[發明專利]低輪廓圖像傳感器封裝和方法

有效

• 申請號: 201310405053.7
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103681715A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 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: 方世棟;劉春元

技術領域

本發明涉及微電子器件的封裝，并且更特別地，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被封裝在更小的封裝（其在提供芯片外信號連通性的同時保護所述芯片）中的更小的集成電路（IC）器件（也被稱為芯片）。一個實例是圖像傳感器，其是包括光電檢測器（其將入射光轉換成電信號）的IC器件（其精確地以良好的空間分辨率反映所述入射光的強度和顏色信息）。

在針對圖像傳感器的晶片級封裝解決方案的發展背后存在不同的驅動力。例如，簡化型因素（即，用于實現最高的容量/體積比率的增加的密度）克服空間限制并且使得能夠實現更小的照相機模塊解決方案。可以用更短的互連長度實現增加的電性能，其提高了電性能并且因此提高了器件速度，以及其大大地減少了芯片功率消耗。異質的集成允許不同的功能層的集成（例如，高和低分辨率圖像傳感器的集成、圖像傳感器與其處理器的集成等等）。

目前，板載芯片（COB-在其中裸芯片被直接安裝在印刷電路板上）和Shellcase晶片級CSP（在其中晶片被層壓在兩片玻璃之間）是被用于構造圖像傳感器模塊（例如，用于移動裝置照相機、光學鼠標等等）的主要封裝和裝配工藝。然而，隨著使用更高像素圖像傳感器，COB和Shellcase?WLCSP裝配變得越來越困難，歸因于針對封裝8和12英寸圖像傳感器晶片的裝配限制、尺寸限制（此要求是針對較低輪廓器件）、產量問題和資本投資。此外，標準的WLP封裝是扇入封裝（在其中芯片面積等于封裝面積），由此限制I/O連接的數量。最后，標準的WLP封裝是裸片封裝（其在試驗處理、裝配和SMT中可能是復雜的）。

存在對提供節約成本并且可靠（即，提供必要的機械支撐和電連接性）的低輪廓封裝解決方案的改進的封裝和封裝技術的需要。

發明內容

圖像傳感器封裝包括印刷電路板，所述印刷電路板包括：????具有相反的第一和第二表面的第一基底；在所述第一和第二表面之間延伸通過所述第一基底的孔；一個或多個電路層；以及多個第一接觸焊盤，其被電耦合到所述一個或多個電路層。傳感器芯片被安裝到所述印刷電路板上并且被至少部分地布置在所述孔中。所述傳感器芯片包括：第二基底，其具有相反的第一和第二表面；多個光電檢測器，其被形成在所述第二基底上或所述第二基底中；以及多個第二接觸焊盤，其被形成在所述第二基底的第一表面處，其被電耦合到所述光電檢測器。每個電連接器將所述第一接觸焊盤中的一個和所述第二接觸焊盤中的一個電連接。透鏡模塊被安裝到所述印刷電路板上，并且包括被布置用于將光聚焦到所述光電檢測器上的一個或多個透鏡。

形成圖像傳感器封裝的方法包括：提供具有相反的第一和第二表面的第一基底和被形成在其上的多個圖像傳感器，在其中每個圖像傳感器包括被形成在所述第一基底上或所述第一基底中的多個光電檢測器和被形成在所述第一基底的第一表面處的多個第一接觸焊盤，其被電耦合到所述光電檢測器；通過將所述第二基底第一表面附接到所述第一基底第一表面上而將具有相反的第一和第二表面的第二基底安裝到所述第一基底上；將部分延伸通過所述第二基底的溝槽形成至所述第二基底第二表面中，其中所述溝槽中的每個被布置在所述第一接觸焊盤的一個或多個之上；形成多個開口，每個開口從所述溝槽中的一個延伸到所述第二基底第一表面并且暴露所述第一接觸焊盤中的一個；形成多個導電跡線，每個導電跡線從所述第一接觸焊盤中的一個延伸并且通過所述多個開口中的一個；沿著在所述圖像傳感器中間的切割線將所安裝的第一和第二基底切割成多個分離的圖像傳感器組件，其中所述圖像傳感器組件中的每個包括所述圖像傳感器中的一個；將所述圖像傳感器組件中的一個安裝到印刷電路板上，其中所述印刷電路板包括具有相反的第一和第二表面的第三基底、被形成到所述第三基底第一表面中的腔、從所述腔延伸到所述第三基底第二表面的開口、一個或多個電路層以及被電耦合到所述一個或多個電路層的多個第二接觸焊盤，其中所述一個圖像傳感器組件的第一基底被至少部分地布置在所述腔中；以及將所述一個圖像傳感器組件的所述多個導電跡線中的每個電連接到所述第二接觸焊盤中的一個。