一种制造一个或多个光电子器件的方法，每个光电子器件包括至少一个无源光学组件。该方法包括提供第一载体，将可溶性粘合剂沉积到第一载体的表面上，以及将多个集成电路器件放置到所述表面上并固化可溶性粘合剂以将集成电路器件固定到载体上。该方法还包括将成型材料沉积到第二载体的多个模具上以形成多个所述无源光学组件，对准所述第一载体和所述第二载体使得多个无源光学组件接触多个集成电路器件的相应区域，将聚合物化合物注入所述第一载体和所述第二载体之间的空间中并固化所述聚合物化合物，移除所述第二载体以留下通过所述聚合物化合物固定到集成电路器件的多个光学组件，以及溶解所述可溶性粘合剂以从第一载体移除集成电路器件、聚合物化合物和无源光学组件以提供晶圆封装。件以提供晶圆封装。件以提供晶圆封装。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶圆级芯片规模封装
[0001]本专利技术涉及晶圆(wafer)级芯片规模封装，并且更具体地涉及利用真空注射成型用于光电子组件的这种芯片规模封装。
技术介绍
[0002]传统的集成电路(IC)技术利用接合线将IC晶粒(die)的表面上的接触焊盘(pad)电耦合到外部电路，例如双列直插式或扁平封装的引脚。然而，这对可以建立的连接的数量施加了不合理的限制。为了便于增加连接的数量，引入了所谓的球栅阵列封装(BGA)技术。在典型的BGA应用中，器件的整个下表面(通常称为“正面”)用于容纳焊球所附接的焊盘。焊盘耦合到IC，而焊球又允许器件固定到例如具有铜焊盘的匹配图案的印刷电路板(PCB)。
[0003]为了进一步增加互连引脚的密度，最近引入了称为嵌入式(或扩展式)晶圆级球栅阵列(eWLB)的技术。eWLB利用晶圆级封装(WLP)技术，其允许集成电路的封装同时仍然是晶圆的一部分。然而，与WLP不同，eWLB不在硅晶圆上创建封装。而是，它产生人造晶圆。切割经前端处理的硅晶圆，并将单片化芯片放置在载体上。在一些情况下，将单片化芯片类型的混合一起放置在载体上。载体上的单片化芯片之间的间隙填充有浇注化合物，使得整个结构形成包含多个单片化芯片的单个人造晶圆。通过随后移除载体，留下封装的单片化芯片，可以使用例如薄膜技术来建立从正面上的芯片焊盘到互连的电连接。还可以提供将芯片彼此互连的连接。然后可以切割完成的人造晶圆以提供各个器件。这种方法允许到球栅阵列的连接的“扇出”，增加了可以在芯片和外部电路之间建立的互连的数量。
[0004]虽然这些eWLB技术良好适用于许多芯片类型，但是除了正面上的焊盘之外或者代替这些正面焊盘，在芯片在芯片的顶面或“背”面上包括电接触焊盘的情况下出现了挑战。在包括被设计为作为光学传感器操作的芯片的光电子芯片的情况下，通常存在这种背面焊盘。这种类型的芯片需要所谓的双侧访问(TSA)eWLB。US9177884描述了这样的接入解决方案，并且涉及在单片化之前从芯片的背面上的电导体生长出金属“印模(stamp)”。在芯片已经被单片化并附接到载体之后，芯片被封装在聚合物模具材料内。然后将材料磨回以暴露各种金属印模，这些金属印模现在都处于相同的水平。与已知的eWLB过程一样，使用薄膜技术来延伸出正面上的焊盘并互连不同的芯片。穿过模具材料钻出孔，并且这些孔填充有导电材料，以利用导电通孔将正面上的延伸焊盘电连接到背面。焊球附接到(在背面处的)导电通孔的顶部和暴露的金属印模，从而在背面上产生球阵列。然后可以将人造晶圆切割以提供单片化人造芯片。这种类型的芯片被称为贯穿基板通孔(Through Substrate Via，TSV)芯片。
[0005]单片化TSV芯片可能需要进一步封装，例如以便结合无源光学组件，例如透镜和光导通道。Johan Hamelink等人在2017第19届电子封装技术会议上的论文“Selective over
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molding of a CMOS TSV Wafer with the Flexible 3D Integration of Components and Sensors”描述了一种称为“膜辅助成型和动态插入技术”的过程，该过程涉及将芯片定位在上模具和下模具之间，同时使用工具将选择压力施加到芯片的上表面区域，该上表面
区域必须在成型后保持打开。通过工具施加的压力，熔融聚合物被注入两个模具之间的空间中并固化以包封芯片，同时使上表面区域没有聚合物。然而，图1的过程不太适合于晶圆级生产，在晶圆级生产中在将晶圆单片化成单独的光电子器件之前在晶圆上执行包覆成型。
技术实现思路
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种制造一个或多个光电子器件的方法，每个光电子器件包括至少一个无源光学组件，例如透镜。该方法包括(a)提供第一载体，(b)将多个集成电路器件粘附到该第一载体的表面上以将该集成电路器件固定到该第一载体，以及(c)将光学成型材料沉积到第二载体的多个模具上。该方法还包括(d)对准和配置所述第一载体和所述第二载体，使得该光学成型材料接触该多个集成电路器件的相应区域，(e)固化该光学成型材料以形成附接到所述区域的多个所述无源光学组件，(f)将聚合物化合物注入所述第一载体和所述第二载体之间的空间中并固化所述聚合物化合物，(g)移除所述第二载体以留下固定到该集成电路器件的该多个光学组件，以及(h)从第一载体移除该集成电路器件、聚合物化合物和无源光学组件以提供晶圆封装。
[0007]步骤(b)可以包括使用粘合剂(例如可溶性粘合剂或胶带)将所述多个集成电路器件粘附到第一载体的所述表面上。粘合剂可以是水溶性粘合剂，并且该方法包括在步骤(h)之后使用水除去粘合剂或任何残留的粘合剂。
[0008]在步骤(h)之后，晶圆封装可以被细分或切割以提供多个所述光电子器件。这可以是单组件器件、双组件器件(例如，具有发射器和接收器)或多组件器件。
[0009]多个集成电路可以机械和电耦合到平面基板(例如硅基板)的第一表面，其中焊料凸块设置在基板的相对的第二表面上并且贯穿基板通孔提供焊料凸块与集成电路之间的电耦合，并且步骤(b)包括使所述第二表面抵靠第一载体的所述表面，使得焊料凸块与可溶性粘合剂接触。第一载体的表面可以限定多个井(well)，所述可溶性粘合剂沉积到该井中。
[0010]可替代地，该方法可以包括，在步骤(h)之后，将晶圆封装附接到印刷电路板PCB的第一表面以提供复合结构，PCB设置有在PCB的第二相对表面上的焊料凸块以及用于将焊料凸块电耦合到所述第一表面、从而电耦合到晶圆封装的集成电路器件的贯穿PCB通孔。该方法可以包括在设置在PCB的所述第一表面上的导电焊盘上使用导电粘合剂，以及在第一表面的其他区域上使用非导电粘合剂，以将晶圆封装附接到PCB。
[0011]多个集成电路可以机械和电耦合到平面基板(例如硅基板)的第一表面，其中贯穿基板通孔提供所述集成电路组件和所述PCB之间的电耦合。在将晶圆封装附接到PCB之后，复合结构可以被细分或切割以提供多个所述光电子器件。
[0012]该方法可以包括在步骤(g)和(h)之间在集成电路器件之间刻划(scribe)所述聚合物化合物。
[0013]聚合物化合物可以至少部分地围绕无源光学组件，以为这些组件提供额外的机械支撑。
[0014]根据本专利技术的第二方面，提供了一种分立(discrete)光电子器件，其包括至少一个集成电路器件、具有第一表面的基本上平面的基板、以及位于该基板的第二相对表面上并且通过所述基板电耦合到该光电子组件或每个光电子组件的一个或多个焊料凸块，该光
电子组件或每个光电子组件固定到该第一表面上。该器件还包括粘附到该集成电路器件或每个集成电路器件的表面的一个或多个无源光学组件、以及在该基板上方部分地围绕该集成电路器件或每个集成电路器件的聚合物。聚合物可以可选地提供该光电子组件或每个光电子组件与基板的机械耦合。
[0015]该器件可以包括具有不同光学特性的两个或更多个无本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造一个或多个光电子器件的方法，每个所述光电子器件包括至少一个无源光学组件，所述方法包括：(a)提供第一载体；(b)将多个集成电路器件粘附到所述第一载体的表面上以将所述集成电路器件固定到所述第一载体；(c)将光学成型材料沉积到第二载体的多个模具上；(d)对准和配置所述第一载体和所述第二载体，使得所述光学成型材料接触所述多个集成电路器件的相应区域；(e)固化所述光学成型材料以形成附接到所述区域的多个所述无源光学组件；(f)将聚合物化合物注入所述第一载体和所述第二载体之间的空间中并固化所述聚合物化合物；(g)移除所述第二载体以留下固定到所述集成电路器件的所述多个光学组件；以及(h)从所述第一载体移除所述集成电路器件、所述聚合物化合物和所述无源光学组件以提供晶圆封装。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括使用粘合剂，例如可溶性粘合剂或粘合带，将所述多个集成电路器件粘附到所述第一载体的所述表面上。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述粘合剂是水溶性粘合剂，并且所述方法包括在步骤(h)之后使用水除去所述粘合剂或任何残留的粘合剂。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个集成电路是相同或不同类型的光电子组件。5.根据权利要求1所述的方法，包括在步骤(h)之后切割所述晶圆封装以提供多个所述光电子器件。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个集成电路机械和电耦合到平面基板的第一表面，所述平面基板例如是硅基板，其中焊料凸块设置在所述基板的相对的第二表面上并且贯穿基板通孔提供所述焊料凸块与所述集成电路之间的电耦合，并且步骤(b)包括使所述第二表面抵靠所述第一载体的所述表面，使得所述焊料凸块与可溶性粘合剂接触。7.根据权利要求6所述的方法，所述第一载体的所述表面限定多个井，所述可溶性粘合剂沉积到所述井中。8.根据权利要求1所述的方法，包括在步骤(h)之后将所述晶圆封装附接到印刷电路板PCB的第一表面以提供复合结构，所述PCB设置有在所述PCB的第二相对表面上的焊料凸块以及用于将所述焊料凸块电耦合到所述第一表面、从而电耦合到所述晶圆封装的集成电路器件的贯穿PCB通孔。9.根据权利要求8所述的方法，包括在设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁金华，余启川，张勇庆，方畯豪，KO昂，
申请(专利权)人：ams传感器亚洲私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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