CN100364101C - 影像感应器封装构造及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种影像感应器封装构造，包含一基板、一芯片、一透明外盖、及一透镜模块。该基板界定一上表面及一下表面，并具有多个接垫，配置于该下表面上，以及一贯穿开口。该芯片界定一有源表面，且具有一感光组件配置于该有源表面上、及多个凸块配置于该有源表面上的四周，且电性连接至该接垫。该透明外盖配置于该基板的该贯穿开口中，并覆盖于该感光组件上。该透镜模块配置于该基板的该上表面上，用以引导光线至该感光组件上。
Description
技术领域
本发明是有关于一种影像感应器封装构造，特别是有关于一种影像感应器封装构造，具有较短的封装构造整体高度。
背景技术
影像感应器(Image Sensor)半导体为一种半导体芯片，其将光线讯号转换为电子讯号。该影像感应器半导体包含一感光组件，诸如一互补性金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor；CMOS)或一电荷耦合装置(CCD)。
美国专利第5,636,104号，其并入本文以为参考，揭示一种影像感应器封装构造10，如图1所示。该影像感应器封装构造10包含一芯片30、一外壳(Housing)14、一透镜16、一玻璃18、及一基板20。该芯片30由一打线结合技术，电性连接于该基板20上。该芯片30具有一感光组件32，其位于该外壳(Housing)14内。该外壳14黏着于该基板20上，并支撑该透镜16及该玻璃18。该外壳14、该玻璃18、该基板20形成一密闭空间12，用以容纳该芯片30。当光线穿越该透镜16及该玻璃18，并照射该感光组件32，该感光组件32将对光线起作用，并转换成电气讯号。该基板20设有多条金属线路22、多个焊垫24、及多个锡球26。该锡球26由该金属线路22及该焊垫24电性连接于该芯片30，并电性连接于一外部电路(图中未示)，用以传送该感光组件32的讯号。
公知的影像感应器封装构造10受限于该芯片30以打线结合工艺配置于该基板20上，其整体高度(由该透镜至该基板的距离)过长，如此将限制光线焦距(Focal Distance)的调整。再者，公知的影像感应器封装构造10安装于一电子产品时，由于该影像感应器封装构造10的整体高度过长，如此将使该电子产品的体积变大。
参考图2，另一种公知的影像感应器封装构造60主要包含一芯片80、一外壳(Housing)64、一透镜66、一玻璃68、及一树脂层70。该芯片80是由一覆晶技术电性连接于该树脂层70。该芯片80具有一感光组件82及多个凸块84。该外壳64黏着于该树脂层70上，并支撑该透镜66。该玻璃68配置于该外壳64与该树脂层70之间。该树脂层70设有多条金属线路72及多个接点76。该金属线路72用以将该接点76电性连接于该芯片80的该凸块84。该接点76电性连接于一外部电路90，用以传送该感光组件82的讯号。虽然上述影像感应器封装构造60的整体高度(由该透镜66至该芯片80的距离)已被减少，但对微小的电子产品而言，其影像感应器封装构造60的整体高度仍然过长。
因此，便有需要提供一种晶圆级(Wafer Level)的影像感应器封装构造，能够解决前述缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种影像感应器封装构造，具有较小的封装构造整体高度。
为实现上述目的，本发明提供一种影像感应器封装构造，包含一基板、一芯片、一透明外盖、及一透镜模块。该基板界定一上表面及一下表面，并具有多个接垫，配置于该下表面上，以及一贯穿开口。该芯片界定一有源表面，且具有一感光组件配置于该有源表面上、及多个凸块配置于该有源表面上的周边，且电性连接至该接垫。该透明外盖配置于该基板的该贯穿开口中，并覆盖于该感光组件上。该透镜模块配置于该基板的该上表面上，用以引导光线至该感光组件上。
根据本发明的影像感应器封装构造，其芯片是以一覆晶型式连接于该基板，因此可降低该影像感应器封装构造的高度。再者，该透明外盖直接覆盖于该芯片，亦可降低该影像感应器封装构造的高度。因此，相较于公知的影像感应器封装构造，该影像感应器封装构造具有较短的整体高度。
附图说明
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图作详细说明如下：
图1为公知技术的一影像感应器封装构造的剖面示意图。
图2为公知技术的另一影像感应器封装构造的剖面示意图。
图3为根据本发明的影像感应器封装构造的剖面示意图。
图4至图14为根据本发明的影像感应器封装构造的制造方法。
具体实施方式
参考图3，其显示根据本发明的实施例的影像感应器封装构造100。该影像感应器封装构造100包含一芯片130、一透明外盖118、一基板120、及一透镜模块116。该芯片130具有一有源表面136，一背面137，及一感光组件132及多个凸块134配置于该有源表面136上，该多个凸块134配置于该芯片130的有源表面136上的周边。更详细地，该多个凸块134可配置于该芯片130的有源表面136上的单一侧边、两侧边、三侧边或四周上。该感光组件132可为互补性金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor；CMOS)或电荷耦合装置(CCD)。该凸块134可为一金凸块或一焊锡凸块。
该透明外盖118由一密封剂146黏着于该芯片130上，且覆盖该感光组件132。该密封剂146可为一紫外线固化接着剂(UV胶)，较佳地，其具有多个间隔粒子144混合于其中。该密封剂146配置于该透明外盖118与该芯片130之间，且其间的的距离可取决于该间隔粒子144的尺寸。该透明外盖118可为任何型式的滤光片，诸如一红外线低通滤光片(IR Low PassFilter)，或者为一透明材料所制造，诸如玻璃。该间隔粒子144可为硼硅酸盐系玻璃(Borosilicate Glasses)所制。
该基板120具有一相对的上表面128及一下表面129，并具有一贯穿开口121，贯穿该基板120，与该芯片130的该感光组件132相对应。该芯片130的该凸块134是由覆晶技术，连接于该基板120的下表面129上的多个接垫123上，且该透明外盖118位于该贯穿开口121中。一填充胶148配置于该芯片130与该基板120的该下表面129之间，并包封该多个凸块134。多个接垫126配置于该基板120的该下表面129上，且由多条第一金属线路122及多个接垫123，电性连接于该芯片130的该多个凸块134。该多个接垫126可经由多个锡球127，并由一热压合工艺电性连接于一外部电路140，诸如一软性印刷电路(Flexible Printed Circuit)。熟悉此技术人士可知，该基板120可另具有一防焊层(图中未示)，配置于该下表面129上，用以界定该接垫123及接垫126。该基板120为一玻璃纤维强化环氧树脂所制，诸如：FR4玻璃纤维强化环氧树脂(Fiber Glass ReinforcedEpoxy Resin)基板或一玻璃纤维强化BT(Bismalemide Triazine)树脂基板。
该基板120为一多层基板，其另具有多个第二金属线路156配置于该基板120的上表面128上，以及多个导通孔(Electrical Via)152，电性连接该第一金属线路122及该第二金属线路156。多个电子组件158，诸如被动组件，配置于该基板120的该上表面128上，并电性连接至该第二金属线路156。该多个导通孔152可为一激光微孔(Laser via)。
该透镜模块116具有一透镜117，其由一外壳114，承载于该基板120的该上表面128上，用以聚集光线于该感光组件132上。该外壳114黏着于该基板120的该上表面128上。该透镜模块116另具有一调整组件115，用以调整该透镜117与该感光组件132的距离。
现请参考图4至图14，其用以说明根据本发明的该影像感应器封装构造100的制造方法。
参考图4、5，一晶圆160具有多个芯片130，相邻的芯片130间以切割线164相隔。该晶圆160或该芯片130具有一有源表面136以及一背面137。每个芯片130皆具有一感光组件132配置于该有源表面136上。该切割线164位于该晶圆160或该芯片130的有源表面136上。
首先，于该晶圆160上切割一组定位标记，诸如两切口163，用以界定一二维参考坐标162。由该二维参考坐标162，并参考该芯片130的长度及宽度，便可由该晶圆160的背面137界定切割线，并精确的切割该晶圆160。请注意，于根据本发明的制造方法的后续工艺中，该晶圆160会沿着该切割线164，切割为个别的芯片130。然而，较佳的情况下，由该晶圆160的背面137切割该晶圆160，但该背面137并未提供切割线，故该晶圆160需提供定位标记，以便于由背面137切割该晶圆160。该定位标记可为任何型式的贯穿开口，诸如切口、贯穿口、以及凹槽，用以于该晶圆160的背面137界定切割坐标或切割线。
参考图6、7，于该芯片130的该有源表面136上形成多个凸块134，并配置于该芯片130的有源表面136的周边。
参考图8、9，一透明外盖基板170先被提供，然后多条沟槽172纵向横向形成于该透明外盖基板170的一表面142上。每个该沟槽172的两侧边174分别界定两切割线176，并由此界定多个透明外盖118。
参考图10，多个密封剂146，较佳地，其是混合多个间隔粒子144，成环状的配置于该多个芯片130的该有源表面136上，并个别地环绕该感光组件132。精于本技术人士将可了解，该密封剂146，混合该间隔粒子144，亦可配置于该透明外盖基板170的该表面142上。
参考图11，将该透明外盖基板170对齐并覆盖于该晶圆160上，该多条沟槽172分别相应于该多条切割线164，且该多条沟槽172容纳该多个凸块134。之后，将该密封剂146固化，用以使该透明外盖基板170黏着于该晶圆160上。于此情况下，该感光组件132密封于该密封剂146及该透明外盖基板170中。
参考图12，由该二维参考坐标，并参考该芯片130的长度及宽度，以一切割工具183于该晶圆160的背面137切割该晶圆160。另一切割工具182沿该切割线176切割该透明外盖基板170。于实际操作时，该切割工具183及182可以不将该晶圆160及该透明外盖基板170切开或切穿，且之后再进行一裂开(breaking)作业，以形成个别的光学组件封装构造190，显示于图13中。
参考图14，一基板120界定一上表面128及一下表面129，且具有一贯穿开口121、多条第一金属线路122配置于该下表面129、多条第二金属线路156配置于该上表面128、以及多个导通孔152用以将该第二金属线路156电性连接至该第一金属线路122。该基板120可另提供多个电子组件158，举例而言，该电子组件158配置于该上表面128上，连接于该第二金属线路156。
该基板120另具有多个接垫123及接垫126，配置于该下表面129上，且电性连接至该第一金属线路122。该光学组件封装构造190由覆晶技术，固定于该基板120的下表面129上，该透明外盖118位于该贯穿开口121中。该芯片130上的凸块134可由回焊工艺(reflow)，连接于该接垫123上。然后，一填充胶148由配送及毛细管作用，充填于该芯片130与该基板120间。然后，该多个接垫126可经由多个锡球127，并由一热压合工艺电性连接于一外部电路140，诸如一软性印刷电路(Flexible PrintedCircuit)上。精于本技术人士将可了解，该外部电路140可为任何型式的电路板，且该基板120亦可由不同的方式，固定于该外部电路板140上。
然后，将具有一外壳114及一调整组件115的一透镜模块116黏着于该基板120的该上表面128上，如此可形成该影像感应器封装构造100，如图3所示。
根据本发明的实施例的影像感应器封装构造100的该芯片130是以一覆晶型式连接于该基板120，因此可降低该影像感应器封装构造100的高度(由该透镜117至该芯片130的距离)。再者，该透明外盖118直接覆盖于该芯片130，亦可降低该影像感应器封装构造100的高度。因此，相较于公知的影像感应器封装构造，该影像感应器封装构造100具有较短的整体高度。
虽然本发明已以前述实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围应以申请的专利范围所界定为准。
Claims (38)
1.一种影像感应器封装构造，包含：
一基板，界定一上表面及一下表面，并具有多个第一接垫，配置于该下表面上，以及一贯穿开口；
一芯片，界定一有源表面，且具有一感光组件配置于该有源表面上、及多个凸块配置于该有源表面上的周边，且电性连接至该第一接垫；
一透明外盖，配置于该基板的该贯穿开口中，并覆盖于该感光组件上；以及
一透镜模块，配置于该基板的该上表面上，用以引导光线至该感光组件上。
2.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，另包含：
一密封剂，配置于该透明外盖与该芯片之间，用以将该透明外盖黏着于该芯片上。
3.依照权利要求2的影像感应器封装构造，其特征是，其中该密封剂为一紫外线固化接着剂。
4.依照权利要求2的影像感应器封装构造，其特征是，另包含：
多个间隔粒子，配置于该密封剂中，用以控制该透明外盖与该芯片之间的距离。
5.依照权利要求4的影像感应器封装构造，其特征是，其中该间隔粒子为硼硅酸盐玻璃所制。
6.依照权利要求4的影像感应器封装构造，其特征是，其中该间隔粒子具有一致的高度。
7.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，另包含：
一填充胶，配置于该芯片与该基板之间，并包封该多个凸块。
8.依照权利要求1的影像感测封装构造，其特征是，其中该基板另具有：
多个第二接垫，配置于该下表面上，电性连接于该第一接垫，用以连接至一外部电路。
9.依照权利要求8的影像感测封装构造，其特征是，其中该基板另具有多个锡球，用以将该多个第二接垫电性连接于该外部电路。
10.依照权利要求9的影像感应器封装构造，其特征是，其中该锡球是由一热压合工艺连接于该外部电路。
11.依照权利要求9的影像感应器封装构造，其特征是，其中该外部电路为一软性印刷电路。
12.依照权利要求8的影像感应器封装构造，其特征是，其中基板另具有：
多个电子组件，配置于该基板的该上表面上，并电性连接至该第一接垫。
13.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，其中透镜模块具有：
一透镜；以及
一外壳，承载该透镜，并黏着于该基板的该上表面上。
14.依照权利要求13的影像感应器封装构造，其中透镜模块另具有：
一调整组件，用以调整该透镜与该感光组件的距离。
15.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，其中该凸块为一金凸块。
16.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，其中该凸块为一焊锡凸块。
17.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，其中该透明外盖为一滤光片。
18.依照权利要求17的影像感应器封装构造，其特征是，其中该滤光片为一玻璃。
19.依照权利要求17的影像感应器封装构造，其特征是，其中该滤光片为一红外线低通滤光片。
20.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，其中该感光组件为一互补性金属氧化物半导体。
21.依照权利要求1的影像感应器封装构造，其特征是，其中该感光组件为一电荷耦合装置。
22.一种影像感应器封装构造的制造方法，包含下列步骤：
提供一晶圆，具有一有源表面及一背面，该有源表面具有多条第一切割线界定每一个别芯片，该芯片具有一感光组件配置于该有源表面上；
于该芯片的该有源表面上形成多个凸块；
提供一透明外盖基板，界定一表面；
于该透明外盖基板的该表面上形成多条沟槽，每个沟槽的两侧边分别界定两第二切割线，并由此界定多个透明外盖；
将该透明外盖基板对齐并加装于该晶圆上；
由该晶圆的背面，沿着该第一切割线，切割该晶圆，并沿该第二切割线切割该透明外盖基板，以形成个别的光学组件封装构造；
提供一基板，界定一上表面及一下表面，并具有多个第一接垫，配置于该下表面上，且具有一贯穿开口；
将该光学组件封装构造与该基板对齐，使该透明外盖位于该贯穿开口中，且将该芯片上的凸块配置于并电性连接于该接垫上；以及
提供一透镜模块，黏着于该基板的该上表面上，如此可形成该影像感应器封装构造。
23.依照权利要求22的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
于该晶圆上形成一组定位标记，以便于由该晶圆的背面切割该晶圆。
24.依照权利要求22的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
将一密封剂，配置于该透明外盖基板及该芯片两者的一者上，用以将该透明外盖基板黏着于该芯片上。
25.依照权利要求24的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
提供多个间隔粒子，与该密封剂相混合，用以控制该透明外盖基板与该芯片之间的距离。
26.依照权利要求22的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
提供一填充胶，配置于该芯片与该基板之间，并包封该多个凸块。
27.依照权利要求22的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，其中该基板另具有：
多个第二接垫，配置于该下表面上，电性连接于该第一接垫，用以连接至一外部电路。
28.依照权利要求27的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
将多个锡球配置于该第二接垫上；以及
将该锡球电性连接于该外部电路。
29.依照权利要求28的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，其中该锡球是由一热压合工艺连接于该外部电路。
30.依照权利要求27的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，其中该外部电路为一软性印刷电路。
31.依照权利要求27的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，其中该基板另具有：
将多个电子组件，配置于该基板的该上表面上，并电性连接至该第一接垫。
32.依照权利要求22的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，其中透镜模块具有：
一透镜；以及
一外壳，承载该透镜、黏着于该基板的该上表面上。
33.依照权利要求32的影像感应器封装构造的制造方法，其特征是，其中透镜模块另具有：
一调整组件，用以调整该透镜与该感光组件的距离。
34.一种光学组件封装构造的制造方法，包含下列步骤：
提供一晶圆，具有一有源表面及一背面，该有源表面具有多条第一切割线界定每一个别芯片，该芯片具有一感光组件配置于该有源表面上；
于该芯片的该有源表面上形成多个凸块；
提供一透明外盖基板，界定一表面；
于该透明外盖基板的该表面上形成多条沟槽，每个沟槽的两侧边分别界定两第二切割线，并以此界定多个透明外盖；
将该透明外盖基板对齐并加装于该晶圆上；以及
由该晶圆的背面，沿着该第一切割线，切割该晶圆，并沿该第二切割线切割该透明外盖基板，以形成个别的光学组件封装构造。
35.依照权利要求34的光学组件封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
于该晶圆上形成一组定位标记，以便于由该晶圆的背面切割该晶圆。
36.依照权利要求34的光学组件封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
将一密封剂，配置于该透明外盖基板及该芯片两者之一者上，用以将该透明外盖基板黏着于该芯片上。
37.依照权利要求36的光学组件封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
提供多个间隔粒子，与该密封剂相混合，用以控制该透明外盖基板与该芯片之间的距离。
38.依照权利要求34的光学组件封装构造的制造方法，其特征是，另包含下列步骤：
提供一基板，并使该基板经由该些凸块接合于该芯片的该有源表面上；以及
提供一填充胶，配置于该芯片与该基板之间，并包封该多个凸块。
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