[发明专利]图像传感器的阶梯式封装及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子器件的封装，且更特别地涉及光学半导体器件的封装。

背景技术

半导体器件的趋势是更小的集成电路(IC)器件(也称作芯片)、以更小的封装体封装(其保护芯片而同时提供片外信号连接性)。一个实例是图像传感器，其是包括将入射光变换成电信号的光电检测器(其准确地反映具有良好空间分辨率的入射光的强度和颜色信息)的IC器件。

目前，板上芯片(COB-其中裸片被直接安装在印刷电路板上)和谢尔卡斯(Shellcase)晶片级CSP(其中晶片被层叠在两个玻璃薄片之间)是用来构造图像传感器模块(例如用于移动器件照相机、光学鼠标等)的主流的封装和装配工艺。然而，随着使用较高像素图像传感器，由于针对封装8和12英寸图像传感器晶片的投资支出、装配限制、尺寸限制(该要求是对于较低剖面器件的)以及产率问题，COB和Shellcase WLCSP装配变得愈加困难。例如，Shellcase WLCSP技术包括在晶片被单体化成独立的封装芯片之前在晶片上封装图像传感器，意味着来自每个晶片的有缺陷的那些芯片在它们可被测试之前仍然被封装(其抬高了成本)。

存在对用于诸如已经被单体化和测试的图像传感器的芯片的改进的封装和封装技术的需要，并且其提供节省成本和可靠的低剖面封装解决方案(即提供必要的机械支持和电连接性)。

发明内容

本发明的一个方面是图像传感器封装，该图像传感器封装包括：具有相对的第一和第二表面的晶体装卸器，该装卸器包括形成在第一表面中的腔体和从腔体的侧壁延伸的至少一个台阶，其中腔体以孔的形式终止在第二表面；安装到第二表面并在孔上延伸且覆盖该孔的盖子，其中该盖子对于至少一个范围的光波长是光学透明的；和传感器芯片，其被布置在腔体中并被安装到该至少一个台阶。该传感器芯片包括具有前和后相对表面的基板，形成在前表面处的多个光电检测器，和形成在前表面处的多个接触焊盘，所述多个接触焊盘被电耦合到所述光电检测器。

在本发明的另一个方面中，图像传感器封装包括具有相对的第一和第二表面的装卸器和传感器芯片。该装卸器对于至少一个范围的光波长是光学透明的，包括在第一表面中形成的腔体，该腔体没有到达第二表面，其中该腔体包括从腔体的侧壁延伸的至少一个台阶。传感器芯片被布置在腔体中并被安装到该至少一个台阶。该传感器芯片包括具有前和后相对表面的基板，形成在前表面处的多个光电检测器，和形成在前表面处的多个接触焊盘，所述多个接触焊盘被电耦合到所述光电检测器。

在本发明的又一个方面中，形成图像传感器封装的方法包括提供具有相对的第一和第二表面的晶体装卸器；在第一表面中形成腔体，该腔体具有从腔体的侧壁延伸的至少一个台阶，其中该腔体以孔的形式终止在第二表面；将盖子安装到第二表面，该盖子在孔上延伸且覆盖该孔，其中该盖子对于至少一个范围的光波长是光学透明的；以及将传感器芯片安装到腔体中并安装到该至少一个台阶。该传感器芯片包括具有前和后相对表面的基板，形成在前表面处的多个光电检测器，和形成在前表面处的多个接触焊盘，所述多个接触焊盘被电耦合到所述光电检测器。

在本发明的又一个方面中，形成图像传感器封装的方法包括提供具有相对的第一和第二表面的装卸器；在第一表面中形成腔体，该腔体没有到达第二表面，其中该腔体包括从腔体的侧壁延伸的至少一个台阶，并且其中该装卸器对于至少一个范围的光波长是光学透明的；以及将传感器芯片安装到腔体中并安装到该至少一个台阶。该传感器芯片包括具有前和后相对表面的基板，形成在前表面处的多个光电检测器，和形成在前表面处的多个接触焊盘，所述多个接触焊盘被电耦合到所述光电检测器。

本发明的其他目的和特征将通过阅览说明书、权利要求和附图而变得明显。

附图说明

图1A-1E是半导体封装结构的截面侧视图，其依次示出了用于图像传感器芯片的封装结构的加工过程中的各步骤。

图2A-2G是半导体封装结构的替换实施例的截面侧视图，其依次示出了用于图像传感器芯片的封装结构的加工过程中的各步骤。

图3是图2G的实施例的截面侧视图，但是对于半导体孔、盖子和互连中的导电材料具有修改的配置。

图4是半导体封装结构的第二个替换实施例的截面侧视图。

图5是半导体封装结构的第三个替换实施例的截面侧视图。

图6是图2G的实施例的截面侧视图，但是具有BSI型传感器。

具体实施方式