DE102020007236A1

DE102020007236A1 - Fan-Out-Gehäuse auf Waferebene für optische Vorrichtungen und verwandte Verfahren

Info

Publication number: DE102020007236A1
Application number: DE102020007236.4A
Authority: DE
Inventors: Takashi Noma; Yusheng Lin
Original assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-06-10
Also published as: CN112909035A; US20210167112A1

Abstract

Implementierungen von Halbleitergehäusen können einschließen: ein Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist. Das Gehäuse kann ein Halbleitergehäuse und eine Steuervorrichtung einschließen, die mit der ersten Seite des Substrats durch ein Band oder einen Klebstoff gekoppelt sind. Eine Formmasse kann die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung einkapseln. Das Gehäuse kann auch eine Umverteilungsschicht einschließen, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung elektrisch koppelt. Eine Verbindungsstruktur kann mit der Umverteilungsschicht gekoppelt sein. Das Gehäuse kann eine Lötstopplackschicht einschließen, die um die Verbindungsstruktur und über der Formmasse, der Halbleitervorrichtung, der Steuervorrichtung und der Kupferumverteilungsschicht gekoppelt ist.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Aspekte dieses Dokuments beziehen sich allgemein auf Halbleitergehäuse, wie Gehäuse auf Waferebene für optische Vorrichtungen. Spezifischere Implementierungen beinhalten Fan-Out-Gehäuse auf Waferebene für Kameravorrichtungen.
Hintergrund
Halbleitergehäuse werden verwendet, um zu ermöglichen, dass der Halbleiterchip mit Hauptplatinen und anderen elektrischen Verbindungen gekoppelt wird. Halbleitergehäuse werden auch verwendet, um Halbleiterchips vor Kontamination und vor Umwelteinflüssen während des Betriebs zu schützen.
KURZDARSTELLUNG
Implementierungen von Halbleitergehäusen können einschließen: ein Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist. Das Gehäuse kann eine Halbleitervorrichtung und eine Steuervorrichtung einschließen, die mit der ersten Seite des Substrats durch ein Band oder einen Klebstoff gekoppelt ist. Eine Formmasse kann die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung einkapseln. Das Gehäuse kann auch eine Umverteilungsschicht einschließen, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung elektrisch koppelt. Eine Verbindungsstruktur kann mit der Umverteilungsschicht gekoppelt sein. Das Gehäuse kann eine Lötstopplackschicht einschließen, die um die Verbindungsstruktur und über der Formmasse, der Halbleitervorrichtung, der Steuervorrichtung und der Kupferumverteilungsschicht gekoppelt ist.
Implementierungen von Halbleitergehäusen können eines, alle oder beliebige der folgenden Merkmale einschließen:

Das Substrat kann ein optisch durchlässiges Material einschließen.

Das Halbleitergehäuse kann ferner eine zweite und eine dritte Kupferumverteilungsschicht einschließen.
Die Umverteilungsschicht kann Kupfer sein.
Die Halbleitervorrichtung kann ein Bildsensor sein, der eine Mikrolinse oder einen Farbfilter einschließt.
Das Halbleitergehäuse kann ferner ein Band oder eine Harzbeschichtung auf einer ersten Seite des Substrats einschließen.
Das Halbleitergehäuse kann ferner eine Nickel-Gold-Metallisierung (NiAu-Metallisierung) um die Verbindungsstruktur einschließen.
Implementierungen von Halbleitergehäusen können einschließen: eine Halbleitervorrichtung, die eine erste Seite und eine zweite Seite einschließt, und eine Steuervorrichtung, die eine erste Seite und eine zweite Seite einschließt. Die Steuervorrichtung und die Halbleitervorrichtung können in derselben Ebene liegen. Das Gehäuse kann auch eine Formmasse einschließen, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung einkapselt. Eine Umverteilungsschicht kann die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung durch zwei oder mehr Säulen auf einer zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung elektrisch koppeln. Das Gehäuse kann auch eine Verbindungsstruktur einschließen, die mit der Umverteilungsschicht gekoppelt ist. Das Gehäuse kann auch eine Lötstopplackschicht über der zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung einschließen.
Implementierungen von Halbleitergehäusen können eines, alle oder beliebige der folgenden Merkmale einschließen:

Das Gehäuse kann ferner ein Substrat einschließen, das mit der ersten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung gekoppelt ist.

Das Substrat kann ein optisch durchlässiges Material einschließen.
Das Gehäuse kann ferner eine zweite und eine dritte Kupferumverteilungsschicht einschließen.
Die Umverteilungsschicht kann Kupfer sein.
Die Halbleitervorrichtung kann einen Bildsensor einschließen, der eine Mikrolinse oder einen Farbfilter einschließt.
Das Gehäuse kann ferner ein Band oder eine Harzbeschichtung auf einer ersten Seite des Substrats einschließen.
Das Gehäuse kann ferner eine Nickel-Gold-Metallisierung (NiAu-Metallisierung) um die Verbindungsstruktur einschließen.
Implementierungen von Halbleitergehäusen können unter Verwendung einer Implementierung eines Verfahrens zum Bilden eines Halbleitergehäuses ausgebildet werden, einschließlich: Bereitstellen eines Substrats. Das Substrat kann eine erste Seite und eine zweite Seite einschließen. Das Verfahren kann das Koppeln einer ersten Seite einer Halbleitervorrichtung mit einer zweiten Seite des Substrats einschließen. Das Verfahren kann auch das Koppeln einer ersten Seite einer Steuervorrichtung mit einer zweiten Seite des Substrats angrenzend an die Halbleitervorrichtung einschließen. Das Verfahren kann das Bilden einer Formmasse auf der zweiten Seite des Substrats einschließen, das die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung umgibt. Das Verfahren kann auch das Ätzen von zwei oder mehr Durchkontaktierungen durch eine Siliziumschicht auf einer zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung einschließen. Das Verfahren kann das Bilden von zwei oder mehr Säulen in der Siliziumschicht sowohl in der Halbleitervorrichtung als auch in der Steuervorrichtung einschließen. Das Verfahren kann auch das Metallisieren einer Umverteilungsschicht zwischen einer der zwei oder mehr Säulen sowohl auf der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung einschließen. Das Verfahren kann das Koppeln einer Verbindungsstruktur an die Umverteilungsschicht einschließen. Das Verfahren kann auch das Bilden einer Isolierschicht über der zweiten Seite der Halbleitervorrichtung, der Steuervorrichtung und der Umverteilungsschicht einschließen. Das Verfahren kann das Zerteilen des Substrats einschließen, um eine Vielzahl von Halbleitergehäusen zu bilden, die jeweils eine Halbleitervorrichtung und eine Steuervorrichtung einschließen.
Implementierungen von Verfahren zum Bilden von Halbleitergehäusen können eines, alle oder beliebige der folgenden Merkmale einschließen:

Das Verfahren kann ferner das Entfernen des Substrats von einer ersten Seite von jedem der Vielzahl von Halbleitergehäusen einschließen.

Die zwei oder mehr Säulen und die Umverteilungsschicht können Kupfer einschließen.
Das Zerteilen des Substrats kann ferner das Bilden eines optisch durchlässigen Deckels über der Halbleitervorrichtung und der Steuerung einschließen.
Die Halbleitervorrichtung schließt eine Bildsensorvorrichtung ein.
Die vorstehenden und weitere Gesichtspunkte, Merkmale und Vorteile sind für den Fachmann aus der BESCHREIBUNG und den ZEICHNUNGEN sowie aus den ANSPRÜCHEN ersichtlich.
Figurenliste
Im Folgenden werden Implementierungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleichartige Elemente bezeichnen und

1 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses ist;
2 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines an eine Implementierung einer Leiterplatte gekoppeltes Halbleitergehäuses ist;
3 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses ohne Implementierung eines Trägersubstrats ist;
4 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einem Hohlraum über einer Implementierung einer Bildsensorvorrichtung ist;
5 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses ist, das eine Metallisierung um eine Implementierung einer Verbindungsstruktur einschließt;
6 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines mit einem Siliziumsubstrat gekoppelten Halbleitergehäuses ist;
7 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines mit einer Implementierung eines Siliziumsubstrats und einer Harzbeschichtung auf dem Siliziumsubstrat gekoppelten Halbleitergehäuses ist;
8 eine Querschnittsansicht einer Implementierung einer Halbleitervorrichtung und einer Implementierung einer Steuervorrichtung ist, die auf einer zweiten Seite einer Implementierung eines lichtdurchlässigen Substrats gekoppelt sind;
9 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses nach der Kapselung mit einer Formmasse ist, die einkapselt;
10 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses nach dem Rückseitenschleifen der Formmasse und der Halbleitervorrichtung und der Steuervorrichtung ist;
11 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses nach dem Ätzen von Implementierungen von Silizium-Durchkontaktierungen jeweils in die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung ist;
12 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einem Photoresist-Muster auf der Implementierung der Halbleitervorrichtung und der Implementierung der Steuervorrichtung ist;
13 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einer Implementierung einer Umverteilungsschicht ist, die die Implementierung der Halbleitervorrichtung und die Implementierung der Steuervorrichtung koppelt;
14 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einer Implementierung einer Verbindungsstruktur ist, die mit der Implementierung der Umverteilungsschicht und einer Implementierung einer Isolierschicht über der zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung, der Steuervorrichtung als auch der Umverteilungsschicht gekoppelt ist;
15 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses ist, die mit einer Implementierung einer Leiterplatte gekoppelt ist;
16 eine Querschnittsansicht einer Implementierung einer Halbleitervorrichtung und einer Implementierung einer Steuervorrichtung ist, die auf einer zweiten Seite einer Implementierung eines Siliziumsubstrats gekoppelt sind;
17 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses nach der Kapselung mit einer Formmasse ist;
18 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses nach dem Rückseitenschleifen der Formmasse und der Halbleitervorrichtung und der Steuervorrichtung ist;
19 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit Implementierungen von Silizium-Durchkontaktierungen ist, die sowohl in die Halbleitervorrichtung als auch in die Steuervorrichtung geätzt sind;
20 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einem Photoresist-Muster auf der Implementierung der Halbleitervorrichtung und der Implementierung der Steuervorrichtung ist;
21 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einer Implementierung einer Umverteilungsschicht ist, die die Implementierung der Halbleitervorrichtung und die Implementierung der Steuervorrichtung koppelt;
22 eine Querschnittsansicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses mit einer Implementierung einer Verbindungsstruktur ist, die mit der Implementierung der Umverteilungsschicht und einer Implementierung einer Isolierschicht über der zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung, der Steuervorrichtung als auch der Umverteilungsschicht gekoppelt ist; und
23 eine Vergleichs-Draufsicht von zwei Implementierungen von Kameramodulen ist;
24 eine Draufsicht einer Implementierung eines Halbleitergehäuses ist, welche ein Steuermodul und eine Bildsensorvorrichtung einschließt;
25 eine Querschnittsansicht einer Implementierung einer Halbleitervorrichtung ist, die nur eine Bildsensorvorrichtung einschließt;
26 eine Draufsicht einer Implementierung einer Halbleitervorrichtung ist, welche nur eine Bildsensorvorrichtung einschließt;
27 eine Querschnittsansicht einer Implementierung einer Halbleitervorrichtung ist, die ein Metallstück auf einem Abschnitt der Bildsensorvorrichtung einschließt;
28 eine Querschnittsansicht einer Implementierung einer Halbleitervorrichtung ist, die ein dunkles opakes Resistharz einschließt.

BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung, ihre Gesichtspunkte und Implementierungen sind nicht auf die hier offenbarten speziellen Komponenten, Montageverfahren oder Verfahrenselemente beschränkt. Anhand dieser Offenbarung werden viele weitere Komponenten, Montageverfahren und/oder Verfahrenselemente, die auf dem Fachgebiet bekannt und mit den angestrebten Fan-Out-Gehäusen auf Waferebene vereinbar sind, für die Verwendung mit besonderen Implementierungen offensichtlich. Entsprechend können zum Beispiel, obwohl besondere Implementierungen offenbart sind, diese Implementierungen und implementierenden Komponenten beliebige Formen, Größen, Bauarten, Typen, Modelle, Versionen, Abmessungen, Konzentrationen, Materialien, Mengen, Verfahrenselemente, Verfahrensschritte und/oder dergleichen aus dem Stand der Technik für diese optische Vorrichtung für Fan-Out-Gehäuse auf Waferebene sowie implementierenden Komponenten und Verfahren umfassen, die mit der angestrebten Wirkungsweise und den angestrebten Verfahren vereinbar sind.
Bezug nehmend auf 1 ist eine Implementierung eines Halbleitergehäuses 2 dargestellt. Das Gehäuse schließt eine Steuervorrichtung 4 ein. Eine Steuervorrichtung 4 kann auf einem Siliziumsubstrat 6 ausgebildet werden. Die Steuervorrichtung 4 kann in einigen Implementierungen eine Großintegration (LSI) einschließen. In anderen Implementierungen kann die Steuervorrichtung 4 auf einem Substrat 6 ausgebildet sein, das aus einem anderen Material wie Galliumnitrid ausgebildet ist. Die Steuervorrichtung 4 kann eine Dicke zwischen etwa 10 Mikron und etwa 200 Mikron aufweisen. Das Gehäuse 2 schließt auch eine Halbleitervorrichtung 8 ein. In verschiedenen Implementierungen kann die Halbleitervorrichtung 8 ein Bildsensor sein. Die Bildsensorvorrichtung kann einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS) einschließen. In anderen Implementierungen kann die Bildsensorvorrichtung eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) einschließen. In einigen Implementierungen kann die Bildsensorvorrichtung 8 auf einem Siliziumsubstrat 10 ausgebildet sein. Der Bildsensor 8 kann eine Schutzschicht einschließen. Die Halbleitervorrichtung 8 kann eine Dicke von etwa 10 Mikron bis etwa 200 Mikron aufweisen. Wie veranschaulicht, wird in verschiedenen Implementierungen eine Schicht aus Polyimid 12 über der zweiten Seite von jedem der Substrate der Steuervorrichtung 4 und der Bildsensorvorrichtung 10 ausgebildet. In anderen Implementierungen kann ein anderes Material verwendet werden, um eine elektrisch isolierende/schützende Schicht auf den Komponenten bereitzustellen.
Sowohl die Steuervorrichtung 4 als auch die Halbleitervorrichtung 8 sind 14 auf einen Glaswafer 16 geklebt/aufgeklebt. In anderen Implementierungen können die Steuervorrichtung 4 und die Halbleitervorrichtung 8 mit Band auf dem Substrat befestigt sein. In einigen Implementierungen kann das Substrat aus einem optisch durchlässigen Material ausgebildet sein. In anderen Implementierungen kann das Substrat aus Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleitermaterial ausgebildet sein. Der Wafer 16 kann in einigen Implementierungen eine Auflage für das Halbleitergehäuse bereitstellen. In verschiedenen Implementierungen kann der Wafer 16 eine Dicke zwischen etwa 100 Mikron und etwa 400 Mikron aufweisen.
Immer noch Bezug nehmend auf 1 schließt das Halbleitergehäuse auch eine Formmasse 18 ein. Wie veranschaulicht, kapselt die Formmasse 18 die Steuervorrichtung 4 und die Halbleitervorrichtung 8 ein. Zwischen der Steuervorrichtung 4 und der Halbleitervorrichtung 6 ist eine Umverteilungsschicht 20 ausgebildet. Die Umverteilungsschicht (RDL) 20 ist in diesen bestimmten Implementierungen aus Kupfer ausgebildet. In anderen Implementierungen muss die RDL aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material ausgebildet sein, wie, als nicht einschränkendes Beispiel, einem Metall, einer Metalllegierung, Aluminium, Aluminiumkupfer, Silber, Gold oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material. Eine zweite RDL 22 ist ebenfalls in einer Durchkontaktierung 24 der Steuervorrichtung 4 ausgebildet. Eine dritte RDL 26 ist in einer Durchkontaktierung 28 der Halbleitervorrichtung 4 ausgebildet. In einigen Implementierungen können die RDLs eine in einer Durchkontaktierung ausgebildete Kontaktsäule und eine RDL einschließen, die mechanisch und elektrisch mit den Kontaktsäulen gekoppelt ist. Die RDLs/Säulen sind mit einem Aluminium-Pad 30 jeder der Komponenten gekoppelt. In anderen Implementierungen kann das Pad aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material wie einem der hierin offenbarten ausgebildet sein. Die RDLs können durch einen Metallisierungsprozess ausgebildet werden, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird.
Eine Verbindungsstruktur 32 ist mit der RDL 20 gekoppelt, die die Steuervorrichtung 4 und die Bildsensorvorrichtung 8 koppelt. Die Verbindungsstruktur 32 kann eine Kugelgitteranordnung einschließen. Die Verbindungsvorrichtung 32 kann aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet sein. In anderen Implementierungen kann die Verbindungsvorrichtung Säulen einschließen. Das Gehäuse schließt eine Isolierschicht 34 ein, die die Formmasse 18, die RDLs (20, 22 und 26), die Steuervorrichtung 4 und die Halbleitervorrichtung 8 bedeckt und um die Verbindungsstruktur 32 herum ausgebildet ist.
Eine Draufsicht auf eine Implementierung des Halbleitergehäuses 268 ist in 24 dargestellt. In dieser Ansicht sind die Verbindungen 270 zwischen der Steuerung 272 und der Bildsensorvorrichtung 274 sichtbar. Andere Verbindungen 276 sind aus dieser Ansicht sichtbar, ebenso wie jede der Verbindungsstrukturen 278, die sich von der zweiten Seite sowohl der Steuervorrichtungen 272 als auch der Bildsensorvorrichtung 274 erstrecken. Eine Formmasse 280, die die Vorrichtungen einkapselt, ist ebenfalls veranschaulicht. Die Formmasse reicht bis zum Rand des Substrats des Halbleitergehäuses 268. In verschiedenen Implementierungen weist der Halbleiter möglicherweise nach dem Verarbeiten kein Substrat auf, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. 24 kann eine repräsentative Veranschaulichung eines beliebigen Halbleitergehäuses sein, das sowohl eine Steuervorrichtung als auch eine Bildsensorvorrichtung, wie hierin beschrieben, einschließt. In anderen Implementierungen kann das Halbleitergehäuse eine oder mehrere andere Vorrichtungen als Steuerungen und Bildsensoren einschließen.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Implementierung eines Halbleitergehäuses 36 in Verbindung mit einer Leiterplatte (PCB) 38 dargestellt. Das Halbleitergehäuse 36 schließt ein lichtdurchlässiges Substrat 40 ein. Das lichtdurchlässige Substrat weist eine erste Seite 42 und eine zweite Seite 44 auf. Die erste Seite 42 ist gegenüber der PCB 38 positioniert, um Licht 46 in das Substrat 40 zu lassen. Auf der zweiten Seite 44 des Substrats 40 sind eine Steuervorrichtung 48 und eine Bildsensorvorrichtung 50 mit dem Substrat 40 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 48 und die Bildsensorvorrichtung 50 können durch einen lichtdurchlässigen Kleber, ein lichtdurchlässiges Band oder einen anderen geeigneten Klebstoff 52 mit dem Substrat 40 gekoppelt sein. Die Steuervorrichtung 48 und der Bildsensor 50 sind mit einer Formmasse 54 eingekapselt. Die Steuervorrichtung 48 und der Bildsensor 50 sind durch RDLs 56, die aus einem leitfähigen Material ausgebildet sind, elektrisch miteinander und mit anderen Komponenten der Vorrichtung gekoppelt. In der in 2 veranschaulichten Implementierung ist jeweils eine Lötstopplackschicht 58 über der zweiten Seite sowohl der Steuervorrichtung 48, der Halbleitervorrichtung 50 als auch der Formmasse 54 ausgebildet. Eine Verbindungsstruktur 60 ist mit der RDL 56 gekoppelt und koppelt das Halbleitergehäuse 36 mit dem PCB-Substrat 38. In anderen Implementierungen kann das Halbleitergehäuse mit anderen Vorrichtungen oder Substraten durch die Verbindungsstruktur gekoppelt sein.
Bezug nehmend auf 3 ist eine weitere Implementierung eines Halbleitergehäuses 62 dargestellt. Diese spezielle Implementierung des Halbleitergehäuses schließt kein Trägersubstrat ein. Eine Steuervorrichtung 64 und eine Bildsensorvorrichtung 66 sind über eine Kupfer-RDL 68 gekoppelt. Bei anderen Implementierungen kann die RDL aus anderen Materialien ausgebildet sein. Die Steuervorrichtung 64 und die Bildsensorvorrichtung 66 sind mit einer Formmasse 70 eingekapselt und ein Lötstopplack 72 ist mit der Formmasse 70 und um eine Leiterbahnstruktur 74 gekoppelt.
Bezug nehmend auf 4 ist eine weitere Implementierung eines Halbleitergehäuses 76 dargestellt. Diese bestimmte Implementierung schließt ein lichtdurchlässiges Substrat 78 ein. Eine Steuervorrichtung 80 und eine Halbleitervorrichtung 82 sind mit dem Substrat 78 mit einer Formmasse 84 gekoppelt, die die Steuervorrichtung 80 und die Halbleitervorrichtung 82 einkapselt. Es liegt eine Hohlraumstruktur 86 über der Bildsensorvorrichtung 82 vor. Die Bildsensorvorrichtung 82 kann eine Mikrolinse oder einen Farbfilter einschließen. Die Hohlraumstruktur 86 ist in dem Klebstoff 88 zwischen dem Substrat 78 und der Bildsensorvorrichtung 82 ausgebildet. Eine Verbindungsvorrichtung 90 ist mit einer RDL 92 gekoppelt. Die RDL 92 koppelt die Steuervorrichtung 80 elektrisch und mechanisch mit der Bildsensorvorrichtung 82. Eine zweite RDL 94 ist mit der Steuerung 80 gekoppelt, die sich auf andere Bereiche des Halbleitergehäuses 76 erstreckt. Eine dritte RDL 96 ist mit der Halbleitervorrichtung 82 gekoppelt. In verschiedenen Implementierungen können die RDLs eine Säule 98, die in einer Durchkontaktierung 100 in sowohl den Komponenten als auch der mit der Säule 98 gekoppelten Metallisierungsschicht 102 ausgebildet ist, einschließen. In der in 4 dargestellten Implementierung ist eine Lötstopplackschicht 104 über die Formmasse 84, die Halbleitervorrichtung 82, die Steuervorrichtung 80 und die Kupfer-RDL 92 gekoppelt. Die Lötstopplackschicht 104 ist auch um eine Kugelgitteranordnung 90 gekoppelt, die mit der RDL 92 gekoppelt ist, die die Bildsensorvorrichtung 82 mit der Steuerung 80 koppelt. In verschiedenen Implementierungen könnte eine andere Verbindungsstruktur verwendet werden.
Bezug nehmend auf 5 ist eine weitere Implementierung eines Halbleitergehäuses 106 dargestellt. Das Gehäuse 106 schließt ein Substrat 108 ein, das eine erste Seite 110 und eine zweite Seite 112 aufweist. In dieser Implementierung ist das Substrat 108 aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt, wie, als nicht einschränkendes Beispiel, Glas, Polymere und andere Materialien, die sowohl sichtbares als auch nicht sichtbares Licht, einschließlich Infrarot-Licht (IR-Licht), durch das Substrat hindurchgehen lassen. In anderen Implementierungen kann das Substrat 108 aus Silizium oder anderen Halbleitermaterialien hergestellt sein. Das Gehäuse 106 schließt eine Halbleitervorrichtung 114 und eine Steuervorrichtung 116 ein, die in derselben Ebene angeordnet sind. Das Halbleitervorrichtung 114 und die Steuervorrichtung 116 sind über einen Klebstoff 118 mit der zweiten Seite 112 des Substrats 108 gekoppelt. In verschiedenen Implementierungen kann der Klebstoff als nicht einschränkendes Beispiel einen Kleber, ein Band oder ein anderes geeignetes Material einschließen, um die Vorrichtungen mit dem Substrat zu koppeln. In einigen Implementierungen kann das Koppeln der Vorrichtungen mit dem Substrat permanent sein. In anderen Implementierungen kann das Substrat am Ende der Verarbeitungsherstellung abgezogen oder entfernt werden, wie in 3 veranschaulicht.
Es ist eine Formmasse 120 dargestellt, die die Halbleitervorrichtung 114 und die Steuervorrichtung 116 einkapselt. In einigen Implementierungen kann die Formmasse 120 als nicht einschränkendes Beispiel Epoxide, Harze, phenolische Härter, Kieselsäuren und Kombinationen davon einschließen. Wie veranschaulicht, koppelt eine RDL 122 die Halbleitervorrichtung 114 mechanisch und elektrisch mit der Steuervorrichtung 116. Die RDL 122 kann aus Kupfer oder anderen elektrisch leitfähigen Materialien ausgebildet sein. In einigen Implementierungen kann die RDL eine oder mehrere Säulen 124, die mit einem Pad 126 der Steuervorrichtung 116 oder der Halbleitervorrichtung 114 gekoppelt sind, und eine Metallisierung 128, die mit der Säule 124 gekoppelt ist, einschließen. Eine zweite RDL 130 und eine dritte RDL 132 sind einzeln mit der Steuervorrichtung 116 bzw. der Halbleitervorrichtung 132 gekoppelt dargestellt. Wie zuvor beschrieben, ist die Halbleitervorrichtung eine Bildsensorvorrichtung. In anderen Implementierungen könnte die Halbleitervorrichtung jedoch Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise, als nicht einschränkendes Beispiel, Dioden, Transistoren und andere Halbleitervorrichtungen einschließen.
Weiterhin Bezug nehmend auf 5 ist eine Verbindungsstruktur 134 mit der Kupfer-RDL 122 gekoppelt. Die Verbindungsstruktur 134 kann als nicht einschränkendes Beispiel eine Kugelgitteranordnung, einzelne Lötkugeln, Säulen oder andere elektrisch leitfähige Materialien, die zum Verbinden von Vorrichtungen verwendet werden, einschließen. Die Verbindungsstruktur 134 kann dazu verwendet werden, das Gehäuse mit einer PCB, einer Hauptplatine oder als eine Komponente innerhalb einer anderen Vorrichtung zu koppeln, wie beispielsweise, als nicht einschränkendes Beispiel, einer Kamera, wie in 2 veranschaulicht. Eine Lötstopplackschicht 136 ist um die Verbindungsstruktur 134 und über die Formmasse 120, die Halbleitervorrichtung 114, die Steuervorrichtung 116 und das Kupfer-RDL 122 gekoppelt. In dieser bestimmten Implementierung wird eine Under-Bump-Metallisierungs-Schicht (UBM-Schicht) 138 um die Verbindungsstruktur 134 ausgebildet. Die UBM-Schicht 138 kann eine Nickel-Gold-Metallisierung (NiAu-Metallisierung) einschließen. In anderen Implementierungen kann die Metallisierung ein Sputtern von Titankupfer (TiCu), gefolgt von NiAu-Metallisieren, einschließen.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine Implementierung eines Halbleitergehäuses 140, die ein Siliziumsubstrat 142 einschließt, dargestellt. In verschiedenen Implementierungen können andere Halbleitermaterialien für das Substrat verwendet werden, wie als nicht einschränkendes Beispiel Germanium (Ge), Galliumarsenid (GaAs), Siliziumcarbid (SiC), Indiumarsenid, Indiumantimonid und Indiumphosphid. Das Gehäuse 140 schließt eine Halbleitervorrichtung 144 mit einer ersten Seite 146 und einer zweiten Seite 148 und eine Steuervorrichtung 150 mit einer ersten Seite 152 und einer zweiten Seite 154 ein. Die Steuervorrichtung 150 und die Halbleitervorrichtung 144 sind mit dem Substrat 142 in derselben Ebene gekoppelt, anstatt eine gestapelte Konfiguration aufzuweisen.
Immer noch Bezug nehmend auf 6 schließt das Gehäuse eine Formmasse 156 ein, die die Halbleitervorrichtung 144 und die Steuervorrichtung 150 einkapselt. In verschiedenen Implementierungen kann die Formmasse 156 ein Epoxid, ein Harz oder ein anderes geeignetes Material einschließen. Es ist eine RDL 158 veranschaulicht, die die Halbleitervorrichtung 144 und die Steuervorrichtung 150 durch zwei oder mehr Säulen 160 auf einer zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung 144 als auch der Steuervorrichtung 150 elektrisch koppelt. Die RDL kann aus Gold oder einem anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein. Eine Verbindungsstruktur 162 ist mit der RDL 158 gekoppelt und erstreckt sich zu einer Außenseite des Gehäuses. Die Verbindungsstruktur 162 kann eine Kugelgitteranordnung, Lötkugeln, Säulen oder eine andere Struktur einschließen, die verwendet wird, um Halbleitervorrichtungen elektrisch miteinander und/oder mit einer Leiterplatte zu koppeln. Die Verbindungsstruktur 162 ist von einer Lötstopplackschicht 164 über jeweils der zweiten Seite der Halbleitervorrichtung 144 und der Steuervorrichtung 150 umgeben.
Bezug nehmend auf 7 ist eine Implementierung eines Halbleitergehäuses 166 dargestellt. Das Halbleitergehäuse 166 weist eine ähnliche Struktur wie die anderen hierin beschriebenen Gehäuse auf. Eine Steuervorrichtung 168 und eine Halbleitervorrichtung 170 sind mit einer zweiten Seite 172 eines Halbleitersubstrats 174 gekoppelt. Die Vorrichtungen 168 und 170 sind über eine RDL 176 elektrisch gekoppelt und mit einer Formmasse 178 eingekapselt. Es ist eine Lötstopplackschicht 180 veranschaulicht, die jeweils die zweite Seite der Halbleitervorrichtung 170 und der Steuervorrichtung 168 sowie die veranschaulichte RDL 176 bedeckt. Eine Kugelgitteranordnung 182 ist mit der RDL 176 gekoppelt, die die Vorrichtungen miteinander koppelt. Die Kugelgitteranordnung 182 kann verwendet werden, um das Gehäuse mit einer Leiterplatte, einer Hauptplatine oder einer anderen elektrischen Vorrichtung zu koppeln. In dieser bestimmten Implementierung ist eine Harzbeschichtung 184 auf einer ersten Seite des Substrats veranschaulicht. In anderen Implementierungen kann ein anderes Schutzmaterial auf der ersten Seite des Substrats ausgebildet sein. In noch anderen Implementierungen kann ein rückseitiges Band mit der ersten Seite des Substrats gekoppelt sein.
Bezug nehmend auf 8-14 wird eine Implementierung eines Verfahrens zum Ausbilden von Halbleitergehäusen wie den hierin offenbarten veranschaulicht. Das Verfahren kann das Herstellen eines Siliziumsubstrats 186 mit einer ersten Seite 188 und einer zweiten Seite 190, das Montieren des Bandes 192 an einer zweiten Seite 190 des Substrats 186 und das Montieren einer Steuervorrichtung 194 und einer Bildsensorvorrichtung 196 an dem Substrat 186 einschließen. Die Bildsensorvorrichtung 196 kann eine komplementäre Metalloxid-Halbleitervorrichtung (CMOS) oder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) einschließen. Sowohl die Steuer-194-Vorrichtung als auch die Bildsensorvorrichtung 196 können Siliziumsubstrate 198 und 200 einschließen, die gegenüber dem Substrat 186 des Gehäuses positioniert sind. Jede der Vorrichtungen 194 und 196 schließt Aluminium-Pads 202 an einer Schnittstelle zwischen der Vorrichtung 194 und dem Siliziumsubstrat 198 ein. In einigen Implementierungen kann statt der Verwendung eines Montagebandes eine Beschichtung mit Kleber auf der zweiten Seite des Siliziumsubstrats des Gehäuses hinzugefügt werden. In anderen Implementierungen kann ein anderer Klebstoff, der für Halbleitervorrichtungen geeignet ist, verwendet werden, um die Vorrichtungen mit dem Substrat zu koppeln. Das Siliziumsubstrat 186 kann in verschiedenen Implementierungen eine Dicke von 100 bis 200 Mikron aufweisen. In einigen Implementierungen kann das Substrat aus einem anderen Halbleitermaterial wie Galliumnitrid hergestellt sein. Bezug nehmend auf 8 sind die Steuervorrichtung 194 und die Bildsensorvorrichtung 196 veranschaulicht, die mit dem Siliziumsubstrat 186 durch einen Klebstoff 192 gekoppelt sind.
Das Verfahren kann das Bilden einer Formmasse 204 um die Steuervorrichtung 194 und die Bildsensorvorrichtung 196 einschließen. Wie in 9 veranschaulicht, kapselt die Formmasse die Vorrichtungen unmittelbar nach dem Formprozess vollständig ein. Bezug nehmend auf 10 ist das Gehäuse veranschaulicht, nachdem die Formmasse 204 rückseitig geschliffen wurde, um eine Oberfläche des Siliziumsubstrats 198 und 200 jeweils auf der Steuervorrichtung 194 und der Bildsensorvorrichtung 196 teilweise zu entfernen und freizulegen.
Das Verfahren schließt ferner das Ausrichten des Siliziumsubstrats vor dem Ätzen von Durchkontaktierungen sowohl in der Steuervorrichtung als auch in der Bildsensorvorrichtung ein. Die Durchkontaktierungen sind in dem Siliziumsubstrat der Vorrichtung ausgebildet, wie sie sich von der zweiten Oberfläche des Substrats zu den Pads in jeder der Vorrichtungen erstrecken. Vor dem Ätzen wird eine Photoresist-Schicht auf die Vorrichtungen aufgebracht, strukturiert und nach dem Ätzen entfernt. Bezug nehmend auf 12 ist das Gehäuse veranschaulicht, nachdem die Durchkontaktierungen 206 durch Silizium-und Oxidätzprozesse ausgebildet wurden. Das Verfahren schließt das Aufbringen einer Polyimidschicht 208 auf die Substrate 198 und 200 der Vorrichtungen 194 und 196 ein. In verschiedenen Implementierungen können andere Isolierschichten verwendet werden. Die Isolierschicht kann durch chemische Dampfdestillation (CVD) ausgebildet werden. Bezug nehmend auf 12 ist das Gehäuse nach der Bildung der Isolierschicht 208 veranschaulicht.
Das Verfahren schließt ferner das Bilden von Umverteilungsschichten (RDLs) 210 in den Durchkontaktierungen 206 ein. Die RDLs können durch Metallisieren ausgebildet werden.
Es ist eine RDL ist ausgebildet, die die Steuervorrichtung 194 mit der Bildsensorvorrichtung 198 koppelt. Eine zweite RDL 212 und eine dritte RDL 214 sind in jeder der Vorrichtungen ausgebildet. In verschiedenen Implementierungen kann die RDL zuerst das Bilden von Säulen in den Durchkontaktierungen und dann das Bilden einer Metallisierungsschicht zwischen den Säulen einschließen. Bezug nehmend auf 13 wird das Gehäuse nach der Bildung der RDLs 210, 212 und 214 veranschaulicht. Das Verfahren schließt dann das Bilden einer Lötstopplackschicht 216 über der zweiten Seite der Halbleitervorrichtung 196, der Steuervorrichtung 198, der Formmasse 204 und den RDLs ein. In verschiedenen Implementierungen kann neben Lötstopplack ein anderes Isoliermaterial verwendet werden. Eine Verbindungsstruktur 219 wird über der RDL 210 ausgebildet, die die Steuervorrichtung 198 und die Bildsensorvorrichtung 196 koppelt. Die Verbindungsstruktur 218 kann in einer Öffnung des Lötstopplacks 216 ausgebildet sein. In verschiedenen Implementierungen kann die Verbindung eine Kugelgitteranordnung, Lötkugeln, Säulen oder beliebige andere hierin beschriebene Verbindungsstrukturen einschließen. Das Verfahren kann das Vereinzeln des Halbleitersubstrats einschließen, um eine Vielzahl von Halbleitergehäusen zu vereinzeln. Die Gehäuse können, als nicht einschränkendes Beispiel, durch Zerteilen, Sägen, Laserschneiden oder andere geeignete Verfahren zum Vereinzeln von Halbleitersubstraten vereinzelt werden. Unter Bezugnahme auf 14 ist das Halbleitergehäuse 220 nach der Vereinzelung veranschaulicht.
In verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren ferner das Entfernen eines Trägersubstrats des Gehäuses einschließen, wobei die Vorrichtungen freigelegt bleiben, wie in 3 veranschaulicht. Das Substrat kann durch Abziehen entfernt werden. Das Substrat kann vor oder nach dem Vereinzeln des Substrats entfernt werden. In noch anderen Implementierungen kann das Verfahren das Aufbringen eines rückseitigen Bands auf die erste Seite des Siliziumsubstrats einschließen. Das Verfahren kann das Aufbringen einer Harzbeschichtung einschließen, wie in 7 veranschaulicht. Das rückseitige Band oder die Harzbeschichtung können vor dem Vereinzeln aufgebracht werden. Nach der Bildung der Vielzahl von Halbleitergehäusen kann ein einzelnes Gehäuse 222 umgedreht und mit einer PCB 224 gekoppelt werden, wie in 15 veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 16-22 ist eine weitere Implementierung eines Verfahrens zum Bilden eines Halbleitergehäuses veranschaulicht. Das Verfahren schließt das Bereitstellen eines Substrats 226 ein, das eine erste Seite 228 und eine zweite Seite 230 aufweist. Das Substrat 226 kann ein Glas-oder optisch durchlässiges Substrat einschließen, wie veranschaulicht. Wie zuvor beschrieben, kann das Substrat ein Siliziumsubstrat oder ein anderes geeignetes Halbleitermaterial sein. Das Verfahren schließt auch das Herstellen einer Bildsensorvorrichtung 232 und einer Steuervorrichtung 234 mit einer ungekapselten Chipstruktur ein. Auf das optisch durchlässige Substrat 226 wird ein Band oder Kleber 236 aufgebracht und die Bildsensor- 232 und Steuervorrichtung 234 werden mit dem Substrat 226 gekoppelt. Insbesondere ist eine erste Seite des Bildsensors 232 mit einer zweiten Seite 230 des Substrats 226 gekoppelt und eine erste Seite der Steuervorrichtung 234 ist mit einer zweiten Seite 230 des Substrats 226 angrenzend an die Bildsensorvorrichtung 232 gekoppelt. Wie zuvor beschrieben, können die hierin beschriebenen Verfahren und Gehäuse mit anderen Halbleitervorrichtungen als Bildsensoren hergestellt werden. Bezug nehmend auf 16 ist das Gehäuse veranschaulicht, nachdem die erste Seite der Halbleitervorrichtung 232 und die erste Seite der Steuervorrichtung 234 durch das Klebematerial 236 mit der zweiten Seite 230 des optisch durchlässigen Substrats 226 gekoppelt wurden.
Das Verfahren schließt auch das Aufbringen einer Formmasse 240 auf das Substrat 226 ein, die die Vorrichtungen 232 und 234 einkapselt. Die Formmasse 240 kann durch Formpressen aufgebracht werden. Bezug nehmend auf 17 ist das Gehäuse veranschaulicht, nachdem die Formmasse 240 aufgebracht wurde, und jede der Vorrichtungen 232 und 234 vollständig einkapselt. Das Verfahren schließt dann das Schleifen der Formmasse und der Rückseite jeder der Vorrichtungen ein. Durch Schleifen kann von etwa 10 bis etwa 200 Mikron Material entfernt werden. Bezug nehmend auf 18 ist das Gehäuse veranschaulicht, nachdem ein Anteil der Formmasse 240 und die zweite Seite der Vorrichtungen 232 und 234 entfernt wurden.
Das Verfahren schließt dann das Bilden eines Photoresist-Musters auf der zweiten Seite der Steuervorrichtung und der Bildsensorvorrichtung ein, um die Bildung von Silizium-Durchkontaktierungen herzustellen. Zwei oder mehr Durchkontaktierungen 242 können durch Ätzen des Siliziums 244 jeweils auf der Steuervorrichtung 232 und der Bildsensorvorrichtung 234 ausgebildet werden. Die Aluminium-Pads 246 der Vorrichtung können durch Oxidätzen freigelegt werden. Bezug nehmend auf 19 ist das Gehäuse veranschaulicht, nachdem die Durchkontaktierungen 242 ausgebildet wurden. Eine Isolatorschicht 248 kann unter Verwendung eines lichtempfindlichen Harzes um das Kontaktloch/die Durchkontaktierung 242 herum ausgebildet werden. Das Verfahren schließt dann das Bilden einer Under-Bump-Metallisierung mit Titankupfer (TiCu) und einem Photoresist-Muster und dann das Bilden einer oder mehrerer RDLs durch Metallisieren mit Kupfer ein. Bezug nehmend auf 20 ist das Gehäuse nach der Bildung von Isolatorschichten 248 um die Durchkontaktierungen 242 veranschaulicht. In verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren das Bilden von zwei oder mehr Säulen in den Siliziumdurchkontaktierungen sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung und dann das Metallisieren der Umverteilungsschicht zwischen einer der zwei oder mehr Säulen auf sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung einschließen. Bezug nehmend auf 21 wird das Gehäuse nach der Bildung der RDLs 250 veranschaulicht. Das Photoresist und UBM können durch Ätzchemikalien/Veraschungsprozesse entfernt werden.
Das Verfahren schließt auch das Bilden einer zweiten Isolatorschicht 252 über der zweiten Seite der Halbleitervorrichtung 232, der Steuervorrichtung 234 und der Umverteilungsschicht 250 ein. In verschiedenen Implementierungen kann die Isolatorschicht 252 ein Lötstopplack sein. Die Isolatorschicht 252 kann mit einer Öffnung ausgebildet sein, um die Verbindungsstruktur 254 aufzunehmen. Das Verfahren schließt dann das Bilden der Verbindungsstruktur 254 in der Öffnung in der Isolatorschicht 252 ein. Die Verbindungsstruktur 254 ist mit der RDL 250 gekoppelt. In verschiedenen Implementierungen kann die Verbindungsstruktur ein Löthöcker sein. Das Verfahren schließt das Zerteilen des Substrats ein, um eine Vielzahl von Halbleitergehäusen zu bilden, die jeweils eine Halbleitervorrichtung und eine Steuervorrichtung einschließen. Bezug nehmend auf 22 wird das Gehäuse nach Vereinzelung durch Zerteilen veranschaulicht. In anderen Implementierungen kann das Substrat durch Sägen oder Laserschneiden vereinzelt werden.
Bezug nehmend auf 23 wird ein Vergleich zwischen einer ersten Implementierung eines Kameramoduls 256 und der Kameramodule 258 unter Verwendung einer zweiten Implementierung eines Halbleitergehäuses, wie hierin beschrieben, veranschaulicht. Aktuelle Kameramodule 256 verwenden zwei separate Chip Scale Packages (CSP). Ein CSP ist für den Bildsensor 260 und das andere für die Steuervorrichtung 262 bestimmt. Das Bildsensor-CSP 260 ist unter dem Objektiv 264 der Kamera positioniert, während das Steuerungs-CSP 262 seitlich versetzt ist. Unter Verwendung von Implementierungen von Halbleitergehäusen, wie hierin beschrieben, wobei die Steuervorrichtung und die Bildsensorvorrichtung in einem einzigen Halbleitergehäuse gepackt sind, kann die Größe des Kameramoduls 258 reduziert werden, wie durch den Pfeil 266 angegeben. Die Leistung des Kameramoduls kann auch verbessert werden, da ein geringerer Abstand zwischen dem Bildsensor und der Steuervorrichtung vorhanden ist. Bei Digitalkameras und Mobiltelefonen mit Kameras erfolgt die Bildsignalverarbeitung mit dem Rohausgang von einem CCD/CMOS-Bildsensor. Bei einem Bildsignalprozessor (ISP) ist die Verarbeitung auf einer Pixel-für-Pixel-Basis, wie eine Korrekturverarbeitung eines optischen Systems, wie eine Linsen- oder Fehlerkorrektur, die durch Variationen in einem Bildsensor usw. verursacht wird, wichtig.
Bezug nehmend auf 25 wird eine weitere Implementierung einer Halbleitervorrichtung 282 veranschaulicht. Diese bestimmte Implementierung schließt nur eine Vorrichtung 284 ein. Bei der dargestellten Vorrichtung 284 handelt es sich hier um eine Bildsensorvorrichtung. In verschiedenen anderen Implementierungen können andere Halbleitervorrichtungen (einschließlich einer hierin offenbarten) zu einem ähnlichen Halbleitergehäuse mit einer Fan-Out-Struktur, wie hierin beschrieben, ausgebildet werden. Die Verwendung der Fan-Out-Struktur in einem Gehäuse, das nur eine Vorrichtung einschließt, kann für eine kleinere Gehäusegröße und eine größere Flexibilität beim Kombinieren von Komponenten innerhalb einer größeren Vorrichtung sorgen, wie beispielsweise, als nicht einschränkendes Beispiel, einer Kamera. Das Halbleitergehäuse schließt einen Halbleiterchip 284, der mit einer zweiten Seite des Substrats 286 gekoppelt ist, ein. Die Vorrichtung 284 kann durch einen Klebstoff 288, wie einen Kleber oder ein Band, mit dem Substrat 286 gekoppelt sein. Das dargestellte Gehäuse schließt drei RDLs ein. Die erste RDL 290 ist auf einer zweiten Seite der Bildsensorvorrichtung 284 ausgebildet und kann eine Verbindung zwischen der Vorrichtung und einem Substrat außerhalb des Gehäuses durch eine Verbindungsstruktur 296 bereitstellen. Die zweite RDL 292 und die dritte RDL 294 sind mit Säulen 298 gekoppelt, die sich durch Durchkontaktierungen 300 erstrecken, die durch das Substrat 286 der Bildsensorvorrichtung 284 ausgebildet sind. Die zweite 292 und die dritte RDL 294 können eine elektrische Konnektivität zwischen verschiedenen anderen Abschnitten des Halbleitergehäuses bereitstellen.
Wie veranschaulicht, ist die zweite RDL 294 auch mit einer Verbindungsstruktur 302 gekoppelt. Die Bildsensorvorrichtung 284 ist mit einer Formmasse 304 eingekapselt. Die Formmasse 304 ist ebenfalls auf einer ersten Seite mit dem Substrat 286 des Halbleitergehäuses und auf einer zweiten Seite mit der Lötstopplackschicht 306 gekoppelt. Die Lötstopplackschicht 306 ist auf einer zweiten Seite jeweils der Formmasse 304 und der Bildsensorvorrichtung 284 ausgebildet. Die Lötstopplackschicht 306 ist ebenfalls um die RDL-Strukturen und die Verbindungsstrukturen herum ausgebildet. In verschiedenen Implementierungen kann das Substrat des Halbleitergehäuses ein beliebiges der hierin beschriebenen Substrate sein, wie, als nicht einschränkendes Beispiel, Silizium, Galliumnitrid und ein lichtdurchlässiges Material, wie Glas.
Bezug nehmend auf 26 ist eine Draufsicht der Implementierung eines Halbleitergehäuses 308 veranschaulicht, das eine einzige Vorrichtung 310 einschließt. In dieser Ansicht sind die Kanten 312 der Bildsensorvorrichtung 310 sichtbar. Die Formmasse 314 ist auch sichtbar, wie sie sich um einen Umfang der Bildsensorvorrichtung 310 erstreckt und mit dem Substrat des Halbleitergehäuses 308 gekoppelt ist. Eine Vielzahl von Verbindungsstrukturen 316 ist mit der Bildsensorvorrichtung 310 gekoppelt dargestellt. In verschiedenen Implementierungen können die Verbindungsstrukturen ein Kugelgitteranordnung, Lötkugeln, Goldsäulen und ein anderes geeignetes elektrisch leitfähiges Material einschließen, um das Halbleitergehäuse mit anderen Strukturen, wie einer Leiterplatte, zu koppeln. Eine oder mehrere der RDL-Strukturen 318 sind auch sichtbar, wie sie sich zwischen den Verbindungsstrukturen 316 erstrecken und zu einer Kante der Vorrichtung 310 erstrecken.
Bezug nehmend auf 27 ist eine weitere Implementierung eines Halbleitergehäuses 320 dargestellt. Diese Implementierung schließt sowohl eine Steuervorrichtung 322 als auch eine Bildsensorvorrichtung 324 ein, die anderen hierin beschriebenen Implementierungen ähnlich sind. In dieser Implementierung schließt die Bildsensorvorrichtung jedoch eine Metallplatte 326 innerhalb der Gehäuse auf einer zweiten Seite des Substrats 328 der Bildsensorvorrichtung 324 ein. Die Metallplatte 326 oder Abschirmung kann Lichtreflexion auf einer zweiten Seite der Bildsensorvorrichtung 324 verhindern. In verschiedenen Implementierungen kann die Metallplatte nicht einschränkend durch Aluminium, Titan, Kombinationen davon und anderen Metallen ausgebildet sein. Die Metallplatte 324 kann auch in Halbleitergehäusen verwendet werden, wie in 25 veranschaulicht. Wie veranschaulicht, schließt das Gehäuse 320 auch eine Formmasse 330 ein, die die Steuervorrichtung 322 und die Bildsensorvorrichtung 324 einkapselt. Ein Lötstopplack 332 wird über der Formmasse 330 und um die RDLs 334 ausgebildet, die die Vorrichtungen innerhalb des Gehäuses koppeln. Wie veranschaulicht, ist eine Verbindungsstruktur 336 mit der ersten RDL gekoppelt und erstreckt sich nach außerhalb des Gehäuses.
Bezug nehmend auf 28 ist eine weitere Implementierung eines Halbleitergehäuses 338 dargestellt. Diese Implementierung umfasst sowohl eine Steuervorrichtung 340 als auch eine Bildsensorvorrichtung 342. Die Bildsensorvorrichtung 342 und die Steuervorrichtung 340 sind mit einer zweiten Seite eines Substrats 344 gekoppelt. Das Substrat 344 kann opak sein oder ein lichtdurchlässiges Material einschließen. Die Bildsensorvorrichtung 342 und die Steuervorrichtung 340 können durch einen Kleber, ein Band oder einen anderen geeigneten Klebstoff 346 mit dem Substrat gekoppelt sein. Eine Formmasse 348 wird mit der zweiten Seite des Substrats 344 um und zwischen den Vorrichtungen 340 und 342 gekoppelt. In dieser speziellen Implementierung ist ein schwarzes Resistharz 350 über und um die Vorrichtungen 340 und 342 und die Formmasse 348 ausgebildet. Das schwarze Resistharz 350 kann die Bildsensorvorrichtung 342 vor Rückseitenreflexion schützen. In anderen Implementierungen können andere opake oder dunkle Harzfarben anstelle eines Lötstopplacks verwendet werden. Wie veranschaulicht, wird das Resistharz auch um die RDL 352 ausgebildet, die die Vorrichtungen innerhalb des Gehäuses koppelt. Das Resistharz wird auch um die Leiterbahnstruktur 354 ausgebildet, die mit der ersten RDL gekoppelt ist.
In verschiedenen Verfahrensimplementierungen kann das Verfahren einschließen, dass die zwei oder mehr Säulen und die Umverteilungsschicht Kupfer einschließen.
In verschiedenen Verfahrensimplementierungen kann das Verfahren einschließen, dass das Zerteilen des Substrats ferner das Bilden einer optisch durchlässigen Abdeckung über der Halbleitervorrichtung in der Steuervorrichtung einschließt.
In verschiedenen Verfahrensimplementierungen kann die Halbleitervorrichtung eine Bildsensorvorrichtung einschließen.
Implementierungen eines Halbleitergehäuses können einschließen, dass die Umverteilungsschicht Kupfer ist.
Implementierungen eines Halbleitergehäuses können einschließen, dass die Halbleitervorrichtung ein Bildsensor ist, der eine Mikrolinse oder einen Farbfilter einschließt.
Implementierungen eines Halbleitergehäuses können eine Nickel-Gold-Metallisierung um die Verbindungsstruktur herum einschließen.
Implementierungen eines Halbleitergehäuses können einschließen, dass das Substrat ein optisch durchlässiges Material einschließt.
Es versteht sich ohne Weiteres, dass dort, wo sich die vorstehende Beschreibung auf besondere Implementierungen von Halbleitergehäusen und implementierenden Komponenten, Teilkomponenten, Verfahren und Teilverfahren bezieht, eine Reihe von Abwandlungen vorgenommen werden kann, ohne von ihrem Wesen abzuweichen, und dass diese Implementierungen, implementierenden Komponenten, Teilkomponenten, Verfahren und Teilverfahren auch auf andere Halbleitergehäuse angewendet werden können.

Claims

Halbleitergehäuse, umfassend: ein Substrat, umfassend eine erste Seite und eine zweite Seite; eine Halbleitervorrichtung und eine Steuervorrichtung, die in einer gleichen Ebene angeordnet sind, wobei die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung mit der ersten Seite des Substrats durch eines von einem Band oder einem Klebstoff gekoppelt sind; eine Formmasse, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung einkapselt; eine Umverteilungsschicht, die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung elektrisch koppelt; eine Verbindungsstruktur, die mit der Umverteilungsschicht gekoppelt ist; und eine Lötstopplackschicht, die um die Verbindungsstruktur und über die Formmasse, die Halbleitervorrichtung, die Steuervorrichtung und die Kupferumverteilungsschicht gekoppelt ist.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein optisch durchlässiges Material umfasst.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, das ferner eine zweite und eine dritte Umverteilungsschicht umfasst.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 1, ferner umfassend eines von einem Band oder einer Harzbeschichtung auf einer ersten Seite des Substrats.
Halbleitergehäuse, umfassend: eine Halbleitervorrichtung, umfassend eine erste Seite und eine zweite Seite; eine Steuervorrichtung, umfassend eine erste Seite und eine zweite Seite; und eine Formmasse, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung einkapselt; eine Umverteilungsschicht, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung durch zwei oder mehr Säulen auf einer zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung elektrisch koppelt; eine Verbindung, die mit der Umverteilungsschicht gekoppelt ist; und eine Lötstopplackschicht über der zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung; wobei sich die Steuervorrichtung und die Halbleitervorrichtung in derselben Ebene befinden.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Substrat, das mit der ersten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung gekoppelt ist.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 5, ferner umfassend eine zweite und eine dritte Kupferumverteilungsschicht.
Halbleitergehäuse nach Anspruch 6, ferner umfassend eines von einem Band oder einer Harzbeschichtung auf einer ersten Seite des Substrats.
Verfahren zum Bilden eines Halbleitergehäuses, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat eine erste Seite und eine zweite Seite umfasst; Koppeln einer ersten Seite einer Halbleitervorrichtung mit einer zweiten Seite des Substrats; Koppeln einer ersten Seite einer Steuervorrichtung mit einer zweiten Seite des Substrats angrenzend an die Halbleitervorrichtung; Bilden einer Formmasse auf der zweiten Seite des Substrats, die die Halbleitervorrichtung und die Steuervorrichtung umgibt; Ätzen von zwei oder mehr Durchkontaktierungen durch eine Siliziumschicht auf einer zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung; Ausbilden von zwei oder mehr Säulen in der Siliziumschicht sowohl in der Halbleitervorrichtung als auch in der Steuervorrichtung; Metallisieren einer Umverteilungsschicht zwischen einer der zwei oder mehr Säulen sowohl auf der Halbleitervorrichtung als auch der Steuervorrichtung; Koppeln einer Verbindungsstruktur mit der Umverteilungsschicht; Bilden einer Isolierschicht über der zweiten Seite sowohl der Halbleitervorrichtung, der Steuervorrichtung als auch der Umverteilungsschicht; und Zerteilen des Substrats, um eine Vielzahl von Halbleitergehäusen zu bilden, die jeweils eine Halbleitervorrichtung und eine Steuervorrichtung umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend das Entfernen des Substrats von einer ersten Seite jedes der Vielzahl von Halbleitergehäusen.