【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及封装，特别是涉及一种高可靠性传感器的封装结构及封装方法。
技术介绍
1、随着汽车智能化的快速发展，车上配置有越来越多的传感器。其中，自动驾驶系统主要应用了车载光感传感器，车载光感传感器的可靠性与车辆行驶的安全性密切相关。
2、传统光感传感器的封装形式为：先在基板上布置主芯片，将主芯片与基板电连接，使用透明塑封材料对基板和主芯片进行封装，透明塑封材料对应主芯片的感光区域构成了透光部，经透光部可接收外部光信号或者向外发出光信号。但是，在传统光感传感器的封装结构中，透明塑封材料的本身质量会影响到光信号的收发传递，透光部的表面硬度低，容易因划伤而导致产品报废；另外，透明塑封材料与基板、主芯片的界面结合力较差，在高低温环境变化时会发生热胀冷缩从而造成界面分层的问题。
3、综上所述，现有光感传感器是以透明塑封材料作为透光部，其透光部容易划伤损坏，并且，在高低温变化时可能出现界面分层的情况，整个传感器的产品可靠性低。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高可靠性传感器的封装结构及封装方法，以解决现有光感传感器是以透明塑封材料作为透光部，其透光部容易划伤损坏，并且，在高低温变化时可能出现界面分层的情况，整个传感器的产品可靠性低的问题。
2、本专利技术的高可靠性传感器的封装结构的技术方案为：
3、高可靠性传感器的封装结构包括基板、主芯片、透镜和塑封结构，所述主芯片电连接于所述基板的表面，所述主芯片远离所述基板的
4、所述塑封结构设置于所述基板的表面，所述塑封结构分别与所述主芯片的边缘、所述透镜的边缘相连，所述塑封结构为不透明材料注塑固化制成，所述透镜远离所述pd芯片的侧面构成了感光面；
5、所述感光面位于所述塑封结构的内部，以通过研磨抛光所述塑封结构显露出所述透镜的感光面；或者，所述感光面高于所述塑封结构的表面，所述感光面用于与离型膜相贴合，以在所述塑封结构成型后撕除所述离型膜。
6、进一步的，所述透镜与所述pd芯片之间粘接有透明环氧树脂胶，或者，所述透镜与所述pd芯片之间粘贴有透明晶片黏结薄膜。
7、进一步的，所述感光面的表面粗糙度≤0.04μm。
8、本专利技术的高可靠性传感器的封装结构的封装方法的技术方案为：
9、其包括以下步骤：
10、s1、准备整片基板，将多个主芯片分别安装于整片基板上，并对主芯片和整片基板进行电连接；
11、s2、在主芯片上预设有pd芯片，将多个透镜分别粘贴固定于pd芯片的表面；
12、s3、注塑制作整片传感器成品
13、3.1.1、将整片基板连同主芯片和透镜放置在注塑模具中，设定塑封结构的注塑高度大于透镜的表面高度；
14、3.1.2、向注塑模具中注入流体状态的塑封材料，使流体状态的塑封材料充满模腔中并覆盖透镜的表面，待塑封材料固化成型后，取出整片传感器半成品；
15、3.1.3、对塑封结构的表面进行研磨减薄，直至完整显露出透镜，再对塑封结构的表面和透镜的表面进一步抛光，得到整片传感器成品；
16、或者：
17、3.2.1、在注塑模具的上模腔壁贴装离型膜，将整片基板连同主芯片和透镜放置在注塑模具中；
18、3.2.2、控制注塑模具的上模开始合模，在离型膜与透镜的上表面接触并发生压缩变形时，使注塑模具的上模保持静止；
19、3.2.3、向注塑模具中注入流体状态的塑封材料，使流体状态的塑封材料充满离型膜和下模之间的模腔中；
20、3.2.4、待塑封材料固化成型后，开模并去除离型膜，得到整片传感器成品；
21、s4、对整片传感器成品进行切割操作，从而得到多个单颗传感器成品。
22、进一步的，在步骤s1中，将主芯片和整片基板之间采用金线键合进行电连接。
23、进一步的，在步骤s2中，所述透镜与所述pd芯片之间采用透明环氧树脂胶粘接或者透明晶片黏结薄膜粘接。
24、进一步的，在步骤s3中，所述塑封材料选用熔点为150℃至200℃之间的黑色环氧树脂，在注塑过程中先加热融化塑封材料，注入模腔后保持热熔温度3min至10min，确保塑封材料流动填充并形成有效的界面结合。
25、进一步的，在步骤3.1.1中，设定塑封结构的注塑高度为d，透镜的表面高度为d，d-d≥20μm。
26、进一步的，在步骤3.1.3中，先使用320目至1000目磨料进行粗磨，再使用2000目至6000目的磨料进行细磨，然后使用化学抛光液或抛光磨料对塑封结构的表面和透镜的表面抛光至粗糙度≤0.04μm。
27、进一步的，在步骤3.2.1中，离型膜为etfe膜，其耐热温度为200℃，膜厚度介于50μm至200μm之间；在步骤3.2.2中，合模时，当离型膜的压缩量达到膜厚度的30％至70％之间的范围内，控制注塑模具的上模保持静止。
28、本专利技术的高可靠性传感器的封装结构及封装方法，与现有技术相比，其有益效果：该高可靠性传感器的封装结构采用了基板、主芯片、透镜和塑封结构的设计形式，主芯片电连接于基板的表面，透镜贴装于主芯片的pd芯片上。以透镜作为传感器的光信号的导光件，由于其透光特性和耐磨性能更好，避免了使用透明塑封材料的透光部时容易划伤损坏的问题，确保了传感器光信号收发功能的可靠性。
29、其中，封结构设置于所述基板的表面，塑封结构分别与主芯片的边缘、透镜的边缘相连，塑封结构为不透明材料注塑固化制成，利用不透明材料在基板的表面注塑固化形成塑封结构，塑封结构与基板、主芯片和透镜之间的粘结牢靠。塑封结构选用黑色，其在高低温环境中的膨胀收缩率小，改善了产品外观品质，增强了塑封结构的界面结合力，有效地解决传感器的界面分层问题。
30、并且，透镜远离pd芯片的侧面构成了感光面，可采用注塑+研磨抛光的方式形成塑封结构，具体为：将基板连通主芯片和透镜放置于注塑模具中，向模腔中注入流体状态的塑封材料，使流体状态的塑封材料充满模腔并覆盖透镜的表面，待塑封材料固化后进行研磨抛光操作，最后完整显露出透镜得到了感光面。可确保塑封结构与基板、主芯片和透镜之间粘结牢靠，以研磨抛光后的透镜表面作为感光面，感光面的表面精度高且耐磨性好，能够确保光信号收发的可靠性。
31、或者，采用离型膜+注塑的方式形成塑封结构，具体为：在注塑模具的上模腔壁贴装离型膜，将基板连通主芯片和透镜放置于注塑模具中，开始合模直至离型膜与透镜的上表面接触并发生压缩变形，向注塑模具中注入流体状态的塑封材料，使流体状态的塑封材料充满离型膜和下模之间的模腔中，待塑封材料固化成型后开模并去除离型膜。注塑时利用离型膜起到了保护作用，避免注塑后透镜的表面可能残留塑封材料，保证了光信号收发传递的准确性。
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1.一种高可靠性传感器的封装结构，其特征是，包括基板(1)、主芯片(2)、透镜(3)和塑封结构(4)，所述主芯片(2)电连接于所述基板(1)的表面，所述主芯片(2)远离所述基板(1)的一侧还设有PD芯片(20)，所述透镜(3)贴装于所述PD芯片(20)的表面；
2.根据权利要求1所述的高可靠性传感器的封装结构，其特征是，所述透镜(3)与所述PD芯片(20)之间粘接有透明环氧树脂胶，或者，所述透镜(3)与所述PD芯片(20)之间粘贴有透明晶片黏结薄膜。
3.根据权利要求1所述的高可靠性传感器的封装结构，其特征是，所述感光面(30)的表面粗糙度≤0.04μm。
4.一种用于权利要求1至3任一项所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤S1中，将主芯片(2)和整片基板(1a)之间采用金线(10)键合进行电连接。
6.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤S2中，所述透镜(3)与所述PD芯片(2
7.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤S3中，所述塑封材料选用熔点为150℃至200℃之间的黑色环氧树脂，在注塑过程中先加热融化塑封材料，注入模腔后保持热熔温度3min至10min，确保塑封材料流动填充并形成有效的界面结合。
8.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤3.1.1中，设定塑封结构(4)的注塑高度为D，透镜(3)的表面高度为d，D-d≥20μm。
9.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤3.1.3中，先使用320目至1000目磨料进行粗磨，再使用2000目至6000目的磨料进行细磨，然后使用化学抛光液或抛光磨料对塑封结构(4)的表面和透镜(3)的表面抛光至粗糙度≤0.04μm。
10.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤3.2.1中，离型膜(5)为ETFE膜，其耐热温度为200℃，膜厚度介于50μm至200μm之间；在步骤3.2.2中，合模时，当离型膜(5)的压缩量达到膜厚度的30％至70％之间的范围内，控制注塑模具的上模保持静止。
...【技术特征摘要】
1.一种高可靠性传感器的封装结构，其特征是，包括基板(1)、主芯片(2)、透镜(3)和塑封结构(4)，所述主芯片(2)电连接于所述基板(1)的表面，所述主芯片(2)远离所述基板(1)的一侧还设有pd芯片(20)，所述透镜(3)贴装于所述pd芯片(20)的表面；
2.根据权利要求1所述的高可靠性传感器的封装结构，其特征是，所述透镜(3)与所述pd芯片(20)之间粘接有透明环氧树脂胶，或者，所述透镜(3)与所述pd芯片(20)之间粘贴有透明晶片黏结薄膜。
3.根据权利要求1所述的高可靠性传感器的封装结构，其特征是，所述感光面(30)的表面粗糙度≤0.04μm。
4.一种用于权利要求1至3任一项所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤s1中，将主芯片(2)和整片基板(1a)之间采用金线(10)键合进行电连接。
6.根据权利要求4所述的高可靠性传感器的封装结构的封装方法，其特征是，在步骤s2中，所述透镜(3)与所述pd芯片(20)之间采用透明环氧树脂胶粘接或者透明晶片黏结薄膜粘接。...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖笛，
申请(专利权)人：讯芯电子科技中山有限公司，
类型：发明
国别省市：
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