TW202220074A - 封裝結構及有關封裝結構的測量方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種測量方法，該測量方法包含：提供一基座、放置在該基座上之一裝置以及放置在該基座及該裝置之上之一封蓋；透過該封蓋之一開口照射該裝置之一頂部表面，以獲得與該裝置之一頂部表面相關聯的一第一焦平面；照射該封蓋之該開口之下部端處，以在該開口之該下部端處獲得與該封蓋相關聯的一第二焦平面；及基於該第一焦平面之一水平高度與該第二焦平面之一水平高度之間的一差而導出該裝置之頂部表面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間的一距離。本揭露亦提供一種用於該測量之封裝結構。

Description

封裝結構及有關封裝結構的測量方法
本發明實施例係有關封裝結構及有關封裝結構的測量方法。
半導體裝置通常使用一模製材料來進行封裝，且接著可被安裝在包含諸如一印刷電路板(PCB)之電路系統的一基座上。在對半導體裝置進行封裝之後，模製材料內部的有關半導體裝置之某些參數難以判定。習用測量方法不能精確地獲得參數，此乃因此等方法不可避免地累積封裝結構中組件之偏差或容差。所導出參數通常係不正確或不夠精確的。
因此，存在修改封裝結構及用於判定封裝結構內部之參數的測量方法之一連續需求。
本發明的一實施例係關於一種測量方法，其包括：提供一基座、放置在該基座上之一裝置以及放置在該基座及該裝置之上之一封蓋，其中該封蓋包含放置在該裝置上方且朝向該裝置漸縮之一開口，且該開口包含靠近該裝置之一下部端；透過該開口照射該裝置之一頂部表面，以獲得與該裝置之該頂部表面相關聯的一第一焦平面；照射該封蓋之該開口之該下部端處，以在該開口之該下部端處獲得與該封蓋相關聯的一第二焦平面；及基於該第一焦平面之一水平高度與該第二焦平面之一水平高度之間的一差而導出該裝置之該頂部表面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間的一距離。
本發明的一實施例係關於一種測量方法，其包括：將一裝置包封在一封裝結構內，該封裝結構包括：一基座；一封蓋，其覆蓋該基座及該裝置；一側壁，其連接該基座與該封蓋；一第一電極對，其放置在該裝置之一頂部表面與面向該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間；經由該第一電極對測量該裝置與該封裝結構之間的一電容；及基於該電容之該測量而導出該頂部表面與該內部表面之間的一距離。
本發明的一實施例係關於一種封裝結構，其包括：一基座；一裝置，其放置在該基座上；及一封蓋，其放置在該基座及該裝置之上，其中該封蓋包含放置在該裝置上方且朝向該裝置漸縮之一開口。
以下揭示內容提供用於實施所提供標的物之不同特徵之諸多不同實施例或實例。下文闡述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等實例僅係實例且並非意欲係限制性的。舉例而言，在以下闡述中在一第二特徵之上或上形成一第一特徵可包含其中第一特徵與第二特徵直接接觸地形成之實施例，且亦可包含其中可在第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸之實施例。在某些實施例中，本揭露可在各種實例中重複參考編號及/或字母。此重複係出於簡單及清晰目的且並非以其本身而言指示所論述之各種實施例及/或組態之間的一關係。
此外，為了便於闡述，本文中可使用空間相對術語(諸如，「下面」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及諸如此類)來闡述一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係，如各圖中所圖解說明。在某些實施例中，該等空間相對術語意欲囊括在使用或操作中裝置之除各圖中所繪示之定向之外的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)且可因此同樣地解釋本文中所使用之空間相對闡述語。
儘管陳述本揭露之寬廣範疇之數值範圍及參數係近似值，但在特定實例中陳述之數值應儘可能精確地報告。然而，任何數值固有地含有必然由各別測試測量中存在之標準偏差所引起之特定誤差。而且，如本文中所使用，術語「實質上」、「大約」或「約」一般意指在可由熟習此項技術者所考慮之一值或範圍內。另一選擇係，術語「實質上」、「大約」或「約」意指當由熟習此項技術者考量時在平均值之一可接受標準誤差內。熟習此項技術者可理解，可接受標準誤差可根據不同技術而發生變化。除在操作/工作實例中之外，或者除非另外明確規定，否則本文中所揭示之所有數值範圍、量、值及百分比(諸如用於材料數量、持續時間、溫度、操作條件、量之比率及諸如此類的彼等數值範圍、量、值及百分比)應理解為在所有例項中皆由術語「實質上」、「大約」或「約」修飾。因此，除非指示相反情形，否則在本揭露及所附申請專利範圍中所陳述之數值參數係可視需要而發生變化之近似值。在最低限度下，每一數值參數應至少鑒於所報告有效數位之數字且藉由應用一般捨入技術來解釋。本文中可將範圍表達為自一個端點至另一端點或介於兩個端點之間。除非另外規定，否則本文中所揭示之所有範圍皆包含端點。
對於由一模製材料包封以形成一封裝結構之某些裝置，存在在裝置與模製材料之間留下一空間之一需求。舉例而言，包含透鏡模組之光學裝置需要一間隙，以便容納自一透鏡至諸如一CMOS影像感測器(CIS)或一經電荷耦合之裝置(CCD)之一影像感測器的一適當焦距。
控制封裝結構內部之間隙大小(例如，間隙寬度或間隙體積)係重要的。舉例而言，在某些應用中，出於諸如封裝結構內部之裝置之空氣流動阻力或散熱的考量，需要精確控制間隙大小。在某些實施例中，當裝置經受一外部衝擊或機械力時，間隙大小影響裝置之靈活性。因此，間隙大小一般而言係關於一封裝結構內之一裝置之耐久性，尤其對於一光學裝置而言。特定而言，間隙大小對此等光學裝置之效能係至關重要的。
然而，一旦裝置被封裝，便難以測量間隙大小。此外，精確控制間隙大小並不容易。對於將環氧樹脂或陶瓷用作模製材料之封裝結構，間隙大小係由裝置及模製材料之尺寸(例如，厚度或高度)控制。儘管間隙大小可藉由觀察裝置之尺寸與模製材料之一部分之尺寸之間的一差來直接判定，但難以獲得間隙大小之精度。
圖1係根據本揭露之某些實施例的展示一封裝結構P10之一示意性剖面圖。封裝結構P10包含一模製部件100及模製部件100內部之一裝置120。在某些實施例中，模製部件100包含：一基座102；一封蓋104，其覆蓋基座102；及一側壁106，其連接基座102與封蓋104。在某些實施例中，裝置120被放置在基座102上、由側壁106環繞且由封蓋104覆蓋。在某些實施例中，裝置120具有面向封蓋104之一頂部表面S1及面向基座102之一底部表面B1。在某些實施例中，底部表面B1接觸基座102。在某些實施例中，基座102、封蓋104及側壁106係可分隔開的。在其他實施例中，基座102、封蓋104及側壁106可係整體的，使得模製部件100係包封裝置120之一單個結構。在某些實施例中，模製部件100係由舉例而言但不限於環氧樹脂或陶瓷(諸如低溫共燒(LTCC)陶瓷或高溫共燒(HTCC)陶瓷)製成。在某些實施例中，裝置120包含主動組件或被動組件，舉例而言但不限於 ，互補金屬氧化物半導體(CMOS)、微機電系統(MEMS)、CMOS及MEMS之堆疊、電阻器、電容器、電感器、影像感測器、運動感測器、麥克風、揚聲器或運動穩定器。
仍參考圖1，在某些實施例中，封蓋104包含穿透封蓋104之一開口110。在某些實施例中，開口110位於裝置120上方，使得模製部件100中之裝置120藉由開口110而至少部分地被曝露。在某些實施例中，開口110具有一截頭錐形形狀。在某些實施例中，開口110朝向裝置120漸縮。在某些實施例中，開口110在遠離裝置120之開口110之一上部端E1處具有一第一寬度W1，且在靠近裝置120之開口110之一下部端E2處具有一第二寬度W2。在某些實施例中，第一寬度W1係介於50 um與1000 um之間且大於第二寬度W2。在某些實施例中，第一寬度與第二寬度之間的一差係介於約5微米(um)與約100 um之間。
仍參考圖1，在某些實施例中，一間隙130在模製部件100內部係介於封蓋104與裝置120之間。在某些實施例中，側壁106具有一高度D1，裝置120具有一厚度D2且間隙130具有一間隙寬度G1，其中間隙寬度G1被定義為裝置120之頂部表面S1與面向裝置120的封蓋104之一內部表面之間的一距離。在某些實施例中，間隙寬度G1係介於約5 um與約500 um之間。
在其他實施例中，開口110可具有不同形狀。圖2及圖3係根據本揭露之其他實施例的展示在圖1中具有經不同塑形之開口110之封裝結構P10之示意性剖面圖。參考圖2，在一項實施例中，開口110具有如下之一寬度：自第一寬度W1開始，直至開口110之一中央部分皆保持恆定，且接著朝向基座102漸縮至第二寬度W2。參考圖3，在另一實施例中，開口110具有如下之一寬度：自第一寬度W1開始、朝向開口110之一中央部分增加且接著朝向基座102漸縮至第二寬度W2。在某些實施例中，第一寬度W1大於第二寬度W2。
圖4至圖8係根據本揭露之某些實施例的展示在圖1至圖3中任一者中具有各種額外組件之封裝結構P10之示意性剖面圖。參考圖4，在某些實施例中，封蓋104之開口110可填充有一密封部件150。密封部件150可保護封裝結構P10中之裝置120免受顆粒或濕氣污染。在某些實施例中，密封部件150係由舉例而言但不限於環氧樹脂、聚矽氧、玻璃膠、塑膠、玻璃、金屬或陶瓷製成。在某些實施例中，密封部件150可係不透明或透明的。在某些實施例中，可容易地自封裝結構P10移除密封部件150，且因此藉由移除密封部件150來形成開口110。
參考圖5，在某些實施例中，封蓋104之開口110可由一封蓋部件160覆蓋。封蓋部件160可保護封裝結構P10內之裝置120免受顆粒或濕氣污染。在某些實施例中，封蓋部件160係由舉例而言但不限於塑膠、玻璃、金屬或陶瓷製成。在某些實施例中，封蓋部件160之一面積大於或小於封蓋104之一面積。在其他實施例中，封蓋部件160之面積實質上等於封蓋104之面積。
參考圖6，在某些實施例中，封裝結構P10可被密封在一外殼部件170中。外殼部件170可保護封裝結構P10中之裝置120免受顆粒或濕氣污染。在某些實施例中，外殼部件170係由舉例而言但不限於環氧樹脂、聚矽氧、玻璃膠、塑膠、玻璃、金屬或陶瓷製成。在某些實施例中，外殼部件170可係不透明或透明的。
在某些實施例中，取決於實際需要，密封部件150、封蓋部件160及外殼部件170中之任一者或其等組合可被放置在封裝結構P10上。
舉例而言，參考圖7，在某些實施例中，封蓋104之開口110填充有密封部件150且由封蓋部件160覆蓋。在此等實施例中，密封部件150可提供封蓋部件160至封蓋104之黏附。
參考圖8，在某些實施例中，封蓋104之開口110填充有密封部件150，且封裝結構P10被包封在外殼部件170中。外殼部件170可與密封部件150進行接觸。在此等實施例中，密封部件150可提供外殼部件170至封蓋104之黏附。
圖9係根據本揭露之某些實施例的展示一封裝結構P20之一示意性剖面圖。封裝結構P20類似於封裝結構P10，惟封裝結構P20之封蓋104包含具有不同厚度之多個部分。因此，可在裝置120之頂部表面S1與面向裝置120的封蓋104之內部表面之間存在多個間隙寬度G2、G3及G4及諸如此類。在某些實施例中，一開口110可放置在具有一不同厚度之封蓋104之每一位置中。因此，多個開口110可單獨放置在封蓋104中，且開口110曝露模製部件100內部之裝置120之部分。在某些實施例中，開口110中之每一者在遠離裝置120之一上部端處具有一較大寬度，且在靠近裝置120之一下部端處具有一較小寬度。
在某些實施例中，並不限制開口110之形狀。圖10展示根據本揭露之某些實施例的的呈各種形狀之開口110之俯視圖。裝置120之部分透過開口110係可見的，而裝置120之大部分被遮蔽在封蓋104下方。在某些實施例中，來自俯視圖之開口110之形狀可係各種形狀，諸如圓形、三角形、矩形、正方形、L形等，只要開口110朝向裝置120漸縮便可。
圖11及圖12係根據本揭露之某些實施例的展示封裝結構P30及P40之示意性剖面圖。封裝結構P30及P40類似於封裝結構P10，惟封裝結構P30及P40進一步包含兩個電極對。
參考圖11，封裝結構P30包含放置在裝置120之頂部表面S1與面向頂部表面S1的封蓋104之內部表面之間的一第一電極對180及一第二電極對190。
在某些實施例中，第一電極對180及第二電極對190係由諸如鋁、銅、鐵、銀或金之導電材料製成。在某些實施例中，第一電極對180包含：一第一電極180A，其附接至裝置120之頂部表面S1；及一第二電極180B，其附接至封蓋104之內部表面，其中第一電極180A係與第二電極180B對準。在某些實施例中，第二電極對190包含：一第三電極190A，其附接至裝置120之頂部表面S1；及一第四電極190B，其附接至封蓋104之內部表面，其中第三電極190A係與第四電極190B對準。在某些實施例中，在裝置120之頂部表面S1上形成一突出部件120P。在此等實施例中，第三電極190A被放置在突出部件120P上且由突出部件120P支撐。在某些實施例中，突出部件120P經組態以確保第三電極190A與第四電極190B之間的接觸。
參考圖12，封裝結構P40類似於圖11中之封裝結構P30，惟突出部件之位置除外。在某些實施例中，在封蓋104之內部表面上形成一突出部件104P。在此等實施例中，第四電極190B被放置在突出部件104P上且由突出部件104P支撐。在某些實施例中，突出部件104P經組態以確保第三電極190A與第四電極190B之間的接觸。
圖13及圖14係根據本揭露之某些實施例的展示封裝結構P50及P60之示意性剖面圖。封裝結構P50及P60分別類似於封裝結構P30及P40，惟封裝結構P50及P60之封蓋104不具有任何開口。在此等實施例中，裝置120被完全包封在模製部件100中。
圖15係根據本揭露之某些實施例的圖解說明製造一封裝結構之一方法200之一流程圖。圖16A至圖16K係根據本揭露之某些實施例的圖解說明圖11中之封裝結構P30之順序製作級之示意性剖面圖。
在操作S201中，提供一裝置120A，如圖16A中所展示。在某些實施例中，對裝置120A執行一微影製程，以在其上形成一經圖案化光阻劑192。
在操作S203中，移除裝置120A之一部分，如圖16B中所展示。在某些實施例中，對裝置120A執行一乾式或濕式蝕刻製程，以移除未受經圖案化光阻劑192保護之裝置120A之一部分。在移除經圖案化光阻劑192之後，剩餘裝置係指如上文所闡述或圖1至圖14中之任一者中所圖解說明之一裝置120。在某些實施例中，在操作S203之後，在裝置120之一頂部表面S1上方形成一突出部件120P。
在操作S205中，在裝置120上形成一金屬層194A，如圖16C中所展示。在某些實施例中，使用一物理汽相沈積(PVD)製程或一原子層沈積(ALD)製程，在裝置120及突出部件120P上保形地形成金屬層194A。在某些實施例中，金屬層194A係由諸如鋁、銅、鐵、銀或金之導電材料製成。在某些實施例中，金屬層194A之厚度係已知的且受到均勻控制。
在操作S207中，對金屬層194A執行一微影製程，如圖16D中所展示。在操作S207之後，在金屬層194A上形成一經圖案化光阻劑196。
在操作S209中，部分地移除金屬層194A，如圖16E中所展示。在某些實施例中，對金屬層194A執行一乾式或濕式蝕刻製程，以移除未受經圖案化光阻劑196保護之金屬層194A之部分。在移除經圖案化光阻劑196之後，剩餘金屬層194A在裝置120上形成一第一電極180A，且在裝置120之上之突出部件120P上形成一第三電極190A。
在操作S211中，提供一底部固持器108，如圖16F中所展示。在某些實施例中，底部固持器108包含一基座102及連接至基座102之一側壁106。在某些實施例中，底部固持器108係由環氧樹脂或陶瓷製成且包含一引線框架(未展示)。
在操作S213中，將裝置120接合至底部固持器108，如圖16G中所展示。在某些實施例中，使用一線接合程序將具有第一電極180A及第三電極190A之裝置120附接至基座102。放置在基座102上之裝置120係由側壁106環繞。在某些實施例中，將一晶粒附接膜(DAF，未展示)放置在裝置120與基座102之間以增減其間之黏附。
在操作S215中，提供一封蓋104A，如圖16H中所展示。在某些實施例中，封蓋104A係由與底部固持器108相同之材料製成。封蓋104A具有一外部表面S2及與外部表面S2相對之一內部表面S3。在某些實施例中，在內部表面S3處形成一孔110A。使用一鑽孔製程或一蝕刻製程，可藉由移除封蓋104A之一部分來形成孔110A。在某些實施例中，孔110A具有朝向內部表面S3漸縮之一截頭錐形形狀。
在操作S217中，在封蓋104A上形成電極，如圖16I中所展示。在某些實施例中，在外部表面S2上形成一第二電極180B及一第四電極190B。第二電極180B及第四電極190B之形成至少包含對封蓋104A執行一沈積製程、一微影製程及一蝕刻製程。在某些實施例中，封蓋104A上第二電極180B與第四電極190B之間的一水平距離與裝置120上第一電極180A與第三電極190A之間的一水平距離實質上相同。
在操作S219中，對封蓋104A執行一鑽孔製程，如圖16J中所展示。在某些實施例中，封蓋104在孔110A內部之一部分進一步經鑽鑿以形成一開口110，使得開口110穿透封蓋104。開口110連接外部表面S2與內部表面S3。在某些實施例中，開口110具有朝向內部表面S3漸縮之一截頭錐形形狀。
在操作S221中，將封蓋104附接至底部固持器108，如圖16K中所展示。在某些實施例中，封蓋104至底部固持器108之附接係呈外部表面S2面對裝置120之一方式。此時，第二電極180B係與第一電極180A對準，且第四電極190B係與第三電極190A對準。在某些實施例中，第三電極190A係由突出部件120P支撐以確保第三電極190A與第四電極190B之間的接觸。在某些實施例中，在將封蓋104放置在基座102及裝置120之上之前形成開口110。在其他實施例中，可同時形成基座102、封蓋104及側壁106，且包含基座102、封蓋104及側壁106之一模製部件100可係包封裝置120之一單個結構。在此等實施例中，可在包封裝置120之後形成開口110。在某些實施例中，將一密封膠(未展示)放置在封蓋104與底部固持器108之間以增加其間之黏附。因此，一般而言形成圖11中之封裝結構P30。
圖17係根據本揭露之某些實施例的圖解說明製造一封裝結構之一方法300之一流程圖。圖18A至圖18I係根據本揭露之某些實施例的圖解說明圖12中之封裝結構P40之順序製作級之示意性剖面圖。
在操作S301中，提供一裝置120且在裝置120上形成一金屬層194B，如圖18A中所展示。在某些實施例中，使用一PVD製程或一ALD製程來形成金屬層194B。在某些實施例中，金屬層194B係由諸如鋁、銅、鐵、銀或金之導電材料製成。在某些實施例中，金屬層194B之厚度係已知的且受到均勻控制。
在操作S303中，對金屬層194B執行一微影製程，如圖18B中所展示。在操作S303之後，因此在金屬層194B上形成一經圖案化光阻劑198。
在操作S305中，部分地移除金屬層194B，如圖18C中所展示。在某些實施例中，對金屬層194B執行一乾式或濕式蝕刻製程，以移除未受經圖案化光阻劑198保護之金屬層194B之部分。在移除經圖案化光阻劑198之後，剩餘金屬層194B在裝置120上形成一第一電極180A及一第三電極190A。
在操作S307中，提供一底部固持器108，如圖18D中所展示。在某些實施例中，底部固持器108包含一基座102及連接至基座102之一側壁106。在某些實施例中，底部固持器108係由環氧樹脂或陶瓷製成且包含一引線框架(未展示)。
在操作S309中，將裝置120接合至底部固持器108，如圖18E中所展示。在某些實施例中，使用一線接合製程將具有第一電極180A及第三電極190A之裝置120附接至基座102。放置在基座102上之裝置120係由側壁106環繞。在某些實施例中，將一晶粒附接膜(DAF，未展示)放置在裝置120與基座102之間以增加其間之黏附。
在操作S311中，提供一封蓋104A，如圖18F中所展示。在某些實施例中，封蓋104A係由與底部固持器108相同之材料製成。封蓋104A具有一外部表面S2及與外部表面S2相對之一內部表面S3。在某些實施例中，在外部表面S2上形成一突出部件104P。突出部件104P之形成至少包含對封蓋104A執行一沈積製程、一微影製程及一蝕刻製程。在某些實施例中，使用與底部固持器108相同之材料來形成突出部件104P。在某些實施例中，在內部表面S3處形成一孔110A。使用一鑽孔製程或一蝕刻製程，可藉由移除封蓋104A之一部分來形成孔110A。在某些實施例中，孔110A具有朝向內部表面S3漸縮之一截頭錐形形狀。
在操作S313中，在封蓋104A上形成一第二電極180B及一第四電極190B，如圖18G中所展示。在某些實施例中，在封蓋104A之外部表面S2上形成第二電極180B，且在突出部件104P上形成第四電極190B。第二電極180B及第四電極190B之形成至少包含對封蓋104A執行一沈積製程、一微影製程及一蝕刻製程。在某些實施例中，封蓋104A上第二電極180B與第四電極190B之間的一水平距離與裝置120上第一電極180A與第三電極190A之間的一水平距離實質上相同。
在操作S315中，對封蓋104A執行一鑽孔製程，如圖18H中所展示。在某些實施例中，封蓋104在孔110A內部之一部分進一步經鑽鑿以形成一開口110，使得開口110穿透封蓋104。開口110連接外部表面S2與內部表面S3。在某些實施例中，開口110具有朝向內部表面S3漸縮之一截頭錐形形狀。
在操作S317中，將封蓋104附接至底部固持器108，如圖18I中所展示。在某些實施例中，封蓋104至底部固持器108之附接係呈外部表面S2面對裝置120之一方式。此時，第二電極180B係與第一電極180A對準，且第四電極190B係與第三電極190A對準。在某些實施例中，第四電極190B係由突出部件104P支撐以確保第三電極190A與第四電極190B之間的接觸。在某些實施例中，將一密封膠(未展示)放置在封蓋104與底部固持器108之間以增加其間之黏附。因此，一般而言形成圖12中之封裝結構P40。
圖19係根據本揭露之某些實施例的展示用於測量一封裝結構內之一間隙寬度之一方法400之一流程圖。在某些實施例中，方法400係一光學測量。在某些實施例中，在封裝結構形成之後，可對圖1至圖3中之任一者中之封裝結構P10執行方法400。圖20A及圖20B係根據本揭露之某些實施例的展示使用圖19中之方法400進行順序操作之示意性剖面圖。
在某些實施例中，方法400以根據圖19中之操作S401提供封裝結構P10開始。
參考圖20A，在某些實施例中，根據圖19中之操作S403照射裝置120之頂部表面S1。在某些實施例中，使用一光源140。在某些實施例中，光源140經組態以發射諸如白色光之可見光。在某些實施例中，光源140經組態一發射諸如X射線、紅外線(IR)或紫外線(UV)之不可見光。在某些實施例中，光源140可發射輻射以照射封裝結構P10之一部分。在某些實施例中，照射可藉由一馬達(未展示)來調整，使得輻射可聚焦在封裝結構P10之一所期望部分(諸如裝置120之頂部表面S1或開口110之下部端E2處之封蓋104)上。在某些實施例中，開口110充當用於輻射穿過之一光學窗。
仍參考圖20A，光源140發射其穿過開口110且聚焦在裝置120之頂部表面S1上之一第一輻射hv1。在某些實施例中，裝置120之頂部表面S1係藉由第一輻射hv1照射，以獲得與裝置120之頂部表面S1相關聯的一第一焦平面F1。在某些實施例中，第一焦平面F1係指其中裝置120之頂部表面S1之一影像係最清晰的之平面。第一焦平面F1與裝置120之頂部表面S1實質上共面。
參考圖20B，在某些實施例中，根據圖19中之操作S405，照射封蓋104之開口110之下部端E2處。在某些實施例中，在發射第一輻射hv1之後，光源140發射穿過開口110且聚焦在封蓋104上開口110之下部端E2處之一第二輻射hv2。在某些實施例中，封蓋104之開口110之下部端E2處係藉由第二輻射hv2照射，以在開口110之下部端E2處獲得與封蓋104相關聯的一第二焦平面F2。在某些實施例中，第二焦平面F2係指其中一影像在封蓋104之開口110之下部端E2處係最清晰的之平面。第二焦平面F2與面向裝置120的頂部表面S1之封蓋104之內部表面實質上共面，且第二焦平面F2實質上平行於第一焦平面F1。在某些實施例中，開口110朝向裝置120漸縮，使得第一輻射hv1及第二輻射hv2可未被封蓋104之一部分阻擋。
參考圖20A及圖20B，在某些實施例中，根據圖19中之操作S407，基於第一焦平面F1及第二焦平面F2而導出間隙寬度G1。在某些實施例中，可基於第一焦平面F1及第二焦平面F2而導出裝置120之頂部表面S1與面向裝置120之頂部表面S1的封蓋104之一內部表面之間的一距離。藉由計算第一焦平面F1及第二焦平面F2之水平高度之間的一差，因此可獲得實質上等於封裝結構P10內之間隙寬度G1之一距離。
在某些實施例中，自方法400導出之間隙寬度G1比自側壁106之一高度D1純粹減去裝置120之一厚度D2更精確。儘管不同的模製部件100及不同的裝置120具有相同的產品或裝置規格，但其等在其高度或厚度當中不可避免地具有容差。因此，當根據模製部件100及裝置120之尺寸導出間隙寬度G1時，伴隨模製部件100之高度及裝置120之厚度的容差將亦納入考量，而此會使得更不精確。
在某些實施例中，採用光學測量之方法400不考量與模製部件100及裝置120之尺寸有關的容差；而是，方法400計算焦平面之兩個水平高度之間的一差。因此，可以更大精度獲得間隙寬度G1。另一方面，對於其中間隙需要精確大小控制之封裝結構，方法400有利於改良封裝結構內部之裝置之效能及可靠性。
在某些實施例中，方法400亦可經執行以獲得圖9中之封裝結構P20之多個間隙寬度G2、G3及G4。圖20C係根據本揭露之某些實施例的展示應用於封裝結構P20之方法400之一示意性剖面圖。根據圖19中之操作S401，提供圖9中所闡述之封裝結構P20。根據圖19中之操作S403，照射封裝結構P20內部之裝置120之頂部表面S1，以獲得第一焦平面F1。根據圖19中之操作S405，分別照射靠近裝置120之每一開口110之每一下部端E2，以獲得一第二焦平面F3、F4及F5。根據圖19中之操作S407，可藉由計算第一焦平面F1及第二焦平面F3之水平高度之間的一差、第一焦平面F1及第二焦平面F4之水平高度之間的一差以及第一焦平面F1及第二焦平面F5之水平高度之間的一差來分別導出間隙寬度G2、G3及G4。
圖21係根據本揭露之某些實施例的展示用於測量一封裝結構內之一間隙寬度之一方法500之一流程圖。在某些實施例中，方法500係一電測量。在某些實施例中，可對使用圖15中之方法200形成之圖11中之封裝結構P30或使用圖17中之方法300形成之圖12中之封裝結構P40執行方法500。
在某些實施例中，方法500以根據圖21之操作S501提供圖11中之封裝結構P30或圖12中之封裝結構P40開始。在某些實施例中，兩個電極對180及190之厚度係已知的。
根據圖21中之操作S503，經由第一電極對180來測量裝置120與封裝結構P30或P40之間的一電容。在某些實施例中，在第一電極180A與第二電極180B之間執行電容測量。
根據圖21中之操作S505，基於電容測量而導出間隙寬度G1。在某些實施例中，所獲得電容可用以導出裝置120之頂部表面S1與封蓋104之內部表面之間的一距離d (未展示)。在某些實施例中，距離d之導出包含導出第一電極180A與第二電極180B之間的一間隔。在某些實施例中，導出係根據用於一平行板電容器之電容的一方程式： C = ε 0× A/d，其中 C係電容，以法拉(F)為單位； ε 0係電氣常數，亦即，8.854 × 10 −12F/m；且 A係第一電極對180中之每一者之面積，以平方米(m 2)為單位。 因此，可藉由對第一電極對180之厚度及距離d進行求和來導出間隙寬度G1。在某些實施例中，可將基於電容測量而獲得之間隙寬度G1與基於光學測量而獲得之間隙寬度G1進行比較，以驗證電容測量之精度。在某些實施例中，此等結果可彼此相關。
在某些實施例中，出於精度考量目的，第二電極對190可用於測量裝置120與封裝結構P30或P40之間的一電阻。在某些實施例中，在第三電極190A與第四電極190B之間執行電阻測量。在某些實施例中，當建立第三電極190A與第四電極190B之間的接觸時，電阻將係一有限值(亦即，並非極高的)，此展示電路並非係斷開的。在某些實施例中，所獲得電阻指示是否適當定位模製部件100及裝置120。第一電極180A與第二電極180B之對準對電容測量係至關重要的。在某些實施例中，所獲得電阻可指示第三電極190A與第四電極190B是否適當對準，所獲得電阻進一步指示第一電極180A與第二電極180B是否適當對準。在某些實施例中，電測量可採用一個電極對或兩個電極對來實現間隙寬度導出。
在某些實施例中，藉由電測量獲得之間隙寬度可與藉由光學測量獲得之間隙寬度相關。在某些實施例中，在於光學測量與電測量之間形成相關性且其等結果彼此匹配之後，需要僅在模製部件內部用於電容及/或電阻測量之電極對且可省略光學測量。在某些實施例中，不包含任何開口之封裝結構(諸如圖13中之P50及圖14中之P60)亦可用以獲得間隙寬度，因此提供用於製作封裝結構之製程係足夠穩定的。
本揭露係針對使得能夠使用一光學測量及/或一電測量來獲得一封裝結構內之一精確間隙寬度的測量方法。
對於光學測量，封裝結構在包封一裝置之一模製部件之一封蓋中包含至少一個開口。可藉由開口來曝露裝置之一部分。一光源用以發射穿過該開口以照射該裝置之一第一輻射且獲得一第一焦平面。在某些實施例中，光源發射穿過開口以照射封蓋之開口之一下部端處之一第二輻射且獲得一第二焦平面。可基於第一焦平面之一水平高度與第二焦平面之一水平高度之間的一差而導出間隙寬度。開口朝向裝置漸縮，使得輻射可避免被封蓋之一部分阻擋。在某些實施例中，在光學測量之後，開口可填充有一密封部件以防止封裝結構中之裝置受顆粒及濕氣污染。一封蓋部件可被放置在填充有密封部件之開口上以提供對裝置之進一步保護。
對於電測量，封裝結構包含至少一對電極。電極中之一者被附接至裝置，且另一電極被附接至面向裝置的封蓋之一內部表面。該對電極可用以測量模製部件與裝置之間的一電容。所獲得電容可用以根據用於一平行板電容器之一電容的一方程式而導出該對電極之間的一間隔。由於電極之一厚度係已知的，因此可藉由對該對電極之厚度與間隔進行求和來導出間隙寬度。在某些實施例中，一額外對電極可用於電阻測量。類似於用於電容測量之電極，電極中之一者被附接至裝置，且另一電極被附接至封蓋之內部表面。然而，由於電阻測量需要兩個電極彼此進行接觸，因此在裝置上或在封蓋之內部表面上放置一突出部件，以支撐電極中之一者來確保兩個電極之間的適當接觸。電阻測量可確保是否適當定位模製部件及裝置或者用於電容測量之該對電極是否適當對準，使得可精確地導出間隔。
根據由本揭露提供之光學測量及電測量，不必考量與模製部件及裝置之尺寸有關的容差。因此，可以大得多之精度測量封裝結構內部之間隙寬度。而且，分別藉由光學測量且藉由電測量來獲得之間隙寬度可彼此相關。因此，在無需用於光學測量之一開口的情況下，僅在模製部件內部包含電極對之一封裝結構可用於測量電容及/或電阻。
本揭露之一項態樣提供一種測量方法。該測量方法包含：提供一基座、放置在該基座上之一裝置以及放置在該基座及該裝置之上之一封蓋，其中該封蓋包含放置在該裝置上方且朝向該裝置漸縮之一開口，且該開口包含靠近該裝置之一下部端；透過該開口照射該裝置之一頂部表面，以獲得與該裝置之該頂部表面相關聯的一第一焦平面；照射該封蓋之該開口之該下部端處，以在該開口之該下部端處獲得與該封蓋相關聯的一第二焦平面；及基於該第一焦平面之一水平高度與該第二焦平面之一水平高度之間的一差而導出該裝置之該頂部表面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間的一距離。
在某些實施例中，該裝置之該頂部表面及該封蓋之該開口之該下部端處係藉由X射線、紅外線(IR)、紫外線(UV)或可見光照射。
在某些實施例中，該照射包含調整該裝置之該頂部表面上或該封蓋上該開口之該下部端處之一焦點。
在某些實施例中，該第一焦平面與該裝置之該頂部表面實質上共面，且該第二焦平面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之該內部表面實質上共面。
在某些實施例中，該第一焦平面實質上平行於該第二焦平面。
在某些實施例中，該測量方法進一步包含在該距離之該導出之後密封該開口。
在某些實施例中，該開口係藉由移除該封蓋之一部分來形成。
在某些實施例中，該開口係在將該封蓋放置在該基座及該裝置之上之前形成。
本揭露之另一態樣提供另一測量方法。該測量方法包含：將一裝置包封在一封裝結構中，該封裝結構包括：一基座；一封蓋，其覆蓋該基座及該裝置；一側壁，其連接該基座與該封蓋；一第一電極對，其放置在該裝置之一頂部表面與面向該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間；經由該第一電極對測量該裝置與該封裝結構之間的一電容；及基於該電容之該測量而導出該頂部表面與該內部表面之間的一距離。
在某些實施例中，該第一電極對包括：一第一電極，其放置在該裝置之該頂部表面上；及一第二電極，其放置在該封蓋之該內部表面上，且該第一電極係與該第二電極對準。
在某些實施例中，該距離之該導出包含導出該第一電極與該第二電極之間的一間隔。
在某些實施例中，該測量方法進一步包含：經由第二電極對測量該裝置與該封裝結構之間的一電阻，該第二電極對被放置在該頂部表面與該內部表面之間且包括：一第三電極，其放置在該裝置之該頂部表面上；及一第四電極，其放置在該封蓋之該內部表面上。
在某些實施例中，該第三電極係與該第四電極對準。
在某些實施例中，該測量方法進一步包含：在該裝置之該頂部表面上形成一突出部件；及將該第三電極放置在該突出部件上。
在某些實施例中，該測量方法進一步包含：在該封蓋之該內部表面上形成一突出部件；及將該第四電極放置在該突出部件上。
本揭露之另一態樣提供一種封裝結構。該封裝結構包含：一基座；一裝置，其放置在該基座上；一封蓋，其放置在該基座及該裝置之上，其中該封蓋包含放置在該裝置上方且朝向該裝置漸縮之一開口。
在某些實施例中，該裝置之一頂部表面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間的一距離係介於約5 um與約500 um之間。
在某些實施例中，該開口具有一第一寬度及一第二寬度，該第二寬度位於該第一寬度上方且實質上大於該第一寬度。
在某些實施例中，該第一寬度與該第二寬度之間的一差係介於約5 um與約100 um之間。
在某些實施例中，該封裝結構進一步包含填充或覆蓋該開口之一密封部件。
前述內容概述數個實施例之特徵，使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為設計或修改用於實施與本文中所介紹之實施例相同之目的及/或達成與該等實施例相同之優點的其他操作及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此等等效構造並不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇的情況下在本文中做出各種改變、替換及更改。
而且，本申請案之範疇並不意欲限於本說明書中所闡述之製程、機器、製造、物質組成、方式、方法及步驟之特定實施例。如熟習此項技術者依據本揭露之揭示內容將易於瞭解，可根據本揭露利用當前存在或稍後將研發的執行與本文所闡述之對應實施例實質上相同之功能或達成實質上相同之結果的製程、機器、製造、物質組成、方式、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍意欲在其等範疇內包含此等製程、機器、製造、物質組成、方式、方法及步驟。
100:模製部件 102:基座 104:封蓋 104A:封蓋 104P:突出部件 106:側壁 108:底部固持器 110:開口 110A:孔 120:裝置 120A:裝置 120P:突出部件 130:間隙 140:光源 150:密封部件 160:封蓋部件 170:外殼部件 180:第一電極對/電極對 180A:第一電極 180B:第二電極 190:第二電極對/電極對 190A:第三電極 190B:第四電極 192:經圖案化光阻劑 194A:金屬層 194B:金屬層 196:經圖案化光阻劑 198:經圖案化光阻劑 200:方法 300:方法 400:方法 500:方法 B1:底部表面 D1:高度 D2:厚度 E1:上部端 E2:下部端 F1:第一焦平面 F2:第二焦平面 F3:第二焦平面 F4:第二焦平面 F5:第二焦平面 G1:間隙寬度 G2:間隙寬度 G3:間隙寬度 G4:間隙寬度 hv1:第一輻射 hv2:第二輻射 P10:封裝結構 P20:封裝結構 P30:封裝結構 P40:封裝結構 P50:封裝結構 P60:封裝結構 S1:頂部表面 S2:外部表面 S3:內部表面 S201:操作 S203:操作 S205:操作 S207:操作 S209:操作 S211:操作 S213:操作 S215:操作 S217:操作 S219:操作 S221:操作 S301:操作 S303:操作 S305:操作 S307:操作 S309:操作 S311:操作 S313:操作 S315:操作 S317:操作 S401:操作 S403:操作 S405:操作 S407:操作 S501:操作 S503:操作 S505:操作 W1:第一寬度 W2:第二寬度
當與隨附圖式一起閱讀時，依據以下詳細說明最佳地理解本揭露之態樣。應注意，根據行業中之標準實踐，各種特徵未按比例繪製。實際上，為論述清晰起見，可任意地增加或減小各種特徵之尺寸。
圖1係根據本揭露之某些實施例的展示一封裝結構之一示意性剖面圖。
圖2及圖3係根據本揭露之其他實施例的展示在圖1中具有經不同塑形之開口的封裝結構之示意性剖面圖。
圖4至圖8係根據本揭露之某些實施例的展示在圖1至圖3中之任一者中具有各種額外組件的封裝結構之示意性剖面圖。
圖9係根據本揭露之某些實施例的展示另一封裝結構之一示意性剖面圖。
圖10展示根據本揭露之某些實施例的呈各種形狀之開口之俯視圖。
圖11至圖14係根據本揭露之某些實施例的展示其他封裝結構之示意性剖面圖。
圖15係根據本揭露之某些實施例的圖解說明製造一封裝結構之一方法之一流程圖。
圖16A至圖16K係根據本揭露之某些實施例的圖解說明圖11中之封裝結構之順序製作級之示意性剖面圖。
圖17係根據本揭露之某些實施例的圖解說明製造一封裝結構之另一方法之一流程圖。
圖18A至圖18I係根據本揭露之某些實施例的圖解說明圖12中之封裝結構之順序製作級之示意性剖面圖。
圖19係根據本揭露之某些實施例的展示用於測量一封裝結構內之一間隙寬度之一方法之一流程圖。
圖20A及圖20B係根據本揭露之某些實施例的展示使用圖19中之方法進行順序操作之示意性剖面圖。
圖20C係根據本揭露之某些實施例的展示將圖19中之方法應用於圖9中之封裝結構P20之一示意性剖面圖。
圖21係根據本揭露之某些實施例的展示用於測量一封裝結構內之一間隙寬度之另一方法之一流程圖。
100:模製部件
102:基座
104:封蓋
106:側壁
110:開口
120:裝置
130:間隙
140:光源
D1:高度
D2:厚度
F1:第一焦平面
G1:間隙寬度
hv1:第一輻射
P10:封裝結構
S1:頂部表面

Claims (20)

  1. 一種測量方法，其包括： 提供一基座、放置在該基座上之一裝置以及放置在該基座及該裝置之上之一封蓋，其中該封蓋包含放置在該裝置上方且朝向該裝置漸縮之一開口，且該開口包含靠近該裝置之一下部端； 透過該開口照射該裝置之一頂部表面，以獲得與該裝置之該頂部表面相關聯的一第一焦平面； 照射該封蓋之該開口之該下部端處，以在該開口之該下部端處獲得與該封蓋相關聯的一第二焦平面；及 基於該第一焦平面之一水平高度與該第二焦平面之一水平高度之間的一差而導出該裝置之該頂部表面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間的一距離。
  2. 如請求項1之測量方法，其中該裝置之該頂部表面及該封蓋之該開口之該下部端處係藉由X射線、紅外線(IR)、紫外線(UV)或可見光照射。
  3. 如請求項1之測量方法，其中該照射包含調整該裝置之該頂部表面上或該封蓋之該開口之該下部端處之一焦點。
  4. 如請求項1之測量方法，其中該第一焦平面與該裝置之該頂部表面實質上共面，且該第二焦平面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之該內部表面實質上共面。
  5. 如請求項1之測量方法，其中該第一焦平面實質上平行於該第二焦平面。
  6. 如請求項1之測量方法，其進一步包括在該距離之該導出之後密封該開口。
  7. 如請求項1之測量方法，其中該開口係藉由移除該封蓋之一部分來形成。
  8. 如請求項1之測量方法，其中該開口係在將該封蓋放置在該基座及該裝置之上之前形成。
  9. 一種測量方法，其包括： 將一裝置包封在一封裝結構內，該封裝結構包括：一基座；一封蓋，其覆蓋該基座及該裝置；一側壁，其連接該基座與該封蓋；一第一電極對，其放置在該裝置之一頂部表面與面向該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間； 經由該第一電極對測量該裝置與該封裝結構之間的一電容；及 基於該電容之該測量而導出該頂部表面與該內部表面之間的一距離。
  10. 如請求項9之測量方法，其中該第一電極對包括：一第一電極，其放置在該裝置之該頂部表面上；及一第二電極，其放置在該封蓋之該內部表面上，且該第一電極係與該第二電極對準。
  11. 如請求項10之測量方法，其中該距離之該導出包含導出該第一電極與該第二電極之間的一間隔。
  12. 如請求項9之測量方法，其進一步包括：經由第二電極對測量該裝置與該封裝結構之間的一電阻，該第二電極對放置在該頂部表面與該內部表面之間且包括：一第三電極，其放置在該裝置之該頂部表面上；及一第四電極，其放置在該封蓋之該內部表面上。
  13. 如請求項12之測量方法，其中該第三電極係與該第四電極對準。
  14. 如請求項12之測量方法，其進一步包括：在該裝置之該頂部表面上形成一突出部件；及將該第三電極放置在該突出部件上。
  15. 如請求項12之測量方法，其進一步包括：在該封蓋之該內部表面上形成一突出部件；及將該第四電極放置在該突出部件上。
  16. 一種封裝結構，其包括： 一基座； 一裝置，其放置在該基座上；及 一封蓋，其放置在該基座及該裝置之上， 其中該封蓋包含放置在該裝置上方且朝向該裝置漸縮之一開口。
  17. 如請求項16之封裝結構，其中該裝置之一頂部表面與面向該裝置之該頂部表面的該封蓋之一內部表面之間的一距離係介於約5 um與約500 um之間。
  18. 如請求項16之封裝結構，其中該開口具有一第一寬度及一第二寬度，該第二寬度位於該第一寬度上方且實質上大於該第一寬度。
  19. 如請求項16之封裝結構，其中該第一寬度與該第二寬度之間的一差係介於約5 um與約100 um之間。
  20. 如請求項18之封裝結構，其進一步包括填充或覆蓋該開口之一密封部件。
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