用于三维系统级封装的封装结构及封装方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于三维系统级封装的封装结构及封装方法。封装结构包括：载板；第一元器件组，设置在载板的上表面，并与载板上的布线结构电连接，第一元器件组包括至少一个空腔封装型元器件，并且空腔封装型元器件包括至少一个光敏器件；环形模塑体，设置在载板的上表面，并与载板形成空腔，其中，空腔封装型元器件被容纳在空腔内；玻璃基板，设置在环形模塑体上，并封盖空腔，其中，在玻璃基板上形成有透光区域，以使光线能够通过透光区域照射到空腔内；以及第一导电连接件，连接玻璃基板的布线结构和载板的布线结构，以使载板与所述玻璃基板之间电气互连。由此，可以较低成本实现带空腔且透光的三维系统级封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维系统级封装领域，具体地，涉及一种用于三维系统级封装的封装结构及封装方法。
技术介绍
系统级封装(System-in-Package，SiP)是一种封装方法的统称，国际半导体路线图(ITRS)在2011年对SiP的定义为：系统级封装是将多个具有不同功能的有源器件集成在一个封装体内，单一封装体即可以提供一个系统或者子系统的多重功能。SiP可以选择性地包含各种元器件。在这些元器件中，有些元器件需要进行空腔封装，例如微机电系统(MEMS)器件。同时，有些元器件要求透光封装，例如一些光敏传感器和LED元件。当前，空腔封装大都依靠金属封装技术或陶瓷封装技术。透光封装主要有玻璃封装，或透明树脂封装等等。随着电子行业的发展，消费者在对电子产品要求短、小、轻、薄的同时，还希望以低成本实现单一电子系统的功能多样化。而目前，对于同时满足空腔封装和透光封装要求的系统，暂时还难以找到相对成本较低的封装方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于三维系统级封装的封装结构及封装方法，来以较低成本实现带空腔且透光的三维系统级封装。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于三维系统级封装的封装结构，包括：载板；第一元器件组，设置在所述载板的上表面，并与所述载板上的布线结构电连接，所述第一元器件组包括至少一个空腔封装型元器件，并且
所述空腔封装型元器件包括至少一个光敏器件；环形模塑体，设置在所述载板的上表面，并与所述载板形成空腔，其中，所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内；玻璃基板，设置在所述环形模塑体上，并封盖所述空腔，其中，在所述玻璃基板上形成有透光区域，以使光线能够通过所述透光区域照射到所述空腔内；以及第一导电连接件，连接所述玻璃基板的布线结构和所述载板的布线结构，以使所述载板与所述玻璃基板之间电气互连。可选地，所述玻璃基板嵌入到所述环形模塑体的上端面中。可选地，该封装结构还包括：第二元器件组，设置在所述玻璃基板的下表面，并与所述玻璃基板上的布线结构电连接，所述第二元器件组中包括至少一个空腔封装型元器件，并且所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内。可选地，所述第一元器件组包括至少一个非空腔封装型元器件，并且，所述环形模塑体覆盖所述非空腔封装型元器件，以对所述非空腔封装型元器件进行模塑封装。可选地，所述第一导电连接件被设置在所述空腔内；或者，在所述环形模塑体上形成有从所述环形模塑体的上表面到下表面贯穿该环形模塑体的通孔，所述第一导电连接件被填充在所述通孔内。可选地，所述第一导电连接件包括以下中的至少一者：导电柱、导电凸块、导电球、导电插针。可选地，在所述载板的下表面上布设有与所述载板上的布线结构电连接的第二导电连接件，所述第二导电连接件用于与外部电气组件电连接。本专利技术还提供一种用于三维系统级封装的封装方法，包括：在载板的上表面上布设第一元器件组，并使所述第一元器件组与所述载板上的布线结构电连接，其中，所述第一元器件组包括至少一个空腔封装型元器件，并且所述空腔封装型元器件包括至少一个光敏器件；在所述载板的上表面上进行模塑，形成环形模塑体，所述环形模塑体与所述载板形成空腔，并且所述空腔
封装型元器件被容纳在所述空腔内；布设第一导电连接件，以使所述第一导电连接件的一端与所述载板的布线结构电连接；以及将玻璃基板布设在所述环形模塑体上，以封盖所述空腔，并使得所述第一导电连接件的另一端连接所述玻璃基板的布线结构，以使所述载板与所述玻璃基板之间电气互连，其中，在所述玻璃基板上形成有透光区域，以使光线能够通过所述透光区域照射到所述空腔内。可选地，所述将玻璃基板布设在所述环形模塑体上，以封盖所述空腔的步骤包括：将所述玻璃基板布设在所述环形模塑体上，并使所述玻璃基板嵌入到所述环形模塑体的上端面中，以封盖所述空腔。可选地，该封装方法还包括：在所述玻璃基板的上表面上布设第二元器件组，并使所述第二元器件组与所述玻璃基板上的布线结构电连接，其中，所述第二元器件组包括至少一个空腔封装型元器件；以及，所述将玻璃基板布设在所述环形模塑体上，以封盖所述空腔的步骤包括：将所述玻璃基板倒扣在所述环形模塑体上，以封盖所述空腔，并使得所述第二元器件组中的所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内。可选地，所述第一元器件组还包括至少一个非空腔封装型元器件；以及，所述在所述载板的上表面上进行模塑，形成环形模塑体的步骤包括：在所述载板的上表面上进行模塑，形成环形模塑体，以使所述环形模塑体覆盖所述非空腔封装型元器件，以对所述非空腔封装型元器件进行模塑封装。可选地，所述布设第一导电连接件，以使所述第一导电连接件的一端与所述载板的布线结构电连接的步骤包括：将所述第一导电连接件设置在所述空腔内，以使所述第一导电连接件的一端与所述载板的布线结构电连接；或者，所述布设第一导电连接件，以使所述第一导电连接件的一端与所述载板的布线结构电连接的步骤包括：对所述环形模塑体进行打孔，以在所述环形模塑体上形成从所述环形模塑体的上表面到下表面贯穿该环形模塑体的通
孔；以及将所述第一导电连接件填充到所述通孔内，以使所述第一导电连接件的一端与所述载板的布线结构电连接。可选地，所述第一导电连接件包括以下中的至少一者：导电柱、导电凸块、导电球、导电插针。可选地，所述方法还包括：在所述载板的下表面上布设第二导电连接件，并使所述第二导电连接件与所述载板上的布线结构电连接，其中，所述第二导电连接件用于与外部电气组件电连接。通过上述技术方案，可以采用模塑体和玻璃基板形成带空腔的封装结构，即，采用塑料封装技术和玻璃基板技术实现空腔封装。塑料封装相比于金属封装和陶瓷封装，极大地降低了封装成本，并且塑料封装的工艺相对简单，因此，可以缩短整个封装结构的制造周期。此外，光线能够通过玻璃基板上的透光区域照射到空腔内，从而满足位于空腔内的光敏器件的工作需求，保证其正常工作与正常获取光照数据。另外，分别位于模塑体两端的载板和玻璃基板之间可以通过第一导电连接件实现电气互连，因此，可以实现带空腔且透光的三维系统级封装结构。该封装结构具有互连距离短、可靠性高的特点。通过本专利技术提供的带空腔且透光的三维系统级封装结构及封装方法，不仅可以增加系统功能，并且还可以减小系统的整体面积和体积(例如，封装面积最大可减少50％)，提高系统集成度。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一种实施方式提供的封装结构的示意图。图2是根据本专利技术的另一种实施方式提供的封装结构的示意图。图3a至图3c示出了根据本专利技术的不同实施方式的第一导电连接件的布设方式示意图。图4是根据本专利技术的另一种实施方式提供的封装结构的示意图。图5是根据本专利技术的另一种实施方式提供的封装结构的示意图。图6a至图6d是根据本专利技术的一种实施方式提供的封装方法的工艺流程图。图7是根据本专利技术的另一种实施方式提供的模塑过程示意图。图8是在玻璃基板上布设第二元器件组的工艺流程图。图9a至图9b是根据本专利技术的一种实施方式提供的布设第一导电连接件的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维系统级封装的封装结构，其特征在于，包括：载板；第一元器件组，设置在所述载板的上表面，并与所述载板上的布线结构电连接，所述第一元器件组包括至少一个空腔封装型元器件，并且所述空腔封装型元器件包括至少一个光敏器件；环形模塑体，设置在所述载板的上表面，并与所述载板形成空腔，其中，所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内；玻璃基板，设置在所述环形模塑体上，并封盖所述空腔，其中，在所述玻璃基板上形成有透光区域，以使光线能够通过所述透光区域照射到所述空腔内；以及第一导电连接件，连接所述玻璃基板的布线结构和所述载板的布线结构，以使所述载板与所述玻璃基板之间电气互连。

【技术特征摘要】
1.一种用于三维系统级封装的封装结构，其特征在于，包括：载板；第一元器件组，设置在所述载板的上表面，并与所述载板上的布线结构电连接，所述第一元器件组包括至少一个空腔封装型元器件，并且所述空腔封装型元器件包括至少一个光敏器件；环形模塑体，设置在所述载板的上表面，并与所述载板形成空腔，其中，所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内；玻璃基板，设置在所述环形模塑体上，并封盖所述空腔，其中，在所述玻璃基板上形成有透光区域，以使光线能够通过所述透光区域照射到所述空腔内；以及第一导电连接件，连接所述玻璃基板的布线结构和所述载板的布线结构，以使所述载板与所述玻璃基板之间电气互连。2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述玻璃基板嵌入到所述环形模塑体的上端面中。3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该封装结构还包括：第二元器件组，设置在所述玻璃基板的下表面，并与所述玻璃基板上的布线结构电连接，所述第二元器件组中包括至少一个空腔封装型元器件，并且所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内。4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一元器件组包括至少一个非空腔封装型元器件，并且，所述环形模塑体覆盖所述非空腔封装型元器件，以对所述非空腔封装型元器件进行模塑封装。5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一导电连接件被设置在所述空腔内；或者在所述环形模塑体上形成有从所述环形模塑体的上表面到下表面贯穿该环形模塑体的通孔，所述第一导电连接件被填充在所述通孔内。6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一导电连接件包括以下中的至少一者：导电柱、导电凸块、导电球、导电插针。7.根据权利要求1-6中任一项所述的封装结构，其特征在于，在所述载板的下表面上布设有与所述载板上的布线结构电连接的第二导电连接件，所述第二导电连接件用于与外部电气组件电连接。8.一种用于三维系统级封装的封装方法，其特征在于，包括：在载板的上表面上布设第一元器件组，并使所述第一元器件组与所述载板上的布线结构电连接，其中，所述第一元器件组包括至少一个空腔封装型元器件，并且所述空腔封装型元器件包括至少一个光敏器件；在所述载板的上表面上进行模塑，形成环形模塑体，所述环形模塑体与所述载板形成空腔，并且所述空腔封装型元器件被容纳在所述空腔内；布设第一导电连接件，以使所述第一导电连接件的一端与所述载板的布线结构电连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚，王谦，蔡坚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11