(57)【要約】光検出装置パッケージと光検出装置のパッケージング方法が提供される。パッケージは、透明物質で形成された基板を有する組立体部分と少なくとも一つの光検出台を有した検出部を含む。組立体部分は、その前面領域に対して基板に配置された少なくとも一つの金属層、及び該金属層上に延長されるために形成された少なくとも一つのパッシベーション層から形成される。パッシベーション層は、金属層上の第１ソルダー可溶性パッドと少なくても一つの第２ソルダー可溶性パッドに対する第１及び第２アクセス開口を規定するためにパターン化される。夫々の第１パッドが検出部に形成されたソルダーバンプパッドに第１ソルダー結合部によって結合され、反面、第２パッドは、外部回路に第２ソルダー結合部によって結合される。【選択図】      図１１
2007523473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出装置パッケージにおいて、
（a）i．所定範囲の波長内で光に実質的に透明な素材から形成された基板と、
ii．その前面領域の周りに前記基板上に形成される少なくとも一つの金属層と、
iii．前記金属層上に延長されるように形成され、夫々前記金属層に多数の第１ソルダー可溶性パッドと少なくとも一つの第２ソルダー可溶性パッドを描写するために多数の接近開口を規定するようにパターン化された少なくとも一つのパッシベーション層とを含む組立体部と、
（b）前記所定範囲の波長内で光を光電子的に変換するための少なくとも一つの光検出台を含み、該光検出台は、前記組立体部分基板の前記前面領域に対向する光検出領域を規定し、前記光検出台は、その上に多数のソルダーバンプパッドを形成する検出部と、
（c）前記検出部と組立体部分を結合し、前記検出部の前記ソルダーバンプパッド一つと前記組立体部分の前記第１ソルダー可溶性パッド一つの間に延長される多数の第１ソルダー結合部（joint）と、
（d）外部回路に前記組立体部分を結合させるために前記第２ソルダー可溶性パッドに結合された少なくとも一つの第２ソルダー結合部と、を含むことを特徴とする光検出装置パッケージ。
【請求項２】
前記組立体部分が補助電子部品の相互接続のための少なくとも一つの第３ソルダー可溶性パッドを更に含むことを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項３】
前記組立体部分が側壁保護及び密封のために前記光検出台の少なくとも一部の周りに配置されたポリマー構造を含むことを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項４】
前記第２ソルダー結合部によって前記組立体部分に結合された前記外部回路がフレキシブルフィルム部材を含むことを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項５】
前記基板がガラス材料から形成されることを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項６】
前記基板が約２５０から８００マイクロメーターの厚さで形成されることを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項７】
前記組立体部分が多数の前記金属層を含み、該金属層の少なくとも一つは、前記第１及び第２アクセス開口上で少なくとも部分的に延長され、前記第１及び第２ソルダー可溶性パッドを形成するために前記パッシベーション層に少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項８】
前記ソルダー可溶性パッドを形成する前記金属層は、非電解質Ｎｉ素材を含むことを特徴とする請求項７記載の光検出装置パッケージ。
【請求項９】
前記組立体部分の前記第１及び第２ソルダー可溶性パッドが夫々少なくとも接着層、拡散障壁層、そしてソルダー可溶性層を含む多層構造で形成されることを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項１０】
前記基板が前記前面と対向するその側面上の後面を含み、前記基板は、前記所定範囲の波長内で光の透過率を変更するために前記前面と後面の中の少なくとも一つに薄膜コーティングが形成されることを特徴とする請求項１記載の光検出装置パッケージ。
【請求項１１】
前記第２ソルダー可溶性パッドは、少なくとも一つの前記第１ソルダー可溶性パッドに相互接続され、前記少なくとも一つの第１ソルダー可溶性パッドは、前記第２ソルダー可溶性パッドと前記光検出台の間に配置されることを特徴とする請求項４記載の光検出装置パッケージ。
【請求項１２】
光検出装置をパッケージングする方法において、
（a）所定範囲の波長内で光を光電子的に変換するためにその前方表面に光検出領域を規定する少なくとも一つの光検出台を設定する段階と、
（b）前記光検出台上に前記光検出領域に電気的に結合された多数のソルダーバンプパッドを形成する段階と、
（c）前記所定範囲の波長内で光に実質的に透明な素材から形成された少なくとも一つの単位基板を設定する段階と、
（d）前記単位基板上に少なくとも第１及び第２相互接続されたセットのソルダー可溶性パッドを規定するために近くに少なくとも一つの金属層と少なくとも一つのパッシベーション層を形成する段階と、
（e）前記単位基板上に前記光検出台を反転させる方法で位置させ、前記ソルダーバンプパッドを前記第１ソルダー可溶性パッドと夫々実質的に整列させる段階と、
（f）前記第２ソルダー可溶性パッドと外部回路の間にソルダー結合部を形成し、前記外部回路を前記単位基板に相互接続させる段階と、を含むことを特徴とする光検出装置パッケージング方法。
【請求項１３】
前記段階（f）が前記第２ソルダー可溶性パッドにフレキシブルフィルム部材を結合するために前記ソルダー結合部を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１２記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項１４】
前記段階（d）は、多数の前記金属層を形成する段階を含み、前記金属層中の上部の一つは、前記パッシベーション層に少なくとも部分的に延長されて前記第１及び第２ソルダー可溶性パッドを形成し、前記金属層中の下部の一つは、前記第１及び第２ソルダー可溶性パッドの間に相互接続ラインを形成することを特徴とする請求項１２記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項１５】
前記上部金属層が無電解Ｎｉ素材を含むことを特徴とする請求項１４記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項１６】
多数の前記光検出台は、ウエハー上に一体に規定され、前記ウエハーは、お互いから前記光検出台の分離して段階（d）の前で切断されることを特徴とする請求項１２記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項１７】
多数の前記単位基板は、基板上に一体に規定され、該基板は、お互いから前記単位基板の分離して段階（d）の後で切断されることを特徴とする請求項１２記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項１８】
ピック-フリップ-プレイス（pick-and-flip-and-place）動作が前記単位基板の対応する一つの上に夫々前記光検出台を位置させるために連続的に実施されることを特徴とする請求項１７記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項１９】
前記第２ソルダー可溶性パッドは、前記光検出台から移動される前記第１ソルダー可溶性パッドに隣接して設置されることを特徴とする請求項１３記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項２０】
前記段階（d）は、少なくとも一つの補助電子部品の相互接続のための前記第１ソルダー可溶性パッドからオフセットされた前記第３セットのソルダー可溶性パッドを前記単位基板に規定することを特徴とする請求項１２記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項２１】
光検出半導体装置パッケージング方法において、
（a）所定範囲の波長内で光を光電子的に変換するために、その前面に規定された少なくとも集積された一つの光検出領域を有する少なくとも一つの半導体台を設定する段階と、
（b）多数のソルダーバンプが前記光検出領域に電気的に結合されるように前記半導体台上に形成する段階と、
（c）前記所定範囲の波長内で光に実質的に透明な素材から形成された少なくとも一つの単位基板を設定する段階と、
（e）前記単位基板に少なくとも一つの金属層とそれに隣接した少なくとも一つのパッシベーション層に適用されて複数の側方向に移動された第１及び第２ソルダー可溶性パッドを規定し、前記第２ソルダー可溶性パッドは、少なくとも一つの前記第１ソルダー可溶性パッドに相互接続され、前記パッシベーション層は、前記第１及び第２ソルダー可溶性パッドと夫々配列された多数の第１及び第２アクセス開口を形成する段階と、
（f）前記第１ソルダー可溶性パッドの夫々に少なくとも一つのソルダーバンプを形成する段階と、
（g）前記単位基板上に前記半導体台を反転させる方法で位置させ、前記ソルダーバンプパッドに前記ソルダーバンプの夫々を係合する段階と、
（h）前記光検出領域の側壁保護及び密封のために前記光検出台の少なくとも一部分の周りにポリマー物質を適用する段階と、
（i）前記ソルダーバンプパッドと前記第１ソルダー可溶性パッドを結合するために特性リフロー温度で夫々の前記ソルダーバンプを加熱させる段階と、
（j）前記フレキシブルフィルム部材と前記第２ソルダー可溶性パッドの間にソルダー結合部によって前記単位基板にフレキシブルフィルム部材を付着する段階と、を含むことを特徴とする光検出半導体装置パッケージング方法。
【請求項２２】
前記段階（f）は、受動的な電子素子を付着させるための多数の第３ソルダー可溶性パッドを形成する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の光検出装置パッケージング方法。
【請求項２３】
前記段階（h）は、保護可能な密封構造を形成するために前記光検出台の前記部分に対して流動のないアンダーフィル素材を適用する段階を含むことを特徴とする請求項２１記載の光検出装置パッケージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の電子パッケージングに係るもので、詳しくは、光検出半導体装置の電子パッケージングに概括的に関する。もっと明確には、本発明は、移動電話カメラモジュールのようなコンパクトした応用例にフォトイメージセンサーの電子パッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１aと図１bは、移動電話機にたびたび使われる典型的なカメラモジュール１、３の上面図と底面図を図示する。モジュール３がもっと小さくなるほど、モジュールの内部構成要素をもっと確かに示すためにレンズハウジングは除去される。光センサー３aが夫々のモジュールの中心に提供され、多数のデカップリングコンデンサ３bがその周りに配置される。
【０００３】
そのような移動電話カメラモジュールの製造に使われる広く知られている技術は、現在いわゆるチップ-オン-ボード（ＣＯＢ）技術であり、この技術によって図２の概略的な断面図に図示されたモジュール構造が具現される。明確性のために、デカップリングコンデンサのような各外部装置は、例示された図面には省略されている。
【０００４】
図面に示したように、ＣＯＢ形式のモジュールは、フォトイメージセンサー５と、エポキシを利用してフォトイメージセンサー５が付着された印刷回路基板（ＰＣＢ）７と、フォトイメージセンサー５とＰＣＢ７の間の相互連結のための金配線導体を含む。モジュールは、また典型的な応用例としてＰＣＢと連結されたデカップリングコンデンサのような多数の受動素子を含むが、これは、明確性を維持するためにも面に示さなかった。
【０００５】
モジュールは、また、組立されたＰＣＢ７上に延長されるモールディングされたハウジング（またはバレル）１１を含む。このハウジング７内に適切な光学レンズ１３と赤外線（ＩＲ）断面フィルターガラス部材１５が配置される。
【０００６】
電気的な相互接続ラインが配置されたフレキシブルフィルム部材１７は、ＰＣＢに付着される。該フレキシブルフィルム部材１７は、電気接続の破損部なしに多様なカメラモジュール位置と配向（オリエンテーション）を許容する。図面に示したように、該フレキシブルフィルム部材１７の一端が付着されたＰＣＢ７への電気接続を作って、その他端は、例えば、コネクタ１９を通じて制御機への接続のために延長される。一般に、四つの他の金属層が必要な電気的な相互接続を成すためにＰＣＢ７に使用される。一つまたは二つの分離した金属層は、一層は、信号ラインのために、そして必要なら、下部の接地面のための追加的な層でフレキシブルフィルム部材１７に一般的に使われる。
【０００７】
カメラモジュールの応用例において、ＣＯＢ技術の大衆的な人気秘訣の一つの理由は、それが小型サイズであるという点である。小型サイズは、そのようなハンドヘルドアプリケーションに一番重要な要求事項である。小型サイズが重要に考慮されない他の応用例においては、パッケージされた各フォトイメージセンサーが一般的に選好されているが、そのパッケージされた各フォトイメージセンサーは、よく知られている表面実装技術（ＳＭＴ）を利用することで、光センサーをもっとよく保護し、ＰＣＢにもっと容易に組立し得るからである。パッケージされたフォトイメージセンサーの類型は、セラミックリードレスチップキャリア（ＣＬＣＣ）、該ＣＬＣＣのエポキシ積層基板（ここで、セラミック基板がプラスチックボールグリッドアレイ（ＰＢＧＡ）パッケージに利用されたものと非常に類似のもっと低廉なエポキシ積層基板に入れ替えされる）、及びプラスチックリードレスチップキャリア（ＰＬＣＣ）-ＣＬＣＣのまた他の低廉な変形例を含む。不幸にも、このようなパッケージされた光センサーイメージタイプの何れも実際に、結果的なモジュールのあまりも大きいサイズのために移動電話カメラモジュール応用のための実用的な代案ではない。
【０００８】
図３は、典型的なＣＬＣＣ光検出装置の概略的な断面図を示す。図示されたように、光検出半導体台がガラス蓋６で覆われている縁部の内部にエポキシなどを使ってセラミック基板４上で表面が上方へ向かうように実装される。
【０００９】
一般に、ワイヤーボンディング８は、光検出用台２を前記セラミック基板４に連結するために使われる。ソルダー可溶性パッド１０は、前記セラミック基板４の底に備えられて前記パッケージを回路基板に連結させる。他の技術は、ＣＯＢ技術で実現し得るものよりずっと小型サイズの応用例として知られている。そのような他の技術の中の一つは、チップスケール（またはサイズ）パッケージ（ＣＳＰ）技術である。該ＣＳＰ技術は、その全体的なパッケージの大きさが典型的なチップの大きさと比較され得る（同一であるか、または若干大きい）パッケージされた装置を得るから、組立を完成した後の結果的なモジュールのサイズがＣＯＢモジュールのサイズと比較され得て、またはずっと小さい。
【００１０】
光検出用半導体装置に対する一つの公知されたＣＳＰパッケージング方法がシェルケース社（Shellcase  Inc．）によって提供されている。その詳細な技術は、米国特許番号第５、７１６、７５９号、第６、０４０、２３５号及び第６、１１７、７０７号に記載している。図４は、そのような技術によって形成されたパッケージの概略的な断面を示している。図４でパターン化された金属層は、光検出用半導体ウエハーに適用されてボンンディングパッドを隣接台の間で狭い幅を有する切断領域（dicing  area）に延長させている。光検出用ウエハーは、エポキシを利用してガラス基板に塗布される。その次に、ウエハーを薄くするためにウエハーの裏面は研磨される。次いで、切断領域のシリコーンは除去されて金属配線を露出させる。製造過程を完成するためには、もっと多い工程段階が必要であるが、本発明の明瞭な理解のために必要ではないから、具体的な説明は省略される。
【００１１】
ＣＬＣＣパッケージと比べる時、前記パッケージの利点は、もっと小さい大きさを有するという点である。それにもかかわらず、前記パッケージには、また多い短所がある。たぶん、前記パッケージの一番致命的な短所は、構成及び製造工程において複雑であるという点である。このような複雑さは、生産収率の損失を増加させる傾向があるから、大量生産においては、重要な要素である。このような複雑性とそれに伴う収率損失の結果で、前記パッケージは製造するには価額が高い。
【００１２】
前記技術のまた他の大きい短所は、広い切断ラインを必要であるという点であるが、これは、ウエハー当たりもっと多い台を獲得するために切断ラインの幅を減少させる半導体製造分野の技術傾向に逆行する。現在の一般的な切断ライン幅である約１００マイクロメーターは、前記技術を支援するためには充分に広くない。結果的に、前記パッケージ技術は、標準的な切断ライン幅を有する半導体ウエハーと両立され得なくて、一般的な切断ライン幅よりもっと広いように保証するために別途に注文をする措置を必要とする。
【００１３】
図５は、同時係属米国特許の母出願一連番号１０/６９２、８１６に記述された電子パッケージの一実施形態の概略的な断面図を説明する。図示されたように、電子パッケージ４０１が印刷回路基板ＰＣＢ４０２上に組立される。前記パッケージ４０１は（基板４０４に対向させるように配置された）、フォトイメージセンサー台４０６上に延長された透明基板４０４を含む。光Ｌは、前記基板４０４を通じてフォトイメージセンサー台４０６に到逹する。
【００１４】
一連のソルダー結合部４０８は、電気的な相互接続を形成するためにフォトイメージセンサー台４０６と基板４０４の間に利用される。もっと大きいソルダー結合部４２０の電子パッケージ４０１とＰＣＢ４０２の間に電気的な相互接続を作るために前記フォトイメージセンサー台４０６の外部及びその周りに使われる。
【００１５】
この唯一の電子パッケージング接近法は、他のパッケージング技術を凌駕する多数の長所を提供する。その結果、パッケージの大きさは、サイズを縮小するか、またはもっと大きいソルダー結合部４２０の少なくとも一部を除去することで、ずっと最小化されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明は、移動電話カメラのようにハンドヘルドアプリケーションを収容するための光検出装置用として最小化されたパッケージの大きさを提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、光検出装置のためのもっと低廉なパッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
発明を簡略に記述してその好ましい実施形態によって、本発明が光検出半導体装置の電子パッケージの構造とその製造及び組立方法に関するものである。
【００１９】
本発明によると、多数の検出部が多数の検出台を形成するために分離された半導体ウエハーに形成される。多数のソルダーバンプパッドは、その上にソルダー結合部の後続形成を図るために光検出半導体ウエハーに提供される。好ましくは、例えば、その観点で従来の技術として知られた下部バンプ冶金（ＵＢＭ）技術が使用されることができる。
【００２０】
基板は、個別的に製造される。この基板は、例えば、円形ウエハーまたは直四角形パネルで形成されることができる。この基板は、多数の台を有する半導体ウエハーと殆ど同一の方法でその上に多数の単位基板を定義した。夫々の単位基板は、製造と組立が完了した後、検出部と共に電子パッケージを形成する一つの組立部である。基板のための素材は、好ましくは、光検出装置が回答する光の波長で透明である。そのような素材の一例は、スペクトラムの可視部に光検出装置のための充分な透明度を有する適切なガラス材である。
【００２１】
この基板の製造は、半導体の製造技術に精通した人に知られた何れか適当な技法を利用し、蒸着とパターン化によってソルダー可溶性パッドとその間の相互接続ラインを作るための少なくとも一つのパターン型金属層を形成することを含む。
【００２２】
このようなソルダー可溶性パッドは、少なくとも三つのセットでグループ化される。第１セットにあるソルダー可溶性パッドは、相対的にもっと小さくてその光検出台に相互接続を作るための光検出台のソルダーバンプパッドに一致する。第２セットにあるソルダー可溶性パッドは、相対的にもっと大きくてフレキシブルフィルム部材のような外部回路に結果物であるパッケージ自体の相互接続を作ることに使われる。第３セットにあるソルダー可溶性パッドは、デカップリングコンデンサなどのような光検出台とは違う成分のためのパッケージ内の相互接続を作るのに使われる。
【００２３】
また、基板がこのように形成された相互接続ラインを保護するためのパターン型金属層上の少なくとも一つのパターン化されたパッシベーション層（passivation  layer）を含む。このパターン化されたパッシベーション層は、ソルダー可溶性パッドに開口を有する。
【００２４】
ソルダーバンプ（またはキャップ）は、基板のすべてのソルダー可溶性パッドに形成される。このプロセスは、一般的にソルダー可溶性パッド上にあるソルダー材料の塗布、そして基板の可溶性パッド上に溶融及び可溶をもたらすためのソルダー物質の特性リフロー温度まで基板と光検出半導体ウエハーを加熱させることを含む。
【００２５】
立方体光検出台がＵＢＭパッドを有して、半導体の製造技術に精通した人に知られた技術、好ましくは、適当なフリップチップ実装技術を利用して基板上に搭載される。プロセスは、夫々の単位基板がその上に位置されたすべての必要な光検出台を有するまで基板の予め決定された位置上に夫々の光検出台の一連のピック-フリップ-プレイス（pick-and-flip-and-place）過程を含む。このピック-フリップ-プレイス（pick-and-flip-and-place）プロセスは、ソルダー領域上に一般的にフラックスを塗布することを含む。必要なら、受動的であるか、または他の各２次部品がフリップチップマウンティングの前後に基板の予め決定された位置に搭載される。基板が基板と光検出台の間、及び基板と前記各受動素子の間に相互接続を作るためのソルダー材料の特性リフロー温度まで加熱される。
【００２６】
大型基板の切断は、単位基板を分離させるために後に付く。夫々の基板ユニットは、トレイまたはテープとリールのような好ましいパッキング媒体の中にピック-プレイス（安着）（picked-and-placed）させることができる。
【００２７】
一般に、結果の電子パッケージを統合させたモジュールの組立体は、二つのメインプロセスを含む。一つのメインプロセスであるＣＯＢカメラモジュールを有して、基板にハウジングを付着するもので、他のメインプロセスは、フレキシブルフィルム部材のような電子パッケージと外部回路素子の間に要求された電気的な相互接続を作る。
【００２８】
モジュールは、なによりもモジュールのフォトイメージセンサー台の外部及び周りでソルダー結合部の少なくとも一部を除去することで、チップスケールレベルの大きさに最小化される。結果的な電子モジュールは、ＣＯＢモジュールに必要なＰＣＢのための必要性を除去することで、もっと低い費用の解法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の光検出半導体ウエハーは、多数の台を有して、夫々の台は、他の半導体ウエハーのように、ウエハーの前面に形成された集積回路を有する。夫々の台は、多数のボンンディングパッドを有する。ウエハーは、下部の集積回路を保護するために前面にかけてパターン化されたパッシベーション層を有する。該パッシベーション層は、前記のボンンディングパッドに開口を有する。夫々のそのような光検出台は、前面に少なくとも一つの光検出領域を有する。ウエハーバンピングは、"マイクロ超微細（micro-miniature）機能的な部品を製造する方法"という発明の名称を有して、ＩＢＭに譲渡された米国特許番号３、２９２、２４０に反映されたように、それの最初の教えの以後に広く用いられた公知された技法である。一般的なウエハーバンピング工程は、ソルダーバンプパッドをウエハー上のボンンディングパッドに連結させるための少なくとも一つのパターン化された金属層を含む。ソルダーバンプパッドのために使われる冶金術は、下部バンプ冶金術（ＵＢＭ:under  bump  metallurgy、以下、‘ＵＢＭ'と称す）と主に呼ばれ、ボンンディングパッドへの良好な接着、ソルダーに対する良好な拡散障壁及びソルダーに対する良好な湿潤性（そして、可能なら酸化防止）のような複数の機能を提供する多層構造を一般的に利用する。
【００３０】
ＵＢＭパッドは、本発明の好ましい実施形態によってウエハー上に形成される。ＵＢＭを積層するために、スパッタリング（sputtering）、電気メッキ（electroplating）、無電解めっき（electroless  plating）などのような多様な技術が使われることができる。本発明がＵＢＭ形成のための何れかの特定技術に限らないが、無電解ニッケルメッキが多様な理由で好ましい技術である。第一、無電解ニッケルは、スパッタリングまたはフォトリソグラフィ工程のような高費用の工程を含まないから、ＵＢＭを形成するための低廉な技術である。第二、無電解ニッケルは、特に、光検出半導体ウエハーがその最終的なパッシベーション層上にカラーフィルターとマイクロレンズを備える場合、ＵＢＭを形成するための他のものよりもっと安全な技術である傾向がある。スパッタリング工程または金属蝕刻に利用された化学物質は、最終的なパッシベーション層上に露光処理されたカラーフィルターとマイクロレンズを攻撃し得るために、性能を低下させる。
【００３１】
好ましくは、本発明の好ましい実施形態によって使われた無電解ニッケル技術、しかし、必ず必要ではないが、半田付けの容易性を増加させるためにニッケルの最上部にエマルジョン金を薄く塗布することを含む。ニッケルの厚さは、最適に維持される。
【００３２】
また、ニッケルの厚さがあまりにも薄いと、十分な拡散防止の特性を現わさないだろう。また、ニッケルの厚さがあまりにも太いと、結果的な無電解ニッケルＵＢＭ誘発された残留応力が下部のボンンディングパッド金属のクラッキングまたは脱層化をもたらすことができる。一般に、厚さが大部分の応用例で殆ど３-１０マイクロメーターの範囲内に維持される。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態によって、光検出半導体ウエハーは、好ましくは、これらパッドとは別途に何れかのソルダーバンプ無しに、ＵＢＭパッドのみで形成される。相互接続のために要求されたソルダーバンプは、次の文段にもっと確かに説明されるように、対応基板ユニットにもっと効率的に提供されることができる。しかし、必要なら、ソルダーバンプは、代案的な実施形態で光検出半導体ウエハーのＵＢＭパッドに形成されることができる。
【００３４】
そのような場合に、所定量のソルダー材料がソルダーバンプパッドに塗布される。電気めっき、ステンシルプリンティング（stencil  printing）などのように、ソルダーを塗布するための多様な方法が存在する。ウエハーバンピングによく使われるいくつかのソルダー材料として共融のスズ-鉛（eutectic  tin-lead）、高い濃度の鉛（high  lead）（重量割合において、８０%以上の鉛を有するスズ-鉛ソルダー）及び無鉛（lead-free）（純粋なスズ、スズ-銀、スズ-銅、スズ-銀-銅などのように一般的にスズ（tin）を基盤とするソルダー）がある。
【００３５】
また、ウエハーバンピング工程は、ソルダーをソルダーバンプパッドに連結するためにソルダーの特性リフロー温度（characteristic  reflow  temperature）までウエハーを加熱する工程を含む。ウエハーバンピングは、パターン化された金属層の下部に少なくとも一つのパターン化されたパッシベーション層を任意に含み得て、該パッシベーション層は、いわゆるリパッシベーション（re-passivation）技術による。また、ウエハーバンピングは、ボンンディングパッドとソルダーバンプパッドの間に相互連結された金属トレイス（trace）を任意に含み得て、これは、いわゆる再分配（redistribution）技術である。このような再分配は、前記相互連結された金属トレイスを保護するためのまた他のパターン化されたパッシベーション層を一般的に必要とする。ウエハーバンピングのためのこのような多様な構造は、ウエハーバンピング技術分野に熟達している人はよく知っている。
【００３６】
本発明によると、バンピングされたウエハーは、光検出用装置のための電子パッケージを作るのに使われる場合、特定の構造、バンピング技術またはこのようなウエハーバンピングに使われるソルダー材料に限定されない。それにもかかわらず、ステンシルプリンティングが低費用であるから、好ましい。
【００３７】
ソルダーバンピングされたウエハーのための全体の高さの決定は、もっと大きいサイズがソルダー結合の信頼性を高める傾向があるから、それが小型化を阻害し得ても、大きさ-信頼性（size-reliability）バランシングに根拠する。ウエハーバンピング（ＵＢＭ厚さを含む）後の光検出用ウエハーのソルダーバンプの高さは、１００マイクロメーターより小さいことが好ましい。
【００３８】
図６a乃至図６cは、処理前の光検出用半導体ウエハー１００、パターン化された金属層を塗布して複数のソルダーバンプパッド１０２を形成した後の半導体ウエハー１００及びソルダーバンピングを遂行して複数のソルダーバンプ１０４を形成した後の半導体ウエハー１００を夫々例示している。ＵＢＭを遂行する前または遂行した後、またはソルダーバンプを形成した後さえ、前記ウエハー１００は、必要なら、半導体の製造技術で知られている適当な手段を使った機械の研磨によって、特定の厚さに薄板化される。このような薄板工程の目的は、移動電話のような小型のハンドヘルド応用装置で可能な結果によるモジュールの高さを最小化するものである。薄板化の以後のウエハー１００の厚さは、おおよそ２５０-３５０マイクロメーターであることが好ましく、また十分な対処手段がある場合、おおよそ１５０-３５０マイクロメーターも可能である。その次に、前記光検出用ウエハーは、再び半導体の製造技術で知られている適当な手段を利用して切断ライン１０３に沿って切断して各台１０１を分離させる。
【００３９】
基板は、個別的に製造される。複数の台を有するようになる半導体ウエハーと類似に、前記基板は、一括工程（batch  process）で複数の単位基板を形成するのに充分に広い領域を有するウエハーまたはパネルの形態である。一般に、基板の材料に対する主要要件は、透明性、機械的な強度及び化学的な安全性を含む。基板の材料は、特定波長または特定範囲の波長に対して透明な材料が選択されてそのような光を前記光検出用装置に伝送する。下記に限定されないが、適当な基板の材料は、ガラス、石英（quartz）、サファイア（sapphire）、シリコーンまたは他の赤外線透過材料を含む。基板の材料の選択は、関心範囲の波長に依存し、例えば、Ｘ-線、紫外線、可視光線または赤外線スペクトラムの中の何れか一つの波長で動作する光検出用装置が本発明から利益を得ることができる。最終的に作られる装置の予想寿命の間に環境に耐えるためのみではなく製造される間に温度及び多様な工程段階を耐えるために化学的な抵抗力及び機械的な安全性が要求される。可視範囲の波長で動作する光検出用装置のための多数の基板の材料中の一つは、ホウケイ酸塩ガラス（borosilicate  glass）である。これは、その化学的及び温度安全性が合理的な価格で得ることができて、多くの資源から得ることができるからである。
【００４０】
光透過性を向上させるために前記基板の両表面には、少なくとも一つの薄膜層が塗布されることができる。例えば、反射防止コーティング（ＡＲＣ:anti-reflection  coating）または光学技術に精通した人に知られている他の適当なコーティングが塗布されることできる。このようなコーティングの一つの目的は、関心光の全体のスペクトラムで光の反射の損失を最小化するためのことである。
【００４１】
これと類似に、特定範囲の波長で光透過性を向上または減少させるために基板の一方の表面に少なくとも一つの薄膜層が塗布されることができる。このような光フィルタリング（optical  filtering）は、光学技術分野に知られた何れか適当な技術を利用することで実行されることができる。例えば、赤外線（ＩＲ）カットフィルターコーティングは、赤外線カットフィルターガラスがＣＯＢカメラモジュールに利用される方法と同一の方法で利用されることができる。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態によって、大型ウエハーまたは工業用ガラスのパネルが基板として使われる。また、好ましい実施形態において、反射の損失を最小化するために、または関心のある波長の範囲で光透過性を増大または減少させるために、基板の前後表面の一方または両方に少なくとも一つの薄膜層がコーティングされることができる。確かに、もっと薄い薄板が全体的なモジュールの高さを最小化する。しかし、基板があまりにも薄いと、製造と組立の間に破損が発生することができる。好ましくは、おおよそ２００乃至８００マイクロメーターの範囲内に厚さを有する基板が利用される。
【００４３】
図７a乃至図１０を参照すると、ソルダー可溶性パッド２０６a、２０６b（図１１の２０６cも）及びこのようなソルダー可溶性パッド２０６a、２０６b、２０６cを連結するための連結配線２０８を作るために少なくとも一つのパターン化された金属層２０２が基板２００の前面２０４に塗布される。その次いに、前記パターン化された金属層２０２に形成される連結配線２０８を保護するためにパターン化された金属層２０２上に少なくとも一つのパターン化されたパッシベーション層２１０が塗布される。前記パターン化されたパッシベーション層２１０は、ソルダー可溶性パッド２０６a、２０６b、２０６cに開口部を備えるように形成される。
【００４４】
ソルダー可溶性パッド２０６a、２０６b、２０６cは、三つのセットでグルーピングされる。第１セットのソルダー可溶性パッド２０６aは、光検出用半導体台１０１の電気的な相互連結のためにソルダーバンプパッドとして提供される。第２セットのソルダー可溶性パッド２０６bは、移動電話カメラまたは他のモジュールを形成する時、最終電子パッケージ自体の外部回路との電気的な相互接続のために提供される。第３セットのソルダー可溶性パッド２０６c（図１１）は、デカップリングコンデンサのような各受動部品と電気的な相互接続のために提供される。
【００４５】
一つパターン化された金属層が信号、電力及び接地ラインのすべての必要なルーティングを提供するために充分であるなら、パターン化された多層的な薄膜金属層２０２とパターン化されたパッシベーション層２１０が図７aに図示されたように利用されることができる。その次に、金属層２０２は、ソルダー可溶性パッドと相互接続ラインのすべてを提供するために提供される。
【００４６】
多数のソルダー可溶性パッドの構造と素材は、従来の技術に知られている。一つの適切な例は、チタニウム（Ｔｉ）-タングステン（Ｗ）上で銅（Ｃｕ）である。その例において、Ｃｕがソルダー可溶性層を提供する間のＴｉ−Ｗ成分は、接着と拡散防止壁を提供する。Ｔｉ−Ｗ性分は、要求された信号ライン抵抗と半田付けの容易性に従属されながら、厚さが殆ど１０００-３０００オングストロームであり、この場合、Ｃｕ成分は、厚さが殆ど０．５-２マイクロメーターである。また他の適切な例は、アルミニウム（Ａｌ）上にニッケル（Ｎｉ）-バナジウム（Ｖ）上にＣｕである。その例において、Ｃｕ成分が殆ど厚さが０．５-１マイクロメーターで、この時、Ｎｉ-Ｖ成分は、厚さが大略２０００-５０００オングストロームで、アルミニウム成分は、厚さがおおよそ１-２マイクロメーターである。
【００４７】
パターン化された多層薄膜層のただ一つを利用する長所は、パターン化された多層薄膜層がソルダー可溶性パッドとそれに必要な相互接続のすべてが一つのフォトリソグラフィパターン化工程で具現され得るようにすることである。それにもかかわらず、そのような接近法は、短所を有する。一つの短所は、金属層の多層的な薄膜構造を形成する時に利用されたスパッタリング工程が普通、費用が高いということである。また、他の短所は、この多層的な薄板の構造のために要求されるエッチングが単一金属薄膜構造のためのエッチングよりもっと複雑な工程であるという点である。また他の短所は、拡散障壁層が一般的に作動の間に好ましくない残余影響を発生し得て、そして、相互接続金属配線の信頼度を損傷させるのに十分な深刻な残留応力を生成し得る高抵抗素材の形態で、相互接続金属配線に要求されるという点である。
【００４８】
図７aに示した代案的な接近法は、二つのパターン化された金属層とその間のパターン化されたパッシベーション層を利用した図７bに示した接近法である。第１金属層２１２は、要求された相互接続ラインを形成し、第２パターン化された金属層２１８a、２１８bは、各ソルダー可溶性パッドを形成し、この時、前記パターン化されたパッシベーション層２１６は、相互接続配線を保護する。殆ど１-２マイクロメーター厚さのアルミニウム層は、相互接続金属配線を形成するために第１金属層２１２として使われることができる。代案的に、殆ど１-２マイクロメーター厚さのＣｕ層がアルミニウムの代わりに利用され得るが、そうするために下部及び可能なら上部（overtop）にチタニウムまたはＴｉ−Ｗのように接着/拡散障壁金属が必要であり得るが、これは、隣接した素材を有する銅の相互作用の特性にかかっている。ここで、隣接素材は、例えば、アルミニウムの表面上の天然酸化アルミニウムでアルミニウム金属トレイスのための効果的な磁気保護を提供し、Ｃｕ表面上の酸化銅は、この点で効果的ではない。
【００４９】
他の適切なソルダー可溶性パッド構造と素材は、本発明によって利用されることができる。そのソルダー可溶性パッド構造と素材は、以前のパラグラフに記述された単一の多層的な薄膜金属接近法のみではなく無電解ニッケルの使用を含む。ソルダー可溶性パッドを形成するためにたびたび最低費用のオプションを示すように、特に、第２パターン化された金属層を形成するために無電解ニッケルを使うことは、さまざまな応用に好ましい。
【００５０】
図７bに示したように、二つの分離された金属層を利用する長所は、何れかの拡散防止金属層も相互接続金属配線に要求されないという点である。したがって、拡散防止金属層の高い電気的な抵抗とそれが誘発する高い残留応力のために、潜在的な問題点が回避される。しかし、そのような接近法は、二つのパターン化された金属層を形成するように追加的なスパッタリング、そしてフォトリソグラフィ工程を要求し得て、製造費用を増加させる傾向がある。
【００５１】
一つ以上の金属相互接続層が窮極的にすべての要求された信号、電力、及び接地ラインの十分なルーティングを提供する必要があると、ただ、最終的な金属層のみがソルダー可溶性パッドを提供する。下部金属層は、必要な相互接続ラインを提供する。このような下部相互接続ラインのために、殆ど１-２マイクロメーター厚さのアルミニウム層は適当なオプションで提供される。類似の１-２マイクロメーター厚さの銅金属層も、また適当なオプションで提供されるが、前記パラグラフに記述されたように隣接したパッシベーション材料に対してその接着/拡散特性によって、その下部及び/または上部接着/拡散障壁金属を要求することができる。
【００５２】
図７aの一つの金属層の場合のように、最終的な金属層は、相互接続とソルダー可溶性パッドのすべてを提供することができる。または、図７bの二つの金属層の場合のように、最終的な金属層は、ただソルダー可溶性パッドを提供することができる。使用された夫々の多層的な薄膜金属層は、金属層の間のインターフェースにある酸化または汚染が回避されるように、好ましくは、夫々の金属層の蒸着の間に真空中断なしにスパッタリングによって連続的に蒸着される。
【００５３】
スパッタリングされた金属層のパターン化は、従来の技術として知られた何れか適当な工程を利用することで成就されることができる。一般に、パターン化工程は、フォト-レジスト層を適用し、フォト-レジスト層をフォト定義し、露出されたスパッタリングされた金属層の選択部をエッチングした後、フォト-レジストを除去する段階を含む。
【００５４】
金属層の間のパッシベーション層の適用は、また従来の技術として知られた適当なプロセスによって成就されることができる。好ましくは、ポリマー誘電体物質が殆ど４-２０マイクロメーターの厚さの範囲で、パッシベーション層として使われて、これは、ウエハーバンピングまたはウエハーレベルパッケージング産業に一般的に使われる一定限度の厚さである。パターン化されたパッシベーション層は、金属層の間に要求された電気的な相互接続を受容するのに必要な開口を備えるように形成される。
【００５５】
従来の技術として知られた他の適当な技術と接近法がパターン化された金属とパッシベーション層を形成するために使われることができる。本発明は、その目的のために利用された構造、技術または素材の何れか特別な選択に制限されない。
【００５６】
金属とパッシベーション層の形成時、好ましく与えられた基板の夫々の単位部に３セットのソルダー可溶性パッドが形成される。第一は、光検出台に電気的な相互接続を作るための一連のＵＢＭパッドである。第二は、移動電話カメラモジュールの応用に一つ以上のフレキシブルフィルム部材のような外部回路に対する電気的な相互接続を作るための一連のパッドである。第三は、必要なら、デカップリングコンデンサのような光検出台の以外の他の装置に対する電気的な相互接続をするための一連のパッドである。
【００５７】
図８によると、製造の他のステージで切断しなかった基板２００（ガラスウエハーの形態で）を示した概略的な断面図である。例示された実施形態において、切断ライン２０３によって基板２００はパターン化された多層的な薄膜金属２０２と第１及び第２ソルダー可溶性パッド２０６a、２０６bを規定するためにその上に形成されたパッシベーション層２１０を夫々有する複数の単位基板２０１に分割される。明確性のために、第３セットの何れかのソルダー可溶性パッド２０６c（図１１に図示されたように、２次成分の接続のために）図８-図１０の例示的な実施形態に図示されていない。
【００５８】
図９に示したように、ソルダーバンプ（またはコーティング）２２６a、２２６bがすべての単位基板２０１の第１及び第２ソルダー可溶性パッド２０６a、２０６bに同時に搭載される。
【００５９】
好ましい実施形態において、ソルダーペーストがソルダー可溶性パッドにソルダー物質を適用するための従来の技術として知られたステンシルプリンティングまたは他の適当な手段によって、夫々のソルダー可溶性パッド２０６a、２０６b上に適用されることが好ましい。その後に結果物として生成される基板の構造は、夫々のソルダー可溶性パッド２０６a、２０６bにソルダーペーストを融解させて可溶するためにソルダー物質の特定リフロー温度まで加熱される。また、第３セットのソルダー可溶性パッド２０６cは、明確性のための説明が省略される。
【００６０】
本発明によって利用され得る多数のソルダー物質がある。共融スズ-鉛ソルダーが一般的に使われる材料である。純粋なスズ、スズ-銀、スズ-銅、及びスズ-銀-銅のような無鉛ソルダーは、半導体産業に鉛の使用を除去するための全体的に厳格な規定のために未来にもっと広く利用可能であろう。重量スケールで８０%以上の鉛を有する高濃度の鉛ソルダーが高い温度の適用時に使われる通常のソルダー材料であり、これは、もっと高い溶融温度を有して、ソルダーバンプパッドに拡散防止障壁の消耗が減る傾向があるからである。本発明は、何れか特別なソルダー物質の使用に限らない。
【００６１】
一旦、基板２００が上述したように、多数の単位基板または組立体部分２０１を形成するために製造されると、センシング部分を形成した光検出台１０１は、前記基板２００の組立体部分２０１に搭載され、好ましくは、従来の技術として知られた適当なフリップチップ組立工程の使用によって搭載される。光検出台１０１自体に何れかのソルダーバンプパッドを形成する必要性を除去しながら、この時点で夫々の組立体部分２０１は、その第１セットのソルダー可溶性パッド２０６aに形成された適切に配置されたソルダーバンプパッド２２６aを備える。したがって、前記光検出台１０１は、ただこのようなソルダーバンプパッド１０２（図１０）に接続のために対応するＵＢＭパッドを備えなければならない必要がある。勿論、前記ソルダーバンプが光検出台１０１のＵＢＭパッドに代案的に提供されると、対応したソルダー可溶性パッド２０６aにあるソルダーバンプパッド２２６aが部分的にまたは完全に除去される。
【００６２】
図１０に概略的に説明したように、フリップチップアセンブリー工程は、すべての適切な単位基板２０１がそれらに必要な光検出半導体台１０１に搭載されるまで前記基板２００の夫々の単位基板２０１の予め決定された位置に夫々の光検出台１０１をピック-フリップ-プレイス（pick-and-flip-and-place）する段階を含む。同一であるか、または相違な、前記多重光検出台１０１は、一つの単位基板２０１に搭載されることができる。他の非光検出（non-photo-sensing）及び能動的または受動的台（明確性の理由で図示せず）は、多重チップモジュールを形成するために前記光検出台１０１と共に前記単位基板２０１にも搭載されることができる。そのような多重チップモジュールを形成する時、多重台は、便宜性、信頼性、品質、費用などの実用的なファクターを考慮して与えられた応用の要求事項によって、同時に、連続的に、または適切にグルーピングされる組合で搭載されることができる。
【００６３】
好ましくは、台搭載の動作は、結合された表面から酸化層を除去するために、またソルダー結合工程の自体の間にそれ以上酸化されないように結合形成領域を保護するために、ソルダー結合形成領域上にフラックスを塗布する段階を含む。フラックスは、適当なディッピング工程によってまたは従来の技術として知られた他の適当なディスペンシング工程によって適用されることが好ましい。樹脂-基盤（rosin-based）水溶性フラックスまたは他の適当な素材がそのようなフラックス適用時に利用されることができる。しかし、この素材で脱イオン水を利用した掃除後（after-cleaning）リンスが要求される。なぜなら、結果で生成される残余物がとても腐食性があるからである。
【００６４】
いわゆる有機基盤の"流動のないアンダーフィル（underfill）"フラックス材料が使われ得るように、いわゆる有機基盤"掃除の要らない（ノークリーン）"フラックスがまた利用されることができる。前記"流動のないアンダーフィル"フラックス材料は、"掃除の要らないノークリーン"フラックス材料と実質的に同一のフラックシング作用をするが、組立時に与えられたソルダー結合をもっとよく強化する。
【００６５】
利用されたフラックス素材の特定類型は、本発明に重要ではない。それにもかかわらず、その"流動のないアンダーフィル"フラックス材料が良好な側壁保護と検出領域の密封が要求される応用例の場合に好ましい。そのようなフラックス素材は、好ましくは、そのような理由のため、しかし、必ずしもその理由のためではないとしても、基板２００に光検出台１０１を搭載するための例示された実施形態に使われることで、良好な側壁保護と光検出領域の密封が搭載された台のために具現される。光検出領域の中に何れかの樹脂材料の流れ落ち（bleeding）を防止することが搭載工程中で重要であり、それによって光検出領域をきれいな状態で維持することができる。
【００６６】
次いで、ソルダーを融解させて、前記基板２００の第１セットソルダー可溶性パッド２０６aと光検出台１０１の間のソルダー結合部２２６aと、基板の第２セットのソルダー可溶性パッド２０６bと違う外部回路の間のソルダー結合部２２６bを作るために、基板をソルダー物質の特性リフロー温度まで加熱する。
【００６７】
十分な側壁保護及びリフローで光検出領域の密封（"流動のないアンダーフィル"フラックス材料のような）を提供するためのものの以外のフラックス素材が利用される場合、十分な側壁保護と密封を提供するために与えられた各応用例の要求条件によって、一つ以上の追加工程段階が必要である。例えば、オーブン養生などのような追加的な段階が後に付く組立された光検出台の周りにエポキシ樹脂の処方が必要なときがある。
【００６８】
ついに、前記基板２００は、前記単位基板２０１を分離させるために切断ライン２０３に沿って切断される。結果としてできた夫々の電子パッケージは（少なくとも一つの単位基板構造２０１を有した）パッキングとパッケージングのためのトレイまたはテープ-リール（tape-and-reel）のような好ましいパッキング媒体上にピック-プレイス（picked-and-placed）される。
【００６９】
レンズハウジングとフレキシブルフィルムを備えた本発明によって形成された電子パッケージの組立は、例えば、ＣＯＢモジュールを組立することに関して従来の技術として知られたとても類似した適当な手段を利用することで、遂行されることができる。一般に、これが二つの主要組立工程を含む。一つの工程は、ＣＯＢモジュール製造の技術に知られたものと非常に同一の方法でエポキシを使うことで、基板上にレンズハウジングを付着させる。他の工程は、電子パッケージとフレキシブルフィルムの間に電気接続を作るもので、これもフレキシブルフィルムが印刷回路基板の以外の電子パッケージに直接的に付着されることを除いて、ＣＯＢ製造技術に知られたものと非常に同一の方法で行われる。この工程のために、従来の技術として知られた適当なＳＭＴ技術が利用されることができる。
【００７０】
または、多様な類型の基板にフレキシブルフィルムと結合するための従来の技術として知られた適当な異方性または等方性の導電フィルムまたは粘着性技術が利用されることができる。
【００７１】
以下、図１１によると、本発明の他の例示的な実施形態によって形成された移動電話カメラモジュール３００の概略的な断面図を示す。詳しくは、本実施形態で電子パッケージ２０１'は、前の段落で説明された例示的な図面には、明瞭性のために省略された第２の部品で図示される。これら第２部品は、例えば、前記電子パッケージ２０１'の夫々の金属層２０２'にこれに開示された適切な技術を使って接続されたデカップリングコンデンサンス部材３０２を含む。
【００７２】
図１２は、図１１に図示されたモジュール実施形態３００の概略的な底面図を示す。
【００７３】
図１１と図１２のすべてに、レンズハウジングは、明確性のために図示されなかった。しかし、金属トレイス３１２を備えたフレキシブルフィルム３１０の典型的な構成は、コネクタ３１４に前記電子パッケージ２０１'を接続していると図示されている。また前の段落で説明したように、側壁保護及び光検出領域２２３の密封を提供する第１ソルダー可溶性パッド２０６a'で夫々のソルダー結合部２２６a'の周りに塗布されたフラックス素材２３０が図示されている。
【００７４】
比較すると、米国同時繋留中の特許出願１０/６９２、８１６に記述された具体的な実施形態によって形成された移動電話カメラモジュール４００が図１３の概略的な断面図に示される。モジュール４００において、フレキシブルフィルム４１０が外部のソルダー結合部４２０によって電子パッケージ４０１と順次に接続された、印刷回路基板４０２にその金属トレイス４１２によって接続される。対照的に、モジュール３００内のフレキシブルフィルム２１０は、支持する印刷回路基板４０２への相互接続のために光検出台１０１の周りに余分のソルダー結合部（結合部４２０のような）の必要性を除去しながら、その金属トレイス３１２によって電子パッケージ２０１'に直接接続される。実際に、前記支持印刷回路基板自体の必要性は除去される。これによって少ない工程段階で潜在的にもっと大きい費用効率で一般的に製造され得る、更に簡単で、更に小型化されたモジュール構造を得ることができる。
【００７５】
図１４によると、本発明の一つの具体的な実施形態によって形成された光検出ウエハーのための製造段階を説明するためのブロック図を示す。段階５００において、半導体ウエハーが提供され、その上に多数の台が規定され、夫々の台は、その自体の光検出領域と光検出領域に入力された光信号を検出して処理するための集積回路を備える。多数のボンンディングパッドは、適切な位置に半導体ウエハーに提供されて集積回路に相互接続を提供する。
【００７６】
段階５０２において、ソルダーバンプパッドは、半導体ウエハー上に提供されたボンンディングパッド上に形成される。好ましくは、必ずしもそうする必要はないが、無電解ニッケル技術がブロック５０２０に表示されたように、ソルダーバンプパッドを形成するために使われる。与えられた応用例の要求事項が必要なら、ブロック５０４に表示されたように、段階５０２または５０２０段階で形成されたこのようなソルダーバンプパッド上に、追加のソルダーバンプパッドが形成されることができる。
【００７７】
そのような場合に、必ずしも必要ではないが、ステンシルプリンティング技術がブロック５０４０に表示されたように採用されることが好ましい。段階５０６において、そのように半導体ウエハーに形成された台が多数の単位台に分離される。
【００７８】
図１５によると、本発明の一つの具体的な実施形態によって形成された電子パッケージのための製造と組立段階を説明するブロック図を示す。図１４において、何れか好ましい様態が示される。しかし、具体的に図示されたもの以外の多数の他の変形例が本発明によって使われることができる。
【００７９】
ブロック６００において、多数の単位基板が規定された基板が提供される。前記金属層の材料を蒸着して選択的に除去することで、パターン化された金属層が基板の前面上のブロック６０２に形成される。その後、段階６０４において、パッシベーション層素材の部分を蒸着して選択的に除去することで、パターン化されたパッシベーション層がそれの保護のためのパターン化された金属層上に形成される。好ましくは、必ずしも必要ではないが、ブロック６０４０に表示されたように、ポリマー誘電体物質がパッシベーション層として使われる。段階６０２及び６０４においては、ブロック６０６に表示されたように、基板の表面にすべての要求された相互接続とソルダー可溶性パッドを形成するために必要なだけ繰り返される。好ましくは、必ずしもそうではないが、無電解ニッケル技術がブロック６０６０に表示されたように、ソルダー可溶性パッドを形成する時に利用される。好ましくは、最小限３セットのソルダーバンプ（またはキャップ）が段階６０８に示したように、ソルダー可溶性パッド上に形成される。
【００８０】
そのようなソルダーバンプを形成する時に利用され得る多様な適当な技術中の一つは、ブロック６０８０に表示されたように、ソルダーペーストのステンシルプリンティングである。
【００８１】
その後に段階６１０において、光検出及び他の非光検出（non-photo-sensing）台が用意されている基板の予め決定された位置に搭載される。夫々の光検出及び非光検出台は、この工程のための適切なソルダーバンプパッドの提供を受ける。夫々の単位基板に、第１セットのソルダーバンプが光検出台を相互接続させるために使用される反面、第３セットのソルダーバンプ（またはキャップ）が何れかの非光検出台を相互接続させるために使われることができる。好ましくは、必ずしもそうではないが、非流動性アンダーフィル物質がブロック６１００に表示されたように、この搭載工程でフラックス材料として利用される。この素材は、特に、それがそれらの光検出領域をシーリングする間に光検出台の側壁を保護するようになるポリマー構造を生成するように、光検出台を搭載するのに適当である。
【００８２】
その後、結果として生成される基板の構造が多数の単位基板を分離させるために段階６１２で切断される。段階６１４において、夫々の単位基板に形成された電子パッケージをピックキングして与えられたパッキング媒体の中に位置させる。その後、夫々の電子パッケージは、ブロック６１６に表示されたように、第２セットのソルダーキャップを利用することで、フレキシブルフィルム部材（例えば、移動電話機カメラモジュール応用例の場合）のような外部回路に搭載される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のユニークなパッケージは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳのような多様な類型の技術で製造されたフォトセンサーまたはフォト検出器のすべての類型に適用可能である。本発明は、カムコーダー、デジタル停止カメラ、ＰＣカメラ、携帯電話端末機カメラ、ＰＤＡとハンドヘルドカメラ、保安カメラ、玩具、自動車装備、生体認識などのような領域イメージセンサーが利用されたところに適用可能である。また、本発明は、ファクシミリ、スキャナー、バーコード判読機とスキャナー、デジタル複写器のような線形アレイ映像センサーに適用可能である。また、本発明は、移動検出器、光レベルセンサー、位置または追跡システムなどに利用された単一のダイオードまたは四分面ダイオードのような非イメージング光センサーをパッケージングする時に適用可能である。
【００８４】
本発明が特定形式と実施形態と関連して記述されたとしても、前記論議されたものとは違う多様な変形例が本発明の精神または範囲を離脱しないかぎり、可能であることを理解しなければならない。例えば、等価の要素が具体的に示されたか、または記述されたものに取り替えられて、何れかの特徴は、他の特徴と独立的に利用され得て、ある場合には、本発明の請求項に記述された精神または範囲を脱しないかぎり、すべて製造または組立段階の特別な組合が逆転されるか、または挿入されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１ａ】従来の技術として知られた典型的なカメラモジュールの一連の上部平面図である。
【図１ｂ】図１aに図示されたカメラモジュールの一連の底面図である。
【図２】従来の技術として知られたチップ-オン-ボード類型のカメラモジュールの概略的な断面図である。
【図３】従来の技術として知られた典型的なＣＬＣＣ光検出装置の概略的な断面図である。
【図４】従来の技術として知られた類型の他の光検出装置の概略的な断面図である。
【図５】米国同時繋留中の特許出願番号１０/６９２、８１６に記述された発明によって形成された例示的な光検出装置の概略的な断面図である。
【図６ａ】処理前に本発明の具体的な一実施形態の切断されなかった光検出半導体ウエハーの概略的な断面図である。
【図６ｂ】パターン型金属層が適用された後、本発明の具体的な一実施形態の切断されなかった光検出半導体ウエハーの概略的な断面図である。
【図６ｃ】ソルダーバンピング後に、本発明の具体的な一実施形態の切断されなかった光検出半導体ウエハーの概略的な断面図である。
【図７ａ】本発明の具体的な一実施形態の製造時に何れか一つのステージで切断された単位基板の概略的な断面図である。
【図７ｂ】多重金属層を利用しながら、本発明の代案的な具体的な一実施形態の製造時に何れか一つのステージで切断された単位基板の概略的な断面図である。
【図８】本発明の具体的な一実施形態の製造時に何れか一つのステージで切断されなかった基板を図示した一連の概略的な断面図である。
【図９】本発明の具体的な一実施形態の製造時に追加される何れか一つのステージで切断されなかった基板を説明した断面図である。
【図１０】本発明の具体的な一実施形態の切断されなかった基板上に光検出台のフリップチップ組立体を説明するための一連の概略的な断面図である。
【図１１】本発明の具体的な一実施形態によって形成されたカメラモジュールの概略的な断面図である。
【図１２】図１１に図示されたカメラモジュールの底面図である。
【図１３】米国同時繋留中の特許出願１０/６９２、８１６に記述された本発明によって形成された光検出装置を統合させた例示的なカメラモジュールの概略的な断面図である。
【図１４】本発明の具体的な一実施形態によって形成された光検出台のための製造と組立段階を説明したブロック図である。
【図１５】本発明の代案的な具体的な実施形態によって形成された電子パッケージのための製造と組立段階を説明したブロック図である。
【図１ａ】
2007523473.tif 000003
【図１ｂ】
2007523473.tif 000004
【図２】
2007523473.tif 000005
【図３】
2007523473.tif 000006
【図４】
2007523473.tif 000007
【図５】
2007523473.tif 000008
【図６ａ】
2007523473.tif 000009
【図６ｂ】
2007523473.tif 000010
【図６ｃ】
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【図７ａ】
2007523473.tif 000012
【図７ｂ】
2007523473.tif 000013
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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