CN104022345A - 芯片级封装件 - Google Patents
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Abstract
一种芯片级封装件（CSP），包括：用于无线通信的天线，该天线被用于与外部基板进行信号的传输和接收，该天线形成为再配线层的配线，该再配线层被安置在硅层与焊料凸块之间。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月1日提交的日本在先专利申请JP2013-41030的权益，其全部内容通过引用结合于本文中。
技术领域
本技术涉及一种芯片级封装件（CSP），并且具体涉及一种能够满足电子设备在大容量、小型化和省电方面需要的CSP。
背景技术
近年来，在诸如智能电话的电子设备中，用于电子设备的内部数据传输的通信系统已逐渐从有线通信改变为无线通信，并伴随着内部通信速度的提高。因此，希望利用宽带实现更大容量的数据通信。
通过无线通信执行电子设备的内部通信例如可以使得显著地减小电路基板上的信号配线的数量，并且可以通过电源和地线的稳定性提供诸如基板的小型化和改善信号质量的多个优势。
例如，毫米波段已经成为用于电子设备的内部数据传输的无线通信中的可用频段，并且已经实现了使用宽带的通信。在毫米波段的无线通信中，很容易发生无线电波的衰减，这使得通信距离变短。然而，毫米波段中的无线通信适合于特定用于电子设备内部通信的非常近的距离的通信。
另一方面，在无线通信中通过天线执行信号传输和接收，并且重要的是尽可能地减小天线的安装空间。
例如，就移动电话而言，最初已设置了杆状天线。然后，天线被嵌入在在移动电话中。现今，天线被安置在设置在移动电话内部的柔性电缆配线上。这样，完成了向节省空间的转变。
另外，已提出了一种构造，其中，传感器基板、图像拾取处理控制基板以及通信基板以连接端子的间隔在主体的轴线方向层叠，电子部件以高密度安装，切除传感器基板和图像拾取处理控制基板中的每一个的侧面的一部分，并且沿着该切除部分安置连接至通信基板的天线（例如，参见日本未经审查专利申请公开第2004-065574号）。
根据日本未经审查专利申请公开第2004-065574号，图像拾取处理控制基板的背面侧通过焊料球的连接端子与通信基板相连接。电子组件等被安装在通信基板的两个表面上以形成例如蓝牙系统的通信模块。此外，由CMOS传感器光电转换的图像信号可以通过通信基板被传输至外部单元，或者可以通过接收来自该单元的指令信号来改变照明和图像拾取的周期等。
发明内容
然而，电子设备近来在小型化和薄型化方面显示出了显著的进步，并且期望进一步地使内部电路等的安装尺寸小型化。例如，通过日本未经审查专利申请公开第2004-065574号中的技术，由于天线与传感器芯片等被分开形成，故小型化是有限的。
此外，例如，就移动电话而言，在其中以几百米至几千米的间隔布置的基站的小区中，在终端与基站之间通过无线通信执行传输和接收的情况下，不需要考虑终端天线的布置。
然而，在电子设备的毫米波段的无线通信中，需要考虑无线电波的方向性。因此，天线的布置很重要。
此外，为了确定天线的配置，需要考虑电感的大小、能够提高天线效率的形状等。然而，例如，在使用柔性扁平电缆的天线的情况下，保持电感大小和天线效率是受限的。
期望的是满足电子设备在大容量、小型化和省电方面的需要。
根据本技术实施方式，提供了一种包括用于无线通信的天线的芯片级封装件（CSP），该天线用于与外部基板进行信号的传输和接收。该天线形成为再配线层的配线，并且再配线层被安置在硅层与焊料凸块之间。
天线可以连接至设置在CSP内部的电路，并且构成天线的再配线层的配线可以形成在没有形成焊料凸块的位置上。
天线可以连接至设置在CSP外部的电路，并且构成天线的再配线层的配线可以具有形成在已形成了焊料凸块的位置上的端部。
CSP可以安装在安装基板上，并且与构成天线的再配线层的配线相对应的安装基板的一部分可以是中空的，并且可以在中空部分设置孔。
可以在与安装基板的孔相对应的位置上设置喇叭型天线。
该CSP可以被配置为图像传感器。
在根据本技术实施方式的CSP中，提供了一种用于无线通信的天线，该天线被用于与外部基板进行信号的传输和接收。天线形成为再配线层的配线，并且该再配线层被安置在硅层与焊料凸块之间。
根据本技术实施方式，可以满足在大容量、小型化和省电方面的需要。
应理解，上述的总体描述和以下的详细描述都是示例性的，并且其旨在提供对所要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
所包括的附图提供了对本公开的进一步理解，并且附图并入说明书中并组成本说明书的一部分。附图示出了实施方式，并且与说明书共同用于说明本技术的原理。
图1是示出了根据本技术实施方式的图像传感器的构造示例的截面图。
图2是示出了形成在再配线层中的天线的示例的示图。
图3是用于说明在形成在再配线层中的天线与焊料凸块之间的位置关系的示例的示图。
图4是用于说明在形成在再配线层中的天线与焊料凸块之间的位置关系的另一示例的示图。
图5是示出了应用了本技术的图像传感器被安置在安装基板上的情况下的构造示例的截面图。
图6是示出了应用了本技术的图像传感器被布置在安装基板上的情况下的另一构造示例的截面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本文中所公开的技术的实施方式。
图1是示出了根据本技术实施方式的图像传感器的构造示例的截面图。
在图1中的图像传感器10被配置为所谓的芯片级封装件（CSP）的图像传感器，并且通过在层叠的传感器基板22上形成肋（rib）23以及在该肋23上放置片上透镜（即，玻璃21）来构造。
传感器基板22主要是由硅层30和绝缘层28形成，并且传感器部件31被设置在硅层30上。焊料凸块27在绝缘层28的下部被设置为向下突出。
例如，焊料凸块27可以被用于连接图像传感器10与外部电路基板。
另外，金属再配线层26形成在绝缘层28的内部。再配线层26用于连接焊料凸块27与传感器基板22的前表面上的配线等。在此示例中，再配线层26和再配线层29被设置在绝缘层28的内部。
配线层26通过通孔25-1与传感器基板22的前表面上的铝垫24-1相连接。再配线层29通过通孔25-2与传感器基板22的前表面上的铝垫24-2相连接。
近年来，在诸如智能电话的电子设备中，用于电子设备的内部数据通信的通信系统已逐渐从有线通信改变为无线通信，并伴随着内部通信速度的提高。因此，希望利用宽带实现更大容量的数据通信。
通过无线通信执行电子设备的内部通信可使得例如可以显著地减少电路基板上的信号配线的数量，并且通过电源和地线的稳定性提供诸如基板小型化和改善信号质量的多个优势。例如，不需要在现有的高速有线通信中所使用的印刷板上的大量的柔性电缆和信号配线。另外，不需要用于在有线通信中改善信号质量的阻抗匹配，并且希望减少组件的数量、消除对制造偏差等的顾虑等。
此外，毫米波段已变得可作为使用在用于电子设备的内部数据传输的无线通信中的频带，并且已经实现了使用宽带的通信。在毫米波段的无线通信中，很容易发生无线电波的衰减，这使得通信距离变短。然而，在毫米波段中的无线通信适合于特定用于电子设备的内部通信的非常近的距离的通信。例如，从信号处理电路等输出的信号可以通过毫米波段中的载波进行调制，以生成高频信号，并且可以通过天线在基板之间传输和接收该高频信号。
另一方面，在无线通信中通过天线来执行信号的传输和接收，并且重要的是尽可能地减小天线的安装空间。
因此，在本技术的实施方式中，天线形成在CSP的再配线层中。例如，天线可以形成在再配线层26上。
图2是示出了形成在再配线层中的天线的示例的示图。在图2中，示出了用作形成在再配线层26上的天线的配线61。应注意的是，例如，配线61可以形成为金属薄膜等，并且在图2的右端示出了负极端子61a和正极端子61b。
在图2中所示出的构造的情况下，负极端子61a和正极端子61b是CSP的内部电路，并且例如可以与形成在硅层30上的RF电路相连接。在这种情况下，例如，RF电路是用于提供对于无线通信来说所必要的调制、解调等功能的电路。换言之，RF电路和天线形成在被配置为CSP的图像传感器10的内部。这使得可以有效地使用芯片的区域并且实现芯片的小型化。
应注意的是，在图2的示例中，尽管示出了形成矩形的环状天线的配线61的形状，例如，可以形成线状天线或板状天线。
图3是用于说明形成在再配线层上的天线与焊料凸块27之间的位置关系的示例的示图。
如上所述，在RF电路和天线均形成在被配置为CSP的图像传感器10的内部的情况下，天线的负极端子61a和正极端子61b与形成在硅层30上的RF电路相连接。因此，没有必要将负极端子61a和正极端子61b与焊料凸块27相连接。因此，如在图3中所示，仅需要在没有形成焊料凸块的位置上形成天线。
应注意的是，为了简化描述，在图3中的相同的平面上示出了形成天线的配线和焊料凸块，但实际上该配线和焊料凸块形成在彼此不同的层上。
在图3的示例中，示出了在再配线层上形成环状天线的配线61、在再配线层上形成线状天线的配线62以及在再配线层上形成板状天线的配线63。配线61至配线63均形成在没有形成焊料凸块27的位置上。
可替换地，RF电路可以被安置在CSP的外部。使用此构造，例如，可以简化CSP的构造，并且可以实现成本的降低。图4是用于说明形成在再配线层26上的天线与焊料凸块27之间的位置关系的另一示例的示图。
在其中天线形成在被配置为CSP的图像传感器10内部、并且天线与设置在CSP外部的RF电路相连接的情况下，需要将天线的负极端子61a和正极端子61b与焊料凸块27相连接。因此，如在图4中所示，仅需要在其中形成了焊料凸块27的位置上形成天线的端子。
在图4的示例中，已示出了在再配线层上形成环状天线的配线71、在再配线层上形成线状天线的配线72以及在再配线层上形成板状天线的配线73。配线71至配线73全部形成以允许相应天线的端子位于其中已形成焊料凸块27的位置上。
如上所述，在本技术的实施方式中，天线形成在再配线层26上。因此，与例如天线形成为硅层30的配线的情况相比，可以简化配线设计。
具体地，用于图像传感器中的不同种类的电路的配线先前形成在硅层30上，并且难以在不影响这样的配线图案的情况下形成天线。相反，在本技术的实施方式中，可以在不受硅层30的配线的限制的情况下自由地布置天线，并且可以有效地使用芯片的面积以实现其小型化。
此外，如上面参照图1所描述的，如果可以在图像传感器10中通过无线通信进行信号的输入和输出，例如，在产品分类的处理中，可以通过无线通信执行分类操作。换言之，可以以非接触方式通过传导测试等执行CSP的分类，例如，这使得可以显著地简化涉及该测试的处理以减少成本，并且避免由探针的针迹所引起的制造产量的劣化。
图5是示出了应用了本技术的图像传感器10被安置在安装基板11上的情况下的构造示例的截面图。
在图5的示例中，被配置为CSP的图像传感器10被安置在安装基板11上，并且图像传感器10和安装基板11均通过焊料凸块27彼此电连接。除了图像传感器10之外的芯片均被适当地布置在安装基板11上，并且这样的芯片和图像传感器10通过形成在安装基板11上的配线彼此电连接。
另外，在图5的示例中，孔11a形成在安装基板11上。该孔11a是通过将安装基板11一部分挖空而形成的。
如上所述，由于图像传感器10的天线形成在再配线层26上，故孔11a形成在与再配线层26的位置相对应的安装基板11的一部分上。如上所述，配线形成在安装基板11上，并且配线形成为金属薄膜等。形成孔11a，使得从图像传感器10的天线所发出的无线电波不被形成在安装基板11上的配线等吸收或阻挡。
如在图5中所示，在安装基板11a上，该孔11a形成在与设置有图像传感器10的天线的再配线层26相对应的位置上，这使得可以改善无线通信的质量。
图6是示出了应用了本技术的图像传感器10被安置在安装基板11上的情况下的另一构造示例的截面图。
同样在图6的示例中，类似于图5的情况为被配置为CSP的图像传感器10被布置在安装基板11上，并且图像传感器10和安装基板11通过焊料凸块27彼此电连接。另外，如同图5的情况，孔11a形成在安装基板11上。
在图6中的示例的情况下，不同于图5的情况为在与孔11a相对应的位置设置了喇叭型天线12。例如，喇叭型天线12可以由金属材料形成，并且可以具有在图6中的向下开口的形状。无线电波通过喇叭型天线12传输，着使得可以增强无线电波的强度并且增强其方向性。
如在图6中所示，在安装基板11上，孔11a形成在与设置有图像传感器10的天线的再配线层26相对应的位置上，并且进一步设置了喇叭型天线12，这使得可以进一步改善无线通信的质量并且可以减少无线通信中的功耗。
在上文中，尽管已经描述了本技术应用于被配置为CSP的图像传感器的情况，但是本技术可以应用于其他芯片。
应注意的是，在本说明书中的上述一系列处理不仅包括以所描述的顺序中的时间序列执行的处理，还包括无需以时间序列执行的而是并行或单独执行的处理。
此外，本技术的实施方式不限于上述实施方式，并且在所附权利要求及其等价物的范围内可以进行各种修改。
应注意的是，本技术可以被配置如下。
（1）一种芯片级封装件（CSP），包括：
用于无线通信的天线，所述天线被用于与外部基板进行信号的传输和接收，所述天线被形成为再配线层的配线，所述再配线层被安置在硅层与焊料凸块之间。
（2）根据（1）所述的CSP，其中，
所述天线被连接至设置在所述CSP内部的电路，以及
所述再配线层的构成所述天线的所述配线形成在没有形成所述焊料凸块的位置。
（3）根据（1）所述的CSP，其中
所述天线被连接至设置在所述CSP外部的电路，以及
所述再配线层的构成所述天线的所述配线具有形成在形成有所述焊料凸块的位置上的端部。
（4）根据（1）至（3）中任一项所述的CSP，其中
所述CSP被安装在安装基板上，以及
所述安装基板的与所述再配线层的所述配线相对应的一部分被挖空，并且在挖空的部分设置了孔，所述再配线层的所述配线构成所述天线。
（5）根据（4）的CSP，其中，喇叭型天线被设置在与所述安装基板的所述孔相对应的位置上。
（6）根据（1）至（5）中任一项所述的CSP，其中，所述CSP被配置为图像传感器。
本领域普通技术人员应当理解，在所附权利要求及其等价物的范围内可以根据设计需求和其他因素而进行各种修改、组合、子组合和变形。
Claims (7)
1.一种芯片级封装件（CSP），包括：
用于无线通信的天线，所述天线被用于与外部基板进行信号的传输和接收，所述天线被形成为再配线层的配线，所述再配线层被安置在硅层与焊料凸块之间。
2.根据权利要求1所述的芯片级封装件，其中，
所述天线被连接至设置在所述芯片级封装件内部的电路，以及
所述再配线层的构成所述天线的所述配线形成在没有形成所述焊料凸块的位置上。
3.根据权利要求1所述的芯片级封装件，其中
所述天线被连接至设置在所述芯片级封装件外部的电路，以及
所述再配线层的构成所述天线的所述配线具有形成在形成有所述焊料凸块的位置上的端部。
4.根据权利要求1所述的芯片级封装件，其中
所述芯片级封装件被安装在安装基板上，以及
所述安装基板的与所述再配线层的所述配线相对应的一部分被挖空，并且在挖空的部分设置了孔，所述再配线层的所述配线构成所述天线。
5.根据权利要求4所述的芯片级封装件，其中，喇叭型天线被设置在与所述安装基板的所述孔相对应的位置上。
6.根据权利要求1所述的芯片级封装件，其中，所述芯片级封装件被配置为图像传感器。
7.根据权利要求1所述的芯片级封装件，其中，形成为所述再配线层的所述配线的所述天线可以是环状天线、线状天线和板状天线中的任意一个。
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