CN1921125A - 光感测组件封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光感测组件封装结构及其制造方法，其在基板上安装光感测芯片之后，先进行污染物清洗步骤，而后再于基板上利用接合胶体安装一具有腔体设计的可透光性封盖，使其密封覆盖住该光感测芯片，如此不但可将污染物清洗干净，改进制程良率，更可同时达到缩减封装面积的功效。另外，在基板与封盖上还可设计有相互配合的接合部，以利定位接合。

Description

光感测组件封装结构及其制造方法
技术领域
本发明是有关一种光感测组件的封装技术，特别是关于一种可保护光感测芯片不受外部微粒(particle)污染的光感测组件的封装结构及其制造方法。
背景技术
按，CMOS光感测组件，是一种利用光电相关技术原理制造的光感测组件，可广泛应用于影像产品如安全监控、数字相机、玩具、手机、PDA、影像电话、指纹辨识器等。
公知的CMOS光感测组件的封装方式请参照图1A至图1C所示。首先如图1A所示，提供一具有金属导线层12的基板10，并有一框架(Frame)14利用第一胶体层(Glue Layer)16黏着于基板10周围，再利用一黏着剂18将光感测芯片20黏着于框架14内的基板10上，此光感测芯片20具有一光感测区(Sensor area)22；接着如图1B所示，进行打线步骤，将金属线24连接光感测芯片20与基板10的金属导线层12，使其形成电性沟通；然后进行清洗污染物(Particle)的步骤，完成后，如图1C所示，以第二胶体层26作为黏着物，将一透光玻璃(Light transparent glass)28封合于基板10的框架14上，以形成如图1C所示的光感测组件封装结构。此一封装方式为隔绝外来污染物，使得CMOS光感测组件可以真实的感测外来环境。
由于框架14已先黏着于基板10上，因此光感测芯片20与基板10之间在进行打线连接时，为避免打线头(Capillary)碰触到框架14，会保留一段空间(S1)于框架14与基板10上的金属导线层12之间；且由于光感测组件在封合透光玻璃28时，内部不能有污染物(Particle)存在，所以在进行封合透光玻璃28的步骤前会有一个清洗污染物的步骤。然而，当光感测芯片20与框架14的空间(S2)太少时，在清洗时会有不易清除污染物的情形发生，换言之，在光感测芯片20与框架14之间的污染物不易被清除干净而影响到光感测芯片20的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光感测组件封装结构及其制造方法，其提供一光穿透至光感测组件的机制，并保护内部的光感测芯片不受到外部微粒的污染。
本发明的另一目的在于提供一种光感测组件封装结构及其制造方法，其可减少污染物以改进制程良率，并可同时达到缩减封装面积的功效。
本发明的再一目的在于提供一种简易的光感测组件的制造方法，以降低生产制造成本。
为实现上述的目的，本发明提供的一种光感测组件封装结构，包括：
一基板，其表面设有至少一金属布线；
一光感测芯片，其安装于该基板上，使该光感测芯片与该基板上的金属布线形成电性连接，且该光感测组件具有一光感测区；以及
一可透光性封盖，其具有一腔体，该可透光性封盖安装于该基板上并包覆该光感测芯片，且该光感测芯片容置于该腔体内，使该封盖的可透光性部份位于该光感测芯片的的光感测区上方。
所述的光感测组件封装结构，其中该可透光性封盖环设在该光感测芯片周围的内壁上还设有一遮光保护层。
所述的光感测组件封装结构，其中该光感测芯片是利用一胶体层安装于该基板上，且该胶体层为银胶或是具黏着性的胶带。
所述的光感测组件封装结构，其中该可透光性封盖是利用一接合胶体安装至该基板，以密合该封盖与该基板，且该接合胶体为UV或是热固化胶。
所述的光感测组件封装结构，其中该可透光性封盖上还设有至少一穿孔，用以在固化该基板上的该接合胶体时，使封盖内外的气压一致，且该穿孔会于固化接合胶体之后，用胶填孔封合固化，以防止外来水气渗入。
所述的光感测组件封装结构，其中在该封盖的可透光性部份还可镀上一层镀膜，以过滤特定的光波长范围，例如红外线滤波。
所述的光感测组件封装结构，其中在该封盖的可透光性部份上还设有一成型透镜，以构成一个光学透镜。
所述的光感测组件封装结构，其中该基板上还设有至少一第一接合部，且于该封盖的相对位置设有第二接合部，使该封盖的第二接合部可与该基板上的第一接合部做定位接合。
所述的光感测组件封装结构，其中该第一接合部为一凹口时，该第二接合部则为一凸起，使两者相配合做定位接合。
所述的光感测组件封装结构，其中该第一接合部为一凸起时，该第二接合部则为一凹口，使两者相配合做定位接合。
所述的光感测组件封装结构，其中该金属布线的上下表面透过电镀贯孔连接。
所述的光感测组件封装结构，其中该光感测芯片利用复数条金属线与该金属布线形成电性连接。
所述的光感测组件封装结构，其中在该基板上还设有至少一被动组件，且该被动组件与该基板上的金属布线形成电性连接。
所述的光感测组件封装结构，其中该金属布线具有至少一条的电源线、地线、同步讯号线、以及数据输出线，且该同步讯号在线的同步讯号(Clock signal)做为同步讯号接口使用。
本发明提供的上述光感测组件封装结构的制造方法，包括下列步骤：
提供一基板，其上设有至少一金属布线；
利用一胶体层，将一光感测芯片黏接于该基板上；
进行打线制程，使复数条金属线连接该光感测芯片与该金属布线，以形成电性连接；
清洗该基板上的污染物；以及
提供一具腔体的可透光性封盖，其利用一接合胶体安装于该基板上并包覆该光感测芯片，且该光感测芯片容置于该腔体内以密封。
所述的制造方法，其中该胶体层可为银胶或是具黏着性的胶带。
所述的制造方法，其中该接合胶体可为UV或是热固化胶。
所述的制造方法，其中该可透光性封盖上更设有至少一穿孔，用以在固化该基板上的该接合胶体时，使封盖内外的气压一致，且该穿孔会于固化接合胶体之后，用胶填孔封合固化，以防止外来水气渗入。
所述的制造方法，其中该基板上还设有至少一第一接合部，且于该封盖的相对位置设有第二接合部，使该封盖安装于该基板上时，该封盖的第二接合部可与该基板上的第一接合部做定位接合。
所述的制造方法，其中该第一接合部为一凹口时，该第二接合部则为一凸起；或是该第一接合部为一凸起时，则该第二接合部为一凹口，以便使该封盖与该基板相配合做定位接合。
所述的制造方法，其中该金属布线具有至少一条的电源线、地线、同步讯号线、以及数据输出线，且该同步讯号在线的同步讯号(Clock signal)做为同步讯号接口使用。
附图说明
图1A至图1C分别为公知制作CMOS光感测组件的各步骤构造剖视图。
图2为本发明的光感测组件封装结构的基本结构示意图。
图3A至图3D分别为本发明制作光感测组件的各步骤构造剖视图。
图4为本发明具有穿孔与被动组件的结构剖视图。
图5为本发明具有透镜设计的结构剖视图。
具体实施方式
以下由具体实施例配合附图作详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
本发明为一种光感测组件封装结构以及封装结构的制造方法，其乃提供一光穿透至光感测组件的机制，并保护内部的光感测芯片不会受到外部微粒的污染。
本发明的新光感测组件封装结构的基本结构如图2所示，一基板(Substrate)30，其上具有至少一条金属布线(Metallization trace)32，并有一光感测芯片34利用一胶体层36黏着于基板30上，光感测芯片34具有一光感测区(Sensor Area)38，光感测芯片34与基板30间的电性沟通是使用金属线(Bond wires)40连接，并有一可透光性(Light transparent)封盖(Cover lid)42，其具有一腔体设计，使该封盖42利用一接合胶体44黏接于基板30上并包覆光感测芯片34，且此光感测芯片34位于腔体内，以隔绝外来污染物(Particle)，封盖42位于光感测芯片34的光感测区38上方为一可透光性部分(Light transparent section)，使得光感测芯片34可以真实的感测外来环境，另外，在可透光性封盖42环设在光感测芯片34周围内壁，也就是腔体周围内壁表面还设有一遮光保护层46，用以隔离周边不需要的光源噪声。
当然，图2所示的封装结构为本发明的基础结构，除此之外，本发明在此基础结构下还可衍生出其它不同的实施态样。例如，在基板上还设有至少一第一接合部，且于可透光性封盖的相对位置设有第二接合部，使封盖的第二接合部可与基板上的第一接合部做定位接合；其中，当第一接合部为一凹口时，第二接合部则为一凸起；当第一接合部为一凸起时，第二接合部则为一凹口，使两者相配合做定位接合。下面以基板具有凹口设计以及封盖具有凸起设计的实施例为较佳实施例，具体说明本发明的封装结构与制造方法。
本发明的光感测组件的封装方式请参照图3A至图3D所示。首先如图3A所示，提供一基板30，其上具有凹口(Notch)48设计以供定位接合使用，在基板30的上下表面设有至少一条金属布线(Metallization trace)32，且上下表面的金属布线32通过电镀贯孔(Plated through via)相互连接(图中未示)，在基板30上的金属布线32包含有至少一条的电源线(Power line)、地线(Ground line)、同步讯号线(Clock signal line)以及数据输出线(Data output line)，其中，同步讯号线的同步讯号(Clocksignal)作为同步讯号接口使用。
接着如图3B所示，利用一银胶或是具黏着性的胶带等的胶体层36将光感测芯片34黏着于基板30上，此光感测芯片34具有一光感测区38；再进行打线制程，使复数条金属线40连接光感测芯片34与基板30上的金属布线32，以形成电性连接，使光感测芯片34与基板30的电性沟通是通过金属线40传输。完成打线制程后，即可清洗基板30上的污染物，以避免污染物(Particle)的存在。
再请参考图3C所示，另外提供一具腔体设计的可透光性封盖42，且在封盖42上且相对于基板30上凹口48的位置设有凸起(Protrusion)50设计，当封盖42利用一接合胶体(Glue material)44安装于基板30上时，封盖42的凸起50会与基板30上凹口48做定位接合，以简化封盖42定位接合方面的问题，进而完成如图3D所示的封装结构；此时，封盖42会包覆住光感测芯片34，使光感测芯片34容置于腔体内而密封的，以隔绝外来污染物，封盖42位于光感测芯片34的光感测区38上方为一可透光性部分，使得光感测芯片34可以真实的感测外来环境。由于此封盖42本身结构形成有一个腔体(cavity)，故可直接包覆光感测芯片34。在封盖42内壁周围，亦即腔体周围内壁表面上设有一遮光保护层(Light shieldlayer)46，用以遮住周边不需要的光源噪声(Light noise)。由于遮光保护层46位在封盖42本身部分内层的缘故，所以封盖42与基板30所使用的接合胶体可以为UV胶，或是用UV光照射固化胶体(Harden gluematerial)的方式，以降低固化胶体的温度。
再请参阅图3D所示，由于封盖42本身具有一可透光性部分，使得光可以有效的穿透(Transparent)封盖42物质(Cover lid material)，使得光感测芯片34可以有效的感测外来环境。再者，利用封盖42本身的可透光性部分，亦可另外镀上一层镀膜(Coating)，以过滤(Filter)特定的光波长(Light wavelength)范围，例如远红外线滤波(IR-cut filtering)。
另外，在封盖42本身亦设有至少一个穿孔(Via hole)52，如图4所示，用以在固化基板30的接合胶体44时，使封盖42内外的气压一致，且此穿孔52会于固化接合胶体44后，用胶填孔封合固化，以防止外来水气渗入。此外，在基板30上还可设有至少一被动组件54，且此被动组件54与基板30上的金属布线32形成电性连接。
另一方面，由于封盖42本身的可透光性部分，其亦可成型(Form)一透镜(Len)56形式，如图5所示，以达到特定光学透镜(Optical len)的成像行为。
因此，利用本发明所提出的光感测组件封装结构及其制造方法，不但可减少污染物而改进制程良率，并可同时达到缩减封装面积的功效，此种制程简易，故可降低生产制造成本，进而由本发明的技术改善存在于公知技术中的该些缺失。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能用以限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所描述的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (21)

1、一种光感测组件封装结构，包括：
一基板，其表面设有至少一金属布线；
一光感测芯片，其安装于该基板上，使该光感测芯片与该基板上的金属布线形成电性连接，且该光感测组件具有一光感测区；以及
一可透光性封盖，其具有一腔体，该可透光性封盖安装于该基板上并包覆该光感测芯片，且该光感测芯片容置于该腔体内，使该封盖的可透光性部份位于该光感测芯片的的光感测区上方。
2、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该可透光性封盖环设在该光感测芯片周围的内壁上还设有一遮光保护层。
3、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该光感测芯片是利用一胶体层安装于该基板上，且该胶体层为银胶或是具黏着性的胶带。
4、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该可透光性封盖是利用一接合胶体安装至该基板，以密合该封盖与该基板，且该接合胶体为UV或是热固化胶。
5、如权利要求4所述的光感测组件封装结构，其中该可透光性封盖上还设有至少一穿孔，用以在固化该基板上的该接合胶体时，使封盖内外的气压一致，且该穿孔会于固化接合胶体之后，用胶填孔封合固化，以防止外来水气渗入。
6、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中在该封盖的可透光性部份还可镀上一层镀膜，以过滤特定的光波长范围。
7、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中在该封盖的可透光性部份上还设有一成型透镜，以构成一个光学透镜。
8、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该基板上还设有至少一第一接合部，且于该封盖的相对位置设有第二接合部，使该封盖的第二接合部可与该基板上的第一接合部做定位接合。
9、如权利要求8所述的光感测组件封装结构，其中该第一接合部为一凹口时，该第二接合部则为一凸起，使两者相配合做定位接合。
10、如权利要求8所述的光感测组件封装结构，其中该第一接合部为一凸起时，该第二接合部则为一凹口，使两者相配合做定位接合。
11、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该金属布线的上下表面透过电镀贯孔连接。
12、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该光感测芯片利用复数条金属线与该金属布线形成电性连接。
13、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中在该基板上还设有至少一被动组件，且该被动组件与该基板上的金属布线形成电性连接。
14、如权利要求1所述的光感测组件封装结构，其中该金属布线具有至少一条的电源线、地线、同步讯号线、以及数据输出线，且该同步讯号在线的同步讯号做为同步讯号接口使用。
15、一种光感测组件封装结构的制造方法，包括下列步骤：
提供一基板，其上设有至少一金属布线；
利用一胶体层，将一光感测芯片黏接于该基板上；
进行打线制程，使复数条金属线连接该光感测芯片与该金属布线，以形成电性连接；
清洗该基板上的污染物；以及
提供一具腔体的可透光性封盖，其利用一接合胶体安装于该基板上并包覆该光感测芯片，且该光感测芯片容置于该腔体内以密封。
16、如权利要求15所述的制造方法，其中该胶体层可为银胶或是具黏着性的胶带。
17、如权利要求15所述的制造方法，其中该接合胶体可为UV或是热固化胶。
18、如权利要求15所述的制造方法，其中该可透光性封盖上更设有至少一穿孔，用以在固化该基板上的该接合胶体时，使封盖内外的气压一致，且该穿孔会于固化接合胶体后，用胶填孔封合固化，以防止外来水气渗入。
19、如权利要求15所述的制造方法，其中该基板上还设有至少一第一接合部，且于该封盖的相对位置设有第二接合部，使该封盖安装于该基板上时，该封盖的第二接合部可与该基板上的第一接合部做定位接合。
20、如权利要求15所述的制造方法，其中该第一接合部为一凹口时，该第二接合部则为一凸起；或是该第一接合部为一凸起时，则该第二接合部为一凹口，以便使该封盖与该基板相配合做定位接合。
21、如权利要求15所述的制造方法，其中该金属布线具有至少一条的电源线、地线、同步讯号线、以及数据输出线，且该同步讯号在线的同步讯号做为同步讯号接口使用。
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