半导体封装装置和其制造方法与流程

1.本公开涉及半导体封装装置，且更明确地说，涉及包含传感装置的半导体封装装置。


背景技术：

2.传感装置(例如，传感器或微机电系统(microelectromechanical systems，mems))广泛用于许多应用中。大体来说，传感装置具有传感区域以检测或接收环境信息(例如，声音、压力、温度、湿度、气体等)。然而，传感区域对环境敏感，且检测到的信息可能受到影响。因此，需要减少传感装置所检测到的信息的误差或偏差。


技术实现要素：

3.在一些实施例中，根据本公开的方面，传感模块包含传感装置、第一保护膜和第二保护膜。所述传感装置具有有源表面和与所述传感装置的所述有源表面相邻安置的传感区域。所述第一保护膜安置在所述传感装置的所述有源表面上且完全覆盖所述传感区域。所述第二保护膜与所述第一保护膜和所述传感装置的所述有源表面接触。
4.在一些实施例中，根据本公开的另一方面，半导体装置封装包含衬底、传感装置、第一保护膜和第二保护膜。所述传感装置安置在所述衬底上。所述传感装置具有背对所述衬底的有源表面和与所述传感装置的所述有源表面相邻安置的传感区域。所述第一保护膜安置在所述传感装置的所述有源表面上且完全覆盖所述传感区域。所述第二保护膜与所述第一保护膜和所述传感装置的所述有源表面接触。
5.在一些实施例中，根据本公开的另一方面，一种制造电子模块的方法包含：(a)提供传感装置，所述传感装置具有有源表面和与所述传感装置的所述有源表面相邻安置的传感区域；(b)在所述传感装置的所述有源表面上形成第一保护膜以完全覆盖所述传感装置的所述传感区域；以及(c)形成与所述第一保护膜的一部分和所述传感装置的所述有源表面接触的第二保护膜。
附图说明
6.本公开的一些实施例的方面在与附图一起阅读时从以下详细描述最好地理解。应注意，各种结构可能未按比例绘制，且各种结构的尺寸可出于论述清楚起见而任意增大或减小。
7.图1a说明根据本公开的一些实施例的传感模块的横截面视图。
8.图1b说明根据本公开的一些实施例的传感模块的横截面视图。
9.图2说明根据本公开的一些实施例的传感模块的横截面视图。
10.图3a说明根据本公开的一些实施例的传感模块的横截面视图。
11.图3b说明根据本公开的一些实施例的传感模块的俯视图。
12.图4说明根据本发明的一些实施例的半导体装置封装的横截面视图。
13.图5a、图5b和图5c说明根据本公开的一些实施例的传感模块制造工艺的一或多个阶段。
14.贯穿图式和详细描述使用共同附图标号来指示相同或类似组件。根据以下详细描述结合附图可最好地理解本公开。
具体实施方式
15.图1a和图1b说明根据本公开的一些实施例的传感模块1的横截面视图。传感模块1包含传感装置10和保护膜11。
16.传感装置10具有有源表面101和与传感装置10的有源表面101相邻安置的传感区域10s。传感装置10的传感区域10s配置成接收或检测来自环境的至少一个信号/信息(例如，声音、压力、温度、湿度、气体或类似物)。传感装置10可以是或包含半导体裸片或芯片。在一些实施例中，传感装置10可以是或包含传感器或mems。在一些实施例中，传感装置10可以是或包含例如压力传感器、麦克风、气压计、温度计、湿度计、气体检测器或类似物。传感装置10可包含一或多个导电衬垫10p，所述导电衬垫接近、邻近或内嵌并暴露在传感装置10的有源表面101上。
17.保护膜11安置在传感装置10的有源表面101的至少一部分上。举例来说，保护膜11完全覆盖传感装置10的传感区域10s，且暴露传感装置10的有源表面101的其它部分(例如，导电衬垫10p)。在一些实施例中，保护膜11附接到传感装置10的有源表面101上以保护传感区域10s，这将防止传感区域10s免于损伤或污染。在一些实施例中，保护膜11包含将不影响传感装置10的效能的材料。举例来说，保护膜11可以是包含疏水性材料的钝化薄膜。然而，此等保护膜11相对于传感装置10的有源表面101具有相对不良的连接。因此，保护膜11的边缘可从传感装置10的有源表面101剥离或脱离，这将降低传感装置10的良品率(例如，约30％)。
18.图2说明根据本公开的一些实施例的传感模块2的横截面视图。传感模块2类似于如图1a中所展示的传感模块1，除了传感模块2进一步包含保护膜12。
19.保护膜12安置在保护膜11的一部分和传感装置10的有源表面101的一部分上。举例来说，保护膜12覆盖不与传感装置10的传感区域10s交叠的保护膜11的部分。举例来说，保护膜12暴露覆盖传感装置10的传感区域10s的保护膜11的一部分。举例来说，保护膜12在传感装置10的有源表面101上的投影与传感区域10s在传感装置10的有源表面101上的投影间隔开。保护膜12暴露导电衬垫10p。保护膜12直接接触保护膜11的部分和传感装置10的有源表面101的部分。
20.在一些实施例中，保护膜12和保护膜11包含不同材料。在一些实施例中，保护膜12与传感装置10的有源表面101之间的接合强度大于保护膜11与传感装置10的有源表面101之间的接合强度。在一些实施例中，保护膜12由包含羟基的材料形成或包含所述材料。在一些实施例中，保护膜12由适用于暴露和显影工艺的材料形成或包含所述材料。在一些实施例中，保护膜12为钝化薄膜或介电薄膜。在一些实施例中，保护膜12包含聚酰亚胺(pi)、聚苯并恶唑(pbo)或苯环丁烷(bcb)。藉由使用相对于传感装置10的有源表面101具有相对强连接的保护膜12将保护膜11按压或固定在传感装置10的有源表面101上，可消除如图1b中所展示的保护膜11的剥离/脱离的问题。这将大大提高传感装置10的良品率。
21.图3a说明根据本公开的一些实施例的传感模块3的横截面视图。传感模块3类似于如图2中所展示的传感模块2，且其间差异描述如下。
22.保护膜11具有一或多个开口11h以暴露传感装置10的有源表面101。开口11h填充有保护膜12。举例来说，保护膜12进一步在开口11h内延伸且直接接触从开口11h暴露的传感装置10的有源表面101。在一些实施例中，保护膜11和保护膜12界定锁结构(例如，锚地锁)。因此，如图2中所说明，保护膜12与传感装置10的有源表面101之间的连接比保护膜12与传感装置10的有源表面101之间的连接更强。这将大大提高传感装置10的良品率(约100％)。
23.图3b说明根据本公开的一些实施例的如图3a中所展示的传感模块3的俯视图。如图3b中所展示，保护膜11包含彼此分隔开的多个开口11h。在一些实施例中，可取决于不同设计要求调整或改变开口的数目、大小和形状以及两个邻近的开口之间的距离。在一些实施例中，开口11h围绕传感装置10的传感区域10s。开口11h与传感装置10的传感区域10s间隔开。
24.图4说明根据本发明的一些实施例的半导体装置封装4的横截面视图。如图3a中所展示，半导体装置封装4包含衬底40、封装主体41和传感模块3。在其它实施例中，取决于不同设计要求，半导体装置封装4的传感模块3可由图1a中的传感模块1或图2中的传感模块2替换。
25.衬底40可以是例如印刷电路板，例如，纸基铜箔层合物、复合铜箔层合物或聚合物浸渍的玻璃纤维基铜箔层合物。衬底40可包含互连结构，诸如重新分布层(rdl)或接地元件。在一些实施例中，衬底40可以是包含核心层和导电材料和/或结构的单层衬底或多层衬底。导电材料和/或结构可包含多个迹线。衬底40可包含一或多个导电衬垫40p，所述导电衬垫接近、邻近或内嵌并暴露在衬底40的表面401上。衬底40可包含在衬底40的表面401上的防焊剂(或防焊罩)以完全暴露或暴露导电衬垫40p的至少一部分用于电连接。举例来说，防焊剂可覆盖导电衬垫10p的一部分。
26.传感模块3安置在衬底40的表面401上。传感装置10的有源表面101背对衬底40的表面401。传感装置10的导电衬垫10p通过接合线10w电连接到衬底40的导电衬垫40p。
27.封装主体41安置在衬底40的表面401上，且传送装置10的有源表面101的一部分从保护膜11和/或保护膜12暴露。封装主体41覆盖或包封传送装置10的有源表面101的部分、接合线10w和衬底40。在一些实施例中，封装主体41包含具有填料的环氧树脂、模制原料(例如，环氧模制原料或其它模制原料)、聚酰亚胺、酚类化合物或材料、具有分散在其中的硅酮的材料或其组合。
28.图5a、图5b和图5c说明根据本公开的一些实施例的传送模块制造工艺的各个阶段。在一些实施例中，图5a、图5b和图5c中所说明的操作可用于制造如图3a中所展示的传送模块3。替代地，图5a、图5b和图5c中所说明的操作可用于制造其它传感模块。
29.参看图5a，提供传感装置10。保护膜11'放置在或附接到传感装置10的有源表面101上，以覆盖传感装置10的有源表面101(包含传感区域10s和导电衬垫10p)。接着，将图案化掩模59安置在保护膜11'上。图案化掩模59位于传感装置10的传感区域10s上方，且位于与传感装置10的传感区域10s的边缘相邻的位置上方。
30.参看图5b，移除保护膜11'的一部分以形成保护膜11。在一些实施例中，可通过(例
如)微影操作(例如，暴露和显影工艺)移除保护膜11'的部分。保护膜11具有多个开口11h以暴露传感装置10的有源表面101。
31.参看图5c，保护膜12形成在传感装置10的有源表面101的一部分上。保护膜12形成在保护膜11的一部分上。保护膜12形成在开口11h内且直接接触从开口11h暴露的传感装置10的有源表面101。在一些实施例中，保护膜12可通过类似于用于形成保护膜11的工艺形成。
32.在描述一些实施例中，一个组件设置“在”另一组件“上”可涵盖前者组件直接在后者组件上(例如，与后者组件物理接触)的情况，以及一或多个中间组件定位在前者组件和后者组件之间的情况。
33.在一些实施例的描述中，表征为“光透射”或“透明”的组件可以指这类组件在相关波长或相关波长范围例如光发射体发出的峰值红外波长或红外波长范围内具有至少80％例如至少85％或至少90％的透光率。在一些实施例的描述中，表征为“光屏蔽”、“光阻断”或“不透明”的组件可以指这类组件在相关波长或相关波长范围例如光发射体发出的峰值红外波长或红外波长范围内具有不大于20％例如不大于15％或不大于10％的透光率。
34.另外，有时在本文中按范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是出于便利和简洁目的而使用，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围极限的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值和子范围一般。
35.如本文中所使用，术语“大致”、“基本上”、“实质”和“约”用于描述和解释小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可以指事件或情形明确发生的情况和事件或情形极接近于发生的情况。举例来说，当结合数值使用时，术语可指小于或等于所述数值的
±
10％的变化范围，如小于或等于
±
5％、小于或等于
±
4％、小于或等于
±
3％、小于或等于
±
2％、小于或等于
±
1％、小于或等于
±
0.5％、小于或等于
±
0.1％、或小于或等于
±
0.05％。
36.尽管已参考本公开的特定实施例描述和说明本公开，但这些描述和说明并不限制本公开。所属领域的技术人员将清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效物而不脱离如由所附权利要求书所定义的本公开的真实精神和范围。图示可能未必按比例绘制。归因于制造工艺中的变量等，本公开中的艺术再现与实际装置之间可能存在区别。可存在未特定说明的本公开的其它实施例。应将本说明书和图式视为说明性的，而非限制性的。可做出修改以使特定情况、材料、物质组成、方法或工艺适应于本公开的目标、精神和范围。所有此类修改均预期在随附的权利要求书的范围内。虽然已经参考以特定次序执行的特定操作描述了本文中所公开的方法，但是应理解，这些操作可以组合、细分或重新排序以形成等效方法而不脱离本公开的教示。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非是对本公开的限制。