CN107293628B - 半导体封装结构及制造其之方法 - Google Patents

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Abstract

本案之揭示内容之至少一些实施例系关于一种用于覆盖一光学装置之盖。该盖包括一金属构件和一透明封胶体。该金属构件包括一顶表面、一第一底表面和在该顶表面和该第一底表面之间的一第二底表面。该透明封胶体系被该金属构件包围且该透明封胶体覆盖该第二底表面的至少一部分。

Description

半导体封装结构及制造其之方法
相关申请的交叉参考
本案请求2016年4月8日提交的美国临时专利申请案No.62/319,960的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及盖和具有该盖的光学器件封装件。更具体地，本发明涉及一种用于组装光学器件封装件的盖。
背景技术
具有孔的盖系用于保护半导体器件封装件中的器件。目前，传统的金属盖通过相对复杂的制程形成，其涉及诸如冲压，弯曲等技术。多个金属盖经重新安置，然后，每个重新安置的金属盖被拾取并放置在半导体器件封装件上。这种用于组装半导体器件的制程是耗时且昂贵的。或者，可将塑料盖(例如液晶聚合物(LCP)盖)之群组放置在半导体器件封装件上以节省制造成本和时间。然而，这种塑料盖厚度的微缩被限制在约0.3mm(毫米)，这对于半导体器件封装件的小型化努力而言是不利的。此外，当用于光学半导体器件封装件的塑料盖的厚度小于，例如，0.3mm时，在光学半导体器件封装件中可能发生光泄漏。
发明内容
在一些实施例中，根据一态样，一种用于覆盖一光学器件的盖，其包含一金属构件及一第一透明封胶体。该金属构件包括一顶表面、一第一底表面和在该顶表面和该第一底表面之间的一第二底表面。该第一透明封胶体由该金属构件包围，且该第一透明封胶体覆盖该第二底表面的至少一部分。
在一些实施例中，根据另一态样，一种用于覆盖一光学器件的盖，其包含一第一透明封胶体及一金属构件。该金属构件包括围绕该第一透明封胶体的一壁及一屋顶部，该屋顶部自该壁延伸且在该第一透明封胶体的至少一部分上。
在一些实施例中，根据另一态样，一种光学器件封装件，其包含一载体、于该载体上的一盖、由该盖覆盖的一光学器件及一导线。该盖包含一第一透明封胶体及一金属构件。该金属构件包括围绕该第一透明封胶体的一壁及一屋顶部，该屋顶部自该壁延伸且在该第一透明封胶体的至少一部分上。该屋顶部、该壁、该第一透明封胶体和该载体在该屋顶部下方界定一空间。该导线在该空间中且将该光学器件电连接到该载体。
在一些实施例中，根据另一态样，揭示一种方法以用于制造或封装光学半导体器件封装件。该方法包含：制造包括互连的复数个金属构件的一金属盖面板；将若干透光封胶体设置在该金属盖面板的该金属构件上以形成该金属盖面板的复数个金属盖；将该金属盖面板的该等金属盖附接到复数个光学半导体器件以形成复数个光学半导体器件封装件；及藉由一单一化操作分离该等光学半导体器件封装件。
附图说明
图1A绘示根据本发明的一些实施例的盖阵列的透视图。
图1B绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图1C绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图1D绘示根据本发明的一些实施例的盖的透明封胶体的透视图。
图1E绘示根据本发明的一些实施例的盖的截面图。
图1F绘示根据本发明的一些实施例的盖的截面图。
图2A绘示根据本发明的一些实施例的盖阵列的透视图。
图2B绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图2C绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图2D绘示根据本发明的一些实施例的盖的透明封胶体的透视图。
图2E绘示根据本发明的一些实施例的盖的截面图。
图2F绘示根据本发明的一些实施例的盖的截面图。
图3A绘示根据本发明的一些实施例的盖阵列的透视图。
图3B绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图3C绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图3D绘示根据本发明的一些实施例的盖的透明封胶体的透视图。
图3E绘示根据本发明的一些实施例的盖的截面图。
图3F绘示根据本发明的一些实施例的盖的截面图。
图4绘示根据本发明的一些实施例的光学器件封装件的透视图。
图5绘示根据本发明的一些实施例的光学器件封装件的透视图。
图6A绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的上视图。
图6B绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的上视图。
图7A绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图7B绘示根据本发明的一些实施例的铸造模具中的盖的金属构件的透视图。
图7C绘示根据本发明的一些实施例的铸造模具中的盖的金属构件的截面图。
图7D绘示根据本发明的一些实施例的盖和铸造模具的分解截面图。
图7E绘示根据本发明的一些实施例的盖的透视图。
图8A绘示根据本发明的一些实施例的载体和设置于载体上的器件的透视图。
图8B绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件的透视图。
图9绘示根据本发明的一些实施例的制造半导体器件封装件的方法。
图10A绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件的透视图。
图10B绘示根据本发明的一些实施例的盖的金属构件的透视图。
图10C绘示根据本发明的一些实施例的盖的透明封胶体的透视图。
图10D绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件的中间产品的透视图。
图10E绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件的截面图。
图10F绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件的截面图。
图11A绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的上视图。
图11B绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的底视图。
图12A绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图12B绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图12C绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图12D绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图12E绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图13A绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图13B绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
图13C绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构的截面图。
具体实施方式
贯穿图式及详细描述使用共同参考数字以指示相同或类似元件。本发明的实施例将从结合附图进行的以下详细描述更显而易见。
空间说明，诸如「上面」、「下面」、「上」、「左」、「右」、「下」、「顶」、「底」、「垂直」、「水平」、「侧边」、「较高」、「较低」、「较上」、「较下」、「上方」、「下方」等等，皆说明关于一确定组件或组件群组、或一组件或组件群组之一确定平面，以用于如相关图式中所示之组件定向。应理解，此处所使用之空间说明仅用于图解说明之目的，且此处说明之结构之具体实施可以任何定向或方式作空间安置，本发明之实施例之优点并不为这种安置所偏离。
本发明的至少一些实施例涉及用于制造或封装实现低封装高度的半导体器件封装的方法。通过在带状金属板上操作的蚀刻制程制造金属盖面板。面板内的金属盖通过桥(也称为连接部)相互连接。通过传递模制制程在金属盖上形成透镜(也称为透明封胶体或透明化合物)。包括金属盖和透镜的整个盖面板附接到半导体器件阵列(例如半导体芯片)，以形成半导体器件封装件阵列。半导体器件封装件通过单一化(singulation)切割操作而分离(单一化)。
传统的金属盖是个别地形成。将透镜安装到每个常规金属盖上后，通过昂贵且耗时的制程，每个常规的金属盖被个别地拾取并且被放置在相应的半导体器件上。相较之下，本发明揭示的金属盖形成为面板(或阵列或矩阵)且互连。通过传递/转换(transfer)模制制程将透镜形成在面板上。然后将面板立即连接到半导体器件。每个单独的盖子没有额外的附接制程。因此，与涉及常规金属盖的常规封装制程相比，此封装过程的成本降低。
本发明揭示的方法也可使用蚀刻制程实现非常低厚度(例如，小于约0.2mm)的金属盖，因此实现非常低的封装高度。相较之下，传统的注塑塑料盖不能达到如此低的厚度，因为较薄的塑料盖导致漏光问题。此外，金属盖面板可以承受高的铸模压力。因此，可以通过传递模制制程将透明化合物直接设置在金属盖上来形成透镜。常规的塑料盖不能承受如此高的铸模压力。因此，透明化合物不能直接在常规塑料盖上成型。
图1A是根据本发明的一些实施例的盖阵列的透视图。盖阵列包括复数个盖10。盖10中的至少一个(也称为透镜盖)包括金属构件100和透明封胶体200。金属构件100包括顶表面101和底表面102和连接部110a和110b。金属构件100的至少一个角部包括顶角部分121和底角部分122。盖10经由连接部110a和110b与其他盖10连接。
透明封胶体200可以被金属构件100包围。在一些实施例中，透明封胶体200可一体成型地模制在金属构件100中。在一些实施例中，透明封胶体200可以密封金属构件100。透明封胶体200可延伸穿过金属构件100的顶表面101。尽管如图1A所示的封胶体200是透明的，在一些替代实施例中，封胶体200可以是半透明的或通常是透光的。
在一些实施例中，金属构件100具有从大约1mm到大约0.05mm的厚度。在一些实施例中，金属构件100可阻挡光。例如，金属构件100可包括不透明(非透光)材料。因此，光不穿过金属构件100。
盖阵列包括复数个金属构件。图1B是根据本发明的一些实施例的盖10的金属构件100的透视图。金属构件100包括顶表面101，第一底表面102，第二底表面103和侧表面104。顶表面101界定一顶部开口。第一底表面102界定一底部开口。在一些实施例中，底部开口可大于顶部开口。第二底表面103在顶表面101和第一底表面102之间。
返回参照图1A，透明封胶体200覆盖第二底表面103。
再次参考图1B，侧表面104包括第一侧表面104a、第二侧表面104b、第三侧表面104c和第四侧表面104d。连接部110a可以一体成型地连接第二侧表面104b和第三侧表面104c。连接部110b可以一体成型地连接第一侧表面104a和第四侧表面104d。
金属构件100包括内下表面107和内表面108。内表面107包括第一内下表面107a、第二内下表面107b和第三内下表面107c。在一些实施例中，内表面108可以是倾斜表面。在一些实施例中，内表面108可以具有半锥形形状。透明封胶体200可以与内表面108直接接触。内表面108的设计可防止透明封胶体200从金属构件100脱落。
在一些实施例中，金属构件100可通过预蚀刻操作形成。金属构件100可以由铜(Cu)或其它合适的金属材料制成。金属构件100包括屋顶部105和壁106。屋顶部105从壁106延伸。透明封胶体200可以与屋顶部105直接接触且可抵靠屋顶部105而设置。因此，屋顶部105直接位于透明封胶体200的至少一部分上。如图1A和图1B所示，屋顶部105机械地阻挡透明封胶体200的至少一部分，使得透明封胶体200不会从金属构件100脱落。壁106的外观由顶表面101、第一底表面102、第二底表面103和侧表面104所界定。壁106横向围绕/包围透明封胶体200。
图1C是根据本发明的一些实施例的盖10的金属构件100的透视图。金属构件100包括内上表面109和109'。内上表面109包括第一内上表面109a、第二内上表面109b和第三内上表面109c。内上表面109'包括第四内上表面109d、第五内上表面109e和第六内上表面109f。第一内上表面109a、第二内上表面109b和第三内上表面109c界定第一凹部111。第四内上表面109d、第五内上表面109e和第六内上表面109f界定第二凹部112。第一凹部111和第二凹部112沿水平方向对应地界定流道。
返回参考图1A，金属构件100的第一凹部111和第二凹部112可支撑透明封胶体200。
再次参考图1C，金属构件100的第一凹部111、第二凹部112和屋顶部105形成用于固持透明封胶体200的模具锁(mold lock)。在一些实施例中，凹部111或112的深度可在从大约0.05mm到大约0.15mm的范围内。较佳地，凹部111或112的深度可以为约0.1mm。在一些其它实施例中，凹槽111或112的深度可在约0.02mm至约0.2mm的范围内。在另一些实施例中，凹部111或112的深度可在约0.01mm至约1.0mm的范围内。
盖10包括金属构件100及透明封胶体200。图1D是根据本发明的一些实施例的盖10的透明封胶体200的透视图。在一些实施例中，透明密封剂200可通过凝胶注射操作形成。透明封胶体200包括透镜结构。在一些实施例中，透明封胶体200可由树脂或其它合适的材料形成，或包括树脂或其它合适的材料。
透明或透光封胶体200包括具有第一宽度的上部和具有第二宽度的下部。在一些实施例中，第二宽度大于第一宽度。在一些实施例中，具有从约380nm至约760nm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。在一些实施例中，具有从约620nm到约760nm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。在一些实施例中，具有从约495nm至约570nm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。在一些实施例中，具有从约760nm至约20μm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。在一些实施例中，具有从约760nm至约1mm的波长的光可以至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。在一些实施例中，具有从约190nm至约380nm的波长的光可以至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。在一些实施例中，具有从约10nm至约380nm的波长的光可以以至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或至少约95％的透光率穿过透明封胶体200。
在一些实施例中，透明封胶体200可以包括主体201、第一延伸部202、第二延伸部203和底部延伸部204。
参考图1A、1B、1C和图1D，第一延伸部202沿着第一水平方向在金属构件100的壁106的底表面102上方。在单一化制程之后，第一延伸部202被壁106的第一侧表面104a暴露。第二延伸部203沿着与第一水平方向相反的第二水平方向在金属构件100的壁106的底表面102上方。在单一化制程之后，第二延伸部203被壁106的第四侧表面104d暴露。第一延伸部202和第二延伸部203沿着由金属构件100的第一凹部111和第二凹部112对应地界定的流道而安置。
返回参考图1D，第一空间205由金属构件100的屋顶部105的第二表面103和透明封胶体200的底部延伸部204界定。第二空间206由金属构件100的内表面108和透明封胶体200的主体201界定。
图1E是根据本发明的一些实施例之沿图1A所示的线1E-1E的盖10的横截面图。透明封胶体200至少部分地由壁106支撑。在一些实施例中，盖10可以附接在载体上。用于电耦合载体的接合线可设置在第一空间205中。载体上的芯片可设置在第二空间206中。在一些实施例中，芯片可以是光学器件(例如，发光二极管(LED))或感测器。
图1F是根据本发明的一些实施例之沿图1A所示的线1E-1E的盖10的横截面图。除了透明封胶体200的底部部分覆盖金属构件100的第一底表面102之外，图1F的结构类似于图1E的结构。在一些实施例中，透明封胶体200的底部由于凝胶注射操作期间的凝胶溢出而形成。
盖的金属构件的形状可以变化。例如，在一些实施例中，金属构件可以包括顶角部分和底角部分，而在一些其它实施例中，金属构件可不包括顶角部分和底角部分。图2A绘示根据本发明的一些实施例的盖阵列的透视图。盖阵列包括复数个盖10'。除了自图2A中所示的结构去除图1A所示的顶角部分121和底角部分122，图2A所示的结构类似于图1A中所示的结构。在单一化操作期间，制程可以使用例如刀具切割连接部110a和110b或盖10'的金属构件100'的侧壁的部分。盖10'的结构可减少在单一化操作期间刀具的消耗，因为在盖10'的结构中之单一化部分系被最小化。
图2B是根据本发明的一些实施例的盖10'的金属构件100'的透视图。除了从图2B所示的结构中去除顶角部分121和底角部分122，图2B所示的结构类似于图1B所示的结构。
图2C是根据本发明的一些实施例的盖10'的金属构件100'的透视图。除了从图2C所示的结构中去除顶角部分121和底角部分122，图2C所示的结构类似于图1C所示的结构。
图2D绘示根据本发明的一些实施例的盖10'的透明封胶体200的透视图。图2D所示的结构与图1D所示的结构相同。
图2E是根据本发明的一些实施例之沿图2A所示的线2E-2E的盖10'的横截面图。图2E所示的截面结构与图1E所示的结构相同。
图2F是根据本发明的一些实施例之沿图2A所示的线2E-2E的盖10'的横截面图。图2F所示的截面结构与图1F所示的结构相同。
在一些实施例中，金属构件可以包括底角部分，而在一些其它实施例中，金属构件可以不包括底角部分。图3A绘示根据本发明的一些实施例的盖阵列的透视图。盖阵列包括复数个盖子10”。除了从图3A所示的结构中去除图1A所示的底角部分122，图3A所示的结构类似于图1A所示的结构。盖10”的结构可以有助于在单一化操作期间减少刀具的消耗，因为单一化部分被减小或从结构中消除。此外，由于图3A的结构仍然保留如图1A所示的顶角部分122，因此在凝胶注射操作期间凝胶不会溢出。
图3B是根据本发明的一些实施例的盖10”的金属构件100”的透视图。除了从图3B所示的结构中去除底角部分122，图3B所示的结构类似于图1B所示的结构。
图3C是根据本发明的一些实施例的盖10”的金属构件100”的透视图。除了从图3C所示的结构中去除底角部分122，图3C所示的结构类似于图1C所示的结构。
图3D绘示根据本发明的一些实施例的盖10”的透明封胶体200的透视图。图3D所示的结构与图1D所示的结构相同。
图3E是根据本发明的一些实施例之沿图3A所示的线3E-3E的盖10”的横截面图。图3E所示的横截面结构与图1E所示的结构相同。
图3F是根据本发明的一些实施例之沿图3A所示的线3E-3E的盖10”的横截面图。图3F所示的横截面结构与图1F所示的结构相同。
在一些实施例中，对于光学器件封装件，封装件可包括用于透射光的光学元件(例如，透镜或玻璃)。图4绘示根据本发明的一些实施例的光学器件封装件30的透视图。光学器件封装件30包括载体300、金属构件301和玻璃层302。载体300可以是或包括印刷电路板，例如纸基铜箔层压体、复合铜箔层压体、或聚合物浸渍之玻璃纤维基铜箔层压体。在一些实施例中，光学器件或感测器可设置在载体300上。
金属构件301设置在载体300上。金属构件301可由铜或其它合适的金属材料形成，或包括铜或其它合适的金属材料。金属构件301的厚度可以在约1mm至约0.05mm的范围内。在一些实施例中，金属构件301可以阻挡光。例如，金属构件301可包括不透明(不透光)材料。因此，光不穿过金属构件301。
金属构件301可包括连接部303。玻璃层302使用粘合剂而设置在金属构件301上。玻璃层302可包括从底表面延伸到载体300的壁。在一些实施例中，壁不与载体300直接接触。
在一些实施例中，光学器件封装件可包括用于透射光的封装表面上的孔。图5绘示根据本发明的一些实施例的器件封装件40的透视图。器件封装件40包括载体400和金属构件401。金属构件401包括顶表面上的孔402和连接部403。在一些实施例中，金属构件401可包括从顶表面延伸到载体400的壁。在一些实施例中，壁不与载体400直接接触。
在一些实施例中，金属构件阵列可以通过连接部而彼此互连。图6A绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的上视图。金属构件600包括连接部601和602。阵列的每个金属构件600通过连接部601和/或602连接到阵列的至少另一个金属构件600。金属构件阵列的设计可以消除在单一化操作期间发生的毛刺现象(burr phenomenon)。由于金属构件阵列的设计，可减少刀具的消耗，因为仅需要切割连接部601和602以分离金属构件。在一些实施例中，连接部601和602的厚度可根据金属构件600的尺寸而变化。
在一些实施例中，连接部的数量可以变化。图6B绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的上视图。图6B所示的结构类似于图6A所示的结构，除了金属构件600'还进一步包括连接部603。
在一些实施例中，盖可通过用于形成金属构件的蚀刻操作和用于形成透明封胶体的模制操作来制造。图7A绘示根据本发明的一些实施例的盖10的金属构件100的透视图。在一些实施例中，通过蚀刻操作形成金属构件100。在预蚀刻操作之后，在金属构件100中形成孔和流道(其由两个凹部111和112相应地界定)。孔具有顶部开口和底部开口。底部开口大于顶部开口。金属构件100包括屋顶部105和壁106。屋顶部105从壁106延伸。金属构件100具有用于保持透明封胶体的模具锁机构(例如图1A所示的透明封胶体200)不使其脱落。例如，透明封胶体通过屋顶部105被锁定在孔中，并且藉由壁106支撑在两个凹部111和112处。在一些实施例中，金属构件100的外观可以根据不同的设计或需要而变化。
图7B绘示根据本发明的一些实施例的铸造模具700中的盖10的金属构件100的透视图。铸造模具700包括上模具部分701和下模具部分702。在模制操作期间，金属构件100设置在上模具部分701和下模具部分702之间。第一凹部111和第二凹部112被暴露，使得在凝胶注射操作期间，入口喷嘴可被布置成靠近凹部111和112中之一者，且凝胶可从入口喷嘴注入到模制空间，模制空间系由上模具部分70、下模具部分702和设置在上模具部分701和下模具部分702之间的金属构件100界定。金属构件100的结构稳定性足够高以维持由铸造模具700所施加的铸模压力。
图7C绘示根据本发明的一些实施例的铸造模具700中的盖10的金属构件100的横截面图。在凝胶注射操作期间，注射的凝胶会填充在金属构件100和铸造模具700之间所界定的空间。然后，填充空间的凝胶在固化操作期间固化。在固化操作之后，形成透明封胶体(例如图1A所示的透明封胶体200)。
图7D绘示根据本发明的一些实施例的盖10和铸造模具700的分解横截面图。在形成透明封胶体200且藉由金属构件100的模具锁机构一体成型地模制之后，在脱模操作期间移除铸造模具700。
图7E绘示根据本发明的一些实施例的盖10的透视图。在移除铸造模具700后，盖10的形成完成。尽管图7E仅绘示出一个盖，但是本领域技术人员可清楚和明确地理解，可以通过相同的操作形成盖阵列。
在一些实施例中，半导体器件封装件可包括设置在载体上的半导体器件和覆盖半导体器件的盖。图8A绘示根据本发明的一些实施例的载体150和设置在载体150上的半导体器件160的透视图。在一些实施方案中，载体150可以是或包括例如印刷电路板，例如纸基铜箔层压体、复合铜箔层压体或聚合物浸渍之玻璃纤维基铜箔层压体。载体150可包括互连结构，例如再分配层(RDL)或接地元件。在一些实施例中，接地元件是从载体150的侧表面暴露的通孔。在一些实施例中，接地元件是从载体150的侧表面露出的金属层。在一些实施例中，接地元件是从载体150的侧表面露出的金属迹线。半导体器件160设置在载体150上。半导体器件160可以是光学器件或感测器。在一些实施例中，接合线170将半导体器件160电连接到载体150。
图8B绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件500的透视图。在一些实施例中，通过使用例如粘合剂将盖10附接在载体150上。半导体器件封装件500包括载体150、盖10、半导体器件160和接合线170。
图9绘示根据本发明的一些实施例的制造半导体器件封装件的制程的流程图。在方块801处，通过预蚀刻操作形成金属构件阵列。在一些实施例中，通过在带状金属片上进行蚀刻来形成金属构件。金属构件经由连接部(例如，如图6A所示的连接部601和602)互连且形成金属盖面板。在一些实施例中，金属构件的厚度小于或等于0.2毫米。
在方块802处，金属构件阵列设置在模制操作中的模具之间。接着，在传递/轉換(transfer)模制过程中，通过凝胶注射操作和固化操作在金属构件阵列的每个金属构件中相应地形成透明封胶体。在一些替代实施例中，透明封胶体可通过使用丝网印刷操作形成。在去除模具的脱模操作之后，形成包括金属构件和透明封胶体的盖(透镜盖)阵列。每个盖包括透明封胶体和金属构件。
在方块901处，提供一个或多个载体。在一些实施例中，在器件接合(devicebonding,DB)和引线接合(wire bonding,WB)的制程期间，一个或多个半导体器件和一个或多个接合线可设置在一个或多个载体上。在方块902处，将粘合剂分配(施加)在载体上。在方块903处，将盖子附接到载体上。在盖形成为阵列的一些实施例中，盖阵列附接到载体阵列上。在方块904处，通过执行单一化操作来对每个半导体器件封装件进行单一化。例如，可通过像是使用刀具切割盖面板的连接部来分离(单一化)器件封装件。在一些实施例中，方块801和802的操作以及在图9中描绘的方块901和902的操作可以但非必须同时执行。
在一些实施例中，半导体器件封装件可包括多个半导体器件，且半导体器件封装件的盖可包括多个透明封胶体。图10A绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件50的透视图。半导体器件封装件50包括载体1000、粘合剂1050和盖1100。在一些实施例中，一个或多个半导体器件和一个或多个接合线可设置在载体1000上。盖1100包括金属构件1200和透明封胶体1300和1400。在一些实施例中，金属构件1200可通过蚀刻操作形成。金属构件1200的厚度可在约1mm至约0.05mm的范围内。金属构件1200可阻挡光。金属构件1200可包括不透明或不透光材料。因此，光不通过金属构件1200。金属构件1200的顶表面1201与透明封胶体1300的顶表面和透明封胶体1400的顶表面共面。透明封胶体1300和1400被金属构件1200被分离并且被金属构件1200横向包围。
图10B绘示根据本发明的一些实施例的盖1100的金属构件1200的透视图。金属构件1200包括顶表面1201、第一底表面1202、第二底表面1203(如图10E所示)和侧表面1204。在一些实施例中，顶表面101具有两个顶部开口。第一底表面102具有一底部开口。该底部开口的面积大于两个顶部开口的面积。第二底表面1203位于顶表面1201和第一底表面1202之间。
如图10B所示，侧表面104包括第一侧表面1204a、第二侧表面1204b、第三侧表面1204c和第四侧表面1204d。金属构件1200包括内表面1205a、1205b、1205c和1205d以及内表面1206a、1206b、1206c和1206d。内表面1205a、1205b和1205c界定第一凹部1211。内表面1205a、1205c和1205d界定第二凹部1212。第一凹部1211和第二凹部1212相应地沿着第一水平方向界定第一流道。内表面1206a、1206b和1206c界定第三凹部1213。内表面1206a、1206c和1206d界定第四凹部1214。第三凹部1213和第四凹部1214相应地沿着第二水平方向界定第二流道。在一些实施例中，第一和第二水平方向是相同的方向。换言之，第一和第二流道彼此平行。
返回参考图10A，透明封胶体1300于第一凹部1211和第二凹部1212处由金属构件1200支撑。透明封胶体1400进一步于第三凹部1213和第四凹部1214处由金属构件1200支撑。
在一些实施例中，金属构件100可由铜(Cu)或其它合适的金属材料形成，或包括铜(Cu)。金属构件1200包括屋顶部1208和壁1209。屋顶部1208从第一侧表面1204a延伸到第三侧表面1204c。
图10C是根据本发明的一些实施例的盖1100的透明封胶体1300和1400的透视图。通过凝胶注射操作形成透明封胶体1300和1400。在一些实施例中，每个透明封胶体1300和1400具有透镜结构。在一些实施例中，透明封胶体1300和1400可以由树脂或其它合适的材料形成，或包括树脂或其它合适的材料。
在一些实施例中，具有从约380nm至约760nm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。在一些实施例中，具有从约620nm到约760nm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。在一些实施例中，具有从约495nm至约570nm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。在一些实施例中，具有从约760nm至约20μm的波长的光可以至少约80％、至少约85％、至少约90％或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。在一些实施例中，具有从约760nm至约1mm的波长的光可以至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。在一些实施例中，具有从约190nm至约380nm的波长的光可以至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。在一些实施例中，具有从约10nm至约380nm的波长的光可以以至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、或至少约95％的透光率穿过透明封胶体1300或1400。
透明封胶体1300包括上部部分1301和下部部分1305。上部部分1301具有第一延伸部1302、第二延伸部1303和顶表面1304。在一些实施例中，下部部分1305的宽度比上部部分1301的宽度大。
返回参考图10B，第一延伸部1302沿着第一水平方向在金属构件1200的壁1209的底部上方，并且可在单一化制程之后由壁1209的第一侧表面1204a暴露。第二延伸部1303沿着与第一水平方向相反的第二水平方向在金属构件1200的壁1209的底部上方。第二延伸部1303可单一化制程之后由壁1209的第三侧表面1204c暴露。空间1306由金属构件1200和透明封胶体1300的下部部分1305限定。
类似于透明封胶体1300的结构，透明封胶体1400包括上部部分1401和下部部分1405。上部部分1401具有第一延伸部1402、第二延伸部1403和顶表面1404。
第一延伸部1402沿着第一水平方向在金属构件1200的壁1209的底部上方，并且可以在单一化制程之后由壁1209的第一侧表面1204a暴露。第二延伸部1403沿着与第一水平方向相反的第二水平方向在金属构件1200的壁1209的底部上方。第二延伸部1403可以在单一化制程之后由壁1209的第三侧表面1204c暴露。空间1406由透明封胶体1400的金属构件1200和下部部分1405界定。
图10D绘示根据本发明的一些实施例的半导体器件封装件的中间产品。将粘合剂1050施加到载体1000上。半导体器件1510和1530设置在载体1000上。在一些实施例中，半导体器件1510和1530可以设置在载体1000的顶表面上。在一些实施例中，半导体器件1510和1530可以是光学装置或感测器。接合线1540将半导体器件(例如半导体器件1510)电连接到载体1000。
图10E绘示根据本发明的一些实施例沿图10A中所示的线10E-10E的半导体器件封装件的横截面图。透明封胶体1300或1400的布置是空气型布置(air-type arrangement)。在空气型布置下，从半导体器件(例如半导体器件1510)发射的光通过透明封胶体1400，并且在不同材料或介质之间的界面处发生至少两次折射。透明封胶体1300的下部部分1305内部覆盖金属构件1200的壁1209和第二底表面1203。透明封胶体1300的下部部分1305至少部分地覆盖屋顶部1208的底表面。透明封胶体1400的下部部分1405至少部分地覆盖屋顶部1208的底表面。空间1306和1406容纳接合线1540和半导体器件1510、1520和1530。
图10F绘示根据本发明的一些实施例沿图10A所示的线10F-10F的半导体器件封装50的横截面图。第一延伸部1402和第二延伸部1403于第三凹部1213和第四凹部1214处由壁1209支撑。透明封胶体1400的下部部分1405与金属构件1200的壁1209直接接触。
在一些实施例中，金属构件阵列可包括多个流道，每个流道具有用于形成多个透明封胶体的多个空间。图11A绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的上视图。金属构件阵列包括用于注射凝胶的复数个流道。在阵列的至少一个金属构件中，两个流道由屋顶部1208分开。
图11B绘示根据本发明的一些实施例的金属构件阵列的底视图。金属构件1200中的两个空间被壁1209分开。
在一些实施例中，透明封胶体可用作光学透镜(例如，圆顶透镜)。如图12A、12B、12C、12D、及12E所示，透镜结构可以根据半导体器件的光学规格而变化。图12A绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1630的横截面图。透镜结构1630由载体1610上的框架1620支撑。在一些实施例中，框架1620可由用于支撑透镜1630的金属或其它合适的材料制成。透镜1630可以由树脂或其它合适的透明材料形成，或包括树脂或其它合适的透明材料。透镜1630可以是或包括透光成型的透镜。在一些实施例中，透镜1630可以是例如单面凸透镜。透镜1630的表面包括平坦面和凸面。凸面朝向载体1610。
图12B绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1631的截面图。透镜结构1631由载体1610上的框架1620支撑。除了透镜1631是双面凸透镜之外，图12B的结构类似于图12A的结构。透镜1631的表面包括顶凸面和底凸面。
图12C绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1632的横截面图。透镜结构1632由载体1610上的框架1620支撑。除了透镜1632是平面透镜或玻璃外，图12C的结构类似于图12A的结构。透镜1632的表面包括顶部平坦面和底部平坦面。
图12D绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1633的横截面图。透镜结构1633由载体1610上的框架1620支撑。透镜1633是单面凸透镜。除了透镜1633的平坦面面向载体1610之外，图12D的结构与图12A的结构类似。如图12D所示，透镜1633的表面包括平坦面和凸面。平坦面朝向载体1610。
图12E绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1634的横截面图。透镜结构1634包括双面凸透镜。透镜结构1634还包括支撑在载体1610上的双面凸透镜的框架。换言之，凸透镜和框架一体成型地形成为单一透镜结构1634。由于框架由相同的透明材料形成(例如，树脂)作为凸透镜，一体成型所形成的框架也称为透明壁。在一些实施例中，透镜结构1634可以由树脂或其它合适的材料形成，或包括树脂或其它合适的材料。
在本发明的精神下，图1A、图2A和图3A的透明封胶体200和图4的玻璃层302可以由如参照图12A、图12B、图12C、图12D或图12E所绘示和描述的透镜结构替换。
在一些实施例中，半导体器件封装件可进一步包括支撑如图12E所示的透镜结构的框架。图13A绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1634'的截面图。透镜结构1634'由载体1610和载体1610上的框架1620支撑。在一些实施例中，透镜1634'的类型可以是各种形状，例如凸面，凹面或平面。
在单一化制程期间，包括透镜结构的半导体器件封装件可通过切割例如透镜结构的部分而被单一化(分离)。图13B绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1634'的横截面图。虚线表示在单一化操作期间由刀具切割的位置。
图13C绘示根据本发明的一些实施例的透镜结构1634'的横截面图。进行单一化操作之后，进一步去除载体1610。在移除载体1610之后，形成透镜结构1634。
如本文中所使用，术语「大致」、「实质上」、「大约」及「约略」用以描述及考虑小变化。当用于连接一项目或环境时，所述术语可以指为所述项目或环境正确发生之范例，以及所述项目及环境发生于一接近的近似值之范例。举例来说，所述术语可以指小于或等于±10％，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％。术语“基本上共面”可以指沿着相同平面的微米内的两个表面，例如在同一平面内的40μm以内、30μm以内、20μm以内、10μm以内，或者1μm以内。
如本文所使用的，单词「一」、「該」和「所述」可以包括复数对象，除非上下文另有明确指示。在一些实施例的描述中，提供在另一个组件「上」或「上方」的组件可包括前一个组件直接在后一组件(例如，物理接触)上的情况，以及一个或多个中间组件位于前一组件和后一组件之间的情况。
虽然已参考本发明的特定实施例描述及说明本发明，但这些描述及说明并不限制本发明。所属领域的技术人员应理解，在不脱离如通过所附权利要求书界定的本发明的真实精神及范围的情况下，可做出各种改变且可取代等效物。所述说明可能未必按比例绘制。归因于制造工艺及公差，本发明中的艺术再现与实际设备之间可存在区别。可存在并未特定说明的本发明的其它实施例。应将本说明书及图式视为说明性的而非限制性的。可做出修改，以使特定情况、材料、物质组成、方法或工艺适应于本发明的目标、精神及范围。所有此类修改希望属于所附权利要求书的范围内。虽然本文揭示的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序及分组并非本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光学器件封装件，其包含：
一载体；
一盖，其设置于该载体上且包括：
一第一透明封胶体；及
一金属构件，其包括：
围绕该第一透明封胶体的一壁；及
一屋顶部，其自该壁延伸且在该第一透明封胶体的至少一部分上，
其中该盖的该金属构件的该屋顶部和该壁、该盖的该第一透明封胶体和该载体在该屋顶部下方界定一空间；及
由该盖覆盖的一光学器件；及
一导线，其在由该屋顶部、该壁、该第一透明封胶体和该载体界定的该空间中，且将该光学器件电连接到该载体。
2.根据权利要求1所述的光学器件封装件，其中该第一透明封胶体包括一第一延伸部，其沿着一第一方向在该壁的底部上方且由该壁暴露。
3.根据权利要求2所述的光学器件封装件，其中该第一透明封胶体包括一第二延伸部，其沿着与该第一方向相反的一第二方向在该壁的底部上方且由该壁暴露。
4.一种制造光学半导体器件封装件之方法，其包含：
制造包括互连的复数个金属构件的一金属盖面板，其中该金属盖面板的每个金属盖包括至少一个透光封胶体和至少一个金属构件，且该至少一个金属构件包括围绕该至少一个透光封胶体的一壁及自该壁延伸且在该至少一个透光封胶体的至少一部分上的一屋顶部，且其中每个金属盖的该至少一个金属构件的该屋顶部和该壁、每个金属盖的该至少一个透光封胶体和一载体在该屋顶部下方界定一空间；
将若干透光封胶体设置在该金属盖面板的该金属构件上以形成该金属盖面板的复数个金属盖；
将该金属盖面板的该等金属盖附接到复数个光学半导体器件且覆盖该复数个光学半导体器件以形成复数个光学半导体器件封装件；
将该等光学半导体器件设置于一或多个载体上；
经由一或多个接合导线将该等光学半导体器件电连接到该一或多个载体，该一或多个接合导线的各者是在由相对应的金属盖的该屋顶部、该壁、该至少一个透光封胶体和相对应的载体界定的一空间中；及
藉由一单一化操作分离该等光学半导体器件封装件。
5.根据权利要求4所述的制造光学半导体器件封装件之方法，其中该等互连的金属构件藉由在一条带薄板上操作的蚀刻制程而制造。
6.根据权利要求4所述的制造光学半导体器件封装件之方法，其中该等金属盖的该等金属构件的厚度小于或等于0.2毫米。
7.根据权利要求4所述的制造光学半导体器件封装件之方法，其中该金属盖面板的该等金属构件藉由复数个金属连接部互连。
8.根据权利要求4所述的制造光学半导体器件封装件之方法，其中藉由包括将一凝胶注入到该金属盖面板上的若干模制空间中的一传递模制制程而将该等透光封胶体设置在该等金属构件上。
9.根据权利要求8所述的制造光学半导体器件封装件之方法，其进一步包含：
将一个或多个模制台设置到该金属盖面板上，其中该等模制台和该等金属构件界定该等模制空间。
10.根据权利要求4所述的制造光学半导体器件封装件之方法，其中该单一化操作包括切割该金属盖面板以使用至少一个单一化切割而分离该等光学半导体器件封装件。
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