[发明专利]多光谱光学传感器封装结构及其封装方法

说明书

本申请公开一种多光谱光学传感器封装结构，包括：塑封层，具有相对的第一表面和第二表面；第一芯片和第二芯片，嵌设于所述塑封层内，所述第一芯片内形成有第一光传感阵列，所述第二芯片内形成有信号处理电路；所述塑封层第一表面贴覆有透光基板，所述透光基板至少包括第一光谱通道区域，所述第一芯片的第一光传感阵列在所述透光基板的投影位于所述第一光谱通道区域内；所述塑封层的第二表面形成有互连层，所述互连层内具有电连接结构，用于电连接所述第一芯片和第二芯片。上述多光谱光学传感器封装结构优化光谱滤波分光结构，使得工艺难度降低，降低成本；同时，综合识别不可见光波段光谱和可见光波段光谱，使得整个封装体积减小。

技术领域

本申请涉及光学传感技术领域，具体涉及一种多光谱光学传感器封装结构及其封装方法。

背景技术

在光学传感器中，包括可见光传感器以及特殊光谱识别传感器，其中，特殊光谱识别传感器中包括对短波红外波段的传感器。由于短红外波比可见光拥有更好的穿透率，因此，短红外波传感器广泛运用于边防和海空监控，森林火灾监控，芯片检验，皮肤检验等可见光不能清晰成像的领域。

可见光感光芯片多为硅基芯片，频谱波段在400nm～940nm，而短波红外波段，尤其是大于1um波段的感光芯片则需能带更低的材料，例如InGaAs，量子点，石墨烯，a-Silicon等。目前短红外波的多种光谱光学传感器领域主要以InP等稳定的Ⅲ-Ⅴ族材料作为衬底，然后在表面通过气相外延、液相外延等方式来制作InGaAs等材料，光谱识别范围一般在780nm～1700nm。

并且，传统的多光谱应用多使用比较复杂的光学结构实现分光，其整体系统体积较大，成本居高不下。虽然，现有的一些新型的多光谱传感器也尝试通过MEMS镜片阵列或通过纳米压印等方式形成反射光栅分光等结构，以实现小型化，但是这导致技术难度和复杂度的增加，流程长且复杂，导致芯片的成本依旧比较大。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种多光谱光学传感器封装结构及其封装方法，以解决现有的多光谱光学传感器体积较大，成本较高的问题。

本申请提供的一种多光谱光学传感器封装结构，包括：塑封层，具有相对的第一表面和第二表面；第一芯片和第二芯片，嵌设于所述塑封层内，所述第一芯片内形成有第一光传感阵列，所述第二芯片内形成有信号处理电路；所述塑封层第一表面贴覆有透光基板，所述透光基板至少包括第一光谱通道区域，所述第一芯片的第一光传感阵列在所述透光基板的投影位于所述第一光谱通道区域内；所述塑封层的第二表面形成有互连层，所述互连层内具有电连接结构，用于电连接所述第一芯片和第二芯片。

可选的，所述信号处理电路包括：第一光谱信号处理电路，通过所述互连层电连接至所述第一芯片，用于读取和处理所述第一芯片产生的第一光传感信号。

可选的，所述第二芯片的正面内还形成有第二光传感阵列；所述第二芯片内的信号处理电路包括：第二光谱信号处理电路，连接至所述第二光传感阵列，用于读取和处理所述第二光传感阵列产生的第二传感信号。

可选的，第一芯片和第二芯片包括相对的第一表面和第二表面，所述第一芯片和第二芯片的第一表面朝向所述塑封层的第一表面；所述第一光传感阵列位于所述第一芯片的第一表面或第二表面；所述第二光传感阵列位于所述第二芯片的第一表面或第二表面。

可选的，所述第一光传感阵列和所述第二光传感阵列分别用于感应不同波段的光。

可选的，所述第一光传感阵列用于感应非可见光，所述第二光传感阵列用于感应可见光。

可选的，所述第一光传感阵列的光传感材料包括InGaAs、量子点材料、石墨烯材料以及无定形硅中的至少一种；所述第二光传感阵列的光传感材料包括单晶硅。

可选的，所述透光基板还包括第二光谱通道区域，所述第二芯片的第二光传感阵列在所述透光基板的投影位于所述第二光谱通道区域内。