气密的电子元件封装、特别是用于图像传感器的气密的电子元件封装制造技术

本发明专利技术涉及气密的电子元件封装、特别是用于图像传感器的气密的电子元件封装。在气密的集成电路封装中，包围包含集成电路的空腔2的周壁在周壁的整个长度上具有包含浮凸的表面，该表面由凸出的平面区域z1和凹陷区域z2限定；平面区域z1位于空腔的封装内侧；凹陷区域z2位于凸出的平面区域的外部。平面区域除了在存在防止接触的平面度缺陷的位置处，在周壁的整个长度上与封装的封闭板6进行直接接触，而不插入粘合剂。凹陷区域不与封闭板直接接触，并包含粘合剂胶珠，其将封闭板与周壁的上部在周壁的整个周长上连接。粘合剂胶珠9在封装的外侧，在封闭板和凹陷区域之间具有暴露的表面Se。在粘合剂排气时，该表面用作与封装的外部大气的交换表面。

Hermetic electronic components packaging, especially for airtight electronic components for image sensors.

The invention relates to airtight electronic component packaging, in particular to airtight electronic component packaging for image sensor. In airtight integrated circuit packaging, the periphery of cavity 2 enclosing integrated circuit has a surface containing buoyancy on the whole length of the wall, which is defined by the protruding planar area Z1 and the depressing area z2; the planar area Z1 is located inside the cavity packaging; and the depressing area Z2 is located outside the protruding planar area. In addition to the position where the flatness defect prevents contact exists, the planar area contacts directly with the encapsulated sealing plate 6 on the whole length of the wall without inserting the adhesive. The depression area does not contact the sealing plate directly and contains adhesive beads, which connect the sealing plate with the upper part of the surrounding wall on the whole circumference of the surrounding wall. The adhesive bead 9 has an exposed surface Se between the closed plate and the depressed area on the outside of the package. When the adhesive is exhausted, the surface is used as an exchange surface with the outer atmosphere of the package.

【技术实现步骤摘要】
气密的电子元件封装、特别是用于图像传感器的气密的电子元件封装
本专利技术涉及气密的电子元件封装，更具体地，涉及用于航空航天应用的气密的电子元件封装。本专利技术特别适用于图像传感器。
技术介绍
将电子元件(元件或裸片)包封到气密封装中能够提供机械和化学保护，以防止与其外部操作环境相关的侵害。在某些情况下，将电子元件(元件或裸芯片)包封到气密封装中也涉及在封装的内部空腔中保持相对较高的真空(没有气体或者气体的受控性质和气体量)，从而使位于空腔中的电子元件能够正常工作。例如，图1示出了集成电路芯片的包封。芯片1通过键合用粘合剂3粘合到封装的空腔2的底部；芯片的连接焊盘通过任何已知的技术电连接，例如将导线4焊接到设置在封装内部的连接焊区(connectionland)，并且这些焊区与封装的接口连接器的引脚5(在示例中，待被焊接的引脚)互连。然后，空腔用封闭板6气密地封闭(密封)。当涉及图像传感器芯片时，封闭板是或包含对有用辐射(即由图像传感器检测到的辐射)透明的窗口，并且该窗口位于光敏区域上方。更通常地，当元件必须发射或接收(检测)光辐射时，封闭板是或包含透明窗口。透明窗口通常在其内表面和/或其外表面上设置有防反射层。这些防反射层在图1中分别标记为7和8。气密密封是通过粘合剂胶珠9获得的，该粘合剂胶珠9存在于封装的周壁10的上部的整个长度上并且将板连接到封装的整个周长的壁上。这通过以下方法实现：预聚合的封闭粘合剂胶珠9例如通过丝网印刷沉积在板的内表面上(图2)。具有粘合剂胶珠的板放置在封装的壁的顶部，然后粘合剂胶珠接合在板和平坦的上壁部分10之间。将组件放入夹具中并放入炉中以聚合/交联粘合剂。在聚合之后，粘合剂胶珠在板和封装之间形成了紧密密封的气密密封。确定粘合剂胶珠的厚度以允许吸收板和封装的材料的变形，板和封装的材料的膨胀系数通常是不同的。用于航空航天工业的元件的制造必须符合非常严格的标准，拟定这些标准是为了确保这些元件能够在其使用条件下高度可靠。具体而言，已知的是，封装/元件/板组件的各种材料，特别是粘合剂、树脂或焊料可以在阻热外壳(thermalenclosure)内逐步释放气体分子。这对于空腔内的气氛产生影响；如果封装是金属制成的，这会促进腐蚀。因此，通常采用各种测量来减少/限制密封后的空腔中的气体分子(残留气体)量。具体地，应用了以下常见的测量：-选择的材料(粘合剂、树脂等)由于它们的成分，即它们的溶剂/挥发性化合物的性质而是合格的(TML“总质量损失”和CVCM“收集到的挥发性可冷凝材料”资格测试)；-组件的表面在密封之前被强制排气，该强制排气在炉中进行(例如，在大约150℃烘烤大约100小时)，以便在密封之前去除最大量的挥发性化合物。-在受控气氛下，例如在钟罩下，在惰性气体气氛(氩气、氮气)中或在真空下进行密封封闭板的步骤。各种测试用于检查元件符合标准所要求的规格。特别提供耐热性测试以检查和量化元件上的快速温度变化循环的影响，并且特别地非限制性地：元件的寿命、封装的气密性或密封性、挥发性化合物的排气、材料的硬化、机械变形或裂纹等，从而能够确定元件在航空航天环境中正确运行的性能。为了该测试，这些元件被放置在一个阻热外壳中，并且外壳内的温度以相对突然变化的循环改变一定的次数。例如，在每一个循环内，使温度以每分钟可以从几度变化到大于15度的斜率，在-55℃和+125℃之间变化。当涉及对一个(新)元件进行资格测试时，该测试要求非常多的变化循环，例如1000个温度变化循环。在资格测试后，仍需要在元件离开生产线后对元件进行测试：然后涉及对不符合规格的任何元件进行检测，从而确保元件的使用寿命。为此，可靠性测试使用了不太严格的资格测试版本。特别是，耐热性测试然后限制在大约10个循环。技术问题在用包含透明窗口的封闭板封闭封装的情况下，已经观察到在耐热性测试期间出现一个或更多个通常发白并散布在某些封装的窗口内表面上的斑点。这些斑点证明了在封装的封闭空腔内存在一定量的气体：这些斑点是捕获在透明窗口内表面上的气体冷凝物，更准确地说，是涂覆在该表面上的防反射层(如果该层实际存在的话)。换句话说，所观察到的斑点对应于气态物质的冷凝，该冷凝由测试的温度循环促进而成。这些斑点可以散布在任何地方：在窗口的边缘，这没有问题；或更靠近中心，在这里这些斑点对有用辐射的传输具有非常大的影响。通过模拟已表明这些斑点的位置对应于朝向板的较冷位置的优先路径。已观察到该情况有改变的趋势：即在元件的使用寿命期间，其他的新的斑点可能会被添加到在耐热性测试结束时观察到的斑点。因此，当在耐热性测试之后出现这些斑点时，涉及的元件必须报废，无论斑点的数量、范围或位置如何。这是关于这些元件的可靠性和制造成本的实际问题。在许多试验之后，已经表明这些气体冷凝物不是由于元件的气密性缺陷造成的，而是由于在密封过程中和在温度变化过程中由元件内部的表面排气的物质造成的。换句话说，耐热性测试的温度循环进一步使可能的组件的材料在空腔内排气。因此，在包封期间采取的限制在包封和密封期间排气的物质的量的预防措施被证明不足以防止在后续的热测试期间和/或在操作使用期间形成白色斑点，白色斑点的形成特别地取决于热条件。特别地，通过对由各种材料组合组成的组件进行试验表明，在这些热循环过程中排气的物质主要来自封闭粘合剂。已发现对此的结构性说明：由于粘合剂胶珠的高度和周壁的长度，实际上在封闭粘合剂和空腔的气氛之间存在较大交换表面。相比之下，芯片下的键合用粘合剂和空腔之间的交换表面小得多：键合用粘合剂的厚度小得多(该键合用粘合剂仅仅用于键合，并且有可能产生电接触，而不可能产生能够吸收机械形变的紧密密封的气密密封)；相比壁的长度而言，芯片的周长也较短。不可能减小封闭粘合剂的厚度：在聚合之后，粘合密封件必须具有一定的厚度，以能够在工作条件(温度)下发挥其吸收封装和板的材料(它们具有不同的膨胀系数)的变形的作用。也不可能进一步减小空腔原本的尺寸，该尺寸取决于元件，已尽可能小地进行优化，从而减小封装的体积。最后，只有几种不同的封闭粘合剂组合物能够通过航空航天工业要求的TML和CVCM资格测试；在这些测试结束时，从这个角度来看，没有证明这些粘合剂组合物明显优于其他粘合剂组合物。换句话说，在任何情况下都会出现斑点。因此需要寻找其他的方法来进一步减小限制在封装内的排气的物质的量，特别是为了防止在板的透明窗口上形成斑点。已知使用吸气剂，其能够在其表面上捕获空腔内存在的所有气体或一些气体。术语吸气剂(法语中为“sorbeur”)为在技术文献中使用的术语。这些吸气剂众所周知。锆、钛、铌和钒为通常用作吸气剂的金属，无论是单独使用还是以合金的形式使用。这涉及产生与存在的气态物质反应的吸气剂。专利申请US2010/0025845或EP2004542探讨了这些吸气剂的使用，更具体地，探讨了在微电子机械系统(MEMS)芯片的情况下的这些吸气剂的使用。具体地，为了更有效，这些吸气剂必须具有较大的交换表面。如果吸气剂位于封装的底部接近芯片处，则空腔的尺寸明显增大。为了解决潜在的大交换表面/小体积问题，吸气剂可以形成在封闭板的内表面上。当芯片必须通过封闭板检测或发射辐射时，该解决方案通常不再适合。此外，如前述专利申请中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气密的集成电路封装，其包括底部、从底部凸出并限定了封装的内部空腔(2)的周壁(10)、空腔内的集成电路以及封闭板(6)，所述封闭板(6)胶合至周壁的上部，从而封闭空腔，其特征在于：‑包含浮凸的周壁的上表面包括第一平面区域(z1)和凹陷区域(z2)；所述第一平面区域(z1)除了在存在防止接触的平面度缺陷的位置处，在空腔的内侧、周壁的整个长度上与封闭板进行直接接触，而不插入粘合剂；在所述第一平面区域的外部，所述凹陷区域(z2)不与封闭板进行直接接触；‑粘合剂胶珠(9)存在于凹陷区域中，并且在周壁的整个周长上将封闭板与周壁的上部连接；‑粘合剂胶珠(9)在封装的外侧，在封闭板和凹陷区域之间具有暴露的表面(Se)。

【技术特征摘要】
2017.04.18 FR 17533351.一种气密的集成电路封装，其包括底部、从底部凸出并限定了封装的内部空腔(2)的周壁(10)、空腔内的集成电路以及封闭板(6)，所述封闭板(6)胶合至周壁的上部，从而封闭空腔，其特征在于：-包含浮凸的周壁的上表面包括第一平面区域(z1)和凹陷区域(z2)；所述第一平面区域(z1)除了在存在防止接触的平面度缺陷的位置处，在空腔的内侧、周壁的整个长度上与封闭板进行直接接触，而不插入粘合剂；在所述第一平面区域的外部，所述凹陷区域(z2)不与封闭板进行直接接触；-粘合剂胶珠(9)存在于凹陷区域中，并且在周壁的整个周长上将封闭板与周壁的上部连接；-粘合剂胶珠(9)在封装的外侧，在封闭板和凹陷区域之间具有暴露的表面(Se)。2.根据权利要求1所述的气密的集成电路封装，其中，所述凹陷区域包括第二平面区域(z2)，其低于所述第一平面区域(z1)。3.根据权利要求2所述的气密的集成电路封装，其中，周壁的上表面中的浮凸在封装的外侧的壁的长度上包括第三平面区域(z3)，所述第二平面区域低于所述第三平面区域。4.根据权利要求2所述的气密的集成电路封装，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·桑德里，P·雷伯，C·阿吕伊斯，L·里翁代，
申请(专利权)人：特利丹E二V半导体简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR