[发明专利]传感器封装及其制造方法

说明书

本申请涉及传感器封装，包括接合到中间载体的传感器芯片，并且传感器元件在载体中的开口上。封装用于焊接到板，在这期间中间载体保护传感器芯片的传感器部分。

本申请是申请日为2014年11月19日，申请号为201410662747.3的中国专利申请“传感器封装及其制造方法”的分案申请。

技术领域

本申请涉及传感器芯片封装。

背景技术

方型扁平式封装是表面安装集成电路封装的一个例子，其中欧翼从封装的四个面中的每一个延伸。一种为了改善小型化和用于传感器封装的修改是所谓的带散热片、薄四方扁平无引线封装(HVQFN)。这种封装没有元件从封装延伸，和其中封装包括集成的散热部分。这种封装是和其它表面安装器件一起，用于通过焊接被安装在印刷电路板(PCB)上。

图1中的(a)示出了用于焊接到PCB上的HVQFN封装。传感器芯片10具有在顶表面的外区周围的焊盘11。在一个例子中，这些焊盘连接到接合线14，接合线14向下延伸到载体12，载体12例如是引线框架，这提供了扩散(fan out)功能。接合线植入在封装中。接合线通过引线键合连接。这通常是“冷焊”工艺，连接的材料没有(如真正的焊缝和焊接工艺那样)成为液态。当IC要用于引线键合时，在接合焊盘上存在金属化，并且这通常是铝或金。

引线框架12具有焊接到下面的PCB13的外接触，和在芯片10的下方的中心管芯焊盘区域。中心管芯焊盘区域也被焊接到PCB，以及该焊接区域执行散热功能。

替代引线框架，载体可以例如是层压基板。

芯片10载有一个或多个传感器元件16。HVQFN腔体封装允许在芯片上的传感器通过具有开口的封装以具有到环境的开放接口，通过所述开口传感器区域被暴露。

图1中的(b)示出了位于焊盘11上的具有焊料凸块18的传感器芯片，焊盘11可以用于使能芯片直接安装到PCB上。图1中的(a)的封装的优点是与管芯尺寸相比，封装尺寸相对大，如由箭头20所示。

很显然芯片尺寸封装(CSP)从尺寸和成本的角度来看是优选的，例如通过直接焊接芯片到PCB。

然而，这种用于传感器的方法的缺点是来自CSP工艺的污染风险，特别是当焊料凸块在晶圆级被附接时当焊料凸块回流焊接时的焊料飞溅的风险，而且在板焊接工艺期间在客户方面可能污染传感器区域，并且影响它的功能。

图2和3被用于解释直接将芯片焊接到PCB上的问题。

图2示出了传感器元件16在当准备焊接到PCB上，特别是当形成焊球18时如何被CSP工艺污染。该工艺从晶圆开始，在晶圆上形成焊盘11，接着是凸块底层金属层。通过回流工艺形成焊球，这将引起如22所示的污染。

产生的封装然后在客户方(即电子电路的制造者而不是各个元件)被焊接到PCB13。芯片的设计者不知道在这个阶段可以使用什么水平的清洁，也不知道使用的焊料和其它材料的质量。

图3示出了当封装被设置在客户电路板13上时如何通过焊锡回流污染传感器元件16。污染物如26所示。

因此需要一种保护传感器元件的传感器封装，但比图1中的(a)的引线键合封装使用更少的空间。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据一个实施例，提供一种传感器封装，包括：

集成电路芯片，所述集成电路芯片在第一表面上具有至少一个传感器元件；

具有第一表面的中间载体，通过粘合剂将集成电路芯片的第一表面接合到中间载体的第一表面，其中中间载体具有传感器元件下方的开口；和

焊料接合焊盘，位于与中间载体的第一表面相对的第二表面上；