本發明屬于半導體制造，具體涉及一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構及制造方法。

背景技術：

1、目前，mems（微機電系統）光電傳感器技術憑借其微型化、高精度與高性能的特點，在小家電、智能穿戴設備以及其他眾多高科技領域得到了越來越廣泛的應用。在這一廣闊的應用場景中，應用較為廣泛的mems光電傳感器產品主要包括單封收光芯片產品、單封發光芯片產品，以及集收發光功能于一體的封裝結構，這種結構能夠在內部發射光信號的同時，接收來自外部的光信號，從而實現了更為復雜和精細的光電控制功能。

2、然而，隨著市場需求的不斷變化和技術的不斷進步，近年來越來越多的產品應用開始提出新的需求，即要求實現產品內部芯片之間通過光學信號進行傳遞，以達到更為安全、高效的光電應用要求。這一需求對mems光電傳感器的封裝結構提出了新的挑戰，要求封裝結構不僅要具備高度的可靠性和氣密性，還要能夠實現內部芯片之間的光學信號傳遞。針對這一市場需求和技術挑戰，本發明旨在提供一種新型的高可靠性堆疊式氣密性內部收發光的mems安全光電傳感器封裝結構及其制造方法。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服現有光電傳感器不能實現內部芯片之間的光學信號傳遞，且現有封裝結構的氣密性較差的問題，提供一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構及制造方法。

2、為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

3、一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，包括第一基板和第二基板，第二基板倒置在第一基板頂端，所述第一基板上依次設置邏輯芯片和mems收光芯片，mems收光芯片頂部安裝第一芯片光感區，第二基板上設置mems發光芯片，mems發光芯片頂部安裝第二芯片光感區，第一基板和第二基板的信號導通連接，mems收光芯片和mems發光芯片面對面貼裝排布。

4、所述第一基板與邏輯芯片、邏輯芯片與mems收光芯片、第二基板與mems發光芯片之間均通過芯片粘片膠粘接。

5、所述第一基板、邏輯芯片和mems收光芯片上均安裝有芯片焊盤，通過焊絲連接相鄰層級的芯片焊盤實現電路連接和信號傳輸。

6、所述第二基板和mems發光芯片兩端均安裝芯片焊盤，通過焊絲連接第二基板和mems發光芯片同一端的芯片焊盤實現電路連接和信號傳輸。

7、所述焊絲采用金絲鍵合實現芯片焊盤之間的連接。

8、在所述mems收光芯片四周進行點膠，形成dam擋墻保護膠。

9、在dam擋墻保護膠與第一基板之間灌封絕緣膠。

10、所述第二基板和mems發光芯片兩端的芯片焊盤上涂覆有coating膠。

11、所述第一基板與第二基板之間設置有導電材料。

12、一種堆疊式mems光電傳感器的制造方法，包括如下步驟：

13、使用芯片粘片膠將邏輯芯片粘貼在第一基板底部上方；使用芯片粘片膠將mems收光芯片粘貼在邏輯芯片上方；通過金絲鍵合，將mems收光芯片與邏輯芯片、邏輯芯片與第一基板分別連接；在mems收光芯片四周形成一道dam擋墻保護膠；在dam擋墻保護膠與第一基板之間灌封上絕緣膠；

14、使用芯片粘片膠將mems發光芯片粘貼在第二基板上；通過金絲鍵合，將mems發光芯片與第二基板進行連接；將mems發光芯片上的芯片焊盤與第二基板上芯片焊盤點膠包封住；在第一基板頂部的芯片焊盤點上錫膏或銀漿，在第一基板頂部邊緣劃一圈基板粘接膠水；

15、將第一基板與第二基板進行整板壓合；產品正面打印并切割成單顆成品。

16、與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

17、本發明提供了一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構及制造方法，包括第一基板和第二基板，第二基板倒置在第一基板頂端，第一基板上依次設置邏輯芯片和mems收光芯片，mems收光芯片頂部安裝第一芯片光感區，第二基板上設置mems發光芯片，mems發光芯片頂部安裝第二芯片光感區，第一基板和第二基板的信號導通連接，mems收光芯片和mems發光芯片面對面貼裝排布。將第一基板和第二基板信號導通連接，同時mems收光芯片與mems發光芯片面對面貼裝排布，能夠精準傳遞光學信號，實現芯片內部的光學信號傳遞。

18、進一步的，該發明還增加封膠與灌封工藝，通過封膠將mems收光芯片邊緣形成一圈擋墻，以圍擋住灌膠的膠水，防止灌膠膠水溢出沾污芯片感應區；封膠膠水與灌膠膠水用以包封住芯片及焊線區，提升產品的可靠性和氣密性。

19、進一步的，采用金絲鍵合實現芯片焊盤之間的連接，能夠實現微米級別的連接精度，滿足高精度電子設備的需求，此外，金絲鍵合技術可以適應不同類型的芯片和封裝基板，實現多樣化的連接需求。

20、進一步的，本封裝結構不僅具備高度的可靠性和氣密性，能夠有效地保護內部芯片免受外界環境的干擾和損害，還巧妙地實現了內部芯片之間的光學信號傳遞。通過堆疊式的設計，該封裝結構能夠緊湊地集成多個功能芯片，并通過精密的光學通道實現芯片之間的光信號互聯。這種設計不僅提高了系統的集成度和穩定性，還顯著提升了光電信號傳輸的效率和安全性，為未來的高科技產品提供了更為可靠和高效的光電傳感解決方案。

技術特征：

1.一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，包括第一基板（1）和第二基板（13），第二基板（13）倒置在第一基板（1）頂端，所述第一基板（1）上依次設置邏輯芯片（4）和mems收光芯片（5），mems收光芯片（5）頂部安裝第一芯片光感區（6），第二基板（13）上設置mems發光芯片（14），mems發光芯片（14）頂部安裝第二芯片光感區（15），第一基板（1）和第二基板（13）的信號導通連接，mems收光芯片（5）和mems發光芯片（14）面對面貼裝排布。

2.根據權利要求1所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，所述第一基板（1）與邏輯芯片（4）、邏輯芯片（4）與mems收光芯片（5）、第二基板（13）與mems發光芯片（14）之間均通過芯片粘片膠（3）粘接。

3.根據權利要求1所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，所述第一基板（1）、邏輯芯片（4）和mems收光芯片（5）上均安裝有芯片焊盤（7），通過焊絲（8）連接相鄰層級的芯片焊盤（7）實現電路連接和信號傳輸。

4.根據權利要求1所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，所述第二基板（13）和mems發光芯片（14）兩端均安裝芯片焊盤（7），通過焊絲（8）連接第二基板（13）和mems發光芯片（14）同一端的芯片焊盤（7）實現電路連接和信號傳輸。

5.根據權利要求3或4所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，所述焊絲（8）采用金絲鍵合實現芯片焊盤（7）之間的連接。

6.根據權利要求3所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，在所述mems收光芯片（5）四周進行點膠，形成dam擋墻保護膠（9）。

7.根據權利要求6所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，在dam擋墻保護膠（9）與第一基板（1）之間灌封絕緣膠（10）。

8.根據權利要求4所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，所述第二基板（13）和mems發光芯片（14）兩端的芯片焊盤（7）上涂覆有coating膠（16）。

9.根據權利要求8所述的一種堆疊式mems光電傳感器的封裝結構，其特征在于，所述第一基板（1）與第二基板（13）之間設置有導電材料（17）。

10.如權利要求1~9所述的一種堆疊式mems光電傳感器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發明提供了一種堆疊式MEMS光電傳感器的封裝結構及制造方法，屬于半導體制造技術領域。包括第一基板和第二基板，第二基板倒置在第一基板頂端，第一基板上依次設置邏輯芯片和MEMS收光芯片，MEMS收光芯片頂部安裝第一芯片光感區，第二基板上設置MEMS發光芯片，MEMS發光芯片頂部安裝第二芯片光感區，第一基板和第二基板的信號導通連接，MEMS收光芯片和MEMS發光芯片面對面貼裝排布。將第一基板和第二基板信號導通連接，同時MEMS收光芯片與MEMS發光芯片面對面貼裝排布，能夠精準傳遞光學信號。

技術研發人員：蔣敏,陳興隆,李鵬軒
受保護的技術使用者：華天科技（南京）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28