芯片封装结构以及激光雷达的制作方法

本申请涉及半导体，尤其涉及一种芯片封装结构以及一种激光雷达。

背景技术：

1、芯片封装是指用封装材料将裸露的芯片包裹起来，以固定、密封裸芯片，避免外界的不良气体或杂质等对裸芯片造成损害，同时需保证裸芯片与外部电路电性连接。其中，clcc(ceramic leaded chip carrier，带引脚的陶瓷芯片载体)封装，即利用全陶瓷基板作为封装载体，并利用丁字形引脚将芯片的电信号从封装载体的四个侧面引出，以其体积小、重量轻、布线面积小、寿命长、成本低等优势在芯片封装中扮演着重要的角色。

2、现有技术中的clcc封装，光学器件与陶瓷基板之间通过粘接胶固定，然而由于粘接胶具有流动性，粘接胶随意流动致使封装体积变大，且粘接胶的厚度不易于控制，从而会影响芯片封装结构的可靠性。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种芯片封装结构，通过针对性地对clcc封装的结构作出改进，以限制粘接胶的流动，减少封装体积，提高芯片封装结构的可靠性。本申请还提供了一种激光雷达。具体包括如下方案：

2、第一方面，本申请提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构包括基板、围坝和透光板，围坝设于基板的外围表面，沿垂直于基板表面的方向，透光板设于围坝背离基板的一侧；

3、围坝的纵截面为l形，包括朝向透光板的凸起和水平承载面，透光板与围坝之间设有粘接胶，粘接胶涂覆于承载面，凸起用于限制透光板的移动。

4、本申请芯片封装结构通过设置基板作为封装基板，待封装芯片可以设于基板的表面上。围坝设于基板的外围表面，即设于待封装芯片的外围。透光板则层叠于围坝，也即基板、围坝和透光板围设形成密闭的容纳腔，待封装芯片收容于容纳腔内，从而实现对芯片的封装保护。透光板作为光学器件，可以保证待封装芯片发射出的探测光线能够射出容纳腔或可以保证待封装芯片能够接收来自容纳腔外的探测光线。

5、进一步的，本申请通过设置围坝的纵截面呈l形，也即设置围坝包括承载面，以及沿垂直于基板表面方向延伸的凸起(沿垂直于承载面方向延伸的凸起)。其中，承载面用于承载透光板，透光板和承载面之间还利用粘接胶固定连接，以提高芯片封装结构的密封性。凸起则可以用于限制粘接胶向封装体四周溢流扩散，从而可以避免增大封装体积。

6、可以理解的，本申请通过在围坝上设置异形结构，也即设置凸起的结构，利用凸起限制粘接胶的流动，并有利于控制粘接胶的厚度，从而可以减少封装体积，提高芯片封装结构的可靠性。

7、在一种可能的实施例中，沿垂直于基板表面的方向，透光板在基板上的投影收容于围坝的凸起之内。

8、在本实施例中，沿垂直于基板表面的方向，通过设置透光板在基板表面的投影收容于围坝的凸起之内，从而可以利用凸起限制透光板的位置。也即在粘接透光板的过程中，可以利用凸起对透光板的进行预定位，保证透光板放置于指定位置。同时基于容纳腔是密封的，在按压透光板的过程中，由于外界压力和容纳腔内部气压的共同作用下，容易使透光板在平行于基板平面的方向移动，因此利用该凸起的结构可以在一定程度上限制透光板在平行于基板平面方向上的位移，避免透光板移动过大导致容纳腔密封失效从而降低芯片封装结构的可靠性。

9、在一种可能的实施例中，承载面还设置有多个支撑垫，沿垂直于基板表面的方向，各个支撑垫的高度相同，且支撑垫的高度小于凸起的高度，支撑垫用于支撑透光板。

10、在本实施例中，通过在承载面上设置多个预设高度的支撑垫，并设置支撑垫相较于凸起更靠近容纳腔的几何中心，同时设置支撑垫的高度小于凸起的高度，以保证支撑垫可以支撑透光板，凸起则限制粘接胶的流动。除此之外，还可以利用支撑垫的高度作为粘接胶的参考厚度，便于控制粘接胶的厚度，保证粘接效果。

11、在一种可能的实施例中，承载面还设置有支撑台，支撑台设于承载面内边缘。

12、在本实施例中，基于凸起设置于承载面的外边缘，通过在承载面的内边缘设置支撑台，同时支撑台的高度小于凸起的高度，支撑台用于支撑透光板并控制粘接胶的厚度。除此之外，由于支撑台围设于承载面的内边缘可以形成堵墙，避免粘接胶溢流至待封装芯片的安置区域，避免粘接胶影响待封装芯片的性能。

13、在一种可能的实施例中，凸起、支撑台、透光板和承载面形成空隙，空隙填充有胶体。

14、在本实施例中，通过在凸起、支撑台和透光板以及承载面围设形成的孔隙中填充胶体，也即填充粘接胶，以对容纳腔进行气密密封，避免水汽等进配合间隙渗入容纳腔内，对待封装芯片造成危害。

15、在一种可能的实施例中，支撑垫和透光板之间包括粘接胶；支撑台和透光板之间包括粘接胶。

16、在本实施例中，通过在支撑垫和透光板之间设置粘接胶，可以保证支撑台和透光板之间的粘接强度。通过在支撑台和透光板之间设置粘接胶，以保证支撑台和透光板之间的粘接强度，同时保证粘接胶具有足够长的胶路，从而使得外界水汽难以渗入容纳腔内，保证本申请芯片封装结构的可靠性。

17、在一种可能的实施例中，基板为陶瓷基板，围坝采用金属材料制备。

18、在本实施例中，基于陶瓷基板具有机械强度高、绝缘性好、导热性好、成本低以及热膨胀系数小等优点，采用陶瓷基板作为封装基板，可以降低成本的同时提高芯片封装结构的可靠性，提高芯片封装结构的使用寿命。同时基于金属材料具有优良的导热性，采用金属材料制作挡墙可以进一步提高对待封装芯片的散热效果，提高待封装芯片的使用寿命。

19、在一种可能的实施例中，透光板为玻璃。

20、在本实施例中，基于玻璃具有良好的透光性和平整度，利用玻璃作为透光板可以保证探测光线的发射率或入射率，同时保证探测光线的探测精度。

21、第二方面，本申请提供了一种激光雷达，该激光雷达包括光学芯片、电路板以及如上述任一实施例中的芯片封装结构。其中光学芯片采用上述芯片封装结构封装，光学芯片固定在基板上，封装后的光学芯片电性连接于电路板。

22、可以理解的，本申请第二方面所提供的激光雷达由于采用了本申请第一方面所提供的芯片封装结构，因而也具有了本申请第一方面所提供的任一实施例可能具备的有益效果。

23、在一种可能的实施例中，光学芯片为sipm芯片。

24、在本实施例中，基于sipm芯片(silicon photomultiplier，硅光电倍增管)具有工作电压低、响应速度快、灵敏度高、探测效率高等优点，采用simp芯片作为光学芯片，可以降低激光雷达的功耗，提高激光雷达的探测效率以及可靠性。

技术特征：

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括基板、围坝和透光板，所述围坝设于所述基板的外围表面，沿垂直于所述基板表面的方向，所述透光板设于所述围坝背离所述基板的一侧；

2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，沿垂直于所述基板表面的方向，所述透光板在所述基板上的投影收容于所述围坝的凸起之内。

3.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述承载面还设置有多个支撑垫，沿垂直于所述基板表面的方向，各个所述支撑垫的高度相同，且所述支撑垫的高度小于所述凸起的高度，所述支撑垫用于支撑所述透光板。

4.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述承载面还设置有支撑台，所述支撑台设于所述承载面内边缘。

5.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述凸起、所述支撑台、所述透光板和所述承载面形成空隙，所述空隙填充有胶体。

6.根据权利要求3所述的芯片封装结构，其特征在于，所述支撑垫和所述透光板之间包括所述粘接胶。

7.根据权利要求1-5任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述基板为陶瓷基板，所述围坝采用金属材料制备。

8.根据权利要求1-5任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述透光板为玻璃。

9.一种激光雷达，其特征在于，包括光学芯片、电路板以及如权利要求1-8任一项所述的芯片封装结构，所述光学芯片采用所述芯片封装结构封装，并固定在所述基板上，封装后的所述光学芯片电性连接于所述电路板。

10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，光学芯片为sipm芯片。

技术总结本申请涉及一种芯片封装结构以及激光雷达，芯片封装结构包括基板、围坝和透光板，围坝设于基板的外围表面，沿垂直于基板表面的方向，透光板设于围坝背离基板的一侧；围坝的纵截面为L形，包括朝向透光板的凸起和水平承载面，透光板与围坝之间设有粘接胶，粘接胶涂覆于承载面，凸起用于限制透光板的移动。本申请通过在围坝上设置异形结构，也即设置凸起的结构，利用凸起限制粘接胶的流动，并有利于控制粘接胶的厚度，从而可以减少封装体积，提高芯片封装结构的可靠性。技术研发人员：费东东,张超受保护的技术使用者：深圳市灵明光子科技有限公司技术研发日：20231110技术公布日：2024/7/25