一種太赫茲波探測器件封裝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種太赫茲波探測器件封裝，包含至少一太赫茲波探測芯片和承載所述太赫茲波探測芯片的基板或支架，芯片電氣面與所述基板或支架上的外引線電極的焊接面朝同一方向。在芯片電氣面上方設置太赫茲波反射層，實現芯片對太赫茲波的二次吸收，從而提高探測器芯片的吸收效率。本發明的一種太赫茲波探測器件封裝具有制作成本低、太赫茲波吸收效率高等優點，適于工業化生產，具有良好的應用前景。
【專利說明】
一種太赫茲波探測器件封裝
技術領域
[0001]本發明涉及一種太赫茲波探測器件封裝，特別是一種基于太赫茲金屬反射層的太赫茲波探測器件封裝。
【背景技術】
[0002]太赫茲技術在近些年來受到廣泛關注，其發展速度也非常驚人。太赫茲波泛指頻率在0.1?1THz波段內的電磁波，位于紅外和微波之間，處于宏觀電子學向微觀光子學的過渡階段。太赫茲波有著極為豐富的電磁波與物質間的相互作用效應，在物理、化學、生物等諸多領域有著廣闊的應用前景。在太赫茲波段的開發和利用中，檢測太赫茲信號具有舉足輕重的意義。一方面，與較短波長的光學波段電磁波相比，太赫茲波光子能量低，背景噪聲通常占據顯著地位；另一方面，隨著太赫茲技術在各領域特別是軍事領域中的應用的深入開展，不斷提高接收靈敏度成為必然的要求。
[0003]然而現有太赫茲探測器存在對太赫茲波吸收率低的問題，其中原因之一就是一部分太赫茲波直接透射太赫茲波探測芯片，并沒有被芯片探測吸收。一種可能的解決方案是在芯片電氣面上方設置太赫茲波反射層，再將芯片倒裝。這樣芯片第一次吸收太赫茲波后，反射層再反射太赫茲波，實現芯片對太赫茲波的二次吸收，從而提高探測器芯片的吸收效率。但是，目前倒裝芯片工藝成本高，生產的設備貴，生產效率相對較低。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在于提供一種太赫茲波探測器件封裝，以克服現有技術中太赫茲波探測器倒裝工藝困難、太赫茲波吸收率低的技術問題。
[0005]為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案如下:
[0006]—種太赫茲波探測器件封裝，包含至少一太赫茲波探測芯片和承載所述太赫茲波探測芯片的基板或支架，其特征在于:所述芯片上的電極以引線鍵合的方式與基板或支架上的對應內引線電極連接;所述基板或支架上的外引線電極的焊接面與芯片電氣面朝同一方向。
[0007]進一步地，基板或支架上對應芯片固定的位置為對太赫茲波透射率高的材料，包括但不限于陶瓷、塑料、石英、玻璃。
[0008]進一步地，芯片通過采用對太赫茲波透射率高的固晶材料粘在基板或支架上，固晶材料包括但不限于環氧樹脂膠、硅膠。
[0009]進一步地，基板或支架上設置有凹槽，外引腳焊接面與凹槽開口朝向同一方向。
[0010]進一步地，在有凹槽的基板或支架上設置一蓋板，蓋板上設置有對太赫茲波反射率高的材料，包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。更進一步，所述蓋板朝向芯片的太赫茲波反射面為凹面，優選地，該凹面反射鏡的焦點在芯片位置。
[0011 ]或者，在芯片表面設置有絕緣層和反射層，絕緣層包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亞胺;反射層是對太赫茲波反射率高的材料，包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。在凹槽內填充有封裝膠體，使其覆蓋芯片，封裝膠體包括但不限于環氧樹脂膠、硅膠。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0013](I)該太赫茲波探測的芯片封裝采用常規固晶焊線工藝，制作成本低，芯片上覆蓋封裝膠體或蓋板，起到保護芯片作用。
[0014](2)該太赫茲波探測器件封裝的芯片上設置太赫茲波反射層，或者在基板或支架的蓋板上設置太赫茲波反射層，增加了芯片對太赫茲波的吸收，從而提高了探測效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例1的結構示意圖；
[0016]圖2是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例2的結構示意圖；
[0017]圖3是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例3的結構示意圖；
[0018]圖4是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例4的結構示意圖。
[0019]圖5是本發明的一種太赫茲波探測器件與讀出電路焊接的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和若干具體實施案例對本發明的技術方案作進一步的說明。
[0021]實施例1
[0022]參閱圖1，其是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例1的結構示意圖。該裝置包含至少一太赫茲波探測芯片101和承載所述太赫茲波探測芯片的基板104，基板104的材質為陶瓷或塑料。基板104上設有凹槽，凹槽內設置金屬布線層105，凹槽上沿金屬布線層105上設置凸點下金屬層106，然后設置外引腳107。芯片通過固晶材料108固定在所述基板的凹槽內，芯片電氣面與凹槽開口方向一致。固晶材料108包括但不限于環氧樹脂膠、硅膠。芯片表面設有絕緣層102，絕緣層包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亞胺。芯片電極103通過焊線工藝與凹槽內金屬布線層105的內引線電極接線端109連接，凹槽上設置太赫茲反射蓋板110，保護芯片。太赫茲反射蓋板為底面鍍有太赫茲波反射層111的石英或陶瓷片，太赫茲波反射層的材料包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。
[0023]由于外引腳107位于圖中上部，該封裝與電路板焊接時翻轉過來，芯片的電氣面迎向電路板，芯片背面迎向太赫茲波源。如圖5所示，501為讀出電路，502為太赫茲波探測器件。太赫茲波反射蓋板可以將穿透芯片的太赫茲波反射回芯片，從而提高探測效率。
[0024]實施例2
[0025]參閱圖2，其是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例2的結構示意圖。該裝置包含至少一太赫茲波探測芯片201和承載所述太赫茲波探測芯片的帶有通孔216的凹槽狀支架204，支架底部和凹槽上沿都設有金屬布線層，分別為205和215，通過通孔216內金屬實現電連接。金屬布線層215上設置凸點下金屬層206，然后設置外引腳207。支架204為低溫共燒陶瓷(LTCC)支架，通孔216內金屬為Ag。芯片通過固晶材料208固定在所述支架的凹槽內，芯片電氣面與凹槽開口方向一致。芯片表面設有絕緣層202和芯片電極203，絕緣層包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亞胺。電極203通過焊線工藝與凹槽內金屬布線層205的內引線電極接線端209連接，凹槽上設置金屬蓋板210，保護芯片。金屬蓋板材料包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。
[0026]由于外引腳207位于圖中上部，該封裝與電路板焊接時翻轉過來，芯片的電氣面迎向電路板，芯片背面迎向太赫茲波源，金屬蓋板210可以將穿透芯片的太赫茲波反射回芯片，從而提尚探測效率。
[0027]實施例3
[0028]參閱圖3，其是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例3的結構示意圖。本實施例封裝結構與實施例1的區別在于，實施例1中的太赫茲反射蓋板110為平板形狀，本實施例中的太赫茲波反射蓋板310的反射面為焦點在芯片位置的凹面。同時，支架304的開槽更深，并設計為更加適合凹面反射蓋板的安裝。
[0029]通過反射面為凹面的太赫茲波反射蓋板310，可以進一步提高太赫茲波反射到芯片的強度，從而提尚探測效率。
[0030]實施例4
[0031]參閱圖4，其是本發明的一種太赫茲波探測器件封裝實施例4的結構示意圖。該裝置包含至少一太赫茲波探測芯片401和承載所述太赫茲波探測芯片的凹槽狀支架404。芯片通過固晶材料408固定在所述支架的凹槽內，芯片固定的支架區域下部無金屬，從而避免對從支架下部入射的太赫茲波的阻擋。芯片表面設有絕緣層402，絕緣層包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亞胺，絕緣層開口處為芯片電極403。絕緣層上設置有太赫茲波反射層411，反射層是對太赫茲波反射率高的材料，包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。芯片電極403通過焊線工藝與支架的內引線電極接線端409連接，凹槽內填充有封裝膠體420，使其覆蓋芯片，從而保護封裝內部，封裝膠體包括但不限于環氧樹脂膠、硅膠。支架的外引腳407上彎，不低于封裝主體部分。
[0032]由于外引腳407的焊接面417為圖中朝上，從而該封裝與電路板焊接時翻轉過來，芯片的電氣面迎向電路板，芯片背面迎向太赫茲波源，芯片電氣面上的太赫茲反射層411可以將穿透芯片的太赫茲波反射回芯片，從而提尚探測效率。
[0033]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。
【主權項】
1.一種太赫茲波探測器件封裝，包含至少一太赫茲波探測芯片和承載所述太赫茲波探測芯片的基板或支架，其特征在于: 所述芯片上的電極以引線鍵合的方式與基板或支架上的對應內引線電極連接； 所述基板或支架上的外引線電極的焊接面與芯片電氣面朝同一方向。2.根據權利要求1所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:基板或支架上對應芯片固定的位置為對太赫茲波透射率高的材料，包括但不限于陶瓷、塑料、石英、玻璃。3.根據權利要求1所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:芯片通過采用對太赫茲波透射率高的固晶材料粘在基板或支架上，固晶材料包括但不限于環氧樹脂膠、硅膠。4.根據權利要求1所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:芯片表面設置有絕緣層和反射層，絕緣層包括但不限于二氧化硅、磷硅玻璃、聚酰亞胺；反射層是對太赫茲波反射率高的材料，包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。5.根據權利要求1所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:基板或支架上設置有凹槽，外引腳焊接面與凹槽開口朝向同一方向。6.根據權利要求5所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:凹槽內填充有封裝膠體，使其覆蓋芯片，封裝膠體包括但不限于環氧樹脂膠、硅膠。7.根據權利要求5所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:在有凹槽的基板或支架上設置一蓋板，所述蓋板上設置有對太赫茲波反射率高的材料，包括但不限于鋁、銅、金、銀、可伐合金。8.根據權利要求7所述的一種太赫茲波探測器件封裝，其特征在于:所述蓋板朝向芯片的太赫茲波反射面為凹面，優選地，該凹面反射鏡的焦點在芯片位置。
【文檔編號】H01L27/146GK106024821SQ201610545538
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】周玉剛, 李州, 張 榮
【申請人】南京大學