[發明專利]用于CMOS圖像傳感器的線結合內插板封裝及其制造方法

無效

• 申請號: 201210012092.6
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN103151360A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: V.奧加涅相
• 申請（專利權）人: 奧普蒂茲公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;盧江

技術領域

本發明涉及微電子器件的封裝，更具體地說涉及光學半導體器件的封裝。

背景技術

?半導體器件的趨勢是更小的集成電路（IC）器件（也稱作芯片）、以更小的封裝體封裝（其保護芯片而同時提供片外信號連接性）。一個實例是圖像傳感器，其是包括將入射光變換成電信號的光電檢測器（其準確地反映具有良好空間分辨率的入射光的強度和顏色信息）的IC器件。

?在圖像傳感器的晶片級封裝方案的開發后面存在不同的驅動力。例如，降低的形狀因數（即增加的密度，用來實現最高容量/體積比）克服了空間限制并且能夠實現更小的相機模塊方案。可以以更短的互連長度來實現增加的電性能，這可以改善電性能并且因此改善器件速度，并且這大大減小了芯片功耗。異構集成允許集成不同的功能層（例如高分辨率和低分辨率圖像傳感器的集成、具有其處理器的圖像傳感器的集成等）。可以通過僅封裝那些已知良好的芯片（即僅封裝已知良好的管芯－KGD）來實現每單元封裝的成本減少。

?目前，板上芯片（COB—其中裸片被直接安裝在印刷電路板上）和謝爾卡斯（Shellcase）晶片級CSP（其中晶片被層疊在兩個玻璃薄片之間）是用來構造圖像傳感器模塊（例如用于移動器件照相機、光學鼠標等）的主流的封裝和裝配工藝。然而，隨著使用較高像素圖像傳感器，由于針對封裝8和12英寸圖像傳感器晶片的投資支出、裝配限制、尺寸限制（該要求是對于較低剖面器件的）以及產率問題，COB和Shellcase?WLCSP裝配變得愈加困難。例如，Shellcase?WLCSP技術包括在晶片被單體化成獨立的封裝芯片之前在晶片上封裝圖像傳感器，意味著來自每個晶片的有缺陷的那些芯片在它們可被測試之前仍然被封裝（其抬高了成本）。另外，標準WLP封裝是扇入封裝，其中芯片面積等于封裝面積，因此限制了I/O連接的數目。最后，標準WLP封裝是裸管芯封裝，其在測試處理、組裝和SMT過程中可能是復雜的。

存在對用于諸如已經被單體化和測試的圖像傳感器的芯片的改進的封裝和封裝技術的需要，并且其提供節省成本和可靠的低剖面封裝解決方案（即提供必要的機械支持和電連接性）。

發明內容

在本發明的一個方面中，圖像傳感器封裝包括裝卸器組件、傳感器芯片和基板。裝卸器組件包括具有相對的第一和第二表面的晶體裝卸器，其中所述晶體裝卸器包括：腔體，所述腔體形成到第一表面中使得所述腔體具有限定至少一個臺階表面的階梯側壁，所述至少一個臺階表面向內延伸到所述腔體里面；和多個導電元件，所述多個導電元件均通過所述晶體裝卸器從所述至少一個臺階表面延伸到第二表面。傳感器芯片設置在腔體中并且包括具有前和后相對表面的基板、形成在前表面處的多個光電檢測器、和形成在前表面處、電耦合到光電檢測器的多個接觸焊盤。多個線均在接觸焊盤中的一個和導電元件中的一個之間延伸并且電連接所述接觸焊盤中的一個和導電元件中的一個。基板設置在腔體上并且被安裝到晶體裝卸器，其中所述基板對至少一個范圍的光波長是光學透明的。

本發明的另一方面是封裝傳感器芯片的方法，所述傳感器芯片包括具有前和后相對表面的基板、形成在前表面處的多個光電檢測器、和形成在前表面處、電耦合到光電檢測器的多個接觸焊盤。所述方法包括：提供具有相對的第一和第二表面的晶體裝卸器；將腔體形成到第一表面中使得所述腔體具有限定至少一個臺階表面的階梯側壁，所述至少一個臺階表面向內延伸到所述腔體里面；形成均通過所述晶體裝卸器從所述至少一個臺階表面延伸到第二表面的多個導電元件；將傳感器芯片插入腔體中；在傳感器芯片和所述多個導電元件之間附貼多個線使得每個線在接觸焊盤中的一個和導電元件中的一個之間延伸并且電連接所述接觸焊盤中的一個和導電元件中的一個；并且將基板安裝到晶體裝卸器使得基板被設置在腔體上，其中所述基板對至少一個范圍的光波長是光學透明的。