[发明专利]距离传感器芯片封装结构及其晶圆级封装方法

说明书

本发明公开了一种距离传感器芯片封装结构及其晶圆级封装方法。首先，在硅基板的第一表面通过TSV技术刻蚀凹槽并在凹槽内表面沉积绝缘层，将切割好的单颗距离传感器芯片放入到凹槽中，通过重布线的方式将距离传感器芯片的N极信号通过金属层引出到硅基板第一表面，再通过重布线的方式将P极信号扇出中硅基板第一表面，最终将N极信号及P极信号通过TSV技术引到硅基板第二表面，然后在硅基板第一表面制作支撑围堰，并贴合玻璃盖板，以将距离传感器芯片的感应区域保护起来，最后，再将基板晶圆切割成单颗芯片，完成对芯片封装。本发明封装结构具有封装体积小，厚度薄，热性能好等优点，封装方法具有封装效率高且封装良率高的优点。

技术领域

本发明涉及距离传感器封装技术领域，具体是涉及一种距离传感器芯片封装结构及其晶圆级封装方法。

背景技术

距离传感器，又叫做位移传感器，是传感器的一种，用于感应其与某物体间的距离以完成预设的某种功能，目前得到了相当广泛的应用，现有距离传感器芯片的封装结构如图1所示，包括距离传感器芯片20、基板(氮化铝陶瓷)10、支撑围堰30和玻璃盖板40，其封装方法为：通过WB-LGA的封装方法将单颗距离传感器芯片与基板打线连接，然后在基板上制作支撑围堰，之后在支撑围堰表面贴上玻璃盖板，以将距离传感器芯片区域保护起来防止损伤。这种封装方法封装效率低，封装结构体积大，热性能也有待进一步提高，且I/O端散布在芯片表面，从而限制了I/O连接的数目。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种距离传感器芯片封装结构及其晶圆级封装方法，封装结构具有封装体积小，厚度薄，热性能好等优点，封装方法具有封装效率高且封装良率高的优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种距离传感器芯片封装结构，包括基板和距离传感器芯片，所述基板具有第一表面和与其相对的第二表面，所述基板上具有容置所述距离传感器芯片的凹槽，所述距离传感器芯片背面具有N极引出层，所述距离传感器芯片正面具有感应区域和P极引出端，所述距离传感器芯片正面向上埋入所述凹槽中，所述距离传感器芯片背面的N极引出层与所述凹槽之间形成有金属层，且所述金属层从凹槽底部沿侧壁延伸至所述基板第一表面，将N极引出层的电性引出至所述基板第一表面预设第一TSV通孔的位置；所述距离传感器芯片正面及所述基板第一表面上铺设有暴露出所述P极引出端、所述感应区域及预设第二TSV通孔位置的钝化层，且所述钝化层填充入所述距离传感器芯片与所述凹槽之间的缝隙内；所述钝化层上铺设有将所述P极引出端扇出至所述预设第二TSV通孔位置的第一金属布线层，所述凹槽外的基板上形成对应预设第一TSV通孔位置的第一TSV通孔和对应预设第二TSV通孔位置的第二TSV通孔；所述第一TSV通孔内形成有将所述金属层的电性引出至所述基板第二表面上的第二金属布线层，所述第二TSV通孔内形成有将所述第一金属布线层的电性引出至所述基板第二表面上的第三金属布线层；所述基板第二表面及所述第二金属布线层和所述第三金属布线层上铺设有暴露出预设电性导出点的阻焊层，且所述阻焊层填充入所述第一TSV通孔和所述第二TSV通孔；所述基板第一表面制作有支撑围堰，所述支撑围堰上贴装有保护盖板。

进一步的，所述距离传感器芯片由红外二极管芯片组成，所述红外二极管芯片背面具有N极引出层，所述红外二极管芯片正面具有感应区域和P极引出端，所述红外二极管芯片的N极引出层的电性通过所述金属层引出至所述基板第一表面预设第一TSV通孔位置，所述红外二极管芯片的P极引出端的电性通过所述第一金属布线层扇出至所述预设第二TSV通孔位置。

进一步的，所述距离传感器芯片由红外二极管芯片和光电二极管芯片组成，所述红外二极管芯片背面具有N极引出层，所述红外二极管芯片正面具有感应区域和P极引出端，所述光电二极管芯片正面具有感应区域、N极引出端和P极引出端，所述红外二极管芯片的N极引出层的电性通过所述金属层引出至所述基板第一表面预设第一TSV通孔的位置，所述红外二极管芯片的P极引出端与所述光电二极管芯片的N极引出端之间通过所述第一金属布线层电性互连，所述光电二极管芯片的P极引出端的电性通过所述第一金属布线层扇出至所述预设第二TSV通孔位置。