[发明专利]低轮廓图像传感器封装和方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子器件的封装，并且更特别地，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被封装在更小的封装（其在提供芯片外信号连通性的同时保护所述芯片）中的更小的集成电路（IC）器件（也被称为芯片）。一个实例是图像传感器，其是包括光电检测器（其将入射光转换成电信号）的IC器件（其精确地以良好的空间分辨率反映所述入射光的强度和颜色信息）。

在针对图像传感器的晶片级封装解决方案的发展背后存在不同的驱动力。例如，简化型因素（即，用于实现最高的容量/体积比率的增加的密度）克服空间限制并且使得能够实现更小的照相机模块解决方案。可以用更短的互连长度实现增加的电性能，其提高了电性能并且因此提高了器件速度，以及其大大地减少了芯片功率消耗。异质的集成允许不同的功能层的集成（例如，高和低分辨率图像传感器的集成、图像传感器与其处理器的集成等等）。

目前，板载芯片（COB-在其中裸芯片被直接安装在印刷电路板上）和Shellcase晶片级CSP（在其中晶片被层压在两片玻璃之间）是被用于构造图像传感器模块（例如，用于移动装置照相机、光学鼠标等等）的主要封装和装配工艺。然而，随着使用更高像素图像传感器，COB和Shellcase WLCSP装配变得越来越困难，归因于针对封装8和12英寸图像传感器晶片的装配限制、尺寸限制（此要求是针对较低轮廓器件）、产量问题和资本投资。此外，标准的WLP封装是扇入封装（在其中芯片面积等于封装面积），由此限制I/O连接的数量。最后，标准的WLP封装是裸片封装（其在试验处理、装配和SMT中可能是复杂的）。

存在对提供节约成本并且可靠（即，提供必要的机械支撑和电连接性）的低轮廓封装解决方案的改进的封装和封装技术的需要。

发明内容

图像传感器封装包括印刷电路板，所述印刷电路板包括：    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间延伸通过所述第一基底的孔；一个或多个电路层；以及多个第一接触焊盘，其被电耦合到所述一个或多个电路层。传感器芯片被安装到所述印刷电路板上并且被至少部分地布置在所述孔中。所述传感器芯片包括：第二基底，其具有相反的第一和第二表面；多个光电检测器，其被形成在所述第二基底上或所述第二基底中；以及多个第二接触焊盘，其被形成在所述第二基底的第一表面处，其被电耦合到所述光电检测器。每个电连接器将所述第一接触焊盘中的一个和所述第二接触焊盘中的一个电连接。透镜模块被安装到所述印刷电路板上，并且包括被布置用于将光聚焦到所述光电检测器上的一个或多个透镜。

形成图像传感器封装的方法包括：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个图像传感器，在其中每个图像传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个光电检测器和被形成在所述第一基底的第一表面处的多个第一接触焊盘，其被电耦合到所述光电检测器；通过将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将具有相反的第一和第二表面的第二基底安装到所述第一基底上；将部分延伸通过所述第二基底的沟槽形成至所述第二基底第二表面中，其中所述沟槽中的每个被布置在所述第一接触焊盘的一个或多个之上；形成多个开口，每个开口从所述沟槽中的一个延伸到所述第二基底第一表面并且暴露所述第一接触焊盘中的一个；形成多个导电迹线，每个导电迹线从所述第一接触焊盘中的一个延伸并且通过所述多个开口中的一个；沿着在所述图像传感器中间的切割线将所安装的第一和第二基底切割成多个分离的图像传感器组件，其中所述图像传感器组件中的每个包括所述图像传感器中的一个；将所述图像传感器组件中的一个安装到印刷电路板上，其中所述印刷电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、从所述腔延伸到所述第三基底第二表面的开口、一个或多个电路层以及被电耦合到所述一个或多个电路层的多个第二接触焊盘，其中所述一个图像传感器组件的第一基底被至少部分地布置在所述腔中；以及将所述一个图像传感器组件的所述多个导电迹线中的每个电连接到所述第二接触焊盘中的一个。