CN101075624A - 覆晶式取像模块封装结构及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种覆晶式取像模块封装结构，该覆晶式取像模块封装结构是包括：一基板，具有一第一基板面及一第二基板面，且以一开口连通该第一基板面与该第二基板面；一玻璃，是对应该开口设在该第一基板面上；一导电层是设在该第二基板面上；一导电凸块设在该导电层上；一取像感测芯片是以作动面上的焊垫与该导电凸块接合导通电性，且该作动面是对应该开口设置；一封胶堤是环绕该取像感测芯片设在该导电层上，且将一金属导线设在该封胶堤上，用以导通该导电层的电性，再将一软性印刷电路板对应该非作动面设在该封胶堤上，通过该金属导线与该导电层电性导通可降低微粒污染，提高制造优良率与可靠度，达到简化制程、降低成本。

Description

覆晶式取像模块封装结构及其封装方法

技术领域

本发明涉及的是一种覆晶式取像模块封装结构及方法，特别涉及的是一种覆晶式取像模块封装结构，可整合覆晶封装与立柱凸块键合(stud bump bonding，SBB)技术，达到简化制程、降低成本。

背景技术

随着科技发达与消费者强力需求下，各式各样的随身信息电子产品以及设备因应而生，而手机结合数字相机功能，即是其中一项重要的发明。观察目前市售所有手机，可以发现都朝向轻薄短小去发展，尤其是具有照像功能的手机，更是当红的机种，甚至有人预测以后手机会完全取代数字相机，成为结合照像、通讯、上网等，具有多功能的整合机种。

请参阅图1所示，其是为现有微型取像模块(Compact Camera Module，CCM)的结构示意图。现有的微型取像模块1是包括有：一基板10、一取像感测芯片11及一盖体结构12，其中，将该取像感测芯片11设置在基板10上，并将盖体结构12环绕该取像感测芯片11设在该基板10上，用以保护该取像感测芯片11，且在该盖体结构12上设置一盖板120，使取像感测芯片11可透过镜头2撷取外界影像。

然而，现有的微型取像模块结构，是使用传统锡球封装或打线方式将取像感测芯片11封装至基板10上，容易因微粒(particle)污染，造成封装质量不良，故其稳定性不足。且在现有的制程中，需要盖体结构12，增加了制程的困难度，且也同时增加了成本，如此较高成本、较复杂制程、稳定性不足的现有封装技术，乃是业界急在改良的封装技术。

发明内容

本发明的第一目的，在于提供一种覆晶式取像模块封装结构及其封装方法，其是使用覆晶封装技术将取像感测芯片封装至基板上，以降低微粒污染，提高制程良率与可靠度。

本发明的另一目的，在于提供一种覆晶式取像模块封装结构及其封装方法，其是使用陶瓷或高分子基板，以提高取像模块封装结构的可靠度。

本发明的再一目的，在于提供一种覆晶式取像模块封装结构及其封装方法，该覆晶式取像模块封装结构的厚度，可满足超薄的需求(1.5mm)，使取像模块封装结构厚度更具有弹性，以符合产品轻薄短小的需求。

本发明的更一目的，在于提供一种覆晶式取像模块封装结构及其封装方法，其制程更为简化，降低制造成本，以提升产品竞争力。

为达上述的目的，本发明是提供一种覆晶式取像模块封装结构较佳实施例，其是主要是包括有：一基板、一玻璃、一导电层、一导电部、一取像感测芯片、一封胶堤所组成，其中，该基板具有一第一基板面及一第二基板面，且以一开口连通该第一基板面与该第二基板面；该玻璃是对应该开口设在该第一基板面上；该导电层是设在该第二基板面上；

所述的导电部为一导电凸块或一异方性导电膜；

该导电凸块或该异方性导电膜是设在该导电层上，该导电凸块是由一立柱凸块与一接合剂所组成；该取像感测芯片是具有一作动面与一非作动面，在该作动面上设有一焊垫，该取像感测芯片是以该焊垫与该导电凸块接合导通电性，且该作动面是对应该开口设置；该封胶堤是环绕该取像感测芯片设在该导电层上，且将一金属导线设在该封胶堤上，用以导通该导电层的电性，再将一软性印刷电路板对应该非作动面设在该封胶堤上，通过该金属导线与该导电层电性导通。

本发明是提供一种覆晶式取像模块封装结构另一较佳实施例，是使用类似盖体结构的基板，搭配延内缘设置的导线架导通电性，完成另一种覆晶式取像模块封装结构。

本发明是提供一种覆晶式取像模块封装结构再一较佳实施例，是使用一复合基板，该复合基板是由一基板与一软性印刷电路板所组成，该软性印刷电路板是由该基板侧边延伸出，且与该基板电性导通，以完成另一种覆晶式取像模块封装结构。

本发明是提供一种覆晶式取像模块封装方法，主要使用立柱凸块键合方式有效降低成本，该方法是包括以下步骤：提供一完成前段制程的基板，该基板具有一导电层；将一取像感测芯片的作动面面对该导电层设置；形成一立柱凸块；形成一接合剂在该立柱凸块上；以热压固化方式将该基板与该取像感测芯片结合，使该取像感测芯片通过该接合剂与该立柱凸块固接在该基板，且与该基板电性导通；以及，填充保护胶。

附图说明

图1是为现有微型取像模块的结构示意图；

图2A是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第一较佳实施例示意图；

图2B是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第一较佳实施例的导电凸块33局部放大第一示意图；

图2C是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第一较佳实施例的导电凸块33局部放大第二示意图；

图3是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第二较佳实施例示意图；

图4A是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第三较佳实施例示意图；

图4B是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第四较佳实施例示意图；

图5是为本发明的覆晶式取像模块封装结构的取像感测芯片与基板导通电性的另一较佳实施例示意图；

图6A至图6F是为本发明的覆晶式取像模块封装方法步骤流程示意图。

附图标记说明：1-微型取像模块；10-基板；11-取像感测芯片；12-盖体结构；120-盖板；2-镜头；3-覆晶式取像模块封装结构；30-基板；31-玻璃；32-导电层；33-导电凸块；34-取像感测芯片；35-封胶堤；301-第一基板面；302-第二基板面；303-开口；331-立柱凸块；332-接合剂；343-焊垫；341-作动面；342-非作动面；36-金属导线；37-软性印刷电路板；371-金属图案；372-导电胶；4-覆晶式取像模块封装结构；40-基板；41-玻璃；42-导线架；43-第一导电介质；44-取像感测芯片；45-软性印刷电路板；401-容置空间；402-第一基板面；403-第二基板面；404-开口；441-作动面；442-非作动面；46、46a-第二导电介质；451-金属图案；452-导电胶；50-基板；52-导电层；53-异方性导电膜；54-取像感测芯片；543-焊垫；70-基板；701-开口；71-导电层；72-立柱凸块；73-接合剂；74-取像感测芯片；741-作动面；742-非作动面；75-保护胶。

具体实施方式

为了能更清楚地描述本发明所提出的覆晶式取像模块封装结构及其封装方法，以下将配合各实施例图示详细说明的。

请参阅图2A至图2C所示，其是分别为本发明的覆晶式取像模块封装结构第一较佳实施例示意图及第一较佳实施例的导电凸块33局部放大第一、第二示意图。

如图2A所示，覆晶式取像模块封装结构3主要是由：一基板30、一玻璃31、一导电层32、一导电凸块33、一取像感测芯片34、一封胶堤35(Dam)等所共同组成。

该基板30具有一第一基板面301及一第二基板面302，且具有一开口303连通该第一基板面301与该第二基板面302。该基板30是使用陶瓷材料或高分子材料作为基板的材料，以提供更佳的平整性，使封装制程更容易控制，当然，该基板30也可以是使用业界常用的市售现有的FR4、FR5、或是BT基板。该玻璃31是对应该开口303设在该第一基板面301上。在本实施例中，该玻璃31是以嵌入该第一基板面301的方式黏合在基板30上，可以依照不同需求使用不同材质的玻璃31。举例来说，例如：使用红外线滤光玻璃，或单纯的素玻璃，或具有抗反射功能的抗反射玻璃，或是蓝玻璃等，使覆晶式取像模块封装结构3可以具有更多种功能。

将设计好电路的导电层32设在该第二基板面302上，用以导通基板30的电性。而导电凸块33是使用立柱凸块键合的方式，设在该导电层32上。如图2B所示，该导电凸块33是由一立柱凸块331与一接合剂332所组成。其中该立柱凸块331可以使用导电性极佳的金属立柱凸块例如金或铜或其它金属材质利用电镀或打线方式(Stud Bump)制作。该接合剂332是使用银胶、锡膏或环氧树脂等等，可达到接合效果的材料。该立柱凸块331的底部是设在取像感测芯片34的焊垫343上，而立柱凸块331的凸起部是连接到导电层32，用以导通取像感测芯片34与基板30之间的电性。如图2C所示，其是为该导电凸块33另一较佳实施例，其实施方式刚好跟图2B颠倒过来，该立柱凸块331的底部是设在导电层32上，而立柱凸块331的凸起部是连接到取像感测芯片34的焊垫343上，一样用以导通取像感测芯片34与基板30之间的电性。当然，无论是使用图2B或图2C的方式，接合剂332都是扮演将该取像感测芯片34与基板30接合固定的脚色。

该取像感测芯片34是用来撷取外界影像，通常是电荷耦合装置(chargecoupled device，CCD)或互补式金属氧化半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)，且该取像感测芯片34具有一作动面341与一非作动面342。在该作动面341上设有一焊垫343，所谓作动面341是指具有撷取外界影像功能的那一面，且该作动面341是对应该开口303设置，使外界的光线可以通过玻璃31到达该取像感测芯片34的作动面341。在本较佳实施例中，该取像感测芯片34是以覆晶封装技术(Flip Chip technology)将取像感测芯片34以该作动面341上的焊垫343与导电凸块33接合导通电性，使取像感测芯片34的作动面341朝向第二基板面302与开口303。换句话说，就是使取像感测芯片34的作动面341朝向覆晶式取像模块封装结构3的上方。

封胶堤35是环绕取像感测芯片34设在该导电层32上，且有一金属导线36设在该封胶堤35上，用以导通该导电层32的电性。在本实施例中，该金属导线36是为T字型结构，其垂直部分贯穿该封胶堤35与该导电层32电性导通。该封胶堤35通常是使用陶瓷材料或高分子材料，但也可以是FR4、FR5、或是BT材料。至在软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)37，是对应取像感测芯片34的非动面342设在该封胶堤35上，通过该金属导线36与该导电层32电性导通，故覆晶式取像模块封装结构3是透过设在该封胶堤35上的软性印刷电路板37，与手机或数字相机等产品结合。该软性印刷电路板37更具有一金属图案371，其尺寸与取像感测芯片34近似，在该金属图案371上涂布有一导电胶372，该导电胶372黏着金属图案371与该取像感测芯片34的非作动面342，通过取像感测芯片34下方的软性印刷电路板37的金属图案371，作为防静电、防电磁波及增加散热效果。

在本较佳实施例中，封胶堤35的厚度大约0.1-1mm，基板30厚度大约0.1-1mm，故覆晶式取像模块封装结构3厚度表现，可以满足超薄的需求，使覆晶式取像模块封装结构3的厚度更具有弹性，以符合产品愈来愈轻薄短小的需求表现。

请参阅图3所示，其是为本发明的覆晶式取像模块封装结构第二较佳实施例示意图。在本第二较佳实施例中，其与第一较佳实施例唯一的不同点在于金属导线的结构与位置，故对在与第一较佳实施例相同的组件，我们使用与第一较佳实施例相同的编号，而对在金属导线我们加上英文字母a加以区分，合先述明。其中，金属导线36a是涂布在该封胶堤35外缘，延该封胶堤35外缘延伸至该导电层32，如此便不需在封胶堤35上开设导通孔，以更简化制程。

请参阅图4A及图4B所示，其是分别为本发明的覆晶式取像模块封装结构第三较佳实施例及第四较佳实施例示意图。在第三较佳实施例中，其与第四较佳实施例唯一的不同点在于第二导电介质，故对在第三较佳实施例与第四较佳实施例相同的组件，我们使用相同的编号，而对在第二导电介质我们加上英文字母a加以区分，合先述明。

如图4A所示，覆晶式取像模块封装结构4主要是由：一基板40、一玻璃41、一导线架42、一第一导电介质43、一取像感测芯片44及软性印刷电路板45等所共同组成。其中该基板40是为颣似盖体结构的陶瓷基材或高分子基材，故在基板40内缘会形成一容置空间401。该基板40的第一基板面402是为盖体结构外缘，而盖体结构内缘是为基板40的第二基板面403，且以一开口404使该容置空间401与外界导通。该导线架42是沿该第二基板面403设置。该第一导电介质43是设在该导电架42上，而取像感测芯片44是设在该容置空间401内。该软性印刷电路板45是对应取像感测芯片44的非作动面442设在该导线架42上，且通过一第二导电介质46与该导线架42电性导通。在本较佳实施例中，该第二导电介质46是使用异方性导电材料例如异方性导电膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)或异方性导电胶(Anisotropic Conductive Paste，ACP)所构成。所谓异方性导电膜(胶)是为具有导电颗粒的胶膜(液态胶)，可作为电性导通的介质与接合的用。如图4B所示，在本第四较佳实施利中，与第三较佳实施例唯一的不同点在于第二导电介质46a，其是将第二导电介质46a改成使用锡膏。

关在该取像感测芯片44的作动面441与非作动面442差异，该取像感测芯片44如何通过第一导电介质43与导电架42导通电性，金属图案451与导电胶452，以及，玻璃41、第一导电介质43等等，其结构、组成、材质、相对位置与功效等等，已经在前述的实施例中详细说明过，在此便不再多作赘述。

请参阅图5所示，其是为本发明的覆晶式取像模块封装结构的取像感测芯片与基板导通电性的另一较佳实施例示意图。在前述的实施例中，取像感测芯片与基板导通电性都是使用立柱凸块键合的方式，故在本实施例中，揭露另一种通过异方性导电膜53(或是异方性导电胶或是锡膏)来导通取像感测芯片与基板的电性。其中，基板50上设有导电层52，利用异方性导电膜53为介质，连接取像感测芯片54的焊垫543与导电层52，用以导通取像感测芯片54与基板50之间的电性。

请参阅图6A至图6F所示，其是为本发明的覆晶式取像模块封装方法步骤流程示意图。

如图6A所示，提供一完成前段制程的基板，该完成前段制程的基板已经在基板70开设好开口701，且基板70上具有电路设计的导电层71，该基板70是为陶瓷材料或高分子材料。

如图6B所示，使用立柱凸块键合技术形成一立柱凸块72在该导电层71上，当然也可以选择将该立柱凸块72形成在取像感测芯片74的焊垫上(如图2C所示)，以作为导通取像感测芯片74与基板70之间的电性的介质。

如图6C所示，形成一接合剂73在该立柱凸块72，该接合剂73是使用银胶、锡膏或环氧树脂等等，可达到接合效果的材料。

如图6D所示，将一取像感测芯片74的作动面741面对该导电层71设置，至在该取像感测芯片74的作动面741与非作动面742差异，及该取像感测芯片74如何作动等等，已经在前述的实施例中详细说明过，在此便不再多作赘述。

如图6E所示，以热压固化方式将该基板70与该取像感测芯片74结合，使该取像感测芯片74通过该接合剂73与该立柱凸块72固接在该基板70，且与该基板70电性导通。

如图6F所示，填充保护胶75以保护接合剂73与该立柱凸块72的接点，即可完成取像感测芯片74与基板70电性导通，至在，后续软性印刷电路板接合等等的制程，已在前述的实施例中详细说明过，在此便不再多作赘述。

故在本较佳实施方法中，使用立柱凸块72来作电性导通的介质，此立柱凸块键合技术的制程较为简单，可有效简化封装制程，以降低封装制造成本，进而提升产品竞争力。

以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。大凡熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，其是包括有：

一基板，其是具有一第一基板面及一第二基板面，且以一开口连通该第一基板面与该第二基板面；

一玻璃，其是对应该开口设在该第一基板面上；

一导电层，其是设在该第二基板面上；

一导电部，其是设在该导电层上；

一取像感测芯片，其是具有一作动面与一非作动面，在该作动面上设有一焊垫，该取像感测芯片是以该焊垫与该导电部接合导通电性，且该作动面是对应该开口设置；

一封胶堤，其是环绕该取像感测芯片设在该导电层上；

一金属导线，其是设在该封胶堤上，用以导通该导电层的电性；以及，

一软性印刷电路板，其是对应该非作动面设在该封胶堤上，通过该金属导线与该导电层电性导通。

2.如权利要求1所述的覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，该软性印刷电路板更具有一金属图案，其尺寸与该取像感测芯片近似，且在该金属图案上涂布一导电胶黏着在该取像感测芯片的非作动面；

3.如权利要求1所述的覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，该基板和封胶堤为陶瓷基板、高分子基板、FR4、FR5、或是BT其中之一；

该玻璃是为红外线滤光玻璃、素玻璃、抗反射玻璃及蓝玻璃其中之一。

4.如权利要求1所述的覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，该金属导线是为T字型结构，且部分贯穿该封胶堤与该导电层电性导通；

该金属导线是延该封胶堤外缘延伸至该导电层。

5.如权利要求1所述的覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，所述的导电部为一立柱凸块与一接合剂所组成的导电凸部或异方性导电材料。

6.一种覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，其是包括有：

一基板，其是为一盖体结构以形成一容置空间，该盖体结构的外缘为一第一基板面，内缘为一第二基板面，且以一开口使该容置空间与外界导通；

一玻璃，其是对应该开口设在该第一基板面上；

一导线架，其是延该第二基板面设置；

一第一导电介质，其是设在该导电架上；

一取像感测芯片，其是设在该容置空间，该取像感测芯片具有一作动面与一非作动面，在该作动面上设有一焊垫，该取像感测芯片是以该焊垫与该第一导电介质接合导通电性，且该作动面是对应该开口设置；以及，

一软性印刷电路板，其是对应该非作动面设在该导线架上，通过一第二导电介质与该导线架电性导通。

7.如权利要求6所述的覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，该软性印刷电路板更具有一金属图案，其尺寸与该取像感测芯片近似，且在该金属图案上涂布一导电胶黏着在该取像感测芯片的非作动面。

8.一种覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，其是包括有：

一复合基板，其是由一基板与一软性印刷电路板所组成，该软性印刷电路板是由该基板侧边延伸出，且与该基板电性导通，该基板具有一第一基板面及一第二基板面，且以一开口连通该第一基板面与该第二基板面；

一玻璃，其是对应该开口设在该第一基板面上；

一导电层，其是设在该第二基板面上；

一导电凸块，其是设在该导电层上，该导电凸块由一立柱凸块与一接合剂所组成；以及，

一取像感测芯片，其是具有一作动面与一非作动面，在该作动面上设有一焊垫，该取像感测芯片是以该焊垫与该导电介质接合导通电性，且该作动面是对应该开口设置。

9.一种覆晶式取像模块封装方法，其特征在于，其是包括以下步骤：

提供一完成前段制程的基板，该基板具有一导电层；

形成一立柱凸块；

形成一接合剂在该立柱凸块上；

将一取像感测芯片的作动面面对该导电层设置；

以热压固化方式将该基板与该取像感测芯片结合，使该取像感测芯片通过该接合剂与该立柱凸块固接在该基板，且与该基板电性导通；以及，

填充保护胶。

10.如权利要求9所述的覆晶式取像模块封装结构，其特征在于，该立柱凸块是形成在该导电层或是该取像感测芯片的一焊垫上两者其中之一，且该立柱凸块是利用电镀或打线方式来制作。

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