CN101728282A - 电子器件和用于制造电子器件的工艺 - Google Patents

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Abstract

提供一种电子器件和用于制造电子器件的工艺。减少了半导体元件的功能单元中的裂纹产生。在制造电子器件的工艺中，在晶圆上方形成围绕功能单元和光学透明层的框架部件；在包封金属模具段的模制表面与框架部件的上表面接触的同时通过将包封树脂注入到包封金属模具的空腔中形成填充框架部件外围的树脂层；形成树脂层之前或之后在框架部件内部的空间中形成光学透明层。在框架部件与包封金属模具段的模制表面接触的同时通过注入包封树脂形成包封树脂层，因此包封中用包封金属模具施加的压力被施加在功能单元周围的框架部件上方。此外在包封之后形成光学透明层，因此能避免通过包封金属模具段与光学透明层的接触引起的包封中施加的压力传递到功能单元。

Description

电子器件和用于制造电子器件的工艺
本申请以日本专利申请No.2008-267,547为基础，其内容在这里通过引用并入。
技术领域
本发明涉及电子器件和用于制造电子器件的工艺。
背景技术
在用于数字多功能光盘(DVD)的光电检测器中或者用于数码照相机的成像器件中采用的光敏元件通常被构造为被覆盖有透明的包封树脂以将光学信号导向光导管，同时保护光敏元件免受外部施加的压力。这些光敏元件通常具有下述构造，其中以其间的特定的距离在用作衬底的引线框架上单独地排列光敏元件，并且引线框架被包封有透明的树脂以提供覆盖。
作为用于处理光学信号的典型的电子器件，例如，日本专利特开No.2000-173,947公布了包括被直接地接合到光电器件芯片的光发射单元或者光敏单元的透明透镜，和由绝缘模制树脂材料构成的模制部件的塑料封装。经由阳极键合将已经被形成为具有透镜形状的透镜接合到光敏单元，并且然后，使用包含以特定的比率混合的玻璃填料的模制树脂材料执行模制工艺。
日本专利特开No.H03-11,757(1991)也公布了一种引线框架结构，其中固体拾取元件被粘附到由硼硅酸盐玻璃和形成在硼硅酸盐玻璃的一侧上的透明树脂层构成的透明部件。还描述了引线框架被安装在金属模具中，并且经由传递成型工艺利用环氧树脂模制以形成模制树脂。
在日本专利特开No.S62-257,757(1987)和日本专利特开No.S58-207,656(1983)中也公布了现有技术。
在上述文献中描述的技术中，当透明部件的外圆周长被覆盖有包封树脂时采用包封金属模具，并且包封树脂被注入包封金属模具的空腔中。因此，为了避免透明部件和金属模具之间的包封树脂的渗透，要求透明部件与包封金属模具的强烈而紧密的接触。因此，通过夹紧包封金属模具产生的压力被通过透明部件施加在半导体元件的功能单元的上方，从而半导体元件的功能单元可能无法承受该压力。这可以导致在半导体元件中产生诸如产生裂纹等等的故障。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造电子器件的工艺，包括：在具有其中形成的多个元件的晶圆的上方形成由第一树脂构成的树脂膜；图案化树脂膜以形成被安装为围绕元件的功能单元的框架部件；以及通过将第二树脂注入包封金属模具的空腔同时包封金属模具的模制表面与框架部件的上表面相接触来形成树脂层，树脂层填充框架部件的外围，其中该工艺包括，在形成树脂层之前或者之后，在框架部件的内部中的空间中形成光学透明层。
在用于制造电子器件的工艺中，在晶圆的上方形成被安装为围绕功能单元和光学透明层的框架部件，并且然后树脂被注入到包封金属模具的空腔中同时包封金属模具的模制表面与框架部件的上表面相接触以形成树脂层，该树脂层填充框架部件的外围，并且在形成树脂层之前或者之后，在框架部件的内部中的空间中形成光学透明层。通过注入包封树脂同时框架部件与包封金属模具的模制表面相接触来形成树脂层。因此，在包封中用包封金属模具施加的压力被施加在功能单元周围的框架部件的上方。此外，在包封之后形成光学透明层，或者在包封工艺期间定位光学透明层以使其低于框架部件的高度。因此，能够避免通过包封金属模具与光学透明层的接触引起的包封中施加的压力被传递到功能单元。这允许减少由包封金属模具与功能单元的接触引起的在包封中施加的压力。因此，能够减少半导体元件的功能单元中的裂纹的产生。
根据本发明，实现被构造用于减少半导体元件的功能单元中的裂纹的产生的电子器件，和用于制造电子器件的工艺。
附图说明
结合附图，根据某些优选实施例的以下描述，本发明的以上和其它目的、优点和特征将更加明显，其中：
图1A是示出实施例中的电子器件的透视图，并且图1B是沿着图1A中所示的线A-A’的横截面图；
图2A至图2D是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图3A至图3C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图4A至图4C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图5A至图5C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图6A至图6C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图7A至图7C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图8A至图8C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图9A至图9C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图10A至图10C是示出实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图11A至图11F是示出修改实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；
图12A至图12B是示出修改实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图；以及
图13是示出修改实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图。
具体实施方式
现在在这里将会参考示例性实施例描述本发明。本领域的技术人员将会理解使用本发明的教学能够完成许多替代实施例并且本发明不限于为解释目的而示出的实施例。
参考附图将会如下详细地描述根据本发明的用于电子器件和用于制造该电子器件的工艺的示例性实施方式。在所有的附图中，相同的数字被分配给附图中共同地出现的元件，并且将不会重复其详细的描述。
(第一实施例)
图1A是示出第一实施例中的电子器件的透视图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A’的横截面图。图2A至图2D、图3A至图3C、图4A至图4C以及图5A至图5C是示出第一实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图。
电子器件108包括：光敏元件101，该光敏元件101被形成在晶圆101a中；光学透明层113，该光学透明层113被形成在光敏元件101的功能单元101b上；框架部件102，该框架部件102被安装为围绕晶圆101a上的光学透明层113和功能单元101b；以及包封树脂层106，该包封树脂层106填充框架部件102的外围，其中框架部件102的上表面高于包封树脂层106的上表面的高度。光敏元件101还被通过金属细线105电气耦接到引线框架104。
具有多个功能单元101b的光敏元件101被形成在晶圆101a上(图2A)。功能单元101b被暴露在光敏元件101的表面的上方。功能单元101b能够通过光学透明层113接收光。
框架部件102具有中空空间，它内部地围绕功能单元101b和光学透明层113。例如，框架部件102的横截面可以是圆形，或者可以是多边形。
框架部件102由树脂(第一树脂)形成，其可利用光和/或热完全固化。更加具体地，通过图案化由膜形式的第一树脂构成的树脂膜102a形成框架部件102。
框架部件102的高度是0.12mm。框架部件102的高度可以优选地等于或者高于0.05mm，并且更优选地等于或者高于0.1mm。由于框架部件102能够被设计为具有高于金属细线105的高度，所以能够避免从光敏元件101的预定位置耦合到引线框架104的金属细线105与在用于电子器件108的制造工艺中采用的包封金属模具111的不想要的接触(请参见图4B)。因此，能够实现包封金属模具111a与框架部件102的上表面的密切接触，从而能够防止在框架部件102的表面的上方的用于形成包封树脂层106的树脂(第二树脂)的渗透。框架部件102的高度是从晶圆101a的主表面到框架部件102的上表面的竖直方向中的长度，并且还等于组成框架部件102的树脂的厚度。
框架部件102的弹性模量优选地在摄氏20度等于或者高于1GPa并且等于或者小于6GPa，并且在摄氏200度等于或者高于10MPa并且等于或者小于3GPa。在摄氏20度从1GPa到6GPa的范围内的弹性模量提供用于保护电子器件108的光敏元件101的功能。另一方面，由于在用于电子器件108的制造工艺中在与包封金属模具111的压力接触期间框架部件102能够展示出更少量的弹性变形以用作缓冲材料，所以在摄200度从10MPa到3GPa的范围内的弹性模量提供光敏元件101对于被施加的压力的保护。在利用光和热完全地固化树脂的条件下框架部件102的弹性模量是构成框架部件102的树脂的弹性模量。
框架部件102具有不低于包封树脂层106的上表面的上表面，并且被构造为从包封树脂层106向上凸出。从包封树脂层106的上表面的高度开始计算，框架部件102的上表面的高度等于或者大于0mm并且等于或者小于0.06mm。
包封树脂层106由用于包封的树脂(第二树脂)形成。包封树脂可以包含无机填料，并且更加具体地是玻璃填料。这提供包封树脂层106的增强的强度。
光学透明层113被安装为覆盖位于光敏元件101上的框架部件102的内部中的功能单元101b。光学透明层113的上表面高于框架部件102的上表面，并且是凸面。更加具体地，被暴露于框架部件102的外部的光学透明层113的表面被固化。
光学透明层113由可用光和/或热完全固化的树脂(第三树脂)形成。它由光学透明材料构成。
将会参考图2A至图2D、图3A至图3C、图4A至图4C以及图5A至5C描述第一实施例中的用于制造电子器件的工艺。图2A至图2D、图3A至3C、图4A至图4C以及图5A至图5C是示出第一实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图。
用于制造电子器件108的工艺包括：在其中形成的多个光敏元件101的晶圆101a的上方形成由第一树脂构成的树脂膜102a；图案化树脂膜102a以形成框架部件102，该框架部件102被安装为围绕光敏元件101的功能单元101b；在包封金属模具111的模制表面接触框架部件102的上表面的同时，通过将第二树脂注入包封金属模具111的空腔形成树脂层106，该树脂层106填充框架部件102的外围；并且在用于形成树脂层的操作之后，在框架部件102的内部的空间中形成光学透明层113。
首先，如图2A中所示，准备具有其中形成的多个光敏元件101的晶圆101a。功能单元101b被暴露在被布置在晶圆101a中的各光敏元件101的表面上。在图2A的插图中，仅示出被布置在晶圆101a中的光敏元件101中两个。
接下来，如图2B中所示，树脂膜102a(第一树脂)形成在晶圆101a上。用作树脂膜102a的具有均匀的厚度的膜覆盖整个晶圆101a。树脂膜102a的厚度是0.12mm。从而获得具有0.12mm的高度的框架部件102。
随后，如图2C中所示，进行曝光工艺同时实现对准从而功能单元101b被装配到在曝光掩模103的上表面中形成的预定位置，并且树脂膜102a被图案化以便于形成被安装为围绕功能单元101b的框架部件102。
此外，如图2D中所示，进行显影处理以移除树脂膜102a的除了框架部件102之外的部分。如上所述，采用光刻方法形成框架部件102以便于被安装为覆盖功能单元101b的外围。
除了上述之外，由于在显影处理之后的时间没有完全地固化用于形成框架部件102的树脂膜102a(第一树脂)，所以框架部件102和晶圆101a，或者即框架部件102和光敏元件101被以微弱的接合力粘附而没有被牢固地粘附。
随后，如图2D中所示，具有其中形成的框架部件102的晶圆101a被热处理为完全地固化树脂膜102a(第一树脂)，从而牢固地粘附框架部件102和晶圆101a，或者即框架部件102和光敏元件101。通过此种热处理基本上没有引起框架部件102的任何几何变化，框架部件102的特征基本上与图2D中所示的框架部件102的特征相同。
然后，如图3A中所示，晶圆101a被切成单独的光敏元件101以获得具有框架部件102的光敏元件101。框架部件102被形成为柱形。
在本实施例中，框架部件102被调整为在环境温度具有大约2.4GPa的弹性模量并且在摄氏200度具有大约15MPa。可以通过适当地选择可用光和热固化的树脂的类型、诸如固化剂的成分的含量比率的变化、或者诸如固化光的强度的制造条件、固化温度等等来适当地调整框架部件102的弹性模量。
然后，如图3B中所示，光敏元件101被经由粘合剂粘附到引线框架104上的预定位置。随后，如图3C中所示，通过金属细线105电气地耦合引线框架104和光敏元件101的各预定位置。除了上述之外，光敏元件101被以预定距离的稠密布置放置在引线框架104上。
接下来，在下文中将会参考图4A至图4C描述用于使用包封树脂覆盖框架部件102周围的整个引线框架104、光敏元件101、以及金属细线105的包封操作。
如图4A中所示，准备每个都具有扁平表面的模制表面的包封金属模具段111a和111b，并且如图3C中所示的引线框架104上的光敏元件101被固定在包封金属模具段111a和111b的预定位置。
随后，如图4B中所示，框架部件102的上表面被压靠包封金属模具段111a的模制表面，并且包封金属模具段111b的模制表面也被压靠引线框架104的下表面。更加具体地，框架部件102的上表面与包封金属模具段111a的模制表面的之间的间隙和引线框架104的下表面与包封金属模具段111b的模制表面之间的间隙被最小化，并且实现了两者的紧密接触。
然后，如图4B中所示，通过热熔融的包封树脂(第二树脂)被注入由包封金属模具段111a和111b的各模制表面围绕的空腔中，同时保持与包封金属模具段111的按压状态以形成填充框架部件102的外围的包封树脂层106。
然后，如图4C中所示，包封金属模具段111a被拆卸以获得被形成为具有被凸出为略高于包封树脂层106的上表面的框架部件102的上表面的光敏元件101。这允许如图5A中所示全部地包封引线框架104的顶部上的多个光敏元件101。
随后，如图5B中所示，在被暴露在框架部件102的内部中的光敏元件101的功能单元101b的上方注入光学透明树脂以在功能单元101b的上方形成光学透明层113。此种光学透明树脂是光学透明液体树脂，并且也是可用光和热固化的树脂。
通过使用分配器注入光学透明树脂并且然后使用光或者热、或者光和热的组合固化来实现光学透明层113的形成。由于经由光刻工艺形成框架部件102以具有精确的特点，并且由于能够使用分配器注入恒定量的光学透明树脂，所以能够实现光学透明层113的均匀形成。此外，在本实施例中，光学透明层113由单层构成。
光学透明层113的上表面是凸面，高于框架部件102的上表面，并且具有从框架部件102向上凸出的特征。由于光学透明层113是液态形式，因此可以利用表面张力提供用于外部暴露的表面的曲面。通过改变光学透明层113的上方的溶剂的复合比率以更改粘性能够将曲面的此种特征提供为想要的曲率。
随后，如图5C中所示，晶圆被切成各光敏元件101以获得具有想要的特征的电子器件108。电子器件108意指具有在半导体衬底或者玻璃衬底的表面中形成的无源器件和有源器件中的一个或者两者的器件。
接下来，将会描述本实施例的有利的效果。
在用于制造电子器件108的工艺中，被安装为围绕功能单元101b和光学透明层113的框架部件102形成在晶圆101a上，并且然后，在包封金属模具段111a的模制表面与框架部件102的上表面接触的同时，通过将包封树脂注入包封金属模具111的空腔1形成填充框架部件102的外围的树脂层106，并且在用于形成树脂层的操作之后，在框架部件102的内部中的空间中形成光学透明层113。
在框架部件102与包封金属模具段111a的模制表面相接触的同时，通过注入包封树脂形成包封树脂层106。因此，在功能单元101b的周围的框架部件102的上方施加利用包封金属模具111的包封中施加的压力。此外，在包封之后形成光学透明层113。因此，能够避免由包封金属模具段111a与光学透明层113的接触引起的包封中施加的力传送到功能单元101b。这允许减少由包封金属模具段111a与功能单元101b的接触引起的包封中施加的压力。因此，能够减少在半导体元件101a的功能单元101b中的裂纹的产生。
在包封工艺中包封金属模具段111a的模制表面与框架部件102的上表面相接触。此构造防止在包封工艺期间包封树脂流入框架部件102的内部，从而在包封工艺之后光学透明层113能够形成在框架部件102的内侧上。
在用于制造电子器件108的工艺中，通过由夹紧压力产生的外力将包封金属模具段111a的模制表面与框架部件102的上表面牢固地粘住，并且将光敏元件101坚固地粘附到框架部件102。在这样的情况下，框架部件102的弹性模量在20摄氏度等于或者高于1GPa并且等于或者低于6GPa，并且在200摄氏度等于或者高于10MPa并且等于或者低于3GPa，从而通过包封金属模具111的夹紧压力，框架部件102本身引起弹性变形(参见图4B)，并且通过此种夹紧压力可以吸收产生的外力以为光敏元件101提供保护。
框架部件102的弹性变形也可以引起反力，这引起框架部件102紧密地接触包封金属模具段111a。这防止包封树脂流到框架部件102和包封金属模具段111a之间的粘附表面。
除了上述之外，可以通过包封金属模具段111a或者通过包封金属模具段111b引起通过包封金属模具11的夹紧压力。通过框架部件102与包封金属模具段111a的接触，电子器件108能够保护功能单元101b免受由包封金属模具段111a或者包封金属模具段111b中的任意一个引起的压力。
如图5A中所示，本实施例中的电子器件108包括，被安装为围绕晶圆101a上的光学透明层113和功能单元101b的框架部件102，并且框架部件102的上表面高于包封树脂层106的上表面的高度。框架部件102的上表面高于包封树脂层106的上表面的高度。更加具体地，框架部件102的上表面比包封树脂层106的上表面高出从10微米到60微米的范围内的距离。
这允许利用框架部件102的弹性变形，从而增强框架部件102与包封金属模具段111a的粘附力。
此外，在框架部件102的上表面比包封树脂层106的上表面高出0.06mm或者更大的设计中，可以增加通过包封金属模具段111a的夹紧压力的外力，从而框架部件102的变形会成为塑性变形，有可能引起断裂。
另一方面，当框架部件102的上表面低于包封树脂层106的上表面时，或者即当框架部件102的上表面的高度低于包封树脂层106的上表面的高度(少于0mm)时，可能引起包封树脂流入框架部件102的表面(第一树脂膜102a和包封金属模具段111a之间的紧密接触的表面)和其内部的问题。
此外，将框架部件102的上表面的高度选择为不低于包封树脂层106的上表面的高度的原因在于要避免包封树脂层106流入框架部件102的表面，即使考虑了框架部件102的高度中的变化。在下面将会描述细节。
在用于制造电子器件的工艺中的框架部件102的高度中的变化按标准误差大约是10微米。框架部件102的高度中的变化被定义为由于诸如曝光工艺中的光的量、显影工艺中的液体显影剂的类型、静置时间中的变化等等导致的当经由光刻工艺形成由具有均匀厚度的树脂膜102a构成的膜时，在用于形成框架部件102的操作中能够发生的框架部件102的高度中的差。需要考虑在制造工艺中出现的变化，将框架部件102的高度设计为即使将是最低高度也高于包封树脂层106，或与其相同。
因此，将框架部件102的高度设计为比包封树脂层106的上表面高大约30微米，其是对于此种高度的变化的标准差的三倍。可以通过在包封工艺等等中调整用于按压框架部件102的压力适当地调整框架部件102的高度的设计(参见图5A)。
可以将框架部件102的上表面的高度设计为比包封树脂层106的上表面的高度高等于或者大于0mm并且等于或者小于0.06mm。框架部件102的弹性变形提供了包封金属模具段111a的增强的接触。
此外，在本实施例中，可以采用以膜状形式的树脂膜102a以实现形成具有0.05mm或者更厚的均匀厚度的树脂膜102a。
原因在于为了在整个晶圆101a的上方提供均匀的膜厚度，流体树脂的使用导致低粘度树脂的使用，并且此种低粘度的树脂可以引起难以获得0.05mm的厚度。另一方面，当要利用流体树脂在整个晶圆101a上方形成具有等于或者高于0.05mm的厚度的膜时，应采用高粘度树脂，从而由于树脂的高粘度导致增加用于覆盖晶圆101a上方的粘滞阻力，导致膜厚度中的增加的变化从而引起难以获得均匀的厚度。
光学透明层113的上表面是凸的，从而光学透明层展示出透镜效果，提供了改进的聚集能力。用于形成光学透明层113的树脂(第三树脂)具有粘附作用，从而树脂能够被直接地安装在光敏元件101的功能单元101b上，并且因此能够减少诸如被安装的表面的光学折射或者光学衰减的器件性能的退化。此外，由于光学透明层113由单层组成，所以能够减少诸如被安装的表面的光学折射或者光学衰减的器件性能的退化。
只在功能单元101b上的光学透明层113的采用避免了采用用于包封树脂层106的透明树脂的必要性。这允许在包封树脂层106中添加诸如玻璃填料等等的增强剂。
此外，因为在覆盖电子器件108的较大部分的包封树脂层106中包含具有较低的热膨胀的增强剂，所以与传统的光学透明包封树脂相比较，包封树脂层展示出较小的热膨胀，从而能够控制用于包封树脂层106的再流操作中的热膨胀。更加具体地，能够减少包封树脂层106的翘曲以实现在引线框架104上具有稠密布置的光敏元件101的制造，从而提高引线框架104的利用系数，并且此外，减少废弃区域以允许减少废弃物并且降低制造成本。这允许在再流操作中提供改进的耦合可靠性。
另外，可以将用于改进与引线框架104的粘性的辅助粘附剂添加到包封树脂层106以防止水进入引线框架104和包封树脂层106的界面。
当包含辅助粘附剂时传统的光学透明包封树脂通过再流操作中的热改变它的颜色从而失去光学透明性，并且因此很难添加添加剂。然而根据本实施例中的电子器件108，即使发生再流工艺中的突然的温度上升，也能够减少电子器件108的尺寸变化并且减少进入电子器件108的水的量，并且因此能够避免电子器件108中的蒸汽爆炸。因此，能够实现在电子器件108的封装中电子器件108具有较高的耦合可靠性。
由于树脂膜102a具有膜状形状并且还具有粘附作用，因此树脂膜可以在没有分割晶圆101a的情况下一次性地全部形成在晶圆101a上，从而能够高效地产生具有较高的几何精度的框架部件102。
此外，由于通过将液态第三树脂注入以较高精度形成的框架部件102的内部能够形成光学透明层113，所以能够实现增强的生产效率而无需采用复杂的设施。更加具体地，能够避免如传统的示例中的采用高精度的部件或者精密的设施的需要，诸如用于具有较高的精度的光学传输的单独地形成的部件的安装等等的需要，并且还能够实现一次性对全部进行处理。
(第二实施例)
图6A至图6C和图7A至图7C是示出第二实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图。第二实施例中的用于制造电子器件的工艺被构造为，虽然第一实施例的光学透明层113在包封操作之后在框架部件102的内部的空间中形成，但是本实施例的光学透明层113在包封操作之前形成为低于框架部件102的上表面，并且此外，光学透明层113b在包封操作之后形成。制造工艺中的其它操作与第一实施例中的相类似。
通过图6A至图6C中所示的制造工艺形成第二实施例中的光学透明层113。制造工艺中的其它操作与第一实施例中的相类似，并且从而没有给出对其的描述。
首先，如图6A中所示，在框架部件102的内部的空间中形成被放置为低于框架部件102的上表面的光学透明层113a，其已经如图2A至图3A中所示地形成。通过使用分配器注入光学透明树脂(第三树脂)并且然后用光或热、或者光和热的组合固化树脂实现光学透明层113a的形成。
接下来，切割晶圆101a(图6A)，并且将被切割的芯片管芯焊接在引线框架104上(图6B)，并且然后执行线焊(图6C)。此外，如图4中所示类似地形成树脂密封以形成如图7A中所示的包封树脂层106。
接下来，如图7B中所示，光学透明层113b被形成在框架部件102的内部中形成的光学透明层113a上。通过使用分配器等将树脂注入到不低于框架部件102的高度的位置，由也用于光学透明层113a的树脂形成光学透明层113b。然后，用光或者热，或者光和热的组合固化树脂。
随后，如图7C中所示，器件被切割成各光敏元件101以获得具有想要的特征的电子器件208。
将会描述第二实施例的有利的效果。由于在切割晶圆101a之前的条件下形成光学透明层113a，所以在诸如晶圆101a的切割、管芯焊接、线焊、树脂密封等等的光学透明层的形成之后的操作中能够防止灰尘或者污染物对功能单元101b的污染。
此外，即使在光学透明层113a上进入灰尘或者污染物，其中形成的光学透明层113a的存在减少功能单元101b中的划痕的产生，并且容易通过吹和清洗移除灰尘或者污染物。因此，该构造对于提高电子器件208的产量来说是有效的。
此外，将光学透明层113a的高度选择为低于框架部件102的高度，从而框架部件102本身引起通过树脂密封操作中的包封金属模具111的夹紧压力的弹性变形，并且可以保持用于吸收通过此种夹紧压力产生的外力的效果以为光敏元件101b提供保护。此外，由于光学透明层113低于框架部件102的上表面，因此能够避免在包封中施加的力通过光学透明层113传送到功能单元101b。
本实施例的其它有利的效果与上述实施例中的相类似。
(第三实施例)
图8A至图8C、图9A至图9C以及图10A至图10C是示出第三实施例中的用于制造电子器件的工艺的横截面图。第三实施例中的电子器件的构造是，虽然在上述实施例中框架部件102形成在晶圆101a的表面上，但是在本实施例中的电子器件的构造中，光学透明膜114形成在晶圆101a和框架部件102之间并且光学透明层113被淀积在光学透明膜114上。更加具体地，提供了位于框架部件102的下面并且在框架部件102的内部中并且被设置在晶圆101a上的光学透明膜114，并且光学透明层113被淀积在光学透明膜114上。
通过图8A至图8C中所示的制造工艺形成第三实施例的构造，其中光学透明膜114被形成在晶圆101a和框架部件102之间并且光学透明层113被淀积在光学透明膜114上。制造工艺中的其它操作与第一实施例的相类似，并从而没有给出对于其的描述。
如图8A中所示，在晶圆101a上形成光学透明膜114。光学透明膜114由光学透明树脂(第三树脂)的膜形成材料构成。接下来，在光学透明膜114上形成在形成功能单元101b的位置中具有开口的树脂膜102a。光学透明层114由还用于光学透明层113a的树脂形成。
如图8B中所示，在实现对准的同时进行曝光工艺从而功能单元101b被装配在曝光掩模103的上表面中形成的预定位置，并且树脂膜102a被图案化以便于形成被安装为围绕功能单元101b的框架部件102。
此外，如图8C中所示，移除除了框架部件102之外的树脂膜102a和光学透明膜114以形成框架部件102以便于被安装为覆盖功能单元101b的外围。换言之，光学透明膜114被形成在晶圆101a与框架部件102之间。
接下来，晶圆101a被切割成单件(图9A)，并且在引线框架104上实现管芯焊接(图9B)以实现线焊(图9C)。此外，如图4中所示类似地形成树脂密封以形成如图10A中所示的包封树脂层106。
随后，如图10B中所示，在被放置在框架部件102的内部中的光敏元件101的功能单元101b的上方注入光学透明树脂以在功能单元101b的内部中的空间中形成光学透明层113。此种光学透明树脂是光学透明液态树脂，并且还是可用光和热固化的树脂。
随后，如图10C中所示，器件被切割成各光敏元件101以获得具有所想要的特征的电子器件308。
将会描述第三实施例的有利的效果。虽然第二实施例包括用于将树脂注入框架部件102的内部以形成光学透明层113a和光学透明层113b的两个操作，但是在第三实施例中对于用于实现注入树脂的此种操作来说单个操作就足够了，从而能够实现在制造操作中的减少，导致进一步提高生产效率。
另外，相同的材料被用于光学透明层113和光学透明膜114，从而通过当形成光学透明层113a时出现的熔化整合使重叠光学透明层和光学透明膜的边界表面消失，实现减少的光学折射和衰减。
将光学透明膜114设计为在室温具有大约2.4GPa的弹性模量，并且在200摄氏度的温度具有大约15MPa的弹性模量。这允许缓和包封中的应力。
本实施例的其它的有利的效果与上述实施例中的相类似。
根据本发明的电子器件和用于制造电子器件的工艺不限于上述实施例，并且各种修改也是可用的。
例如，用于在具有其中形成的多个元件的晶圆101a上形成树脂膜102a的操作可以包括通过重叠多个膜状的树脂片形成树脂膜102a。这允许提供更高高度的框架部件102或者在优选高度适当地进行调整。
在这里，将会参考图11A至图11F描述用于适当地调整框架部件102的高度的方法。图11A至图11F是示出本实施例中的用于将框架部件102形成为较厚的操作的横截面图。
首先，如图11A中所示，准备具有其中形成的多个光敏元件101的晶圆101a。功能单元101b被形成在被布置在晶圆101a中的各光敏元件101的表面中。在图11A的示出中，仅示出被布置在晶圆101a中的光敏元件101中的两个。
接下来，如图11B中所示，准备具有0.065mm的厚度的、由可用光或者热、或者光和和热的组合固化的树脂构成的形成膜的树脂膜602a和602b。
随后，如图11C中所示，经由辊压层合机工艺通过辊603a和603b以一定压缩覆盖树脂膜602a和602b以获得基本上表现出没有“翘曲”或者“皱纹”的树脂膜602c。另外，由于具有均匀厚度的膜被用于树脂膜602a和602b，所以通过覆盖树脂膜602a和602b形成的树脂膜602c也具有均匀的厚度。
接下来，如图11D中所示，经由真空层合机工艺将树脂膜602c布置在晶圆101a上而基本上没有在树脂膜602c和晶圆101a之间的接触表面中产生气泡从而利用树脂膜602c覆盖整个晶圆101a。树脂膜602c的厚度是0.13mm。
随后，如图11E中所示，执行曝光以图案化树脂膜602c以形成框架部件102，从而获得框架部件102(图11F)。其后的操作与第一实施例中的相类似。
试制的结果显示即使树脂膜602c是树脂膜602a和602b组成，也可以经由光刻工艺形成框架部件102。
另外，多个膜状的树脂片中的至少一片可以具有光学透明性。更加具体地，树脂膜602a和602b中的任何一个可以是形成膜的材料的光学透明树脂。例如，如上述实施例中所描述的形成膜的光学透明膜114可以被用于与树脂膜602a和树脂膜602b中的任意一个粘附。然而，当树脂膜602a和602b不是光学透明时，光学透明膜114的侧与晶圆101a粘附在一起，并且树脂膜602a和602b被用于形成框架部件102。
由树脂膜602a和602b组成的双层膜状树脂片被用于实现不小于0.08mm的树脂膜602c的膜厚度。换言之，能够实现更高高度的框架部件102。
同时，要求移除用于形成树脂膜602a和602b的溶剂以提供膜状。大于0.08mm的树脂片的厚度导致难以移除溶剂。换言之，很难从诸如膜的已加工的材料移除溶剂。表现出更易从其移除溶剂和更好的加工性的等于或者小于0.08mm的两种覆膜的使用允许增加树脂膜602c的膜厚度。
同时，当树脂膜602a和602b被顺序地形成在晶圆101a上时，当例如树脂膜602a的第一片被形成在晶圆101a上并且然后在其上形成树脂膜602b的第二片时，在树脂膜602a和602b中可能出现“翘曲”和“皱纹”。相反地，在晶圆101a上形成树脂膜102a之前采用先前覆盖的双层树脂膜602a和602b以减少由于树脂膜602a和602b的粘性导致出现的“翘曲”和“皱纹”。
另外，上述辊压层合机工艺可以用于覆盖树脂膜602a和602b。辊压层合机工艺的使用使得树脂膜602a和602b在树脂膜中在受限部分中以压力相互接触从而即使树脂膜展示出相互粘性，也允许膜中的“翘曲”和/或“皱纹”逸出到非压力接触的部分，导致覆盖树脂膜而基本上没有“翘曲”或“皱纹”。
另外，用于形成被覆盖在晶圆上的树脂膜602c的工艺可以替代地采用真空层合机工艺。更加具体地，真空层合机工艺的使用允许，即使采用了更薄的晶圆101a，也更加容易地移除在晶圆101a和树脂膜602c之间产生的气泡，以及在整个晶圆101a的上方均匀地施加压力，从而防止在晶圆101a中产生裂纹。
在包封金属模具段111a和111b的情况下，框架部件102具有金属细线105的顶部的更大的距离和更高的高度，从而能够以更大的余裕避免金属细线105的不想要的接触(参见图4B)。另外，框架部件102的增加的高度允许对于包封树脂层106和框架部件102的高度的设计的增强的灵活性。
如第一实施例中所述，可以将框架部件102设计为具有比包封树脂层106的高度高出最多0.06mm的高度。此外，框架部件102的离包封树脂层106的较高的高度提供较大的弹性变形以引起反力，这导致框架部件102和包封金属模具段111a之间的更加强烈的紧密接触，从而防止包封树脂层106渗透到框架部件102的上表面中。框架部件102的增加的高度确保包封树脂层106的足够的厚度而没有暴露光敏元件101或者金属细线105，从而框架部件102的离包封树脂层106的高度能够被增加最多0.06mm，同时保护包封树脂。
此外，对于根据本发明的电子器件和用于制造电子器件的工艺来说各种修改也是可用的。例如，在包封操作中，膜412可以进一步被布置在包封金属模具111的模制表面上。在下面将会描述在这样的情况下的包封操作。
图12A、图12B以及图13是示出本发明的修改示例中的包封操作的横截面图。如图12A中所示，准备具有用作模制表面的平面的包封金属模具段111a和111b，并且经由是弹性材料的膜412将框架部件102的上表面压靠包封金属模具段111a的模制表面，并且将包封金属模具段111b的模制表面压靠引线框架104的下表面。随后，在其中注入热熔融形式的包封树脂同时保持按压的状态以形成包封树脂层106，如图12B中所示。
由于膜412是弹性材料，所以膜的这种弹性导致框架部件102本身的弹性变形和膜412的弹性变形。例如，膜412可以优选地由诸如硅树脂材料的软材料构成。这允许通过由包封金属模具引起的夹紧压力的框架部件102本身和膜412的弹性变形，并且由此种夹紧压力产生的外力被吸收以提供功能单元101b的进一步的保护。
此外，此种弹性变形也引起用于将框架部件102和膜412压靠包封金属模具段111a的反力，从而能够实现框架部件102和膜412之间进一步的紧密接触。
此外，由于框架部件102被进一步压靠膜412以产生更紧密的接触，因此即使增加框架部件102的上表面的高度与包封树脂层6的上表面之间的差，也能够避免包封树脂流入框架部件102的内部中。因此，能够实现框架部件102的设计的改进的灵活性。
另一方面，如图13中所示，可以准备具有用作模制表面的平面的包封金属模具段111a和111b，并且将框架部件102的上表面压靠包封金属模具段111a的模制表面，并且可以经由是弹性材料的膜412将包封金属模具段111b的模制表面压靠引线框架104的下表面。
与上述构造的情况相类似，由于在图13中所示的情况下膜412是弹性材料，所以膜的此种弹性引起框架部件102本身的弹性变形和膜412的弹性变形。例如，膜412可以优选地由诸如硅树脂材料的软材料构成。这允许通过由包封金属模具引起的夹紧压力的框架部件102本身和膜412的弹性变形，并且通过此种夹紧压力产生的外力被吸收以提供功能单元101b的进一步的保护。
膜412可以被插入并且固定在图13的包封金属模具段111b和引线框架104之间以避免引线框架104和膜412之间的间隙的形成，从而防止包封树脂渗入面向光敏元件101的引线框架的表面中，或者即具有在其上安装的电子器件108的表面中。
另外，可以在框架部件102的上表面与包封金属模具段111a的模制表面之间和/或包封金属模具段111b的模制表面与引线框架104之间采用膜412。
虽然在上述实施例中已经为下述构造进行了描述，其中框架部件102的上表面的高度高于包封树脂层106的上表面，但是可以替代地使用其中框架部件102的上表面与包封树脂层106的上表面是共面的构造。在这样的情况下，为了防止在包封操作中包封树脂流入框架部件102的内部中，优选地在框架部件102和包封金属模具111之间实现紧密接触。
虽然在上述实施例中已经为下述构造进行了描述，其中框架部件102的形状是柱形的，但是框架部件的形状可以是诸如圆柱形的、四角柱等等其它类型的管状形状。
虽然在上述实施例中已经为下述构造进行了描述，其中固化的材料的光学透明树脂被用于光学透明层113，但是可以通过将先前固化的光学透明部件布置在框架部件的内部空间中来替代地形成光学透明层。例如，可以使用玻璃或者丙烯酸材料形成光学透明层113。
显然的是，本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下进行修改和变化。

Claims (21)

1.一种用于制造电子器件的工艺，包括：
在具有其中形成的多个元件的晶圆的上方形成由第一树脂构成的树脂膜；
图案化所述树脂膜以形成被安装为围绕所述元件的功能单元的框架部件，以及
在所述包封金属模具的模制表面与所述框架部件的上表面相接触的同时，通过将第二树脂注入到所述包封金属模具的空腔中来形成树脂层，所述树脂层填充所述框架部件的外围，
其中所述工艺包括，在形成树脂层之前或者之后，在所述框架部件的内部中的空间中形成光学透明层。
2.根据权利要求1所述的用于制造电子器件的工艺，其中在所述形成树脂层之后形成的所述光学透明层的上表面被放置为高于所述框架部件的上表面。
3.根据权利要求1所述的用于制造电子器件的工艺，其中第一树脂是用光和/或热可固化的树脂。
4.根据权利要求1所述的用于制造电子器件的工艺，其中第二树脂包含无机填料。
5.根据权利要求1所述的用于制造电子器件的工艺，其中通过将光学透明树脂注入到所述框架部件的内部的空间中并且用光和/或热固化光学透明树脂来形成所述光学透明层。
6.根据权利要求1所述的用于制造电子器件的工艺，其中通过将模制的光学透明部件布置在所述框架部件的内部中的空间中形成所述光学透明层。
7.根据权利要求1所述的用于制造电子器件的工艺，其中所述形成树脂膜包括通过覆盖多个膜状的树脂片形成所述树脂膜。
8.根据权利要求7所述的用于制造电子器件的工艺，其中所述多个膜状的树脂片中的至少一个具有光学透明性。
9.根据权利要求7所述的用于制造电子器件的工艺，其中经由辊压层合机工艺通过覆盖多个膜状的树脂片形成所述树脂膜，并且其中经由真空层合机工艺将所述树脂膜粘附到所述晶圆的上方。
10.一种电子器件，包括：
元件，所述元件被形成在晶圆中；
光学透明层，所述光学透明层被形成在所述元件的功能单元的上方；
框架部件，所述框架部件被安装在所述晶圆的上方以围绕所述功能单元和所述光学透明层；以及
树脂层，所述树脂层填充所述框架部件的外围，
其中所述框架部件的上表面不低于所述树脂层的上表面。
11.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述光学透明层的上表面高于所述框架部件的上表面。
12.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述光学透明层的上表面是凸面。
13.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述框架部件的弹性模量在20摄氏度处于从1GPa到6GPa的范围内，并且在200摄氏度处于从10MPa到3GPa的范围内。
14.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述框架部件是使用光和/或热可固化的树脂的固化的产物。
15.根据权利要求10所述的电子器件，进一步包括光学透明膜，所述光学透明膜被放置在所述框架部件的下方并且在其内部中，并且被设置在所述晶圆上，其中所述光学透明层被布置在所述光学透明膜上。
16.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述光学透明层是使用光和/或热可固化的树脂的固化的产物。
17.根据权利要求10所述的电子器件，其中通过采用玻璃或者丙烯酸树脂形成所述光学透明层。
18.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述框架部件的上表面比树脂层的上表面高出从0mm到0.06mm的范围内的距离。
19.根据权利要求10所述的电子器件，其中从所述晶圆的表面到所述框架部件的上表面的高度等于或者高于0.05mm。
20.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述框架部件由膜状的树脂片或者所述膜状的树脂片的多层部件形成。
21.根据权利要求10所述的电子器件，其中所述树脂层包含无机填料。
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