传感器封装及其形成方法技术

一种传感器封装（20）及其形成方法（70），包括提供具有形成于被接合周界（36）划定的区域（34）内的侧面（26）上的传感器（30）的传感器晶片（74），以及提供在侧面（38）具有控制电路（42）和在相反侧面（40）具有接合周界（46）的控制器晶片（82）。控制器晶片（82）的所述接合周界（46）被接合到所述传感器晶片（74）的相应的接合周界（36）以形成在其中控制电路（42）朝外的堆叠晶片结构（48）。控制器晶片（82）被锯开以显露位于所述传感器晶片（74）上的接合焊盘（32），所述传感器晶片被引线接合到与控制电路（42）一样形成于晶片（82）的相同侧面（38）。所述结构（48）被包封在封装材料（62）中并且被切单以产生传感器封装（20）。

【技术实现步骤摘要】
传感器封装及其形成方法
本专利技术通常涉及半导体封装。更具体地说，本专利技术涉及用于形成传感器封装的晶片级半导体封装。
技术介绍
近年来，微电子系统技术广受欢迎。这是因为它们提供了一种制作非常小的电子和机械结构的方式并且通过使用传统批量半导体加工工艺在单一衬底上集成这些结构。当这些微电子器件成为主流技术的时候，半导体封装的制作和易用性方面的有效封装费用面临着挑战。实际上，封装是这些器件的其中一个主要成本动因。
技术实现思路
一种形成传感器封装的方法，包括：提供具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面的传感器晶片，所述第一侧面包括位于所述第一侧面上的被第一接合周界划定的区域内的传感器；提供具有第三侧面和与所述第三侧面相反的第四侧面的控制器晶片，所述第三侧面包括控制电路，并且所述第四侧面包括第二接合周界；将所述控制器晶片的所述第二接合周界接合到所述传感器晶片的所述第一接合周界以形成包括多个传感器封装的堆叠晶片结构；以及对所述堆叠晶片结构切单以产生所述传感器封装。其中，所述控制器晶片存在初始厚度，并且所述方法还包括：在所述接合操作之前，背研磨所述控制器晶片的所述第四侧面至小于所述初始厚度的最终厚度。其中，所述方法还包括：在所述第二接合周界处将接合材料施加于所述控制器晶片的所述第四侧面。其中，所述方法还包括：在所述接合操作之前在所述控制器晶片的所述第四侧面处形成特征件，所述特征件是所述传感器的位于所述传感器晶片的所述第一侧面处的功能部件。其中，所述特征件包括腔，并且所述形成操作包括：形成从所述第四侧面延伸到所述控制器晶片中的所述腔使得所述腔在所述接合操作之后与所述传感器对准。其中，所述特征件包括电极，并且所述形成操作包括：在所述第四侧面上形成所述电极使得所述电极在所述接合操作之后与所述传感器对准。其中，所述传感器晶片存在初始厚度，并且所述方法还包括：在所述接合操作之后背研磨所述传感器晶片的所述第二侧面至小于所述初始厚度的最终厚度。其中，所述传感器晶片包括形成于被所述第一接合周界划定的所述区域之外的所述第一侧面上的第一接合焊盘，所述控制器晶片包括形成于所述第三侧面上的第二接合焊盘，并且所述方法还包括：移除所述控制器晶片的若干部分以显露形成于所述传感器晶片的所述第一侧面上的所述第一接合焊盘；以及在所述第一接合焊盘和第二接合焊盘中的相应的接合焊盘之间附接接合丝线。其中，所述移除和附接操作在所述切单操作之前执行。其中，所述方法还包括：将封装材料施加于所述控制器晶片的所述第三侧面上以包封所述控制电路，并且在所述施加操作之后执行所述切单操作。其中，所述控制器晶片包括形成于所述第三侧面上的凸块焊盘，并且所述方法还包括：在所述接合操作之后在所述凸块焊盘上形成导电元件。其中，所述方法还包括：将封装材料施加于所述控制器晶片的所述第三侧面上以包封所述控制电路并且至少部分地包封所述导电元件。其中，所述方法还包括：在所述接合操作之后，将传感器管芯安装到所述控制器晶片的所述第三侧面上。一种传感器封装，包括：传感器元件管芯，具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面，所述第一侧面包括位于所述第一侧面上的被第一接合周界划定的区域内的第一传感器，并且所述第一侧面还包括位于所述区域之外的第一接合焊盘；控制器元件管芯，具有第三侧面和与所述第三侧面相反的第四侧面，所述第三侧面包括控制电路和第二接合焊盘，并且所述第四侧面包括第二接合周界，所述第二接合周界被接合到所述第一接合周界以形成堆叠结构；附接于所述传感器元件管芯的所述第一侧面上的所述第一接合焊盘和所述控制器元件管芯的所述第三侧面上的所述第二接合焊盘中的相应的焊盘之间的接合丝线；以及封装材料，被施加于所述控制器元件管芯的所述第三侧面上以包封所述控制电路和所述接合丝线。其中，至少所述控制器元件管芯的所述第四侧面和所述传感器元件管芯的所述第一侧面是共同对准的。其中：所述控制元件管芯包括形成于所述第三侧面上的凸块焊盘；以及所述传感器管芯还包括在所述控制器元件管芯被接合到所述传感器元件管芯之后形成于所述凸块焊盘上的导电元件，所述导电元件在所述凸块焊盘上方延伸，并且所述封装材料至少部分地包封所述导电元件使得所述导电元件的顶面从所述封装材料暴露。其中，所述传感器封装还包括第二传感器，所述第二传感器是所述控制器元件管芯内部的集成的传感器或安装到所述控制器元件管芯的所述第三侧面上的传感器管芯中的一个。一种形成传感器封装的方法，包括：提供传感器晶片，所述传感器晶片具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面，所述第一侧面包括位于所述第一侧面上的被第一接合周界划定的区域内的传感器，并且所述第一侧面还包括位于所述区域之外的第一接合焊盘；提供控制器晶片，所述控制器晶片具有第三侧面和与所述第三侧面相反的第四侧面，所述第三侧面包括控制电路和第二接合焊盘，并且所述第四侧面包括第二接合周界；将所述控制器晶片的所述第二接合周界接合到所述传感器晶片的所述第一接合周界以形成包括多个传感器封装的堆叠晶片结构；移除所述控制器晶片的若干部分以显露形成于所述传感器晶片的所述第一侧面上的所述第一接合焊盘；在所述第一接合焊盘和第二接合焊盘中的相应的焊盘之间附接接合丝线；将封装材料施加到所述控制器晶片的所述第三侧面上以包封所述控制电路和所述接合丝线；以及在所述施加操作之后，对所述堆叠晶片结构切单以产生所述传感器封装。其中，所述控制器晶片存在初始厚度，并且所述方法还包括：在所述接合操作之前，背研磨所述控制器晶片的所述第四侧面至小于所述初始厚度的最终厚度。其中，所述方法还包括：在所述接合操作之前，在所述控制器晶片的所述第四侧面处形成特征件，所述特征件是所述传感器的位于所述传感器晶片的所述第一侧面处的功能部件。附图说明结合附图并参阅详细说明书以及权利要求书，对本专利技术会有比较完整的理解。其中在附图中类似的参考符号表示类似的元件，并且附图不一定是按比例绘制；以及图1根据一个实施例，显示了示例传感器封装的顶视图；图2显示了沿着图1的剖面线2-2的传感器封装的侧面视图；图3根据另一个实施例，显示了制作图1的传感器封装的封装过程的流程图；图4显示了结合封装过程被使用的传感器晶片的顶视图；图5显示了传感器晶片的部分顶视图，传感器形成于其侧面上；图6显示了图4的传感器晶片的部分侧面剖视图；图7显示了结合封装过程被使用的控制器晶片的顶视图；图8显示了控制器晶片的部分放大顶视图；图9显示了图7的控制器晶片的部分侧面剖视图；图10根据封装过程，显示了在封装的初始阶段的控制器晶片的部分侧面剖视图；图11显示了在封装的后续阶段的图10的控制器晶片的部分侧面剖视图；图12显示了图11的控制器晶片的部分底视图；图13显示了在封装的后续阶段被接合到传感器晶片以形成堆叠晶片结构的控制器晶片的部分侧面剖视图；图14显示了在封装的后续阶段的图13的堆叠晶片结构的部分侧面剖视图；图15显示了在封装的后续阶段的图14的堆叠晶片结构的部分侧面剖视图；图16显示了在封装的后续阶段的图15的堆叠晶片结构的部分侧面剖视图；图17显示了在封装的后续阶段的图16的堆叠晶片结构的部分侧面剖视图；图18显示了在封装的后续阶段的图17的堆叠晶片结构的部分侧面剖视图；图19显示了在封装的后续阶段的图18的堆叠晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成传感器封装的方法，包括：提供具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面的传感器晶片，所述第一侧面包括位于所述第一侧面上的被第一接合周界划定的区域内的传感器；提供具有第三侧面和与所述第三侧面相反的第四侧面的控制器晶片，所述第三侧面包括控制电路，并且所述第四侧面包括第二接合周界；将所述控制器晶片的所述第二接合周界接合到所述传感器晶片的所述第一接合周界以形成包括多个传感器封装的堆叠晶片结构；以及对所述堆叠晶片结构切单以产生所述传感器封装。

【技术特征摘要】
2012.07.11 US 13/546,9021.一种形成传感器封装的方法，包括：提供具有第一侧面和与所述第一侧面相反的第二侧面的传感器晶片，所述第一侧面包括位于所述第一侧面上的被第一接合周界划定的区域内的传感器，其中所述传感器晶片包括形成于被所述第一接合周界划定的所述区域之外的所述第一侧面上的第一接合焊盘；提供具有第三侧面和与所述第三侧面相反的第四侧面的控制器晶片，所述第三侧面包括控制电路，并且所述第四侧面包括第二接合周界，所述控制器晶片包括形成于所述第三侧面上的第二接合焊盘；将所述控制器晶片的所述第二接合周界接合到所述传感器晶片的所述第一接合周界以形成包括多个传感器封装的堆叠晶片结构；移除所述控制器晶片的若干部分以显露形成于所述传感器晶片的所述第一侧面上的所述第一接合焊盘；以及在所述第一接合焊盘和第二接合焊盘中的相应的接合焊盘之间附接接合丝线；以及对所述堆叠晶片结构切单以产生所述传感器封装。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器晶片存在初始厚度，并且所述方法还包括：在所述接合操作之前，背研磨所述控制器晶片的所述第四侧面至小于所述初始厚度的最终厚度。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第二接合周界处将接合材料施加于所述控制器晶片的所述第四侧面。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述接合操作之前在所述控制器晶片的所述第四侧面处形成特征件，所述特征件是所述传感器的位于所述传感器晶片的所述第一侧面处的功能部件。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述特征件包括腔，并且所述形成操作包括：形成从所述第四侧面延伸到所述控制器晶片中的所述腔使得所述腔在所述接合操作之后与所述传感器对准。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述特征件包括电极，并且所述形成操作包括：在所述第四侧面上形成所述电极使得所述电极在所述接合操作之后与所述传感器对准。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器晶片存在初始厚度，并且所述方法还包括：在所述接合操作之后背研磨所述传感器晶片的所述第二侧面至小于所述初始厚度的最终厚度。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述移除和附接操作在所述切单操作之前执行。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：将封装材料施加于所述控制器晶片的所述第三侧面上以包封所述控制电路，并且在所述施加操作之后执行所述切单操作。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器晶片包括形成于所述第三侧面上的凸块焊盘，并且所述方法还包括：在所述接合操作之后在所述凸块焊盘上形成导电元件。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：将封装材料施加于所述控制器晶片的所述第三侧面上以包封所述控制电路并且至少部分地包封所述导电元件。12.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述接合操作之后，将传感器管芯安装到所述控制器晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·H·鲍尔斯，P·M·霍尔姆，S·R·胡珀，R·M·鲁普，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：