传感器裸片封装制造技术

本公开涉及一种封装，该封装包括在裸片上并且覆盖裸片的传感器的透明层以及从封装的第一表面延伸到封装的与第一表面相对的第二表面的多个电连接件。在封装的至少一个实施例中，电连接件各自包括：向裸片的对应接触焊盘的第一侧延伸穿过透明层的导电结构；以及向与第一侧相对的对应接触焊盘的第二侧延伸到裸片的第二表面中的至少一个电过孔。在封装的至少另一实施例中，电连接件：包括向裸片的对应接触焊盘的第一侧延伸穿过模塑料的导电结构；以及向与第一侧相对的对应接触焊盘的第二侧延伸到裸片的第二表面中的至少一个电过孔。延伸到裸片的第二表面中的至少一个电过孔。延伸到裸片的第二表面中的至少一个电过孔。

【技术实现步骤摘要】
传感器裸片封装


[0001]本公开涉及具有传感器裸片的封装。

技术介绍

[0002]通常，半导体器件封装，诸如芯片级封装、晶片级芯片级封装 (WLCSP)或晶片级封装(WLP)，包含被装在模塑料、聚合物、密 封剂等中的半导体器件、半导体裸片或集成电路裸片。半导体器件、 半导体裸片或集成电路裸片可以是被配置为检测任何数目的数量或 质量的传感器，或者可以是被利用来控制各种其他电子组件的控制 器。例如，这样的半导体器件封装可以检测光、温度、声音、压力、 应力、应变或任何其他数量或质量。其他半导体器件、半导体裸片或 集成电路裸片可以是控制器、微处理器、存储器或一些其他类型的半 导体器件、半导体裸片或集成电路裸片。
[0003]通过光传感器检测光的传统WLCSP被形成为包括导电焊盘，焊 接材料直接耦合到该导电焊盘，以使得传统WLCSP可以被安装到电 子器件(例如，膝上型计算机、智能电话、平板计算机、游戏控制台、 计算器、计算机、印刷电路板(PCB)等)。通常，焊接材料采用焊 球的形式(例如，球栅阵列)并且仅位于传统WLCSP的单侧上。在 传统WLCSP的第二侧上，透明材料覆盖光传感器并将光传感器暴露 于外部环境，以使得光穿过透明材料并且到达光传感器。
[0004]当传统WLCSP被安装在电子器件内或安装到PCB时，传统 WLCSP的透明材料保持未被覆盖以通过透明材料将光传感器暴露于 光。由于在传统WLCSP的第二侧没有电接触或连接件，所以其他传 统封装不能被堆叠在传统WLCSP的第二表面上或耦合到传统 WLCSP的第二表面。如此，在电子器件内提供了相对大量的空间以 容纳传统WLCSP。此外，由于其他传统封装不能被堆叠在传统 WLCSP的第二侧上，因此也提供了附加的空间以容纳其他传统封装。
[0005]通常，在传统WLCSP中形成的与光传感器的电连接件通常由电 线、电迹线或两者的组合来形成。电线或迹线将电信号和电功率从外 部电源传送到传统WLCSP内的传感器裸片。随着电线和迹线长度增 加，由于电线和迹线长度增加的距离，电阻增加。随着电线和迹线的 长度增加，电信号或电功率行进以到达传统WLCSP内的有源组件(例 如，裸片)的距离也增加。电阻和距离的增加会增加电信号或电功率 必须行进以到达传感器裸片的总时间，这最终会增加传统WLCSP内 的电阻抗和寄生电感。电阻抗和寄生电感的增加会增加通过电线和迹 线而传送到传统WLCSP内的传感器裸片的电信号或电功率内的噪声 量。
[0006]包括光传感器的其他传统封装包括间隙球栅阵列(iBGA)封装、 光学启用球栅阵列(OBGA)封装、硅通孔(TSV)封装和CPACK 封装，通常仅在封装的第一侧上具有焊球或电接触焊盘(例如，外部 电连接件)。

技术实现思路

[0007]本公开的实施例克服了与如早先讨论的具有光传感器并且仅在 单侧上具有焊球
的传统WLCSP相关联的重大挑战。一个重大挑战是 减小半导体器件封装的整体轮廓，同时在电子器件内或PCB上容纳 具有光传感器的WLCSP和其他封装。
[0008]另一个重大挑战是提供在WLCSP内具有长度相对较短的电连接 件的WLCSP，以降低电阻、电阻抗和寄生电感，以及降低WLCSP 内的其他潜在功率完整性问题的影响。
[0009]本公开涉及半导体器件封装的各种实施例，该半导体器件封装包 括第一表面和与第一表面相对的第二表面、封装内的至少一个裸片、 以及从封装的第一侧延伸到第二侧并且也延伸穿过裸片的电连接件。
[0010]在本公开的封装的一些实施例中，裸片包括被透明材料(例如， 透明环氧树脂、透明聚合物、透明玻璃、透明衬底等)覆盖和保护的 光传感器，该透明材料允许光从外部环境畅通无阻地传递到光传感 器。透明材料位于裸片的第一表面上。透明材料包括多个侧壁和在透 明材料的多个侧壁中的相对侧壁之间延伸的第一尺寸。裸片包括多个 侧壁和在裸片的多个侧壁中的相对侧壁之间延伸的第二尺寸。第一尺 寸和第二尺寸基本上彼此相等，并且透明材料的多个侧壁中的侧壁与 裸片的多个侧壁中的对应侧壁对准或共面。
[0011]在一些实施例中，第一尺寸可以小于第二尺寸。在这些实施例中， 导电结构从裸片的接触焊盘延伸通过模塑料到模塑料的第三表面。导 电结构横向上与裸片上的透明材料相邻，该透明材料覆盖裸片的光传 感器。
[0012]硅通孔(TSV)或电通孔向裸片的第一表面处的接触焊盘延伸到 裸片的第二表面中。导电结构从接触焊盘向透明材料的第三表面延 伸。第三表面背离裸片。TSV、接触焊盘和导电结构形成直接从封装 的第一表面延伸到封装的第二表面的电连接件。
[0013]一种制造从封装的第一表面向封装的第二表面延伸的电连接件 的方法包括：在晶片的表面上形成透明材料以及在晶片的表面处的接 触焊盘上形成导电结构。该方法还包括：通过对晶片、透明材料和导 电结构进行单片化来形成多个裸片。该方法包括：将多个裸片耦合到 临时载体；形成覆盖多个裸片的侧壁的模塑料；从临时载体去除模塑 料和多个裸片；以及翻转模塑料和多个裸片。该方法还包括：将经翻 转的模塑料和多个裸片耦合到另一临时载体；形成延伸到多个裸片中 的多个硅通孔，以及通过对多个裸片和模塑料进行单片化来形成本公 开中所公开的WLCSP的实施例。
[0014]本公开中的WLCSP的实施例不像传统WLCSP那样具有电线。 相反，在本公开的WLCSP中，与传统WLCSP中的电线和迹线相比， 电连接件的长度相对较短。这种相对的短小降低了本公开的WLCSP 内的电阻、电阻抗和寄生电感。与传统WLCSP相比，这些各种特性 的该减小降低了本公开的WLCSP内的功率完整性问题的影响。虽然 单个WLCSP内的电阻、电阻抗和寄生电感的这种减小在包括本公开 的WLCSP作为整体的电子器件内看起来相对较小，但是随着在电子 器件内或电子器件上的WLCSP的数目增加，当利用多个传统WLCSP 代替本公开的WLCSP的实施例时，由于功率完整性问题和由在电子 器件内或电子器件上的WLCSP的组合所引起的噪声而导致的这些多 个WLCSP的组合效应大大增加。
[0015]电连接件越短导致本公开的WLCSP的实施例比传统WLCSP更 薄。
附图说明
[0016]为了更好地理解实施例，现在将通过示例的方式对附图信息参 考。在附图中，除非上下文另有指示，否则相同的附图标记识别相似 的元件或动作。图中元件的大小和相对
比例不一定按比例绘制。例如， 这些元件中的一些可能会被放大和定位以提高绘图的易读性。
[0017]图1A是沿着图1B中的线A
‑
A所截取的封装的实施例的横截面 图；
[0018]图1B是图1A中所示的封装的实施例的顶部平面图；
[0019]图1C是图1A和图1B中的封装的实施例的底部平面图；
[0020]图2A是沿着图2B中的线B
‑
B所截取的封装的备选实施例的横 截面图；
[0021]图2B是图2A中所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器件，包括：裸片，包括传感器、以及与所述传感器相邻的接触焊盘；透明层，所述透明层位于所述裸片上，所述透明层具有面向外部的表面；导电结构，所述导电结构向所述接触焊盘延伸到所述面向外部的表面中；以及模塑料，所述模塑料围绕所述裸片和所述透明层，所述模塑料具有外表面，所述外表面与所述透明层的所述面向外部的表面相比距离所述传感器更远。2.根据权利要求1所述的器件，还包括：多个非导电层，所述多个非导电层在所述外表面上并且部分地覆盖所述面向外部的表面；以及导电层，所述导电层延伸穿过耦合到所述导电结构的所述多个非导电层，所述导电层与所述透明部分的所述面向外部的表面重叠。3.根据权利要求2所述的器件，还包括键合焊盘，所述键合焊盘耦合到所述导电层，所述键合焊盘与所述透明部分的所述面向外部的表面重叠。4.根据权利要求2所述的器件，还包括在所述多个非导电层中的开口，所述开口部分地暴露所述透明部分的所述面向外部的表面。5.根据权利要求1所述的器件，其中所述透明材料和所述裸片包括：从所述模塑料的第一内侧壁延伸到所述模塑料的、与所述第一内侧壁相对的第二内侧壁的第一尺寸。6.根据权利要求1所述的器件，其中还包括导电层，所述导电层延伸到所述裸片的第二表面中，所述裸片的第二表面与所述裸片的第一表面相对，所述接触焊盘和所述传感器位于所述裸片的第一表面上，所述导电层耦合到所述接触焊盘。7.一种器件，包括：裸片，所述裸片包括：第一表面、以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面具有第一表面区域；传感器，在所述第一表面处；以及导电焊盘，在所述第一表面处；透明层，所述透明层在所述第一表面上，所述透明层具有小于所述第一表面区域的第二表面区域；模塑料，所述模塑料在所述第一表面上，所述模塑料与所述透明层的侧壁相邻，并且与所述裸片的侧壁相邻；以及导电结构，所述导电结构向所述导电焊盘延伸到所述模塑料中。8.根据权利要求7所述的器件，其中所述模塑料覆盖所述透明层的侧壁，并且覆盖所述裸片的侧壁。9.根据权利要求7所述的器件，其中所述模塑料具有边缘部分，所述边缘部分远离所述透明层的背离所述裸片的表面而延伸，并且所述边缘部分围绕所述透明层的所述表面，以使所述透明层的所述表面凹陷在所述模塑料内。10.根据权利要求7所述的器件，其中：所述模塑料包括与所述裸片的所述第二表面共面的第三表面、与所述第一表面相对的第四表面、从所述第三表面延伸至所述第四表面的第一部分、以及从所述第三表面延伸至所述第四表面的第一尺寸；以及
所述透明层包括与所述裸片的所述第一表面间隔开第二尺寸的表面，所述第二尺寸小于所述第一尺寸。11.一种方法，包括：在晶片的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：