CN103456754A - 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 - Google Patents

Abstract

一种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。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。硅通孔(TSV)贯穿衬底延伸，并从衬底的后侧提供与传感器的I/O接触。玻璃盖体定位在前表面上面，所述盖体和衬底嵌入模制化合物层(MCL)中，MCL的前表面与所述盖体的前部处于共面，后表面与衬底的后部处于共面。表面装配器件、电磁屏蔽件和贯穿晶片连接件能够嵌入MCL中。MCL的后表面上的重分布层包括用于装配封装的底部接触焊盘以及导电迹线，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。各向异性的导电粘接剂定位在MCL的前部上用于物理地和电性地附接透镜阵列。

Description

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

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。

图11是根据图1至图10的实施例的单个光学传感器封装的示意前视图，示出封装的各种元件的布置。

图12是沿着线12-12截取的图11的完整的光学传感器封装的示意侧视图，图示出根据另一实施例的照相机模块的制造工艺中的步骤。

图13是图示出图12的实施例的制造工艺的附加的步骤的概略侧视图。

图14和图15是根据相应的附加的实施例的照相机模块的概略侧视图。

具体实施方式

尽管图2的现有技术示例相对于图1的示例具有降低的高度，但是发明人意识到存在可能与第二示例关联的许多问题。首先，在将晶片分割成单独的裸片之前，必须将关联的半导体晶片和玻璃盖体减薄至它们的最终厚度。但是，如果它们太薄，它们变得极易碎，并且在分割期间会断裂。而且，组装工人或者用来组装照相机模块的自动机械对玻璃和裸片组件的处理会易于破坏它们。此外，平面性也是问题，因为在组装期间经减薄的裸片会稍微弯曲，导致光学传感器不能正确地起作用或者产生扭曲的图像。另一问题是漏光。如果透镜组件不是完美光密的，或者如果在透镜组件的内部发生任何光散射，光能够从盖体玻璃的边缘传送到传感器的图像区域中，从而降低图像质量。同样地，在一些情况下，硅通孔(TSV)会将光从裸片后面传送到图像区域中。此外，通常存在与照相机模块关联的附加的元件，这些附加的元件必须分离地附接至电路板，并且会扩大由照相机和其关联元件占据的所需区域。因此发明人创造了各种实施例，它们提供的优势在于，可降低或者消除以上讨论的问题，并且还提供了其它好处。

根据实施例，参考图3至图11描述制造晶片级光学传感器封装的方法。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。生产半导体晶片100，根据已知的工艺在前部面102上形成有多个光学传感器电路104。在附图中，并未详细示出在本领域中公知的光学传感器的结构。反而，光学传感器电路通过一排微透镜(诸如许多光学传感器中使用的)表示。TSV106形成于晶片100中，并且从晶片100的后侧提供与传感器的输入/输出接触。粘接剂间隔物遮罩110定位于晶片100的前部面上，并且在对应于多个传感器104中每个传感器的位置包括开口103。

在半导体材料衬底上形成的器件通常仅形成于其一个表面上，并且占据衬底总厚度的相对小的一部分。该表面通常称为有源侧或者前表面。因此，为了本公开和权利要求的目的，术语“前”和“后”用于参考半导体晶片或者裸片的有源面建立定向。例如，如果将器件作为整体定向成使得裸片的有源表面是裸片的最上部分的话，对于组件的一些元件的前表面的提及指的是元件的最上表面。当然，假定器件处于上述相同定向，元件的后表面是最下表面。使用这些术语指定此类器件的元件不视为指示元件、器件或者关联的半导体部件的实际物理定向，并且权利要求中使用的这些术语除上述阐释外并不限制权利要求。

透明的玻璃盖体108通过粘接剂遮罩110耦合至晶片的前部面，玻璃盖体和传感器104之间的选定空间由间隔物遮罩(spacer mask)的厚度确定。玻璃盖体108可以设置有本领域已知的选择性的透明涂层，诸如IR或者UV涂层。涂层可以沉积于玻璃盖体108的将面向传感器104的表面上，以在后续工艺步骤期间保护涂层。

在玻璃盖体108附接至晶片100之后，将晶片的后部减薄或者平面化，如图4中在T处所指示的，产生新的后部面105。在平面化期间，玻璃盖体108支撑晶片100，这允许将晶片尽可能减小到更薄的尺寸。在平面化之后，沿着切口线K将晶片100切割成单独的传感器组件112，每个组件具有包括光学传感器104的相应半导体裸片114以及单独的玻璃盖体109。

现在转到图5，载架衬底118设置有薄膜粘接剂层116，在拾取和放置操作中将每个传感器组件112面向上定位在薄膜粘接剂层116上，如P₁指示的。在将组件112放置在载架衬底118上之后，可以将各种附加的元件定位在衬底118上。如图6所示，此类元件可以包括表面装配器件120、电磁屏蔽件结构124和贯穿晶片连接件元件126。大体示出表面装配器件以表示可以包括在封装中的许多种类的结构中的任一种，诸如无源电路部件(如电阻器、电容器、电感器等)以及附加的集成电路(诸如图像处理器、电压稳定器、用于透镜控制的驱动器等)。电磁屏蔽件结构124在传感器组件112周围延伸，如图11的平面图所示，并且提供屏蔽以免于电磁干扰。稍后更详细描述贯穿晶片连接件元件126。

如图7所示，然后将模制化合物层128沉积在载架衬底118上，包封传感器组件112和定位在衬底118上的附加的辅助部件并且形成重构晶片129。模制化合物层128形成为具有选定厚度以使得模制化合物层128的前部面131与玻璃盖体109的前部面是共面的。根据实施例，模制化合物层128初始厚于组件112，但在其固化后，模制化合物层128被平面化成选定厚度。或者，其可以由其它技术形成为该期望厚度，诸如使用压缩模制或者选定量的模制化合物。此外，在相同工艺中可以将裸片112的玻璃盖体109平面化和磨光，这可进一步降低总体设备厚度。在完成模制化合物层128时，玻璃盖体109的前部面和每个贯穿晶片连接件元件126的接触表面127暴露在重构晶片129的前部面131中。

图7A和图7B是重构晶片129在7A、7B处的一部分的放大图，示出相应替换实施例。尤其，在图7A的实施例中，表面装配器件120是前部面上形成有集成电路121的半导体裸片。此外，多个接触焊盘123还形成于表面装配器件120的前部面上。该裸片定位成在粘接剂薄膜116上前侧向下，使得当形成模制化合物层128时，接触焊盘123暴露在重构晶片129的后部面上并且可以用于如稍后描述的接触。电路121可以是用于传感器电路104的适当操作或者关联的透镜或其它关联的器件的适当操作所需的任何电路。

参考图7B的替换实施例，表面装配器件120也是前部面上形成有集成电路121的半导体裸片。但是，图7B的裸片包括类似于上述TSV106的多个TSV125(仅示出一个)。此外，裸片120定位成在粘接剂薄膜116上后侧向下，使得裸片的后部面和TSV125的后端部暴露在重构晶片129的后部面处。

在图7A的实施例的情况下，暴露的接触焊盘123可以直接与电路121接触，使得其能够电耦合至传感器电路104等，如下述的那样。关于图7B的实施例，TSV的形成增加了裸片120的开支，但是其使得能够减薄重构晶片129的后侧而不会破坏或者损坏电路121。因而，在工艺阶段处可以省略参考图4描述的平面化步骤，并且半导体裸片114在分割原始晶片100期间可以保持其全厚度。这降低了在分割期间的损坏风险。反而，在参考图7或图8描述的阶段之后，尤其在形成重构晶片129之后，可以将裸片114减薄并且平面化，使得在平面化和随后处理期间裸片在其横向边缘周围被模制化合物层128支撑。重构晶片的前部面也可以按照上述讨论的那样被减薄，从而降低玻璃盖体109的最终厚度。在裸片114、120的TSV106、125(其在图7之后暴露于平面化)的情况下，减薄相应裸片仅使硅通孔变短而不会损坏它们。

在完成模制化合物层128之后，将合成的重构晶片129倒置并且放置在另一载架衬底119上，如图8所示，使得重构晶片129的前部面131抵靠粘接剂薄膜116，并且晶片129的后部面130能够访问。当然，关于在形成模制化合物层128之前定位在粘接剂薄膜116上的任何元件，面向粘接剂薄膜的表面将暴露并且与后部面130是共面的，后部面130包括例如半导体裸片114和表面装配器件120、电磁屏蔽件结构124和贯穿晶片连接件元件126的后部面105。

在示出的实施例中，每个贯穿晶片连接件元件126包括前接触表面127和后接触表面133，它们暴露在模制化合物层128的相应面中，从而形成贯穿晶片连接件126。根据其它实施例，使用其它已知工艺提供贯穿晶片连接件，包括在固化的模制化合物层中钻出过孔并用导电材料等填充过孔。

如图9所示，重分布层132形成于重构晶片129的后部面130上。重分布层132根据已知原理来制成，并且大致包括例如在利用无源层和介电层提供绝缘的一个或多个层中延伸的导电迹线。用于制成重分布层的各种工艺是本领域公知的，因此不再详细描述。图9的重分布层132包括：在重分布层132的后部面138上的多个接触焊盘136，用于将图像传感器封装连接至电路板；以及多个导电迹线134，它们将接触焊盘136与TSV106、表面装配器件120、电磁屏蔽件124和贯穿晶片连接件126互相连接。

在示出的实施例中，接触焊盘136构造为用于格栅阵列(LGA)表面装配封装。还可以使用用于装配封装的其它系统，包括球栅阵列、无引线扁平封装等。LGA和类似装配系统是有利的，这是因为它们允许将封装装配得非常靠近下面的电路板，这有助于最小化传感器封装和关联的透镜模块的高度，并且还因为对应的电路板接触在封装的足印内，所以必须专用于封装的板空间保持最小。

现在转到图10，将重构晶片129割成独立的晶片级光学传感器封装140，每个晶片级光学传感器封装140包括光学传感器组件112、一个或多个表面装配器件120、屏蔽结构124和一个或多个贯穿晶片连接件126。

图11是根据实施例的单个光学传感器封装140的示意正视图，示出封装的各种元件的布置。为了参考，图12的封装140中的一个封装的示意侧视图对应于图11的封装沿着线12-12截取的截面图。图11的视图中示出的一些元件在设备的物理模型中不可见，但示出于此处以图示它们的相对位置。参考图12可以看见其它细节和元件。封装140包括光学传感器组件114、多个表面装配器件120、电磁屏蔽件124和多个贯穿晶片连接件126。传感器组件114转而包括光学传感器104、贯穿下面的半导体裸片112延伸的多个TSV106以及粘接剂间隔物遮罩110，粘接剂间隔物遮罩110用来将玻璃盖体109耦合至裸片同时维持它们之间的选定间隔。

电磁屏蔽件124环绕传感器组件114，并且用来降低或者消除可能会影响光学传感器104的图像质量的电磁干扰。贯穿晶片连接件126贯穿模制化合物层128延伸，并且通过重分布层132电耦合至一个或多个表面装配器件、光学传感器104和接触焊盘136。因而，经由贯穿晶片连接件126，可以实现在封装140的前部面131处与封装的选定元件的电接触。

尽管图11的图示实施例包括若干表面装配器件、电磁屏蔽件和贯穿晶片连接件，但是其它实施例可以具有更多或更少的此类辅助部件。例如，在不需要前部连接的时候，可以省略贯穿晶片连接件126。同样地，根据每个实施例的要求，表面装配器件的尺寸、形状和数量将具体改变，并且在不需要电磁屏蔽的时候，其也可以省略。

以下参考图12和图13描述用于制造低剖面(low-profile)照相机模块的工艺，低剖面照相机模块采用与参考图3-11描述的封装140类似的光学传感器封装。如图12中在P₂处所描绘的，在参考图10描述的分割工艺之后，将每个晶片封装前侧向上地定位在载架衬底118上。然后，如图13所示，将粘接剂142定位在每个光学传感器封装140的前部面131上。然后将透镜组件144对准光学传感器封装140并且通过粘接剂142耦合至光学传感器封装140。透镜组件144包括透镜镜筒146、透镜载体148和包括一个或多个透镜152的透镜阵列150。光学传感器封装140和透镜组件144一起包括透镜模块160，如图13所示，并且诸如可以在手机或者平板计算机中使用的透镜模块。

透镜载体148在透镜镜筒146内的旋转改变透镜阵列150的Z轴位置，并且因而还改变透镜模块160的焦距。虽然未详细示出，但是透镜组件144包括用于调节透镜的电动机，这在本领域是已知的。电动机由在透镜组件的后部面上的控制接触表面154处的信号供电和控制。因而，粘接剂142优选是各向异性的导电薄膜粘接剂。各向异性的导电粘接剂规划为沿着接合轴(即Z轴)产生电连接，同时沿着其它轴绝缘。基于该原因，此类粘接剂有时指代Z轴粘接剂。此处，通过粘接剂142将控制信号从贯穿晶片连接件126的前接触表面127传送至透镜组件144的控制接触表面154。因为Z轴粘接剂横向不导电，所以贯穿粘接剂可以形成多个连接而不会产生短路。因而，在透镜组件144的控制接触表面154包括多个连接件并且光学传感器封装的贯穿晶片连接件126包括对应的多个连接件的情况下，Z轴粘接剂142可以独立耦合每个对应的连接件对。

根据另一实施例，提供焊料连接以电地和机械地耦合透镜组件144至光学传感器封装140。

Z轴粘接剂可实现为液体或者浆料，也可呈薄膜的形式。薄膜粘接剂对于照相机元件的使用是有利的，因为粘接剂的厚度能够很好控制，这对于控制透镜组件144相对于光学传感器封装140的平面性和间隔是有用的。

图13的透镜组件144公开了其具有可调焦距。根据其它实施例，透镜组件构造为包括可调缩放和/或图像稳定性。此类特征在本领域是公知的，因此此处不详细示出。

参考图3-13公开的光学传感器封装和照相机模块相比现有技术提供了许多优势，其中的一些已经提过。例如，相比现有技术，在其上形成有光学传感器电路的半导体裸片能够被减薄到更大的程度。这是因为在平面化工艺期间可以通过相对厚的玻璃盖体或模制化合物层支撑裸片。此外，因为在组装照相机模块之前裸片被嵌入模制化合物层中，所以裸片更耐扭曲或者破坏。在以上公开的实施例中，裸片能够被减薄至薄到大约50μm。相反，因为图2的现有技术设备的光学传感器在处理和组装期间仅被玻璃板支撑并且组合的晶片和玻璃板必须在将晶片分割为裸片之前制成它们的最终厚度，所以裸片不能够被减薄到小于大约300μm。

另一优势在于，因为传感器裸片和其它关联的电子元件被一起嵌入模制化合物层中并且通过重分布层电耦合，所以元件能够定位得更紧凑，使得即使传感器封装包括模制化合物层的一部分，比起现有技术的照相机模块及其关联的元件，其也占据少量的电路板空间。此外，不透明的模制化合物层消除了现有技术中常存在的漏光的可能源头。

现在转到图14，在概略侧视图中示出了根据实施例的照相机模块170。照相机模块170包括基本如先前描述的光学传感器封装140和透镜组件164。

透镜组件164包括透镜镜筒162以及电湿润透镜165。电湿润透镜元件165通过控制两种不融合流体166、168来操作。在图14的示例中，下流体168是导电的，而上流体166不导电。流体166、168被约束在由侧壁169限定的空间内并且在透镜保持架172内的两个玻璃板171之间。第一电极174将侧壁169布置成电接触透镜组件的第一控制接触表面178，而第二电极176将下流体168布置成电接触第二控制接触表面180。第一和第二控制接触表面依次经由控制接触表面154、Z轴粘接剂142和贯穿晶片连接件126耦合至光学传感器封装。

当侧壁169和第二流体168布置成处于相反电势时，第二流体被侧壁吸引并且向上隆起，从而产生具有减小的半径的半球形表面，改变了焦距。相反，如果侧壁169和第二流体168布置成处于相同电势时，第二流体被排斥，使得流体界面的曲度变平并且沿相反方向改变焦距。电湿润透镜的原理是本领域已知的，包括用于图像稳定性和图像缩放的构造。因此，在各种替换实施例中，可以根据这些已知的原理修改图14的实施例以执行任何这些功能。

透镜装配件和透镜保持架构造基本类似于参考图14的实施例公开的结构，在美国专利No.7,668,449中有更详细描述，其整个内容通过引用并入此处。

现在参考图15，示出了根据另一实施例的照相机模块190。模块190包括耦合至光学传感器封装192的透镜组件191。光学传感器封装192基本类似于先前实施例的光学传感器封装140，除了电磁屏蔽件194延伸至封装的前部面131以使得屏蔽件的前表面193暴露在封装的前部面处之外，以及重分布层195包括接地面198，接地面198与光学传感器封装基本是共同延伸的。在接地面198中提供开口197以允许导电迹线134将其它电路元件与接触焊盘136连接。除了开口197，光学传感器电路104的后侧通过导电的接地面198完全屏蔽。接地面本身耦合到至少一个接触焊盘136以使得其能够耦合至电路板接地，并且电磁屏蔽件194还耦合至接地面。

透镜组件191基本类似于图13的实施例的透镜组件144，除了其包括覆盖透镜镜筒199的外部的导电涂层196。还可见的是，导电层196延伸到透镜镜筒199的后部面上，其中其放置成通过Z轴粘接剂142电接触电磁屏蔽件194的暴露表面。因而可见的是，在其它实施例中电磁屏蔽件设置成在光学传感器电路周围横向延伸，图15的实施例的光学传感器电路104完全屏蔽，除了在电路前方直接屏蔽之外。因而，照相机模块190能够用于电磁干扰可能显著影响图像质量的环境中，或者与对电磁干扰更敏感的传感器电路一起使用。此外，如果需要更完整的电磁屏蔽，导电涂层可以延伸到透镜保持架上，并且一个或多个透镜可以设置有导电的涂层，诸如透镜领域已知的。可替换地，根据其它实施例，根据特定应用所需的屏蔽程度，盖体可以制造成仅部分延伸到透镜镜筒之上，和/或可以降低或者省略接地面的覆盖。

可以通过任何适当的工艺(诸如通过施加导电涂料至透镜镜筒或者通过用导电金属涂刷镜筒)提供导电涂层196。

权利要求提到接触表面的时候，这被认为是广义地包含多个接触。换句话说，例如在透镜包括用于控制焦距调节的接触表面的时候，应理解的是，此类接触表面可以包括分别用于电源和接地的两个独立的接触，或者包括用于正极、负极和地面的三个接触等。

为了本公开和权利要求的目的，重分布层是如下结构，该结构包括形成或者沉积在下面的衬底或者层上的一个或多个电介质层和导体层以创建和隔离半导体裸片和关联元件的重分布信号路径。

重构晶片、重分布层、贯穿晶片连接件和关联的工艺在以下美国专利和专利申请中有更详细描述，这些所有文献的内容通过引用并入此处：提交于2009年12月31日的12/651,304；提交于2009年12月31日的12/651,365；提交于2009年12月31日的12/651,392；提交于2010年12月23日的12/977,697；提交于2011年6月30日的13/173,991；提交于2011年9月14日的13/232,780；提交于2011年11月2日的13/287,816；提交于2011年11月2日的13/287,826；以及提交于2011年12月6日的13/312,562。

权利要求中使用的术语“耦合”在其范围内包括间接耦合，诸如当两个元件用一个或多个中间元件耦合时，即使没有提到中间元件。

在描述附图示出的实施例时，使用参考方向(诸如右、左、顶部、底部等)来指代元件或者移动，如附图中图示的。此类术语的使用是为了简化说明书，不应视为以任何方式限制权利要求。

根据常规权利要求的习惯使用了序列数字(例如第一、第二、第三等)，这是为了清楚区分其元件或特征。使用此类数字不暗示任何其它关系，例如，此类元件的操作顺序或者相对位置，也不排除列出的元件可能组合成单个多功能的结构或壳体。此外，权利要求中使用的序列数字与那些权利要求提及的说明书中用来指代公开实施例的元件的那些数字不具有具体对应关系。

涉及特定组件或者元件的组合的术语(包括例如光学传感器组件、光学传感器封装和照相机模块)，为了方便以及简化本公开和权利要求而使用。在权利要求提及特定结构或者工艺的时候，不需要这些结构或者工艺清楚地分成具体子组件，假定提到了其组成元件或者它们的等同布置。

此处使用术语“透明的”来指代至少对于选定波长的光是透明的元件。术语“选择性透明的”用来指代对于选定波长的光是透明的而对于其它选定波长是不透明的元件。例如，玻璃盖体可以描述为透明的，即使其对红外波长是不透明，假定它对感兴趣的波长是透明的并且不使用在红外成像系统中。但是，如果盖体被选定为特定用于红外滤波性能，诸如在过滤这些波长是有利的应用中，那么其也能够被描述为选择性透明的。

术语“平面化”用来指代产生平滑、平坦表面和/或减薄结构所采用的任何工艺，包括化学和机械机加工工艺、磨光工艺等。

术语“横向”用来指代元件在与关联的半导体裸片或者晶片的前部面平行的平面中的元件的尺寸、位置或者移动。例如，如在除图11之外的任何附图中表示的，横向移动可以是沿着水平轴(即朝向左或者右)的移动，但不是沿着垂直轴(即朝向附图的顶部或者底部)。因为图11的视图的点正交于裸片114的前部面，所以该图中所示的任何移动或者尺寸都是横向的。

单位“μm”用来指代微米级别的值。一微米等于1x10^-6米。

模制化合物是在许多不同封装工艺中用来包封半导体器件的物质，是由各种组分(诸如树脂、硬化剂、二氧化硅、催化剂、燃料和隔离剂)的混合制成的典型复合材料，并且通常以具有选定粘度的基本液体形式提供，使得它们能够被注塑或浇注。模制化合物在来自不同制造商并且满足许多不同的标准的很宽范围的形式中可用。因此，术语“模制化合物”被广义地视为应用至所有此类化合物。

当权利要求限定提到了限定目的的结构时，该结构本身并不是权利要求的元件，而是主语的修饰语。例如，在提到“粘接剂构造为接收透镜组件”的限定中，透镜组件并不是权利要求的元件，而是用来限定术语“粘接剂”的范围。此外，相对于透镜组件提到或者呈现附加的元件的后续限定或权利要求并不将透镜组件视为权利要求的元件。另一方面，将透镜组件提及为限定的主语的后续部分确实将该组件视为其元件。

提供本公开的摘要作为对根据一个实施例的本发明的一些原理的简要概括，但并不旨在完整地或者限定地描述任何实施例，也不应当视为限定说明书或者权利要求中使用的术语。摘要不限制权利要求的范围。

上述各种实施例能够结合以提供其它实施例。说明书和/或申请数据列表中提到的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利公开的整体并入此处作为参考。可以调整实施例的方案，如果需要可以采用各种专利、申请和公开的构思以提供其它实施例。

根据上述详细说明，可以对本实施例进行这些和其它改变。总之，在以下权利要求中，使用的术语不应该视为将权利要求限制到说明书公开的具体实施例，权利要求书应该被视为包括所有可能的实施例以及权利要求涉及的等同结构的全范围，因此权利要求不受本公开的限制。

Claims (21)

1.一种照相机模块，包括：

半导体裸片；

光学传感器电路，定位于所述裸片的前部面上；

多个硅通孔，从所述前部面到与所述裸片的所述前部面相对的后部面贯穿所述裸片延伸，所述多个硅通孔中的每个硅通孔与所述裸片的所述前部面上的所述光学传感器电路电接触；

透明盖体，在所述裸片的所述前部面上面耦合至所述裸片，所述透明盖体具有前部面和后部面，所述透明盖体的所述后部面面向所述裸片的所述前部面，所述透明盖体的横向尺寸与所述裸片的横向尺寸基本是共同延伸的；

模制化合物层，所述裸片和所述透明盖体嵌入其中，所述模制化合物层的后部面与所述半导体裸片的后部面处于基本共面，并且所述模制化合物层的前部面与所述透明盖体的前部面处于基本共面；以及

重分布层，在所述模制化合物层的所述后部面和所述半导体裸片的所述后部面上面延伸，所述重分布层在其后部面上具有多个接触焊盘，并且多个导电迹线互连所述多个硅通孔中的硅通孔和所述多个接触焊盘中的接触焊盘的所选择的组合。

2.根据权利要求1所述的照相机模块，包括无源电子部件，嵌入所述模制化合物层中并且具有多个接触焊盘，每个所述接触焊盘耦合至所述多个导电迹线中的相应导电迹线。

3.根据权利要求1所述的照相机模块，包括多个电结构，嵌入所述模制化合物层中并且具有相应接触表面，所述接触表面与所述模制化合物层的所述后部面处于共面并且耦合至所述多个导电迹线中的一个或多个导电迹线。

4.根据权利要求3所述的照相机模块，其中所述多个电结构中的每个电结构选自：在所述光学传感器组件周围延伸的电磁屏蔽件、具有暴露于所述模制化合物层的所述前部面处的附加的接触表面的贯穿晶片连接件、无源电子部件以及附加的半导体裸片。

5.根据权利要求1所述的照相机模块，包括贯穿晶片连接件，嵌入所述模制化合物层中并且具有位于由所述模制化合物层的所述后部面限定的平面中的第一接触表面和暴露于所述模制化合物层的所述前部面处的第二接触表面。

6.根据权利要求1所述的照相机模块，其中所述模制化合物层和所述透明盖体的所述前部面限定光学传感器封装的前部面。

7.根据权利要求1所述的照相机模块，包括各向异性的导电粘接剂，定位在所述模制化合物层的所述前部面上并且被配置为放置透镜组件与暴露于所述模制化合物层的所述前部面处的一个或多个接触表面电接触。

8.根据权利要求1所述的照相机模块，包括透镜组件，耦合至由所述模制化合物层和所述透明盖体的所述前部面限定的光学传感器封装的前部面。

9.根据权利要求8所述的照相机模块，包括贯穿晶片连接件，具有暴露于所述模制化合物层的前部处的前接触表面，并且其中所述透镜组件包括面向所述光学传感器封装的控制接触表面，并且所述透镜组件的所述控制接触表面电耦合至所述贯穿晶片连接件。

10.根据权利要求9所述的照相机模块，其中所述透镜组件包括以下中的一个或多个：可调焦距，可由在所述控制接触表面处的信号控制；可调缩放，可由在所述控制信号连接件处的信号控制；图像稳定器机构，可由在所述控制接触表面处的信号控制；电湿润透镜，可由在所述控制接触表面处的信号控制。

11.根据权利要求8所述的照相机模块，其中所述透镜组件包括带有面向所述光学传感器封装的屏蔽件接触表面的电磁屏蔽件，并且其中所述屏蔽件接触表面经由所述光学传感器封装的前接触表面电耦合至所述光学传感器封装的电磁屏蔽件。

12.一种照相机模块，包括：

重构裸片，包括：

模制化合物层，

半导体裸片，嵌入所述模制化合物层中，所述裸片的后部面位于由所述模制化合物层的后部面限定的平面中，所述半导体裸片具有形成于其前部面上的光学传感器电路，

透明盖体，嵌入所述模制化合物层中，所述盖体的前部面位于由所述模制化合物层的前部面限定的平面中，所述盖体被定位成在所述裸片的所述前部面上面，所述透明盖体的横向尺寸与所述半导体裸片的横向尺寸基本是共同延伸的。

13.根据权利要求12所述的照相机模块，包括：

重分布层，形成于所述重构裸片的所述后部面上；以及

多个硅通孔，贯穿所述半导体裸片延伸，并且放置所述重分布层的电迹线与所述裸片的所述前部面上的所述光学传感器电路电接触。

14.根据权利要求13所述的照相机模块，包括：

贯穿晶片连接件，贯穿所述模制化合物层延伸；

透镜组件，耦合至所述重构裸片的所述前部面，所述透镜组件具有在后部面上的接触表面，所述接触表面电耦合至所述贯穿晶片连接件的前接触表面并且经由所述贯穿晶片连接件耦合至在所述重构裸片的所述后部面上的所述重分布层。

15.一种工艺，包括：

将透明盖体层耦合在包括多个光学传感器电路的半导体晶片的前部面上面；

将所述半导体晶片和所耦合的透明盖体层分割成光学传感器组件，每个所述光学传感器组件均具有半导体裸片和相应透明盖体，所述半导体裸片包括所述多个光学传感器电路中的光学传感器电路，所述相应透明盖体包括所述透明盖体层的一部分；

通过以下方式形成重构晶片：

以选定间隔定位多个所述光学传感器组件，以及

在所述多个光学传感器组件周围和之间形成模制化合物层，以将所述多个光学传感器组件中的每个光学传感器组件嵌入所述模制化合物层中，每个所述透明盖体的前部面与所述模制化合物层的前部面位于共同平面中，每个所述裸片的后部面与所述模制化合物层的后部面位于共同平面中；

在所述重构晶片的后部面上形成重分布层，重分布层包括多个导电迹线，所述多个导电迹线中的导电迹线与在所述重分布层的后部面上的多个接触焊盘中的一个或多个接触焊盘电接触，并且多个硅通孔形成于每个所述半导体裸片中并且耦合至相应裸片的前部面上的光学传感器电路；以及

将所述重构晶片和所述重分布层分割成单独的光学传感器封装。

16.根据权利要求15所述的工艺，包括：

在形成所述多个硅通孔之后减薄所述半导体晶片并耦合所述透明盖体层。

17.根据权利要求15所述的工艺，其中形成所述重构晶片包括平面化所述模制化合物层的前部面。

18.根据权利要求15所述的工艺，包括：

在形成所述模制化合物层之前，将多个表面装配元件中的每个表面装配元件相对于所述多个光学传感器组件中的相应光学传感器组件定位于选定位置，并且其中所述形成所述模制化合物层包括将所述多个表面装配元件中的每个表面装配元件嵌入所述模制化合物层中，所述多个表面装配元件中的每个表面装配元件的第一接触表面与所述模制化合物层的所述后部面位于共同平面中，并且所述形成所述重分布层包括放置导电迹线中的一些与所述多个表面装配元件中相应表面装配元件的所述第一接触表面电接触。

19.根据权利要求18所述的工艺，包括：在形成所述重分布层之前平面化所述重构晶片的所述后部面。

20.根据权利要求18所述的工艺，其中所述形成所述模制化合物层包括将多个表面装配元件中的每个表面装配元件嵌入所述模制化合物层中，所述多个表面装配元件中的每个表面装配元件的第二接触表面与所述模制化合物层的所述前部面位于共同平面中。

21.根据权利要求20所述的工艺，包括将透镜组件耦合至每个所述光学传感器封装的所述前部面，包括将所述透镜组件的控制接触耦合至每个所述光学传感器封装的贯穿晶片连接件元件的所述前接触表面。

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