一种带有光学传感器的选择性封装SiP模组及其制备方法

一种带有光学传感器的选择性封装sip模组及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及半导体封装技术领域，具体指一种带有光学传感器的选择性封装sip模组及其制备方法。


背景技术：

2.光学传感器可用于如相机、车辆、机器、可穿戴等各种电子设备中，用于检测附近物体的存在和/或与设备的距离。光学传感器通常包括发光器件、光接收传感器以及处理光发射及接受的处理芯片。通常在光发射和接收处为透明层或光衍射层，用于接收、发射和/或衍射光。针对光学传感器（已封装好）无需塑封，直接裸露即可。而随着半导体技术的不断发展，sip是目前ic封装发展的必然趋势。现有技术中选择性封装存在工艺流程比较复杂，需要特制的模具或封装设计的缺点。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种带有光学传感器的选择性封装sip模组及其制备方法。本发明通过挡墙的设计使得在模组任意位置可以实现选择性塑封，工艺简单。本发明根据光学传感器和挡墙的安装顺序可分为两种制备方案，分别为先安装光学传感器再制备挡墙和先制备挡墙再安装光学传感器，本发明的技术解决方案具体如下。
4.本发明提供一种带有光学传感器的选择性封装sip模组的制备方法，该带有光学传感器的选择性封装sip模组包括基板、芯片、被动元器件和光学传感器，基板的一面设有至少一个封装区域和一个非封装区域，光学传感器设置在非封装区域，芯片和被动元器件由塑封料塑封限制在封装区域；其通过以下步骤制备：（1）在基板表面对光学传感器、芯片和被动元器件进行贴装
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装片
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键合；（2）挡墙贴装：在基板表面非封装区域的上方以及四周贴装挡墙；（3）塑封：用塑封料对基板上的芯片和被动元器件进行塑封，塑封层的高度高于或持平顶部挡墙的位置；（4）开窗：去除非封装区域上方的挡墙。
5.本发明中，步骤（1）中，省略光学传感器的贴装；在步骤（4）后包括步骤（5）：将光学传感器贴装在挡墙内。
6.本发明中，步骤（1）中，贴装方式是smt表面贴装。
7.本发明中，步骤（2）中，挡墙采用一面开口的立方体整体结构，或是由5个独立平面结合生成的分离结构（类似daf）；整体结构时则直接安装，分离结构时则先安装四面的挡墙，然后再安装顶部的挡墙，固化后再进行塑封。
8.本发明中，步骤（4）中，开窗采用激光或者研磨的方式完成。
9.本发明进一步提供一种上述的制备方法制得的带有光学传感器的选择性封装sip模组。
10.和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提出了利用挡墙设计选择性封装的方案，挡墙的设计可以在模组任意位置实现选择性塑封；2、本发明的先安装光学传感器再制备挡墙的模组制备方案可以使封装整体体积达到最小，挡墙高度可任意调节来匹配封装整体厚度，并且不会影响已封装好的光学传感器，有利于实现器件的微型化。
11.3、本发明能够应用于智能手机、人工智能、自动驾驶、5g网络、物联网、可穿戴电子设备以及遥控遥测光学传感器等新兴领域，符合当今电子产品微型化的发展需求，在微电子领域具有广阔的应用市场和发展前景。
附图说明
12.图1为本发明一种带有光学传感器的选择性封装sip模组的结构示意图。
13.图2为本发明实施例1提供的基板表面贴装光学传感器、芯片和被动元器件的结构示意图。
14.图3为本发明实施例1提供的基板表面在光学传感器四周及顶面贴装挡墙的结构示意图。
15.图4为本发明实施例1提供的塑封料高度略高于顶部挡墙的塑封方式结构示意图。
16.图5为本发明实施例1提供的塑封料高度与挡墙持平的塑封方式结构示意图。
17.图6为本发明实施例1提供的基板表面塑封后对挡墙开窗后的结构示意图。
18.图7为本发明实施例2提供的基板表面贴装芯片和被动元器件的结构示意图。
19.图8为本发明实施例2提供的基板表面在想要安装光学传感器的非塑封区域四周及顶面贴装挡墙的结构示意图。
20.图9为本发明实施例2提供的塑封料高度略高于顶部挡墙的塑封方式结构示意图。
21.图10为本发明实施例2提供的塑封料高度与挡墙持平的塑封方式结构示意图。
22.图11为本发明实施例2提供的基板表面塑封后对挡墙开窗后的结构示意图。
23.图12为本发明实施例2提供的基板表面挡墙内安装光学传感器的结构示意图。
24.图中标号： 1
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基板，2
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芯片，3
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被动元器件，4
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挡墙，5
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光学传感器。
具体实施方式
25.以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
26.实施例1（1）采用smt贴装
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装片
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键合的工艺将光学传感器5、芯片2和被动元器件3都安装在基板1上，如图2所示；（2）挡墙4的贴装，在安装有光学传感器5的非塑封区域四面及顶面贴装挡墙4。挡墙4若为整体结构则直接安装；若为分离的结构，则先安装四面的挡墙4，然后再安装顶部的挡墙4，固化后再进行塑封，如图3所示；（3）进行塑封，其中包括两种塑封方式，分别为塑封料高度略高于顶部挡墙4（如图4所示）或塑封料高度与挡墙4高度持平（如图5所示）；（4）开窗，可采用激光或者研磨的方式完成，如图6所示。
27.整个制备工艺可提炼为先安装光学传感器5，再制备挡墙4。
28.实施例2（1）采用smt贴装
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装片
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键合的工艺将芯片2和被动元器件3安装在基板1上，如图7所示；（2）挡墙4的贴装，在想要安装光学传感器5的非塑封区域四面及顶面贴装挡墙4。挡墙4若为整体结构则直接安装；若为分离的结构，则先安装四面的挡墙4，然后再安装顶部的挡墙4，固化后再进行塑封，如图8所示；（3）进行塑封，其中包括两种塑封方式，分别为塑封料高度略高于顶部挡墙4（如图9所示）或塑封料高度与挡墙4高度持平（如图10所示）；（4）开窗，可采用激光或者研磨的方式完成，如图11所示；（5）在挡墙4内贴装光学传感器5，如图12所示。
29.整个制备工艺可提炼为先制备挡墙4，再安装光学传感器5。
30.以上实施例详细描述了本发明的实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种带有光学传感器的选择性封装sip模组的制备方法，其特征在于，所述带有光学传感器的选择性封装sip模组包括基板、芯片、被动元器件和光学传感器，基板的一面设有至少一个封装区域和一个非封装区域，光学传感器设置在非封装区域，芯片和被动元器件由塑封料塑封限制在封装区域；其通过以下步骤制备：（1）在基板表面对光学传感器、芯片和被动元器件进行贴装
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装片
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键合；（2）挡墙贴装：在基板表面非封装区域的上方以及四周贴装挡墙；（3）塑封：用塑封料对基板上的芯片和被动元器件进行塑封，塑封层的高度高于或持平顶部挡墙的位置；（4）开窗：去除非封装区域上方的挡墙。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，省略光学传感器的贴装；在步骤（4）后包括步骤（5）：将光学传感器贴装在挡墙内。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，贴装方式是smt表面贴装。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，挡墙采用一面开口的立方体整体结构，或是由5个独立平面结合生成的分离结构；整体结构时则直接安装，分离结构时则先安装四面的挡墙，然后再安装顶部的挡墙，固化后再进行塑封。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，开窗采用激光或者研磨的方式完成。6.一种如权利要求1所述的制备方法制得的带有光学传感器的选择性封装sip模组。

技术总结
本发明公开了一种带有光学传感器的选择性封装SiP模组及其制备方法。本发明提出了选择性封装的封装方案，其中挡墙的设计可以在模组任意位置实现选择性塑封，提供了具有特定功能模组的定制化封装方案；此外，本发明的先安装光学传感器再制备挡墙的模组制备方案可以使封装整体体积达到最小，挡墙高度可任意调节来匹配封装整体厚度，并且不会影响已封装好的光学传感器，有利于实现器件的微型化。本发明能够应用于智能手机、人工智能、自动驾驶、5G网络、物联网、可穿戴电子设备以及遥控遥测光学传感器等新兴领域，符合当今电子产品微型化的发展需求，在微电子领域具有广阔的应用市场和发展前景。发展前景。发展前景。


技术研发人员：卢红亮 缪小勇 朱立远
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2021.07.14
技术公布日：2021/11/21