透明可控的封装结构及其形成方法与流程

本技术涉及半导体封装领域，尤其涉及一种透明可控的封装结构及其形成方法。

背景技术：

1、现在市面上具有很多种类的半导体器件/半导体芯片，其能够发光或是对光照敏感，例如，光敏电阻，光传感器，半导体发光器件，半导体光电池，tof(time of flight)器件等。在某些特定的应用场景中，需要对此类半导体器件/半导体芯片进行光线阻隔或光学保护，现有的封装结构尚不具有该功能。

技术实现思路

1、本技术要解决的问题提供一种透明可控的封装结构及其形成方法，以实现外部环境与封装结构中的半导体器件的发光区和/或感光区之间的光线传输通道的透明可控。

2、为解决上述问题，本技术一实施例首先提供了一种透明可控的封装结构，包括：

3、基板；

4、半导体器件，所述半导体器件包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有发光区和/或感光区，所述半导体器件的第二表面贴装在所述基板的上表面，且所述半导体器件与所述基板电连接；

5、覆盖所述基板的上表面以及包覆所述半导体器件的塑封层，所述塑封层具有至少暴露出所述发光区和/或感光区的窗口；

6、电致透明玻璃，贴装在所述塑封层上表面且横跨所述窗口，所述电致透明玻璃通过位于所述塑封层中或位于所述塑封层侧面表面的连接结构与所述基板电连接，通过所述基板和连接结构向所述电致透明玻璃施加控制电压，控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明。

7、在可选的一实施例中，所述半导体器件的第二表面通过粘附层贴装在所述基板的上表面，所述半导体器件的第一表面还具有外接端子，所述基板的上表面还具有上焊盘；通过金属焊线将所述第一表面上的外接端子与所述基板上相应的上焊盘电连接，使得所述半导体器件与所述基板电连接；所述塑封层还包覆所述金属焊线。

8、在可选的一实施例中，所述半导体器件还包括位于第一表面和第二表面之间的侧面；所述塑封层的上表面高于所述半导体器件的第一表面，所述塑封层除了覆盖所述半导体器件的侧面外，还覆盖所述半导体器件的发光区和/或感光区两侧的第一表面，所述塑封层中的窗口暴露出所述发光区和/或感光区。

9、在可选的一实施例中，所述窗口中填充有透明结构或空气。

10、在可选的一实施例中，所述透明结构包括透明玻璃和粘贴的在所述透明玻璃的上表面以及下表面的透明装片膜，所述透明玻璃上表面的透明装片膜表面与所述塑封层的上表面齐平。

11、在可选的一实施例中，所述半导体器件的第二表面具有凸起的焊接凸块，所述基板的上表面具有上焊盘，所述第二表面的焊接凸块与所述基板上相应的上焊盘焊接在一起，使得半导体器件贴装在所述基板的上表面并与所述基板电连接。

12、在可选的一实施例中，所述半导体器件还包括位于第一表面和第二表面之间的侧面，所述塑封层覆盖所述半导体器件的侧面，且塑封层的上表面与所述半导体器件的第一表面齐平，所述窗口与所述塑封层的部分上表面重合，直接暴露出所述发光区和/或感光区。

13、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃通过位于所述塑封层中的连接结构与所述基板电连接，且所述连接结构为转接板、铜柱、金属凸块或垂直金属焊线。

14、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃通过位于所述塑封层侧面表面的连接结构与所述基板电连接，且所述连接结构为位于所述基板的侧面、所述塑封层的侧面和所述电致透明玻璃的侧面和部分上表面的金属层。

15、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃包括上玻璃板，下玻璃板，以及位于所述上玻璃板和下玻璃板之间的电致透明层。

16、在可选的一实施例中，所述半导体器件为光敏电阻或半导体光电池，所述光敏电阻或半导体光电池具有感光区；或者，所述半导体器件为半导体发光器件，所述半导体发光器件具有发光区；或者，所述半导体器件为光传感器，所述光传感器具有感光区或者所述光传感器具有感光区和发光区；或者，所述半导体器件为tof器件，所述tof器件具有感光区和发光区。

17、在可选的一实施例中，还包括：贴装在所述基板上表面的控制芯片，所述塑封层还包覆所述控制芯片，所述控制芯片与所述半导体器件和所述连接结构电连接，所述控制芯片用于对所述半导体器件的工作状态进行控制，所述控制芯片还用于控制所述基板和所述连接结构向所述电致透明玻璃施加或不施加控制电压，从而控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明。

18、本技术另一实施例还提供了一种透明可控的封装结构的形成方法，包括：

19、提供基板；

20、提供半导体器件，所述半导体器件包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有发光区和/或感光区，将所述半导体器件的第二表面贴装在所述基板的上表面，所述半导体器件与所述基板电连接；

21、形成覆盖所述基板的上表面以及包覆所述半导体器件的塑封层，所述塑封层具有至少暴露出所述发光区和/或感光区的窗口；

22、提供电致透明玻璃，将所述电致透明玻璃贴装在所述塑封层上表面且横跨所述窗口，所述电致透明玻璃通过位于塑封层中或塑封层侧面表面的连接结构与所述基板电连接，通过所述基板和连接结构向所述电致透明玻璃施加控制电压，控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明。

23、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃通过位于塑封层中的连接结构与所述基板的上表面电连接，且所述连接结构为转接板、铜柱、金属凸块或垂直金属焊线，所述连接结构在形成所述塑封层之前形成。

24、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃通过位于塑封层侧面表面的连接结构与所述基板的侧面电连接，且所述连接结构为位于所述基板的侧面、所述塑封层的侧面和所述电致透明玻璃的侧面和部分上表面的金属层，所述连接结构在形成所述塑封层之后形成。

25、本技术一实施例还提供了一种透明可控的封装结构，包括：

26、基板；

27、半导体器件，所述半导体器件包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有发光区和/或感光区，所述半导体器件的第二表面贴装在所述基板的上表面，且所述半导体器件与所述基板电连接；

28、电致透明玻璃，贴装在所述半导体器件的发光区和/或感光区的表面上；

29、覆盖所述基板的上表面、电致透明玻璃的侧面以及包覆所述半导体器件的塑封层，且所述电致透明玻璃通过位于塑封层中，或位于所述塑封层侧面表面以及上表面，或位于所述塑封层的中以及上表面的连接结构与所述基板电连接，通过所述基板和连接结构向所述电致透明玻璃施加控制电压，控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明。

30、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃中用于施加控制电压的端子可以位于电致透明玻璃的上表面、或者位于所述电致透明玻璃的下表面，或者部分端子位于电致透明玻璃的上表面，另一部分端子位于电致透明玻璃的下表面。

31、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃的尺寸大于所述半导体器件的尺寸。

32、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃超出所述半导体器件的两端下表面的端子通过位于塑封层中的连接结构与所述基板的上表面电连接，且所述连接结构为转接板、铜柱、金属凸块、垂直金属焊线或将所述基板和半导体器件连接的弯曲金属焊线。

33、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃的尺寸小于或等于所述半导体器件的尺寸。

34、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃上表面的端子通过位于塑封层侧面表面和上表面的连接结构与所述基板的侧面电连接，且所述连接结构为位于塑封层侧面表面和上表面的金属层。

35、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃上表面的端子通过位于所述塑封层的中以及上表面的连接结构与所述基板的上表面电连接，且所述连接结构包括位于所述塑封层中的垂直部分以及位于所述塑封层的上表面与所述垂直部分电连接的水平部分，所述垂直部分为转接板、铜柱、金属凸块或垂直金属焊线，所述水平部分为金属层。

36、在可选的一实施例中，所述半导体器件的第二表面通过粘附层贴装在所述基板的上表面，所述半导体器件的第一表面还具有外接端子，所述基板的上表面还具有上焊盘；通过金属焊线将所述第一表面上的外接端子与所述基板上相应的上焊盘电连接，使得所述半导体器件与所述基板电连接；所述塑封层还包覆所述金属焊线。

37、在可选的一实施例中，所述半导体器件的第二表面具有凸起的焊接凸块，所述基板的上表面具有上焊盘，所述第二表面的焊接凸块与所述基板上相应的上焊盘焊接在一起，使得半导体器件贴装在所述基板的上表面并与所述基板电连接。

38、本技术另一实施例还提供了一种透明可控的封装结构的形成方法，包括：

39、提供基板；

40、提供半导体器件，所述半导体器件包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有发光区和/或感光区，将所述半导体器件的第二表面贴装在所述基板的上表面，所述半导体器件与所述基板电连接；

41、提供电致透明玻璃，将所述电致透明玻璃贴装在所述半导体器件的发光区和/或感光区的表面上；

42、形成覆盖所述基板的上表面、电致透明玻璃的侧面以及包覆所述半导体器件的塑封层，且所述电致透明玻璃通过位于塑封层中，或位于所述塑封层侧面表面以及上表面，或位于所述塑封层的中以及上表面的连接结构与所述基板电连接，通过所述基板和连接结构向所述电致透明玻璃施加控制电压，控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明。

43、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃的尺寸大于所述半导体器件的尺寸。

44、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃超出所述半导体器件的两端下表面通过位于塑封层中的连接结构与所述基板的上表面电连接，且所述连接结构为转接板、铜柱、金属凸块、垂直金属焊线或将所述基板和半导体器件连接的弯曲金属焊线，所述连接结构在形成所述塑封层之前形成。

45、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃的尺寸小于或等于所述半导体器件的尺寸。

46、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃的上表面通过位于塑封层侧面表面和上表面的连接结构与所述基板的侧面电连接，且所述连接结构为位于塑封层侧面表面和上表面的金属层，所述连接结构在所述塑封层形成之后形成。

47、在可选的一实施例中，所述电致透明玻璃的上表面通过位于所述塑封层的中以及上表面的连接结构与所述基板的上表面电连接，且所述连接结构包括位于所述塑封层中的垂直部分以及位于所述塑封层的上表面与所述垂直部分电连接的水平部分，所述垂直部分为转接板、铜柱、金属凸块或垂直金属焊线，所述水平部分为金属层，所述垂直部分在形成所述塑封层之前形成，所述水平部分在形成所述塑封层之后形成。

48、本技术的技术方案的优点在于：

49、本技术前述一实施例中透明可控的封装结构及其形成方法，所述封装结构，包括：基板；半导体器件，所述半导体器件包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有发光区和/或感光区，所述半导体器件的第二表面贴装在所述基板的上表面，且所述半导体器件与所述基板电连接；覆盖所述基板的上表面以及包覆所述半导体器件的塑封层，所述塑封层具有至少暴露出所述发光区和/或感光区的窗口；电致透明玻璃，贴装在所述塑封层上表面且横跨所述窗口，所述电致透明玻璃通过位于所述塑封层中或位于所述塑封层侧面表面的连接结构与所述基板电连接，通过所述基板和连接结构向所述电致透明玻璃施加控制电压，控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明。即本技术中，通过在塑封层的上表面上贴装电致透明玻璃，电致透明玻璃与所述半导体器件第一表面的发光区和/或感光区相对，通过所述基板和连接结构向所述电致透明玻璃施加控制电压，从而控制所述电致透明玻璃变得透明或不透明，即当需要光线通过时(包括发光区发射的光线射出，或外部的光线入射到感光区)，控制所述电致透明玻璃变得透明，当不需要光线通过时(比如使发光区发射的光线不射出，以防止封装结构中半导体器件发出的光意外露出，或使外部的光线不入射到感光区或发光区，保护封装结构内部对光敏感的半导体器件)，控制所述电致透明玻璃变得不透明，以满足半导体器件对于光线阻隔或光学保护的需求。同时，本技术中塑封层不仅用于塑封和保护半导体器件和电连接结构，还可以用于支撑所述贴装的电致透明玻璃。并且本技术中，可以实现有电致透明玻璃和半导体器件的集成封装。