DE112016000500T5

DE112016000500T5 - Verfahren zum bilden integrierter packungsstrukturen mit 3d-kamera geringer z-höhe

Info

Publication number: DE112016000500T5
Application number: DE112016000500.8T
Authority: DE
Inventors: Wei Shi
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-11-30
Also published as: US20160284752A1; KR20170130381A; TW201705759A; CN107278327B; US9602804B2; TWI601407B; WO2016153715A1; CN107278327A; KR102611692B1

Abstract

Verfahren des Bildens von 3D-Kameravorrichtungen und dadurch gebildete Strukturen werden hier beschrieben. Eine Ausführungsform beinhaltet ein erstes Optikmodul und ein zweites Optikmodul, die auf einer Platine angeordnet sind, wobei ein erster Sensor-Die mit dem ersten Optikmodul gekoppelt ist und ein zweiter Sensor-Die mit dem zweiten Optikmodul gekoppelt ist. Der erste und der zweite Sensor-Die sind direkt mit der Platine gekoppelt und ein flexibler leitender Verbinder ist sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Optikmodul gekoppelt.

Description

STAND DER TECHNIK
Mit fortschreitender Miniaturisierung gibt es Anstrengungen, Sensoren zu konstruieren, wie beispielsweise etwa Sensoren, die in Kameras verwendet werden, zur Verwendung in mikroelektronischen Vorrichtungen, wie etwa Laptops, und Mobilgeräten. Derartige Anwendungen können die Verwendung von 3D-Kameravorrichtungen einschließen, die Bildsensoren, wie etwa einen komplementären Metall-auf-Oxid(CMOS)-Bildsensor, der mit einem Optikmodul gekoppelt sein kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obgleich die Patentschrift mit Ansprüchen abschließt, die gewisse Ausführungsformen anführen und ausdrücklich beanspruchen, können die Vorteile dieser Ausführungsformen anhand der folgenden Beschreibung der Erfindung besser geprüft werden, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden, bei denen:
1a–1e Querschnittsansichten von Strukturen gemäß Ausführungsformen hierin repräsentieren,
2a–2b Querschnittsansichten von Strukturen gemäß Ausführungsformen repräsentieren,
2c eine Draufsicht auf Strukturen gemäß Ausführungsformen repräsentieren,
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen repräsentiert,
4 eine Querschnittsansicht einer Anordnung gemäß Ausführungsformen repräsentiert,
5 ein System gemäß Ausführungsformen repräsentiert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen zeigen, in denen die Verfahren und Strukturen praktiziert werden können. Diese Ausführungsformen werden hinreichend detailliert beschrieben, um Fachleuten die Ausübung der Ausführungsformen zu ermöglichen. Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausführungsformen, obgleich unterschiedlich, nicht notwendigerweise gegenseitig ausschließend sind. Beispielsweise kann ein/eine bestimmte(s) hier im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschriebene(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft innerhalb anderer Ausführungsformen implementiert sein, ohne das Wesen und den Schutzumfang der Ausführungsformen zu verlassen. Zusätzlich versteht sich, dass der Ort oder die Anordnung einzelner Elemente innerhalb jeder offenbarten Ausführungsformen modifiziert werden kann, ohne das Wesen und den Schutzumfang der Ausführungsformen zu verlassen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist somit nicht in einem begrenzenden Sinne zu verstehen und der Schutzumfang der Ausführungsformen ist nur durch die geeignet interpretierten anhängenden Ansprüche, zusammen mit der vollen Reichweite von Äquivalenten, auf die die Ansprüche Anspruch erheben, definiert. In den Zeichnungen können sich gleiche Nummerierungen über die mehreren Ansichten hinweg auf dieselbe oder ähnliche Funktionalität beziehen.
Verfahren und damit assoziierte Strukturen des Bildens und Verwendens mikroelektronischer Strukturen, wie etwa 3D-Kamerastrukturen/-vorrichtungen werden hier beschrieben. Eine Ausführungsform kann ein erstes Optikmodul beinhalten, das einen ersten Sensor-Die umfasst, und ein zweites Optikmodul, das einen zweiten Sensor-Die umfasst. Der erste und der zweite Sensor-Die können direkt mit einer Platine gekoppelt sein. Ein flexibler leitender Verbinder, der direkt auf der Platine angeordnet sein kann, kann sich zwischen dem ersten und dem zweiten Optikmodul befinden und kann sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Optikmodul gekoppelt sein.
1a–1e stellen Querschnittsansichten von Ausführungsformen von Kamerastrukturen dar, wie etwa 3D-Kamerastrukturen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine erste Seite 101 eines Die 102 mit einem Filter 104 gekoppelt sein, das in manchen Fällen ein Infrarotfilter 104 umfassen kann (1a). Bei einer Ausführungsform kann das Filter 104 ein Glasmaterial umfassen und kann bei manchen Ausführungsformen einen Glaswafer umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Filter 104 eine erste Seite 107 und eine zweite Seite 109 umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Filter 104 einen Mittelabschnitt 111 und zwei Endabschnitte 113, 113' umfassen, wobei die zwei Endabschnitte 113, 113'' an die Kopplungsverbindungen 103 angrenzen.
Bei einer Ausführungsform kann der Die 102 einen Sensor-Die 102 umfassen. Bei einer Ausführungsform kann der Sensor-Die 102 einen CMOS-Sensor-Die 102 umfassen und kann in Kameraanwendungen, wie etwa beispielsweise 3D-Kameraanwendungen, verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann die erste Seite 101 des Die 102 mit der ersten Seite 107 des Filters 104 gekoppelt sein und in manchen Fällen kann der Die 104 direkt mit der ersten Seite 107 des Filters 104 gekoppelt sein. Bei einer Ausführungsform kann der Die 102 einen Flip-Chip-Die 102 umfassen und kann unter Verwendung leitender Verbindungen 103 mit dem Filter 104 gekoppelt sein. Bei einer Ausführungsform können die leitenden Verbindungen 103 Lötverbindungen 103 umfassen, wie etwa beispielsweise Ball-Grid-Array-Lötverbindungen. Andere Arten von leitenden Verbindungen 103 können in anderen Ausführungsformen zum Koppeln des Die 102 am Filter 104 verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann ein Prozess, bei dem Lötkugeln, die eine Zinn-Silber-Legierung umfassen, den Die 102 mit dem Filter 104 verbinden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann nicht leitendes Epoxid zum Koppeln des Die 102 mit dem Filter 104 eingesetzt werden. Bei einer Ausführungsform können die leitenden Verbindungen 103 eine Abdichtung, wie etwa eine hermetische Abdichtung, in einer Region 105 zwischen dem Die 102 und dem Filter 104 vorsehen.
Bei einer Ausführungsform können die flexiblen leitenden Verbinder 108, 108' mit der ersten Seite 107 des Filters 104 gekoppelt sein bzw. an dieser angebracht sein (1b). Bei einer Ausführungsform können die flexiblen leitenden Verbinder 108, 108' flexible gedruckte Schaltungs-Verbinder (FPC-Verbinder) 108, 108' umfassen. Bei einer Ausführungsform können die flexiblen leitenden Verbinder 108, 108' Endteile 115, 115' umfassen. Bei einer Ausführungsform können die Endteile 115, 115' der flexiblen leitenden Verbinder 108, 108' jeweils mit den Endabschnitten 113, 113' des Filters 104 gekoppelt/gebondet sein. Bei einer Ausführungsform kann ein Kopplungs-/Bondingmaterial 106 die Endteile 115, 115' der flexiblen leitenden Verbinder 108, 108' mit den Endabschnitten 113, 113' des Filters 104 koppeln.
Bei einer Ausführungsform kann das Kopplungs-/Bondingmaterial 106 ein ACF-Material (anisotropic conductive film – anisotrop leitender Film) umfassen. Bei anderen Ausführungsformen kann das Kopplungs-/Bondingmaterial 106 ein Lötmaterial umfassen. Bei einer Ausführungsform können die flexiblen leitenden Verbinder 108, 108' unter Verwendung eines Hotbar- und/oder eines Reflow-Prozesses mit dem Filter 104 gekoppelt bzw. an diesem angebracht sein.
Bei einer Ausführungsform kann ein Optikmodul 110 unter Verwendung eines Anbringprozesses 121 an der zweiten Seite 109 des Filters 104 angebracht/angekoppelt werden (1c–1d). Bei einer Ausführungsform kann der Anbringprozess 121 einen Webcam-Linsen-Anbringprozess umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Optikmodul 110 solche Elemente wie eine Apertur 116, eine Bonding-Schicht 118 und eine Linse 120 umfassen. Das Optikmodul 110 kann ferner in einer Ausführungsform Glassubstrate 112 umfassen, die von Distanzstücken 114 gehalten werden. Das Optikmodul 110 kann zusätzliche Elemente, wie sie für eine bestimmte Anwendung benötigt werden können, umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Optikmodul 110 eine Kamera umfassen, wie etwa eine Webcam. Bei einer Ausführungsform kann das Optikmodul 110 einen Teil eines Kamerasystems umfassen.
Bei einer Ausführungsform kann das Optikmodul 110 eine Vorrichtung mit auf Waferebene gepackter Optik (Wafer Level Packaging Optics – WLPO) bzw. WLPO-Vorrichtung umfassen und kann direkt unter Verwendung eines Epoxid-Materials mit der zweiten Seite 107 des Filters 104 gekoppelt sein. Bei einer Ausführungsform können die Distanzstücke des Optikmoduls 110 direkt am Filter 104 angebracht sein. Bei einer Ausführungsform kann das Optikmodul 110, das über das Filter 104 mit den flexiblen leitenden Verbindern 108, 108' gekoppelt ist, eine Kamera umfassen, wie etwa eine auf Waferebene gepackte Kamera 119. Bei einer Ausführungsform kann die Kamera 119 eine Z-Höhe von unter etwa 3 Millimeter umfassen. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Z-Höhe weniger als etwa 1 Millimeter umfassen. Bei anderen Ausführungsformen kann die Z-Höhe gemäß der bestimmten Anwendung variieren.
1e stellt einen Teil eines 3D-Kameramoduls 130 dar, wobei die zweite Seite 100 des ersten Die 102 einer ersten Kamera 119 an einer Platine 124 angebracht/angebondet sein kann und eine zweite Seite 100' des zweiten Die 104' von einer zweiten Kamera 119' an der Platine 124 angebracht sein kann. Bei einer Ausführungsform können der erste und der zweite Die 102, 102' direkt an der Platine 124 angebracht sein. Bei einer Ausführungsform kann die Platine 124 einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) umfassen, wobei der CTE unter etwa 10 × 10^–6 1/°C liegt und solche Materialien wie etwa Aluminiumnitrid, Kupfer-Wolfram, Kovar, Invar, Aluminiumoxid und Aluminiumsiliciumcarbid umfassen kann. Bei einer Ausführungsform können die zweiten Seiten 100, 100' des ersten und des zweiten Die 102, 102' mit der Platine 124 unter Verwendung eines Bondingmaterials 122, wie etwa Epoxid-Bondingmaterial 122, gebondet/gekoppelt sein, obwohl in anderen Ausführungsformen andere Arten von Bonding-/Kopplungsmaterialien verwendet werden können. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Material 126, wie etwa ein nicht transparentes Vergussmaterial 126 auf der Platine 124 angeordnet sein und kann an die erste und die zweite Kamera 119, 119' angrenzend oder zwischen diesen angeordnet sein.
Bei einer Ausführungsform können die flexiblen leitenden Verbinder 108 direkt an der Platine 124 angebracht sein und können in manchen Fällen direkt mit einem Epoxid-Material an die Platine 124 gebondet sein. In anderen Fällen können die flexiblen leitenden Verbinder 108 auf irgendeine andere geeignete Weise mit der Platine 124 gebondet sein. Bei einer Ausführungsform kann eine erste Seite der flexiblen leitenden Verbinder 108 am Filter 104 angebracht sein und eine zweite, der ersten Seite entgegengesetzte, Seite kann an der Platine 124 angebracht sein. Bei einer Ausführungsform können die Anschlussenden 115 der flexiblen leitenden Verbinder 108 auf einem Teil des Bondingmaterials 122, das auf dem Die 102, 102' angeordnet ist, angeordnet sein. In anderen Fällen sind die Anschlussenden 115 nicht auf einem Teil des Bondingmaterials 122 angeordnet.
Durch direktes Bonden des Die an die Platine 124 wird thermischer Widerstand verringert. Zeitliches CMOS-Rauschen des Kameramoduls 130 kann in manchen Ausführungsformen auf minimale Pegel verringert sein. Zusätzlich umfasst das 3D-Kameramodul 130 eine starre Optik mit weniger Linsenverkippung, womit verbesserte Bildqualität und -zuverlässigkeit ermöglicht wird. Das Kameramodul 130 ist geeignet zum Erzeugen dreidimensionaler Bilder für Anwendungen wie Laptops, Mobilgeräte, Spielkonsolen, anziehbare Geräte, Roboter, Smartphones und beliebige andere Geräte, die Tiefendetektion anwenden. Die Stabilität des 3D-Kameramoduls 130 ermöglicht, dass die relativen Positionen und Winkel der zwei Kameras 119, 119' gesichert bleiben und ermöglicht somit genaues 3D-Erfassen.
2a stellt eine weitere Ausführungsform eines 3D-Kameramoduls 230 dar, ähnlich dem 3D-Kameramodul 130 von 1e, wobei sich die Glassubstrate 222 der Optikmodule der Kameras 219, 219' zwischen den Optikmodulen der zwei Kameras 219, 219' erstrecken. Bei einer Ausführungsform sind die Glassubstrate 222 mit den Distanzstücken 214, 214' der Optikmodule der Kameras 219, 219' gekoppelt und zwischen den zwei Kameras 219, 219' angeordnet. Ein zusätzliches Distanzstück 214" ist zwischen den zwei Kameras 219, 219' angeordnet, wobei die Glassubstrate 222 mit dem zusätzlichen Distanzstück 214“ gekoppelt bzw. darauf angeordnet sind. Bei einer Ausführungsform kann das zusätzliche Distanzstück 214'' auf einem Teil des Filters 104 angeordnet sein und kann bei anderen Ausführungsformen direkt auf einem Teil des Filters 104 angeordnet sein.
Bei einer Ausführungsform kann der Die 202, 202' direkt mit einer Platine 224 gekoppelt sein, wobei die Platine 224 in manchen Fällen ein dünnes Metallblech umfassen kann, aber in Abhängigkeit von der Anwendung andere Materialien umfassen kann. Das Bondingmaterial 222 kann bei einer Ausführungsform ein Klebeband umfassen. Bei einer Ausführungsform kann die Platine 224 mechanisch vom Filter 204 und Linsen des Optikmoduls entkoppelt sein. Bei einer Ausführungsform kann das Material 226, wie etwa ein Vergussmaterial mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten oder Unterfüllmaterial 226 auf der Platine angeordnet sein und kann an die Kameras 219, 219' angrenzen.
2b stellt eine weitere Ausführungsform eines Kameramoduls 231 dar, ähnlich dem Kameramodul 130 von 1e. Bei einer Ausführungsform kann ein Einzelfilter 204 mit beiden Kameras 219, 219' gekoppelt sein. Bei einer Ausführungsform kann das Einzelfilter 204 mit dem Die 204, 204' der Kameras 219, 219' gekoppelt sein und kann zwischen den beiden Kameras 219, 219' angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform kann das Einzelfilter 206 mit einem flexiblen leitenden Verbinder 208 gekoppelt sein, der zwischen den zwei Kameras 219, 219' angeordnet sein kann. Bei einer Ausführungsform kann der flexible leitende Verbinder 208 mit einem Einzelfilter 204 beispielsweise unter Verwendung eines Bondingmaterials 206, wie einem ACF-Material, gekoppelt sein. Bei einer Ausführungsform kann der flexible leitende Verbinder 208 auf einem Material mit niedrigem CTE 226 angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform kann das Material mit geringem CTE auf einer Platine 224 angeordnet sein und bei manchen Ausführungsformen kann die Platine 224 eine Kovar- oder CuW-Versteifung umfassen. Bei einer Ausführungsform kann sich der flexible leitende Verbinder 208 auf einem Mittelabschnitt 225 der Platine 224 befinden und grenzt nicht an den Mittelabschnitt 225 an.
2c stellt eine Draufsicht des 3D-Kameramoduls 231 von 2b dar. Bei einer Ausführungsform sind die zwei Kameras 219, 219' mit dem Filter 204 gekoppelt und auf dem Material mit geringem CTE 226 angeordnet. Ein einzelner flexibler leitender Verbinder 208 ist in einer Ausführungsform mit dem Einzelfilter 204 durch ein Bondingmaterial, wie etwa einem ACF-Material, verbunden und befindet sich in einem Mittelabschnitt des Materials mit geringem CTE 226. Der flexible leitende Verbinder 208 ist in einer Ausführungsform durch das Einzelfilter 204 mit beiden Kameras 219, 219' verbunden.
3 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens des Bildens eines 3D-Kameramoduls gemäß einer Ausführungsform dar. Bei Schritt 302 wird ein erstes Optikmodul direkt mit einer zweiten Seite eines ersten Filters gekoppelt, um eine erste Kamera zu bilden, wobei eine erste Seite des ersten Filters mit einem ersten Die gekoppelt ist. Bei Schritt 304 wird ein zweites Optikmodul direkt mit einer zweiten Seite eines zweiten Filters gekoppelt, um eine zweite Kamera zu bilden, wobei eine erste Seite des zweiten Filters mit einem zweiten Die gekoppelt ist. Bei Schritt 306 werden die erste und die zweite Kamera an einer Platine angebracht, wobei der erste und der zweite Die direkt an der Platine angebracht werden und wobei ein flexibler leitender Verbinder direkt mit dem ersten Filter und dem zweiten Filter gekoppelt wird.
Bei einer Ausführungsform können die Ausführungsformen der 3D-Kameras und der 3D-Kameramodule der Ausführungsformen hierin mit irgendeiner geeigneten Art von Packungsstrukturen gekoppelt sein, die elektrische Kommunikation zwischen einem mikroelektronischen Bauelement, wie etwa einem Die, und einer Komponente einer nächsten Ebene, mit der die Packungsstrukturen gekoppelt sein können (z. B. eine Schaltungsplatine), vorsehen. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Bauelemente/Kamerastrukturen hierin mit einer Packungsstruktur gekoppelt sein, die eine beliebige geeignete Art von Packungsstrukturen umfasst, die in der Lage ist, elektrische Kommunikation zwischen einem Die und einer oberen integrierten Schaltungs(IC)-Packung bereitzustellen, die mit den Bauelementen hierin gekoppelt ist
In verschiedenen Implementierungen können die 3D-Kamerastrukturen hierin in einem Laptop, einem Netbook, einem Notebook, einem Ultrabook, einem Smartphone, einem Tablet, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem ultramobilen PC, einem Mobiltelefon, einem Tischcomputer, einem Server, einem Drucker, einem Scanner, einem Monitor, einer Settopbox, einer Unterhaltungssteuereinheit, einer Digitalkamera, einem tragbaren Musikspieler oder einem digitalen Videorecorder und anziehbaren Vorrichtungen enthalten sein. In weiteren Implementierungen können die 3D-Kamerastrukturen hierin in beliebigen anderen elektronischen Vorrichtungen enthalten sein, die Daten verarbeiten.
Wenden wir uns nun 4 zu, in der eine Ausführungsform einer Zusammenstellung 400 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht ist. Die Zusammenstellung 400 beinhaltet eine Anzahl von Komponenten, die auf einer Hauptplatine 410 oder einer anderen Schaltungsplatine angeordnet sind. Die Hauptplatine 410 beinhaltet eine erste Seite 412 und eine gegenüberliegende zweite Seite 414 und verschiedene Komponenten können auf einer oder auf beiden der ersten und der zweiten Seite 412, 414 angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die Zusammenstellung 400 ein 3D-Kameramodul 402, das an der ersten Seite 412 der Hauptplatine angeordnet ist, wobei das 3D-Kameramodul und beliebige der hierin beschriebenen Ausführungsformen umfassen kann. Die Zusammenstellung 400 kann einen Teil einer beliebigen Art von Computersystem umfassen, wie beispielsweise eine handgehaltene oder mobile Rechenvorrichtung (z. B. ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine mobile Internetvorrichtung, einen Musikspieler, einen Tablet-Computer, einen Laptop-Computer, einen Nettop-Computer usw.). Allerdings sind die offenbarten Ausführungsformen nicht auf handgehaltene und andere mobile Rechenvorrichtungen beschränkt und diese Ausführungsformen können in anderen Arten von Rechenvorrichtungen Anwendung finden, wie etwa Tischcomputern und Servern.
Die Hauptplatine 410 kann jegliche Art von Schaltungsplatine oder ein anderes Substrat umfassen, die zum Bereitstellen elektrischer Kommunikation zwischen einer oder mehreren der verschiedenen auf der Platine angeordneten Komponenten in der Lage ist. Bei einer Ausführungsform umfasst die Hauptplatine 410 beispielsweise eine Leiterplatte (PCB), die mehrere Metallschichten 408 umfasst, die voneinander durch eine Schicht dielektrischen Materials 403 getrennt und durch elektrisch leitende Vias 412, Durchgangsvias 410 und Gräben 414 verschaltet sind. Irgendeine oder mehrere der Metallschichten können in einem gewünschten Schaltungsmuster ausgebildet sein, um — möglicherweise zusammen mit anderen Metallschichten — elektrische Signale zwischen den mit der Platine 410 gekoppelten Komponenten zu routen. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen nicht auf die oben beschriebene PCB beschränkt sind, und ferner, dass die Hauptplatine 410 beliebige andere geeignete Substrate umfassen kann.
Zusätzlich zum 3D-Kameramodul 402 können eine oder mehrere zusätzliche Komponenten auf entweder einer oder beiden Seiten 412, 414 der Hauptplatine 410 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Komponente 402 auf der ersten Seite 412 der Hauptplatine 410 angeordnet sein und die Komponente 404 kann auf der gegenüberliegenden Seite 414 der Hauptplatine angeordnet sein und kann mit der gegenüberliegenden Seite 414 mittels Lötverschaltungsstrukturen 405 gekoppelt sein. Zusätzliche Komponenten, die auf der Hauptplatine 410 angeordnet sein können, beinhalten andere mikroelektronische Vorrichtungen (z. B. Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Signalverarbeitungsvorrichtungen, drahtlose Kommunikationseinrichtungen, Graphikcontroller, und/oder -treiber, Audioprozessoren und/oder -controller usw.), Stromlieferkomponenten (z. B. einen Spannungsregler und/oder andere Strommanagementvorrichtungen, eine Stromversorgung wie etwa eine Batterie und/oder passive Bauelemente wie etwa ein Kondensator), und eine oder mehrere Benutzerschnittstellenvorrichtungen (z. B. eine Audioeingabevorrichtung, eine Audioausgabevorrichtung, ein Tastenfeld oder eine andere Dateneingabevorrichtung, wie etwa eine Touchscreenanzeige und/oder ein Graphikdisplay usw.) sowie beliebige Kombinationen dieser und/oder anderer Vorrichtungen.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet die Zusammenstellung 400 eine Strahlungsabschirmung. Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Zusammenstellung 400 eine Kühllösung. Bei noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Zusammenstellung 400 eine Antenne. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Zusammenstellung 400 innerhalb eines Gehäuses oder Kastens angeordnet sein. Wenn die Hauptplatine 410 innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, können einige der Komponenten von Zusammenstellung 400 – beispielsweise eine Benutzerschnittstellenvorrichtung, wie etwa eine Anzeige oder ein Tastenfeld, und/oder eine Stromversorgung, wie etwa eine Batterie – elektrisch mit der Hauptplatine 410 (und/oder einer auf dieser Platine angeordneten Komponente) gekoppelt sein, aber mechanisch mit dem Gehäuse gekoppelt sein.
5 ist ein Schema einer Rechenvorrichtung bzw. eines Rechensystems 500 gemäß hier enthaltenen Ausführungsformen. Die Rechenvorrichtung 500 kann eine Anzahl von Komponenten beinhalten. Bei einer Ausführungsform sind diese Komponenten an einer oder mehreren Mutterplatinen angebracht. Bei einer alternativen Ausführungsform sind diese Komponenten auf einem einzigen System-on-a-Chip(SoC)-Die anstelle einer Mutterplatine hergestellt. Die Komponenten in der Rechenvorrichtung 500 beinhalten unter anderem einen integrierten Schaltungs-Die 502 und mindestens einen Kommunikationschip 508. In manchen Implementationen ist der Kommunikationschip 508 als Teil des integrierten Schaltungs-Die 502 hergestellt. Der integrierte Schaltungs-Die 502 kann eine CPU 504 sowie On-Die-Speicher 506 beinhalten, der häufig als Cache-Speicher verwendet wird, die mittels Technologien, wie etwa eingebetteter DRAM (eDRAM) oder Spin-Übertrag-Drehmomentspeicher (STTM oder STTM-RAM), bereitgestellt werden können.
Die Rechenvorrichtung 500 kann andere Komponenten beinhalten, die mit der Mutterplatine physisch und elektrisch gekoppelt sein können oder auch nicht oder innerhalb eines SoC-Die hergestellt sein können. Diese anderen Komponenten beinhalten unter anderem flüchtigen Speicher 510 (z. B. DRAM), nicht-flüchtigen Speicher 512 (z. B. ROM oder Flash-Speicher), eine Graphikprozessoreinheit 514 (GPU), einen digitalen Signalprozessor 516, einen Schlüsselprozessor 542 (ein spezialisierter Prozessor, der kryptographische Algorithmen innerhalb von Hardware ausführt), einen Chipsatz 520, eine Antenne 522, eine Anzeige oder eine Touchscreenanzeige 524, einen Touchscreencontroller 526, eine Batterie 528 oder andere Stromquelle, einen Leistungsverstärker (nicht gezeigt), eine Gobal Positioning System(GPS)-Vorrichtung 529, einen Kompass 530, einen Bewegungskoprozessor oder -sensoren 532 (die einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop und einen Kompass beinhalten können), einen Lautsprecher 534, eine Kamera 536, Benutzereingabevorrichtungen 538 (wie eine Tastatur, eine Maus, einen Griffel und ein Touchpad) und eine Massenspeicherungsvorrichtung 540 (wie eine Festplatte, ein Compact Disk (CD), eine Digital Versatile Disk (DVD) und so weiter).
Der Kommunikationschip 508 ermöglicht drahtlose Kommunikation für die Übertragung von Daten zu und von der Rechenvorrichtung 500. Der Begriff „drahtlos“ und dessen Ableitungen kann verwendet werden, um Schaltungen, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle usw. zu beschreiben, die Daten durch die Verwendung von modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium kommunizieren können. Der Begriff unterstellt nicht, dass die assoziierten Vorrichtungen nicht irgendwelche Drähte enthalten, obwohl sie in manchen Ausführungsformen keine enthalten können. Der Kommunikationschip 508 kann beliebige einer Anzahl von drahtlosen Standards oder Protokollen implementieren, einschließlich unter anderem Wi-Fi (IEEE 802.11-Familie), WiMAX (IEEE 802.16-Familie), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, Ableitungen davon sowie beliebige andere drahtlose Protokolle, die als 3G, 4G, 5G bezeichnet werden und darüber hinaus. Die Rechenvorrichtung 500 kann mehrere Kommunikationschips 508 beinhalten. Beispielsweise kann ein erster Kommunikationschip 508 kürzerreichweitiger drahtloser Kommunikation gewidmet sein, wie etwa WiFi und Bluetooth, und ein zweiter Kommunikationschip 508 kann längerreichweitiger drahtloser Kommunikation gewidmet sein, wie etwa GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO und anderen.
Der Prozessor 504 der Rechenvorrichtung 500 beinhaltet eine oder mehrere Vorrichtungen, wie etwa Transistoren oder Metallverschaltungen, die gemäß Ausführungsformen hierin ausgebildet sind. Der Begriff „Prozessor“ kann sich auch eine beliebige Vorrichtung oder ein Teil einer Vorrichtung beziehen, die/der elektronische Daten von Registern und/oder einem Speicher verarbeitet, um die elektronischen Daten in andere elektronische Daten umzuwandeln, die in Registern und/oder einem Speicher gespeichert werden können.
Der Kommunikationschip 508 kann auch eine oder mehrere Vorrichtungen beinhalten, wie etwa Transistorvorrichtungsstrukturen und -packungsstrukturen, die gemäß Ausführungsformen hierin gebildet sind. Bei weiteren Ausführungsformen kann eine andere innerhalb der Rechenvorrichtung 500 behauste Komponente eine oder mehrere Vorrichtungen beinhalten, wie etwa Transistorvorrichtungsstrukturen und assoziierte Packungsstrukturen, die gemäß Ausführungsformen hierin gebildet sind.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung 500 ein Laptop-Computer, ein Netbook-Computer, ein Notebook-Computer, ein Ultrabook-Computer, ein Smartphone, ein Tablet, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein ultramobiler PC, ein Mobiltelefon, ein Tischcomputer, ein Server, ein Drucker, ein Scanner, ein Monitor, eine Settopbox, eine Unterhaltungssteuereinheit, eine Digitalkamera, ein tragbarer Musikspieler oder ein digitaler Videorecorder sein. Bei weiteren Implementationen kann die Rechenvorrichtung 500 eine beliebige andere elektronische Vorrichtung sein, die Daten verarbeitet.
Obgleich die vorstehende Beschreibung bestimmte Schritte und Materialien spezifiziert, die in den Verfahren der Ausführungsformen verwendet werden können, werden Fachleute erkennen, dass viele Modifikationen und Ersetzungen vorgenommen werden können. Dementsprechend besteht die Absicht, dass alle solche Modifikationen, Abänderungen, Ersetzungen und Zusätze als innerhalb des Wesens und des Schutzumfangs der Ausführungsformen, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert sind, fallend anzusehen sind. Zusätzlich veranschaulichen die hier bereitgestellten Figuren nur Teile von beispielhaften mikroelektronischen Vorrichtungen und assoziierten Packungsstrukturen, die für die Ausübung der Ausführungsformen gelten. Somit sind die Ausführungsformen nicht auf die hier beschriebenen Strukturen beschränkt.

Claims

Mikroelektronikstruktur, die Folgendes umfasst: ein erstes Filter, das eine erste Seite und eine zweite Seite umfasst; eine erste Seite eines ersten Die, die direkt mit einem Mittelabschnitt der ersten Seite des Filters gekoppelt ist; einen flexiblen leitenden Verbinder, der direkt mit einem Endabschnitt der ersten Seite des ersten Filters gekoppelt ist; und ein erstes Optikmodul, das direkt mit der zweiten Seite des ersten Filters gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 1, ferner umfassend, wobei der flexible leitende Verbinder direkt mit einer Platine gekoppelt ist und wobei eine zweite Seite des ersten Die direkt mit einer Platine gekoppelt ist, wobei die Platine einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten umfasst.
Struktur nach Anspruch 1, wobei der erste Die ein CMOS-Bildsensor-Die umfasst und ein Teil einer 3D-Kamera umfasst.
Struktur nach Anspruch 1, ferner umfassend, wobei der erste Die direkt mit einem Epoxid-Material, das auf einer Platine angeordnet ist, gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 3, wobei das 3D-Kameramodul eine Z-Höhe von unter etwa 3 Millimeter umfasst.
Struktur nach Anspruch 2, ferner umfassend, wobei ein Endteil des flexiblen leitenden Verbinders direkt mit einem zweiten Filter gekoppelt ist, wobei das zweite Filter mit einem zweiten Optikmodul gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 6 ferner umfassend, wobei das zweite Optikmodul einen zweiten Die umfasst, der direkt mit der Platine gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 6, ferner umfassend, wobei der flexible leitende Verbinder zwischen dem ersten Optikmodul und dem zweiten Optikmodul angeordnet ist und auf der Platine angeordnet ist.
3D-Kameramodul, das Folgendes umfasst: eine Platine; ein erstes Optikmodul und ein zweites Optikmodul, die auf der Platine angeordnet sind, wobei das erste und das zweite Optikmodul aneinander angrenzen; einen ersten Sensor-Die, der mit dem ersten Optikmodul gekoppelt ist, und einen zweiten Sensor-Die, der mit dem zweiten Optikmodul gekoppelt ist, wobei der erste und der zweite Sensor-Die direkt mit der Platine gekoppelt sind; und einen flexiblen leitenden Verbinder, der sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Optikmodul gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 9, wobei ein erster Endteil des flexiblen leitenden Verbinders direkt mit einem ersten Filter gekoppelt ist, der gekoppelt ist mit dem ersten Sensor-Die, und wobei ein zweiter Endteil des flexiblen leitenden Verbinders mit einem zweiten Filter gekoppelt ist, der mit dem zweiten Sensor-Die gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 10, ferner umfassend, wobei mindestens ein Glassubstrat angeordnet ist zwischen dem ersten und dem zweiten Optikmodul, und sich erstreckt über das erste und das zweite Optikmodul hinweg.
Struktur nach Anspruch 11, wobei das Glassubstrat auf einem Distanzstückmaterial angeordnet ist, das sich zwischen dem ersten und dem zweiten Optikmodul befindet.
Struktur nach Anspruch 9, wobei das Filter ein Infrarotfilter umfasst und der Sensor-Die ein CMOS-Bildsensor-Die umfasst.
Struktur nach Anspruch 9, wobei ein einziges Infrarotfilter zwischen dem ersten und dem zweiten Optikmodul angeordnet ist und sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Optikmodul gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 14, ferner umfassend, wobei das einzige Infrarotfilter mit dem flexiblen leitenden Verbinder gekoppelt ist, wobei der flexible leitende Verbinder auf einem Mittelabschnitt der Platine angeordnet ist.
Struktur nach Anspruch 9, die ferner ein System umfasst, das Folgendes umfasst: einen Kommunikationschip, der kommunikativ mit dem Kameramodul gekoppelt ist; und einen DRAM, der kommunikativ mit dem Kommunikationschip gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 9, ferner umfassend, wobei ein erster Endteil des flexiblen leitenden Verbinders mit einem ersten Infrarotfilter, das zwischen dem ersten Optikmodul und dem ersten Die angeordnet ist, gekoppelt ist, und wobei ein zweiter Endteil des flexiblen leitenden Verbinders mit einem zweiten Infrarotfilter, das zwischen dem zweiten Optikmodul und dem zweiten Die angeordnet ist, gekoppelt ist.
Struktur nach Anspruch 17, wobei der flexible leitende Verbinder mit dem ersten und dem zweiten Infrarotfilter entweder mittels eines ACF-Materials oder eines Lötmaterials gekoppelt ist.
Verfahren zum Bilden eines 3D-Kameramoduls, das die folgenden Schritte umfasst: Koppeln eines ersten Optikmoduls direkt mit einer zweiten Seite eines ersten Filters, um eine erste Kamera zu bilden, wobei eine erste Seite des ersten Filters mit einem ersten Die gekoppelt ist; Koppeln eines zweiten Optikmoduls direkt mit einer zweiten Seite eines zweiten Filters, um eine zweite Kamera zu bilden, wobei eine erste Seite des zweiten Filters mit einem zweiten Die gekoppelt ist; und Anbringen der ersten und der zweiten Kamera an einer Platine, wobei der erste und der zweite Die direkt an der Platine angebracht werden und wobei ein flexibler leitender Verbinder direkt mit dem ersten Filter und dem zweiten Filter gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend, wobei der erste und der zweite Die eine CMOS-Bildsensor-Vorrichtung umfassen.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend, wobei die erste und die zweite Kamera eine Z-Höhe unter etwa 3 Millimeter umfassen.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend, wobei die Platine ein Substrat mit geringem CTE umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend, wobei der erste und der zweite Die direkt mit Lötverbindungsstrukturen an die Platine gebondet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, wobei das erste und das zweite Filter Infrarotfilter umfassen und direkt mit dem flexiblen leitenden Verbinder mittels eines Kopplungsmaterials gekoppelt sind, das aus der aus ACF und Lot bestehenden Gruppe ausgewählt ist.