CN207503979U - Cmos图像传感器扇出型封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种CMOS图像传感器扇出型封装结构,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构包括:塑封材料层;导电结构,位于所述塑封材料层内,且上下贯穿所述塑封材料层;CMOS图像传感器芯片,正面设置有微棱镜及金属焊盘;所述CMOS图像传感器位于所述塑封材料层内;重新布线层,位于所述塑封材料层的第一表面,且位于所述微棱镜的***,所述重新布线层与所述导电结构及所述金属焊盘相连接;透明基底,键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面。本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构具有结构简单、成本低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体封装结构及封装方法,特别是涉及一种CMOS图像传感器扇出型封装结构。
背景技术
随着技术的发展,CMOS图像传感器(CIS)已经在各个领域均得到了广泛的应用。然而,现有的CMOS图像传感器存在结构复杂,且制备工艺繁琐,制备成本较高等问题。
更低成本、更可靠、更快及更高密度的电路是集成电路封装追求的目标。在未来,集成电路封装将通过不断减小最小特征尺寸来提高各种电子元器件的集成密度。目前,扇出型封装结构以输入/输出端口(I/O)较多、集成灵活性较好等优点而被广泛应用。然而,在现有工艺中,还并未出现制备工艺简单及成本低廉的CMOS图像传感器扇出型封装结构。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种CMOS图像传感器扇出型封装结构,用于解决现有技术中的CMOS图像传感器存在的结构复杂,且制备工艺繁琐,制备成本较高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种CMOS图像传感器扇出型封装结构,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构包括:
塑封材料层,包括相对的第一表面及第二表面;
导电结构,位于所述塑封材料层内,且上下贯穿所述塑封材料层;
CMOS图像传感器芯片,正面设置有微棱镜及金属焊盘;所述CMOS图像传感器位于所述塑封材料层内,所述塑封材料层暴露出所述微棱镜的外表面及所述金属焊盘的外表面;
重新布线层,位于所述塑封材料层的第一表面,且位于所述微棱镜的***,所述重新布线层与所述导电结构及所述金属焊盘相连接;
透明基底,键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面,以在所述透明基底与所述重新布线层之间形成密封空腔。
优选地,所述塑封材料层包括聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层中的任一种。
优选地,所述导电结构为金属连接球或金属柱。
优选地,所述重新布线层包括:
电介质层,位于所述塑封材料层的第一表面;
金属线层,位于所述电介质层内。
优选地,所述重新布线层包括:
电介质层,位于所述塑封材料层的第一表面;
金属叠层结构,位于所述电介质层内;所述金属叠层结构包括多层间隔排布的金属线层及金属插塞,所述金属插塞位于相邻所述金属线层之间,以将相邻的所述金属线层电连接。
优选地,所述电介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃,含氟玻璃中的一种或两种以上组合,所述金属线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。
优选地,所述透明基底经由键合材料层键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面,所述键合材料层位于所述透明基底与所述重新布线层之间,且位于所述CMOS图像传感器芯片的***。
本实用新型还提供一种CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤:
1)提供一衬底;
2)于所述衬底的上表面形成导电结构;
3)于所述衬底的上表面键合CMOS图像传感器芯片,所述CMOS图像传感器芯片的正面设置有微棱镜及金属焊盘;
4)于所述衬底的上表面形成塑封材料层,所述塑封材料层将所述导电结构及所述CMOS图像传感器芯片塑封;所述塑封材料层包括相对的第一表面及第二表面,且所述塑封材料层的第一表面与所述衬底的上表面相接触;
5)去除所述衬底;
6)于所述塑封材料层的第一表面形成重新布线层,所述重新布线层位于所述微棱镜的***,且与所述导电结构及所述金属焊盘相连接;
7)于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面键合透明基底,以在所述透明基底与所述重新布线层之间形成密封空腔。
优选地,于所述衬底的上表面形成所述导电结构之前还包括于所述衬底的上表面形成剥离层的步骤。
优选地,步骤2)中,于所述衬底的上表面形成金属连接球或金属柱作为所述导电结构。
优选地,步骤4)中,采用压缩成型工艺、传递模塑成型工艺、液封成型工艺、真空层压工艺或旋涂工艺于所述衬底的上表面形成所述塑封材料层;所述塑封材料层包括聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层中的任一种。
优选地,步骤7)中,使用键合材料层将所述透明基底键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面,所述键合材料层位于所述透明基底与所述重新布线层之间,且位于所述CMOS图像传感器芯片的***。
优选地,步骤6)与步骤7)之间还包括对所述塑封材料层的第二表面进行减薄处理的步骤,以裸露出所述导电结构。
如上所述,本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构,具有以下有益效果:本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构具有结构简单、成本低等优点;本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法具有工艺步骤简单、成本低等优点。
附图说明
图1显示为本实用新型实施例一中提供的CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法的流程图。
图2~图11显示为本实用新型实施例一中提供的CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法各步骤所呈现的结构示意图,其中,图11显示为本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构的结构示意图。
元件标号说明
11 衬底
12 剥离层
13 导电结构
14 CMOS图像传感器芯片
141 微棱镜
142 金属焊盘
15 塑封材料层
16 重新布线层
161 电介质层
162 金属线层
17 透明基底
18 键合材料层
19 空腔
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1~图11。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想,虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1,本实用新型提供一种CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤:
1)提供一衬底;
2)于所述衬底的上表面形成导电结构;
3)于所述衬底的上表面键合CMOS图像传感器芯片,所述CMOS图像传感器芯片的正面设置有微棱镜及金属焊盘;
4)于所述衬底的上表面形成塑封材料层,所述塑封材料层将所述导电结构及所述CMOS图像传感器芯片塑封;所述塑封材料层包括相对的第一表面及第二表面,且所述塑封材料层的第一表面与所述衬底的上表面相接触;
5)去除所述衬底;
6)于所述塑封材料层的第一表面形成重新布线层,所述重新布线层位于所述微棱镜的***,且与所述导电结构及所述金属焊盘相连接;
7)于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面键合透明基底,以在所述透明基底与所述重新布线层之间形成密封空腔。
在步骤1)中,请参阅图1中的S1步骤及图2,提供一衬底11。
作为示例,所述衬底11的材料可以包括硅、玻璃、氧化硅、陶瓷、聚合物以及金属中的一种或两种以上的复合材料,其形状可以为晶圆形、方形或其它任意所需形状;本实施例通过所述衬底11来防止后续制备过程中半导体芯片发生破裂、翘曲、断裂等问题。
作为示例,如图3所示,提供所述衬底11之后,还包括于所述衬底11的上表面形成剥离层12的步骤。
作为示例,所述剥离层12在后续工艺中作为后续形成的塑封材料层15与所述衬底11之间的分离层,其最好选用具有光洁表面的粘合材料制成,其必须与所述塑封材料层15具有一定的结合力,以保证所述塑封材料层15在后续工艺中不会产生移动等情况,另外,其与所述衬底11亦具有较强的结合力,一般来说,其与所述衬底11的结合力需要大于与所述塑封材料层15的结合力。作为示例,所述剥离层12的材料选自双面均具有粘性的胶带或通过旋涂工艺制作的粘合胶等。胶带优选采用UV胶带,其在UV光照射后很容易被撕离。在其它实施方式中,所述剥离层12也可选用物理气相沉积法或化学气相沉积法形成的其他材料层,如环氧树脂(Epoxy)、硅橡胶(silicone rubber)、聚酰亚胺(PI)、聚苯并恶唑(PBO)、苯并环丁烯(BCB)等。在后续分离所述衬底11时,可采用湿法腐蚀、化学机械研磨、撕除等方法去除所述剥离层12。
请参阅图1中的S2步骤及图4至图5,于所述衬底11的上表面形成导电结构13。
在一示例中,于所述衬底11的上表面形成金属连接球作为所述导电结构13,所述金属连接球可以为但不仅限于铜球或锡球。此时,所述金属连接球应为长径比较大的金属连接球,即所述金属连接球的高度明显大于所述金属连接球的直径,以满足后续塑封工艺的需要。
在另一示例中,于所述衬底11的上表面形成金属柱作为所述导电结构13,所述金属柱可以为但不仅限于铜柱、锡柱等等。
请参阅图1中的S3步骤及图6,于所述衬底11的上表面键合CMOS图像传感器芯片14,所述CMOS图像传感器芯片14的正面设置有微棱镜141及金属焊盘142。
作为示例,可以采用键合追踪法(bond-on-trace)将所述CMOS图像传感器芯片14键合于所述衬底11的上表面;所述键合追踪法为本领域人员所熟知,此处不再累述。当然,本实施例中也可以采用其他任意一种键合方法将所述CMOS图像传感器芯片14键合于所述衬底11的上表面。
作为示例,所述微棱镜141用于聚焦光线,以使得所述CMOS图像传感器芯片14可以更好的收光讯号;所述金属焊盘142用于将所述CMOS图像传感器芯片14内部的功能器件(未示出)引出。此外,所述CMOS图像传感器芯片14并非仅包括所述微棱镜141及所述金属焊盘142,由于所述CMOS图像传感器芯片14为本领域常用的一种芯片,所述CMOS图像传感器芯片14的其他结构为本领域技术人员所熟知,此处不再累述。
请参阅图1中的S4步骤及图7,于所述衬底11的上表面形成塑封材料层15,所述塑封材料层15将所述导电结构13及所述CMOS图像传感器芯片14塑封;所述塑封材料层15包括相对的第一表面及第二表面,且所述塑封材料层15的第一表面与所述衬底11的上表面相接触。
作为示例,可以采用压缩成型工艺、转移成型工艺、液体密封成型工艺、模塑底部填充工艺、毛细底部填充工艺、真空层压工艺或旋涂工艺于所述衬底11的上表面形成所述塑封材料层15。优选地,本实施例中,采用模塑底部填充工艺于所述衬底11的上表面形成所述塑封材料层15,这样塑封材料可以顺畅而迅速地填充于所述CMOS图像传感器芯片14、所述导电结构13之间的间隙,可以有效地避免出现界面分层,且模塑底部填充不会像现有技术中的毛细底部填充工艺那样受到限制,大大降低了工艺难度,可以用于更小的连接间隙,更适用于堆叠结构。
作为示例,所述塑封材料层15的材料可以为但不仅限于聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层。
作为示例,所述塑封材料层15的高度高于所述导电结构13的高度,即所述塑封材料层15将所述导电结构13及所述CMOS图像传感器芯片14完全封裹塑封。
当然,在其他示例中,还可以依据所述导电结构13的顶部为依据形成所述塑封材料层15,使得形成的所述塑封材料层15的高度刚好与所述金属连线13的高度相同。这样可以省去后续对所述塑封材料层15进行研磨的工艺,从而减少了工艺步骤,节约了成本。
请参阅图1中的S5步骤及图8,去除所述衬底11。
作为示例,可以采用研磨工艺、减薄工艺等进行去除所述衬底11及所述剥离层12。优选地,本实施例中,所述剥离层12为UV胶带,可以采用撕掉所述剥离层12的方式以去除所述衬底11。
请参阅图1中的S6步骤及图9,于所述塑封材料层15的第一表面形成重新布线层16,所述重新布线层16位于所述微棱镜141的***,且与所述导电结构13及所述金属焊盘142相连接。
在一示例中,如图9所示,所述重新布线层16包括一层电介质层161及一层金属线层162,于所述塑封材料层15的第一表面形成重新布线层16包括如下步骤:
6-1)于所述塑封材料层15的第一表面形成所述金属线层162;
6-2)于所述塑封材料层15的第一表面形成电介质层161,所述电介质层161将所述金属线层162包裹。
在另一示例中,所述重新布线层16包括一层电介质层161及一层金属线层162,于所述塑封材料层15的第一表面形成重新布线层16包括如下步骤:
6-1)于所述塑封材料层15的第一表面形成所述电介质层161,通过光刻及刻蚀工艺于所述电介质层161内形成沟槽,所述沟槽定义出所述金属线层162的形状;
6-2)于所述沟槽内形成所述金属线层162。
在又一示例中,所述重新布线层16内包括至少两层金属线层162及至少一层电介质层161,于所述塑封材料层15的第一表面形成重新布线层16包括如下步骤:
6-1)于所述塑封材料层15的第一表面形成第一层金属线层162;
6-2)于所述塑封材料层15的第一表面形成电介质层161,所述电介质层151将第一层所述金属线层162封裹,且所述电介质层161的上表面高于所述金属线层162的上表面;
6-3)于所述电介质层161内形成若干层与第一层所述金属线层162电连接的间隔堆叠排布的其他金属线层162,相邻所述金属线层162之间经由金属插塞电连接。
作为示例,上述示例中,所述金属线层162的材料可以为但不仅限于铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种及两种以上的组合材料,并可采用PVD、CVD、溅射、电镀或化学镀等工艺形成所述金属线层162。所述电介质层161的材料可以为低k介电材料;具体的,所述电介质层161可以采用环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃及含氟玻璃中的一种材料,并可以采用诸如旋涂、CVD、等离子体增强CVD等工艺形成所述电介质层161。
需要说明的是,上述及后续所述的“与所述重新布线层16电连接”均指与所述重新布线层16内的金属线层162电连接。
作为示例,请参阅图10,步骤6)之后还包括对所述塑封材料层15的第二表面进行减薄处理的步骤,以裸露出所述导电结构13,即使得所述导电结构13的表面与所述塑封材料层15的第二表面相平齐。
请参阅图1中的S6步骤及图11,于所述重新布线层16远离所述塑封材料层15的表面键合透明基底17,以在所述透明基底17与所述重新布线层16之间形成密封空腔19。
作为示例,可以使用键合材料层18将所述透明基底17键合于所述重新布线层16远离所述塑封材料层15的表面,所述键合材料层18位于所述透明基底17与所述重新布线层16之间,且位于所述CMOS图像传感器芯片14的***。
作为示例,所述键合材料层18可以为粘合胶层、胶带层或焊料层等等。
作为示例,所述透明基底17可以为透明玻璃、透明石英或透明陶瓷等等。
实施例二
请继续参阅图11,本实施例还提供一种CMOS图像传感器扇出型封装结构,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构由实施例一中所述的制备方法制备而得到,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构包括:塑封材料层15,所述塑封材料层15包括相对的第一表面及第二表面;导电结构13,所述导电结构13位于所述塑封材料层15内,且上下贯穿所述塑封材料层15;CMOS图像传感器芯片14,所述CMOS图像传感器芯片14正面设置有微棱镜141及金属焊盘142;所述CMOS图像传感器14位于所述塑封材料层15内,所述塑封材料层15暴露出所述微棱镜141的外表面及所述金属焊盘142的外表面;重新布线层16,所述重新布线层16位于所述塑封材料层15的第一表面,且位于所述微棱镜141的***,所述重新布线层16与所述导电结构13及所述金属焊盘142相连接;透明基底17,所述透明基底17键合于所述重新布线层16远离所述塑封材料层15的表面,以在所述透明基底17与所述重新布线层16之间形成密封空腔19。
作为示例,所述塑封材料层15包括聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层中的任一种。
作为示例,所述导电结构13为金属连接球或金属柱。所述金属连接球可以为但不仅限于铜球或锡球;所述金属柱可以为但不仅限于铜柱或锡柱。
作为示例,所述导电结构13的上下表面与所述塑封材料层15的上下表面相平齐。
在一示例中,所述重新布线层16包括:电介质层161,所述电介质层16位于所述塑封材料层15的第一表面;金属线层162,所述金属线层162位于所述电介质层161内。
在另一示例中,所述重新布线层16包括:电介质层161,所述电介质层161位于所述塑封材料层15的第一表面;金属叠层结构,所述金属叠层结构位于所述电介质层161内;所述金属叠层结构包括多层间隔排布的金属线层162及金属插塞(未示出),所述金属插塞位于相邻所述金属线层162之间,以将相邻的所述金属线层162电连接。
作为示例,所述电介质层161的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃,含氟玻璃中的一种或两种以上组合,所述金属线层162的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。
作为示例,所述透明基底17经由键合材料层18键合于所述重新布线层16远离所述塑封材料层15的表面,所述键合材料层18位于所述透明基底17与所述重新布线层16之间,且位于所述CMOS图像传感器芯片14的***。
作为示例,所述键合材料层18可以为粘合胶层、胶带层或焊料层等等。
作为示例,所述透明基底17可以为透明玻璃、透明石英或透明陶瓷等等。
综上所述,本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构包括:塑封材料层,包括相对的第一表面及第二表面;导电结构,位于所述塑封材料层内,且上下贯穿所述塑封材料层;CMOS图像传感器芯片,正面设置有微棱镜及金属焊盘;所述CMOS图像传感器位于所述塑封材料层内,所述塑封材料层暴露出所述微棱镜的外表面及所述金属焊盘的外表面;重新布线层,位于所述塑封材料层的第一表面,且位于所述微棱镜的***,所述重新布线层与所述导电结构及所述金属焊盘相连接;透明基底,键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面,以在所述透明基底与所述重新布线层之间形成密封空腔。本实用新型的CMOS图像传感器扇出型封装结构具有结构简单、成本低等优点。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于,所述CMOS图像传感器扇出型封装结构包括:
塑封材料层,包括相对的第一表面及第二表面;
导电结构,位于所述塑封材料层内,且上下贯穿所述塑封材料层;
CMOS图像传感器芯片,正面设置有微棱镜及金属焊盘;所述CMOS图像传感器位于所述塑封材料层内,所述塑封材料层暴露出所述微棱镜的外表面及所述金属焊盘的外表面;
重新布线层,位于所述塑封材料层的第一表面,且位于所述微棱镜的***,所述重新布线层与所述导电结构及所述金属焊盘相连接;
透明基底,键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面,以在所述透明基底与所述重新布线层之间形成密封空腔。
2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于:所述塑封材料层包括聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层中的任一种。
3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于:所述导电结构为金属连接球或金属柱。
4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于:所述重新布线层包括:
电介质层,位于所述塑封材料层的第一表面;
金属线层,位于所述电介质层内。
5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于:所述重新布线层包括:
电介质层,位于所述塑封材料层的第一表面;
金属叠层结构,位于所述电介质层内;所述金属叠层结构包括多层间隔排布的金属线层及金属插塞,所述金属插塞位于相邻所述金属线层之间,以将相邻的所述金属线层电连接。
6.根据权利要求4或5所述的CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于:所述电介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃,含氟玻璃中的一种或两种以上组合,所述金属线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。
7.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器扇出型封装结构,其特征在于:所述透明基底经由键合材料层键合于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面,所述键合材料层位于所述透明基底与所述重新布线层之间,且位于所述CMOS图像传感器芯片的***。
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CN201721136991.1U CN207503979U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Cmos图像传感器扇出型封装结构 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023053503A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置、電子機器および撮像装置の製造方法 |
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2017
- 2017-09-06 CN CN201721136991.1U patent/CN207503979U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023053503A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置、電子機器および撮像装置の製造方法 |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.78 Changshan Avenue, Jiangyin City, Wuxi City, Jiangsu Province (place of business: No.9 Dongsheng West Road, Jiangyin City) Patentee after: Shenghejing micro semiconductor (Jiangyin) Co.,Ltd. Address before: No.78 Changshan Avenue, Jiangyin City, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee before: SJ Semiconductor (Jiangyin) Corp. |