CN102132411A - 图像传感器 - Google Patents

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S·J·S·麦克尔里
M·E·罗宾森
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Abstract

一种图像传感器裸片包括至少在邻近互连边缘的裸片侧壁之上的保形电介质涂层，在一些实施方式中，该图像传感器裸片包括所述裸片的前侧部的图像阵列区域之上的保形电介质涂层。所述裸片通过导电材料可连接至支撑件中的电路系统，所述导电材料可以以可流动形态施加，所述导电材料诸如可固化的导电聚合物，所述导电材料施加至所述裸片侧壁之上的电介质涂层上，或邻近所述裸片侧壁之上的电介质涂层施加，并且所述导电材料固化以完成所述裸片上的互连焊盘与所述支撑件电路系统上的露出位置之间的连接。至少所述图像阵列区域之上的涂层大体上对可见光透明，并提供对所述传感器中或所述传感器上的下层结构的机械和化学保护。此外，一种封装体包括此类的图像传感器裸片，所述图像传感器裸片安装于支撑件上并与其电连接；以及组件包括此类传感器裸片和附加的裸片，所述传感器裸片和附加的裸片安装至支撑件的相对侧部并与其电连接。此外，还揭示了所述图像传感器裸片、封装体和组件的制作方法。

Description

图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求S.J.S McElrea等人于2008年8月29日提交的、名称为“Image sensor”的第61/093,001号美国临时申请的优先权，该临时申请全文在此通过引用并入本文。
背景技术
本发明涉及图像传感器。
图像传感器是接收光学图像并将其转换为电子信号的电子器件。传统的图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)和互补型金属氧化物半导体(CMOS)器件等。已提出多种图像传感器技术，所述多种图像传感器技术呈现各种(并且有时是抵触的)性能特性并提出特别的技术挑战，举例而言，所述技术挑战尤其涉及可制造性。CMOS图像传感器的性能改进和较低的制造成本已导致相比于传统CCD图像传感器的收益，特别是在诸如移动电话、个人数字助理、数字音乐播放器、数码相机、全球定位系统设备等的消费者和手持应用中。
已投入极大的努力在单个半导体(硅)芯片中尽可能地融合对可被融合入这种器件的各种功能和特征所需的功能性，但是这些努力尚未证明是实际的或是有成本效益的。
可使用单独的芯片执行这些各种功能，并且每个裸片可经受用于构建具体电路的最佳硅加工以执行所述功能。举例而言，其中在产品中具有大量存储装置是有利的，在具有包括存储芯片在内的多个芯片的系统中实现这个通常是更有成本效益的。
随着产业成熟，有驱动力提高整体功能性以及形式因素和成本。已投入极大努力减薄器件、减少器件底平面面积、并通过堆叠芯片增加密度。为了改善产量和制造可靠性，已有向晶圆级加工的倾向。
图像感测和处理的固有因素以及制造意于提供合适的图像感测和处理的器件的固有因素在成本和性能两方面提出了特别的技术挑战。要求降低器件的底平面面积和厚度而不牺牲性能，可提出特别的挑战。
图像传感器封装需求提出了独特的挑战。具体地，例如所述传感器必须维持不被所述封装体的其他元件遮蔽，并且必须在制造操作期间和在贯穿包含所述传感器的产品的使用寿命期间免受损害。因为电互连焊盘位于裸片的图像传感器(有源)侧部，必须提供装置以将所述裸片的前表面的信号传递至背侧部以用于连接至下面的电路系统，例如电路板。
在传统的图像传感器腔封装体中，图像传感器裸片安置在封装体基板上，并使用引线键合电连接至所述基板。因为必须容纳引线跨度和弧状连接线高度，引线键合增加所述封装体的底平面面积和厚度。此外，为了保护感测阵列并允许光进入，在所述腔之上可提供覆盖玻璃，这进一步增加了组件的厚度。
在为了改善底平面面积和封装厚度的一些方法中，在分割为裸片之前，可在晶圆级形成覆盖玻璃保护层。更近一段时间，注意力已转至所谓的硅直通孔(TSV)技术以将所述传感器裸片的前(有源)侧部的信号传递至背侧部。基本而言，TSV是需要昂贵设备的前端方法，并且在其被认为为可靠的、低成本制造做好准备之前，仍留有许多工艺待开发。资产设备成本以及欠缺工艺成熟性对TSV的广泛采用造成障碍。
在所述传感器阵列的表面上可提供颜色滤镜，并且可在所述芯片的表面上加入微透镜以改善感光度。这些元件通常由在较低温度下固化的聚合物形成，并且聚合物可因封装操作过程中的提升的加工温度而变形或损坏。为了避免对所述图像传感器这些部件的损坏，图像传感器芯片封装期间的加工温度必须保持为低温度。
发明内容
在一个总体方面，本发明特征是图像传感器裸片。所述图像传感器裸片具有前侧部(“有源侧部”)、背侧部以及侧壁；所述有源侧部具有有源表面和互连焊盘，该有源表面包括传感器阵列区域，所述互连焊盘设置成邻近至少一个裸片边缘(“互连边缘”)；并且所述图像传感器裸片具有在所述互连边缘之上的和邻近的裸片侧壁(“互连侧壁”)之上的保形电介质涂层。在一些实施方式中，所述图像传感器裸片的有源表面还包括外围电路系统区域。
在一些实施方式中，所述图像传感器裸片还包括在所述传感器阵列区域之上的光学透明保形电介质涂层，以及在一些实施方式中，所述图像传感器附加地包括在所述外围电路区域之上的光学透明保形电介质涂层。
在一些实施方式中，所述保形电介质涂层可附加地覆盖所述图像传感器裸片的背侧部。在一些实施方式中，所述图像传感器裸片包括位于背侧部的裸片贴附薄膜。在一些实施方式中，所述图像传感器裸片包括位于背侧部的裸片贴附薄膜和保形电介质涂层，以及在一些这类实施方式中，所述裸片贴附薄膜或所述保形电介质涂层可施加至所述裸片背侧部表面上。
在一些实施方式中，所述裸片边缘和所述裸片侧壁之上的所述光学透明保形电介质涂层和所述保形电介质涂层由同种材料或类似材料形成。至少适于所述光学透明涂层的材料包括由气相沉积形成的有机聚合物，而尤其有用的保形涂层可以是对二甲苯或其衍生物的聚合物，例如聚对苯二亚甲基(polyxylylene)聚合物，例如C型聚对二甲苯(parylene C)或N型聚对二甲苯(parylene N)或A型聚对二甲苯(parylene A)。在一些实施方式中，在所述裸片边缘之上的所述光学透明保形电介质涂层和所述保形电介质涂层形成为连续的涂层，并且所述涂层中的开口暴露裸片焊盘用于后续的、与其他电路系统的连接。
在另一总体方面，本发明特征是图像传感器封装体，该图像传感器封装体包括安装在支撑件之上的图像传感器裸片。所述图像传感器裸片具有设置成邻近至少一个裸片边缘(“互连边缘”)的互连焊盘，并且所述图像传感器具有在所述互连边缘之上的和邻近的裸片侧壁(“互连侧壁”)之上的保形电介质涂层。所述图像传感器裸片通过导电材料迹线电连接至位于所述支撑件的第一表面(“互连表面”)的互连位置，所述导电材料迹线施加至带有涂层的互连边缘和互连侧壁或邻近带有涂层的互连边缘和互连侧壁施加；所述迹线与所述图像传感器裸片上露出的焊盘和所述支撑件上的位置接触。在一些实施方式中，所述图像传感器裸片附加地具有至少在所述有源侧部的传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层，以及在一些实施方式中，所述图像传感器裸片附加地具有在所述有源侧部的外围电路系统区域之上的光学透明电介质保形涂层。
在一些实施方式中，在所述支撑件之上安装有两个或多个图像传感器裸片，所述两个或多个图像传感器裸片电连接至所述支撑件。合适的导电材料包括可以以可流动形态施加并随后固化或允许被固化从而形成导电迹线的材料。举例而言，这类材料包括导电聚合物，所述导电聚合物包括包含于可固化有机聚合物基质(例如，导电(例如填充式)环氧树脂，或导电油墨)中的导电微粒(例如导电金属颗粒)，并且，举例而言，这类材料包括在液态载体中运载的导电微粒。在具体实施方式中，所述互连材料是诸如可固化的导电聚合物或导电油墨之类的导电聚合物。
在一些实施方式中，所述图像传感器裸片电连接的支撑件是电路板、封装体基板或引线框架。举例而言，合适的封装体基板包括球状栅格阵列(“BGA”)基板、岸面栅格阵列(“LGA”)基板或柔性带基板。
在一些实施方式中，所述图像传感器裸片可安装至所述封装体基板的表面(例如互连基板表面)上或安装所述引线框架的表面(例如裸片安装表面，举例而言，该裸片安装表面可以是裸片焊盘)上；在其他的这类实施方式中，附加的电子器件(例如附加的裸片)置入所述图像传感器裸片和所述图像传感器裸片连接的支撑件之间。其中置入的电子器件包括电路系统(例如置入的附加裸片上的电路系统)，所述图像传感器裸片可附加地电连接至所置入的电子器件上的电路系统。其中所述置入的电子器件是附加的裸片，举例而言，所述附件的裸片可以是存储器裸片、处理器(例如图形处理单元)、无线通信芯片或网络接入芯片。
在一些实施方式中，所述图像传感器裸片电连接的支撑件是附加的裸片；并且在一些这类实施方式中，所述附加的裸片上的互连位置包括裸片焊盘。也即，在这类实施方式中，互连迹线与所述图像传感器裸片上露出的焊盘接触并与所述附加的裸片上露出的焊盘接触。在一些这类实施方式中，所述附加的裸片安装至诸如封装体基板或引线框架之类的封装支撑件上；所述附加的裸片可电连接至所述支撑件，并且所述图像传感器裸片可电连接至所述裸片上的互连位置并附加地电连接至所述支撑件上的互连位置。所述附加的裸片可具有多种功能性的任一种，举例而言，所述多种功能性包括处理(例如图形处理)功能性和存储功能性；并且所述附加的裸片可具有功能性组合。
在一些具有附加的电子器件的实施方式中，所述附加的电子器件置入所述图像传感器裸片和所述图像传感器裸片电连接的支撑件之间，所述图像传感器裸片的互连边缘(或其一部分)可以与所置入的电子器件边缘有一段距离，或可以与所置入的电子器件边缘纵向对准，或可以延伸超过所置入的电子器件边缘。在所述互连边缘(或其一部分)延伸超过所述置入的电子器件的边缘的实施方式中，所述图像传感器裸片通过导电材料柱脚(pedestal)和导电材料迹线可电连接至下面的支撑件的互连表面的互连位置，所述导电材料柱脚位于所述支撑件上的位置，所述导电材料迹线施加至带有涂层的互连边缘和侧壁或邻近带有涂层的互连边缘和侧壁施加，所述导电材料迹线与所述柱脚接触。
在一些实施方式中，所述图像传感器裸片电连接的支撑件是附加裸片堆叠；并且在一些这类实施方式中，所述附加的裸片上的互连位置包括裸片焊盘。也即，在此类实施方式中，所述互连迹线与所述图像传感器裸片上的露出焊盘接触并与所述附加裸片的至少一个上的露出焊盘接触。在一些实施方式中，两个或多个附加裸片可以是堆叠中互连。在一些这类的实施方式中，附加裸片的堆叠安装在诸如封装体基板或引线框架之类的封装支撑件上；附加的裸片堆叠可电连接至所述支撑件，并且所述图像传感器裸片可电连接至所述附加的裸片中至少一个上的互连位置，并附加地电连接至所述支撑件上的互连位置。所述堆叠中的附加裸片可具有多种功能性中的任一种，举例而言，所述多种功能性包括处理(例如图形处理)功能性和存储功能性；所述堆叠中的裸片可具有相同的功能性，或者所述堆叠中的各种裸片具有不同的功能性；所述堆叠中附加裸片中的一个或多个可具有功能性组合。举例而言，在具体实施方式中，存储器裸片(或存储器裸片堆叠)可堆叠于诸如图形处理单元(“GPU”)之类的处理器裸片上，并且这些裸片可置入所述图像处理器裸片和所述支撑件之间。
在一些实施方式中，附加的电子器件安装在所述支撑件的第二表面的互连位置上并与其电连接。所述支撑件的第二表面可以是所述支撑件的侧部上的区域，该侧部与所述互连表面所在侧部相同，或者所述第二表面可以是所述支撑件的相对侧部上的区域。举例而言，安装在所述支撑件的第二表面上的附加电子器件可包括附加裸片、附加裸片堆叠或半导体封装体。
在一些实施方式中，附加电子器件置入所述图像传感器裸片和所述支撑件的第一表面之间，并且另一附加电子器件安装在所述支撑件的第二表面的互连位置上并与其电连接。
在一些这类的实施方式中，所述支撑件包括封装体基板，例如球状栅格阵列(“BGA”)基板、岸面栅格阵列(“LGA”)基板或柔性带基板。
在另一总体方面，本发明特征是图像传感器组件，该图像传感器组件包括图像传感器裸片，该图像传感器裸片如上所述地安装支撑件的第一表面上并与其电连接，并且所述图像传感器组件附加地包括至少一个具有另一功能性的裸片，该裸片安装在所述支撑件的相对侧部的电路系统上并与其电连接。在这种组件的具体实施方式中，举例而言，所述图像传感器裸片安装在封装体基板的第一表面上的位置上并与其电连接，并且电互连存储器裸片堆叠安装至所述基板的相对侧部上并与其电连接。
在另一总体方面，本发明特征是制造图像传感器封装体的晶圆级方法或裸片阵列级方法，所述方法包括提供晶圆，该晶圆具有形成于所述晶圆有源侧部上的图像传感器电路系统，切割所述晶圆以形成裸片边缘和裸片侧壁(包括互连边缘和邻近所述互连边缘的互连侧壁，裸片焊盘沿所述互连边缘设置)，以及在切割后的晶圆的前侧部之上沉积保形电介质涂层，所述前侧部包括互连边缘和裸片侧壁。在具体实施方式中，所述保形涂层是通过气相沉积形成的聚对二甲苯。
在一些实施方式中，所述晶圆级方法或裸片阵列级方法包括通过从所述晶圆背侧部去除材料(“背研磨”)来减薄所述晶圆。在一些这类实施方式中，在背研磨之后，至少部分地切割所述晶圆；在一些实施方式中，在背研磨之前，至少部分地切割所述晶圆；在一些实施方式中，通过两步或多步切割步骤来切割所述晶圆，而在所述切割步骤之间执行背研磨。
在另一总体方面，本发明特征是图像传感器封装体的制造方法，该方法包括提供具有前侧部和背侧部以及形成于有源侧部上的图像传感器电路系统的裸片，所述裸片具有裸片侧壁，所述裸片侧壁限定裸片边缘(包括互连边缘和邻近所述互连边缘的互连侧壁，裸片焊盘沿所述互连边缘设置)；至少在所述互连边缘和所述互连侧壁之上施加保形电介质涂层；提供支撑件，该支撑件在其第一表面具有连接位置；通过将导电材料迹线施加至带有涂层的互连边缘和互连侧壁，或通过将导电材料迹线邻近带有涂层的互连边缘和互连侧壁施加，从而在所述第一表面之上安装所述裸片并且将所述裸片电连接至所述支撑件中的电路系统，所述导电材料迹线与所述裸片上的露出焊盘和所述支撑件上的连接位置接触。
在一些实施方式中，所述方法包括在所述图像传感器裸片的前侧部之上施加保形电介质涂层；在一些实施方式中，所述方法包括在所述裸片的背侧部之上施加保形电介质涂层；以及在一些实施方式中，所述方法包括在所述裸片的前侧部和背侧部之上施加保形电介质涂层。在具体实施方式中，所述方法包括在所述图像传感器裸片的所有侧部之上施加保形电介质涂层。在一些这类实施方式中，在所述裸片的前侧部和/或背侧部之上施加保形电介质涂层可与在所述互连边缘和所述互连侧壁之上施加保形涂层同时实行。在一些实施方式中，施加所述保形电介质涂层还包括选择性地去除所述涂层的区域以露出元件(例如互连焊盘)。在具体实施方式中，施加所述保形涂层包括使用聚对二甲苯覆盖裸片表面和选择性地去除所述涂层的区域，所述选择性地去除所述涂层的区域包括将激光能量导向所述区域。
在一些实施方式中，在所述支撑件的第一表面之上安装图像传感器裸片包括在所述支撑件的第一表面上安装附加的电子器件，并将所述图像传感器贴附在所述附加的电子器件的表面上。在一些实施方式中，贴附所述传感器裸片包括在所述图像传感器裸片的背侧部或在所述裸片安装的表面施加裸片贴膜或裸片黏着层。在一些实施方式中，其中所述裸片在所述背侧部之上具有合适的保形电介质涂层(例如聚对二甲苯薄膜)，在所述图像传感器背侧部和所述图像传感器安装的表面之间使用裸片贴膜或裸片黏着层可以是非必需的，因为所述保形电介质涂层可用来将所述裸片贴附至所述支撑件表面。
依据本发明的裸片、封装体和组件可用于计算机、通信设备和消费者或工业电子装置中。
附图说明
图1是横向截面视角的概略图，该概略图显示了具有玻璃覆盖镜片的传统的光学传感器腔封装体。
图2是横向截面视角的概略图，该概略图显示了传统的光学传感器腔封装体，该光学传感器腔封装体具有在传感器阵列和保护性玻璃涂层之上的微透镜。
图3是横向截面视角的概略图，该概略图显示了本发明的光学传感器封装体的实施方式。
图4是横向截面视角的概略图，该概略图显示了本发明的图3中的光学传感器封装体的实施方式的局部放大。
图5A是横向截面视角的概略图，该概略图显示了依据本发明的实施方式的BGA光学传感器封装体。
图5B是显示了图5A中BGA光学传感器封装体的正视概略图。
图6是显示了依据本发明实施方式的光学传感器封装体组件的正视概略图，该光学传感器封装体组件具有安装至支撑件一个表面上的光学传感器裸片和安装至相对表面上的存储器裸片堆叠。
图7是显示了依据本发明另一实施方式的光学传感器封装体组件的正视概略图，该光学传感器封装体组件具有光学传感器裸片和附加的电子器件，该光学传感器裸片安装于支撑件的一个表面上并电连接至所述支撑件，所述附加的电子器件置于所述光学传感器裸片和所述支撑件之间。
图8是显示了依据本发明另一实施方式的光学传感器封装体组件的正视概略图，该光学传感器封装体组件具有安装在附加裸片上并与其电连接的光学传感器裸片。
图9是显示了依据本发明另一实施方式的光学传感器封装体组件的正视概略图，该光学传感器封装体组件具有安装至附加器件上并电连接至所述附加器件的光学传感器裸片，其中所述附加器件安装在附加支撑件上并与其电连接。
图10是显示了依据本发明另一实施方式的光学传感器封装体组件的正视概略图，该光学传感器封装体组件具有安装至存储器裸片堆叠中最上面一个上并电连接至所述存储器裸片堆叠中最上面一个，其中所述存储器裸片堆叠安装至附加支撑件上并与所述附加支撑件电连接。
图11是显示了依据本发明另一实施方式的光学传感器封装体组件的正视概略图，该光学传感器封装体组件具有光学传感器裸片和附加的电子器件，该光学传感器裸片在支撑件的一个表面之上安装并电连接至所述支撑件，该附加装置置入所述光学传感器裸片和所述支撑件表面之间。
具体实施方式
现针对示出本发明可选的实施方式的说明书附图详细地描述本发明。说明书附图概略性地显示了本发明特征以及该特征与其他特征和结构的关系，并且说明书附图并非按比例绘制。为了改善示出本发明实施方式的附图中示出的清晰性，与其他附图中所显示的元件相对应的元件并未都特别地重新编号，尽管它们在所有的附图中均易于辨识。同样为了示出的清晰性，对于理解本发明并非必需的一些特征并未在附图中显示。
现参见图1，示出了传统的光学传感器腔封装体的示例的横截面图。使用裸片贴膜21将CMOS光学传感器裸片22安装在封装体基板10的传感器裸片安装侧部上。裸片22安装成使有源(传感器)前侧部背离基板10。所述裸片的有源侧部上的电路系统包括光传感器阵列26、存取和解码电路系统25，25’以及互连裸片焊盘24，24’。图案化所述基板上的导电材料(金属或金属化)层以形成导电迹线，所述导电迹线包括键合焊盘12，12’。所述导电迹线之上的诸如焊接掩膜之类的电介质层11具有暴露所述键合焊盘的开口。光学传感器裸片22通过键合引线14，14’电连接至所述基板，键合引线14，14’将裸片焊盘(焊盘24’)连接至对应的键合焊盘(例如键合焊盘12’)。在基板10上安装的覆盖物支撑件30支撑所述裸片的传感器区域之上的玻璃覆盖物32。在这个示例中，所述玻璃覆盖物形成为透镜。光线通过透镜32进入所述组件，透镜32将图像导向传感器阵列26。
图2显示了传统光学传感器腔封装体另一示例的横截面视图。如图1的示例一样，此处使用裸片贴膜21将CMOS光学传感器裸片22安装在封装体基板10的传感器裸片安装侧部上。裸片22安装成使有源(传感器)前侧部背离基板10。所述裸片的有源侧部上的电路系统包括光传感器阵列26、存取和解码电路系统25，25’以及互连裸片焊盘24，24’。微透镜阵列28形成于传感器阵列26之上。图案化所述基板上的导电材料(金属或金属化)层以形成导电迹线，所述导电迹线包括键合焊盘12，12’。所述导电迹线之上的诸如焊接掩膜之类的电介质层11具有暴露所述键合焊盘的开口。光学传感器裸片22通过键合引线14，14’电连接至所述基板，键合引线14，14’将裸片焊盘(焊盘24’)连接至对应的键合焊盘(例如键合焊盘12’)。在基板10上安装的覆盖物支撑件30支撑所述裸片的传感器区域之上的玻璃覆盖物32。光线穿过覆盖物34至传感器阵列26上的微透镜28上。
如图1和图2所示，在这些传统的封装体中，引线键合和玻璃覆盖物支撑件贡献的总体封装体底层平面面积和厚度显著大于所述光学传感器裸片的底层平面面积。
图3显示了依据本发明的实施方式的图像传感器封装体的实施例的截面视图，其中光学传感器裸片安装至支撑件上并电连接至所述支撑件。在这个实施例中，使用裸片贴膜121在封装体基板110的传感器裸片安装侧部上安装诸如CMOS光学传感器裸片122之类的光学传感器裸片。裸片122安装成有源(传感器)前侧部背离基板110。所述裸片的有源侧部上的电路系统包括传感器阵列126、存取和解码电路系统125，125’。在这个实施例中，微透镜128阵列形成于传感器阵列126之上。图案化所述基板上的导电材料(金属或金属化)层以形成导电迹线，所述导电迹线包括键合焊盘112，112’。所述导电迹线之上的诸如焊接掩膜之类的电介质层111具有暴露所述键合焊盘的开口。
传感器阵列126可包括多种光传感器中任一种的阵列，所述多种光传感器包括多种固态成像器件中任一种，例如光电二极管和光电晶体管。
依据本发明，光学传感器裸片122通过由导电材料构成的互连迹线114，114’电连接至所述支撑件，互连迹线114，114’接触互联裸片焊盘(例如焊盘124’)和所述支撑件中的对应位置(例如键合焊盘112’)并提供互联裸片焊盘(例如焊盘124’)和所述支撑件中的对应位置(例如键合焊盘112’)之间的电联结。合适的导电材料包括可以以可流动形式施加并随后固化或被允许固化从而形成导电迹线的材料。举例而言，此类材料包括导电聚合物，所述导电聚合物包括可固化有机聚合物基质(例如，导电(填充式)环氧树脂或导电油墨)中所包含的导电微粒(例如导电金属颗粒)；举例而言，此类材料还包括在液态载体中运载的导电微粒。举例而言，可通过滴涂、印刷或喷洒来施加所述材料。合适的互连材料以及施加该材料的技术的例子例如在T.Caskey等人于2008年5月20日提交的名称为“Electrical interconnect formed by pulsed dispense”的美国专利申请中所描述，该申请在此通过引用并入本文。举例而言，通过气溶胶喷雾可施加导电油墨，并且依据具体油墨的组成，后续运用可以是烧结或固化。举例而言，通过气溶胶喷雾可滴涂或施加载体中的微粒，并且后续运用可以是烧结以形成导电迹线。
在图4的放大视图中可以更清楚地看见图3中实施例的互连结构。在这个实施例中，电绝缘保形涂层44覆盖邻近所述裸片焊盘的裸片侧壁和裸片边缘。可流动形式的导电材料施加至电绝缘保形涂层上，或者邻近该电绝缘保形涂层施加可流动形式的导电材料。所述导电材料随后固化。
在如图3和图4示出的实施例中，电绝缘且光透明的保形涂层42附加地覆盖裸片122的有源侧部，所述裸片122的有源侧部包括传感器阵列126和外围电路系统125，125’。所述涂层中的开口48暴露用于电连通至互连线114’的选定的裸片焊盘(例如焊盘“124”)部分。
所述保形涂层传输光至所述光学传感器。因此，所述保形涂层至少针对所述光学传感器意于运行的波长范围可以是大体上光学清晰的。举例而言，在所述光学传感器意于在整个可见光光谱的波长范围内运行的情形中，所述保形涂层传输波长至少在可见光范围的光。所述光学传感器可意于在紫外、深紫外或红外区域运行，而这些情形中的所述保形涂层传输波长至少在对应光谱部分的光。所述保形涂层还提供对下层结构的机械的和化学的保护。优选的涂层材料在涂层形成期间并不要求温升，也不收缩，并且所述涂层材料在晶圆加工期间保护下层表面。
有用的保形涂层包括通过气相沉积形成的有机聚合物，并且尤其有用的保形材料可以是对二甲苯或其衍生物的聚合物，例如聚对苯二亚甲基聚合物，例如C型聚对二甲苯或N型聚对二甲苯或A型聚对二甲苯。在需要在所述涂层中开口的情形中，举例而言，通过选择性的激光烧蚀可形成所述涂层中的开口。
所述保形聚对二甲苯涂层通过气相沉积形成，并且所述涂层可在晶圆级加工或裸片阵列级加工中形成。举例而言，晶圆加工实施例中的阶段如下。提供晶圆，在所述晶圆上形成有图像传感器(例如CMOS传感器)电路系统。
在减薄前切割的工序中，举例而言，通过使用划片机划片，在有源侧部切割所述晶圆至比最终裸片厚度稍大的深度，从而形成裸片侧壁，但是又不完全形成单个的裸片。随后，切割后的裸片置入聚对二甲苯沉积室，并执行沉积以在露出的表面上形成薄的涂层，也即，在所述裸片的前侧部上和露出的裸片侧壁上形成薄的涂层。
所述涂层形成为如下厚度，该厚度足以提供连续涂层(没有针孔)并足以提供达到或超过下层电路系统所需的电绝缘性能的电绝缘强度。举例而言，聚对二甲苯涂层厚度范围在约1μm至5μm是合适的。在形成涂层之后，从所述聚对二甲苯室移出所述晶圆，并使用激光烧蚀系统从所述裸片的前表面上的互连裸片焊盘处去除所述涂层。可以理解，考虑到聚对二甲苯在300nm和800nm之间的可见光范围内大体透明，所述激光必须以使涂层吸收可观能量的波长运行。任选地，从所述焊盘去除涂层材料可在后期阶段、在实现所述裸片的电连接之前的任何时候实现。
随后，举例而言，通过背研磨减薄所述晶圆至特定的裸片厚度(典型的，例如，50μm或更薄)。因为所述晶圆先前已被切割至超过所述裸片厚度的深度，背研磨导致分割为单个裸片。
在减薄后切割工序中，举例而言，通过背研磨减薄所提供的晶圆至所期望的裸片厚度；随后，从所述晶圆的前侧部或从所述晶圆的背侧部切断所述晶圆以产出裸片阵列形式的单个裸片。然后，以露出有源侧部和露出裸片边缘和侧壁的形式支撑所述裸片阵列，并如上所述地处理以在所述露出表面上形成保形涂层。然后使用激光烧蚀以露出所述裸片上的互连焊盘。
可使用混合的切割和减薄分离工艺，尤其是在互连裸片焊盘沿一个或两个裸片边缘设置在裸片边缘空白处的情形中。混合的切割和减薄工艺在R.Co等人于2008年11月25日提交的、名称为“Semiconductor die separation method”的第12/323,288号美国专利申请中予以描述。该申请在此通过引用并入本文。简而言之，在两个阶段切割所述晶圆。在晶圆减薄至期望的晶圆厚度之前可执行第一切割步骤，或者在所述第一切割步骤之前可执行晶圆减薄。在所述第一切割步骤中，沿面对所述互连边缘的间隔从所述前侧部切割所述晶圆至浅于所述裸片厚度的深度，从而形成互连裸片边缘和至少部分互连的侧壁；并沿其他的间隔切割所述晶圆至至少约为所述裸片厚度的深度。之后，如上所述地处理所述晶圆阵列以在所述前侧部和裸片边缘以及互连侧壁之上形成保形涂层。之后，在第二切割步骤中沿面对所述互连侧壁的间隔切割所述晶圆，从而形成单一裸片并完全形成所述裸片侧壁。
裸片贴膜可任选地施加至减薄的晶圆(在减薄后切割工艺中，或在混合的切割和减薄工艺中)的背侧部或施加至成裸片阵列形式的单个裸片的背侧部，并随后使用拾取和放置操作以将单个裸片贴附至诸如封装基底、电路板或另一裸片之类的合适的支撑件。在所述背侧部之上形成有合适的保形电介质涂层(例如聚对二甲苯薄膜)的情形中，在所述图像传感器裸片的背侧部和所述图像传感器裸片贴附的表面之间使用裸片贴膜或裸片黏着层不是必须的，因为所述保形电介质涂层可用以将所述裸片贴附至所述支撑件表面。在使用裸片贴膜的情形中，将所述膜施加至减薄的晶圆背侧部或施加至裸片阵列级的裸片背侧部是有利的，并且尤其有利的是，在减薄后切割工艺中或在混合的切割和减薄工艺中，在完成晶圆切割之前施加所述裸片贴膜，从而在后续的加工步骤期间帮助避免裸片偏移或裸片倾斜。
在其他实施方式中，所述保形涂层从位于所述图像阵列区域之上的裸片的有源侧部处可移除或可省略。然而，在这些实施方式中，会失去在后续加工期间保护所述图像阵列表面的优势。
以可流动形态施加用于电互连的合适导电材料，随后该导电材料固化或允许硬化。所述互连材料可以是导电聚合物或导电油墨。所述互连材料可以是可固化导电材料，例如可固化环氧树脂，而所述互连工艺可包括使未固化材料的迹线形成为预定图案，并随后固化所述聚合物，从而固定与导线端部和所述互连位置的电接触以及它们之间迹线的机械完整性。使用施加工具可施加所述互连材料，所述施加工具例如注射器、喷嘴或针状物，更为通常地，所述工具是配置成自动地(例如通过机器执行)并且精确地沉积所述材料的沉积头。所述工具按沉积方向施加所述材料，所述沉积方向一般朝向所述侧壁表面处的导线端部，并且所述工具按作业方向从裸片堆叠面所呈现出的裸片侧壁处挪动。所述材料可从所述工具以连续流的方式挤出，或者所述材料可逐滴地排出所述工具。在一些实施方式中，所述材料从所述工具排出为一股液滴，并在电绝缘裸片侧壁表面处沉积为点状物，所述点状物在接触上聚结或沿着接触聚结。在一些实施方式中，以气溶胶喷雾的方式施加所述材料。在一些实施方式中，所述沉积方向一般垂直于所述裸片侧壁表面，而在其他一些实施方式中，所述沉积方向与垂直于所述堆叠表面的方向成一定角度。基于所述裸片上和所述基板上各种待连接的焊盘的位置，所述工具可以按一般的线性作业方向或曲折的作业方向移动。
在施加所述互连材料之前，所述裸片的表面和/或所述支撑件上的连接位置可任选地提供有一种元素(或多种元素)，所述元素在固化情况下可与互连材料中的一种元素(或多种元素)在所述互连材料与所述焊盘或位置表面的接口形成金属间化合物。
可选地，可持有多个沉积工具为工具成组形式或工具阵列形式，并且可操作所述多个工具一次移动即可沉积一条或多条迹线的材料。
备选地，使用针状物、或垫片、或成组的针状物或垫片、或针状物或垫片的阵列通过针转移法或片转移法沉积所述材料。
可自动地施加互连材料；也即所述工具、或成组的工具、或工具阵列的移动以及材料沉积可通过操作员适当编程的机器控制。
备选地，例如通过使用印刷头(可具有合适的喷嘴阵列)印刷或例如通过使用掩膜或模板丝网印刷，可施加所述互连材料。
如图3所示，仅需要支撑件(基板)的窄边缘环绕所述裸片，因为所述互连形成于绝缘的裸片侧壁上或邻近绝缘的裸片侧壁形成。因此，光学传感器封装体的底层平面面积可做成微大于所述裸片的底层平面面积。同样地，如图3所示，总封装体高度可做成仅微高于所述裸片和所述基板加上所述裸片贴附材料的厚度合。
示出的实施例具有安装于所述支撑件之上的一个图像传感器。在其他实施方式中，两个或多个图像传感器安装于所述支撑件之上并电连接至所述支撑件。在这类实施方式中，各种裸片可以是以相同方式运行的，从而提供冗余或加成的图像形成能力。或者，举例而言，各种裸片可以是针对光谱的不同部分运行的。例如，运行于可见光区域的3个裸片可分别对红光波长、绿光波长和蓝光波长敏感；并且，在这种实施方式中，附加的第四裸片可对整个可见光区域波长的光敏感。或者，举例而言，一个或多个裸片可对可见光区域中一个部分或多个部分敏感，并且一个或多个附加的裸片可对可见光区域外波长的光敏感，例如紫外、深紫外和/或红外。
图3和图4的实施例中所示的支撑件是封装体基板；也即，它们包括一个或多个图案化的导电层(例如金属薄膜或金属化)和一个或多个电介质层，所述一个或多个电介质层在其一个侧面露出接合位置用于电连接至所述光学传感器裸片。构思了其他支撑件。举例而言，其他支撑件包括诸如球栅阵列(“BGA”)基板或岸面栅格阵列(“LGA”)基板之类的封装体基板，该封装体基板在一个表面及其相对表面均具有电连接位置，所述光学传感器裸片安装于所述一个表面的之上或者在所述一个表面上安装所述光学传感器裸片；所述相对表面上的电连接位置可用作器件中的从所述封装组件连向下层电路系统的Z型互连，所述光学传感器部署于所述器件中(例如图5A，5B中所示出地，在下文中描述)；或用作其他电子特征的电连接，或同时用作其他电子特征的Z型互连和电连接(例如图6中所示出地，在下文中描述)。构思了多种支撑件，举例而言，所述多种支撑件包括附加的裸片、引线框架、印刷电路板、柔性带基板、玻璃板。
图5A和图5B显示了光学传感器封装体的实施方式的实施例，其中所述裸片支撑件是球栅阵列(BGA)基板。在这个实施例中的光学传感器裸片类似于图3和图4所示的光学传感器裸片。这个实施例中的BGA基板包括至少两个图案化的导电金属(或金属化的)层，所述导电金属(或金属化的)层由电介质层分隔。一个导电层在裸片安装侧部，并由具有开口的焊接掩膜51覆盖，该开口大体如图3和图4的支撑件中所示地露出键合焊盘(例如，52和52’)。在这些实施例中，光学传感器122通过由导电材料做成的互联迹线114，114’，114”电连接至基板50，所述互连迹线114，114’，114”接触并提供从所述互连裸片焊盘(例如图5A中的124，124’；所述焊盘在图5B中未示出)至所述基板中对应键合焊盘(例如图5A中的52，52’；所述焊盘在图5B中未示出)的电联结。第二导电层位于所述基板的相对于所述裸片安装侧部的侧部，并由具有开口的焊接掩膜53覆盖，所述开口露出用于焊球54回流附着的焊球区(solder ball land)(图5A中54，在图5B中为示出所述焊球区)，焊球54用于将所述封装体互连至所述器件中的下层电路系统，所述传感器部署于所述器件中。图案化的导电层由穿过所述支撑件的电介质层的通孔连接。举例而言，所述下层电路系统可以是位于印刷电路板上，具有其他功能的其他裸片(或其他封装体)安装并电连接至所述印刷电路板。
附加的电子器件可电连接至所述支撑件的与所述光学传感器安装于其之上的侧部相对的侧部。多种电子器件中的任一种可部署于这种实施方式中；例如，所述多种电子器件包括半导体裸片、半导体裸片堆叠、半导体裸片封装体、一个或多个无源或有源电子元件、具有电子电路系统的载板、具有电连接的无缘元件或有源元件的载板。通过示例，图6显示了依据本发明的多裸片组件的实施方式的实施例的正面图，其中以针对图5A、图5B的方式，将图像传感器裸片安装至支撑件60(例如封装体基板)的传感器裸片附着侧部上并与所述侧部电连接；而在所述支撑件的相对于所述传感器裸片附着侧部的侧部上安装具有另一功能的裸片堆叠62，并将裸片堆叠62电连接至相对于所述传感器裸片附着侧部的侧部。如针对图5A所述地，所述支撑件具有由一个或多个电介质层分隔的至少两个图案化的导电层，一个导电层位于传感器裸片安装侧部，另一个导电层位于相对侧部，所述至少两个图案化的导电层由穿过所述电介质层的通孔连接。在这个实施方式中，在所述相对侧的导电层具有露出的焊球焊盘，设置该焊球焊盘附着外围焊球(例如67)，所述封装体通过外围焊球可连接至所述器件中的下层电路系统(例如印刷电路板中的电路系统)，所述封装体部署在所述器件中。在所述相对侧部的导电层具有露出的互连焊盘，设置该互连焊盘用于与堆叠62中的裸片互连。在所示的实施例中，使用裸片黏着层(例如裸片贴膜或裸片贴附环氧树脂)将裸片堆叠62中的第一裸片64安装至支撑件60的表面上；并且使用裸片黏着层(例如裸片贴膜或裸片贴附环氧树脂)将堆叠62中的第二裸片66安装至第一裸片64上。此外，在所示的实施例中，堆叠62中的第一和第二裸片是裸片间电互连的，并使用互连材料做成的迹线68将堆叠62中的第一和第二裸片连接至所述支撑件上的电路系统上的互连焊盘(图中未示)，所述互连材料以可流动形态施加的方式与上面用于将所述图像传感器连接至所述支撑件的传感器裸片安装侧部的方式相类似。合适的连接可选地包括引线键合互连、载带自动键合互连、倒装芯片互连等互连技术。堆叠62中的裸片可具有相同的功能(例如它们可以是存储器裸片)，或者它们可具有不同的功能；此外所述裸片可具有相同或不同的尺度。堆叠62可具有多于两个的裸片；此外，单个裸片可安装于所述基板以取代堆叠62。
在图5B和图6中显示了光学传感器裸片，该光学传感器裸片具有沿三个裸片侧壁(互连迹线114，114’，114”)的连向所述支撑件的连接。在一些实施方式中，所述光学传感器裸片基于其焊盘布局可具有沿所有四个裸片侧壁(包括在这些图中不可见的侧壁)的裸片焊盘(以及封装体中的电连接)；或者所述光学传感器裸片基于其焊盘布局可具有仅沿两个或一个裸片侧壁的裸片焊盘(以及封装体中的电连接)。
图8示出了光学传感器组件的实施例，其中，光学传感器裸片122安装至另一裸片80上并与其电连接。也即，在这个实施例中，裸片构成了支撑件。在这个实施例中，使用裸片贴膜将图像传感器裸片122贴附至裸片80的表面81上。通过导电迹线74，74’形成电连接，所述导电迹线接触所述图像传感器裸片上的裸片焊盘724，724’并接触裸片180上的接触焊盘844，844’。
在其他实施方式中，光学传感器裸片安装于所述支撑件之上并与其点接触，附加的电子器件(或具有一个或多个附加的电子器件的器件堆叠)置入所述光学传感器裸片和所述支撑件之间。所述光学传感器裸片可任选地电连接至所置入的电子器件(或电连接至所述堆叠中的一个或多个附加器件)；所置入的附加器件(或一个或多个所述器件)可任选地电连接至所述支撑件；而在器件堆叠置入所述光学传感器裸片和所述支撑件之间的情形中，所述附加器件可任选地在堆叠中彼此连接。多种电子器件的任一种可部署于这种实施方式中，举例而言，所述多种电子器件包括半导体裸片、半导体裸片堆叠、一个或多个无源或有源电子元件、具有电路系统的载板、具有电连接的无源元件或有源元件的载板。一些说明性的实施例如下所述。
图7示出了光学传感器组件的实施例，其中光学传感器裸片122安装至支撑件70的之上(并非直接安装于其上)，附加的电子器件72置入所述光学传感器裸片和所述支撑件表面之间。在这个实施例中，光学传感器裸片122未显示为直接电连接至所述附加的电子器件72；并且所述附加的电子器件72未显示为直接电连接至支撑件70。可以理解，附加的器件可任选地通过多种二级互连配置(图7中未示)中任一种电连接支撑件70，所述多种二级互连配置包括由导电材料形成的导电迹线，以可流动形态施加所述导电迹线并随后固化或被允许固化；所述多种二级互连配置还包括引线键合互连、载带自动键合互连、倒装芯片键合互连等互连技术。
图9示出了光学传感器组件的实施例，其中光学传感器裸片122安装于支撑件90的之上(并非直接安装于其上)，附加的电子器件82置入所述光学传感器裸片和所述基板表面之间。在这个实施例中，光学传感器裸片122通过导电迹线74，74’电连接至所置入的电子器件82，导电迹线74，74’接触所述图像传感器裸片上的互连位置724，724’并接触器件82上的接触焊盘824，824’。在这个实施例中，所置入的电子器件82具有互连位置924，924’，并且所置入器件与支撑件90的电连接通过导电迹线94，94’形成，导电迹线94，94’接触所述图像传感器裸片上的互连焊盘924，924’并接触支撑件90上的接触焊盘944，944’。
图10示出了光学传感器阵列的实施例，其中光学传感器裸片122安装于支撑件100之上(并非直接安装于其上)，附加的电子器件置入所述光学传感器裸片和所述基板表面之间。在这个实施例中，所置入的电子器件构成裸片1002，1004堆叠，裸片1002，1004堆叠安装至支撑件100的表面101上并与其电连接。也即，在这个实施例中，所述堆叠中的上层裸片1004(或所述堆叠本身)构成支撑件。在这个实施例中，使用裸片黏着层1003(例如裸片贴膜或裸片贴附环氧树脂)将所述堆叠中的第一裸片1002安装至支撑件100上；并使用裸片黏着层1005(例如裸片贴膜或裸片贴附环氧树脂)将所述堆叠中的第二裸片1004安装至第一裸片1002上。此外，在所示的实施例中，所述堆叠中的第一裸片和第二裸片是裸片间电互连的，并使用由互连材料做成的迹线1008连接至电路系统中的互连焊盘1006，所述电路系统位于支撑件100上的表面101上，以与上面对使所述图像传感器裸片连接至所述支撑件的传感器裸片安装侧部所描述的方式相似的方式，施加可流动形态的导电材料。所述堆叠中的裸片可具有相同的功能(例如，它们可以是存储器裸片)，或者它们可具有不同的功能；并且所述裸片可具有相同或不同的尺寸。所述对可具有多于两个裸片；但是可在所述基板上安装单个的裸片以取代所述堆叠。
所置入的电子器件(或多个电子器件)的尺寸可小于其上叠加的图像传感器裸片的尺寸，并且在这种实施方式中，所述传感器裸片的互连侧壁可从所置入的器件(或多个器件)突出。图11示出了光学传感器组件的实施例，其中光学传感器裸片122安装于支撑件110之上(并非直接安装于其上)，并且在这个实施例中构建器件112，114堆叠的附加电子器件置入所述光学传感器裸片和所述基板表面。在这个实施例中，所述光学传感器裸片122的互连边缘延伸超过所置入的电子器件的边缘，并从其突出。在这种实施方式中，导电材料形成的柱脚1146，1146’形成于下层支撑件110的互连表面111上的位置1144，1144’，并且图像传感器裸片122通过导电材料形成的迹线1174，1174’电连接至所述支撑件，所述导电材料迹线施加至带有涂层的互连边缘或侧壁，或者邻近带有涂层的互连边缘或侧壁施加，所述导电材料与所述柱脚1146，1146’接触。所述柱脚可由具有合适机械特性的任何导电材料形成；例如，这些柱脚的形成描述于T.Caskey等人的第12/124,097号美国申请，该申请在此通过引用并入本文。
其他实施方式位于权利要求书范围内。

Claims (64)

1.一种图像传感器裸片，包括具有前侧部、背侧部和侧壁的半导体裸片，所述前侧部具有有源表面，所述有源表面包括传感器阵列区域和互连焊盘，所述互连焊盘沿至少一条互连边缘设置于互连空白边缘中，所述图像传感器裸片还包括形成于所述互连边缘之上的保形电介质涂层。
2.如权利要求1的图像传感器裸片，所述图像传感器裸片还包括至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层。
3.如权利要求1的图像传感器裸片，所述有源表面还包括外围电路区域。
4.如权利要求1的图像传感器裸片，其中位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括有机聚合物。
5.如权利要求2的图像传感器裸片，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的所述光学透明电介质保形涂层包括有机聚合物。
6.如权利要求2的图像传感器裸片，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的所述光学透明电介质保形涂层包括对二甲苯或其衍生物的聚合物。
7.如权利要求2的图像传感器裸片，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的所述光学透明电介质保形涂层包括C型聚对二甲苯、N型聚对二甲苯或A型聚对二甲苯。
8.如权利要求1的图像传感器裸片，其中位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括对二甲苯或其衍生物的聚合物。
9.如权利要求2的图像传感器裸片，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的所述光学透明电介质保形涂层和位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括相似材料。
10.如权利要求2的图像传感器裸片，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的所述光学透明电介质保形涂层和位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括相同材料。
11.如权利要求2的图像传感器裸片，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的所述光学透明电介质保形涂层和位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层均包括对二甲苯或其衍生物的聚合物。
12.一种图像传感器封装体，包括安装于支撑件之上的图像传感器裸片，其中所述图像传感器裸片包括具有前侧部、背侧部和侧壁的半导体裸片，所述前侧部具有有源表面，所述有源表面包括传感器阵列区域和互连焊盘，所述互连焊盘沿至少一条互连边缘设置于互连空白边缘中，所述图像传感器裸片还包括位于所述互连边缘之上的保形电介质涂层；其中所述图像传感器裸片通过导电材料迹线电连接至所述支撑件的第一表面上的互连位置，所述导电材料迹线施加至带有涂层的互连边缘和侧壁，或者邻近所述带有涂层的互连边缘和侧壁施加，其中所述迹线接触所述图像传感器裸片上的露出的焊盘并接触所述支撑件上的位置。
13.如权利要求12的封装体，其中所述导电材料包括可以以可流动形态施加并随后固化或允许被固化从而形成导电迹线的材料。
14.如权利要求13的封装体，其中所述导电材料包括导电聚合物。
15.如权利要求14的封装体，其中所述导电材料包括包含于可固化有机聚合物基质中的导电微粒。
16.如权利要求15的封装体，其中所述微粒包括导电金属颗粒。
17.如权利要求15的封装体，其中所述导电材料包括导电环氧树脂。
18.如权利要求15的封装体，其中所述导电材料包括导电油墨。
19.如权利要求12的封装体，其中所述导电材料包括在液态载体中运载的导电微粒。
20.如权利要求12的封装体，其中所述图像传感器裸片还包括至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层。
22.如权利要求12的封装体，其中所述图像传感器裸片的有源表面还包括外围电路区域。
23.如权利要求12的封装体，其中位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括有机聚合物。
24.如权利要求20的封装体，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层包括有机聚合物。
25.如权利要求20的封装体，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层包括对二甲苯或其衍生物的聚合物。
26.如权利要求20的封装体，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层包括C型聚对二甲苯、N型聚对二甲苯或A型聚对二甲苯。
27.如权利要求12的封装体，其中至少位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括对二甲苯或其衍生物的聚合物。
28.如权利要求20的封装体，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层和位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括相似材料。
29.如权利要求20的封装体，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层和位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层包括相同材料。
30.如权利要求20的封装体，其中至少位于所述传感器阵列区域之上的光学透明电介质保形涂层和位于所述互连边缘之上的所述保形电介质涂层均包括对二甲苯或其衍生物的聚合物。
31.如权利要求12的封装体，其中所述支撑件包括封装体基板、附加的裸片、印刷电路板、引线框架和玻璃板中的一个。
32.如权利要求31的封装体，其中所述支撑件包括球栅阵列基板、岸面栅格阵列基板或柔性带基板中的一个。
33.如权利要求31的封装体，其中所述支撑件包括附加的裸片。
34.如权利要求12的封装体，其中所述图像传感器裸片安装至所述支撑件的表面上。
35.如权利要求12的封装体，其中所述图像传感器裸片和所述支撑件之间置入有附加的电子器件(例如附加裸片)。
36.如权利要求35的封装体，其中所述图像传感器裸片附加地电连接至所述附加电子器件中的电路系统。
37.如权利要求35的封装体，其中所述置入的电子器件包括附加的半导体裸片。
38.如权利要求37的封装体，其中所述置入的电子器件包括附加的半导体裸片堆叠。
39.如权利要求35的封装体，其中所述置入的电子器件包括存储器裸片、诸如图形处理单元的处理器、无线通信芯片和网络访问芯片中的一个。
40.如权利要求35的封装体，其中所述置入的电子器件中的电路系统电连接至所述支撑件中的电路系统。
41.如权利要求38的封装体，其中所述堆叠中的两个或多个附加的裸片电互连。
42.如权利要求38的封装体，其中所述附加裸片堆叠电连接至所述支撑件。
43.如权利要求38的封装体，其中所述图像传感器裸片电连接至所述堆叠中附加裸片中的至少一个上的互连位置。
44.如权利要求12的封装体，其中附加的电子器件安装于所述支撑件的第二表面上的互连位置上并与其电连接。
45.如权利要求44的封装体，其中所述第二表面和所述第一表面是所述支撑件的相同侧部的区域。
46.如权利要求44的封装体，其中所述第二表面和所述第一表面是所述支撑件的相对侧部的区域。
47.如权利要求44的封装体，其中安装于所述支撑件的第二表面上的所述附加电子器件包括附加裸片、附加裸片堆叠或半导体封装体中的一个。
48.一种制备图像传感器裸片的方法，包括：提供具有图像传感器电路系统的晶圆，所述图像传感器电路系统形成于所述晶圆的有源侧部，切割所述晶圆以形成互连裸片边缘和侧壁，以及在包括所述互连边缘在内的切割的晶圆的前侧部之上形成保形电介质涂层。
49.如权利要求48的方法，还包括通过从所述晶圆的背侧部去除材料减薄所述晶圆。
50.如权利要求49的方法，其中切割所述晶圆至少部分地在减薄所述晶圆前执行。
51.如权利要求49的方法，其中减薄所述晶圆至少部分地在切割所述晶圆前执行。
52.如权利要求49的方法，其中所述晶圆通过至少两个切割步骤切割，并且减薄所述晶圆在所述两个切割步骤之间的时刻执行。
53.如权利要求48的方法，其中形成所述电介质涂层包括通过气相沉积形成聚合物薄膜。
54.如权利要求53的方法，其中形成所述电介质涂层包括通过气相沉积形成聚对二甲苯薄膜。
55.一种制作图像传感器封装体的方法，包括提供具有前侧部、背侧部和形成于所述前侧部上的图像传感器电路系统的裸片，所述裸片具有位于互连裸片边缘附近的互连焊盘；提供支撑件，所述支撑件在其第一表面具有连接位置；在所述第一表面之上安装所述裸片；至少在所述互连边缘之上施加保形电介质涂层；并且通过施加导电材料迹线至带有涂层的互连边缘，或邻近所述带有涂层的互连边缘施加导电材料迹线，将所述裸片电连接至所述支撑件中的电路系统，所述导电材料迹线与所述裸片上的露出焊盘接触并且与所述支撑件上的连接位置接触。
56.如权利要求55的方法，其中至少在所述互连边缘之上施加保形电介质涂层在安装所述裸片之前执行。
57.如权利要求55的方法，其中至少在所述互连边缘之上施加保形电介质涂层在安装所述裸片之后执行。
58.如权利要求55的方法，还包括在所述图像传感器裸片的前侧部之上施加光学透明保形电介质涂层。
59.如权利要求58的方法，其中同时执行在所述传感器裸片的前侧部之上施加光学透明保形电介质涂层和至少在所述互连边缘的之上施加保形电介质涂层。
60.如权利要求55的方法，其中至少在所述互连边缘之上施加所述保形电介质涂层包括施加涂层到至少一部分的所述互连焊盘，并还包括形成穿过所述涂层的开口以暴露所述焊盘。
61.如权利要求55的方法，其中在所述支撑件的第一表面之上安装所述图像传感器包括将所述裸片安装至所述支撑件的第一表面上。
62.如权利要求55的方法，其中在所述支撑件的第一表面之上安装所述图像传感器裸片包括在所述支撑件的第一表面上安装附加的电子装置，并将所述图像传感器裸片贴附至所述附加的电子器件的表面上。
63.如权利要求55的方法，还包括将附加的电子器件安装至所述支撑件的第二表面上并与其电连接。
64.如权利要求63的方法，其中所述第二表面和所述第一表面是所述支撑件的相同侧部的区域。
65.如权利要求63的方法，其中所述第二表面和所述第一表面是所述支撑件的相对侧部的区域。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104124221A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 万国半导体(开曼)股份有限公司 薄型功率器件及其制备方法
CN106534728A (zh) * 2016-09-30 2017-03-22 天津大学 用于螺旋ct机的cmos图像传感器架构
CN107529026A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 手持产品公司 最小高度cmos图像传感器
CN110739275A (zh) * 2015-05-12 2020-01-31 艾马克科技公司 指纹感测器及其制造方法
WO2021013030A1 (zh) * 2019-07-19 2021-01-28 微智医疗器械有限公司 半导体器件的封装方法、封装组件及电子设备

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6856009B2 (en) 2003-03-11 2005-02-15 Micron Technology, Inc. Techniques for packaging multiple device components
US8664748B2 (en) * 2009-08-17 2014-03-04 Mosaid Technologies Incorporated Package-level integrated circuit connection without top metal pads or bonding wire
US20110221018A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-15 Xunqing Shi Electronic Device Package and Methods of Manufacturing an Electronic Device Package
KR101048662B1 (ko) * 2010-05-03 2011-07-14 한국과학기술원 신체 부착형 센서 및 모니터링 장치
KR101208215B1 (ko) * 2011-01-14 2012-12-04 삼성전기주식회사 카메라 모듈 및 이의 제조방법
US8587088B2 (en) 2011-02-17 2013-11-19 Apple Inc. Side-mounted controller and methods for making the same
JP2013084880A (ja) * 2011-09-27 2013-05-09 Toshiba Corp 固体撮像装置、固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法
JP5705140B2 (ja) 2011-09-27 2015-04-22 株式会社東芝 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法
US9006901B2 (en) 2013-07-19 2015-04-14 Alpha & Omega Semiconductor, Inc. Thin power device and preparation method thereof
US9646906B2 (en) * 2014-09-26 2017-05-09 Texas Instruments Incorporated Semiconductor package with printed sensor
US10869393B2 (en) * 2015-06-29 2020-12-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Pedestal mounting of sensor system
US10207500B2 (en) 2015-10-15 2019-02-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print head interposers
US9978644B1 (en) * 2016-09-07 2018-05-22 Amkor Technology, Inc. Semiconductor device and manufacturing method
US20180327255A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-15 Honeywell International Inc. Systems and methods for multi-sensor integrated sensor devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6683782B2 (en) * 2001-11-26 2004-01-27 Delaware Capital Formation, Inc. Surface flashover resistant capacitors and method for producing same
US20040229405A1 (en) * 2002-05-13 2004-11-18 Ashok Prabhu Electrical die contact structure and fabrication method
CN1574236A (zh) * 2003-06-10 2005-02-02 三洋电机株式会社 半导体装置的制造方法
US20080099907A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Tessera Technologies Hungary Kft. Wafer-level fabrication of lidded chips with electrodeposited dielectric coating
CN101232033A (zh) * 2007-01-23 2008-07-30 育霈科技股份有限公司 影像感测器模块与其方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268486B2 (en) * 2002-04-15 2007-09-11 Schott Ag Hermetic encapsulation of organic, electro-optical elements
US7452743B2 (en) * 2005-09-01 2008-11-18 Aptina Imaging Corporation Microelectronic imaging units and methods of manufacturing microelectronic imaging units at the wafer level

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6683782B2 (en) * 2001-11-26 2004-01-27 Delaware Capital Formation, Inc. Surface flashover resistant capacitors and method for producing same
US20040229405A1 (en) * 2002-05-13 2004-11-18 Ashok Prabhu Electrical die contact structure and fabrication method
CN1574236A (zh) * 2003-06-10 2005-02-02 三洋电机株式会社 半导体装置的制造方法
US20080099907A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Tessera Technologies Hungary Kft. Wafer-level fabrication of lidded chips with electrodeposited dielectric coating
CN101232033A (zh) * 2007-01-23 2008-07-30 育霈科技股份有限公司 影像感测器模块与其方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104124221A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 万国半导体(开曼)股份有限公司 薄型功率器件及其制备方法
CN104124221B (zh) * 2013-04-23 2016-12-28 万国半导体(开曼)股份有限公司 薄型功率器件及其制备方法
CN110739275A (zh) * 2015-05-12 2020-01-31 艾马克科技公司 指纹感测器及其制造方法
CN107529026A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 手持产品公司 最小高度cmos图像传感器
CN107529026B (zh) * 2016-06-21 2021-12-28 手持产品公司 最小高度cmos图像传感器
CN114286027A (zh) * 2016-06-21 2022-04-05 手持产品公司 最小高度cmos图像传感器
CN106534728A (zh) * 2016-09-30 2017-03-22 天津大学 用于螺旋ct机的cmos图像传感器架构
WO2021013030A1 (zh) * 2019-07-19 2021-01-28 微智医疗器械有限公司 半导体器件的封装方法、封装组件及电子设备

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Publication number Publication date
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KR20110051191A (ko) 2011-05-17
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TW201015707A (en) 2010-04-16
WO2010025401A3 (en) 2010-06-03
US20100052087A1 (en) 2010-03-04

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