CN102176459B - 感光式芯片封装构造及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种感光式芯片封装构造及其制造方法，主要在晶片一侧利用接合层建构感光芯片，该感光芯片上方则设有彩色滤光阵列，另建构设有堰墙的玻璃基板，该玻璃基板覆盖在彩色滤光阵列上方，同时利用玻璃基板与彩色滤光阵列形成适当间隙，通过建构在晶片上方的感光芯片直接接收光线，可增加光线的穿透率。

Description

感光式芯片封装构造及其制造方法

本申请是申请日为2007年2月1日、申请号为200710007981.2、发明名称为“感光式芯片封装构造及其制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种感光式芯片封装构造及其制造方法，尤其涉及一种可增加光线穿透率，以提高解析度的感光式芯片封装构造及其制造方法。

背景技术

随着影音多媒体的盛行，数码影像设备相继推出，其关键核心零部件图像传感器的地位也日益重要。图像传感器主要负责将光的图像信号转换成电信号，而依感测元件的类型通常可分为电荷耦合元件(Charge CoupledDevice，简称CCD)图像传感器以及互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，简称CMOS)图像传感器等。其中，由于互补式金属氧化物半导体图像传感器具有低价位、低耗电量、像素可随机读取以及高整合度等优点，因此目前多被应用在拍照手机以及网络摄影机(webcam)等较为平价的产品中。

而图13为已知图像传感器的剖面示意图，该图像传感器80的感光芯片81配置在基底82中，其中感光芯片81例如是由基底82中多个具有p-n结(p-n junction)的光二极管(photo diode)所构成。更详细地说，感光芯片81通常是由基底82中的n型掺杂区、p型掺杂区以及n型掺杂区与p型掺杂区之间自然形成的p-n结所构成。

内连线层(interconnection layer)84配置在基底82上，且其中包含有许多金属内连线以及位于这些金属内连线之间的介电层(图中未标示)，这些金属内连线适于将感光芯片81所接收到的信号传输至电路板85，以进行后续的图像处理。而彩色滤光片86以阵列排列方式配置在内连线层84上，并对应至基底82中的感光芯片81，且每一彩色滤光片86上方均覆盖有用以聚集光线的微透镜87，而微透镜87的上方则配置有玻璃基板88，并通过支撑物89而与内连线层84连接。

外界光线91经由微透镜87以及彩色滤光片86而入射至内连线层84中，进而被感光芯片81所接收。因此，内连线层84中的金属内连线的布局必须避开感光芯片81的上方，以避免作为金属内连线的金属层(图中未标示)反射光线而降低感光芯片81所感测到光线强度，所以工艺上较为繁杂。

此外，内连线层84中的介电层(图中未标示)也会阻挡部分的入射光线(也即吸收或反射光线)，而使光线强度在内连线层84中逐渐衰减，进而导致感光芯片81所感测到光线强度不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的即在提供一种可增加光线穿透率，以提高解析度的感光式芯片封装构造及其制造方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种感光式芯片封装构造，其至少包含有：晶片，设有第一表面及第二表面，该晶片的第一表面通过设有接合层与一个感光芯片结合；该感光芯片，通过该接合层设置在该晶片的第一表面上，且该感光芯片上方设有彩色滤光阵列；玻璃基板，该玻璃基板一侧设有多个堰墙，该玻璃基板通过该堰墙设置于该感光芯片上方，该堰墙使该玻璃基板与该彩色滤光阵列形成适当间隙，其中该感光芯片与该玻璃基板之间不含有金属内连线及位于金属内连线之间的介电层。

根据本发明的感光式芯片封装构造，其中该晶片的第二表面依序建构有基板、第一绝缘层、具有将该感光芯片以及该晶片与外部电路电连接的导电层，以及最外围的第二绝缘层与电路接脚，该电路接脚穿过该第二绝缘层与该导电层接触。

根据本发明的感光式芯片封装构造，其中该彩色滤光阵列利用该接合层设置于该感光芯片上方。

根据本发明的感光式芯片封装构造，其中该堰墙为光阻材料。

根据本发明的感光式芯片封装构造，其中该光阻材料为防焊绿漆。

本发明还提供一种感光式芯片封装的制造方法，该方法包括下列步骤：在晶片一侧设置接合层，并于该接合层上建构有多个感光芯片；在所述感光芯片上设置彩色滤光阵列；提供设有堰墙的玻璃基板；将该玻璃基板覆盖于该彩色滤光阵列上方，并利用该堰墙使该玻璃基板与该彩色滤光阵列形成适当间隙，其中所述感光芯片与该玻璃基板之间不含有金属内连线层及位于金属内连线层之间的介电层；在该晶片的另一侧上依序设置基板、建构第一绝缘层、进行一第一次切割步骤以于该基板异于该第一绝缘层处形成一第一道凹沟、建构具有将所述感光芯片以及该晶片与外部电路电连接的导电层、建构第二绝缘层，及设置电路接脚；及进行第二次切割步骤以使所述感光芯片分离。

根据本发明的感光式芯片封装的制造方法，其中该基板设置步骤包括于晶片相对于所述感光芯片的另一侧通过该接合层粘着该基板。

根据本发明的感光式芯片封装的制造方法，其中该第一绝缘层建构步骤包括于该基板上涂布有绝缘材料，再利用曝光显影方式在该基板的特定位置形成该第一绝缘层。

根据本发明的感光式芯片封装的制造方法，其中该第一道凹沟的深度为接触到该堰墙的深度。

根据本发明的感光式芯片封装的制造方法，其中该堰墙为光阻材料。

根据本发明的感光式芯片封装的制造方法，其中该光阻材料为防焊绿漆。

实施时，该晶片一侧利用接合层建构有感光芯片，该感光芯片上方则设有彩色滤光阵列，另有一个设有堰墙的玻璃基板，并且该玻璃基板覆盖于彩色滤光阵列上方，同时利用玻璃基板与彩色滤光阵列形成适当间隙，通过建构在晶片上方的感光芯片直接接收光线，可增加光线的穿透率。

附图说明

图1为本发明中感光式芯片封装构造结构剖视图。

图2为本发明中晶片设置感光芯片的加工步骤示意图。

图3为本发明中感光芯片设置彩色滤光阵列的加工步骤示意图。

图4为本发明中玻璃基板的结构示意图。

图5为本发明中玻璃基板覆盖于彩色滤光阵列的加工步骤示意图。

图6为本发明中基板粘着加工步骤示意图。

图7(A)、图7(B)为本发明中第一绝缘层建构加工步骤示意图。

图8为本发明中第一次切割加工步骤示意图。

图9为本发明中导电层加工步骤示意图。

图10(A)、图10(B)为本发明中第二绝缘层加工步骤示意图。

图11为本发明中设置电路接脚加工步骤示意图。

图12为本发明中第二次切割加工步骤示意图。

图13为已知图像传感器的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

10——感光式芯片封装构造

1——晶片

11——第一表面

12——第二表面

2——接合层

3——感光芯片

31——间隔

4——彩色滤光阵列

5——玻璃基板

51——堰墙

61——基板

62——第一绝缘层

621-绝缘材料

63——导电层

64——第二绝缘层

641-通道

65——电路接脚

71——第一道凹沟

72——第二道凹沟

80——图像传感器

81——感光芯片

82——基底

84——内连线层

85——电路板

86——彩色滤光片

87——微透镜

88——玻璃基板

89——支撑物

91——外界光线

具体实施方式

本发明的特点，可参阅本申请附图和实施例的详细说明而获得清楚地了解。

本发明“感光式芯片封装构造及其制造方法”，该感光式芯片封装构造10的基本结构组成如图1所示，其至少包含有：

晶片1，设有第一、二表面11、12，其第一表面11通过设有接合层2与数个感光芯片3结合。

数个感光芯片3，各感光芯片3间具有间隔31，通过一接合层2设置在晶片1的第一表面11上，其各感光芯片3上方分别设有彩色滤光阵列4。

彩色滤光阵列4，利用接合层2分别设置于各感光芯片3上方。

玻璃基板5，其玻璃基板5一侧设有多个堰墙51，并通过该堰墙51设置于各感光芯片3的间隔31处上方，并使玻璃基板5与彩色滤光阵列4形成适当间隙，其中该堰墙51为光阻材料(例如防焊绿漆)。

而晶片1的第二表面12依序建构有基板61、第一绝缘层62、导电层63，以及最外围的第二绝缘层64与电路接脚65，各电路接脚65穿过第二绝缘层64与导电层63接触，再通过导电层63构成晶片1与电路接脚65之间的电性连接，并可作为该感光式芯片封装构造10与印刷电路板连接的焊点。

以此，构成一种该感光元件直接建构于晶片上，可减少阻挡光线，以增加光线穿透率以及感光效能，而应用于摄取图像装置时可提高该解析度以及具有高像素的优点。

至于，整个感光式芯片封装构造10的封装流程如图2至图12所示，依序包括有：

在晶片1的第一表面11设置接合层2，并在接合层2上建构有多个感光芯片3，如图2所示，各感光芯片3间具有间隔31。

在感光芯片3上利用接合层2设置彩色滤光阵列4，如图3所示。

提供设有堰墙51的玻璃基板5，如图4所示，该玻璃基板5一侧设有多个堰墙51。

将该玻璃基板5覆盖于彩色滤光阵列4上方，如图5所示，且各堰墙51设置于间隔31处，并利用该堰墙51使玻璃基板5与彩色滤光阵列4形成适当间隙。

基板粘着步骤如图6所示，在晶片1相对应于感光芯片3的第二表面12通过接合层2粘着有基板61，该基板61也可以为玻璃材质。

第一绝缘层建构步骤如图7(A)、(B)所示，在基板61上涂布有绝缘材料621，在实施时，绝缘材料621可以为光阻剂或树脂，并且施以适当的平坦化处理后，再利用曝光显影方式于基板61的特定位置形成第一绝缘层62。

第一次切割步骤如图8所示，于基板61异于第一绝缘层62处形成有第一道凹沟71，该第一道凹沟71的深度以接触到堰墙51或伸入堰墙51。

导电层建构如图9所示，在第一绝缘层62底层涂布一层做为封装导电层63的金属材料，且该导电层63延伸至第一道凹沟71表面。

第二绝缘层建构如图10(A)、(B)所示，在导电层63的底层涂布绝缘材料以形成第二绝缘层64，此第二绝缘层64同样为光阻剂或树脂，并且利用曝光、显影等加工方式建构有用以供导电层63与电路接脚接续的通道641。

设置电路接脚如图11所示，在通道641处设置电路接脚65，其电路接脚65穿过第二绝缘层64与导电层63接触，再通过导电层63构成晶片1与电路接脚65之间的电性连接，并可作为该感光式芯片封装构造与印刷电路板连接的焊点。

第二次切割步骤如图12所示，在第一道凹沟71处形成有伸入玻璃基板5的第二道凹沟72，以将各感光芯片3分离，使每一个感光式芯片封装构造10成为完整的个体；当然，感光式芯片封装构造10单独封装时，此步骤同样可省去。

本发明的技术内容和技术特点已公开如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的公开内容而作各种不背离本发明创作精神的变化和修改。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所公开的，而应包括各种不背离本发明的变化和修改，并被以下权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种感光式芯片封装构造，其特征在于，至少包含有：

晶片，设有第一表面及第二表面，该晶片的第一表面通过设有接合层与一个感光芯片结合；

该感光芯片通过该接合层设置在该晶片的第一表面上，且该感光芯片上方设有彩色滤光阵列，其中该感光芯片具有不朝向该晶片的该第一表面的一顶表面，该感光芯片的该顶表面高于该晶片的该第一表面的一最高平面；

玻璃基板，该玻璃基板一侧设有多个堰墙，该玻璃基板通过该堰墙设置于该感光芯片上方，该堰墙使该玻璃基板与该彩色滤光阵列形成适当间隙，其中该感光芯片与该玻璃基板之间不含有金属内连线及位于金属内连线之间的介电层；

其中该晶片的第二表面依序建构有基板、第一绝缘层、具有将该感光芯片以及该晶片与外部电路电连接的导电层，以及最外围的第二绝缘层与电路接脚，该电路接脚穿过该第二绝缘层与该导电层接触。

2.根据权利要求1所述的感光式芯片封装构造，其特征在于，该彩色滤光阵列利用接合层设置于该感光芯片上方。

3.根据权利要求1所述的感光式芯片封装构造，其特征在于，该堰墙为光阻材料。

4.根据权利要求3所述的感光式芯片封装构造，其特征在于，该光阻材料为防焊绿漆。

5.一种感光式芯片封装的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

在晶片一侧设置接合层，并于该接合层上建构有多个感光芯片；

在所述感光芯片上设置彩色滤光阵列；

提供设有堰墙的玻璃基板；

将该玻璃基板覆盖于该彩色滤光阵列上方，并利用该堰墙使该玻璃基板与该彩色滤光阵列形成适当间隙，其中所述感光芯片与该玻璃基板之间不含有金属内连线层及位于金属内连线层之间的介电层；

在该晶片的另一侧上依序设置基板、建构第一绝缘层、进行一第一次切割步骤以于该基板异于该第一绝缘层处形成一第一道凹沟、建构具有将所述感光芯片以及该晶片与外部电路电连接的导电层、建构第二绝缘层，及设置电路接脚；及

进行第二次切割步骤以使所述感光芯片相互分离。

6.根据权利要求5所述的感光式芯片封装的制造方法，其特征在于，该基板设置步骤包括于该晶片相对于所述感光芯片的另一侧通过接合层粘着该基板。

7.根据权利要求5所述的感光式芯片封装的制造方法，其特征在于，该第一绝缘层建构步骤包括于该基板上涂布有绝缘材料，再利用曝光显影方式在该基板的特定位置形成该第一绝缘层。

8.根据权利要求5所述的感光式芯片封装的制造方法，其特征在于，该第一道凹沟的深度为接触到该堰墙的深度。

9.根据权利要求5所述的感光式芯片封装的制造方法，其特征在于，该堰墙为光阻材料。

10.根据权利要求9所述的感光式芯片封装的制造方法，其特征在于，该光阻材料为防焊绿漆。

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