超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装制造技术

本实用新型专利技术提供一种超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装。本实用新型专利技术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，所述封装内的光感应晶片具有硅穿孔，所述封装的底层是RDL布线层，所述硅穿孔和所述RDL布线层电连接。本实用新型专利技术的封装不仅利于薄型化设计、以及利于对整个晶片组合同时加工，同时可降低因RDL布线层品质问题所造成的晶圆封装的成本增加。

【技术实现步骤摘要】
超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装
本技术涉传感器的封装技术，尤其涉及一种超薄环境光与接近传感器的晶圆级封装。
技术介绍
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。PCB基板和光感应晶片以及发光晶片之间采用引线键合或叫丝焊(WireBonding)方式连接，需要逐个操作，生产效率低，导致成本偏高也不利于小型化要求。
技术实现思路
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技术欲解决的一个问题；如何提升封装效率以期降低生产成本是本技术欲达到的目的之一。为了达成本技术之目的，本技术的产品技术方案如下。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，所述封装内的光感应晶片具有硅穿孔，所述封装的底层是RDL布线层，所述硅穿孔和所述RDL布线层电连接。在某些实施例中，所述光感应晶片具有环境光感应器、或接近感应器、或两者的组合结构。在某些实施例中，所述发光晶片的底部和RDL布线层形成电连接。在某些实施例中，还在所述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上生成金属焊盘、或金凸点、或焊料凸点中的一种。本技术一改传统上依赖PCB基板之工艺，采用具有硅通孔结构的光感应晶片和RDL布线层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胶带与晶片临时固定，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；此外，采用先制备RDL布线层、再将晶片封装在RDL布线层上的工艺顺序，不仅利于薄型化设计以及提高布线密度，还利于对整个晶片组合同时加工，同时可降低因RDL布线层品质问题所造成的晶圆封装的成本增加。本技术具有这些技术特点，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，各组光感应晶片和发光晶片形成孤岛结构，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。前面总地描述了本技术的某些特征和优点；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，本技术的范围应当不受此
技术实现思路
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是实施例封装的示意图；图8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硅通孔(ThroughSiliconVias，TSV)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技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下将列举实施例对本技术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技术的具体实施例，但是，本技术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技术内涵的情况下做类似推广。因此，本技术不受以下公开的具体实施例的限制。本实施例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6所示的步骤完成，图1至图6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具有硅通孔结构的光感应晶片和发光晶片焊接到RDL布线层上；d.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；e.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；f.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，准备好具有硅通孔11光感应晶片10，光感应晶片10可以是环境光感应器(AmbientLightSensor)、或接近感应器(ProximitySensor)、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。硅通孔11的形成工艺建议采用Bosch深反应离子蚀刻(BoschDRIE)。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，在其他实施例中也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，将具有硅通11的光感应晶片10(LightSensorDie)和发光晶片20(LEDDie)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，另一面朝下先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；接着通过回流焊或热压工艺使得晶片上的导电微凸点或导电柱与RDL布线层焊接在一起、并形成电连接。如图4，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5，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6，移除成型载具30及其胶带31即实现所述晶圆级封装。如图7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，仅是本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，所述封装内的光感应晶片具有硅穿孔，所述封装的底层是RDL布线层，所述硅穿孔和所述RDL布线层电连接；所述硅穿孔和所述RDL布线层电连接后于其之间形成回流焊层或热压层。

【技术特征摘要】
1.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，所述封装内的光感应晶片具有硅穿孔，所述封装的底层是RDL布线层，所述硅穿孔和所述RDL布线层电连接；所述硅穿孔和所述RDL布线层电连接后于其之间形成回流焊层或热压层。2.根据权利要求1所述的超...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珊珊，林挺宇，林海斌，蔡旭，
申请(专利权)人：希睿厦门科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35