基板7的右侧面上，并通过焊线30与第二基板7电连接。
可选的，如图9和10所示，芯片封装结构还包括第二透明封装层10，第二透明封装层10包封发光芯片6。优选的，第二透明封装层10为EMC层。第二透明封装层10设置在第一基板1的上方，包封发光芯片6和焊线30，将边发射激光器芯片和焊线30密封保护起来。第二基板7、边发射激光器芯片、焊线30和第二透明封装层10共同组成一个封装器件。
在一些实施例中，芯片封装结构还包括遮光外壳20，遮光外壳20固定在第一基板1上与第一基板1围成容纳腔，在这些实施例中，遮光外壳20的底部通过胶水或胶膜与第一基板1的上表面粘接，在这些实施例中，遮光外壳20包括顶板和从顶板四周向下延伸的侧板，由侧板围合形成的开口扣合固定在第一基板1上并通过胶水或胶膜粘接固定，使得遮光外壳20与第一基板1围成容纳腔。光学传感芯片2、处理芯片3和发光芯片6处于容纳腔内，遮光外壳20为光学传感芯片2、处理芯片3和发光芯片6提供保护，防止外力对其造成物理伤害，也能遮光防止信号串扰。在这些实施例中，遮光外壳20可以为金属材质，能为光学传感芯片2、处理芯片3和发光芯片6提供电磁屏蔽，对外界的电磁信号进行隔绝，减少电磁干扰，保证芯片封装结构的性能稳定。
遮光外壳20内还设有遮光隔板201，遮光隔板201也可以采用金属材质，遮光隔板201与遮光外壳20一体成型，遮光隔板201将容纳腔分隔成两个互不相通的腔体，光学传感芯片2和发光芯片6处于不同的腔体内，光学传感芯片2倒装在处理芯片3上时，处理芯片3和光学传感芯片2处于同一腔体内；光学传感芯片2倒装在第一基板1上时，处理芯片3可设置为与光学传感芯片2处于同一腔体，也可设置为与发光芯片6处于同一腔体。遮光隔板201可以防止发光芯片6发出的光线信号直接传播到光学传感芯片2的表面而影响产品使用性能。
遮光外壳20对应光学传感芯片2位置处开设有使光学传感芯片2能够接收外界光线的第一开口202，遮光外壳20对应发光芯片6位置处开设有供发光芯片6发出的光线穿过的第二开口203，可选的，第一开口202和第二开口203开设在遮光外壳20的顶板上，第一开口202处于光学传感芯片2的正上方、大小与光学传感芯片2的光学接收区大小相对应，第二开口203处于发光芯片6的正上方、大小与发光芯片6的发光区域大小相对应，提高光线的通过率，保证芯片封装结构的灵敏性。
本申请公开的芯片封装结构可以有效减少对光学传感信号的噪声干扰，提升光学传感芯片2的信噪比，使光学传感芯片2的性能达到最优，能应用在低透屏上。
本申请公开的芯片封装结构可以应用到所有涉及光学传感芯片2的产品，例如屏下接近传感器、色温传感器等光学传感器产品。
本申请还公开了一种电子设备，包括上述实施例所述的芯片封装结构。电子设备为具有显示屏的电子设备，可以是笔记本电脑、手机、平板电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备、穿戴式智能设备等。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示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实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”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。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括第一基板(1)、光学传感芯片(2)、处理芯片(3)和第一透明封装层(4)，所述光学传感芯片(2)与所述处理芯片(3)电连接，
所述处理芯片(3)倒装在所述第一基板(1)上，
所述光学传感芯片(2)倒装在所述第一基板(1)上或所述处理芯片(3)上，
所述第一透明封装层(4)包封所述光学传感芯片(2)和所述处理芯片(3)。
2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述光学传感芯片(2)上开设有第一TSV孔(21)，用于将所述光学传感芯片(2)的第一打线pad(23)引到所述光学传感芯片(2)下方，所述光学传感芯片(2)的下表面设有第一重布线层(22)，所述第一重布线层(22)包括第一RDL走线(221)和第一RDL pad(222)，所述第一RDL走线(221)分别连接所述第一TSV孔(21)和所述第一RDL pad(222)，所述第一RDL pad(222)通过金属球(5)与所述光学传感芯片(2)下方的所述处理芯片(3)或所述第一基板(1)焊接。
3.根据权利要求1或2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述处理芯片(3)上开设有第二TSV孔(31)，用于将所述处理芯片(3)的第二打线pad(33)引到所述处理芯片(3)下方，所述处理芯片(3)的下表面设有第二重布线层(32)，所述第二重布线层(32)包括第二RDL走线(321)和第二RDL pad(322)，所述第二RDL走线(321)分别连接所述第二TSV孔(31)和所述第二RDL pad(322)，所述第二RDL pad(322)通过金属球(5)与所述第一基板(1)焊接。
4.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一透明封装层(4)为EMC层。
5.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括发光芯片(6)，所述发光芯片(6)安装在所述第一基板(1)上，所述发光芯片(6)与所述第一基板(1)电连接，所述发光芯片(6)还与所述处理芯片(3)电连接。
6.根据权利要求5所述的芯片封装结构，其特征在于，所述发光芯片(6)为边发射激光器芯片，用于提供侧向发光的光源，所述边发射激光器芯片通过第二基板(7)固定在所述第一基板(1)上，所述第二基板(7)垂直固定在所述第一基板(1)上且与所述第一基板(1)电连接，所述边发射激光器芯片安装在所述第二基板(7)与所述第一基板(1)相邻的面上且与所述第二基板(7)电连接，所述边发射激光器芯片的光源一端朝上。
7.根据权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二基板(7)通过焊锡或银浆(8)与所述第一基板(1)电连接，所述边发射激光器芯片通过银浆或DAF膜(9)与所述第二基板(7)固定连接，并通过焊线(30)与所述第二基板(7)电连接。
8.根据权利要求5所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括第二透明封装层(10)，所述第二透明封装层(10)包封所述发光芯片(6)。
9.根据权利要求5-8任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括遮光外壳(20)，所述遮光外壳(20)固定在所述第一基板(1)上与所述第一基板(1)围成容纳腔，所述光学传感芯片(2)、所述处理芯片(3)和所述发光芯片(6)处于所述容纳腔内，
所述遮光外壳(20)内还设有遮光隔板(201)，所述遮光隔板(201)将所述容纳腔分隔成两个互不相通的腔体，所述光学传感芯片(2)和所述发光芯片(6)处于不同的腔体内，
所述遮光外壳(20)对应所述光学传感芯片(2)位置处开设有使所述光学传感芯片(2)能够接收外界光线的第一开口(202)，所述遮光外壳(20)对应所述发光芯片(6)位置处开设有供所述发光芯片(6)发出的光线穿过的第二开口(203)。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的芯片封装结构。
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| CN202323095421.0U CN221125945U (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 芯片封装结构及电子设备 |
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2023
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| GR01 | Patent grant | ||
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