[发明专利]晶片级光学传感器封装和低剖面照相机模块以及制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及用于光学传感器器件的晶片级封装，尤其涉及在其中将传感器组件嵌入模制化合物层中的封装，而且还涉及包括此类封装的照相机模块。

背景技术

关于将光学传感器耦合至照相机电路，设计师面对的挑战是，器件必须定位于衬底上且光学传感器面向外，而且不存在可能干扰光学图像的接收的任何障碍物。因此有必要使用如下技术将电路耦合至并不覆盖光学传感器的接触焊盘，该技术通常不兼容光学传感器的校正操作。此外，因为照相机模块更通常地使用在小电子设备(诸如手机和平板计算机)中，所以存在强大的市场压力以降低模块的高度使得它们能够安装于更薄的设备中。

图1示出了具有半导体裸片22的已知的照相机模块20，光学传感器电路26形成于半导体裸片22上。裸片22装配至衬底24，并且焊线28将传感器电路耦合至衬底中的电路。壳体30覆盖半导体裸片22并且支撑透镜镜筒32，透镜镜筒32转而支撑透镜阵列36和玻璃板34。玻璃板34通常包括红外波长滤波器涂层。

图2示出了另一已知的照相机模块40，其包括带有光学传感器电路26的半导体裸片42、玻璃板52、滤波器板56以及带有透镜阵列60的透镜壳体58。半导体裸片42包括将传感器电路26耦合至支撑衬底46上的电路的硅通孔(TSV)。支柱62将壳体耦合至下面的支撑衬底46，并且提供焊料球50阵列以将模块耦合至电路板。

图1的示例是存在问题的，因为壳体必须足够高且足够宽以收纳焊线28，这使得它在用于小电子设备中时不太令人满意，因为它限制了此类设备的最小厚度。

图2的示例是对先前示例的改进，因为它消除了焊线，这实现了具有降低的高度的更紧凑的结构，这意味着在其中装配该结构的设备可以比图1的设备更薄。然而，存在与图2中所示的配置关联的一些问题，包括潜在的漏光问题。下文将讨论这些问题和其它问题。

发明内容

根据实施例，提供了一种晶片级照相机传感器封装，包括在前表面上带有光学传感器的半导体衬底。TSV贯穿衬底延伸并从衬底后侧提供与传感器的I/O接触。透明盖体定位于前表面上面，并且盖体和衬底嵌入模制化合物层中，模制化合物层的前表面与盖体的前部处于共面，并且后表面与衬底的后部处于共面。硅通孔(TSV)贯穿衬底延伸并从衬底后侧提供与传感器的I/O接触。

根据一些实施例，表面装配器件、电磁屏蔽件、贯穿晶片连接件嵌入模制化合物层中。重分布层定位于模制化合物层的后表面上，并且包括用于将封装装配至下面的电路板的接触焊盘，并且还包括导电迹线，导电迹线将接触焊盘、TSV、表面装配器件、屏蔽件和贯穿晶片连接件互连。

根据另一实施例，照相机模块包括类似于上述图像传感器封装的图像传感器封装，并且还包括耦合至传感器模块的前部面的透镜组件。各向异性的导电粘接剂定位于传感器封装的前部上以物理地和电性地将透镜组件耦合至封装。

根据另一实施例，提供一种制造工艺，制造工艺包括：将透明的或者选择性透明的盖板耦合至半导体晶片的在其上形成多个光学传感器的前部面。合成的组件随后被分割，并且将每个裸片嵌入重构(reconstitued)晶片的模制化合物层中，以及将重分布层形成在重构晶片的后部面上。

在形成模制化合物层之后，在平面化工艺中将重构晶片的前部面和/或后部面减薄，在此之后，将重构晶片分割成重构裸片。

根据实施例，还将与每个传感器组件关联的电子元件嵌入模制化合物层中

根据实施例，将半导体裸片嵌入模制化合物层中，裸片的后部面位于由模制化合物层的后部面限定的平面中。光学传感器电路形成于裸片的前部面上。还将透明盖体嵌入定位于裸片的前部面上面的模制化合物层中，盖体的前部面位于由模制化合物层的前部面限定的平面中。透明盖体的横向尺寸与半导体裸片的横向尺寸基本是共同延伸的。

根据实施例，将贯穿晶片连接件嵌入模制化合物层中，其前接触表面位于由模制化合物层的前部面限定的平面中。

在相关实施例中，将透镜组件耦合至模制化合物层的前部面，透镜组件具有如下接触表面，该接触表面耦合至贯穿晶片连接件的前接触表面并且经由贯穿晶片连接件耦合至模制化合物层的后部面上的重分布层。

附图说明

图1和图2是相应现有技术的照相机模块的概略侧视图。

图3至图10是制造工艺中相应阶段的光学传感器封装的示意侧视图，并且包括图7、图7A和图7B。图7A和图7B是在图7中7A处截取的重构晶片的一部分的放大视图，示出相应替换实施例。