[发明专利]以晶片级生产光学传感器的方法和光学传感器

说明书

以晶片级生产光学传感器的方法，包括以下步骤：提供具有主顶表面和主背表面的晶片，以及在晶片的顶表面处或附近布置具有至少一个光敏组件的至少一个第一集成电路。此外，在晶片中提供用于经由背表面电接触至少一个第一集成电路的至少一个衬底通孔，并且通过在晶片的顶表面上方对第一模具材料进行晶片级模制而形成透明的第一模具结构，使得第一模具结构至少部分地包围第一集成电路。最后，通过在第一模具结构上方对第二模具材料进行晶片级模制来形成不透明的第二模具结构，使得第二模具结构至少部分地包围第一模具结构，在透明的第一模具结构的至少一个顶表面的顶部上留下孔径。

本发明涉及一种以晶片级生产光学传感器的方法和一种光学传感器。

背景技术

光学传感器是将光或光的变化转换成电子信号的电子检测器。它们被用于许多工业和消费者应用中。由于环境光传感器(ALS)光学传感器通常被用于根据环境光的强度来自动控制显示器的亮度，这既是为了用户的舒适度，也是为了节省手持装置中的电池功率。

光学传感器应该对来自大范围角度的照射到传感器孔径的光进行强有力的响应。同时，角度的范围或视场不应该太宽，这是因为当光以大角度入射到传感器表面时，许多光学传感器容易出现误差。另一个误差来源构成了不是源自周围环境而是来自装置本身内的光，例如，来自屏幕显示器的杂散光、移动电话中的背光或来自相邻有源传感器发射的光。这导致光学串扰并最终降低信噪比。

封装技术旨在减少上述误差的来源。传感器封装件中的孔径定义了限制角度的范围，并减少了周围环境和相邻电子组件的光学串扰。然而，目前的开放式腔体封装技术要么是复杂的并且因此是昂贵的，要么是不能被用于大多数晶片级应用，这是因为纵横比和引脚尺寸的要求可能是关键的(或两者兼而有之)。

发明内容

根据提出的内容的一个方面，一种以晶片级生产光学传感器的方法包括以下步骤。提供了具有主顶表面和主背表面的晶片。至少一个第一集成电路被布置在晶片的顶表面处或附近。第一集成电路具有至少一个光敏组件。而且，晶片被设置有至少一个衬底通孔，用于电接触晶片的顶表面和背表面。

借助于使用第一模具结构和第二模具结构的晶片级模制在晶片上形成晶片级封装。因此，生产光学传感器的方法包括通过在晶片的顶表面上方对第一模具材料进行晶片级模制来形成第一模制结构。这样做使得第一模具结构至少部分地包围第一集成电路。第二模具结构通过在第一模具结构上方对第二模具材料进行晶片级模制而被形成。这样做使得第二模具结构至少部分地包围第一模具结构。

晶片级模制是整个工艺流程的集成部分，其可以包括进一步的步骤，诸如包括集成电路或传感器的晶片前表面的(CMOS)处理、在传感器上沉积过滤结构或类似物、晶片背表面上的硅通孔(TSV)工艺和再分布层、晶片背表面上的凸块下金属化(UBM)、封装的晶片级模制、成球或凸块、分离单个冲模封装、以及最终测试。模制后的凸块可以以晶片级被制成，随后分离成最终封装。UBM也可以在模制步骤之后替选地被制成。

术语晶片级将被理解为在一个工艺步骤中被施加在衬底表面的主要部分上。例如，直到第一和第二模具结构两者都可以以晶片级被模制，才可以进行分离。然而，通常晶片可以在工艺的任何时刻处被分离成部件，并且通过分开或同时处理部件继续制造。因此，这样的过程也可以被认为是晶片级的。

光敏组件对光辐射敏感。在本文中术语“光学”或“光”是指可见光谱中的电磁辐射，例如，在400nm和800nm之间，(近)红外线和紫外线。实际上，如果没有另外指定，术语“光敏组件”将被理解为对视觉、红外和紫外线电磁辐射敏感。

与将晶片切割成个体电路然后将其封装对比，晶片级封装表示集成电路的封装，同时仍然是晶片的一部分。晶片例如包括半导体材料，诸如晶体硅。

该方法导致制造一个或多个光学传感器。例如，这些传感器可以被用作光学传感器、色敏传感器或环境光传感器。此外，传感器也可以被用作接近传感器。甚至可以添加其他模制结构以便基于所提出的方法制造接近传感器。