CN101582434B - 影像感测器封装结构及其制造方法及相机模组 - Google Patents

影像感测器封装结构及其制造方法及相机模组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种影像感测器封装结构，其包括一个晶片主体、至少一个被动元件及多个焊球，该晶片主体具有两个相对的第一表面与第二表面。该第一表面上形成有一个影像感测区，该第二表面上形成有一个电路线路层。该至少一个被动元件安装在该电路线路层上并与该电路线路层达成电性连接。且所述晶片主体上开设多个贯穿所述第一表面及第二表面的多个直通硅晶穿孔；所述焊球分别直接设置在所述直通硅晶穿孔上并与该所述直通硅晶穿孔一一达成电性连接。本发明还涉及一种所述影像感测器封装结构的制造方法及一种应用所述影像感测器封装结构的相机模组。

Description

影像感测器封装结构及其制造方法及相机模组
技术领域
本发明涉及一种封装技术，尤其涉及一种影像感测器封装结构及其制造方法及应用该影像感测器封装结构的相机模组。
背景技术
一般，影像感测器(Image Sensor)的封装结构在相机模组化设计上需另行考虑基板(Substrate)，将电容、电阻等被动元件与该影像传感器的封装结构一起设计在该基板上。但是，电子产品现今日益趋于轻薄、短小的方向发展，因此，在相机模组化设计上迫切需要缩小空间，响应小型化的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能缩小相机模组化的空间来实现小型化的影像感测器封装结构及其制造方法及相机模组。
一种影像感测器封装结构，其包括一个晶片主体、至少一个被动元件及多个焊球，该晶片主体具有两个相对的第一表面与第二表面。该第一表面上形成有一个影像感测区，该第二表面上形成有一个电路线路层。该至少一个被动元件安装在该电路线路层上并与该电路线路层达成电性连接。且所述晶片主体上开设多个贯穿所述第一表面及第二表面的多个直通硅晶穿孔；所述焊球分别直接设置在所述直通硅晶穿孔上并与该所述直通硅晶穿孔一一达成电性连接。
一种影像感测器封装结构的制造方法，其包括以下步骤：
提供一个晶圆，该晶圆具有两个相对的第一表面与第二表面，该第一表面上形成有多个影像感测区；
在该第二表面上进行溅镀形成一个金属层；
将该金属层上与该每个影像感测区相对应的位置进行金属蚀刻分别形成一个电路线路层；及
将该晶圆切割成单个晶片主体的影像感测器封装结构。
一种应用上述影像感测器封装结构的相机模组，该相机模组包括至少一个被动元件，该至少一个被动元件安装在该电路线路层上并与该电路线路层达成电性连接。
与现有技术相比，所述影像感测器封装结构及其制造方法及相机模组，通过在该第二表面设置该电路线路层，使被动元件无需借助基板与该影像感测器封装结构达成电性连接，从而使该影像感测器封装结构在相机模组化设计上缩小空间，到达小型化的需求。
附图说明
图1为本发明第一实施方式提供的相机模组的结构示意图。
图2为本发明第二实施方式提供的相机模组的结构示意图。
图3为本发明第一实施方式提供的影像感测器封装结构的制造方法的流程示意图。
图4为图3中影像感测器封装结构的制造方法的单个影像感测器封装结构的剖面流程示意图。
图5为本发明第二实施方式提供的影像感测器封装结构的制造方法的流程示意图。
图6为图5中影像感测器封装结构的制造方法的单个影像感测器封装结构的剖面流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明第一实施方式提供的相机模组101。该相机模组101包括一个影像感测器封装结构100、至少一个被动元件20(Passive Component)、一个遮盖层70(Cover Layer)、一个玻璃层72、一个镜座73及一个透镜组74。在本实施方式中，该被动元件20的数量为两个，需要说明的是，被动元件可以是电阻(Resistor)、电容(Capacitor)以及电感(Inductor)等无源器件。
该影像感测器封装结构100采用硅材料进行封装。该影像感测器封装结构100包括一个晶片主体56、一个电路线路层10(Electric Layer)、多个焊球30(Solder Ball)、多个直通硅晶穿孔40(Through Silicon Via，TSV)、多个焊垫50(Bonding Pad)及一个影像感测区60(Sensor Area)。该焊垫50的数量与该直通硅晶穿孔40的数量相对应，该直通硅晶穿孔40的数量与该焊球30的数量相对应。在本实施方式中，该焊球30的数量为两个。需要说明的是，直通硅晶穿孔采用封装技术的硅通孔技术实现，即在晶片上开孔并在孔内填入金属等材料，从而晶片与晶片之间之间形成垂直通道，实现晶片与晶片之间互连的技术。
该晶片主体56具有两个相对的第一表面11与第二表面12。该影像感测区60设置在该第一表面11上，该电路线路层10设置在该第二表面12上。该两个被动元件20安装在该电路线路层10上并与该电路线路层10达成电性连接。在本实施方式中，该影像感测器封装结构100的大小在4×4平方毫米(mm)以上，而该每个被动元件20在该影像感测器封装结构100上占的尺寸约为0.5×0.25×0.25mm(长×宽×高)。因此该两个被动元件20可以设置在该电路线路层10上。该两个被动元件20通过焊接安装在该电路线路层10上。该电路线路层10上下各设置有一层保护层80，该保护层80用于保护该电路线路层10，使其减少磨损。可以理解该保护层80可以不设置。
该两个焊球30设置在该电路线路层10上，该两个焊球30分别通过该电路线路层10与该两个直通硅晶穿孔40一一达成电性连接。可以理解，该两个焊球30可分别直接设置在该两个直通硅晶穿孔40上并与该两个直通硅晶穿孔40一一达成电性连接。该两个焊垫50设置在该两个直通硅晶穿孔40远离该两个焊球30的一端，该两个直通硅晶穿孔40分别通过该两个焊垫50与该影像感测区60达成电性连接。
该影像感测器封装结构100通过该两个直通硅晶穿孔40及该两个焊球30与外部设备(比如电路板，图未示)达成电性连接。在本实施方式中，该两个焊球30的高度大于该两个被动元件20的高度。可以理解，该电路线路层10上与该每个被动元件20及该每个焊球30连接的地方不设置该保护层80。
该遮盖层70设置在该第一表面11上，该遮盖层70包括一个孔71，该孔71用于收容该影像感测区60。该遮盖层70对该第一表面11及该焊垫50起保护作用的同时还对该影像感测区60起到保护壁垒的作用。该玻璃层72覆盖在该遮盖层70上，该玻璃层72可以将该孔71完全覆盖。该玻璃层72可以减少灰尘进入该影像感测区60，可以理解，该玻璃层72可以不设置。该镜座73收容该透镜组74及该玻璃层72，且该镜座73设置在该覆盖层70上。该透镜组74与该影像感测区60的光学中心在一条直线上，光可以透过该透镜组74及该玻璃层72照射在该影像感测区60上。
本发明第一实施方式提供的相机模组101，通过影像感测器封装结构100的第二表面12上设置电路线路层10，使该两个被动元件20无需借助基板与该影像感测器封装结构100达成电性连接，从而使该影像感测器封装结构100在相机模组化设计上缩小空间，到达小型化的需求。
请参阅图2，为本发明第二实施方式提供的相机模组201。本实施方式的相机模组201与第一实施方式的相机模组101的区别在于，该影像感测器封装结构100a的第二表面12a上开设有一个凹槽90a，该电路线路层10a相应铺设在该凹槽90a上，该两个被动元件20a安装在该凹槽90a内。
本发明第二实施方式提供的相机模组201，除具有本发明第一实施方式的有益效果之外，该两个焊球30a的高度受限减小。可以理解，若该凹槽90a的深度不小于该每个被动元件20a的高度，则该每个焊球30a的高度不受限制。
请一并参阅图1、图3及图4，图4中的影像感测器100封装结构为依本发明第一实施方式提供的影像感测器封装结构的制造方法而制造的。该影像感测器封装结构100的制造方法包括以下步骤：
(1)提供一个晶圆300，该晶圆300两个相对的第一表面301与第二表面302，该第一表面301上形成多个上述影像感测区60。本实施方式中，该影像感测区60的数量为10个。
(2)将该晶圆300的第二表面302进行涂布。此时，在该第二表面302形成上述保护层80。
(3)将该涂布后的第二表面302进行曝光。需要说明的是，在本实施方式中，该第二表面302上具有10个区域308，该每个区域308表示为该第二表面302上与该影像感测器60相对应的位置，该区域308中的变化流程需结合图4进行。
(4)将该曝光后的第二表面302进行显影。此时，该保护层80上形成10组通道304。透过该10组通道304即分别可得到10组上述直通硅晶穿孔40。
(5)将该显影后的第二表面302进行溅镀。此时，该保护层80及该通道304的表面上形成一个金属层16。
(6)将该金属层16上与该每个影像感测区60相对应的位置进行金属蚀刻分别形成一个上述电路线路层10。此时，对应10个影像感测区60，该电路线路层的数目也为10个。
(7)将该金属蚀刻后的第二表面302进行印刷。此时，该每个电路线路层10上形成该保护层80，因该保护层80采用印刷技术形成，故该保护层80具有间断性。因后续形成相机模组101，需要设置被动元件20及焊球30，故该电路线路层10上与该每个被动元件20及该每个焊球30连接的地方不设置该保护层80。
(8)将该印刷后的第二表面302进行植球。此时，该通道304上形成上述焊球30，对应10组通道304，该焊球30的数量也为10组。及
(9)将该植球后的晶圆300切割成上述单个晶片主体56的影像感测器封装结构100。该切割步骤是以该影像感测区60为单位进行切割，每个影像感测器封装结构100具有一个晶片主体56、一个电路线路层10、两个焊球30及保护层80。
可以理解，在该单个影像感测器封装结构100的电路线路层10上具有非保护层80的地方焊接该两个被动元件20可形成上述相机模组101。
请一并参阅图2、图5及图6，图6中的影像感测器封装结构100a为依本发明第二实施方式提供的影像感测器封装结构的制造方法而制造的。本实施方式的影像感测器封装结构100a的制造方法与第一实施方式的影像感测器100封装结构的制造方法的区别在于，对该晶圆300b的第二表面302b进行涂布步骤之前还对该第二表面302b与该每个影像感测区60b相对应的位置进行硅蚀刻步骤，在该第二表面302b上形成多个个上述凹槽90b。该凹槽90b的数量与该影像感测区60b的数量相对应。可以理解，在该单个影像感测器封装结构100a的凹槽90b内的电路线路层10a上焊接该两个被动元件20a可形成上述相机模组201。
所述影像感测器封装结构及其制造方法及相机模组，通过在影像感测器封装结构的第二表面上设置电路线路层，使被动元件无需借助基板与该影像感测器封装结构达成电性连接，从而使该影像感测器封装结构在相机模组化设计上缩小空间，到达小型化的需求。
虽然本发明已以较佳实施方式披露如上，但是，其并非用以限定本发明，另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化等。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种影像感测器封装结构，其包括一个晶片主体、至少一个被动元件及多个焊球，该晶片主体具有两个相对的第一表面与第二表面，该第一表面上形成有一个影像感测区，该第二表面上形成有一个电路线路层，该至少一个被动元件安装在该电路线路层上并与该电路线路层达成电性连接，且所述晶片主体上开设多个贯穿所述第一表面及第二表面的多个直通硅晶穿孔；所述焊球分别直接设置在所述直通硅晶穿孔上并与该所述直通硅晶穿孔一一达成电性连接。
2.如权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于，该第二表面设置有一个凹槽，该电路线路层相应铺设在该凹槽上。
3.如权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于，该电路线路层上下还各镀有一层保护层。
4.如权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于，该影像感测器封装结构采用硅材料进行封装。
5.一种影像感测器封装结构的制造方法，其包括以下步骤：
提供一个晶圆，该晶圆具有两个相对的第一表面与第二表面，该第一表面上形成有多个影像感测区；
在该第二表面上进行溅镀形成一个金属层；
将该金属层上与该每个影像感测区相对应的位置进行金属蚀刻分别形成一个电路线路层；及
将该晶圆切割成单个晶片主体的影像感测器封装结构。
6.如权利要求5所述的影像感测器封装结构的制造方法，其特征在于，在该第二表面上进行溅镀形成一个金属层的步骤之前还进行以下步骤：
将该晶圆的第二表面进行涂布形成保护层；
将该涂布后的第二表面进行曝光；及
将该曝光后的第二表面进行显影，形成多个通道。
7.如权利要求6所述的影像感测器封装结构的制造方法，其特征在于，将该金属层上与该每个影像感测区相对应的位置进行金属蚀刻分别形成一个电路线路层的步骤与将该晶圆切割成单个晶片主体的影像感测器封装结构的步骤之间还进行以下步骤：
将该金属蚀刻后的第二表面进行印刷形成保护层；及
将该印刷后的第二表面进行植球，在该每个通道上对应形成一个焊球。
8.如权利要求5所述的影像感测器封装结构的制造方法，其特征在于，在该第二表面上进行溅镀形成一个金属层的步骤之前还进行将该第二表面与该每个影像感测区相对应的位置进行硅蚀刻形成多个凹槽的步骤。
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