电子装置以及制造电子装置的方法

专利名称：电子装置以及制造电子装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种电子装置及一种用于制造电子装置的方法。
背景技术：
在功能元件中具有曝光部分的电子装置为了实际使用正被研发， 以满足近来科技发展的需要。这种类型的装置的研发是基于降低光信 号衰减的需要和在通过在电子装置中采用黑色树脂来安装无铅时满足 回流条件的改善的电子装置的防潮性，所述电子装置将光信号转换成 电信号并将从电子装置的外部进入的光信号直接引导到光学装置的受 光部件(photo acceptance)。特别是，在利用蓝光作为光信号的光记 录技术中，在用于将光信号转换成电信号的光接收装置中使用的环氧 树脂被蓝光退化，而处于失效条件，因此，需要上述在功能元件中具 有曝光部分的电子装置，在该电子装置中，环氧树脂从光学路径上被 消除。此外，具有这种结构的电子装置包括在功能元件中的可移动元 件(例如，微电子机械系统(MEMS)、电声滤波器(electro-acoustic filter) 等)，希望在具有不能用树脂封装(encapsulate)的可移动元件的装置或 者用于相机的固态图像传测元件中采用上述类型的电子装置。
图12是截面图，示出了在日本专利特开2001-257334中描述的固态 成像装置。如图12所示，固态成像装置包括固态图像传测元件芯片 Sl;环氧树脂片84，具有仅形成在受光部件单元(未显示)中的开口 部分83，所述受光部件单元利用粘合剂85粘附到固态图像传测元件芯 片81;透明构件86，利用粘合剂85粘附到环氧树脂片84上，并用作平
板部分。固态图像传测元件芯片81被贴片(die-bonded)到封装或者基 底810上，固态图像传测元件芯片81的焊盘部分81a与封装或者基底810 之间特定的联接通过焊线811实现，以完成实际使用，然后，包括除了 气密之外的焊线联接部分的外周部分利用封装树脂(encapsulating resin) 812被封装。透明构件86用作受光器的保护膜。
图13和图14是截面图，示出了在日本专利特开H07-202152 (1995) 中描述的固态成像装置。如图13所示，固态成像装置包括固态图像传 测元件芯片91，在固态图像传测元件芯片91中，仅设置有微透镜93的 受光部件区域92被透明的封装构件94气密密封。固态图像传测元件芯 片91通过贴片被直接粘附到基底921上，在将固态图像传测元件芯片91 的电极通过焊线922连接到基底921的电极上之后，除了仅设置在固态 图像传测元件芯片91的受光部件区域92中的透明的封装构件94和具有 焊线922的联接部分之外的芯片表面利用封装树脂923封装。如图14所 示，透明的封装构件911包括平板部分911a和框架911b，并且被构造成 在框架911b的上表面上形成平板部分911a。透明的封装构件911提供对 受光部件区域92的保护，平板部分911a用作保护膜。图14中所示的透明 的封装构件911与图13中所示的透明的封装构件94对应。
此外，封装树脂812的上表面定位得比参照图12描述的固态成像装 置中的环氧树脂片84的上表面更高。因此，在环氧树脂片84上形成的 透明构件86的侧表面覆盖有封装树脂812。这提供了透明构件86的侧表 面与封装树脂812的粘附，从而难以剥离透明构件86。
在参照图13和图14描述的固态成像装置中，封装树脂923的上表面 定位得比框架91b的上表面更高。如图13所示，由于透明的封装构件94 的侧表面覆盖有封装树脂923，如图14所示的平板部分911a的侧表面覆 盖有封装树脂923 (未显示)。这使得平板部分911a的侧表面与封装树 脂923粘附，导致难以剥离平板部分911a。此外，由于粘附平板部分911a 的表面的空间区域由框架911b的上表面的空间区域限制，难以增加用
于实现更大的粘附力的粘附的空间区域。

发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种电子装置，该电子装置包括 元件；框架构件，由第一树脂构成、被设置成围绕所述元件的功能单 元；以及树脂层，由第二树脂构成，并填充所述框架构件的外围，其 中，所述元件的所述功能单元在由所述框架构件围绕的空间中暴露， 其中，所述框架构件的上表面和所述树脂层的上表面形成共同平面， 或者所述框架构件的上表面定位得比所述树脂层的上表面更高。
在这种电子装置中，框架构件的上表面和树脂层的上表面共面， 或者框架构件的上表面定位得比树脂层的上表面更高。更具体地讲，
能够更容易地附着和去除覆盖框架构件的上表面和树脂层的上表面的 保护膜，从而能够实现减少功能单元中的污染，提供一种具有提高的 可靠性的电子装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子装置，该电子装置包括 元件；框架构件，由第一树脂构成、被设置成围绕所述元件的功能单 元；以及树脂层，由第二树脂构成，并填充所述框架构件的外围，其 中，所述元件的所述功能单元在由所述框架构件围绕的空间中暴露， 其中，所述框架构件的上表面定位得比所述树脂层的上表面更高。
在这种电子装置中，框架构件的上表面定位得比树脂层的上表面 更高。更具体地讲，能够更容易地附着和去除覆盖框架构件的上表面
和树脂层的上表面的保护膜，从而能够实现减少功能单元中的污染， 提供一种具有提高的可靠性的电子装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造电子装置的方法， 该方法包括以下步骤在晶圆上形成树脂膜，所述晶圆具有形成在其 中的多个元件；图案化所述树脂膜以形成框架构件，所述框架构件由
第一树脂构成并被设置成围绕所述元件的功能单元；提供封装，包括 以下步骤在基材构件上安装所述元件；分别向所述框架构件的上表 面和所述基材构件的下表面压模封装金属模具的成型面；将第二树脂 注入到由所述封装金属模具的成型面围绕的除了由所述框架构件围绕 的部分之外的部分中，以填充所述框架构件的外围。
由于在制造电子装置的这种方法中，封装金属模具的成型面被压 向框架构件的上表面和基材构件的下表面，并且第二树脂被注入到由 封装金属模具的成型面围绕的除了由框架构件围绕的部分之外的部分 中，以填充框架构件的外围，那么框架构件的上表面和树脂层的上表
面被形成共面。这使得能够更容易地附着和去除覆盖框架构件的上表 面和树脂层的上表面的保护膜，从而能够实现减少功能单元中的污染， 提供一种具有提高的可靠性的电子装置。这通过简单的工艺提供了具
有提高的可靠性的电子装置。
根据本发明，能够提供一种具有提高的可靠性及在暴露元件的功 能单元中减少污染的电子装置，还提供了一种制造该电子装置的方法。


通过下面结合附图对特定的优选实施例进行的描述，本发明的上 述和其它目的、优点和特征将会变得更加清楚，其中
图1A是透视图，示出了在第一实施例中的电子装置，图1B是图1A 中的电子装置的沿着I-I'线截取的截面图2A至图2D是截面图，示出了用于制造第一实施例中的电子装置 的过程；
图3A至图3C是截面图，示出了用于制造第一实施例中的电子装置 的过程；
图4A至图4B是截面图，示出了用于制造第一实施例中的电子装置 的过程；
图5A至图5C是截面图，示出了第一实施例中的电子装置的制造过
程；
图6A是透视图，示出了在第一实施例中的另一电子装置，图6B是 图6A中的电子装置的沿着II-II'线截取的截面图7A至图7C是截面图，示出了用于制造第二实施例中的电子装置 的过程；
图8A至图8D是截面图，示出了用于制造第三实施例中的电子装置 的过程；
图9A至图9B是截面图，示出了用于制造第四实施例中的电子装置 的过程；
图10A是透视图，示出了在第五实施例中的电子装置，图10B是图 IOA中的电子装置的沿着III-III'线截取的截面图11A至图11G是截面图，示出了用于制造第六实施例中的电子装 置的过程；
图12是截面图，示出了传统的电子装置； 图13是截面图，示出了传统的电子装置；以及 图14是截面图，示出了传统的电子装置。
具体实施例方式
现在，将参照示意性实施例描述本发明。本领域的技术人员应该 理解，利用本发明的教导能够实现很多可选择的实施例，并且本发明 不限于为了解释性的目的示出的这些实施例。
以下，将参照附图详细描述根据本发明的用于电子装置的示例性 实施方式及其制造方法。在附图中，相同的标记指示附图中出现的相 同的元件，并且将不重复对它们的详细描述。
第一实施例
图1A是透视图，示出了在第一实施例中的电子装置，图1B是沿 着图1A中的I-I'线截取的截面图。
如图1B所示，电子装置108包括光接收元件IOI;框架构件102， 由第一树脂构成、被设置为围绕光接收元件101的受光器单元101b(功 能单元)；封装树脂层106，由第二树脂构成，并填充框架构件102的 外围。虽然图1B中没有示出，但是电子装置108还包括覆盖由框架构 件102的上表面和封装树脂层106的上表面形成的平面的保护膜。而 且，光接收元件101通过金属细丝105电联接到引线框架104上。
框架构件102的上表面和封装树脂层106的上表面形成公共平面。 更具体地讲，由于框架构件102的上表面和封装树脂层106的上表面 共面，所以能够容易地实现粘附和剥离覆盖框架构件102的上表面和 封装树脂层106的上表面的保护膜的情况。
用作功能单元的受光器单元lOlb形成在光接收元件101表面中。 更具体地讲，受光器单元101b在光接收元件101的表面中被暴露。
框架构件102形成在光接收元件101上，并且被设置成围绕受光 器单元101b。光接收元件101的受光器单元101b在由框架构件102围 绕的空间中被暴露。
框架构件102的高度被设计成0.08mm。框架构件102的高度优选 地等于或者大于0.05mm，更优选地等于或者大于O.lmm。所述高度的 这种范围防止金属细丝105与在电子装置108的制造过程(见图4A) 中采用的封装金属模具llla和lllb接触，所述金属细丝105在引线框 架104和光接收元件101的预定位置之间联接。因此，封装金属模具 llla和lllb能够被牢固地粘附到框架构件102的上表面上，防止封装 树脂层106渗入到框架构件102的内部。这里，框架构件102的高度 可以被确定为从光接收元件101的上表面到框架构件102的上表面的 垂直长度，并且等于由第一树脂构成的树脂膜的厚度。
框架构件102的优选的弹性模量在20"C时在从lGPa到6GPa的范
围内，在200。C时在从10MPa到3GPa的范围内。在20。C时从lGPa到 6GPa的范围提供了框架102保护电子装置108的受光器单元101b的 功能。在200'C时从lOMPa到3GPa的范围提供了框架构件102作为缓 冲材料的功能，这是因为在制造电子装置108的过程中，当框架构件 102被压向封装金属模具llla和lllb时，框架构件102轻微地弹性变 形，从而受光器单元101b被保护免受外部压力。这里，框架构件102 的弹性模量指的是在第一树脂完全通过光和热被固化的条件下的弹性 模量。
框架构件102由第一树脂形成。第一树脂是通过光和热可固化的 树脂材料的固化产物。通过光和热可固化的树脂材料包括感光性树脂 (例如，丙烯酸树脂)和热固化树脂(例如，环氧树脂)。
封装树脂层106由第二树脂形成。第二树脂是封装电子装置108 时使用的封装树脂。框架构件102的上表面和封装树脂层106的上表 面完整地形成平坦的表面。
将参照图2A至图6B描述用于制造第一实施例中的电子装置的方 法。图2A至图5C是截面图，示出了第一实施例中的电子装置的制造 过程。图6A是透视图，示出了在第一实施例中的电子装置，图6B是 沿着图6A中的II-II'线截取的截面图。
首先，如图2A所示，制备晶圆101a。这种晶圆101a包括形成在 其中的多个光接收元件101和暴露到光接收元件101的表面之上的受 光器单元101b。这里，在布置在晶圆101a中的光接收元件101之中， 仅有两个光接收元件101在图2A中被示出，从而仅有两个受光器单元 101b被暴露。
接下来，如图2B所示，树脂膜102a (第一树脂)形成在光接收 元件IOI (晶圆101a)上。这里，树脂膜102a是具有均匀的厚度分布
的膜。采用这种膜形式的树脂膜102a的原因是形成具有0.05mm均匀 膜厚度或者厚于整个晶圆101a的厚度的树脂膜。更具体地讲，在液态 树脂被用作树脂膜102a的情况下，将会采用低粘性树脂来获得在整个 晶圆101a上均匀厚度的膜，这导致由于其粘性低而难以获得0.05mm 厚度的足够的膜。相反地，利用液态树脂在整个晶圆101a上形成具有 0.05mm厚度或者更厚的膜需要使用粘性高的树脂，这样在晶圆101a 上涂覆树脂的过程中由于其粘性高而使粘性阻力增加，使涂覆的膜在 厚度上增加变化，从而难以获得均匀的膜厚度。结果，膜形式的树脂 膜102a的使用能够获得形成具有0.05mm或者更厚的均匀的膜厚度的 树脂膜102a。在本实施例中，整个晶圆101a覆盖有树脂膜102a。树脂 膜102a的厚度是0.08mm。这种构造允许框架构件102获得0.08mm的 咼度。
随后，如图2C所示，执行对齐以使受光器单元lOlb设置在形成 在曝光掩模103的上表面中的圆柱形部分的内径中，然后，执行曝光 以对树脂膜102a进行图案化，从而形成框架构件102。
此外，如图2D所示，执行显影处理，以去除框架构件102之外的 部分树脂膜102a，从而形成围绕受光器单元101b的框架构件102。如 上所述，可以通过使用光刻工艺来形成框架构件102。因此，完全去除 封装树脂层106与受光器单元101b的接触，从而防止封装树脂层106 残留在框架构件102的内部。除此之外，在显影处理结束之后构成框 架构件102的树脂还没有被完全固化，在框架构件102和晶圆101a之 间实现弱粘附，或者换句话说，在框架构件102与光接收元件101之 间具有弱的粘附力，没有提供牢固地粘附。
接下来，在其上具有晶圆101a的框架构件102被热处理，以完全 固化框架构件102，提供框架构件102和晶圆101a牢固地粘附，或者， 换句话说，提供框架构件102和光接收元件101之间牢固地粘附。由 于通过这种热处理在框架构件102中不会出现几何变形，所以框架构
件102的几何形状与图2D中所示的框架构件102的几何形状类似。
接下来，如图3A所示，从晶圆101a切割出各个光接收元件101， 以获得具有框架构件102的光接收元件101。
如图6A所示，框架构件102被形成为在框架构件的内部具有空心 部分的圆柱状。这里，框架构件102可用的几何形状不限于圆柱状的 几何形状，可选择的，可以采用其它的柱状体或者棱柱体(例如，椭 圆柱体或者矩形柱)，以根据受光器单元101b的几何形状来形成围绕 受光器单元101b的框架。而且，如图6B所示，由于受光器单元101b 上侧在框架构件102的内部设置有空心部分，所以受光器单元101b被 暴露于光接收单元101的表面中。这里，框架构件102的弹性模量在 常温被控制在大约2.4GPa，在大约20(TC的温度时被控制在大约 15MPa。通过合适地选择通过光和热可固化的树脂材料的类型或者添加 剂(例如，固化剂等)的比例，或者工艺条件(例如，固化光的强度 或者固化温度)，可以适当地调节框架构件102的弹性模量。
接下来，如图3B所示，光接收元件101通过粘合剂被粘附到引线 框架104的预定位置上。接下来，如图3C所示，光接收元件101通过 金属细丝105在各自预定的位置上电联接到相关的引线框架104上。
接下来，如图4A所示，制备具有平坦的成型面的封装金属模具 llla和lllb，然后如图4B所示，在引线框架104上的光接收元件101 被固定到封装金属模具Ula和lllb的预定位置。接下来，封装金属模 具llla的成型面有压力地接触框架构件102的上表面，封装金属模具 lllb的成型面有压力地接触引线框架104的下表面。更具体地讲，框 架构件102的上表面与封装金属模具llla的成型面之间的间隙以及引 线框架104的下表面与封装金属模具lllb的成型面之间的间隙被减小 到最小，从而提供两者之间的紧密接触。
接下来，如图4A所示，在有压力地接触的条件下，由热熔化的封 装树脂(第二树脂)被注入到由封装金属模具llla和lllb的成型面围 绕的除了由框架构件102围绕的空间之外的空间中。这样实现了填充 到框架构件102外围的封装树脂层116。这里，由框架构件102和封装 金属模具llla围绕的封闭区域形成在受光器单元101b的上侧。而且， 封装金属模具llla成型面和框架构件102的上表面通过合模压力的外 力而紧密地接触，光接收元件101和框架构件102如上所述地牢固地 粘附。在这种情况下，如果框架构件102在20'C时具有从lGPa到6GPa 的范围内的弹性模量，在20(TC时具有从lOMPa到3GPa的范围内的弹 性模量，则框架构件102本身可以通过封装金属模具的合模压力而适 当地弹性变形，以吸收这种合模压力的外力，从而提供对光接收元件 101的保护。而且，这种弹性变形还可以产生使框架构件102紧密接触 封装金属模具llla的反向作用力。因此，能够防止多余的封装树脂流 动到框架构件102的内部，或者换句话说，流动到在受光器单元101b 的上侧形成的密封区域中。为了如上所述通过框架构件102的弹性变 形提供封装金属模具llla的增大的粘附力，可以做出这样的设计框 架构件102的上表面从封装树脂层106的上表面的高度可以在从Omm 到0.05mm的范围内。当框架构件102的上表面被设计成比封装树脂层 106的上表面高出0.05mm或者更多时，由于封装金属模具llla的合 模压力而产生的外力增加，框架构件102的变形会导致塑性变形，从 而引起框架构件102损坏。相反地，如果框架构件102的上表面低于 封装树脂层106的上表面，或者换句话说，如果框架构件102的上表 面的高度低于封装树脂层106的上表面的高度(小于Omm)，则会引 起多余的封装树脂流入到框架构件102的内部。
接下来，去除封装金属模具llla和lllb，以获得光接收元件101， 其中，框架构件102的上表面的水平面与封装树脂层106的上表面的 水平面相同，如图4B所示。更具体地讲，在引线框架104上的多个光 接收元件IOI被完全封装。
接下来，如图5A所示，形成保护带107以覆盖框架构件102的上 表面和封装树脂层106的上表面。保护带107用于保护受光器单元 101b。虽然保护带107的材料没有特别限制为任何特定的材料，但是 通常釆用在不低于软熔温度的温度时具有耐热性的可剥离的树脂。
接下来，如图5B所示，执行对各个光接收元件101的切割，以获 得具有希望的几何形状的电子装置108。
然后，电子装置108通过回流工艺由焊料110被联接到具有在其 中形成的基本电路的基板109上。然后去除保护带107，以获得具有图 5C所示的安装装置的电子装置108。
这里，电子装置108是具有形成在玻璃基底或者半导体基底的表 面上的无源元件和/或有源元件的装置。
将描述采用本实施例的构造所获得的有益效果。电子装置108被 构造成具有形成为公共平面的框架构件102的上表面和封装树脂层106
的上表面。根据具有这种构造的电子装置108，能够实现容易地粘附和 去除覆盖框架构件102的上表面和封装树脂层106的上表面的保护带 107。因此，能够降低受光器单元101b中的污染。由于设置在暴露的 受光器单元101b的光路上的保护带107在电子装置108的使用中可以 被容易地去除，所以能够防止光信号的衰减。因此，能够实现具有提 高的可靠性的电子装置108。
此外，在制造电子装置108的过程中，在电子装置108被联接到 基板109上之后，去除保护带107。因此，在将电子装置108安装到基 板109上期间，能够抑制由于进入到框架构件102的内部中的污染物 对受光器单元101b的污染。
用于制造电子装置108的方法包括使封装金属模具llla和lllb
的平坦成型面压向框架构件102的上表面和引线框架104的下表面， 将封装树脂注入到由封装金属模具llla和lllb的成型面围绕的除了由 框架构件102围绕的空间之外的空间中，以形成填充框架构件102的 外围的封装树脂层106。因此，能够通过简单的工艺获得使框架构件 102的上表面和封装树脂层106的上表面形成公共平面的结构。因此， 能够实现电子装置108的提高的生产率。
此外，具有均匀的厚度分布的树脂膜102a的使用可以提供在晶圆 101a的整个表面上具有均匀高度分布的框架构件102。这允许减小在光 接收元件101上的框架构件102的高度的变化，并且允许提供一体封 装。因此，能够实现电子装置108的提高的生产率。
此外，框架构件102在制造电子装置108的过程中提供对受光器 单元101b的保护，并且在不需要在生产完电子装置108之后去除框架 构件102。因此，可以省略去除框架构件102的额外的操作，从而能够 获得呈现出提高的可靠性的电子装置108，而不需要引入额外的制造过 程。
虽然在本实施例中，示出具有0.08mm厚度的树脂膜102a的示例 性实施方式，但是树脂膜102a的厚度可以适当地选择，并且可以选择 框架构件102的高度使其等于或或者大于0.08mm，优选地，可以采用 O.lmm或者更厚的较厚树脂膜102a。此外，虽然在本实施例中示出了 采用单层树脂膜102a的示例性实施方式，但是树脂膜102a可以包括任 意层数。
第二实施例
图7A至图7C是截面图，示出了第二实施例的电子装置的制造过 程。第一实施例被构造成采用保护带107，而本实施例被构造成采用保 护玻璃207。本实施例的其他构造与第一实施例中所用的类似。
保护玻璃207形成在由框架构件102的上表面和封装树脂层106 的上表面共同形成的平面上。光学透明玻璃可以被用作保护玻璃207。
在制造具有这种构造的电子装置208的过程中，还可以采用在图 2A至图4B中所示的在先前实施例中用于制造电子装置108的类似的 制造工艺操作。这里，将描述在图2B中所示的操作之后的制造工艺操 作。
首先，如图7A所示，粘附保护玻璃207以覆盖框架构件102的上 表面和封装树脂层106的上表面。这里，利用在不低于其软熔温度的 温度具有耐热性的粘合剂来实现保护玻璃207的粘附。接下来，如图 7B所示，切割形成在引线框架104上的多个电子装置208的每一个， 以获得具有期望的几何形状的电子装置208。接下来，如图7C所示， 电子装置208联接到具有其中形成了基本电路的基板109上，然后安 装，所述的基本电路通过回流工艺由焊料110形成。
由于光学透明玻璃被用于第二实施例的电子装置208的保护玻璃 207，所以能够提供在回流工艺结束之后去除用于剥离保护玻璃207的 不想要的操作的有益效果。
本实施例还被构造成框架构件102的上表面和封装树脂层106的 上表面形成公共平面，从而能够实现容易地提供粘附到其上的电子装 置208的保护玻璃207和用于制造该电子装置208的工艺。本实施例 的其它有益效果与在前述实施例中获得的有益效果类似。
第三实施例
图8A至图8D是截面图，示出了用于制造第三实施例的电子装置 的过程。第三实施例中的电子装置的构造与第一实施例中电子装置108 的构造类似。
通过图8A至图8D中所示的制造过程形成第三实施例中的电子装 置的框架构件302。本实施例的其它的制造工艺操作与第一实施例类 似。图8A至图8D分别对应于图2A至图2D。其它的制造工艺操作与 第一实施例中的操作类似，因此，不重复对其的详细描述。
首先，如图8A所示，制备其中形成有多个光接收元件101的晶圆 101a。受光器单元101b被暴露于在晶圆101a中布置的各个光接收元件 101的表面。这里，在布置在晶圆101a中的多个光接收元件101之中， 仅两个光接收元件101在图8A中被示出。此外，制备树脂膜302a，该 树脂膜302a被形成为具有膜形式并且由通过光和热可固化的树脂材料 制成。在树脂膜302a中事先打孔形成与框架构件302的中空部分对应 的开口。接下来，如图8B所示，执行受光器单元101b的对齐，以使 其位于设置在树脂膜302a中的开口的内部的合适位置，然后用树脂膜 302a覆盖整个光接收元件101 (晶圆101a)。
然后，如图8C所示，通过采用曝光掩模103来执行曝光过程，使 树脂膜302a图案化，从而形成框架构件302。
此外，如图8D所示，执行显影过程，以去除除了框架构件302 之外的树脂膜302a，从而形成围绕各个受光器单元101b的框架构件 302。如上所述，可以通过采用光刻工艺形成框架构件302。除了以上 所述之外，包括框架构件302的树脂在结束显影过程之后还没有完全 被固化，提供了具有弱的粘附力的框架构件302和光接收元件301之 间的弱粘附，而没有提供牢固地粘附。
从而，预先形成框架构件302的内部中空部分，能够防止在框架 构件302的内部残留树脂膜302a，否则这难以仅通过显影过程完全消 除。因此，能够进一步抑制受光器单元101b中的污染，从而能够实现 呈现出进一步提高可靠性的电子装置308和用于制造该电子装置308 的方法。虽然同时形成框架构件102的内壁和外壁的制造过程难以形
成与第一实施例中所描述的光接收单元101的表面垂直的框架构件102 的内壁，但是第三实施例中的框架构件302的使用能够通过先前形成 的树脂膜302a中的开口使框架构件302的内壁形成为与光接收元件 101的表面垂直。因此，能够减小受光器单元101b与框架构件302之 间的距离，从而进一步降低受光器单元101b中的污染。此外，还能够 实现电子装置尺寸减小的进一步的有益效果。
在本实施例中，电子装置的构造也与第一实施例的电子装置的构 造类似。本实施例的其它有益效果与前述实施例获得的有益效果类似。
第四实施例
图9A和图9B是截面图，示出了用于制造第四实施例中的电子装 置的过程。第四实施例中的电子装置的构造与第一实施例中的电子装 置108的构造类似。通过图9A和图9B中示出的制造过程来形成第四 实施例的电子装置。在该实施例中的其它制造工艺操作与第一实施例 中的操作类似。图9A和图9B分别对应于图4A和图4B。其它制造工 艺操作与第一实施例中的操作类似，因此，不重复对其的详细描述。
首先，如图9A所示，制备具有平坦的成型面的封装金属模具llla 和lllb，然后，通过真空夹盘将树脂膜412放到封装金属模具llla的 成型面上。接着，引线框架104上的光接收元件101被固定到封装金 属模具llla和lllb的预定位置。接着，封装金属模具llla的成型面 有压力地接触框架构件402的上表面，封装金属模具lllb的成型面有 压力地接触引线框架104的下表面。更具体地讲，树脂膜412被设置 并被压在框架构件402的上表面与封装金属模具llla的成型面之间。
通过插入树脂膜412，允许减小框架构件402的上表面与封装金属 模具ilia的成型面之间的间隙以及引线框架104的下表面与封装金属 模具lllb的成型面之间的间隙，从而提供二者之间的紧密接触。
接下来，如图9B所示，在有压力地接触的条件下，通过将加热熔 化的封装树脂注入到由封装金属模具llla和111b的成型面围绕的、除 了由框架构件102围绕的空间之外的空间中，以形成填充框架构件402 的外围的封装树脂层106。这里，由框架构件402和封装金属模具llla 围绕的封闭区域形成在受光器单元101b的上侧。此外，通过合模压力 而产生的外力的作用，封装金属模具llla的成型面和框架构件402的 上表面紧密地接触，并且光接收元件101和框架构件402如上所述被 牢固地粘附。因此，能够防止不想要的封装树脂流入到框架构件402 的内部，或者换句话说，流入到形成在受光器单元101b的上侧的密封 区域中。
接下来，去除封装金属模具llla和lllb以获得如图9B所示的光 接收元件IOI。更具体地讲，在引线框架104上的多个光接收元件101 被完全封装。由于在这种情况下树脂膜412被封装金属模具llla卡住， 所以膜不会残留到框架构件402的上表面或者封装树脂层106的上表 面上。
在本实施例中，框架构件402的弹性模量是9GPa。因此，实现了 提高硬度的框架构件402，以提供对于封装树脂到框架构件402的中空 部分中的渗入的进一步增强的保护，为受光器单元101b提供进一步保 护。
当采用等于或者大于6GPa的框架构件402的弹性模量而不用本实 施例的构造时，对于如上所述用封装金属模具llla直接加压压向框架 构件402的上表面，不会出现框架构件402的足够的弹性变形，从而 可能在光接收元件101上施加由合模压力产生的外力。这会引起光接 收元件101的故障，削弱受光器单元101b的功能，并且进一步可能导 致环境测试的劣化。相反地，由于在本实施例中树脂膜402介于框架 构件402的上表面与封装金属模具llla的成型面之间，所以树脂膜412 用作缓冲材料，从而能够避免通常光接收元件101出现故障或者受光
器单元101b的功能障碍的有缺陷的情况。
由于框架构件402的弹性模量的有效范围等于或者大于6GPa，所 以能够增加选择作为框架构件402的材料的第一树脂的灵活性的程度。 另一个优点在于，由于框架构件402由具有9GPa的完全固化的树脂的 弹性模量的树脂的材料制成，所以能够出现提高硬度的框架构件402, 从而在封装工艺期间能够实现防止封装树脂渗入到受光器单元101b中 的增强的保护。
这里，框架构件402的弹性模量表示在通过光和热完全固化的状 态下产物的弹性模量。框架构件402由第一树脂构成。第一树脂是通 过光和热固化可固化的树脂材料的固化产物。通过光和热可固化的所 述树脂材料包括感光性树脂(例如，丙烯酸树脂)和热固化树脂(例 如，环氧树脂)。
树脂膜412的弹性模量是3GPa。因此，当框架构件402的上表面 被压向封装金属模具llla时，树脂膜412弹性变形以用作缓冲材料， 从而受光器单元101b受到保护。光接收单元101能够受到保护。
虽然在本实施例中示出了具有设置在框架构件402的上表面与封 装金属模具111a的成型面之间的树脂膜412的示例性实施例，但是类 似的树脂膜也可以可选择地设置在引线框架104的下表面与封装金属 模具lllb的成型面之间，并且可以被压住。这种可选择的构造防止熔 化的封装树脂进入引线框架104的下表面与封装金属模具lllb的成型 面之间的缝隙。
第五实施例
图ioa是透视图，示出了在第五实施例中的电子装置，并且图10B
是沿着图ioa中的ni-ni'线截取的截面图。虽然第一实施例被构造成
框架构件的上表面与封装树脂层的上表面形成公共平面，本实施例被
构造成框架构件的上表面高于封装树脂层的上表面，并且朝着上侧突
出。用于制造第五实施例中的电子装置的过程与如图2A至图5C中所 示的用于制造第一实施例中的电子装置的过程类似。
在用实验制造中用于制造电子装置的过程中，框架构件502的高 度的变化是大约IO微米的标准差。这里，框架构件502的高度的变化 是框架构件502的高度的差别，这可能在通过光刻工艺形成由第一树 脂构成的并具有均匀的厚度的膜的过程中由于以下原因引起在形成 框架构件502的操作期间，在曝光过程中光的强度的变化，或者在显 影过程中显影溶液的类型或者处理时间的改变。考虑到在制造过程中 这种高度的改变，如果框架构件502最小的高度被设计成不高于封装 树脂层106，则第二树脂(封装树脂)可能会进入到框架构件502的内 部，从而破坏中空部分。
相反地，在本实施例的电子装置中，如图IOA所示，框架构件502 的上表面比封装树脂层106的上表面高10微米到60微米。可以通过 将框架构件502设计成比封装树脂层106的上表面高大约30微米来获 得满足上述标准的框架构件502的高度，所述30微米是框架构件502 的高度变化的标准差的三倍。还可以通过适当地调节在封装操作等中 压向框架构件502的压力来适当地实现框架构件502的高度的这种设 计。
在第五实施例的电子装置中获得的有益效果与在第一实施例中获 得的有益效果类似。此外，即使框架构件502的上表面比封装树脂层 106的上表面高框架构件502的高度变化的标准差的三倍，也能够抑制 不希望的封装树脂渗入到框架构件502的中空部分中，从而本实施例 的构造能够提供显示了提高的可靠性的电子装置。结果，即使在制造 电子装置的过程中，导致框架构件502的高度上的变化大约标准差10 微米，也能够抑制不希望的封装树脂渗入到框架构件502的中空部分 中，所述封装树脂的渗入导致中空部分的损坏和受光器单元101b的污染。
此外，如图10B所示，当框架构件被压向封装金属模具llla和 lllb的成型面(见图4A)时，框架构件502的上表面比封装树脂层 106的上表面高的构造能够提供施加到框架构件502上的更大的压力。 因此，能够实现对于封装树脂渗入到框架构件502的中空部分中的进 一步增强的保护，进一步提高对受光器单元101b的保护。
第六实施例
图IIA至图IIG是截面图，示出了第六实施例中的电子装置的制 造过程。
虽然第一实施例中的框架构件由单层的第一树脂形成，但是第六 实施例中的电子装置被构造成框架构件通过层压由第一树脂构成的两 层膜来形成，因此，被构造为具有更高高度的双层。本实施例的其他 构造与第一实施例类似。通过图IIA至图UG中示出的制造过程形成 第六实施例中的电子装置的框架构件602。其它的制造工艺操作与第一 实施例中的操作类似，因此不重复对其的详细描述。
首先，如图11A所示，制备晶圆101a。
晶圆101a设置有形成在其中的多个光接收元件101，受光器单元 101b被暴露于光接收单元101的表面中。这里，在布置在晶圆101a中 的多个光接收元件101之中，仅两个光接收元件101在图11A中被示 出，所以两个受光器单元101b被暴露。
接下来，如图11B所示，制备树脂膜602a和602b，所述树脂膜 602a和602b形成为具有0.06mm厚度的膜形式，并且由通过光和热可 固化的树脂材料构成。当压力通过轧辊层压过程被施加到树脂膜602a 和602b上的同时，树脂膜602a和602b经过辊的轧辊603a和603b，
从而获得层压构件，因此得到基本没有"扭曲"和"褶皱"的树脂膜
602c。由于对于树脂膜602a和602b的每个采用均匀厚度的膜，所以由 树脂膜602a和树脂膜602b的层压构件构成的树脂膜602c也是具有均 匀厚度的膜(图11C)。
接下来，如图11D所示，通过真空层压工艺(vacuum laminator process)将树脂膜602c安装在光接收元件101 (晶圆101a)上，以使得 在树脂膜602c与晶圆101a之间的接触表面基本没有气泡等产生，从而 用树脂膜602c覆盖整个晶圆101a。树脂膜602c的厚度是0.12mm。
然后，如图11E所示，通过使用曝光掩模103执行曝光过程，使 树脂膜602c图案化，从而形成框架构件602。
接下来，如图IIF所示，执行显影过程，以部分去除除了框架构 件602的对应部分之外的树脂膜602c,从而使框架构件602形成为围 绕相关的受光器单元101b。实验制造显示可以通过采用光刻工艺形成 由树脂膜602a和树脂膜602b的层压构件构成的树脂膜602c的框架构 件602。
在第六实施例的电子装置中获得的有益效果与在第一实施例中获 得的有益效果类似。在本实施例中，树脂膜602c由第一树脂的双层膜 形式的树脂构成。这确保了等于或者大约0.08mm的足够厚度的树脂膜 602c。为了提供膜的形式，在处理第一树脂时采用的溶剂需要被去除。 考虑到要去除溶剂，使用具有大于0.08mm厚度的较厚的树脂膜602c 会导致去除溶剂中的困难。更具体地讲，难以从产物(例如，膜)中 去除溶剂。结果，允许更容易地去除溶剂并更容易地处理的具有等于 或者小于0.08mm厚度的两个膜的层压构件的使用，或者换句话说，膜 形式的第一树脂的层压构件的使用，提供了膜厚度增加的树脂膜602c。
此外，在在晶圆101a上形成层压树脂膜602c之前，预先完成树 过程，从而能够减少由于树脂膜602a和602b 之间的粘附度或者粘性而产生的树脂膜602a和602b (树脂膜602c)中 的"扭曲"或者"褶皱"。更具体地讲，在晶圆lOla上顺序地形成树 脂膜602a和602b的情况下，当形成树脂膜的第一层，即例如树脂膜 602a，然后形成树脂膜的第二层，即例如树脂膜602b时，能够减少由 于树脂膜602a和602b的粘性而产生的树脂膜602a和602b (树脂膜 602c)中的"扭曲"或者"褶皱"。
此外，可以采用上述的辊压工艺(rolllaminatorprocess)来形成树脂 膜602a和602b的层压构件。辊压工艺在树脂膜602a和602b中提供有 限位置的压制位置，从而，即使树脂膜的粘性引起"扭曲"或者"褶 皱"，这种小的"扭曲"或者"褶皱"也能够在树脂膜602a和602b 中的较大的非压制位置被补偿，从而形成基本没有"扭曲"或者"褶 皱"的树脂膜的层压构件。
可选择地，在形成晶圆lOla上的树脂膜602c的层压构件的过程 中还可以采用真空层压工艺。更具体地讲，真空层压工艺的使用允许 从晶圆101a与树脂膜602c之间的交界面的更容易地去除泡沫，并且即 使采用较薄的晶圆101a也可以允许在整个晶圆lOla上均匀地施压，从 而避免产生在晶圆101a中的破裂。
用于形成框架构件602的树脂膜的层压构件的使用允许提供高度 增加的框架构件602，这导致金属细丝105的顶点与封装金属模具111a 和lllb之间的距离增加，从而可以利用增加的距离来防止与金属细丝 105不希望的接触(见图11G)。此外，框架构件602的增加的高度允 许在设计框架构件602和封装树脂层106的高度时提供增大的灵活性。 如第一实施例中所述，框架构件的垂直尺寸(高度)和封装树脂层106 的垂直尺寸(厚度)之间的允许的差等于或者小于0.05mm。虽然在垂 直尺寸保持这样范围的允许的差，但是可以通过增加封装树脂层106 的厚度或者垂直尺寸而进一步地增加框架构件602本身的高度或者垂
直尺寸。框架构件602的这种增大的高度提供了框架构件602更大的 弹性变形，这导致产生更大的作用力，继而，产生框架构件602与封 装金属模具llla之间更紧地接触，从而防止封装树脂层106进入到框 架构件602的内部。相反地，框架构件602的这种高度的增加确保封 装树脂层106足够的厚度，导致充分保护封装树脂而不暴露光接收元 件101和金属细丝105，同时确保框架构件602的高度与封装树脂层 106的高度相差达到0.05mm。
根据本发明的电子装置和用于制造电子装置的过程不限于上述实 施例，可以进行各种修改。
虽然在上述实施例中示出了采用作为(例如)在数字视频盘(DVD) 系统中可用的元件的光接收元件101的示例性实施方式，但是还可以 使用在数码摄像机或数码相机中采用的图像装置以及利用电振荡的各 种类型的微电子机械系统(MEMS)和电声滤波器器。此外，本发明的 构造还可以被用于需要围绕元件的空气空间的半导体装置，这是因为 由于需要低的介电常数的要求。此外，虽然通过示出引线框架来描述 基材构件，但是基材构件不限于引线框架，例如可以可选地采用树脂 基底或者膜形式的基底。
显然，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的范围和精神 的情况下，可以进行修改和变形。
权利要求
1.一种电子装置，包括元件；框架构件，由第一树脂构成、被设置成围绕所述元件的功能单元；以及树脂层，由第二树脂构成并且填充所述框架构件的外围，其中，所述元件的所述功能单元被暴露在由所述框架构件围绕的空间中，并且其中，所述框架构件的上表面和所述树脂层的上表面形成公共平面，或者所述框架构件的上表面定位得比所述树脂层的上表面更高。
2. —种电子装置，包括 元件；框架构件，由第一树脂构成、被设置成围绕所述元件的功能单元；以及树脂层，由第二树脂构成并且填充所述框架构件的外围， 其中，所述元件的所述功能单元被暴露在由所述框架构件围绕的 空间中，并且其中，所述框架构件的上表面定位得比所述树脂层的上表面更高。
3. 如权利要求l所述的电子装置，其中，所述第一树脂是通过光 和热可固化的树脂的固化产物。
4. 如权利要求l所述的电子装置，其中，所述第一树脂的固化产 物的弹性模量在2(TC时在从lGPa到6GPa的范围内，在20(TC时在从 10MPa到3GPa的范围内。
5. 如权利要求l所述的电子装置，其中，所述第一树脂是膜形式 的树脂。
6. 如权利要求l所述的电子装置，其中，所述框架构件的上表面定位得比所述树脂层的上表面高出从0mm到0.05mm的范围内的长度。
7. 如权利要求l所述的电子装置，其中，所述框架构件的高度等 于或者大约0.05mm。
8. 如权利要求l所述的电子装置，其中，由所述框架构件的上表 面和所述树脂层的上表面形成的平面由保护膜覆盖。
9. 如权利要求8所述的电子装置，其中，所述保护膜由可剥离的 树脂形成。
10. 如权利要求8所述的电子装置，其中，所述保护膜由光学透明 材料构成。
11. 一种用于制造电子装置的方法，包括在晶圆上形成树脂膜，所述晶圆具有形成在其中的多个元件； 图案化所述树脂膜以形成框架构件，所述框架构件由第一树脂构 成并且被设置成围绕所述元件的功能单元；以及 提供封装，包括 在基材构件上安装所述元件；将封装金属模具的成型面分别压向所述框架构件的上表面和所述 基材构件的下表面；以及将第二树脂注入到由所述封装金属模具的成型面围绕的、除了由所述框架构件围绕的部分之外的空间的部分中，以填充所述框架构件 的外围。
12. 如权利要求ll所述的用于制造电子装置的方法，其中，所述 形成树脂膜包括 层压所述多个膜形式的第一树脂；以及 将所述层压的膜形式的第一树脂设置到所述晶圆上。
13. 如权利要求12所述的用于制造电子装置的方法，其中，所述 层压第一树脂包括通过辊压工艺层压所述多个膜形式的第一树脂，其 中，所述设置第一树脂包括通过真空层压工艺将所述层压的膜形式的 第一树脂设置到晶圆上。
14. 如权利要求ll所述的用于制造电子装置的方法，还包括 在所述框架构件的上表面和所述树脂层的上表面上形成保护膜。
15. 如权利要求ll所述的用于制造电子装置的方法，其中，所述 树脂膜具有预先形成的开口。
16. 如权利要求ll所述的用于制造电子装置的方法，其中，在所 述提供封装中，膜被设置并压在所述框架构件的上表面与所述封装金 属模具的成型面之间。
17. 如权利要求16所述的用于制造电子装置的方法，其中，在所 述提供封装中，膜被设置并压在所述基材构件的下表面与所述封装金 属模具的成型面之间。
18. 如权利要求ll所述的用于制造电子装置的方法，还包括在所 述提供封装之后，将所述基材构件分成各个元件。
全文摘要
提供了一种具有提高的可靠性及在暴露元件的功能单元中减少污染的电子装置，还提供了一种制造该电子装置的方法。该电子装置包括光接收元件；框架构件，由第一树脂构成、被设置成围绕所述光接收元件的功能单元；封装树脂层，由第二树脂构成并填充所述框架构件的外围。光接收单元的受光器单元被暴露在由所述框架构件围绕的空间中。框架构件的上表面和封装树脂层的上表面形成公共平面，或者框架构件的上表面高于封装树脂层的上表面。
文档编号H01L27/146GK101355063SQ200810131110
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月28日 优先权日2007年7月27日
发明者内田建次, 平泽宏希 申请人:恩益禧电子股份有限公司