一種硅光電倍增器、其封裝結構及封裝方法
【專利摘要】本發明涉及一種硅光電倍增器(SiPM)、其封裝結構及封裝方法，該SiPM封裝結構包括：PCB板；以及粘附于所述PCB板正面的SiPM芯片，所述SiPM芯片的背面與PCB板正面相對；其中，所述SiPM芯片的背面電極與所述PCB板上的第一導電通孔電連接，所述第一導電通孔電連接至所述PCB板的第一背面電極；所述SiPM芯片的正面電極經由導電膠與PCB板上的第二導電通孔電連接，所述第二導電通孔電連接至所述PCB板的第二背面電極；所述SiPM芯片的正面電極與PCB板第二導電通孔之間的SiPM芯片表面及側面涂覆有絕緣樹脂，使導電膠與SiPM芯片的背面電極之間電隔離；并且所述SiPM芯片正面涂覆有透明絕緣樹脂。
【專利說明】
一種硅光電倍増器、其封裝結構及封裝方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體器件領域，更具體地涉及一種硅光電倍增器、其封裝結構及封裝方法。
【背景技術】
[0002]硅光電倍增器(SiPM)是一種新型的弱光探測器，是由幾百到幾萬個尺寸為幾微米到幾十微米的雪崩光電二極管(Avalanche PhotoD1de:APD)單元即像素點集成在同一娃單晶上所形成的APD矩陣。其中，每一個APD單元均工作在蓋革模式(Geiger mode)下，并串聯一個阻值約為200ΚΩ到1ΜΩ的淬滅電阻，其中淬滅電阻可以形成于SiPM表面(這種SiPM可稱為表面淬滅電阻型SiPM)或者形成于SiPM的硅材料內部(這種SiPM可稱為外延淬滅電阻型SiPM)。當有AH)單元接收光子時，入射光子所激發出的載流子便會觸發雪崩效應，其輸出雪崩脈沖信號的增益可高達15?107，與光電倍增管(PMT:Photo Multiplier Tube)相比，不僅擁有單光子響應好，光探測效率高，響應速度快等傳統光電倍增管的優點，而且還具有良好的單光子分辨能力以及較寬的動態范圍。同時，SiPM工作偏壓低，對磁場不敏感，體積小易于集成，成本低廉等優點。目前在天體物理、高能物理、生物醫學等領域逐步開始取代PMT，特別在正電子發射型計算機斷層顯像(Pos i tron Emiss1n ComputedTomography，簡稱PET)應用中，在小動物檢測中已用SiPM代替PMT做研究。除此之外SiPM還可應用于DNA檢測、熒光檢測和拉曼測量等應用中。
[0003]在實際應用中，用于測量時要求SiPM有足夠大的探測面積接收信號，而現有SiPM存在一定的缺點:現有的s i PM利用設置于Aro陣列周圍的電流收集鋁條收集電流，當S i PM尺寸增大時，集成的Aro單元數目增加，當光子打在SiPM表面不同位置時，響應APD由于距輸出電極的遠近不同，電信號渡越時間長短不同，影響SiPM輸出的一致性，如圖1所示。圖1所示的SiPM中，由于各APD單元I的位置不同，當APD單元被同時激發后，電信號經由電流收集鋁環2收集并傳輸到輸出電極塊7，靠近電極塊7的APD單元的信號最先被電極收集，中間以及遠離電極的AH)單元的激發信號的響應時間則存在延時問題。
[0004]另外，SiPM往往用于成像應用，需要將單個SiPM器件按四邊拼接成大規模陣列，傳統壓焊引線的方法會造成壓焊電極所在的一邊有較寬的縫隙“死區”(對光信號不敏感)，由于SIPM多應用于弱光探測，在使用中，高的探測效率至關重要。因此，在SiPM的封裝中，需要盡可能提高有效探測面積的占比。目前，日本濱松的MPPC器件、愛爾蘭的SensL的SIPM等部分封裝形式采用的是將信號匯集到器件中央，在器件中央采用光刻、干法刻蝕(或激光燒蝕)等方法打穿 SiPM(參見參考文獻:C.Jackson，L.Wall，K.0'Neill，et，al.Throughsilicon via developments for silicon photomultiplier sensors.Proc.0f SPIEVol.9359 93591A-2)，即采用TSV過孔硅工藝，然后采用絕緣沉淀等方法將電極引入背面，此工藝能有效提高有源區的占比，然而工藝復雜，成本較高。因此，在SiPM的封裝上，有待尋求新的封裝，既能夠確保一定的探測面積占比，同時工藝簡單，成本低廉。
【發明內容】
[0005]鑒于此，本發明的一個目的是提供一種硅光電倍增器、其封裝結構及其封裝方法，以基本上消除因現有技術的局限性和缺點而造成的一個或更多個問題。
[0006]為了實現本發明的目的，本發明提供如下技術方案:
[0007 ] 一種硅光電倍增器(S iPM)封裝結構，該S iPM封裝結構包括:
[0008]PCB板；以及
[0009]粘附于所述PCB板正面的SiPM芯片，所述SiPM芯片的背面與PCB板正面相對；
[0010]其中，所述SiPM芯片的背面電極與所述PCB板上的第一導電通孔電連接，所述第一導電通孔電連接至所述PCB板的第一背面電極；
[0011]所述SiPM芯片的正面電極經由導電膠與PCB板上的第二導電通孔電連接，所述第二導電通孔電連接至所述PCB板的第二背面電極；
[0012]所述SiPM芯片的正面電極與PCB板第二導電通孔之間的SiPM芯片表面及側面涂覆有絕緣樹脂，使導電膠與SiPM芯片的背面電極之間電隔離;并且
[0013]所述SiPM芯片正面涂覆有透明絕緣樹脂。
[0014]進一步地，所述SiPM封裝結構可以是通過對封裝的SiPM芯片的陣列進行分割而形成的。。
[0015]進一步地，所述SiPM芯片包括APD單元的陣列以及與各個APD單元串聯的淬滅電阻，各淬滅電阻形成于所述SiPM芯片表面或者形成于所述SiPM芯片的硅材料內部。
[0016]進一步地，所述SiPM芯片為SiPM陣列，所述SiPM陣列中各個SiPM的背面電極與PCB板上的同一個第一導電通孔電連接，且所述SiPM陣列中各SiPM的正面電極與PCB板上相對應的不同第二導電通孔電連接。
[0017]進一步地，所述SiPM芯片的背面電極通過導電膠粘在PCB正面的第一導電板上，所述第一導電板連接所述第一導電通孔;并且所述SiPM芯片的正面電極上點涂有導電膠，所述導電膠與PCB正面的第二導電板電連接，所述第二導電板連接所述第二導電通孔。
[0018]進一步地，所述SiPM包括:集成在硅片上的雪崩光電二極管Aro單元陣列，每一APD單元串聯有一淬滅電阻;置于所述APD陣列的行和/或列之間的金屬電極條;其中，各APD單元經由金屬連接線與相鄰近的金屬電極條電連接，且所述金屬電極條通過金屬連接線電連接至所述AH)陣列中央的信號匯集區，所述信號匯集區與SiPM芯片的正面電極電連接。
[0019]一種硅光電倍增器(SiPM)封裝方法，該方法包括以下步驟:
[0020]將SiPM芯片用導電膠粘附于PCB板正面，使得SiPM芯片的背面與PCB板正面相對且SiPM芯片的背面電極與所述PCB板上的第一導電通孔電連接；
[0021]經由所述導電膠和PCB板上的第一導電通孔，將SiPM芯片的背面電極電連接至所述PCB板的第一背面電極；
[0022]在SiPM芯片的設置有正面電極的一端的側面和正面涂覆絕緣樹脂；
[0023]利用導電膠將SiPM芯片的正面電極與PCB板上的第二導電通孔電連接，所述第二導電通孔電連接至所述PCB板的第二背面電極，其中，所述絕緣樹脂將導電膠與SiPM芯片的背面電極電隔離；以及
[0024]在SiPM芯片表面涂覆透明絕緣樹脂，作為保護層。[0025 ]進一步地，所封裝的S i PM芯片為多個S i PM芯片的陣列，所述方法還包括以下步驟:利用劃片機劃片對封裝的SiPM芯片的陣列進行分割。
[0026]進一步地，所述SiPM芯片可包括Aro單元的陣列以及與各個Aro單元串聯的淬滅電阻，各淬滅電阻位于所述SiPM芯片表面或者位于所述SiPM芯片的硅材料內部。
[0027]進一步地，所述SiPM芯片為SiPM陣列；將SiPM芯片的背面電極電連接至PCB板的第一背面電極的步驟包括:將所述SiPM陣列中各個SiPM的背面電極與PCB板上的同一個第一導電通孔電連接;利用導電膠將SiPM芯片的正面電極與PCB板上的第二導電通孔電連接的步驟包括:將所述SiPM陣列中各SiPM的正面電極與PCB板上相對應的不同第二導電通孔電連接。
[0028]進一步地，所述SiPM芯片的背面電極通過導電膠粘在PCB正面的第一導電板上，所述第一導電板連接所述第一導電通孔；
[0029]SiPM芯片的正面電極上點涂導電膠，且利用該導電膠與PCB正面的第二導電板電連接，所述第二導電板連接所述第二導電通孔。
[0030]一種硅光電倍增器(SiPM)芯片，該SiPM芯片包括:
[0031]集成在硅片上的雪崩光電二極管APD單元陣列，每一APD單元串聯有一淬滅電阻；以及
[0032]置于所述AH)陣列的行和/或列之間的金屬電極條；
[0033]其中，各APD單元經由金屬連接線與相鄰近的金屬電極條電連接，且所述金屬電極條通過金屬連接線電連接至所述APD陣列中央區域的信號匯集區，所述信號匯集區與所述SiPM芯片的正面電極電連接。
[0034]進一步地，所述淬滅電阻可形成于所述SiPM芯片表面或者形成于所述SiPM芯片的硅材料內部。
[0035]為了實現本發明的目的，本發明提供一種硅光電倍增器SiPM單片陣列的封裝結構，該SiPM陣列的封裝結構包括:
[0036]PCB板；以及
[0037]粘附于所述PCB板正面的SiPM單片陣列芯片，所述SiPM陣列芯片的背面與PCB板正面相對；
[0038]其中，所述SiPM陣列芯片的背面電極與所述PCB板上的第一導電通孔電連接，所述第一導電通孔電連接至所述PCB板的第一背面電極；
[0039]所述SiPM陣列芯片的多個正面電極經由導電膠與PCB板上與各自對應的導電通孔電連接，所述導電通孔電連接至所述PCB板各自對應的背面電極；
[0040]所述SiPM陣列芯片的正面電極與PCB板各自對應的導電通孔之間的SiPM芯片表面及側面涂覆有絕緣樹脂，使導電膠與SiPM芯片的第一背面電極之間電隔離;并且
[0041 ]所述SiPM芯片正面涂覆有透明絕緣樹脂。
[0042]本發明實施方式能夠有效提高SiPM器件的有效探測面積占比。
[0043]進一步地，本發明實施方式能夠解決AH)單元信號收集時間存在延時的問題。
[0044]本發明的附加優點、目的，以及特征將在下面的描述中將部分地加以闡述，且將對于本領域普通技術人員在研究下文后部分地變得明顯，或者可以根據本發明的實踐而獲知。本發明的目的和其它優點可以通過在書面說明及其權利要求書以及附圖中具體指出的結構實現到并獲得。
[0045]本領域技術人員將會理解的是，能夠用本發明實現的目的和優點不限于以上具體所述，并且根據以下詳細說明將更清楚地理解本發明能夠實現的上述和其他目的。
【附圖說明】
[0046]參照以下附圖，將更好地理解本發明的許多方面。附圖中:
[0047]圖1為現有外延電阻淬滅SiPM的結構示意圖；
[0048]圖2為本發明一實施例中SiPM結構的示意圖；
[0049]圖3為本發明一實施例中SiPM電流收集模式示意圖；
[0050 ]圖4為本發明一實施例中S iPM背面電極引出剖視圖；
[0051 ]圖5為本發明一實施例中SiPM背面電極引出正面圖；以及
[0052]圖6為本發明一實施例中SiPM陣列背面電極引出正面圖。
[0053]圖中主要標號說明:
[0054]1: APD 單元
[0055]2:招條
[0056]7:鋁電極塊
[0057]IA: APD 單元
[0058]2A:招條
[0059]3A:電流收集區
[0060]10:環氧樹脂保護層
[0061]20: SiPM 芯片
[0062]30: PCB板噴金銅片
[0063]40: PCB板絕緣體
[0064]50:PCB板背面電極
[0065]60:導電通孔
[0066]70: SiPM的正面電極(N極)
[0067]80:環氧樹脂
[0068]90:PCB板背面電極
[0069]100:導電膠
[0070]110:導電通孔
[0071]120:劃片機切割道
[0072]130: SiPM 背面電極
【具體實施方式】
[0073]下面，對本發明的優選實施方式進行詳細說明。這些優選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據附圖描述的本發明的實施方式僅僅是示例性的，并且本發明的技術精神及其主要操作不限于這些實施方式。
[0074]在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關系不大的其他細節。
[0075]在本發明實施例中，為了解決Aro單元激發信號的收集時間存在延時的問題，提出了一種新型結構的SiPM芯片，該結構在APD陣列的行和/或列之間設置金屬電極條(如鋁條)，利用金屬電極條收集激發信號電流，并將收集的信號引向器件的中部，然后從中部引向電極，如電極塊70，從而確保電流流出的同步性，提高器件弱光探測準確性。
[0076]圖2示出了本發明一實施例中SiPM芯片(淬滅電阻在硅材料體內)的結構示意圖。SiPM芯片可由數百至數萬個雪崩光電二極管(APD)單元集成在同一個硅外延片上組成，每一 AH)單元串聯有一淬滅電阻。SiPM的正面電極70位于SiPM芯片邊緣處的表面上，背面電極(圖2中未示出)在硅襯底一側。在水平方向，APD單元之間可由所圍繞的PN結的較深耗盡區所隔離，防止Aro單元之間發生電學串擾，在Aro單元上方有重摻雜區收集電流，SiPM芯片的Aro陣列的行和/或列之間設有鋁條2A，鋁條2A淀積于重摻雜區上方用以快速收集附近響應Aro的電流。經由金屬連接線可將各APD IA與相鄰近的鋁條2A電連接。鋁條2A收集附近APD單元的激發信號的電流，并經由金屬連接線匯聚于SiPM芯片中部的電流匯集區3A，然后由中部的電流收集區3A引向位于表面底部的電極塊70，確保電流流出的同步性，提高器件弱光探測準確性。
[0077]圖3所示為外延淬滅電阻型SiPM電流收集模式示意圖。圖3中的柵格狀線條表示設置的鋁條。本發明中，由于在芯片表面的AH)行和/或列之間增加了鋁條，每個Aro單元被激發后，電流被附近鋁條收集，傳輸到器件的中部(即中部的電流收集區)，然后再從中部用鋁條統一將電流引出到S iPM正面電極，S卩N極。
[0078]具體地，如圖3所示，小圓圈101代表響應的APD單元。當器件接收到光信號時，響應的AH)單元產生的光電流通過表面重摻雜層被最鄰近鋁條2A收集，然后匯聚于器件中部。由于發生響應的位置不同，先匯聚于中間再導出至電極塊能夠極大程度避免在電極塊處與遠離電極塊的Aro單元同時響應，但輸出不同時的情況。圖3中示出的電流收集模式，當邊角處的Aro單元與臨近電極70的單元同時響應后，都先匯聚于器件中部，然后統一輸出(圖3中示出的SiPM芯片內部的箭頭代表APD單元響應脈沖電流流向)，確保了電流脈沖輸出的一致性。
[0079]本發明的SiPM電極結構不僅適用于淬滅電阻在器件的硅材料體內的SiPM，同樣適用于淬滅電阻在器件硅材料表面的多種SiPM。
[0080]本發明提供的新型SiPM結構保證了Aro單元響應后，電流傳輸的距離是相等的，確保在信號收集的時間上的可靠性，提高器件的時間分辨率。
[0081]本發明中，為了解決現有技術中SiPM的有效探測面積占比較低的問題，在SiPM器件的封裝上，采用背電極封裝形式，可將SiPM芯片的正面電極用導電膠引出，連接至聯通背面電極的導電通孔處。
[0082]圖4所示為外延淬滅電阻型SiPM背面電極引出剖視圖，圖5所示為外延淬滅電阻SiPM背面電極引出正面圖。參照圖4和圖5，本發明一實施例的SiPM封裝過程如下:
[0083]首先，將SiPM芯片粘附于PCB板正面，使得SiPM芯片背面與PCB板正面相對。圖4和圖5中示出的是將兩個SiPM粘附于PCB板正面。
[0084]例如，可用導電膠將SiPM芯片的背面電極(P極)130與PCB板正面的金屬片(如噴金銅片)30粘附在一起。
[0085]在將SiPM芯片粘附于PCB板正面時，使SiPM芯片的背面電極與PCB板絕緣體40上的導電通孔60電接觸，經由導電通孔60，將SiPM 20的背面電極(P極)引出至PCB板的背面電極(P極)50。
[0086]隨后，在SiPM芯片的正面電極與PCB板第二導電通孔之間的SiPM芯片表面及側面涂覆絕緣樹脂，以便使SiPM芯片的背面電極與后續用于將SiPM的正面電極引出至PCB板的背面的導電膠之間電隔離。具體地，圖4中示出了，在SiPM的設置有正面電極(N極)70的一端，沿著SiPM的正面和側面涂覆環氧樹脂80，并烘干環氧樹脂，以隔離SiPM的背面電極，不與其他地方發生短路。接著在SiPM的正面電極70上點涂導電銀膠100，并將導電銀膠引出至導電通孔110，通過此通孔110，將S iPM的正面電極70引出至PCB板背面電極(N極)90。
[0087]將SiPM的正面N極引出到PCB板背面電極90的引出方式是先用環氧樹脂80涂覆在SiPM的邊緣(如側面及部分表面)，保護SiPM的側面，防止SiPM的背面電極與導電膠100發生短路，待環氧樹脂凝固后，在SiPM的N極電流收集點用導電膠引出電極，導電膠100聯通背面電極對應的PCB板導電通孔110，從而將SiPM的N極引出到背面電極。
[0088]將SiPM的電極(N極和P極)通過導電通孔引出至PCB板的背面電極的過程可采用回流焊工藝。
[0089]最后，在芯片表面涂覆透明絕緣樹脂，如透明環氧樹脂10，環氧樹脂10作為保護層保護器件以及電極。本步驟是利用環氧樹脂覆蓋器件表面，環氧樹脂的高度優選的超過導電銀膠，以保護SiPM以及引出電極。
[0090]圖中示出的封裝的SiPM為多個SiPM(圖中為2個)的陣列，因此，在烘干環氧樹脂后，可用劃片機劃片將對稱封裝的兩個SiPM—分為二，得到兩個經封裝的單SiPM管芯，完成器件封裝，圖4和圖5中，標號120為劃片機切割道。
[0091]圖4和圖5中示出的是單個管芯的封裝，即一個封裝的器件僅包含一個SiPM管芯。對于單片陣列(例如，IxN, 2x2，3x3，或更大規模的NxN SiPM單片陣列)集成的器件的封裝，包括以下步驟:
[0092]將多個SiPM組成的SiPM陣列粘附于PCB板正面，使得SiPM陣列的背面與PCB板正面相對，且SiPM陣列中各個SiPM的背面電極均與PCB板上的同一個第一導電通孔電連接，該第一導電通孔電連接至PCB板的第一背面電極。
[0093]將SiPM陣列中各SiPM的正面電極經由導電膠與PCB板上與各SiPM對應的第二導電通孔電連接，該第二導電通孔各自連接至PCB板上對應的背面電極。
[0094]在SiPM陣列的正面電極與各自對應的第二導電通孔之間的SiPM芯片表面及側面涂覆有絕緣樹脂，使導電膠與SiPM芯片的第一背面電極之間電隔離。
[0095]在SiPM芯片正面涂覆有透明絕緣樹脂。
[0096]也就是說，在單片陣列封裝中，SiPM陣列中各個SiPM的背面電極均與PCB板上的同一個第一導電通孔電連接。而該SiPM陣列中各SiPM的正面電極與PCB板上各自對應的第二導電通孔(不同的第二導電通孔)電連接。
[0097]圖6示出了本發明一實施例中SiPM陣列背面電極引出正面圖。圖6中，封裝的為2個2 X 2SiPM陣列。在烘干環氧樹脂后，可用劃片機劃片將對稱封裝的兩個SiPM陣列一分為二，得到兩個經封裝的SiPM陣列管芯，完成器件封裝。
[0098]在本發明優選實施例中，封裝時，可用導電膠將SiPM粘連到印刷電路板(PCB)的正面，使SiPM的背面電極與PCB正面的一個金屬片電連接。再通過導電膠使SiPM的正面電極與PCB板正面的另一個金屬片電連接。為防止導電膠使SiPM芯片不同區域發生短路，可在SiPM正面電極和PCB上的導電膠之間用絕緣膠(如環氧樹脂)隔開。PCB正面的兩個金屬片進一步通過PCB導電通孔弓丨至PCB背面。
[0099]本發明提出的背電極封裝，將器件邊緣用環氧樹脂保護，并從底部的電極塊用導電銀膠引出，通過導電通孔連接背面電極，制作工藝簡單，減少了電極引出空隙死區面積，提高了探測效率，同時背電極封裝形式可用于回流焊工藝，為集成電路的使用增加了可行性。本發明的封裝方法有效減少了背電極引出的間距，在將SiPM組合成陣列時，極大提高了有源區的占比，從而在探測信號時，提高了探測效率。
[0100]本發明的SiPM器件的封裝方式不僅適用于淬滅電阻做在SiPM器件硅材料體內的結構，同樣適用于淬滅電阻做在SiPM器件娃材料表面的結構。
[0101 ]綜上所述，本發明在SiPM的結構上，在Aro陣列中間淀積鋁條，收集附近響應Aro單元電流，統一收集至器件中心部位，然后在輸出至電極處，盡可能保證了各個APD單元輸出電流的同步性，增加了器件的測量準確性。在封裝上，通過導電銀膠以及導電通孔的連接，將正面電極引出至PCB板背面，完成背電極的表貼封裝，特別在N極處的引出方式上，先用環氧樹脂保護器件側面邊緣，然后用導電銀膠連接，極大程度降低由于壓焊電極造成的“死區”，提高了器件有效探測面積的占比，整個器件的封裝有利于集成電路的使用，高的探測面積占比提高了探測效率，增加了 SiPM在醫學成像方面的可行性。
[0102]在此需要說明的是，在本發明中，操作步驟并不限于按照說明書中描述的時間順序來執行，也可以按照其他的時間順序地、并行地或獨立地執行。因此，本說明書中描述的方法的執行順序不對本發明的技術范圍構成限制。
[0103]在此公開了本發明的【具體實施方式】。本領域的普通技術人員將容易地認識到，本發明在其他環境下具有其他應用。實際上，還存在許多實施方式和實現。所附權利要求絕非為了將本發明的范圍限制為上述【具體實施方式】。
[0104]如上針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，和/或與其它實施方式中的特征相結合或替代其它實施方式中的特征使用。
[0105]需要說明的是，上述實施例僅為說明本發明而非限制本發明的專利范圍，任何基于本發明的等同變換技術，均應在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種硅光電倍增器SiPM的封裝結構，其特征在于，該SiPM的封裝結構包括: PCB板；以及 粘附于所述PCB板正面的SiPM芯片，所述SiPM芯片的背面與PCB板正面相對； 其中，所述SiPM芯片的背面電極與所述PCB板上的第一導電通孔電連接，所述第一導電通孔電連接至所述PCB板的第一背面電極； 所述SiPM芯片的正面電極經由導電膠與PCB板上的第二導電通孔電連接，所述第二導電通孔電連接至所述PCB板的第二背面電極； 所述SiPM芯片的正面電極與PCB板第二導電通孔之間的SiPM芯片表面及側面涂覆有絕緣樹脂，使導電膠與SiPM芯片的背面電極之間電隔離;并且所述SiPM芯片正面涂覆有透明絕緣樹脂。2.根據權利要求1所述的硅光電倍增器SiPM封裝結構，其特征在于，所述SiPM封裝結構是通過對封裝的SiPM芯片的陣列進行分割而形成的。3.根據權利要求1或2所述的SiPM封裝結構，其特征在于: 所述SiPM芯片為SiPM陣列，所述SiPM陣列中各個SiPM的背面電極與PCB板上的同一個第一導電通孔電連接，且所述SiPM陣列中各SiPM的正面電極與PCB板上相對應的不同第二導電通孔電連接。4.根據權利要求1所述的硅光電倍增器SiPM封裝結構，其特征在于: 所述SiPM芯片的背面電極通過導電膠粘在PCB正面的第一導電板上，所述第一導電板連接所述第一導電通孔;并且 所述SiPM芯片的正面電極上點涂有導電膠，所述導電膠與PCB正面的第二導電板電連接，所述第二導電板連接所述第二導電通孔。5.根據權利要求1所述的硅光電倍增器SiPM封裝結構，其特征在于，所述SiPM芯片包括: 集成在硅片上的雪崩光電二極管APD單元陣列，每一 APD單元串聯有一淬滅電阻； 置于所述APD陣列的行和/或列之間的金屬電極條； 其中，各APD單元經由金屬連接線與相鄰近的金屬電極條電連接，且所述金屬電極條通過金屬連接線電連接至所述APD陣列中央的信號匯集區，所述信號匯集區與所述SiPM芯片的正面電極電連接。6.一種硅光電倍增器SiPM封裝方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 將SiPM芯片用導電膠粘附于PCB板正面，使得SiPM芯片的背面與PCB板正面相對且SiPM芯片的背面電極與所述PCB板上的第一導電通孔電連接； 經由所述導電膠和PCB板上的第一導電通孔，將SiPM芯片的背面電極電連接至所述PCB板的第一背面電極； 在SiPM芯片的設置有正面電極的一端的側面和正面涂覆絕緣樹脂； 利用導電膠將SiPM芯片的正面電極與PCB板上的第二導電通孔電連接，所述第二導電通孔電連接至所述PCB板的第二背面電極，其中，所述絕緣樹脂將導電膠與SiPM芯片的背面電極電隔離；以及 在SiPM芯片表面涂覆透明絕緣樹脂，作為保護層。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所封裝的SiPM芯片為多個SiPM芯片的陣列，所述方法還包括以下步驟:利用劃片機劃片對封裝的SiPM芯片的陣列進行分割。8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于: 所述SiPM芯片為SiPM陣列； 將SiPM芯片的背面電極電連接至PCB板的第一背面電極的步驟包括:將所述SiPM陣列中各個SiPM的背面電極與PCB板上的同一個第一導電通孔電連接； 利用導電膠將SiPM芯片的正面電極與PCB板上的第二導電通孔電連接的步驟包括:將所述SiPM陣列中各SiPM的正面電極與PCB板上相對應的不同第二導電通孔電連接。9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于: 所述SiPM芯片的背面電極通過導電膠粘在PCB正面的第一導電板上，所述第一導電板連接所述第一導電通孔； SiPM芯片的正面電極上點涂導電膠，且利用該導電膠與PCB正面的第二導電板電連接，所述第二導電板連接所述第二導電通孔。10.一種硅光電倍增器SiPM芯片，其特征在于，該SiPM芯片包括: 集成在硅片上的雪崩光電二極管APD單元陣列，每一APD單元串聯有一淬滅電阻；以及 置于所述APD陣列的行和/或列之間的金屬電極條； 其中，各APD單元經由金屬連接線與相鄰近的金屬電極條電連接，且所述金屬電極條通過金屬連接線電連接至所述APD陣列中央區域的信號匯集區，所述信號匯集區與所述SiPM芯片的正面電極電連接。
【文檔編號】H01L31/0203GK105845745SQ201610222157
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】韓德俊, 賈建權
【申請人】北京師范大學