实现超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装的制作方法

本实用新型涉传感器的封装技术，尤其涉及一种实现超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装。

背景技术：

智能设备的小型化是基于其构成部件的小型化。环境光与接近传感器组合了光感应晶片和发光晶片，传统工艺上，此二种晶片分别采用不同的晶圆制造，再组合到PCB基板上封装；由于PCB基板难以薄型化，制约了此种传感器的薄型化发展。

技术实现要素：

如前所述，如何突破PCB基板的工艺瓶颈，将两种不同制成工艺的光感应晶片和发光晶片组合到一个封装中又实现小型化的要求是本实用新型欲解决的一个问题；如何提升封装效率以期降低生产成本是本实用新型欲达到的目的之一。

为了达成本实用新型之目的，本实用新型的技术方案如下。

实现超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装，具有光感应晶片、发光晶片、光学封罩和防护封罩；光感应晶片位于光学封罩内，光学封罩位于防护封罩内；其特征在于，所述封装的底层是RDL布线层，所述光感应晶片和所述RDL布线层通过导线电连接。

在某些实施例中，所述发光晶片的底部和RDL布线层电连接。

在某些实施例中，还在RDL布线层的底面植入或覆盖导体，

在某些实施例中，所述在RDL布线层的底面植入或覆盖导体的方式包括在底面的凸点底部金属化层(UBM)上生成金属焊盘、或金凸点、或焊料凸点中的一种。

本实用新型一改传统上依赖PCB基板之工艺，采用RDL布线层和丝焊工艺相结合实现所述晶圆级封装；工艺上改PCB基板和晶片永久固定为借助成型载具和胶带的临时固定,通过刻蚀与电镀形成的RDL布线层和晶片连接，借光学封罩和防护封罩锁固晶片；成型载具能同时承载多个待加工的晶片组合，能对成型载具上的全部晶片组合同时制作光学封罩和防护封罩；比起单个PCB板结构，也便于快速丝焊(Wire Bonding)；此外，在临时性胶带上所形成的RDL布线层不仅非常利于薄型化设计还利于对多个晶片组合同时加工，更可以根据不同的电信号传播特征选择性地采用丝焊(Wire Bonding)或RDL布线层工艺，RDL布线层替代一部分的原丝焊工艺的连接可以显著提高封装效率，保留一部分丝焊(Wire Bonding)工艺可以为特殊电流要求的引线提供可靠保障。本实用新型具有这些技术特点，达成了弃用PCB基板实现薄型化和高效生产之目的与效果。

此外，RDL布线层多采用刻蚀和电镀工艺形成，易在胶带的刻蚀和电镀边缘上形成应力，孤岛化结构能够隔绝各组封装之间的应力叠加，把刻蚀和电镀对胶带的应力作用控制在孤岛的范围内，对提升封装精度和提高良率甚有助益。另外，在采用热熔法形成光学封罩和防护封罩的某些实施中胶带形成孤岛结构，各组光感应晶片和发光晶片的热量沿着成型载具的表面向外传递到相邻孤岛时受隔离空间的阻碍，热量被引导到主要向垂直成型载具的方向传递并主要由成型载具散发，此种特点能将热变形控制在单个孤岛内，消除各组光感应晶片和发光晶片的热变形累加，也对提升封装精度和提高良率甚有助益。

前面总地描述了本实用新型的某些特征和优点；然而，在本文中给出的另外的特征、优点和实施方案，或者查看了本文的附图、说明书和权利要求书的本领域普通技术人员将清楚另外的特征、优点和实施方案。因此，应该理解，本实用新型的范围应当不受此实用新型内容章节中所公开为限制。

附图说明

图1是实施例封装的实现步骤a示意图；

图2是实施例封装的实现步骤b示意图；

图3是实施例封装的实现步骤c示意图；

图4是实施例封装的实现步骤d示意图；

图5是实施例封装的实现步骤e示意图；

图6是实施例封装的实现步骤f示意图；

图7是实施例封装的实现步骤g示意图；

图8是实施例封装的示意图；

图9是实施例胶带隔离空间示意图。

附图标号说明：

10光感应晶片 11导线 20发光晶片 30成型载具 31胶带

311隔离空间 40光学封罩 50防护封罩 60导体

附图填充符合说明：

较粗的实心黑块表示的是光学封罩和防护封罩；竖直方向且较细的实心黑块表达的是硅穿孔；水平方向且较细的实心黑块表达的是RDL布线层；椭圆状的实心黑块表达的是RDL布线层的底面植入或覆盖的导体。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下将列举实施例对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在以下的描述中阐述了以便于充分理解本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型能够以不同于以下描述的方式实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此，本实用新型不受以下公开的具体实施例的限制。

本实施例实现超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装是采用如图1到图7所示的步骤完成，图1至图7的步骤如下：

a.制备RDL布线层

b.将RDL布线层的底部通过胶带贴在成型载具上；

c.通过回流焊或热压法将光感应晶片和发光晶片焊接到RDL布线层上；

d.采用丝焊工艺(Wire Bonding)连接光感应晶片和RDL布线层；

e.用透光材料包裹发光晶片和光感应晶片并成型为光学封罩；

f.用非透光材料包裹光学封罩，在发光晶片和光感应晶片之间形成隔光带并成型为防护封罩；

g.移除成型载具及其胶带即实现所述晶圆级封装。

按照上述步骤，具体实施的过程如下。首先，准备好光感应晶片10，光感应晶片10可以是环境光感应器(Ambient Light Sensor)、或接近感应器(Proximity Sensor)、或前两者的组合结构，如图1，本实施例采用两者组合的结构为演示。其次，准备好发光晶片，本实施例发光晶片选用发光二极管(LED)晶圆，该发光二极管所发光之波长以使用要求而选择，不对波长范围为限；本实施例所演示的发光晶片选择电极数较少的简单发光晶片，在其他实施例中还可以选用具有硅通孔的发光晶片。

再次，如图1，制备RDL布线层，本实施例RDL布线层通过刻蚀和电镀工艺形成。

如图2，准备好具有硅胶胶带31的成型载具30(Carrier)，成型载具30选为平整的硅片；胶带31选用硅胶胶带并设置隔离空间311，相邻的隔离空间311之间形成孤岛，光感晶片10和发光晶片20将要置于该孤岛上。

如图,3，将光感应晶片10(Light Sensor Die)和发光晶片20(LED Die)分别从它们各自所属的晶圆上抓取下，光感应晶片10的感光面和发光晶片20的发光面朝上，另一面朝下通过胶带31固定在载具上，另一面朝下通过助焊剂或固定胶固定在RDL布线层上，如图8，本实施例中是固定在隔离空间311围绕形成的孤岛上。

如图4，采用丝焊工艺(Wire Bonding)用拉导线11焊接接光感应晶片和RDL布线层。

如图5，采用灌胶注模44成型工艺，用透光材料包裹光感应晶片10和发光晶片20形成光学封罩40，本实施例透光材料采用透明的热固性环氧树脂(EMC)。

如图6，继续进行二次灌胶注模，用非透光材料填充和包裹光学透镜封罩40、并且在光感应晶片10和发光晶片之间20成型出光隔带，形成防护封罩50。本实施例非透光材料可采用热固型材料EMC、热塑性PCT、改性PPA以及类陶瓷塑料等材料。

如图7，移除成型载具30及其胶带10即实现所述晶圆级封装。

如图8所示，在完成本实施例超薄封装后，还在可以RDL布线层底面的凸点底部金属化层(UBM)上生成金属焊盘、或金凸点、或焊料凸点中的一种，便于切割后的传感器封装单体和外部主板焊接。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出多种可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是不脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。