一种太赫兹波探测器件封装的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种太赫兹波探测器件封装，包含至少一太赫兹波探测芯片和承载所述太赫兹波探测芯片的基板或支架，芯片电气面与所述基板或支架上的外引线电极的焊接面朝同一方向。在芯片电气面上方设置太赫兹波反射层，实现芯片对太赫兹波的二次吸收，从而提高探测器芯片的吸收效率。本发明的一种太赫兹波探测器件封装具有制作成本低、太赫兹波吸收效率高等优点，适于工业化生产，具有良好的应用前景。
【专利说明】
一种太赫兹波探测器件封装
技术领域
[0001]本发明涉及一种太赫兹波探测器件封装，特别是一种基于太赫兹金属反射层的太赫兹波探测器件封装。
【背景技术】
[0002]太赫兹技术在近些年来受到广泛关注，其发展速度也非常惊人。太赫兹波泛指频率在0.1?1THz波段内的电磁波，位于红外和微波之间，处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。太赫兹波有着极为丰富的电磁波与物质间的相互作用效应，在物理、化学、生物等诸多领域有着广阔的应用前景。在太赫兹波段的开发和利用中，检测太赫兹信号具有举足轻重的意义。一方面，与较短波长的光学波段电磁波相比，太赫兹波光子能量低，背景噪声通常占据显著地位；另一方面，随着太赫兹技术在各领域特别是军事领域中的应用的深入开展，不断提高接收灵敏度成为必然的要求。
[0003]然而现有太赫兹探测器存在对太赫兹波吸收率低的问题，其中原因之一就是一部分太赫兹波直接透射太赫兹波探测芯片，并没有被芯片探测吸收。一种可能的解决方案是在芯片电气面上方设置太赫兹波反射层，再将芯片倒装。这样芯片第一次吸收太赫兹波后，反射层再反射太赫兹波，实现芯片对太赫兹波的二次吸收，从而提高探测器芯片的吸收效率。但是，目前倒装芯片工艺成本高，生产的设备贵，生产效率相对较低。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种太赫兹波探测器件封装，以克服现有技术中太赫兹波探测器倒装工艺困难、太赫兹波吸收率低的技术问题。
[0005]为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]—种太赫兹波探测器件封装，包含至少一太赫兹波探测芯片和承载所述太赫兹波探测芯片的基板或支架，其特征在于:所述芯片上的电极以引线键合的方式与基板或支架上的对应内引线电极连接;所述基板或支架上的外引线电极的焊接面与芯片电气面朝同一方向。
[0007]进一步地，基板或支架上对应芯片固定的位置为对太赫兹波透射率高的材料，包括但不限于陶瓷、塑料、石英、玻璃。
[0008]进一步地，芯片通过采用对太赫兹波透射率高的固晶材料粘在基板或支架上，固晶材料包括但不限于环氧树脂胶、硅胶。
[0009]进一步地，基板或支架上设置有凹槽，外引脚焊接面与凹槽开口朝向同一方向。
[0010]进一步地，在有凹槽的基板或支架上设置一盖板，盖板上设置有对太赫兹波反射率高的材料，包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。更进一步，所述盖板朝向芯片的太赫兹波反射面为凹面，优选地，该凹面反射镜的焦点在芯片位置。
[0011 ]或者，在芯片表面设置有绝缘层和反射层，绝缘层包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亚胺;反射层是对太赫兹波反射率高的材料，包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。在凹槽内填充有封装胶体，使其覆盖芯片，封装胶体包括但不限于环氧树脂胶、硅胶。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0013](I)该太赫兹波探测的芯片封装采用常规固晶焊线工艺，制作成本低，芯片上覆盖封装胶体或盖板，起到保护芯片作用。
[0014](2)该太赫兹波探测器件封装的芯片上设置太赫兹波反射层，或者在基板或支架的盖板上设置太赫兹波反射层，增加了芯片对太赫兹波的吸收，从而提高了探测效率。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例1的结构示意图；
[0016]图2是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例2的结构示意图；
[0017]图3是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例3的结构示意图；
[0018]图4是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例4的结构示意图。
[0019]图5是本发明的一种太赫兹波探测器件与读出电路焊接的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和若干具体实施案例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0021]实施例1
[0022]参阅图1，其是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例1的结构示意图。该装置包含至少一太赫兹波探测芯片101和承载所述太赫兹波探测芯片的基板104，基板104的材质为陶瓷或塑料。基板104上设有凹槽，凹槽内设置金属布线层105，凹槽上沿金属布线层105上设置凸点下金属层106，然后设置外引脚107。芯片通过固晶材料108固定在所述基板的凹槽内，芯片电气面与凹槽开口方向一致。固晶材料108包括但不限于环氧树脂胶、硅胶。芯片表面设有绝缘层102，绝缘层包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亚胺。芯片电极103通过焊线工艺与凹槽内金属布线层105的内引线电极接线端109连接，凹槽上设置太赫兹反射盖板110，保护芯片。太赫兹反射盖板为底面镀有太赫兹波反射层111的石英或陶瓷片，太赫兹波反射层的材料包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。
[0023]由于外引脚107位于图中上部，该封装与电路板焊接时翻转过来，芯片的电气面迎向电路板，芯片背面迎向太赫兹波源。如图5所示，501为读出电路，502为太赫兹波探测器件。太赫兹波反射盖板可以将穿透芯片的太赫兹波反射回芯片，从而提高探测效率。
[0024]实施例2
[0025]参阅图2，其是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例2的结构示意图。该装置包含至少一太赫兹波探测芯片201和承载所述太赫兹波探测芯片的带有通孔216的凹槽状支架204，支架底部和凹槽上沿都设有金属布线层，分别为205和215，通过通孔216内金属实现电连接。金属布线层215上设置凸点下金属层206，然后设置外引脚207。支架204为低温共烧陶瓷(LTCC)支架，通孔216内金属为Ag。芯片通过固晶材料208固定在所述支架的凹槽内，芯片电气面与凹槽开口方向一致。芯片表面设有绝缘层202和芯片电极203，绝缘层包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亚胺。电极203通过焊线工艺与凹槽内金属布线层205的内引线电极接线端209连接，凹槽上设置金属盖板210，保护芯片。金属盖板材料包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。
[0026]由于外引脚207位于图中上部，该封装与电路板焊接时翻转过来，芯片的电气面迎向电路板，芯片背面迎向太赫兹波源，金属盖板210可以将穿透芯片的太赫兹波反射回芯片，从而提尚探测效率。
[0027]实施例3
[0028]参阅图3，其是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例3的结构示意图。本实施例封装结构与实施例1的区别在于，实施例1中的太赫兹反射盖板110为平板形状，本实施例中的太赫兹波反射盖板310的反射面为焦点在芯片位置的凹面。同时，支架304的开槽更深，并设计为更加适合凹面反射盖板的安装。
[0029]通过反射面为凹面的太赫兹波反射盖板310，可以进一步提高太赫兹波反射到芯片的强度，从而提尚探测效率。
[0030]实施例4
[0031]参阅图4，其是本发明的一种太赫兹波探测器件封装实施例4的结构示意图。该装置包含至少一太赫兹波探测芯片401和承载所述太赫兹波探测芯片的凹槽状支架404。芯片通过固晶材料408固定在所述支架的凹槽内，芯片固定的支架区域下部无金属，从而避免对从支架下部入射的太赫兹波的阻挡。芯片表面设有绝缘层402，绝缘层包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亚胺，绝缘层开口处为芯片电极403。绝缘层上设置有太赫兹波反射层411，反射层是对太赫兹波反射率高的材料，包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。芯片电极403通过焊线工艺与支架的内引线电极接线端409连接，凹槽内填充有封装胶体420，使其覆盖芯片，从而保护封装内部，封装胶体包括但不限于环氧树脂胶、硅胶。支架的外引脚407上弯，不低于封装主体部分。
[0032]由于外引脚407的焊接面417为图中朝上，从而该封装与电路板焊接时翻转过来，芯片的电气面迎向电路板，芯片背面迎向太赫兹波源，芯片电气面上的太赫兹反射层411可以将穿透芯片的太赫兹波反射回芯片，从而提尚探测效率。
[0033]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
【主权项】
1.一种太赫兹波探测器件封装，包含至少一太赫兹波探测芯片和承载所述太赫兹波探测芯片的基板或支架，其特征在于: 所述芯片上的电极以引线键合的方式与基板或支架上的对应内引线电极连接； 所述基板或支架上的外引线电极的焊接面与芯片电气面朝同一方向。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:基板或支架上对应芯片固定的位置为对太赫兹波透射率高的材料，包括但不限于陶瓷、塑料、石英、玻璃。3.根据权利要求1所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:芯片通过采用对太赫兹波透射率高的固晶材料粘在基板或支架上，固晶材料包括但不限于环氧树脂胶、硅胶。4.根据权利要求1所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:芯片表面设置有绝缘层和反射层，绝缘层包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亚胺；反射层是对太赫兹波反射率高的材料，包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。5.根据权利要求1所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:基板或支架上设置有凹槽，外引脚焊接面与凹槽开口朝向同一方向。6.根据权利要求5所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:凹槽内填充有封装胶体，使其覆盖芯片，封装胶体包括但不限于环氧树脂胶、硅胶。7.根据权利要求5所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:在有凹槽的基板或支架上设置一盖板，所述盖板上设置有对太赫兹波反射率高的材料，包括但不限于铝、铜、金、银、可伐合金。8.根据权利要求7所述的一种太赫兹波探测器件封装，其特征在于:所述盖板朝向芯片的太赫兹波反射面为凹面，优选地，该凹面反射镜的焦点在芯片位置。
【文档编号】H01L27/146GK106024821SQ201610545538
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】周玉刚, 李州, 张 荣
【申请人】南京大学