專利名稱：電子器件和用于制造電子器件的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子器件和用于制造電子器件的工藝。
背景技術：
在用于數字多功能光盤(DVD)的光電檢測器中或者用于數碼照相機的成像器件中采用的光敏元件通常被構造為被覆蓋有透明的包封樹脂以將光學信號導向光導管，同時保護光敏元件免受外部施加的壓力。這些光敏元件通常具有下述構造，其中以其間的特定的距離在用作襯底的引線框架上單獨地排列光敏元件，并且引線框架被包封有透明的樹脂以提供覆蓋。 作為用于處理光學信號的典型的電子器件，例如，日本專利特開No. 2000-173， 947
公布了包括被直接地接合到光電器件芯片的光發(fā)射單元或者光敏單元的透明透鏡，和由絕緣模制樹脂材料構成的模制部件的塑料封裝。經由陽極鍵合將已經被形成為具有透鏡形狀的透鏡接合到光敏單元，并且然后，使用包含以特定的比率混合的玻璃填料的模制樹脂材料執(zhí)行模制工藝。 日本專利特開No.H03-11，757(1991)也公布了一種引線框架結構，其中固體拾取元件被粘附到由硼硅酸鹽玻璃和形成在硼硅酸鹽玻璃的一側上的透明樹脂層構成的透明部件。還描述了引線框架被安裝在金屬模具中，并且經由傳遞成型工藝利用環(huán)氧樹脂模制以形成模制樹脂。 在日本專利特開No. S62-257， 757 (1987)和日本專利特開No. S58-207, 656 (1983)中也公布了現(xiàn)有技術。 在上述文獻中描述的技術中，當透明部件的外圓周長被覆蓋有包封樹脂時采用包封金屬模具，并且包封樹脂被注入包封金屬模具的空腔中。因此，為了避免透明部件和金屬模具之間的包封樹脂的滲透，要求透明部件與包封金屬模具的強烈而緊密的接觸。因此，通過夾緊包封金屬模具產生的壓力被通過透明部件施加在半導體元件的功能單元的上方，從而半導體元件的功能單元可能無法承受該壓力。這可以導致在半導體元件中產生諸如產生裂紋等等的故障。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于制造電子器件的工藝，包括在具有其中形成的多個元件的晶圓的上方形成由第一樹脂構成的樹脂膜；圖案化樹脂膜以形成被安裝為圍繞元件的功能單元的框架部件；以及通過將第二樹脂注入包封金屬模具的空腔同時包封金屬模具的模制表面與框架部件的上表面相接觸來形成樹脂層，樹脂層填充框架部件的外圍，其中該工藝包括，在形成樹脂層之前或者之后，在框架部件的內部中的空間中形成光學透明層。
在用于制造電子器件的工藝中，在晶圓的上方形成被安裝為圍繞功能單元和光學 透明層的框架部件，并且然后樹脂被注入到包封金屬模具的空腔中同時包封金屬模具的模 制表面與框架部件的上表面相接觸以形成樹脂層，該樹脂層填充框架部件的外圍，并且在 形成樹脂層之前或者之后，在框架部件的內部中的空間中形成光學透明層。通過注入包封 樹脂同時框架部件與包封金屬模具的模制表面相接觸來形成樹脂層。因此，在包封中用包 封金屬模具施加的壓力被施加在功能單元周圍的框架部件的上方。此外，在包封之后形成 光學透明層，或者在包封工藝期間定位光學透明層以使其低于框架部件的高度。因此，能夠 避免通過包封金屬模具與光學透明層的接觸引起的包封中施加的壓力被傳遞到功能單元。 這允許減少由包封金屬模具與功能單元的接觸引起的在包封中施加的壓力。因此，能夠減 少半導體元件的功能單元中的裂紋的產生。 根據本發(fā)明，實現(xiàn)被構造用于減少半導體元件的功能單元中的裂紋的產生的電子 器件，和用于制造電子器件的工藝。


結合附圖，根據某些優(yōu)選實施例的以下描述，本發(fā)明的以上和其它目的、優(yōu)點和特 征將更加明顯，其中 圖1A是示出實施例中的電子器件的透視圖，并且圖1B是沿著圖1A中所示的線 A-A'的橫截面圖； 圖2A至圖2D是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖3A至圖3C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖4A至圖4C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖5A至圖5C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖6A至圖6C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖7A至圖7C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖8A至圖8C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖9A至圖9C是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖IOA至圖IOC是示出實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖IIA至圖IIF是示出修改實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖； 圖12A至圖12B是示出修改實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖；以
及 圖13是示出修改實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在在這里將會參考示例性實施例描述本發(fā)明。本領域的技術人員將會理解使用 本發(fā)明的教學能夠完成許多替代實施例并且本發(fā)明不限于為解釋目的而示出的實施例。
參考附圖將會如下詳細地描述根據本發(fā)明的用于電子器件和用于制造該電子器 件的工藝的示例性實施方式。在所有的附圖中，相同的數字被分配給附圖中共同地出現(xiàn)的 元件，并且將不會重復其詳細的描述。
(第一實施例)
圖1A是示出第一實施例中的電子器件的透視圖，并且圖1B是沿著圖1A中的線A-A'的橫截面圖。圖2A至圖2D、圖3A至圖3C、圖4A至圖4C以及圖5A至圖5C是示出第一實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖。 電子器件108包括光敏元件101，該光敏元件101被形成在晶圓10la中；光學透明層113，該光學透明層113被形成在光敏元件101的功能單元101b上；框架部件102，該框架部件102被安裝為圍繞晶圓101a上的光學透明層113和功能單元101b ;以及包封樹脂層106，該包封樹脂層106填充框架部件102的外圍，其中框架部件102的上表面高于包封樹脂層106的上表面的高度。光敏元件101還被通過金屬細線105電氣耦接到引線框架104。 具有多個功能單元101b的光敏元件101被形成在晶圓101a上(圖2A)。功能單元101b被暴露在光敏元件101的表面的上方。功能單元101b能夠通過光學透明層113接收光。 框架部件102具有中空空間，它內部地圍繞功能單元101b和光學透明層113。例如，框架部件102的橫截面可以是圓形，或者可以是多邊形。 框架部件102由樹脂(第一樹脂)形成，其可利用光和/或熱完全固化。更加具體地，通過圖案化由膜形式的第一樹脂構成的樹脂膜102a形成框架部件102。
框架部件102的高度是0. 12mm。框架部件102的高度可以優(yōu)選地等于或者高于0. 05mm，并且更優(yōu)選地等于或者高于0. lmm。由于框架部件102能夠被設計為具有高于金屬細線105的高度，所以能夠避免從光敏元件101的預定位置耦合到引線框架104的金屬細線105與在用于電子器件108的制造工藝中采用的包封金屬模具111的不想要的接觸(請參見圖4B)。因此，能夠實現(xiàn)包封金屬模具llla與框架部件102的上表面的密切接觸，從而能夠防止在框架部件102的表面的上方的用于形成包封樹脂層106的樹脂(第二樹脂)的滲透?？蚣懿考?02的高度是從晶圓101a的主表面到框架部件102的上表面的豎直方向中的長度，并且還等于組成框架部件102的樹脂的厚度。 框架部件102的彈性模量優(yōu)選地在攝氏20度等于或者高于lGPa并且等于或者小于6GPa，并且在攝氏200度等于或者高于lOMPa并且等于或者小于3GPa。在攝氏20度從lGPa到6GPa的范圍內的彈性模量提供用于保護電子器件108的光敏元件101的功能。另一方面，由于在用于電子器件108的制造工藝中在與包封金屬模具111的壓力接觸期間框架部件102能夠展示出更少量的彈性變形以用作緩沖材料，所以在攝200度從lOMPa到3GPa的范圍內的彈性模量提供光敏元件101對于被施加的壓力的保護。在利用光和熱完全地固化樹脂的條件下框架部件102的彈性模量是構成框架部件102的樹脂的彈性模量。
框架部件102具有不低于包封樹脂層106的上表面的上表面，并且被構造為從包封樹脂層106向上凸出。從包封樹脂層106的上表面的高度開始計算，框架部件102的上表面的高度等于或者大于Omm并且等于或者小于0. 06mm。 包封樹脂層106由用于包封的樹脂(第二樹脂)形成。包封樹脂可以包含無機填料，并且更加具體地是玻璃填料。這提供包封樹脂層106的增強的強度。
光學透明層113被安裝為覆蓋位于光敏元件101上的框架部件102的內部中的功能單元101b。光學透明層113的上表面高于框架部件102的上表面，并且是凸面。更加具體地，被暴露于框架部件102的外部的光學透明層113的表面被固化。
光學透明層113由可用光和/或熱完全固化的樹脂(第三樹脂)形成。它由光學 透明材料構成。 將會參考圖2A至圖2D、圖3A至圖3C、圖4A至圖4C以及圖5A至5C描述第一實 施例中的用于制造電子器件的工藝。圖2A至圖2D、圖3A至3C、圖4A至圖4C以及圖5A至 圖5C是示出第一實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖。 用于制造電子器件108的工藝包括在其中形成的多個光敏元件101的晶圓101a 的上方形成由第一樹脂構成的樹脂膜102a ;圖案化樹脂膜102a以形成框架部件102，該框 架部件102被安裝為圍繞光敏元件101的功能單元101b ;在包封金屬模具111的模制表面 接觸框架部件102的上表面的同時，通過將第二樹脂注入包封金屬模具111的空腔形成樹 脂層106，該樹脂層106填充框架部件102的外圍；并且在用于形成樹脂層的操作之后，在 框架部件102的內部的空間中形成光學透明層113。 首先，如圖2A中所示，準備具有其中形成的多個光敏元件101的晶圓101a。功能 單元10lb被暴露在被布置在晶圓10la中的各光敏元件101的表面上。在圖2A的插圖中， 僅示出被布置在晶圓101a中的光敏元件101中兩個。 接下來，如圖2B中所示，樹脂膜102a(第一樹脂)形成在晶圓101a上。用作樹脂 膜102a的具有均勻的厚度的膜覆蓋整個晶圓101a。樹脂膜102a的厚度是0. 12mm。從而 獲得具有0. 12mm的高度的框架部件102。 隨后，如圖2C中所示，進行曝光工藝同時實現(xiàn)對準從而功能單元101b被裝配到在 曝光掩模103的上表面中形成的預定位置，并且樹脂膜102a被圖案化以便于形成被安裝為 圍繞功能單元101b的框架部件102。 此外，如圖2D中所示，進行顯影處理以移除樹脂膜102a的除了框架部件102之外 的部分。如上所述，采用光刻方法形成框架部件102以便于被安裝為覆蓋功能單元101b的 外圍。 除了上述之外，由于在顯影處理之后的時間沒有完全地固化用于形成框架部件 102的樹脂膜102a(第一樹脂)，所以框架部件102和晶圓101a，或者即框架部件102和光 敏元件101被以微弱的接合力粘附而沒有被牢固地粘附。 隨后，如圖2D中所示，具有其中形成的框架部件102的晶圓101a被熱處理為完全 地固化樹脂膜102a(第一樹脂)，從而牢固地粘附框架部件102和晶圓101a，或者即框架部 件102和光敏元件101。通過此種熱處理基本上沒有引起框架部件102的任何幾何變化，框 架部件102的特征基本上與圖2D中所示的框架部件102的特征相同。
然后，如圖3A中所示，晶圓101a被切成單獨的光敏元件101以獲得具有框架部件 102的光敏元件101?？蚣懿考?02被形成為柱形。 在本實施例中，框架部件102被調整為在環(huán)境溫度具有大約2. 4GPa的彈性模量并 且在攝氏200度具有大約15MPa。可以通過適當地選擇可用光和熱固化的樹脂的類型、諸如 固化劑的成分的含量比率的變化、或者諸如固化光的強度的制造條件、固化溫度等等來適 當地調整框架部件102的彈性模量。 然后，如圖3B中所示，光敏元件101被經由粘合劑粘附到引線框架104上的預定 位置。隨后，如圖3C中所示，通過金屬細線105電氣地耦合引線框架104和光敏元件101 的各預定位置。除了上述之外，光敏元件101被以預定距離的稠密布置放置在引線框架104上。 接下來，在下文中將會參考圖4A至圖4C描述用于使用包封樹脂覆蓋框架部件102 周圍的整個引線框架104、光敏元件101、以及金屬細線105的包封操作。
如圖4A中所示，準備每個都具有扁平表面的模制表面的包封金屬模具段llla和 lllb，并且如圖3C中所示的引線框架104上的光敏元件101被固定在包封金屬模具段llla 和lllb的預定位置。 隨后，如圖4B中所示，框架部件102的上表面被壓靠包封金屬模具段llla的模制 表面，并且包封金屬模具段lllb的模制表面也被壓靠引線框架104的下表面。更加具體 地，框架部件102的上表面與包封金屬模具段llla的模制表面的之間的間隙和引線框架 104的下表面與包封金屬模具段lllb的模制表面之間的間隙被最小化，并且實現(xiàn)了兩者的 緊密接觸。 然后，如圖4B中所示，通過熱熔融的包封樹脂(第二樹脂)被注入由包封金屬模 具段llla和lllb的各模制表面圍繞的空腔中，同時保持與包封金屬模具段111的按壓狀 態(tài)以形成填充框架部件102的外圍的包封樹脂層106。 然后，如圖4C中所示，包封金屬模具段llla被拆卸以獲得被形成為具有被凸出為 略高于包封樹脂層106的上表面的框架部件102的上表面的光敏元件101。這允許如圖5A 中所示全部地包封引線框架104的頂部上的多個光敏元件101。 隨后，如圖5B中所示，在被暴露在框架部件102的內部中的光敏元件101的功能 單元101b的上方注入光學透明樹脂以在功能單元101b的上方形成光學透明層113。此種 光學透明樹脂是光學透明液體樹脂，并且也是可用光和熱固化的樹脂。
通過使用分配器注入光學透明樹脂并且然后使用光或者熱、或者光和熱的組合固 化來實現(xiàn)光學透明層113的形成。由于經由光刻工藝形成框架部件102以具有精確的特點， 并且由于能夠使用分配器注入恒定量的光學透明樹脂，所以能夠實現(xiàn)光學透明層113的均 勻形成。此外，在本實施例中，光學透明層113由單層構成。 光學透明層113的上表面是凸面，高于框架部件102的上表面，并且具有從框架部 件102向上凸出的特征。由于光學透明層113是液態(tài)形式，因此可以利用表面張力提供用 于外部暴露的表面的曲面。通過改變光學透明層113的上方的溶劑的復合比率以更改粘性 能夠將曲面的此種特征提供為想要的曲率。 隨后，如圖5C中所示，晶圓被切成各光敏元件101以獲得具有想要的特征的電子
器件108。電子器件108意指具有在半導體襯底或者玻璃襯底的表面中形成的無源器件和
有源器件中的一個或者兩者的器件。 接下來，將會描述本實施例的有利的效果。 在用于制造電子器件108的工藝中，被安裝為圍繞功能單元101b和光學透明層 113的框架部件102形成在晶圓101a上，并且然后，在包封金屬模具段llla的模制表面 與框架部件102的上表面接觸的同時，通過將包封樹脂注入包封金屬模具111的空腔1形 成填充框架部件102的外圍的樹脂層106，并且在用于形成樹脂層的操作之后，在框架部件 102的內部中的空間中形成光學透明層113。 在框架部件102與包封金屬模具段llla的模制表面相接觸的同時，通過注入包封 樹脂形成包封樹脂層106。因此，在功能單元101b的周圍的框架部件102的上方施加利用包封金屬模具lll的包封中施加的壓力。此外，在包封之后形成光學透明層113。因此，能夠避免由包封金屬模具段111a與光學透明層113的接觸引起的包封中施加的力傳送到功能單元101b。這允許減少由包封金屬模具段111a與功能單元101b的接觸引起的包封中施加的壓力。因此，能夠減少在半導體元件101a的功能單元101b中的裂紋的產生。
在包封工藝中包封金屬模具段111a的模制表面與框架部件102的上表面相接觸。此構造防止在包封工藝期間包封樹脂流入框架部件102的內部，從而在包封工藝之后光學透明層113能夠形成在框架部件102的內側上。 在用于制造電子器件108的工藝中，通過由夾緊壓力產生的外力將包封金屬模具段111a的模制表面與框架部件102的上表面牢固地粘住，并且將光敏元件101堅固地粘附到框架部件102。在這樣的情況下，框架部件102的彈性模量在20攝氏度等于或者高于lGPa并且等于或者低于6GPa，并且在200攝氏度等于或者高于10MPa并且等于或者低于3GPa，從而通過包封金屬模具111的夾緊壓力，框架部件102本身引起彈性變形(參見圖4B)，并且通過此種夾緊壓力可以吸收產生的外力以為光敏元件101提供保護。
框架部件102的彈性變形也可以引起反力，這引起框架部件102緊密地接觸包封金屬模具段llla。這防止包封樹脂流到框架部件102和包封金屬模具段111a之間的粘附表面。 除了上述之外，可以通過包封金屬模具段llla或者通過包封金屬模具段111b引起通過包封金屬模具11的夾緊壓力。通過框架部件102與包封金屬模具段llla的接觸，電子器件108能夠保護功能單元101b免受由包封金屬模具段llla或者包封金屬模具段111b中的任意一個引起的壓力。 如圖5A中所示，本實施例中的電子器件108包括，被安裝為圍繞晶圓lOla上的光學透明層113和功能單元101b的框架部件102，并且框架部件102的上表面高于包封樹脂層106的上表面的高度?？蚣懿考?02的上表面高于包封樹脂層106的上表面的高度。更加具體地，框架部件102的上表面比包封樹脂層106的上表面高出從10微米到60微米的范圍內的距離。 這允許利用框架部件102的彈性變形，從而增強框架部件102與包封金屬模具段llla的粘附力。 此外，在框架部件102的上表面比包封樹脂層106的上表面高出0. 06mm或者更大的設計中，可以增加通過包封金屬模具段llla的夾緊壓力的外力，從而框架部件102的變形會成為塑性變形，有可能引起斷裂。 另一方面，當框架部件102的上表面低于包封樹脂層106的上表面時，或者即當框架部件102的上表面的高度低于包封樹脂層106的上表面的高度(少于Omm)時，可能引起包封樹脂流入框架部件102的表面(第一樹脂膜102a和包封金屬模具段llla之間的緊密接觸的表面)和其內部的問題。 此外，將框架部件102的上表面的高度選擇為不低于包封樹脂層106的上表面的高度的原因在于要避免包封樹脂層106流入框架部件102的表面，即使考慮了框架部件102的高度中的變化。在下面將會描述細節(jié)。 在用于制造電子器件的工藝中的框架部件102的高度中的變化按標準誤差大約是IO微米?？蚣懿考?02的高度中的變化被定義為由于諸如曝光工藝中的光的量、顯影工
9藝中的液體顯影劑的類型、靜置時間中的變化等等導致的當經由光刻工藝形成由具有均勻厚度的樹脂膜102a構成的膜時，在用于形成框架部件102的操作中能夠發(fā)生的框架部件102的高度中的差。需要考慮在制造工藝中出現(xiàn)的變化，將框架部件102的高度設計為即使將是最低高度也高于包封樹脂層106，或與其相同。 因此，將框架部件102的高度設計為比包封樹脂層106的上表面高大約30微米，
其是對于此種高度的變化的標準差的三倍?？梢酝ㄟ^在包封工藝等等中調整用于按壓框架
部件102的壓力適當地調整框架部件102的高度的設計(參見圖5A)。 可以將框架部件102的上表面的高度設計為比包封樹脂層106的上表面的高度高
等于或者大于Omm并且等于或者小于0. 06mm?？蚣懿考?02的彈性變形提供了包封金屬模
具段llla的增強的接觸。 此外，在本實施例中，可以采用以膜狀形式的樹脂膜102a以實現(xiàn)形成具有0. 05mm或者更厚的均勻厚度的樹脂膜102a。 原因在于為了在整個晶圓101a的上方提供均勻的膜厚度，流體樹脂的使用導致低粘度樹脂的使用，并且此種低粘度的樹脂可以引起難以獲得0. 05mm的厚度。另一方面，當要利用流體樹脂在整個晶圓101a上方形成具有等于或者高于0. 05mm的厚度的膜時，應采用高粘度樹脂，從而由于樹脂的高粘度導致增加用于覆蓋晶圓101a上方的粘滯阻力，導致膜厚度中的增加的變化從而引起難以獲得均勻的厚度。 光學透明層113的上表面是凸的，從而光學透明層展示出透鏡效果，提供了改進的聚集能力。用于形成光學透明層113的樹脂(第三樹脂)具有粘附作用，從而樹脂能夠被直接地安裝在光敏元件101的功能單元101b上，并且因此能夠減少諸如被安裝的表面的光學折射或者光學衰減的器件性能的退化。此外，由于光學透明層113由單層組成，所以能夠減少諸如被安裝的表面的光學折射或者光學衰減的器件性能的退化。
只在功能單元101b上的光學透明層113的采用避免了采用用于包封樹脂層106的透明樹脂的必要性。這允許在包封樹脂層106中添加諸如玻璃填料等等的增強劑。
此外，因為在覆蓋電子器件108的較大部分的包封樹脂層106中包含具有較低的熱膨脹的增強劑，所以與傳統(tǒng)的光學透明包封樹脂相比較，包封樹脂層展示出較小的熱膨脹，從而能夠控制用于包封樹脂層106的再流操作中的熱膨脹。更加具體地，能夠減少包封樹脂層106的翹曲以實現(xiàn)在引線框架104上具有稠密布置的光敏元件101的制造，從而提高引線框架104的利用系數，并且此外，減少廢棄區(qū)域以允許減少廢棄物并且降低制造成本。這允許在再流操作中提供改進的耦合可靠性。 另外，可以將用于改進與引線框架104的粘性的輔助粘附劑添加到包封樹脂層106以防止水進入引線框架104和包封樹脂層106的界面。 當包含輔助粘附劑時傳統(tǒng)的光學透明包封樹脂通過再流操作中的熱改變它的顏色從而失去光學透明性，并且因此很難添加添加劑。然而根據本實施例中的電子器件108，即使發(fā)生再流工藝中的突然的溫度上升，也能夠減少電子器件108的尺寸變化并且減少進入電子器件108的水的量，并且因此能夠避免電子器件108中的蒸汽爆炸。因此，能夠實現(xiàn)在電子器件108的封裝中電子器件108具有較高的耦合可靠性。 由于樹脂膜102a具有膜狀形狀并且還具有粘附作用，因此樹脂膜可以在沒有分割晶圓101a的情況下一次性地全部形成在晶圓101a上，從而能夠高效地產生具有較高的
10幾何精度的框架部件102。 此外，由于通過將液態(tài)第三樹脂注入以較高精度形成的框架部件102的內部能夠形成光學透明層113，所以能夠實現(xiàn)增強的生產效率而無需采用復雜的設施。更加具體地，能夠避免如傳統(tǒng)的示例中的采用高精度的部件或者精密的設施的需要，諸如用于具有較高的精度的光學傳輸的單獨地形成的部件的安裝等等的需要，并且還能夠實現(xiàn)一次性對全部進行處理。(第二實施例) 圖6A至圖6C和圖7A至圖7C是示出第二實施例中的用于制造電子器件的工藝的
橫截面圖。第二實施例中的用于制造電子器件的工藝被構造為，雖然第一實施例的光學透
明層113在包封操作之后在框架部件102的內部的空間中形成，但是本實施例的光學透明
層113在包封操作之前形成為低于框架部件102的上表面，并且此外，光學透明層113b在
包封操作之后形成。制造工藝中的其它操作與第一實施例中的相類似。 通過圖6A至圖6C中所示的制造工藝形成第二實施例中的光學透明層113。制造
工藝中的其它操作與第一實施例中的相類似，并且從而沒有給出對其的描述。 首先，如圖6A中所示，在框架部件102的內部的空間中形成被放置為低于框架部
件102的上表面的光學透明層113a，其已經如圖2A至圖3A中所示地形成。通過使用分配
器注入光學透明樹脂(第三樹脂)并且然后用光或熱、或者光和熱的組合固化樹脂實現(xiàn)光
學透明層113a的形成。 接下來，切割晶圓101a(圖6A)，并且將被切割的芯片管芯焊接在引線框架104上(圖6B)，并且然后執(zhí)行線焊(圖6C)。此外，如圖4中所示類似地形成樹脂密封以形成如圖7A中所示的包封樹脂層106。 接下來，如圖7B中所示，光學透明層113b被形成在框架部件102的內部中形成的光學透明層113a上。通過使用分配器等將樹脂注入到不低于框架部件102的高度的位置，由也用于光學透明層113a的樹脂形成光學透明層113b。然后，用光或者熱，或者光和熱的組合固化樹脂。 隨后，如圖7C中所示，器件被切割成各光敏元件101以獲得具有想要的特征的電子器件208。 將會描述第二實施例的有利的效果。由于在切割晶圓101a之前的條件下形成光學透明層113a，所以在諸如晶圓101a的切割、管芯焊接、線焊、樹脂密封等等的光學透明層的形成之后的操作中能夠防止灰塵或者污染物對功能單元101b的污染。
此外，即使在光學透明層113a上進入灰塵或者污染物，其中形成的光學透明層113a的存在減少功能單元101b中的劃痕的產生，并且容易通過吹和清洗移除灰塵或者污染物。因此，該構造對于提高電子器件208的產量來說是有效的。 此外，將光學透明層113a的高度選擇為低于框架部件102的高度，從而框架部件102本身引起通過樹脂密封操作中的包封金屬模具111的夾緊壓力的彈性變形，并且可以保持用于吸收通過此種夾緊壓力產生的外力的效果以為光敏元件101b提供保護。此外，由于光學透明層113低于框架部件102的上表面，因此能夠避免在包封中施加的力通過光學透明層113傳送到功能單元101b。 本實施例的其它有利的效果與上述實施例中的相類似。
(第三實施例) 圖8A至圖8C、圖9A至圖9C以及圖IOA至圖10C是示出第三實施例中的用于制造電子器件的工藝的橫截面圖。第三實施例中的電子器件的構造是，雖然在上述實施例中框架部件102形成在晶圓101a的表面上，但是在本實施例中的電子器件的構造中，光學透明膜114形成在晶圓10la和框架部件102之間并且光學透明層113被淀積在光學透明膜114上。更加具體地，提供了位于框架部件102的下面并且在框架部件102的內部中并且被設置在晶圓101a上的光學透明膜114，并且光學透明層113被淀積在光學透明膜114上。
通過圖8A至圖8C中所示的制造工藝形成第三實施例的構造，其中光學透明膜114被形成在晶圓101a和框架部件102之間并且光學透明層113被淀積在光學透明膜114上。制造工藝中的其它操作與第一實施例的相類似，并從而沒有給出對于其的描述。
如圖8A中所示，在晶圓101a上形成光學透明膜114。光學透明膜114由光學透明樹脂(第三樹脂)的膜形成材料構成。接下來，在光學透明膜114上形成在形成功能單元101b的位置中具有開口的樹脂膜102a。光學透明層114由還用于光學透明層113a的樹脂形成。 如圖8B中所示，在實現(xiàn)對準的同時進行曝光工藝從而功能單元101b被裝配在曝光掩模103的上表面中形成的預定位置，并且樹脂膜102a被圖案化以便于形成被安裝為圍繞功能單元101b的框架部件102。 此外，如圖8C中所示，移除除了框架部件102之外的樹脂膜102a和光學透明膜114以形成框架部件102以便于被安裝為覆蓋功能單元101b的外圍。換言之，光學透明膜114被形成在晶圓101a與框架部件102之間。 接下來，晶圓101a被切割成單件(圖9A)，并且在引線框架104上實現(xiàn)管芯焊接(圖9B)以實現(xiàn)線焊(圖9C)。此外，如圖4中所示類似地形成樹脂密封以形成如圖10A中所示的包封樹脂層106。 隨后，如圖10B中所示，在被放置在框架部件102的內部中的光敏元件101的功能
單元101b的上方注入光學透明樹脂以在功能單元101b的內部中的空間中形成光學透明層
113。此種光學透明樹脂是光學透明液態(tài)樹脂，并且還是可用光和熱固化的樹脂。 隨后，如圖IOC中所示，器件被切割成各光敏元件IOI以獲得具有所想要的特征的
電子器件308。 將會描述第三實施例的有利的效果。雖然第二實施例包括用于將樹脂注入框架部件102的內部以形成光學透明層113a和光學透明層113b的兩個操作，但是在第三實施例中對于用于實現(xiàn)注入樹脂的此種操作來說單個操作就足夠了，從而能夠實現(xiàn)在制造操作中的減少，導致進一步提高生產效率。 另外，相同的材料被用于光學透明層113和光學透明膜114，從而通過當形成光學透明層113a時出現(xiàn)的熔化整合使重疊光學透明層和光學透明膜的邊界表面消失，實現(xiàn)減少的光學折射和衰減。 將光學透明膜114設計為在室溫具有大約2. 4GPa的彈性模量，并且在200攝氏度的溫度具有大約15MPa的彈性模量。這允許緩和包封中的應力。
本實施例的其它的有利的效果與上述實施例中的相類似。 根據本發(fā)明的電子器件和用于制造電子器件的工藝不限于上述實施例，并且各種修改也是可用的。 例如，用于在具有其中形成的多個元件的晶圓101a上形成樹脂膜102a的操作可 以包括通過重疊多個膜狀的樹脂片形成樹脂膜102a。這允許提供更高高度的框架部件102 或者在優(yōu)選高度適當地進行調整。 在這里，將會參考圖IIA至圖IIF描述用于適當地調整框架部件102的高度的方 法。圖IIA至圖11F是示出本實施例中的用于將框架部件102形成為較厚的操作的橫截面 圖。 首先，如圖IIA中所示，準備具有其中形成的多個光敏元件IOI的晶圓lOla。功 能單元lOlb被形成在被布置在晶圓101a中的各光敏元件101的表面中。在圖11A的示出 中，僅示出被布置在晶圓101a中的光敏元件101中的兩個。 接下來，如圖11B中所示，準備具有0. 065mm的厚度的、由可用光或者熱、或者光和 和熱的組合固化的樹脂構成的形成膜的樹脂膜602a和602b。 隨后，如圖11C中所示，經由輥壓層合機工藝通過輥603a和603b以一定壓縮覆蓋 樹脂膜602a和602b以獲得基本上表現(xiàn)出沒有"翹曲"或者"皺紋"的樹脂膜602c。另外， 由于具有均勻厚度的膜被用于樹脂膜602a和602b，所以通過覆蓋樹脂膜602a和602b形成 的樹脂膜602c也具有均勻的厚度。 接下來，如圖11D中所示，經由真空層合機工藝將樹脂膜602c布置在晶圓lOla上 而基本上沒有在樹脂膜602c和晶圓101a之間的接觸表面中產生氣泡從而利用樹脂膜602c 覆蓋整個晶圓lOla。樹脂膜602c的厚度是0. 13mm。 隨后，如圖11E中所示，執(zhí)行曝光以圖案化樹脂膜602c以形成框架部件102，從而 獲得框架部件102(圖11F)。其后的操作與第一實施例中的相類似。 試制的結果顯示即使樹脂膜602c是樹脂膜602a和602b組成，也可以經由光刻工 藝形成框架部件102。 另外，多個膜狀的樹脂片中的至少一片可以具有光學透明性。更加具體地，樹脂膜 602a和602b中的任何一個可以是形成膜的材料的光學透明樹脂。例如，如上述實施例中所 描述的形成膜的光學透明膜114可以被用于與樹脂膜602a和樹脂膜602b中的任意一個粘 附。然而，當樹脂膜602a和602b不是光學透明時，光學透明膜114的側與晶圓101a粘附 在一起，并且樹脂膜602a和602b被用于形成框架部件102。 由樹脂膜602a和602b組成的雙層膜狀樹脂片被用于實現(xiàn)不小于0. 08mm的樹脂 膜602c的膜厚度。換言之，能夠實現(xiàn)更高高度的框架部件102。 同時，要求移除用于形成樹脂膜602a和602b的溶劑以提供膜狀。大于0. 08mm的 樹脂片的厚度導致難以移除溶劑。換言之，很難從諸如膜的已加工的材料移除溶劑。表現(xiàn) 出更易從其移除溶劑和更好的加工性的等于或者小于0. 08mm的兩種覆膜的使用允許增加 樹脂膜602c的膜厚度。 同時，當樹脂膜602a和602b被順序地形成在晶圓101a上時，當例如樹脂膜602a 的第一片被形成在晶圓101a上并且然后在其上形成樹脂膜602b的第二片時，在樹脂膜 602a和602b中可能出現(xiàn)"翹曲"和"皺紋"。相反地，在晶圓101a上形成樹脂膜102a之前 采用先前覆蓋的雙層樹脂膜602a和602b以減少由于樹脂膜602a和602b的粘性導致出現(xiàn) 的"翹曲"和"皺紋"。
另外，上述輥壓層合機工藝可以用于覆蓋樹脂膜602a和602b。輥壓層合機工藝的 使用使得樹脂膜602a和602b在樹脂膜中在受限部分中以壓力相互接觸從而即使樹脂膜展 示出相互粘性，也允許膜中的"翹曲"和/或"皺紋"逸出到非壓力接觸的部分，導致覆蓋樹 脂膜而基本上沒有"翹曲"或"皺紋"。 另外，用于形成被覆蓋在晶圓上的樹脂膜602c的工藝可以替代地采用真空層合 機工藝。更加具體地，真空層合機工藝的使用允許，即使采用了更薄的晶圓101a，也更加容 易地移除在晶圓101a和樹脂膜602c之間產生的氣泡，以及在整個晶圓101a的上方均勻地 施加壓力，從而防止在晶圓101a中產生裂紋。 在包封金屬模具段llla和lllb的情況下，框架部件102具有金屬細線105的頂 部的更大的距離和更高的高度，從而能夠以更大的余裕避免金屬細線105的不想要的接觸 (參見圖4B)。另外，框架部件102的增加的高度允許對于包封樹脂層106和框架部件102 的高度的設計的增強的靈活性。 如第一實施例中所述，可以將框架部件102設計為具有比包封樹脂層106的高度 高出最多0. 06mm的高度。此外，框架部件102的離包封樹脂層106的較高的高度提供較大 的彈性變形以引起反力，這導致框架部件102和包封金屬模具段llla之間的更加強烈的緊 密接觸，從而防止包封樹脂層106滲透到框架部件102的上表面中?？蚣懿考?02的增加 的高度確保包封樹脂層106的足夠的厚度而沒有暴露光敏元件101或者金屬細線105，從而 框架部件102的離包封樹脂層106的高度能夠被增加最多0. 06mm，同時保護包封樹脂。
此外，對于根據本發(fā)明的電子器件和用于制造電子器件的工藝來說各種修改也是 可用的。例如，在包封操作中，膜412可以進一步被布置在包封金屬模具111的模制表面上。 在下面將會描述在這樣的情況下的包封操作。 圖12A、圖12B以及圖13是示出本發(fā)明的修改示例中的包封操作的橫截面圖。如 圖12A中所示，準備具有用作模制表面的平面的包封金屬模具段llla和lllb，并且經由是 彈性材料的膜412將框架部件102的上表面壓靠包封金屬模具段llla的模制表面，并且將 包封金屬模具段lllb的模制表面壓靠引線框架104的下表面。隨后，在其中注入熱熔融形 式的包封樹脂同時保持按壓的狀態(tài)以形成包封樹脂層106，如圖12B中所示。
由于膜412是彈性材料，所以膜的這種彈性導致框架部件102本身的彈性變形和 膜412的彈性變形。例如，膜412可以優(yōu)選地由諸如硅樹脂材料的軟材料構成。這允許通 過由包封金屬模具引起的夾緊壓力的框架部件102本身和膜412的彈性變形，并且由此種 夾緊壓力產生的外力被吸收以提供功能單元101b的進一步的保護。 此外，此種彈性變形也引起用于將框架部件102和膜412壓靠包封金屬模具段
llla的反力，從而能夠實現(xiàn)框架部件102和膜412之間進一步的緊密接觸。 此外，由于框架部件102被進一步壓靠膜412以產生更緊密的接觸，因此即使增加
框架部件102的上表面的高度與包封樹脂層6的上表面之間的差，也能夠避免包封樹脂流
入框架部件102的內部中。因此，能夠實現(xiàn)框架部件102的設計的改進的靈活性。 另一方面，如圖13中所示，可以準備具有用作模制表面的平面的包封金屬模具段
llla和lllb，并且將框架部件102的上表面壓靠包封金屬模具段llla的模制表面，并且可
以經由是彈性材料的膜412將包封金屬模具段lllb的模制表面壓靠引線框架104的下表面。
與上述構造的情況相類似，由于在圖13中所示的情況下膜412是彈性材料，所以 膜的此種彈性引起框架部件102本身的彈性變形和膜412的彈性變形。例如，膜412可以 優(yōu)選地由諸如硅樹脂材料的軟材料構成。這允許通過由包封金屬模具引起的夾緊壓力的框 架部件102本身和膜412的彈性變形，并且通過此種夾緊壓力產生的外力被吸收以提供功 能單元10lb的進一步的保護。 膜412可以被插入并且固定在圖13的包封金屬模具段lllb和引線框架104之間
以避免引線框架104和膜412之間的間隙的形成，從而防止包封樹脂滲入面向光敏元件101
的引線框架的表面中，或者即具有在其上安裝的電子器件108的表面中。 另外，可以在框架部件102的上表面與包封金屬模具段llla的模制表面之間和/
或包封金屬模具段lllb的模制表面與引線框架104之間采用膜412。 雖然在上述實施例中已經為下述構造進行了描述，其中框架部件102的上表面的 高度高于包封樹脂層106的上表面，但是可以替代地使用其中框架部件102的上表面與包 封樹脂層106的上表面是共面的構造。在這樣的情況下，為了防止在包封操作中包封樹脂 流入框架部件102的內部中，優(yōu)選地在框架部件102和包封金屬模具111之間實現(xiàn)緊密接 觸。 雖然在上述實施例中已經為下述構造進行了描述，其中框架部件102的形狀是柱
形的，但是框架部件的形狀可以是諸如圓柱形的、四角柱等等其它類型的管狀形狀。 雖然在上述實施例中已經為下述構造進行了描述，其中固化的材料的光學透明樹
脂被用于光學透明層113，但是可以通過將先前固化的光學透明部件布置在框架部件的內
部空間中來替代地形成光學透明層。例如，可以使用玻璃或者丙烯酸材料形成光學透明層
113。 顯然的是，本發(fā)明不限于上述實施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的 情況下進行修改和變化。
權利要求
一種用于制造電子器件的工藝，包括在具有其中形成的多個元件的晶圓的上方形成由第一樹脂構成的樹脂膜；圖案化所述樹脂膜以形成被安裝為圍繞所述元件的功能單元的框架部件，以及在所述包封金屬模具的模制表面與所述框架部件的上表面相接觸的同時，通過將第二樹脂注入到所述包封金屬模具的空腔中來形成樹脂層，所述樹脂層填充所述框架部件的外圍，其中所述工藝包括，在形成樹脂層之前或者之后，在所述框架部件的內部中的空間中形成光學透明層。
2. 根據權利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中在所述形成樹脂層之后形成 的所述光學透明層的上表面被放置為高于所述框架部件的上表面。
3. 根據權利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中第一樹脂是用光和/或熱可 固化的樹脂。
4. 根據權利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中第二樹脂包含無機填料。
5. 根據權利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中通過將光學透明樹脂注入到 所述框架部件的內部的空間中并且用光和/或熱固化光學透明樹脂來形成所述光學透明層。
6. 根據權利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中通過將模制的光學透明部件 布置在所述框架部件的內部中的空間中形成所述光學透明層。
7. 根據權利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中所述形成樹脂膜包括通過覆 蓋多個膜狀的樹脂片形成所述樹脂膜。
8. 根據權利要求7所述的用于制造電子器件的工藝，其中所述多個膜狀的樹脂片中的 至少一個具有光學透明性。
9. 根據權利要求7所述的用于制造電子器件的工藝，其中經由輥壓層合機工藝通過覆 蓋多個膜狀的樹脂片形成所述樹脂膜，并且其中經由真空層合機工藝將所述樹脂膜粘附到 所述晶圓的上方。
10. —種電子器件，包括 元件，所述元件被形成在晶圓中；光學透明層，所述光學透明層被形成在所述元件的功能單元的上方； 框架部件，所述框架部件被安裝在所述晶圓的上方以圍繞所述功能單元和所述光學透 明層；以及樹脂層，所述樹脂層填充所述框架部件的外圍， 其中所述框架部件的上表面不低于所述樹脂層的上表面。
11. 根據權利要求io所述的電子器件，其中所述光學透明層的上表面高于所述框架部件的上表面。
12. 根據權利要求10所述的電子器件，其中所述光學透明層的上表面是凸面。
13. 根據權利要求10所述的電子器件，其中所述框架部件的彈性模量在20攝氏度處于 從lGPa到6GPa的范圍內，并且在200攝氏度處于從10MPa到3GPa的范圍內。
14. 根據權利要求10所述的電子器件，其中所述框架部件是使用光和/或熱可固化的 樹脂的固化的產物。
15. 根據權利要求IO所述的電子器件，進一步包括光學透明膜，所述光學透明膜被放 置在所述框架部件的下方并且在其內部中，并且被設置在所述晶圓上，其中所述光學透明 層被布置在所述光學透明膜上。
16. 根據權利要求10所述的電子器件，其中所述光學透明層是使用光和/或熱可固化 的樹脂的固化的產物。
17. 根據權利要求IO所述的電子器件，其中通過采用玻璃或者丙烯酸樹脂形成所述光學透明層。
18. 根據權利要求IO所述的電子器件，其中所述框架部件的上表面比樹脂層的上表面 高出從0mm到0. 06mm的范圍內的距離。
19. 根據權利要求IO所述的電子器件，其中從所述晶圓的表面到所述框架部件的上表 面的高度等于或者高于0. 05mm。
20. 根據權利要求IO所述的電子器件，其中所述框架部件由膜狀的樹脂片或者所述膜 狀的樹脂片的多層部件形成。
21. 根據權利要求10所述的電子器件，其中所述樹脂層包含無機填料。
全文摘要
提供一種電子器件和用于制造電子器件的工藝。減少了半導體元件的功能單元中的裂紋產生。在制造電子器件的工藝中，在晶圓上方形成圍繞功能單元和光學透明層的框架部件；在包封金屬模具段的模制表面與框架部件的上表面接觸的同時通過將包封樹脂注入到包封金屬模具的空腔中形成填充框架部件外圍的樹脂層；形成樹脂層之前或之后在框架部件內部的空間中形成光學透明層。在框架部件與包封金屬模具段的模制表面接觸的同時通過注入包封樹脂形成包封樹脂層，因此包封中用包封金屬模具施加的壓力被施加在功能單元周圍的框架部件上方。此外在包封之后形成光學透明層，因此能避免通過包封金屬模具段與光學透明層的接觸引起的包封中施加的壓力傳遞到功能單元。
文檔編號H01L23/31GK101728282SQ20091020637
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權日2008年10月16日
發(fā)明者內田建次, 平澤宏希 申請人:恩益禧電子股份有限公司