專利名稱：半導(dǎo)體封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種半導(dǎo)體封裝件及其制造方法。
背景技術(shù)：
諸如電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q的圖像傳 感器被廣泛地用在包括移動電話、數(shù)碼相機、光學(xué)移動鼠標、生物識別系統(tǒng)等的各種電子產(chǎn) 品中。因電子產(chǎn)品向著小型化和多功能化的趨勢發(fā)展，對一體化有圖像傳感器的半導(dǎo)體封 裝件的需求不斷地增加，所述一體化有圖像傳感器的半導(dǎo)體封裝件要求纖薄、高密度、低功 耗、多功能性、超高速信號處理、高可靠性、成本效率、高分辨率等。為了滿足這些要求，展開 了各種用于將兩個或多個半導(dǎo)體芯片安裝在一個封裝件中的方法的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體構(gòu)思提供了一種半導(dǎo)體封裝件，在該半導(dǎo)體封裝件中，裂紋最低限度 地產(chǎn)生且可減小裂紋產(chǎn)生面積。本發(fā)明總體構(gòu)思還提供了一種制造半導(dǎo)體封裝件的方法，在該半導(dǎo)體封裝件中， 裂紋最低限度地產(chǎn)生且可減小裂紋產(chǎn)生面積。本發(fā)明總體構(gòu)思的這些方面和其他目標將在下面的對優(yōu)選實施例的描述中闡述， 或通過描述將是明顯的。本發(fā)明總體構(gòu)思的附加方面和用途通過下面的描述將部分地闡述，部分通過描述 將是明顯的，部分通過本發(fā)明總體構(gòu)思的實踐得到。通過半導(dǎo)體封裝件可實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的特征和/或用途，該半導(dǎo)體封裝件包 括半導(dǎo)體芯片，具有第一表面、第二表面和像素區(qū)域；第一粘合圖案，設(shè)置在第一表面上； 第二粘合圖案，設(shè)置在第一粘合圖案和像素區(qū)域之間并設(shè)置在第一表面上；多個外部連接 端子，設(shè)置在第二表面上，其中，第二粘合圖案和外部連接端子設(shè)置為彼此疊置。另外，通過制造半導(dǎo)體封裝件的方法可實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的特征和/或用途， 所述制造半導(dǎo)體封裝件的方法包括以下步驟準備具有第一表面、第二表面和像素區(qū)域的 半導(dǎo)體芯片；在第一表面上形成第一粘合圖案；在第一表面上形成第二粘合圖案且第二粘 合圖案設(shè)置在第一粘合圖案和像素區(qū)域之間；在第二表面上形成多個外部連接端子，其中， 第二粘合圖案和對應(yīng)的外部連接端子彼此疊置。另外，通過半導(dǎo)體封裝件可實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的特征和/或用途，該半導(dǎo)體封 裝件包括半導(dǎo)體芯片，具有像素區(qū)域和圍繞像素區(qū)域的邊緣區(qū)域；第一粘合圖案，位于半 導(dǎo)體芯片的第一表面上，所述第一粘合圖案離半導(dǎo)體芯片的邊緣比離像素區(qū)域近；第二粘 合圖案，位于半導(dǎo)體芯片的第一表面上且在像素區(qū)域和第一粘合圖案之間；多個外部連接端子，安裝到半導(dǎo)體芯片的第二表面，其中，第二粘合圖案在與半導(dǎo)體芯片的第一表面垂直 的方向上與對應(yīng)的外部連接端子疊置。第二粘合圖案可包括從多個第一粘合圖案向像素區(qū)域延伸的突起。多個突起中每個突起可包括與第一粘合圖案相鄰的延伸部分和頂部，延伸部分具 有沿第一方向的寬度，頂部具有沿第一方向的比延伸部分的寬度長的長度。頂部可與對應(yīng)外部連接端子疊置。第二粘合圖案可包括多個與第一粘合圖案分開的島。半導(dǎo)體封裝件還可包括位于半導(dǎo)體芯片的第一表面上的像素區(qū)域中的微透鏡，半 導(dǎo)體芯片可包括光電轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微透鏡接收光以將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號；布線，傳輸電信號。半導(dǎo)體封裝件還可包括位于微透鏡和光電轉(zhuǎn)換器之間的層間介電膜，布線可位于 層間介電膜中，且布線可沿與半導(dǎo)體芯片的第一表面垂直的方向設(shè)置在與各個微透鏡的端 部對應(yīng)的位置處，以允許光透過層間介電膜。層間介電膜可位于光電轉(zhuǎn)換器相對微透鏡的相對側(cè)上，布線可沿與半導(dǎo)體芯片的 第一表面垂直的方向設(shè)置在與光電轉(zhuǎn)換器疊置的位置處。還可通過形成半導(dǎo)體封裝件的方法來實現(xiàn)本發(fā)明總體構(gòu)思的特征和/或用途，形 成半導(dǎo)體封裝件的方法包括以下步驟在半導(dǎo)體晶片的第一表面上形成第一粘合圖案以圍 繞像素區(qū)域；在第一粘合圖案和像素區(qū)域之間形成第二粘合圖案；將透明基底附著到第一 粘合圖案和第二粘合圖案。第二粘合圖案可包括從第一粘合圖案向像素區(qū)域延伸的多個突起。該方法還可包括在半導(dǎo)體晶片的與第一表面相對的第二表面上形成多個外部連 接端子的步驟，多個突起可在與半導(dǎo)體晶片的第一表面垂直的方向上與對應(yīng)的外部連接端
子疊置。該方法還可包括以下步驟在半導(dǎo)體晶片中形成通道以將位于第一表面上的導(dǎo)電 焊盤與位于與第一表面相對的第二表面上的再分配焊盤連接；在第二表面上形成絕緣層以 覆蓋再分配焊盤的部分；切割半導(dǎo)體晶片以形成單獨的半導(dǎo)體芯片。


通過參照附圖詳細地描述本發(fā)明總體構(gòu)思的優(yōu)選實施例，本發(fā)明總體構(gòu)思的上面 和其他特征和優(yōu)點將變得更明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第一實施例的半導(dǎo)體封裝件的平面圖；圖2是圖1中的半導(dǎo)體封裝件沿線1-1’截取的剖視圖；圖3是圖1中的半導(dǎo)體封裝件沿線11-11’截取的剖視圖；圖4是圖2中的部分‘A，的第一放大圖；圖5是圖2中的部分‘A’的第二放大圖；圖6A示出了接合區(qū)域和第二粘合圖案之間的關(guān)系；圖6B是圖6A中的部分‘B’的放大圖；圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第一實施例的第二粘合圖案的各種示例；圖7B是圖7A中的部分‘C’的放大圖7C是圖7A中的部分‘D’的放大圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第二實施例的半導(dǎo)體封裝件的平面圖；圖9是圖8中的半導(dǎo)體封裝件沿線III-III’截取的剖視圖；圖10示出了第二結(jié)合封裝件和外部連接封裝件之間的關(guān)系；圖11是圖10中的部分 ’的放大圖；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第二粘合圖案的各種示例；圖13至圖16是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第三實施例的用于制造半導(dǎo)體封裝件 的方法的剖視圖；圖17至圖20是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第四實施例的用于制造半導(dǎo)體封裝件 的方法的剖視圖。
具體實施例方式通過參照下面對優(yōu)選實施例和附圖的詳細描述，本發(fā)明總體構(gòu)思和實現(xiàn)其的方法 的優(yōu)點和特征將更易于理解。然而，本發(fā)明總體構(gòu)思可以以許多不同的形式實施，并不應(yīng)解 釋為局限于這里提出的實施例。相反，提供這些實施例使本公開將是徹底和完全的，并將本 總體構(gòu)思的思想充分地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明總體構(gòu)思的思想將僅由權(quán)利要求 限定。相同的標號始終代表相同的元件?，F(xiàn)在將詳細地解釋本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例，本發(fā)明總體構(gòu)思的示例在附圖中示 出，其中，相同的標號始終代表相同的元件。下面將參照附圖描述實施例，以解釋本發(fā)明總 體構(gòu)思。應(yīng)該理解的是，當元件或?qū)颖环Q作“連接到”或“結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r，該元件 或?qū)涌芍苯舆B接或結(jié)合到另一元件或?qū)樱蛘呖纱嬖谥虚g元件或中間層。相反，當元件被稱 作“直接連接到”或“直接結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r，不存在中間元件或中間層。如在這里 使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項的任意組合和所有組合。應(yīng)該理解的是，盡管在這里可使用術(shù)語第一、第二等來描述不同的元件，但是這些 元件不應(yīng)該受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅是用來將一個元件與另一元件區(qū)分開來。因此， 例如，在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、第一組件或第一部 分可被稱作第二元件、第二組件或第二部分。這里使用的術(shù)語僅為了描述特定實施例的目的，且不意圖限制本發(fā)明總體構(gòu)思。 如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)理 解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”時，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和 /或組件，但不排除存在或附加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它 們的組。除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本 發(fā)明總體構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還將理解的是，除 非這里明確定義，否則術(shù)語(諸如在通用字典中定義的術(shù)語)應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng) 域的環(huán)境中它們的意思一致的意思，而將不以理想的或者過于正式的含義來解釋它們。為了便于描述，在這里可使用空間相對術(shù)語，如“垂直”、“水平”、“在...下方”、 “在...之下”、“下面的” “在...上方”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個元件或特征與另一(其它)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對術(shù)語意在包含除了在附 圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。將通過本發(fā)明總體構(gòu)思的理想的 示意圖的方式參照平面圖和/或剖視圖來描述這里描述的實施例。因此，可以根據(jù)制造技 術(shù)和/或公差修改示例性示圖。因此，本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例不限于附圖中示出的這些， 而是包括基于制造工藝形成的構(gòu)造中的修改。因此，在附圖中示出的區(qū)域具有示意性特性， 在附圖中示出的區(qū)域的形狀示出元件的區(qū)域的特定形狀且不限于本發(fā)明總體構(gòu)思的方面。在下文中，將參照附圖描述根據(jù)實施例的半導(dǎo)體封裝件及其制造方法。首先，將參照圖1至圖7B來描述根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第一實施例的半導(dǎo)體封裝 件。圖1是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第一實施例的半導(dǎo)體封裝件的平面圖，圖2是圖1 中的半導(dǎo)體封裝件線沿1-1’截取的剖視圖，圖3是圖1中的半導(dǎo)體封裝件沿線11-11’截 取的剖視圖，圖4是圖2中的部分‘A’的第一放大圖，圖5是圖2中的部分‘A’的第二放大 圖，圖6A示出了接合區(qū)域和第二粘合圖案之間的關(guān)系，圖6B是圖6A中的部分‘B’的放大 圖；圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第一實施例的第二粘合圖案的各種示例，圖7B是圖 7A中的部分‘C’的放大圖。參照圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例的半導(dǎo)體封裝件1包括半導(dǎo)體芯片 10、第一粘合圖案21、第二粘合圖案31、外部連接端子51和透明基底80。半導(dǎo)體芯片10包括第一表面11、第二表面12和像素區(qū)域PA。另外，半導(dǎo)體芯片 10包括圍繞像素區(qū)域PA的邊緣區(qū)域EA。這里，像素區(qū)域PA可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10的中 心，但本發(fā)明總體構(gòu)思不限于此。同時，雖然在示出的實施例中，像素區(qū)域PA具有矩形形 狀，但像素區(qū)域PA可具有正方形形狀或任何其他期望的形狀。像素區(qū)域PA可包括微透鏡 110的陣列。這里，像素區(qū)域PA中的微透鏡110的陣列可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10的第一表面 11上。隨后，將更詳細地描述像素區(qū)域PA。第一粘合圖案21設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。這里，第一粘合圖案21 可設(shè)置在第一表面11上圍繞像素區(qū)域PA。為此，第一粘合圖案21可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10 的邊緣區(qū)域EA上。也就是說，第一粘合圖案21沿邊緣區(qū)域EA設(shè)置，以具有圍繞像素區(qū)域 PA的封閉的圈(loop)。如圖1中所示，第一粘合圖案21可連接起來形成單一圖案?？蛇x 擇地，第一粘合圖案21可具有不同的寬度、長度、形狀或其他特征。例如，位于半導(dǎo)體封裝 件1的相對側(cè)上的第一粘合圖案21可具有相同的圖案、形狀或?qū)挾?，彼此相鄰的或在半?dǎo) 體封裝件的拐角處連接的第一粘合圖案21可具有不同的寬度、長度、形狀或其他特征。第一粘合圖案21將透明基底80固定在半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。為此，如 圖2和圖3中所示，第一粘合圖案21可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10和透明基底80之間。這里， 因第一粘合圖案21的厚度會在透明基底80和像素區(qū)域PA之間形成中空區(qū)域VA。同時，在 第一粘合圖案21成形為封閉的圈的情況下，可從外側(cè)屏蔽中空區(qū)域VA。因此，可以保護設(shè) 置在中空區(qū)域VA內(nèi)部的像素區(qū)域PA免受周圍空氣的影響。可以防止像素區(qū)域PA中的光 接收水平的降低或元件壽命的劣化(例如，在像素區(qū)域PA中的微透鏡110受到周圍空氣影 響的情況下會產(chǎn)生上述現(xiàn)象)。同時，第一粘合圖案21的寬度Wl足夠?qū)捯詫⑼该骰?0 穩(wěn)定地(securely)固定在半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。為此，第一粘合圖案21的寬 度Wl可以在例如大約60 μ m至大約150 μ m的范圍內(nèi)。
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在示例性實施例中，第一粘合圖案21可包括光敏粘合聚合物、熱固性聚合物和/ 或環(huán)氧類混合物。第一粘合圖案21的示例可包括苯并環(huán)丁烯。第二粘合圖案31設(shè)置在第一粘合圖案21和像素區(qū)域PA之間。另外，第二粘合圖 案31可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例的第二粘 合圖案31從第一粘合圖案21的一側(cè)面向像素區(qū)域PA突出。這里，第二粘合圖案31可從 第一粘合圖案21的一側(cè)向像素區(qū)域PA突出預(yù)定長度Li。例如，第二粘合圖案31的預(yù)定長 度Ll可在大約75 μ m至大約120 μ m的范圍內(nèi)。類似于第一粘合圖案21，第二粘合圖案31 可將透明基底80固定在半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。如圖1中所示，第二粘合圖案31可從第一粘合圖案21沿朝向半導(dǎo)體封裝件1的 中心或中間部分的方向突出。第二粘合圖案31可為彼此分開且連接到第一粘合圖案21的 多個突起。可選擇地，第二粘合圖案31可與第一粘合圖案21物理地分開。第二粘合圖案31可由與第一粘合圖案21的材料相同的材料形成。在示例性實施 例中，第二粘合圖案31可包括光敏粘合聚合物、熱固性聚合物和/或環(huán)氧類混合物。第二 粘合圖案31的示例可包括苯并環(huán)丁烯。同時，類似于第一粘合圖案21，第二粘合圖案31也可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10和透明 基底80之間。另外，第二粘合圖案31和第一粘合圖案21使透明基底80更穩(wěn)定地固定在 半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。另外，第二粘合圖案31可減輕施加到半導(dǎo)體芯片10的 壓力(stress)，這將在隨后進行更詳細地描述。參照圖1至圖4，根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第一實施例的半導(dǎo)體芯片10可為前側(cè)照 明圖像傳感器芯片。具體地講，半導(dǎo)體芯片10可包括在第一表面11的未設(shè)置微透鏡110 的邊緣區(qū)域EA中的導(dǎo)電焊盤41。在半導(dǎo)體芯片10中，隔離層170布置在半導(dǎo)體基底1000 中以限定有源區(qū)域(active region)。多個光電轉(zhuǎn)換器160可與像素區(qū)域PA對應(yīng)地設(shè)置在 半導(dǎo)體基底1000內(nèi)。同時，雖然未示出，用于傳輸和處理來自多個光電轉(zhuǎn)換器160的信號 的多個晶體管(未示出)可設(shè)置在半導(dǎo)體基底1000上。多個晶體管可在除了像素區(qū)域PA 之外的區(qū)域(也就是，在邊緣區(qū)域EA及像素區(qū)域PA和邊緣區(qū)域EA之間)中形成例如外圍 電路。晶體管和光電轉(zhuǎn)換器160可由多層層間介電膜180和蝕刻停止層(未示出)覆 蓋，其中，多層層間介電膜180和蝕刻停止層一個在另一個的頂部上交替地疊置。另外，布 線140可將多層層間介電膜180與蝕刻停止層連接。布線140可包括與半導(dǎo)體芯片10的 各個層對應(yīng)的布線141、142和143。同時，雖然未在附圖中示出，與光電轉(zhuǎn)換器160疊置的層間介電膜180和蝕刻停止 層中的一些可從像素區(qū)域PA中去除?？稍谌コ龑娱g介電膜180和蝕刻停止層中的一些的 區(qū)域處形成具有優(yōu)異光透射率的樹脂圖案(未示出)。因此，當光通過微透鏡110的陣列入 射到光電轉(zhuǎn)換器160中時，能夠防止入射到半導(dǎo)體芯片10中的光被層間介電膜180和蝕刻 停止層反射/衍射/干涉。也就是說，減少了入射到半導(dǎo)體芯片10中的光的損失，從而提 高了光敏度并實現(xiàn)了銳利的畫質(zhì)。設(shè)置在像素區(qū)域PA中的布線141、142和143可設(shè)置在與隔離層170疊置的位置 處。也就是說，布線141、142和143在與半導(dǎo)體芯片10的第一表面11垂直的方向上設(shè)置 在與各個微透鏡110的端部對應(yīng)的位置處。因此，能夠防止入射到光電轉(zhuǎn)換器160中的光被布線141、142和143阻擋或反射。導(dǎo)電焊盤41可設(shè)置在邊緣區(qū)域EA中的最上面的層間介電膜180的頂表面上。導(dǎo) 電焊盤41可與連接到設(shè)置在邊緣區(qū)域EA中的布線(未示出)的通道塞(via plug) 一體 地形成。同時，平坦化層130可設(shè)置在層間介電膜180的頂表面上。另外，濾色器120可設(shè) 置在像素區(qū)域PA中的平坦化層130上，以與對應(yīng)于各個像素的光電轉(zhuǎn)換器160疊置。濾色 器120可為將自然光分離為三原色的光的紅-綠-藍(RGB)型濾色器，或可為將自然光分 離為青色、黃、綠和絳紅的四種顏色(CYGM)的互補濾色器。微透鏡110可設(shè)置在濾色器120上。同時，半導(dǎo)體芯片10可包括連接到導(dǎo)電焊盤41的通道61。出于在提高信號傳輸 速度的同時減小半導(dǎo)體封裝件的整體尺寸的目的，可形成通道61。半導(dǎo)體封裝件1可包括設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10的第二表面12上的再分配焊盤53。 這里，與半導(dǎo)體芯片10的邊緣區(qū)域相鄰的再分配焊盤53可電連接到通道61。也就是說，每 個通道61的一側(cè)可電接觸導(dǎo)電焊盤41，其另一側(cè)可電接觸再分配焊盤53。半導(dǎo)體封裝件1可包括設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10的第二表面12上的外部連接端子 51。外部連接端子51可為成形為例如焊球(solder ball)，但本發(fā)明總體構(gòu)思不限于此。 根據(jù)母板(其上將安裝半導(dǎo)體封裝件1)的連接端子的形狀，外部連接端子51可具有各種 形狀。外部連接端子51可設(shè)置在再分配焊盤53上。這里，外部連接端子51可包括電接觸 再分配焊盤53的接合區(qū)域55。因此，外部連接端子51可將由再分配焊盤53施加的信號傳 輸?shù)桨雽?dǎo)體封裝件1的外部。接合區(qū)域55面向半導(dǎo)體芯片10的第二表面12。絕緣層71可設(shè)置在再分配焊盤53的至少一部分上。也就是說，絕緣層71可位于 再分配焊盤53的不與外部連接端子51接觸的部分區(qū)域上，并且絕緣層71可不在再分配焊 盤53的與外部連接端子51接觸的部分上。絕緣層71可防止再分配焊盤53和半導(dǎo)體芯片 10的外側(cè)發(fā)生電短路。因此，可防止對半導(dǎo)體芯片10不必要的信號通路。參照圖5，根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例的半導(dǎo)體芯片10可為后側(cè)照明圖像傳感 器芯片。在這種情況下，通過微透鏡110和濾色器120入射的光可直接入射到光電轉(zhuǎn)換器 160中。這里，為了減少入射光的光學(xué)通路，可去除半導(dǎo)體基底1000的部分。由于后側(cè)照 明圖像傳感器芯片構(gòu)造為使光通過半導(dǎo)體基底1000直接入射到光電轉(zhuǎn)換器160中，所以后 側(cè)照明圖像傳感器芯片可不受布線141、142和143的位置的限制。換句話說，如果需要，布 線141、142和143可直接位于各個微透鏡110的下方。也就是說，布線141、142和143在 與半導(dǎo)體芯片10的第一表面11垂直的方向上設(shè)置在與光電轉(zhuǎn)換器160疊置的位置處。參照圖1至圖3及圖6A和圖6B，第二粘合圖案31和外部連接端子51可設(shè)置為彼 此疊置。這里，第二粘合圖案31可與外部連接端子51的接合區(qū)域51疊置。換句話說，如 果半導(dǎo)體芯片10的基本上平坦的第一表面11或第二表面12限定了第一水平軸X，與水平 軸X垂直的方向限定了垂直軸Y，則沿垂直方向Y穿過接合區(qū)域55的無限窄的線也可穿過 第二粘合圖案31中的一個。接合區(qū)域55的相當大的部分(諸如，接合區(qū)域55的表面面積 的15% -30% )可沿垂直方向Y與對應(yīng)的一個第二粘合圖案31疊置。如在說明書中所描述和在權(quán)利要求書中所陳述的，如果接合區(qū)域55的形狀基本 上為圓形，則接合區(qū)域陽的“中心”可與中心點對應(yīng)，或當接合區(qū)域陽為多邊形時，接合區(qū)域55的“中心”可與距多邊形的頂點距離相等的點對應(yīng)，或當接合區(qū)域55為非多邊形形狀 時，接合區(qū)域陽的“中心”可為質(zhì)心或與質(zhì)心最接近的點。由于第二粘合圖案31和外部連接端子51設(shè)置為彼此疊置，所以可以避免可發(fā)生 于半導(dǎo)體芯片10的裂紋的產(chǎn)生或產(chǎn)生裂紋的區(qū)域的增加。如上所述，中空區(qū)域VA可通過 設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10和透明基底80之間的粘合圖案等形成。另外，半導(dǎo)體封裝件1可包 括外部連接端子51，以允許半導(dǎo)體芯片10被安裝在母板上。例如，如果外部連接端子51成 形為焊球的形狀，則施加到半導(dǎo)體封裝件1的外力會集中在焊球上。具體地講，外力可通過 形成在半導(dǎo)體封裝件1的中空區(qū)域VA集中在半導(dǎo)體芯片10的圍繞焊球的區(qū)域上。這里， 如果半導(dǎo)體芯片10的強度不足以抵擋外力，則由于集中的外力會在半導(dǎo)體芯片10中產(chǎn)生 裂紋。如果未形成第二粘合圖案31，則在半導(dǎo)體芯片10的與第一粘合圖案21的周圍部分 對應(yīng)的區(qū)域處會產(chǎn)生裂紋。具體地講，裂紋會主要產(chǎn)生在半導(dǎo)體芯片10的與面對像素區(qū)域 PA的第一粘合圖案21對應(yīng)的區(qū)域處。因此，裝置的穩(wěn)定性會嚴重地劣化。由于根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的實施例的半導(dǎo)體封裝件1包括從第一粘合圖案21的 一側(cè)向像素區(qū)域PA突出預(yù)定長度Ll的第二粘合圖案31，所以可以加強半導(dǎo)體芯片10的強 度，從而將在半導(dǎo)體芯片10中產(chǎn)生的裂紋最小化。另外，由于第二粘合圖案31和外部連接 端子51設(shè)置為相對垂直軸Y彼此疊置，所以可以減小因集中在外部連接端子51上的外力 而導(dǎo)致的在半導(dǎo)體芯片10中的裂紋產(chǎn)生面積。也就是說，通過將第二粘合圖案31形成為 面向像素區(qū)域PA，會在半導(dǎo)體芯片10的與面對像素區(qū)域PA的第二粘合圖案的端部對應(yīng)的 部分上產(chǎn)生裂紋。由于裂紋產(chǎn)生在與第二粘合圖案31的周圍部分對應(yīng)的區(qū)域處，所以會導(dǎo) 致在半導(dǎo)體芯片10的內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，從而與在與第一粘合圖案21的周圍部分對應(yīng)的部分 處產(chǎn)生裂紋的情況相比，減小了整個裂紋產(chǎn)生面積。為了利用第二粘合圖案31來減小裂紋產(chǎn)生面積，第二粘合圖案31可設(shè)置為與外 部連接端子51的接合區(qū)域55的中心疊置。這里，第二粘合圖案31的端部可設(shè)置為穿過外 部連接端子51的接合區(qū)域55的中心。換句話說，如果無限窄的與垂直軸Y平行的線穿過 接合區(qū)域55的中心，則該線也將穿過第二粘合圖案31中的一個的端部。例如，該線可穿過 第二粘合圖案31結(jié)束處的點，或穿過第二粘合圖案31的沿第二粘合圖案31的長度方向的 端部的0% -10%范圍內(nèi)的點。第一粘合圖案21的寬度Wl與第二粘合圖案31的突出長度Ll的比(S卩，W1/L1) 可在0. 5至2的范圍內(nèi)。如果第一粘合圖案21的寬度Wl與第二粘合圖案31的突出長度 Ll的比小于0. 5，則根據(jù)第二粘合圖案31來減小裂紋產(chǎn)生面積的效果可忽略。相反，如果 第一粘合圖案21的寬度Wl與第二粘合圖案31的突出長度Ll的比超過2，則減小與超過長 度對應(yīng)的裂紋產(chǎn)生面積的效果可能沒有發(fā)揮。參照圖7A、7B和7C，第二粘合圖案32、33、34和35可形成為具有各種形狀。也就 是說，第二粘合圖案32、33、34和35可形成為具有多邊形或彎曲形狀。然而，提供具有圖7A 中示出的各種形狀的第二粘合圖案32、33、34和35僅為了舉例說明，如果需要，則它們可具 有不同于那些示出的形狀的形狀。圖7B和圖7C分別示出了圖7A中的部分C和D的放大 圖。第二粘合圖案34可包括從第一粘合圖案21突出的第一突出部分3 和從第一突 出部分3 延伸的第二突出部分34b，第二粘合圖案35可包括從第一粘合圖案21突出的
10第一突出部分3 和從第一突出部分3 延伸的第二突出部分35b。第一突出部分3 或 3 和第二突出部分34b或3 可具有不同的形狀。例如，第一突出部分3 或3 可形成 為棍狀，或形成為具有沿X軸的長度L3比沿Z軸的寬度W3長的形狀。第二突出部分34b 或3 可形成為具有如圖7B中所示的梯形形狀。可選擇地，第二突出部分34b或3 可形 成為具有如圖7C中示出的彎曲形狀。換句話說，第二突出部分可稱作頂部，該頂部與對應(yīng) 的外部連接端子疊置。另外，第二粘合圖案34和35可形成為使得第一突出部分3 或3 的寬度W3和第二突出部分34b或3 的寬度W4彼此不同。例如，第二突出部分34b或3 的寬度可比第一突出部分3 或35a寬。因此，與不具有第二粘合圖案或不具有第二突出 部分34b或35b的半導(dǎo)體芯片10相比，可在第二突出部分34b和3 處極大地加強半導(dǎo)體 芯片10的強度。因此，裂紋可在半導(dǎo)體芯片10的與第二突出部分34b或35b的端部的周 圍部分對應(yīng)的區(qū)域處產(chǎn)生。第一突出部分3 或3 和第二突出部分34b或35b的形狀不 限于圖7A和圖7B中示出的那些形狀，如果需要，它們可以以不同于示出的那些形狀的各種 形狀形成。接下來，將參照圖8至圖12來描述根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實施例的半導(dǎo)體封 裝件。圖8是根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實施例的半導(dǎo)體封裝件的平面圖，圖9是圖8 的半導(dǎo)體封裝件沿線III-III’截取的剖視圖，圖10示出了第二結(jié)合封裝件和外部連接封 裝件之間的關(guān)系，圖11是圖10中的部分 ’的放大圖，圖12示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思 的第二粘合圖案的各種示例。為了解釋的簡明，用相同的標號或符號表示具有與第一實施 例的功能相同的功能的元件，因此省略了對它們的重復(fù)描述。參照圖8和圖9，根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的第二實施例的半導(dǎo)體封裝件2具有與根據(jù) 第一實施例的半導(dǎo)體封裝件1的構(gòu)造基本上相同的構(gòu)造。也就是說，如圖8和圖9所示，包 括在根據(jù)第二實施例的第二半導(dǎo)體封裝件2中的第二粘合圖案210可形成為具有與第一粘 合圖案21分開預(yù)定距離的島狀圖案。換句話說，根據(jù)第二實施例的第二粘合圖案210形成 為與第一粘合圖案21分開以具有島的形狀，而不是形成為從第一粘合圖案21突出。如果 第一粘合圖案21的沿水平方向X的寬度Wl在60 μ m至150 μ m的范圍內(nèi)，則第二粘合圖案 210沿水平方向X的寬度W2可在75 μ m至120 μ m的范圍內(nèi)。也就是說，第一粘合圖案21 的寬度Wl與第二粘合圖案210的寬度W2的比(S卩，W1/W2)可在0. 5至2的范圍內(nèi)。如圖10和圖11所示，第二粘合圖案210與外部連接端子(未示出)疊置以設(shè)置 在半導(dǎo)體芯片10的第一表面11上。圖11示出了圖10中的部分E的放大圖。如上所述， 每個外部連接端子包括面向半導(dǎo)體芯片10的第二表面12的接合區(qū)域55。第二粘合圖案 210與外部連接端子的接合區(qū)域55疊置。每個第二粘合圖案210可與接合區(qū)域55的至少 四分之一(1/4)的面積疊置。如果第二粘合圖案210和接合區(qū)域55之間的疊置面積小于 接合區(qū)域55的1/4的面積，則半導(dǎo)體芯片10的抵擋施加到外部連接端子的外力的強度不 足夠高，使其難以減小半導(dǎo)體芯片10的因外力導(dǎo)致的裂紋產(chǎn)生面積。也就是說，第二粘合 圖案210引導(dǎo)裂紋將產(chǎn)生在半導(dǎo)體芯片10的與第二粘合圖案210的周圍部分對應(yīng)的部分 處的功能不會充分地發(fā)揮。換句話說，第二粘合圖案210的接觸半導(dǎo)體芯片10的第一表面11的表面面積與 外部連接端子和再分配焊盤53的接合區(qū)域55的表面面積的至少1/4疊置。如在說明書和權(quán)利要求書中所描述的，當無限窄且沿垂直方向Y延伸的線穿過第二粘合圖案210和接合 區(qū)域55中的每一個時，第二粘合圖案210與接合區(qū)域55的一部分疊置。同時，第二粘合圖案210可在接合區(qū)域55的中心處并通過接合區(qū)域55的中心與 外部連接端子疊置。因此，可以加強半導(dǎo)體芯片10的強度，并可將集中在外部連接端子上 的外力分散給第二粘合圖案210的周圍部分。因此，使裂紋產(chǎn)生在半導(dǎo)體芯片10的與第二 粘合圖案210的周圍部分對應(yīng)的部分處，從而減小了半導(dǎo)體芯片10的裂紋產(chǎn)生面積。參照圖12，根據(jù)第二實施例的第二粘合圖案210可具有各種形狀的圖案211、212、 213和214。也就是說，第二粘合圖案211、212、213和214可形成為具有多邊形或彎曲的形 狀。然而，提供具有如圖12中示出的各種形狀的第二粘合圖案211、212、213和214僅為了 舉例說明，如果需要，它們可具有不同于示出的那些形狀的形狀。接下來，將參照圖13至圖16來描述根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實施例的制造半 導(dǎo)體封裝件的方法。圖13至圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實施例的用于制造半導(dǎo)體封裝 件1的方法的剖視圖。為了解釋的簡明，用相同的標號或符號表示具有與第一實施例的功 能相同的功能的元件，因此省略了對它們的重復(fù)描述。參照圖13和圖14，準備將被劃分為單元半導(dǎo)體芯片10的晶片WF，晶片的與單獨 的單元半導(dǎo)體芯片10對應(yīng)的部分Ia和Ib中的每個包括如圖2所示的第一粘合圖案21、第 二粘合圖案31、微透鏡110和導(dǎo)電焊盤41。第一粘合圖案21和第二粘合圖案31形成在晶片WF上。第一粘合圖案21形成在 半導(dǎo)體芯片部分Ia和Ib的第一表面11的邊緣區(qū)域EA上。這里，可將第一粘合圖案21形 成為圍繞半導(dǎo)體芯片部分Ia和Ib的像素區(qū)域PA。將第二粘合圖案31形成為從第一粘合 圖案21的任一側(cè)突出以面向像素區(qū)域PA?？蓪⒌谝徽澈蠄D案21形成為具有在60μπι至150μπι范圍內(nèi)的寬度。這里，每個 第二粘合圖案31的突出長度Ll可在75 μ m至120 μ m的范圍內(nèi)。也就是說，第一粘合圖案 21的寬度Wl與每個第二粘合圖案31的突出長度Ll的比(S卩，W1/L1)可在0. 5至2的范 圍內(nèi)。第一粘合圖案21和第二粘合圖案31可由相同的材料同時形成。根據(jù)一個實施例， 為了形成第一粘合圖案21和第二粘合圖案32，將粘合光致抗蝕劑聚合物層涂覆在晶片WF 的整個表面上，并在大約50°C至大約70°C的低溫下執(zhí)行軟烤(soft baking)工藝。另外， 執(zhí)行曝光和顯影工藝來形成第一粘合圖案21和第二粘合圖案31。除了上述的工藝，可使用 屏幕印刷工藝、噴墨工藝或分裝工藝(dispenser process)形成第一粘合圖案21和第二粘 合圖案31。參照圖14，將透明基底80放在具有第一粘合圖案21和第二粘合圖案31的晶片 WF上。隨后，利用施加的熱將得到的產(chǎn)品壓到一起，從而將透明基底80接合到晶片WF?？?以在例如150°C至210°C執(zhí)行接合工藝。因此，可將中空區(qū)域VA限定在透明基底80和晶片 WF之間?？蛇x擇地，可在使晶片WF變薄后來接合透明基底80。參照圖15，使用例如激光將邊緣區(qū)域EA中的晶片WF部分地去除，從而形成暴露導(dǎo) 電焊盤41的底表面的通道孔。接下來，將導(dǎo)電層堆疊并圖案化，從而形成電連接到導(dǎo)電焊盤41的通道61，同時
12覆蓋通道孔的側(cè)壁。形成電接到通道61并設(shè)置在半導(dǎo)體芯片部分Ia和Ib的第二表面12 上的再分配焊盤53。接下來，形成部分地覆蓋通道61和再分配焊盤53的絕緣層71。然 后，將外部連接端子51形成在再分配焊盤53 (未被絕緣層71覆蓋而被暴露)上?？蓪⑼?部連接端子51成形為例如焊球。外部連接端子51可包括接觸再分配焊盤53的接合區(qū)域 55。每個接合區(qū)域55可面向半導(dǎo)體芯片10的第二表面12?？蓪⑼獠窟B接端子51形成為 與第二粘合圖案31疊置?？蓪⑼獠窟B接端子51形成為使得第二粘合圖案31與接合區(qū)域 55的中心疊置?？蛇x擇地，可將外部連接端子51形成為在穿過接合區(qū)域55的中心與第二 粘合圖案31疊置。參照圖16，通過基于S-S’線切割透明基底80和晶片WF來執(zhí)行單片劃工藝 (singulation process)以生產(chǎn)離散的單元半導(dǎo)體芯片10?？墒褂美缃饎偸镀瑘?zhí)行單 片劃工藝。因此，可完成具有與在圖1和圖2中描述的半導(dǎo)體封裝件1的構(gòu)造基本相同的 構(gòu)造的半導(dǎo)體封裝件1，。雖然本實施例示出了第一粘合圖案21和第二粘合圖案31形成在晶片WF的表面 上，但第一粘合圖案21和第二粘合圖案31可形成在透明基底80的表面上。然后，可將晶 片WF結(jié)合到透明基底80，接下來翻轉(zhuǎn)得到的產(chǎn)品。接下來，將參照圖17至圖20來描述根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實施例的制造半 導(dǎo)體封裝件的方法。圖17至圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的另一實施例的用于制造半導(dǎo)體封裝 件2’的方法的剖視圖。為了解釋的簡明，用相同的標號或符號表示具有與第一實施例的功 能相同的功能的元件，因此省略了對它們的重復(fù)描述。將第二粘合圖案210形成為與第一粘合圖案21分開并具有島的形狀，換句話說， 形成為與第一粘合圖案21整體物理地分開。同時，外部連接端子51可包括面向晶片WF的 第二表面12的接合區(qū)域55，并且第二粘合圖案210形成為與外部連接端子51的接合區(qū)域 55疊置。第二粘合圖案210與接合區(qū)域55的至少四分之一(1/4)的面積疊置。另外，第二 粘合圖案210可在接合區(qū)域55的中心處并通過接合區(qū)域55的中心與外部連接端子51疊 置。因本實施例的其它細節(jié)與上述實施例的細節(jié)基本相同，所以省略了對它們進行重復(fù)的 詳細描述。在圖17中，提供了晶片WF并將第一粘合圖案21和第二粘合圖案210形成在晶片 WF的第一表面11上。晶片可具有與不同的半導(dǎo)體封裝件區(qū)域加和2b對應(yīng)的邊緣區(qū)域EA 和像素區(qū)域PA。也可將微透鏡110形成晶片WF的第一表面11上。在圖18中，將透明基底 80壓到第一粘合圖案21和第二粘合圖案210上。在圖19中，將通道61形成在晶片WF中， 另外，將再分配焊盤、外部連接端子51和絕緣層71形成在晶片WF的第二表面12上。在圖 20中，在邊緣區(qū)域EA中切割晶片WF和透明基底80來形成單獨的半導(dǎo)體封裝件2’。雖然已參照本發(fā)明總體構(gòu)思的示例性實施例具體地示出和描述了本發(fā)明總體構(gòu) 思，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明總體構(gòu)思的精 神和范圍的情況下，可對形式和細節(jié)做出各種改變。因此，期望實施例在全部方面被認為是 示出性的而不是限制性的，參照權(quán)利要求而非前述的描述來表示本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍。雖然已示出和描述了本發(fā)明總體構(gòu)思的幾個實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理 解，在不脫離總體構(gòu)思的原理和精神的情況下，可對這些實施例做各種改變，總體構(gòu)思的范圍由權(quán)利要求及它們的等同物限制。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件包括 半導(dǎo)體芯片，具有第一表面、第二表面和像素區(qū)域； 第一粘合圖案，設(shè)置在第一表面上；第二粘合圖案，設(shè)置在第一粘合圖案和像素區(qū)域之間并設(shè)置在第一表面上； 多個外部連接端子，設(shè)置在第二表面上，其中，第二粘合圖案和對應(yīng)的外部連接端子被設(shè)置為在與第一表面垂直的方向上彼此疊置。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第一粘合圖案圍繞像素區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第一粘合圖案設(shè)置在半導(dǎo)體芯片的外圍 邊緣區(qū)域處。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案從第一粘合圖案突出以面 向像素區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，每個外部連接端子包括面對第二表面的 接合區(qū)域，第二粘合圖案與接合區(qū)域的中心疊置。
6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案為多邊形圖案或彎曲圖案。
7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案包括第一突出部分和第二 突出部分，第一突出部分從第一粘合圖案沿第一方向突出，第二突出部分從第一突出部分 沿與第一方向不同的至少一個第二方向延伸。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第一粘合圖案的寬度與第二粘合圖案的 突出長度的比在0. 5至2的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案形成為與第一粘合圖案彼 此分開并具有島狀的圖案。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，外部連接端子包括面向第二表面的接合 區(qū)域，第二粘合圖案與接合區(qū)域以接合區(qū)域的至少四分之一的面積疊置。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案與接合區(qū)域的中心疊置。
12.—種半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件包括 半導(dǎo)體芯片，具有像素區(qū)域和圍繞像素區(qū)域的邊緣區(qū)域；第一粘合圖案，位于半導(dǎo)體芯片的第一表面上，所述第一粘合圖案離半導(dǎo)體芯片的邊 緣比離像素區(qū)域近；第二粘合圖案，位于半導(dǎo)體芯片的第一表面上且在像素區(qū)域和第一粘合圖案之間； 多個外部連接端子，安裝到半導(dǎo)體芯片的第二表面，其中，第二粘合圖案在與半導(dǎo)體芯片的第一表面垂直的方向上與對應(yīng)的外部連接端子疊置。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案包括從第一粘合圖案向 像素區(qū)域延伸的多個突起。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，多個突起中每個突起包括與第一粘合 圖案相鄰的延伸部分和頂部，延伸部分具有沿第一方向的寬度，頂部具有沿第一方向的比 延伸部分的寬度長的長度。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，頂部與對應(yīng)的外部連接端子疊置。
16.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，第二粘合圖案包括多個與第一粘合圖 案分開的島。
17.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件還包括位于半導(dǎo)體芯片的 第一表面上的像素區(qū)域中的微透鏡，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括光電轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微透鏡接收光來將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號；布線，傳輸電信號。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件還包括位于微透鏡和光電 轉(zhuǎn)換器之間的層間介電膜，其中，布線位于層間介電膜中，且布線在與半導(dǎo)體芯片的第一表面垂直的方向上設(shè)置 在與各個微透鏡的端部對應(yīng)的位置處，以允許光透過層間介電膜。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體封裝件，所述半導(dǎo)體封裝件還包括層間介電膜，所述 層間介電膜位于光電轉(zhuǎn)換器相對微透鏡的相對側(cè)上，其中，布線位于層間介電膜中，且布線在與半導(dǎo)體芯片的第一表面垂直的方向上設(shè)置 在與光電轉(zhuǎn)換器疊置的位置處。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體封裝件。該半導(dǎo)體封裝件包括半導(dǎo)體芯片，具有第一表面、第二表面和像素區(qū)域；第一粘合圖案，設(shè)置在第一表面上；第二粘合圖案，設(shè)置在第一粘合圖案和像素區(qū)域之間并設(shè)置在第一表面上；多個外部連接端子，設(shè)置在第二表面上，其中，第二粘合圖案和外部連接端子設(shè)置為彼此疊置。
文檔編號H01L27/146GK102136486SQ20101062241
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者姜蕓炳, 張衡善, 權(quán)云星, 趙泰濟, 金晶煥 申請人:三星電子株式會社