CN112466957A - 光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法 - Google Patents
光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112466957A CN112466957A CN202011168651.3A CN202011168651A CN112466957A CN 112466957 A CN112466957 A CN 112466957A CN 202011168651 A CN202011168651 A CN 202011168651A CN 112466957 A CN112466957 A CN 112466957A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- packaging
- light
- optical sensor
- isolation
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 133
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 96
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 77
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 23
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 12
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本申请公开了一种光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法，主要解决现有技术中存在的基板形变、翘曲，无法准确切割及加工的问题。该方法包括以下步骤：在基板背面设置底板；基板正面设置若干光传感器单元；对基板上的若干光传感器单元进行封装，形成光传感器封装体；其中，所述底板与所述基板通过粘接层相连，以减轻封装造成的基板翘曲。本申请提供的方案通过在基板的背面设置底板，增强结构强度，以减少基板在加工过程中的可能发生的形变和翘曲，有效提高了产品加工的稳定性及产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路封装领域，具体涉及一种适用于光传感器封装体及封装结构的封装方法。
背景技术
集成电路产品通常采用塑封工艺包裹封装半导体集成电路以达到保护目的。塑封过程由基板、装片材料、塑封料、半导体芯片和连接线等五类材料组成，这五类材料通过塑封过程实现分子间结合，先形成牢固的封装体，封装体上含有多颗单颗封装结构单元，封装体再切成单颗即可实现单一的封装结构。因为这五类材料的热膨胀系数(CTE)和分子间结合性不同，导致封装体出现翘曲(如基板翘曲)，后续的切割获取单颗封装结构无法进行。常规的环氧树脂塑封料因含有70-85％的填料，其CTE值(coefficient of thermalexpansion，热膨胀系数)与包封其他五类材料兼容性较好，但基于基板封装的光传感器因为采用无填料的环氧树脂塑封料，其CTE值超过60PPM，塑封的封装体翘曲非常严重，例如在5*10cm2面积上，300um厚度的基板塑封后翘曲能达到16mm，后续切割获取单颗产品非常困难，严重影响产品制造和产品的质量。
进一步地，传统的光传感器通常需要通过两套模具实现封装。第一套模具用透明塑封料将发射端和接收端分开各自包裹在独立的塑封体内部，第二套模具用黑色塑封料将两个透明的塑封再次包裹起来，向外部留两处光孔。当封装外形方案比较多时，模具的数量也相应成倍增多，对应的模具采购费大幅增加，导致新外形的开发成本较高，该方法在封装过程中还需要进行模具切换或装有不同模具的2台设备配合，生产效率较低，设备成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光传感器封装体及封装结构的封装方法，防止光传感器封装体及封装结构的基板翘曲。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的一方面，提供一种光传感器封装体的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板背面设置底板；
在所述基板正面设置若干光传感器单元；
对所述基板上的若干光传感器单元进行封装，形成光传感器封装体；
其中，所述底板与所述基板通过粘接层相连，以减轻封装造成的基板翘曲。
优选地，所述底板的尺寸与所述基板的尺寸相同。
优选地，对所述基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括使用模具，所述模具包括上模和下模，所述底板的厚度、所述基板的厚度以及所述粘接层的厚度之和与所述下模的模腔深度相匹配。
优选地，所述底板可重复利用。
优选地，所述底板由弯曲模量不小于100GPA的材料制成。
优选地，所述底板的材料为金属、高分子材料中的任意一种。
优选地，所述粘接层为耐高温双面胶、耐高温胶水、焊锡中的任意一种。
优选地，所述粘接层可耐受温度不小于200℃。
优选地，所述粘结层包括基材和位于所述基材上下表面的粘接胶。
优选地，所述基材包括聚酰亚胺，所述粘接胶包括硅胶。
优选地，所述粘结层的厚度包括0.03-0.2mm。
优选地，所述底板为不锈钢。
优选地，所述底板的厚度包括0.2-0.8mm，所述底板的弯曲模量包括100-300GPA。
优选地，所述基板包括树脂，所述基板的厚度包括0.1-0.5mm。
优选地，所述基板的宽为3-11cm，所述基板的长为6-20cm。
优选地，每个所述光传感器单元包括一个光接收端和至少一个光发射端。
优选地，对基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括：
对基板上的若干光传感器单元进行第一次封装，形成塑封体，所述塑封体包裹基板上的所述若干光传感器单元；
切割所述塑封体，形成所述光传感器单元的光发射端与光接收端之间的第一隔离沟槽；
对基板上的若干光传感器单元进行第二次封装，所述第二次封装用以填补所述第一隔离沟槽，形成第一隔离墙，所述第一隔离墙将所述光传感器单元的光发射端与光接收端隔离。
优选地，所述第一次封装采用透光塑封料，所述第二次封装采用非透光塑封料。
优选地，所述第一次封装和所述第二次封装采用相同的模具。
优选地，切割所述塑封体还包括形成环绕所述光传感器单元的第二隔离沟槽。
优选地，所述第二隔离沟槽的宽度大于所述第一隔离沟槽的宽度。
优选地，所述第二隔离沟槽的深度与所述第一隔离沟槽的深度相同。
优选地，所述第二次封装填补所第二隔离沟槽形成第二隔离墙，所述第二隔离墙将所述各个光传感器单元之间隔离。
优选地，切割所述塑封体还包括形成从塑封体的上表面向下延伸的遮光槽，所述遮光槽环绕所述光发射端和/或所述光接收端，所述遮光槽与所述第二隔离沟槽相连。
优选地，所述遮光槽的深度小于所述第二隔离沟槽的深度。
优选地，所述第二次封装填补所述遮光槽形成遮光罩。
根据本发明的另一方面，还提供一种光传感器封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板背面设置底板，所述底板通过粘接层与所述基板相连；
在所述基板正面设置若干光传感器单元；
对所述基板上的若干光传感器单元进行封装，形成光传感器封装体；
切割封装形成的塑封体、所述基板和所述粘接层；
分离所述底板，获取多个相互独立的包含光传感器单元的光传感器封装结构。
优选地，所述底板的尺寸与所述基板的尺寸相同。
优选地，对基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括使用模具，所述模具包括上模和下模，所述底板的厚度、所述基板的厚度以及所述粘接层的厚度之和与所述下模的模腔深度相匹配。
优选地，所述底板可重复利用。
优选地，所述底板由弯曲模量不小于100GPA的材料制成。
优选地，所述底板的材料包括金属、高分子材料中的任意一种。
优选地，所述粘接层为耐高温双面胶、耐高温胶水、焊锡中的任意一种。
优选地，所述粘接层可耐受温度不小于200℃。
优选地，所述粘结层包括基材和位于所述基材上下表面的粘接胶。
优选地，所述基材包括聚酰亚胺，所述粘接胶包括硅胶。
优选地，所述粘接层的厚度包括0.03-0.2mm。
优选地，所述底板为不锈钢。
优选地，所述底板的厚度包括0.2-0.8mm，所述底板的弯曲模量包括100-300GPA。
优选地，所述基板包括树脂，所述基板的厚度包括0.1-0.5mm。
优选地，所述基板的宽为3-11cm，所述基板的长为6-20cm。
优选地，每个所述光传感器单元包括一个光接收端和至少一个光发射端。
优选地，对基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括：
对基板上的若干光传感器单元进行第一次封装，形成塑封体，所述塑封体包裹基板上的所述若干光传感器单元；
切割所述塑封体，形成所述光传感器单元的光发射端与光接收端之间的第一隔离沟槽；
对基板上的若干光传感器单元进行第二次封装，形成塑封体，所述第二次封装用以填补所述第一隔离沟槽，形成第一隔离墙，所述第一隔离墙将每个光传感器单元的光发射端与光接收端之间隔离；
优选地，所述第一次封装采用透光塑封料，所述第二次封装采用非透光塑封料。
优选地，所述第一次封装和所述第二次封装采用相同的模具。
优选地，切割所述塑封体还包括形成环绕所述光传感器单元的第二隔离沟槽。
优选地，所述第二隔离沟槽的宽度大于所述第一隔离沟槽的宽度。
优选地，所述第二隔离沟槽的深度与所述第一隔离沟槽的深度相同。
优选地，所述第二次封装填补所第二隔离沟槽形成第二隔离墙，所述第二隔离墙将所述各个光传感器单元之间隔离。
优选地，切割所述塑封体还包括形成从塑封体的上表面向下延伸的遮光槽，所述遮光槽环绕所述光发射端和/或所述光接收端，所述遮光槽与所述第二隔离沟槽相连。
优选地，所述遮光槽的深度小于所述第二隔离沟槽的深度。
优选地，所述第二次封装填补所述遮光槽形成遮光罩。
优选地，所述光传感器封装结构中所述第二隔离墙的厚度包括100-300um。
本发明的有益效果是：本发明提供的光传感器封装体及封装结构的封装方法，通过在基板的背面设置底板，可以有效减小基板在制作过程中可能发生的形变和翘曲，保证产品质量，并在最终获取产品阶段将底板分离，分离后的底板进行清洁后仍可重复利用。进一步地，通过在第一次封装后对塑封体进行切割，再进行第二次封装，实现了仅使用一副模具将塑封体中光发射端与光接收端进行隔离的方案，大幅减少了模具相关费用，以及定制模具所消耗的时间，使得光传感器新外形的开发成本显著降低，开发周期也得以缩短，且仅需一套封装设备与模具配合，无需换模或多套封装设备，有利于提高生产节拍，提高设备利用率，降低生产成本，一批次可生产多个光传感器，有利于提高产品的一致性和稳定性，压缩生产成本，提升生产效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的光传感器封装体的封装方法的示意图；
图2是本发明第一实施例的光传感器封装体的截面示意图；
图3-9是本发明第二实施例的光传感器封装体的封装方法的各步骤的局部示意图；
图10是本发明第二实施例的光传感器封装结构的截面图；
图11是本发明第三实施例的光传感器封装体的局部示意图；
图12是本发明第三实施例的光传感器封装结构的截面图。
图13-16是本发明第四实施例光传感器封装体的封装方法的部分步骤的局部示意图；
图17是本发明第四实施例的光传感器封装结构的截面图；
图18-20是本发明第五实施例的光传感器封装体的封装方法的部分步骤的局部示意图；
图21是本发明第五实施例的光传感器封装结构的截面图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
图1示出了本发明实施例的光传感器封装体的封装方法的示意图，该封装方法包括：
在步骤S10中，在基板的背面设置底板；
在该步骤中，将底板与基板背面贴合并连接，以增强基板的强度，避免基板在后续步骤中发生变形、翘曲等异常情况。
在步骤S20中，在基板正面设置若干光传感器单元；
在该步骤中，将若干光传感器单元设置在基板的正面，具体地，光传感器单元可包括至少一个光发射端和一个光接收端，采用贴装的方式贴装于基板正面的对应位置。
在步骤S30中，对基板上的光传感器单元进行第一次封装；
在该步骤中，第一次封装采用透光塑封料，光传感器单元置入模具中后从流道内灌入透光塑封料，将光传感器单元中的光发射端和光接收端一同封装在透光塑封料中，当然地，模具内的气体可从流道内流出，也可根据实际情况设置额外的排气口。
在步骤S40中，切割第一次封装形成的塑封体；
在该步骤中，由于光传感器单元中的光发射端与光接收端需要进行光隔离，避免两者之间在塑封体内具有光通路，需要对光发射端与光接收端之间的塑封体进行切割，形成沟槽结构(此处的沟槽结构涵盖下述各实施例中的第一沟槽、第二沟槽和遮光槽)，同时切割掉第一次封装在流道形成的部分塑封体，保证流道的畅通。
在步骤S50中，对基板上的光传感器单元进行第二次封装；
在该步骤中，将切割后的第一次封装形成的塑封体再次置入同一模具中，通过流道对模具内灌入非透光塑封料进行第二次封装，非透光塑封料会填补步骤S20中切割的部分，使光发射端与光接收端之间的沟槽结构被非透光塑封料填充，从而实现光发射端与光接收端之间的隔离。
图2示出了本发明第一实施例的光传感器封装体的截面示意图，为了更好的示出底板111与基板110的连接方式，附图中各部分仅为示例，未按实际比例绘制。如图2所示，该光传感器封装体包括底板111、粘接层112、基板110、光传感器单元120和塑封体130，其中，底板111例如与基板110的尺寸相同，基板110例如为采用树脂材料制成的双面电路板，其上下两面覆盖有导电层(例如为铜层)，基板110厚度包括0.1-0.5mm，优选地，基板110的厚度为0.3mm，基板110的宽度例如包括3-11cm，长度例如包括6-20cm，优选地，基板110的尺寸为5cm*10cm。底板111通过粘接层112与基板110的背面相连；由于该封装体在制作时需要使用模具，故该底板111的厚度、粘接层112的厚度以及基板110的厚度之和例如与模具中下模的模腔高度相匹配。底板111例如选用具有高弯曲模量的材料制成(弯曲模量例如为100-300GPA)，例如为不锈钢等金属材料，或耐高温塑料等其他高分子材料。具体地，底板111例如采用SUS304不锈钢，厚度包括0.2-0.8mm，优选厚度为0.58mm，其弯曲模量例如包括100-300GPA，优选为200GPA。粘接层112例如为耐高温双面胶、耐高温胶水或者焊锡(如选用焊锡则通过回流焊的方式将底板111与基板110连接)，其可耐受温度不小于200℃，进一步地，粘接层112如选用耐高温双面胶，则粘接层112包括基材和覆盖基材上下表面的粘接胶，基材例如选用聚酰亚胺，粘接胶例如选用硅胶，具体地，粘接层112的厚度为0.03-0.2mm，优选地为0.1mm。
参照图3至图9说明本发明第二实施例光传感器封装体的封装方法的各步骤的局部示意图，由于粘接层112的厚度明显小于基板110和底板111的厚度，且粘接层112仅起到连接作用，故未在图示中示出。
如图3所示，本发明第二实施例中的基板110的背面设置有底板111，用于增强结构强度，防止基板110变形翘曲，基板110正面上设置有多个光传感器单元120，每个光传感器单元例如包括光发射端121和光接收端122，每个光传感器单元的光发射端121与光接收端122例如设置在同一行中，图中虽然仅示出了两个光传感器单元120，每个光传感器单元120中仅包括一个光发射端121和一个光接收端122，但在具体使用时其数量可根据实际情况进行相应调整。
图4示出了本发明第二实施例中进行第一次封装的局部示意图，第一次封装所用的模具图中未示出，为了使图中各结构更加清晰，该塑封体130采用了透视效果，具体地，在进行封装时，将模具与设置有多个光传感器单元120的基板110相连并固定，从流道向模具内灌入透光塑封料进行第一次封装，流道尺寸较大，可兼作排气孔使用，模具内的气体也从流道中流出，模具内的塑封料固化后形成将光发射端121和光接收端122覆盖的塑封体130，其中，流道被塑封料填充形成塑封体130中前凸的部分。
图5和图6分别示出了本发明第二实施例中对塑封体进行切割的局部示意图和截面图，为了切割后可进行第二次封装，需要保持流道131畅通，故将第一次封装形成的塑封体130中的堵塞流道131的部分进行了切除，为了实现光发射端121与光接收端122之间的隔离，对光发射端121与光接收端122之间的封装体130及基板110进行部分切除形成第一隔离沟槽132，第一隔离沟槽132的宽度例如为120-300um，第一隔离沟槽132从封装体130的上表面延伸至下表面，完全贯穿封装体130，并深入基板110中，基板110被切除的部分的深度占基板110总厚度的10％-50％，由于基板110的背面设置有底板111，可以减小基板110在该过程中可能发生的变形和翘曲现象。
图7至图9分别示出了本发明第二实施例中对塑封体进行第二次封装的局部示意图、截面图及切割分离示意图，采用第一次封装同样的模具，将模具与切割后的封装体130相连并与采用与第一次封装相同的定位进行对准固定，从流道131中灌入非透光塑封料，使非透光塑封料填充第一隔离沟槽132，从而在第一隔离沟槽132的区域形成非透光区域即第一隔离墙1321，从而在塑封体内光发射端与光接收端之间形成非透光的隔离。为获取单个光传感器封装结构，会对塑封体130、基板110及基板110与底板111之间的粘接层112(图中未示出)进行切割，如图9所示，该切割完全贯穿塑封体130及基板110的上下表面，为保证基板110的彻底分离会切除部分粘接层112，切割完成后将底板111进行分离即可获得如图10所示的单个光传感器封装结构，分离后的底板111在经过清洗后可再次利用。
进一步地，图10示出了本发明第二实施例对光传感器封装体进行切割后获取的单个光传感器封装结构的截面图，图中可见在光发射端121与光接收端122的周边进行了切割，以分离多个光传感器单元，并除去多余的部分以减小体积。其中切割后的第一隔离墙1321的宽度例如为120-300um。
图11和图12分别示出了本发明第三实施例的光传感器封装体的局部示意图和光传感器封装结构的截面图；图中可见该实施例中每个光传感器单元包括两个光发射端121和123，两个光发射端分别位于光接收端122的左右两侧，且两个光发射端与位于中间位置的光接收端122之间均设置有第一隔离墙1321隔离。同样地，在封装结构的截面图中，对塑封体130和基板110进行了切割，并分离了底板111，以分离多个光传感器单元，除去多余的部分以减小体积，获得多个独立的光传感器封装结构，其中，两个第一隔离墙1321的宽度例如均为120-300um。
图13和图14分别示出了本发明第四实施例中对塑封体进行切割的示意图和俯视图，相比于第二实施例中切割形成的第一隔离沟槽132，其在光传感器单元的四周还切割形成了第二隔离沟槽133，第二隔离沟槽133环绕光传感器单元设置，第二隔离沟槽133的宽度例如大于第一隔离沟槽132的宽度，由于相邻两个光传感器单元在后续会沿图示中的点划线(透光区域)进行切割分离成2个单体的光传感器封装结构，为了减小对切割精度及切割损耗的要求，相邻的两个光传感器单元之间的第二隔离沟槽133的宽度可以更宽，即图示中最边缘(基板四周的边缘)的第二隔离沟槽133的宽度小于两个光传感器单元之间的第二隔离沟槽133的宽度。第二隔离沟槽的宽度包括300-700um，第一隔离沟槽和第二隔离沟槽均从上至下完全贯穿所述塑封体，并向下延伸至所述基板，在基板上的切割深度为基板厚度的10％-50％，且第二隔离沟槽与第一隔离沟槽深度相同。进一步地，图中相邻的两个光传感器单元之间设置有两道第二隔离沟槽133，当然地，其也可仅设置一道第二隔离沟槽133，使得该第二隔离沟槽133的宽度与图示中的2道隔离沟槽133的宽度及中间部分的宽度之和相同即可。填充第二隔离沟槽形成的第二隔离墙1331，在切割获取封装结构单体时会被部分去除，故最终获得的单体结构中第二隔离墙1331的宽度小于第二隔离沟槽133的宽度。
图15和图16分别示出了本发明第四实施例中对塑封体进行第二次封装的示意图及截面图，与第二实施例类似，在第二次封装时，第二隔离沟槽133与第一隔离沟槽132一同被非透光塑封料填充，第二次封装完成后可使光传感器单元四周的第二隔离沟槽133充满非透光塑封料形成第二隔离墙1331，避免光发射端的光照外漏，并可减小外界光照对光接收端的干扰。
图17示出了本发明第四实施例对光传感器封装体进行切割后获取的单个光传感器封装结构的截面图，图中可见在光发射端121与光接收端122的周边进行了切割，分离了底板111，以分离多个光传感器单元，并除去多余的部分以减小体积，获得多个独立的光传感器封装结构，第二隔离墙1331在此次切割中会被切去一部分，但并不影响其隔离效果，切割获取的封装结构单体中的第二隔离墙1331的厚度包括100-300um，分离后的底板111在经过清洗后便可进行再次使用。
图18和图19分别示出了本发明第五实施例中对塑封体进行切割的示意图和第二次封装的俯视图，相比于第四实施例中切割形成的第一隔离沟槽132和第二隔离沟槽133，还形成了从塑封体130的上表面向下延伸的遮光槽134，为了进行区分，第一隔离槽132、第二隔离槽133和遮光槽134分别在俯视图中以不同填充样式示出，相比于第四实施例，该遮光槽134对与光传感器单元的塑封体上方的透光区域开口进行缩减，使从塑封体中射出的光更加集中，其接收光的接收位置也更加有限，避免非目标光照对光接收端的干扰。提高了光照的发射和接收精度，有利于提高光传感器的性能和稳定性，使其可以适用更多的复杂场景。具体地，与第四实施例类似，在第二次封装时，遮光槽134、第二隔离沟槽133以及第一隔离沟槽132一同被非透光塑封料填充，第二次封装完成后可使光传感器单元顶部四周的遮光槽充满非透光塑封料形成遮光罩1341，遮光槽134的宽度例如包括100-300um，深度例如包括80-150um，遮光槽134的深度小于第二隔离沟槽的深度。
图20和图21分别示出了本发明第五实施例光传感器封装体的截面图以及切割成单个光传感器封装结构的截面图，图20中可见该遮光槽134从塑封体130的上表面并向下延伸，遮光槽134与第二隔离沟槽133和第一隔离沟槽132相连，通过第二次封装在遮光槽134中填充非透光塑封料，有效减小了光发射端从塑封体中可射出光照的开口面积，也减小了光接收端从塑封体外部接收光照的开口面积，可以提高光发射端射出光照的精度，缩小光接收端接收光照范围，避免接收非目标光照，减小外界干扰，提高精度和性能。在获取单个的光传感器封装结构时，如图21所示会切除部分第二隔离墙1331并与底板111分离以获取最终的封装结构。
本发明提供的光传感器封装体及封装结构的封装方法，通过在基板的背面设置底板，可以有效减小基板在制作过程中可能发生的形变和翘曲，保证产品质量，并在最终获取产品阶段将底板分离，分离后的底板进行清洁后仍可重复利用。进一步地，通过在第一次封装后对塑封体进行切割，再进行第二次封装，实现了仅使用一副模具将塑封体中光发射端与光接收端进行隔离的方案，大幅减少了模具相关费用，以及定制模具所消耗的时间，使得光传感器新外形的开发成本显著降低，开发周期也得以缩短，且仅需一套封装设备与模具配合，无需换模或多套封装设备，有利于提高生产节拍，提高设备利用率，降低生产成本，一批次可生产多个光传感器，有利于提高产品的一致性和稳定性，压缩生产成本，提升生产效率。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，示例实施例被提供，以使本公开是全面的，并将其范围充分传达给本领域技术人员。很多特定细节(例如特定部件、设备和方法的示例)被给出以提供对本公开的全面理解。本领域技术人员将明白，不需要采用特定细节，示例实施例可以以很多不同的形式被实施，并且示例实施例不应被理解为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，众所周知的设备结构以及众所周知的技术没有详细描述。
当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、被直接接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上”、“直接被接合到”、“直接被连接到”或“直接被联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如，“之间”与“直接在之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任一或全部组合。
虽然术语第一、第二、第三等在此可被用于描述各个元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应该被这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一元件、区域、层或区段区分开。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数值术语当在此使用时不意味着次序或顺序，除非上下文明确指出。因而，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可被称为第二元件、部件、区域、层或区段，而不背离示例实施例的教导。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (52)
1.一种光传感器封装体的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板背面设置底板；
在所述基板正面设置若干光传感器单元；
对所述基板上的若干光传感器单元进行封装，形成光传感器封装体；
其中，所述底板与所述基板通过粘接层相连，以减轻封装造成的基板翘曲。
2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述底板的尺寸与所述基板的尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，对所述基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括使用模具，所述模具包括上模和下模，所述底板的厚度、所述基板的厚度以及所述粘接层的厚度之和与所述下模的模腔深度相匹配。
4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述底板可重复利用。
5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述底板由弯曲模量不小于100GPA的材料制成。
6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述底板的材料为金属、高分子材料中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述粘接层为耐高温双面胶、耐高温胶水、焊锡中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述粘接层可耐受温度不小于200℃。
9.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述粘结层包括基材和位于所述基材上下表面的粘接胶。
10.根据权利要求9所述的封装方法，其特征在于，所述基材包括聚酰亚胺，所述粘接胶包括硅胶。
11.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述粘结层的厚度包括0.03-0.2mm。
12.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述底板为不锈钢。
13.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述底板的厚度包括0.2-0.8mm，所述底板的弯曲模量包括100-300GPA。
14.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述基板包括树脂，所述基板的厚度包括0.1-0.5mm。
15.根据权利要求14所述的封装方法，其特征在于，所述基板的宽为3-11cm，所述基板的长为6-20cm。
16.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，每个所述光传感器单元包括一个光接收端和至少一个光发射端。
17.根据权利要求16所述的封装方法，其特征在于，对基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括：
对基板上的若干光传感器单元进行第一次封装，形成塑封体，所述塑封体包裹基板上的所述若干光传感器单元；
切割所述塑封体，形成所述光传感器单元的光发射端与光接收端之间的第一隔离沟槽；
对基板上的若干光传感器单元进行第二次封装，所述第二次封装用以填补所述第一隔离沟槽，形成第一隔离墙，所述第一隔离墙将所述光传感器单元的光发射端与光接收端隔离。
18.根据权利要求17所述的封装方法，其特征在于，所述第一次封装采用透光塑封料，所述第二次封装采用非透光塑封料。
19.根据权利要求17所述的封装方法，其特征在于，所述第一次封装和所述第二次封装采用相同的模具。
20.根据权利要求17-19任一项所述的封装方法，其特征在于，切割所述塑封体还包括形成环绕所述光传感器单元的第二隔离沟槽。
21.根据权利要求20所述的封装方法，其特征在于，所述第二隔离沟槽的宽度大于所述第一隔离沟槽的宽度。
22.根据权利要求20所述的封装方法，其特征在于，所述第二隔离沟槽的深度与所述第一隔离沟槽的深度相同。
23.根据权利要求20所述的封装方法，其特征在于，所述第二次封装填补所第二隔离沟槽形成第二隔离墙，所述第二隔离墙将所述各个光传感器单元之间隔离。
24.根据权利要求20所述的封装方法，其特征在于，切割所述塑封体还包括形成从塑封体的上表面向下延伸的遮光槽，所述遮光槽环绕所述光发射端和/或所述光接收端，所述遮光槽与所述第二隔离沟槽相连。
25.根据权利要求24所述的封装方法，其特征在于，所述遮光槽的深度小于所述第二隔离沟槽的深度。
26.根据权利要求24所述的封装方法，其特征在于，所述第二次封装填补所述遮光槽形成遮光罩。
27.一种光传感器封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板背面设置底板，所述底板通过粘接层与所述基板相连；
在所述基板正面设置若干光传感器单元；
对所述基板上的若干光传感器单元进行封装，形成光传感器封装体；
切割封装形成的塑封体、所述基板和所述粘接层；
分离所述底板，获取多个相互独立的包含光传感器单元的光传感器封装结构。
28.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述底板的尺寸与所述基板的尺寸相同。
29.根据权利要27所述的封装方法，其特征在于，对基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括使用模具，所述模具包括上模和下模，所述底板的厚度、所述基板的厚度以及所述粘接层的厚度之和与所述下模的模腔深度相匹配。
30.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述底板可重复利用。
31.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述底板由弯曲模量不小于100GPA的材料制成。
32.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述底板的材料为金属、高分子材料中的任意一种。
33.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述粘接层为耐高温双面胶、耐高温胶水、焊锡中的任意一种。
34.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述粘接层可耐受温度不小于200℃。
35.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述粘结层包括基材和位于所述基材上下表面的粘接胶。
36.根据权利要求35所述的封装方法，其特征在于，所述基材包括聚酰亚胺，所述粘接胶包括硅胶。
37.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述粘接层的厚度包括0.03-0.2mm。
38.根据权利要求32所述的封装方法，其特征在于，所述底板为不锈钢。
39.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述底板的厚度包括0.2-0.8mm，所述底板的弯曲模量包括100-300GPA。
40.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，所述基板包括树脂，所述基板的厚度包括0.1-0.5mm。
41.根据权利要求40所述的封装方法，其特征在于，所述基板的宽为3-11cm，所述基板的长为6-20cm。
42.根据权利要求27所述的封装方法，其特征在于，每个所述光传感器单元包括一个光接收端和至少一个光发射端。
43.根据权利要求42所述的封装方法，其特征在于，对基板上的若干光传感器单元进行封装的步骤包括：
对基板上的若干光传感器单元进行第一次封装，形成塑封体，所述塑封体包裹基板上的所述若干光传感器单元；
切割所述塑封体，形成所述光传感器单元的光发射端与光接收端之间的第一隔离沟槽；
对基板上的若干光传感器单元进行第二次封装，形成塑封体，所述第二次封装用以填补所述第一隔离沟槽，形成第一隔离墙，所述第一隔离墙将每个光传感器单元的光发射端与光接收端之间隔离。
44.根据权利要求43所述的封装方法，其特征在于，所述第一次封装采用透光塑封料，所述第二次封装采用非透光塑封料。
45.根据权利要求43所述的封装方法，其特征在于，所述第一次封装和所述第二次封装采用相同的模具。
46.根据权利要求43-45任一项所述的封装方法，其特征在于，切割所述塑封体还包括形成环绕所述光传感器单元的第二隔离沟槽。
47.根据权利要求46所述的封装方法，其特征在于，所述第二隔离沟槽的宽度大于所述第一隔离沟槽的宽度。
48.根据权利要求46所述的封装方法，其特征在于，所述第二隔离沟槽的深度与所述第一隔离沟槽的深度相同。
49.根据权利要求46所述的封装方法，其特征在于，所述第二次封装填补所第二隔离沟槽形成第二隔离墙，所述第二隔离墙将所述各个光传感器单元之间隔离。
50.根据权利要求46所述的封装方法，其特征在于，切割所述塑封体还包括形成从塑封体的上表面向下延伸的遮光槽，所述遮光槽环绕所述光发射端和/或所述光接收端，所述遮光槽与所述第二隔离沟槽相连。
51.根据权利要求50所述的封装方法，其特征在于，所述遮光槽的深度小于所述第二隔离沟槽的深度。
52.根据权利要求50所述的封装方法，其特征在于，所述第二次封装填补所述遮光槽形成遮光罩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011168651.3A CN112466957A (zh) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | 光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011168651.3A CN112466957A (zh) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | 光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112466957A true CN112466957A (zh) | 2021-03-09 |
Family
ID=74835495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011168651.3A Pending CN112466957A (zh) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | 光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112466957A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101930312A (zh) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | 光宝新加坡有限公司 | 感应器单元及其制造方法 |
| CN104037136A (zh) * | 2013-03-08 | 2014-09-10 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 加强结构以及用于控制安装在衬底上的芯片翘曲的方法 |
| CN105225974A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 南通富士通微电子股份有限公司 | 封装方法 |
| CN108701726A (zh) * | 2015-11-17 | 2018-10-23 | 新加坡恒立私人有限公司 | 具有孔径的光电模组及其制造 |
| CN109545730A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 三星电子株式会社 | 支撑基板、电子器件制造方法、半导体封装件及制造方法 |
| US10297638B1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-05-21 | Advanced Optoelectronic Technology, Inc | Flexible light source structure and method for manufacturing same |
| CN111370337A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-07-03 | 深圳杰微芯片科技有限公司 | 降低封装翘曲方法 |
| CN111386594A (zh) * | 2018-03-13 | 2020-07-07 | 日立化成株式会社 | 半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法 |
-
2020
- 2020-10-28 CN CN202011168651.3A patent/CN112466957A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101930312A (zh) * | 2009-06-23 | 2010-12-29 | 光宝新加坡有限公司 | 感应器单元及其制造方法 |
| CN104037136A (zh) * | 2013-03-08 | 2014-09-10 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 加强结构以及用于控制安装在衬底上的芯片翘曲的方法 |
| CN105225974A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 南通富士通微电子股份有限公司 | 封装方法 |
| CN108701726A (zh) * | 2015-11-17 | 2018-10-23 | 新加坡恒立私人有限公司 | 具有孔径的光电模组及其制造 |
| CN109545730A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 三星电子株式会社 | 支撑基板、电子器件制造方法、半导体封装件及制造方法 |
| US10297638B1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-05-21 | Advanced Optoelectronic Technology, Inc | Flexible light source structure and method for manufacturing same |
| CN111386594A (zh) * | 2018-03-13 | 2020-07-07 | 日立化成株式会社 | 半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法 |
| CN111370337A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-07-03 | 深圳杰微芯片科技有限公司 | 降低封装翘曲方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2284913B1 (en) | Manufacturing method of light emitting diode | |
| CN100452450C (zh) | 光学表面安装技术封装件 | |
| KR101162404B1 (ko) | 수지 밀봉 발광체 및 그 제조 방법 | |
| TWI497746B (zh) | 發光二極體封裝及其製造方法 | |
| CN104584209B (zh) | 薄型衬底PoP结构 | |
| CN101266934B (zh) | 制造多个半导体器件的方法和设备 | |
| US20040038442A1 (en) | Optically interactive device packages and methods of assembly | |
| JP2011109134A (ja) | 複数の光学要素を有するパッケージ化された半導体発光デバイスを圧縮成形により形成する方法 | |
| KR20120084554A (ko) | 발광소자 패키지 및 그 제조 방법 | |
| TWI414028B (zh) | 注射封膠系統及其方法 | |
| JP2007519233A (ja) | ビーム発光型及び／又はビーム受光型半導体構成素子 | |
| JP2001217464A (ja) | 発光表示装置およびその製法 | |
| CN112466957A (zh) | 光传感器封装体的封装方法及封装结构的封装方法 | |
| JP2007035779A (ja) | リードレス中空パッケージ及びその製造方法 | |
| KR100757825B1 (ko) | 발광 다이오드 제조방법 | |
| CN115810589A (zh) | 芯片封装结构及其制作方法 | |
| US7358598B2 (en) | Process for fabricating a semiconductor package and semiconductor package with leadframe | |
| TWI451594B (zh) | 製造ｌｅｄ封裝的方法 | |
| KR101140081B1 (ko) | Ｌｅｄ 패키지 제조방법 및 그에 의한 ｌｅｄ 패키지 | |
| KR100926931B1 (ko) | 패키지 베이스용 리드프레임, 이를 이용한 전기전자소자패키지 및 그 제조방법 | |
| US20020079438A1 (en) | Image sensor package and substrate thereof | |
| JP5684631B2 (ja) | Ｌｅｄパッケージ用基板 | |
| KR101926721B1 (ko) | 반도체 패키지 및 그 제조방법 | |
| KR20120012677A (ko) | 발광 소자 패키지 및 이의 제조방법 | |
| KR100881979B1 (ko) | 반사판을 갖는 전력용 엘이디 칩 패키지 및 그 제조방법 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210309 |