[发明专利]传感器封装方法以及传感器封装

说明书

技术领域

本发明通常涉及半导体封装。更具体地说，本发明涉及形成半导体封装的晶圆级半导体封装。

背景技术

近年来，微电子系统技术广受欢迎。这是因为它们提供了一种制作非常小的电子和机械结构的方式并且通过使用传统批量半导体加工工艺在单一衬底上集成这些结构。当这些微电子器件成为主流技术时，半导体封装的制作和易用性方面的有效封装费用面临着挑战。

附图说明

结合附图并参阅详细说明书以及权利要求，对本发明会有比较完整的理解。其中在附图中类似的参考符号表示相同元件，并且附图不一定是按比例绘制；以及

图1示出了根据实施例的示例传感器封装的俯视图;

图2示出了沿着图1的剖面线A-A的传感器封装的侧视图;

图3示出了根据另一个实施例的沿着图1的剖面线A-A的传感器封装的侧视图;

图4示出了制作图1-图3的传感器封装的封装过程的流程图;

图5示出了结合封装过程被使用的传感器晶圆结构的俯视图;

图6示出了与图2中说明的实施例相对应的传感器晶圆结构的部分侧视图;

图7示出了与图3中说明的实施例相对应的另一个传感器晶圆结构的部分俯视图;

图8示出了结合封装过程被使用的、以控制器晶圆的形式的控制器元件的俯视图；

图9示出示了控制器晶圆的放大部分俯视图;

图10示出了沿着图9的剖面线10-10的控制器晶圆的部分侧面剖视图;

图11示出了根据另一个实施例的结合封装过程被使用的、以多个单独控制器管芯的形式的控制器元件的侧视图；

图12示出了根据封装过程的在封装的初始阶段的控制器晶圆的部分侧面剖视图;

图13示出了在封装的后续阶段被粘结到图6的传感器结构以形成堆叠结构的控制器晶圆的部分侧面剖视图;

图14示出了在封装的后续阶段的图13的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图15示出了在封装的后续阶段的图14的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图16示出了在封装的后续阶段的图15的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图17示出了在封装的后续阶段的图16的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图18示出了根据图4的封装过程的产生于图17的堆叠晶圆结构的传感器封装的侧面剖视图；

图19示出了根据图4的封装过程、以控制器管芯的形式在封装的中间阶段被粘结到传感器晶圆结构以形成堆叠结构74的控制器元件的部分侧面剖视图;

图20示出了在封装的后续阶段的图19的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图21示出了在封装的后续阶段的图20的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图22示出了在封装的后续阶段的图21的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;

图23示出了在封装的后续阶段的图22的堆叠晶圆结构的部分侧面剖视图;以及

图24示出了根据图4的封装过程的产生于图23的堆叠晶圆结构的传感器封装的侧面剖视图。

具体实施方式

半导体封装通常提供了一组相关的元件。这些元件包括例如一个或多个封装的半导体器件、从器件到封装的互连、提供机械支撑和电、化学、以及环境保护的周围或包括结构、以及将封装附着于主板或系统的连接结构。半导体封装过程的研发人员面临的挑战起因于例如半导体器件对高温工艺的灵敏度（例如，微电子和微观结构）、对合适屏蔽的需要，在某些情况下需要密封或接近密封的密封以保护器件免受污染，等等。由于至少部分的这些挑战，封装是这些器件的主要成本动因中的一个。

半导体封装中的一个或多个半导体器件可以是微电子传感器（例如，磁强计）、微机电系统（MEMS）传感器（例如，加速度计、陀螺仪、压力传感器）、或一些其它微型传感器。对于这样的传感器,适当的封装是很重要的以确保在传感器器件之间往返的信号完整性。例如，传感器封装中的一个传感器器件或多个传感器器件的角位移可以导致测量信号的误差。同样地，传感器封装中的传感器的精确角对准对于接收准确测量结果是至关重要的。