一种光学传感器的封装结构的制作方法

本申请涉及芯片封装，具体公开了一种光学传感器的封装结构。

背景技术：

1、光学传感器是一种依据光学原理进行测量的传感器，具有多项优点，例如：非接触和非破坏性测量、几乎不受干扰、高速传输以及可遥测、遥控等。从分类上，主要包括一般光学计量仪器、激光干涉式、光栅、编码器以及光纤式等光学传感器及仪器。在设计上主要用来检测目标物是否出现，或者应用于各种工业、汽车、电子产品和零售自动化的运动检测等。

2、传统的光学传感器芯片的封装一般使用如下工艺与外型：其一，壳工艺的封装：即采用预制成型的壳子(壳体可以是塑料、金属、陶瓷、pcb板等，壳体尺寸多种多样)，在壳内腔里里面放入芯片，使用键合工艺，在芯片表面焊点处与壳内腔的引脚处打线，实现电性能连接与输出。最后使用胶水在壳体上边缘处涂胶，最后将透光体(玻璃、树脂、塑料等)盖在壳子表面，实现与外界环境隔离。或者其使用透明胶水在壳体内灌满胶水，形成透明体，实现与外界环境隔离。其二，基板(pcb)类封装：即在基板表面粘结芯片，使用键合工艺，在芯片表面焊点处与基板的引脚处打线，实现电性能连接与输出。使用胶水(或锡膏)在芯片外部边缘涂胶，盖上带透光体(镜头)的壳子，实现与外界环境隔离。

3、传统的光学传感器芯片的封装存在弊端如下：

4、1.壳工艺与基板工艺容易被破拆，观察到内部芯片的结构与打线方式，产生技术泄露；

5、2.壳工艺与基板工艺一般使用胶水工艺，存在气密性差的问题，影响产品可靠性，无法应用于汽车等对可靠性要求较高的产品；

6、3.壳工艺需要在封盖前，填充惰性气体，为防止空气膨胀导致玻璃碎裂或者有水汽进入壳体，影响产品质量；

7、4.壳工艺与基板工艺因其内部是空腔结构，很难经过后工序的高温环境(气体膨胀导致出现应力)，因此其组装工艺一般为接插件或者低温焊接；

8、5.壳工艺比较难实现批量化生产，工装治具较多，成本高。

9、因此，发明人有鉴于此，提供了一种光学传感器的封装结构，以便解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决传统的壳工艺与基板工艺容易被破拆，观察到内部芯片的结构与打线方式，产生技术泄露的问题。

2、为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种光学传感器的封装结构，包括：

3、框架：所述框架底部设有用于安装芯片的载片区组，所述框架底部边缘处设有由载片区组延伸的引脚；

4、封装体：所述封装体包括将芯片与框架固定的透明件和将透明件与框架封装的封装件，所述封装件与所述透明件之间形成用于接收光线信号的感光区域。

5、进一步，所述载片区组包括用于安装感光芯片的第一载片区和用于安装处理芯片的第二载片区，所述第一载片区位于第一框架底部的中部，第二载片区为两个且分别对称位于框架的两侧。

6、进一步，所述封装体将芯片封装后，形成边长为12mm、厚度为1mm的整体结构。

7、进一步，所述感光区域的边长为9.07～9.37mm、宽度为4.99～5.29mm、厚度为0.142～0.152mm。

8、进一步，所述感光区域的内壁侧壁设有长度为0.2mm、角度为45°的倒角。

9、进一步，所述感光区域的内壁角落处设有直径为0.3mm的圆角。

10、进一步，所述透明件为树脂、玻璃、硅胶中任一一种或多种，封装件为不透明环氧树脂塑封料、液体胶水中任一一种或多种。

11、基于同一发明构思，本发明提供一种光学传感器的封装方法，包括使用上述的封装结构对光学传感器进行封装。

12、进一步，包括以下步骤：

13、步骤s001，在光学传感器封装工艺中的晶圆减薄/切割、框架涂胶、装芯片、固化以及打线完成后，对玻璃进行二次切割使玻璃表面形成台阶面；

14、步骤s002，在切割后的玻璃的台阶面上喷涂胶水以增加树脂与玻璃的结合力；

15、步骤s003，在玻璃上印刷或旋涂符合光学性能的胶水以形成胶水层，再通过加热方式使玻璃与芯片表面进行黏贴；

16、步骤s004，通过塑封模具将树脂塑封至框架周端，使树脂覆盖除感光区域、引脚外的所有部分。

17、进一步，在步骤s001的对玻璃进行二次切割的过程中，先使用粗钻石刀切割粗痕，再使用细刀继续在粗刀刀痕处进行切割。

18、与现有技术相比，本方案的效果在于：

19、1、本发明通过设置第一载片区和第二载片区，可以将感光芯片和处理芯片进行同一的组合、组装，优化感光芯片和处理芯片的体积比。

20、2、本发明采用玻璃与树脂相互配合，在满足感光芯片通过感光区域进行接收光线信号的前提下，通过树脂防止他人获取芯片图形、打线连接等信息；同时也可以减少非感光面杂光干扰、后工序可以采用常规smt工艺贴片回流上电路板。

21、3、本发明对玻璃使用二次切割的方式，切割下的玻璃形成台阶面，增加了树脂与玻璃侧边的结合面积，同时水汽难以进入。

22、4、本发明在玻璃上印刷或旋涂符合光学性能的胶水以形成胶水层，再通过加热方式使玻璃与芯片表面进行黏贴，这样可以保证胶水厚度的均匀性。

23、5、本发明通过树脂塑封盖住玻璃表面，不影响光学性能同时又可以增加结构强度。

技术特征：

1.一种光学传感器的封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种光学传感器的封装结构，其特征在于，所述载片区组包括用于安装感光芯片的第一载片区和用于安装处理芯片的第二载片区，所述第一载片区位于第一框架底部的中部，第二载片区为两个且分别对称位于框架的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种光学传感器的封装结构，其特征在于，所述封装体将芯片封装后，形成边长为12mm、厚度为1mm的整体结构。

4.根据权利要求3所述的一种光学传感器的封装结构，其特征在于，所述感光区域的边长为9.07～9.37mm、宽度为4.99～5.29mm、厚度为0.142～0.152mm。

5.根据权利要求4所述的一种光学传感器的封装结构，其特征在于，所述感光区域的内壁侧壁设有长度为0.2mm、角度为45°的倒角。

6.根据权利要求4所述的一种光学传感器的封装结构，其特征在于，所述感光区域的内壁角落处设有直径为0.3mm的圆角。

7.根据权利要求1～6任一所述的一种光学传感器的封装结构，其特征在于，所述透明件为树脂、玻璃、硅胶中任一一种或多种，封装件为不透明环氧树脂塑封料、液体胶水中任一一种或多种。

8.一种光学传感器的封装方法，其特征在于，包括使用如权利要求7所述的封装结构对光学传感器进行封装。

9.根据权利要求8所述的一种光学传感器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种光学传感器的封装方法，其特征在于，在步骤s001的对玻璃进行二次切割的过程中，先使用粗钻石刀切割粗痕，再使用细刀继续在粗刀刀痕处进行切割。

技术总结
本发明涉及芯片封装技术领域，具体公开了一种光学传感器的封装结构，包括：框架：所述框架底部设有用于安装芯片的载片区组，所述框架底部边缘处设有由载片区组延伸的引脚；封装体：所述封装体包括将芯片与框架固定的透明件和将透明件与框架封装的封装件，所述封装件与所述透明件之间形成用于接收光线信号的感光区域，采用玻璃与树脂相互配合，在满足感光芯片通过感光区域进行接收光线信号的前提下，通过树脂防止他人获取芯片图形、打线连接等信息；同时也可以减少非感光面杂光干扰、后工序可以采用常规SMT工艺贴片回流上电路板。

技术研发人员：曹清波,周润宝
受保护的技术使用者：南通敏顺智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11