本發(fā)明涉及一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及一種光學(xué)芯片的封裝結(jié)構(gòu)；本發(fā)明還涉及一種光學(xué)芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)：

目前，光學(xué)傳感器在消費(fèi)電子類(lèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如手機(jī)、智能手表、智能手環(huán)等。利用光學(xué)傳感器，可以實(shí)現(xiàn)接近光檢測(cè)、環(huán)境光檢測(cè)、心率檢測(cè)、血氧檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別等。其基本原理是LED芯片發(fā)出特定波長(zhǎng)的光線，該光線到達(dá)待測(cè)物體后，會(huì)返回一束與待測(cè)物體相關(guān)的光線，到達(dá)光學(xué)接收芯片的光學(xué)接收區(qū)。

傳統(tǒng)的光學(xué)傳感器，在后續(xù)封裝過(guò)程中需要考慮光隔離的問(wèn)題，目前主流的封裝形式是基于PCB板的兩次注塑方案，第一次是注塑透光材料，來(lái)保護(hù)光電傳感器芯片和LED芯片，第二次是注塑不透光材料，作用是隔離光線，防止光串?dāng)_。采用這樣的封裝方式，封裝的步驟較多，相應(yīng)產(chǎn)生的各種風(fēng)險(xiǎn)及不良也會(huì)增多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光學(xué)芯片的封裝結(jié)構(gòu)的新技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光學(xué)芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板以及設(shè)置在所述基板上的光學(xué)傳感器芯片、LED芯片；其中，所述光學(xué)傳感器芯片包括襯底，在所述襯底的上端設(shè)置有內(nèi)腔，在所述襯底內(nèi)腔的底端設(shè)置有光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域；在所述基板上還注塑有覆蓋所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片的透光部。

可選的是，所述內(nèi)腔的截面呈矩形；或者呈倒立的梯形。

可選的是，所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片通過(guò)植錫球或者引線的方式電連接在設(shè)置于基板的相應(yīng)焊盤(pán)上。

可選的是，所述LED芯片設(shè)置有兩個(gè)，該兩個(gè)LED芯片分布在光學(xué)傳感器芯片的兩側(cè)。

可選的是，所述透光部上位于光學(xué)傳感器芯片、LED芯片之間的位置還設(shè)置有阻礙透光部?jī)?nèi)部光路路徑的光學(xué)阻礙口。

可選的是，所述光學(xué)阻礙口貫穿所述透光部的兩端，并將所述透光部分隔成兩個(gè)獨(dú)立的部分。

可選的是，所述光學(xué)阻礙口為設(shè)置在透光部上位于光學(xué)傳感器芯片襯底上端位置的側(cè)壁。

本發(fā)明還提供了一種光學(xué)芯片的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟：

a)在光學(xué)傳感器芯片的襯底上形成內(nèi)腔，并在內(nèi)腔的底端通過(guò)離子注入的方式形成光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域；

b)將光學(xué)傳感器芯片、LED芯片安裝在基板上；

c)在基板上進(jìn)行注塑，形成覆蓋所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片的透光部(6)。

可選的是，所述內(nèi)腔通過(guò)干法刻蝕形成，所述內(nèi)腔的截面呈矩形。

可選的是，所述內(nèi)腔通過(guò)濕法刻蝕形成，所述內(nèi)腔的截面呈倒立的梯形。

本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域設(shè)置在其襯底的內(nèi)腔中，由此可將光學(xué)傳感器芯片用于接收外界信號(hào)的光學(xué)區(qū)域與LED芯片隔離開(kāi)，防止LED芯片發(fā)出的光信號(hào)直接被光學(xué)傳感器芯片感應(yīng)到；采用這樣的結(jié)構(gòu)方式，使得在形成所述封裝結(jié)構(gòu)的時(shí)候，只需要注塑透光材料即可，而不再需要在基板上注塑不透光材料進(jìn)行光隔離，降低了注塑的次數(shù)，提高了封裝的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，主流的封裝形式是基于PCB板的兩次注塑方案，第一次是注塑透光材料，來(lái)保護(hù)光電傳感器芯片和LED芯片，第二次是注塑不透光材料，作用是隔離光線，防止光串?dāng)_。采用這樣的封裝方式，封裝的步驟較多，相應(yīng)產(chǎn)生的各種風(fēng)險(xiǎn)及不良也會(huì)增多。因此，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)任務(wù)或者所要解決的技術(shù)問(wèn)題是本領(lǐng)域技術(shù)人員從未想到的或者沒(méi)有預(yù)期到的，故本發(fā)明是一種新的技術(shù)方案。

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說(shuō)明

被結(jié)合在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同其說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3、圖4是本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)制造方法的工藝示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說(shuō)明書(shū)的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

參考圖1，本發(fā)明提供了一種光學(xué)芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板1以及設(shè)置在所述基板1上的光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2。本發(fā)明的基板1可以是具有電路布圖結(jié)構(gòu)的電路板，所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2可以以貼裝的方式安裝在基板1上，這種芯片的貼裝工藝屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的光學(xué)芯片結(jié)構(gòu)，通過(guò)LED芯片2可以向外界發(fā)出光信號(hào)，通過(guò)光學(xué)傳感器芯片可以感應(yīng)外界的光信號(hào)。

其中，為了將光學(xué)傳感器芯片3、LED芯片2的電信號(hào)引出，可通過(guò)打線的方式將兩個(gè)芯片的引腳電連接在基板1上設(shè)置的相應(yīng)焊盤(pán)中。當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，還可以采用植錫球的方式將兩個(gè)芯片的引腳直接焊接在相應(yīng)的焊盤(pán)上。

其中，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)傳感器芯片包括襯底3，該襯底3可以采用硅片結(jié)構(gòu)，在所述襯底3的上端設(shè)置有內(nèi)腔4，例如可通過(guò)干法刻蝕或者濕法刻蝕的方法在硅襯底上形成所述內(nèi)腔4。當(dāng)采用干法刻蝕的方式時(shí)，所述內(nèi)腔4的截面呈矩形，參考圖1；當(dāng)采用濕法刻蝕的方式時(shí)，根據(jù)硅襯底的晶向結(jié)構(gòu)，使得所述內(nèi)腔4的截面呈倒立的梯形，參考圖2。

在所述襯底3內(nèi)腔4的底端設(shè)置有光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域5，例如可通過(guò)離子注入的方式在內(nèi)腔4的底端形成光學(xué)區(qū)域5，這種離子注入的方法屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，在此不再具體說(shuō)明。由于光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域5設(shè)置在了襯底3的內(nèi)腔4中，這就使得可以將光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域5與LED芯片2隔離開(kāi)，防止LED芯片2發(fā)出的光直接作用在光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域5中。

本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，在所述基板1上還注塑形成有透光部6，該透光部6采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的透光材質(zhì)。通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的注塑工藝形成在基板1上，并且所述透光部6將所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2覆蓋住，從而可以對(duì)光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2進(jìn)行很好的保護(hù)，同時(shí)還不會(huì)影響LED芯片2、光學(xué)傳感器芯片發(fā)射或者接受光信號(hào)。

本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域設(shè)置在其襯底的內(nèi)腔中，由此可將光學(xué)傳感器芯片用于接收外界信號(hào)的光學(xué)區(qū)域與LED芯片隔離開(kāi)，防止LED芯片發(fā)出的光信號(hào)直接被光學(xué)傳感器芯片感應(yīng)到；采用這樣的結(jié)構(gòu)方式，使得在形成所述封裝結(jié)構(gòu)的時(shí)候，只需要注塑透光材料即可，而不再需要在基板上注塑不透光材料進(jìn)行光隔離，從而降低了注塑的次數(shù)，提高了封裝的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的LED芯片2可以設(shè)置有一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)，例如當(dāng)采用兩個(gè)LED芯片2時(shí)，該兩個(gè)LED芯片2分布在光學(xué)傳感器芯片的兩側(cè)；當(dāng)采用四個(gè)LED芯片2，該四個(gè)LED芯片2分布在光學(xué)傳感器芯片的四周。

在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述透光部6上位于光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2之間的位置還設(shè)置有阻礙透光部6內(nèi)部光路路徑的光學(xué)阻礙口7。所述光學(xué)阻礙口7可以貫穿所述透光部6的兩端，從而將所述透光部6分隔成兩個(gè)獨(dú)立的部分；所述光學(xué)阻礙口7還可以為設(shè)置在透光部6上位于光學(xué)傳感器芯片襯底3上端位置的側(cè)壁。通過(guò)在透光部6上設(shè)置光學(xué)阻礙口7，從而可以阻斷光在透光部6內(nèi)部的傳播，以防止LED芯片2發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透光部6直接被光學(xué)傳感器芯片感應(yīng)到，有效地解決了芯片之間光串?dāng)_的問(wèn)題，提高了光學(xué)傳感器的檢測(cè)精度。

本發(fā)明還提供了一種上述封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括以下步驟：

a)在光學(xué)傳感器芯片的襯底3上形成內(nèi)腔4，并在內(nèi)腔4的底端通過(guò)離子注入的方式形成光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域5；本發(fā)明的襯底可以采用硅襯底材料，例如可通過(guò)干法刻蝕或者濕法刻蝕的方法在硅襯底上形成所述內(nèi)腔4。當(dāng)采用干法刻蝕的方式時(shí)，所述內(nèi)腔4的截面呈矩形，參考圖3；當(dāng)采用濕法刻蝕的方式時(shí)，根據(jù)硅襯底的晶向結(jié)構(gòu)，使得所述內(nèi)腔4的截面呈倒立的梯形；在所述內(nèi)腔4的底端例如可通過(guò)離子注入的方式形成摻雜區(qū)，使其成為P型或者N型，同襯底形成PN結(jié)，成為光電二極管，從而構(gòu)成了光學(xué)傳感器芯片的光學(xué)區(qū)域5；

b)將光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2安裝在基板1上；例如可以通過(guò)貼裝的方式將光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2安裝到基板1上，并且可通過(guò)打線的方式或者植錫球的方式將兩個(gè)光學(xué)芯片的引腳電連接到基板1的電路布圖中；

c)在基板1上進(jìn)行注塑，形成覆蓋所述光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2的透光部6；透光部6可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的透光材料，將透光部6注塑在基板1上后，使得所述透光部6可以將光學(xué)傳感器芯片、LED芯片2封裝在所述基板1上，從而形成了光學(xué)芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

雖然已經(jīng)通過(guò)例子對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說(shuō)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。