專利名稱：半導體封裝、半導體裝置制造方法及固態(tài)成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體封裝、半導體裝置制造方法和固態(tài)成像裝置。更具體地，本發(fā)明涉及可以提供具有較小厚度的模塊的半導體封裝、半導體裝置制造方法和固態(tài)成像裝置。
背景技術：
根據現有技術，圖像傳感器通過管芯接合(die bonding)將其固定在基板上而被封裝，并且用于這樣目的的基板包括平板形式的基板和形成以使得圖像傳感器的光接收表面上方提供有腔的基板(例如，見JP-A-2003-218333和JP-A-2003-250072 (專利文件I和2))。陶瓷基板、有機基板(剛性基板和柔性基板)共同用作上述的基板。形成如此描述的封裝的一部分的基板具有支撐圖像傳感器的功能和為圖像傳感 器承托配線的功能。為了實現前面的功能，從強度的角度看希望基板具有較大的厚度。為了提供后面的功能，包括兩層或更多層的多層結構通常用作配線層?；宓暮穸入S著層數而增加。一般而言，包括具有兩層結構的配線層的基板具有0. Imm或更大的厚度，包括具有四層結構的配線層的基板具有0. 2mm或更大的厚度。

發(fā)明內容
近來其中設置封裝的最終產品傾向于更小且更輕，從而對具有更小厚度的圖像傳感器封裝的需求在增加。圖I是根據現有技術的照相機模塊11的截面圖。圖I所示的照相機模塊11包括配線基板21、圖像傳感器22、配線23和透鏡單元24。配線基板21包括具有多個配線圖案21a的多層結構配線層，圖像傳感器22通過管芯接合固定在配線基板21上。配線基板21形成為使腔提供在圖像傳感器22的光接收表面22a之上。配線基板21和圖像傳感器22采用配線接合而通過配線23電連接。透鏡單元24由透鏡24a和支撐部分24b形成，并且支撐部分24b支撐透鏡24a在配線基板21之上，透鏡24a允許光入射在圖像傳感器22的光接收表面22a上。這樣的照相機模塊11的厚度可被認為分成透鏡設計因素的厚度和封裝設計因素的厚度因素，透鏡設計因素的厚度范圍為從圖像傳感器22的光接收表面22a向上至透鏡單元24的上表面，封裝設計因素的厚度范圍為從圖像傳感器22的光接收表面22a向下至配線基板21的下表面。當照相機模塊11具有透鏡設計因素的較小厚度或光學系統保持不變時，封裝設計因素的厚度必須減小。于是，需要檢查的是配線基板21的厚度減小的可能性。當配線基板21為陶瓷基板時，基板的厚度越小，配線基板21越易于破裂。當配線基板21是有機基板時，基板的厚度越小，配線基板21越易于扭曲或彎曲。如上所述，通過減小模塊中使用的根據現有技術的基板的厚度，能實現的照相機模塊厚度的減小已經有限了。在此情況下，所希望的是減小模塊的厚度。本發(fā)明的實施例針對一種半導體封裝，該半導體封裝包括其上固定有半導體芯片的片狀薄板和包括配線層的基板，基板設置在薄板上以延伸在圍繞固定半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中半導體芯片和基板電連接。薄板可由金屬形成。薄板可由不銹鋼形成。薄板可由高導熱性金屬形成。
薄板可通過層疊不銹鋼層和高導熱性金屬層形成。薄板和基板可電連接。本發(fā)明的另一實施例針對一種制造半導體裝置的方法，包括在片狀薄板上固定半導體芯片；在薄板上設置包括配線層的基板，使基板延伸在圍繞固定半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或者延伸在整個圍繞區(qū)域上；并且電連接半導體芯片和基板。本發(fā)明的再一個實施例針對一種固態(tài)成像裝置，其包括透鏡、光電轉換由透鏡聚集的光的圖像傳感器、其上固定圖像傳感器的片狀薄板以及包括配線層的基板，基板設置在薄板上以延伸在圍繞固定圖像傳感器的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中圖像傳感器和配線基板電連接。在本發(fā)明的一個實施例中，半導體芯片固定在片狀薄板上；包括配線層的基板設置在薄板上，使基板延伸在圍繞固定半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上；并且半導體芯片和基板電連接。根據本發(fā)明的實施例，可提供小厚度的模塊。


圖I是根據現有技術的照相機模塊的截面圖；圖2是應用本發(fā)明的照相機模塊的截面圖；圖3是說明制造照相機模塊的工藝的流程圖；以及圖4A至4E是示出制造照相機模塊的步驟的圖示。
具體實施例方式現在，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。下述各項將按照所列順序描述。I.照相機模塊的構造2.制造照相機模塊的步驟〈I.照相機模塊的構造〉 圖2是本發(fā)明實施例的截面圖，S卩，照相機模塊51是應用本發(fā)明的固態(tài)成像裝置。照相機模塊51包括薄板61、配線基板62、圖像傳感器63、配線64和透鏡單元65。例如，薄板61由片狀金屬構造。具體地講，薄板61由SUS (不銹鋼)型金屬或者諸如Al或Cu的高導熱性金屬形成，并且該板的厚度為約0. 1mm。薄板61可由如上所述的一種類型的金屬形成，并且該板可選擇性地通過層疊SUS金屬和高導熱性金屬而形成。圖像傳感器63采用管芯接合而固定在薄板61上。配線基板62設置在薄板61上的固定圖像傳感器63的區(qū)域周圍，并且基板固定到該薄板以圍繞圖像傳感器63。配線基板62包括具有多層結構的配線層，該配線層包括多個配線圖案62a。配線基板62可設置為遍及薄板61的一區(qū)域，該區(qū)域圍繞固定圖像傳感器63的區(qū)域，并且基板可選擇性地設置為僅覆蓋圍繞區(qū)域的一部分。圖像傳感器63具有光接收表面63a,其中每一個都包括光電轉換兀件的單位像素(單位像素在下文可簡稱為〃像素〃)二維地設置成矩陣形式。傳感器根據光接收表面63a上入射的光量檢測每個像素處產生的電荷量作為物理量。配線基板62和圖像傳感器63采用配線接合而通過配線64電連接。透鏡單兀65由透鏡65a和支撐部分65b形成,支撐部分65b將透鏡65a支撐在配線基板62之上，透鏡65a允許光入射在圖像傳感器63的光接收表面63a上。在這樣的照相機模塊51中，從圖像傳感器的光接收表面63a向上至 透鏡單元65的上表面的范圍構成透鏡設計因素，從圖像傳感器63的光接收表面63a向下至薄板61的下表面的范圍構成封裝(即圖像傳感器封裝)設計因素?！?.制造照相機模塊的步驟>現在，將參考圖3和圖4A至4E描述制造照相機模塊51的步驟。圖3是用于說明制造照相機模塊51的工藝流程的流程圖，而圖4A至4E是示出制造照相機模塊51的步驟的圖示。在步驟S11，薄板61提供為如圖4A所示。在步驟S12，配線基板62如圖4B所示連接到薄板61。此時，薄板61和配線基板62可在研磨薄板61后電連接。因此，可改善配線基板62的電特性和屏蔽性能。在步驟S13，圖像傳感器63采用管芯接合固定到薄板61，如圖4C所示。用于管芯接合的接合材料可為絕緣性的材料或導電材料。例如，當具有絕緣性的材料用作接合材料時，可在薄板61和圖像傳感器63的娃基板之間建立絕緣。當配線接合采用導電材料作為接合材料在研磨薄板61后執(zhí)行時，圖像傳感器63的硅基板可被研磨。如上所述，根據圖像傳感器63的特性，絕緣性的材料或導電材料可用作管芯接合的接合材料。在步驟S14，配線基板62和圖像傳感器63采用配線接合通過配線64電連接，如圖4D所示?？刹捎门渚€接合之外的接合方法，只要可連接配線基板62和圖像傳感器63即可。在步驟S15，透鏡單元65設置在配線基板62上。因此，完成了照相機模塊51。在上述構造和工藝中，圖像傳感器63固定在沒有配線層的薄板61上，包括配線層的配線基板62設置在圖像傳感器63周圍。與根據現有技術的其中圖像傳感器設置在包括配線層的配線基板上的具有常用構造的封裝的厚度相比，如上所述形成的圖像傳感器封裝可提供比上述厚度小配線層厚度的較小的厚度。因此，可提供小厚度的照相機模塊。因為薄板61由金屬形成，所以圖像傳感器封裝的強度可有效保持，即使封裝以小的厚度被提供。此外，當薄板61由SUS型金屬形成時，可提供高剛性的圖像傳感器封裝而不執(zhí)行防銹工藝。當薄板61由諸如Al或Cu的高導熱性金屬形成時，能夠提供允許圖像傳感器63釋放的熱量從圖像傳感器63的下表面通過薄板61有效釋放到外面的圖像傳感器封裝。此外，當薄板61通過層疊SUS型金屬層和諸如Al或Cu的高導熱性金屬層而形成時，可提供具有上述兩個優(yōu)點的圖像傳感器封裝。因為薄板61和配線基板62提供為分開的元件，所以薄板61和配線基板62可采用具有適合于元件各自用途的特性的材料形成。具體而言，所希望的配線基板62的特性可采用根據現有技術的基板，如陶瓷基板或有機基板作為配線基板而獲得。薄板61可由提供高強度或高剛度的材料制造，即使它具有很小的厚度。因此，該板可具有陶瓷材料或有機材料難以實現的強度或剛度水平，而陶瓷材料或有機材料是配線基板的最佳材料。根據上面的描述，薄板61由金屬形成。作為選擇，該板可由非金屬材料形成，只要可獲得足夠的強度或剛度。盡管已經描述了本發(fā)明示范性實施例的圖像傳感器封裝，但是本發(fā)明可應用于通過封裝預定半導體芯片形成的半導體封裝。具體而言，本發(fā)明使得半導體封裝具有小的厚度，因此可以提供包括這樣小厚度半導體封裝的半導體裝置(半導體模塊)。本發(fā)明不限于上面描述的實施例，而是在不脫離本發(fā)明精神的情況下可進行各種修改。本發(fā)明可實施為下面描述的構造。( I) 一種半導體封裝，包括片狀薄板，其上固定半導體芯片；以及包括配線層的基板，設置在薄板上，以延伸在圍繞固定半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中半導體芯片和基板電連接。(2)根據項(I)的半導體封裝，其中薄板可以由金屬形成。(3)根據項(2)的半導體封裝，其中薄板可由不銹鋼形成。(4)根據項(2)的半導體封裝，其中薄板可由高導熱性金屬形成。(5)根據項(2)的半導體封裝，其中薄板可通過層疊不銹鋼層和高導熱性金屬層而形成。(6)根據項(2)至(5)中之一的半導體封裝，其中薄板和基板可電連接。(7) 一種制造半導體裝置的方法，包括在片狀薄板上固定半導體芯片；在薄板上設置包括配線層的基板，使基板延伸在圍繞固定半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上；以及電連接半導體芯片和配線基板。( 8 ) 一種固態(tài)成像裝置，包括透鏡；圖像傳感器，光電轉換由透鏡聚集的光；片狀薄板，其上固定圖像傳感器；以及包括配線層的基板，設置在薄板上，以延伸在圍繞固定圖像傳感器的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中圖像傳感器和配線基板電連接。
本申請包含2011年5月11日提交日本專利局的日本優(yōu)先權專利申請JP2011-105993中公開的相關主題，其全部內容通過引用結合于此。
本領域的技術人員應當理解的是，在所附權利要求或其等同方案的范圍內，根據設計需要和其他因素，可以進行各種修改、結合、部分結合和替換。
權利要求
1.一種半導體封裝，包括 片狀薄板，其上固定有半導體芯片；以及 包括配線層的基板，設置在所述薄板上以延伸在圍繞固定所述半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中所述半導體芯片和所述基板電連接。
2.根據權利要求I所述的半導體封裝，其中所述薄板由金屬形成。
3.根據權利要求2所述的半導體封裝，其中所述薄板由不銹鋼形成。
4.根據權利要求2所述的半導體封裝，其中所述薄板由高導熱性金屬形成。
5.根據權利要求2所述的半導體封裝，其中所述薄板通過層疊不銹鋼層和高導熱性金屬層形成。
6.根據權利要求2所述的半導體封裝，其中所述薄板和所述基板電連接。
7.—種制造半導體裝置的方法，包括 在片狀薄板上固定半導體芯片； 在所述薄板上設置包括配線層的基板，使所述基板延伸在圍繞固定所述半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上；以及電連接所述半導體芯片和所述配線基板。
8.一種固態(tài)成像裝置，包括 透鏡； 圖像傳感器，光電轉換由所述透鏡收集的光； 片狀薄板，其上固定有所述圖像傳感器；以及 包括配線層的基板，設置在所述薄板上以延伸在圍繞固定所述圖像傳感器的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中所述圖像傳感器和所述基板電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體封裝、制造半導體裝置的方法和固態(tài)成像裝置，該半導體封裝包括片狀薄板，其上固定有半導體芯片；以及基板，包括配線層，該基板設置在薄板上以延伸在圍繞固定半導體芯片的區(qū)域的一部分區(qū)域上或延伸在整個圍繞區(qū)域上，其中半導體芯片和基板電連接。
文檔編號H01L27/146GK102779825SQ20121013798
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權日2011年5月11日
發(fā)明者石木田正之 申請人:索尼公司