CN2648606Y - 影像传感器芯片尺寸封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种影像传感器芯片尺寸封装结构，其系于一半导体影像传感器晶粒上表面设多数的导线，导线为自焊垫以打线引出或为凸块，另以一玻璃片贴合或以液化的透明胶脂类材料披覆而干涸形成一透光层覆盖于半导体影像传感器晶粒上表面，其厚度并约为导线高度，以及该透光层侧边覆盖有遮蔽层，其主要在各导线末端植设一金属焊球而焊合于一软性电路板，该软性电路板于半导体影像传感器晶粒的感测区位置具备一窗口，以及其下表面设有导电连结电路并与导线形成电性连接。其缩减了封装尺寸，大幅降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种影像传感器芯片尺寸封装(CSP，Chip Scale Package)结构。
背景技术
半导体影像传感器(Image sensor)封装技术目前较普遍者为陶瓷封装(CLCC)、塑料基板封装(PLCC)…，这些封装技术主要共通特征为晶粒植入晶座(Die pad)后再进行打线(Wire bonding)，然而，电子产品在轻薄短小、多功能、速度快的要求下，电子组件的I/O接脚数目越来越多，但厚度要求越来越薄，面积越来越小。在插入式的组件受到电路板上插入孔的尺寸限制之后，表面黏着技术便被开发出来解决插入式组件无法再将脚数增加及体积减小的缺点。然而引脚的间距越来越小，已超越印刷电路板在高密度上的技术，便将组件上接脚排列的方式从外围改为平面的数组排列，提高了组装的良率。但在I/O接脚数日渐增加下，封装体的尺寸势必随之增加，也伴随着许多如基板锡球空焊或基板变形翘曲现象，解诀这些问题的最有效作法，便是尽可能将芯片以外的胶体部份缩小，而当封装后体积与芯片大小差不多，即产生近似芯片尺寸封装的概念。
目前IC封装技术的趋势朝向覆晶(Flip chip)封装方式，此种制程需在晶圆(Wafer)上进行长凸块(Bump)制程再与基板上的电路接点回焊接合，覆晶拥有最佳电器特性、晶粒散热佳及较小封装尺寸，但因需将晶粒顶面正向基板，故限制了影像传感器的感测区必须开放的先决条件，是故虽此技术在影像传感器的应用仍具有难度。
图7所示为所知一种影像传感器覆晶式封装结构，上方的玻璃板91内面系利用光罩蚀刻技术架构出电路910，并利用锡球93将芯片92焊合在玻璃板中央区域的电路接点，而玻璃板周边区域的电路接点各植设一锡球94做为与电路板表面粘着。此一设计的问题在于玻璃板周边区域的锡球94球径必须大于芯片厚度才能在后续焊着于电路板时有较高可靠度，如此一来为保持各锡球94适当间距必需将玻璃板面积加大而使封装体积仍不尽理想，且相对地也影响了与影像传感器搭配的镜头组大小，故此种覆晶式封装结构仍有待改善。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述的问题而提供一种影像传感器芯片尺寸封装(CSP，Chip Scale Package)结构，能在晶圆上进行封装藉以简化设备需求及减缩产品成本。
本实用新型的另一目的在于使得封装体积接近甚至是符合晶粒尺寸规格，以更符合市场需求。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种影像传感器芯片尺寸封装结构，包括一半导体影像传感器晶粒上表面设多数的焊垫，并在各焊垫以打线引出一直立导线；以液化的透明胶脂类材料披覆而干涸形成一透光层覆盖于半导体影像传感器晶粒上表面，其厚度为导线高度。
其中，透光层上表面经抛光至完全平坦，并于透光层侧边覆盖遮蔽层。
本实用新型的优点是：缩减了封装尺寸，大幅降低了成本。
附图说明
图1 为本实用新型影像传感器芯片尺寸封装结构第一实施例结构示意图
图2 为图1影像传感器所构成的模块平面视图
图3 为图2影像传感器芯片尺寸封装结构模块的立体分解图
图4 为软性电路板的底视图
图5 为本实用新型影像传感器芯片尺寸封装结构第二实施例结构示意图
图6 为图5影像传感器芯片尺寸封装结构所构成的模块平面视图
图7 为习知影像传感器封装结构示意图
具体实施方式
配合图1所示说明，本实用新型影像传感器芯片尺寸封装结构第一实施例1，包括：
一半导体影像传感器晶粒(Chip)10其上表面设多数的焊垫(Pad)11，并在各焊垫以打线设备引出一直立导线12。
于半导体影像传感器晶粒上表面覆盖着以液化的透明胶脂类材料披覆而干涸形成一透光层13，透光层上表面131经抛光至完全平坦以及与导线顶端位于平行于半导体影像传感器晶粒上表面的平直面P1上，并于透光层侧边覆盖遮蔽层132以防止光线自透光层侧边射入而干扰半导体影像传感器的撷取品质。
依据本实施例的封装结构1，可在其制程上获得较目前技术简化，封装厂可在晶圆未切割前先进行导线的打线制程，再于晶圆表面披覆透明胶脂类材料促使于干涸后形成一透光层，接续进行透光层表面抛光制程后即能将晶圆切片而完成封装制程。
另外，图1所示影像传感器芯片尺寸封装结构，除了达成晶粒尺寸封装体积，在实际制程方面除了省略传统导线架、基板成形、上片、打线。封盖玻璃片…等繁琐制程，更能有效提升产能及减缩成本，尤其在较低阶的影像传感器应用产品领域，本例的封装结构着实理想。
图2、图3为图1所示影像传感器封装结构1的模块化应用，其主要在各导线12末端植设一金属焊球14而可利用表面黏着技术焊合于一软性电路板(FPC)20，该软性电路板于半导体影像传感器晶粒的感测区位置具备一窗口22，以及其下表面设有导电连结电路21，该导电连结电路于窗口周围形成与导线对应数量的第一焊接点211，如图4显示软性电路板的底视图，并与导线形成电性连接，于软性电路板其中一侧边该导电连结电路21汇整形成多数第二焊接点212，导电连结电路形成的多数第二焊接点系可以数组形态分布。
一镜头组30支撑在软性电路板20上表面，该镜头组包含一支座(holder)31，而在玻璃板边缘该支座底部成形一侧墙311，侧墙沿影像传感器封装1的三侧边缘延伸并形成一开口312，使软性电路板一侧外伸于支座31外侧。
前述模块的设计中，藉支座的侧墙依靠玻璃板边缘，而能组装制程上轻易获得镜头组光轴完全对准半导体影像传感器晶粒的影像感测中心。
以上所述实施例的揭示系用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型，故举凡数值的变更或等效组件的置换仍应隶属本实用新型的范畴，例如：
图5所示说明本实用新型影像传感器芯片尺寸封装结构第二实施例4，包括：
一半导体影像传感器晶粒40其上表面设多数的凸块41，该半导体影像传感器晶粒上表面与一片其相等面积尺寸的透明玻璃片42相粘着，该玻璃片厚度为各凸块高度，对应于半导体影像传感器晶粒各凸块41位置该玻璃片设有贯穿孔(penetration hole)421，使该凸块穿透至玻璃片42上表面，另于该玻璃片侧边覆盖遮蔽层422以防止光线自透光层侧边射入而干扰半导体影像传感器的撷取品质。
图6为图5所示本实用新型影像传感器封装的模块化应用，其系在各凸块41端植设一金属焊球43而可利用表面就着技术焊合于一软性电路板(FPC)20，如图4显示软性电路板的底视图，该软性电路板于半导体影像传感器晶粒的感测区位置具备一窗口22，以及其下表面设有导电连结电路21，该导电连结电路于窗口周围形成与导线对应数量的第一焊接点211，并与导线形成电性连接，于软性电路板其中一侧边该导电连结电路21汇整形成多数第二焊接点212，图4显示软性电路板的底视图。
一镜头组30支撑在软性电路板20上表面，该镜头组包含一支座(holder)31，而在玻璃板边缘该支座底部成形一侧墙311，侧墙沿影像传感器封装的三侧边缘延伸并形成一开口312，使软性电路板一侧外伸于支座外侧。
前述模块的设计中，可藉玻璃板表面的平面精度提供镜头组支座最佳的安装基面，能获得镜头组光轴与半导体影像传感器晶粒表面精确的垂直正交，再藉支座的侧墙依靠玻璃板边缘，而能组装制程上轻易获得镜头组光轴完全对准半导体影像传感器晶粒的影像感测中心。
本实用新型的另一种相近于前述第二实施例的封装结构，其差异处系将玻璃片改以将液化的透明胶脂类材料披覆于半导体影像传感器晶粒上表面而干涸形成一透光层，而后将透光层上表面经抛光至完全平坦并于其侧边覆盖有遮蔽层；其特点及后续模块化应用概如第一实施例中所述，故不再赘述。
除了达成晶粒尺寸封装体积并可直接于晶圆未切割为晶粒前进行封装，而封装的程序更远比目前已知技术来的简化，使设备需求性大大减少，所以整体而言能有缩减封装尺寸以及大幅降低成本的功效。
Claims (10)
1、一种影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于包括：一半导体影像传感器晶粒上表面设多数的焊垫，并在各焊垫以打线引出一直立导线；以液化的透明胶脂类材料披覆而干涸形成一透光层覆盖于半导体影像传感器晶粒上表面，其厚度为导线高度。
2、根据权利要求1所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，透光层上表面经抛光至完全平坦，并于透光层侧边覆盖遮蔽层。
3、根据权利要求2所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，于各导线末端植设一金属焊球而焊合于一电路板下表面，该电路板于半导体影像传感器晶粒的感测区位置具备一窗口，以及其下表面设有导电连结电路，该导电连结电路于窗口周围形成与导线对应数量的第一焊接点，并与导线形成电性连接，于电路板其中一侧边该导电连结电路汇整形成多数第二焊接点。
4、根据权利要求3所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，导电连结电路形成的多数第二焊接点系以数组形态分布。
5、一种影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：一透光层覆盖于一半导体影像传感器晶粒上表面，该半导体影像传感器晶粒其上表面设多数的凸块，各凸块高度为透光层厚度。
6、根据权利要求5所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，该透光层系为一透明玻璃片并粘着于半导体影像传感器晶粒，对应于半导体影像传感器晶粒各凸块位置该玻璃片设有贯穿孔，使该凸块穿透至玻璃片上表面。
7、根据权利要求6所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，该玻璃片与半导体影像传感器晶粒为相等面积尺寸，以及于该玻璃片侧边覆盖遮蔽层；于各凸块末端植设一金属焊球而焊合于一电路板下表面，该电路板于半导体影像传感器晶粒的感测区位置具备一窗口，以及其下表面设有导电连结电路，该导电连结电路于窗口周围形成与导线对应数量的第一焊接点，并与导线形成电性连接，于电路板其中一侧边该导电连结电路汇整形成多数第二焊接点。
8、根据权利要求5所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，该透光层系以液化的透明胶脂类材料披覆而干涸形成。
9、根据权利要求8所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，透光层上表面经抛光至完全平坦，以及于透光层侧边覆盖有遮蔽层。
10、根据权利要求9所述的影像传感器芯片尺寸封装结构，其特征在于：其中，于各凸块末端植设一金属焊球而焊合于一电路板下表面，该电路板于半导体影像传感器晶粒的感测区位置具备一窗口，以及其下表面设有导电连结电路，该导电连结电路子窗口周围形成与导线对应数量的第一焊接点，并与导线形成电性连接，于电路板其中一侧边该导电连结电路汇整形成多数第二焊接点。
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