CN2745221Y - 覆晶构装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种覆晶构装装置，有别于传统的光电芯片封装，其以光电芯片结合于具可接合的电路布局区域的透明基板(如玻璃基板)上，借助一接合垫电性连接该光电芯片与该透明基板，并确认其内形成一密封的空夹层，随后可再进行后续对每一芯片构装进行切割成单体，并可依规格组装成模块，以使能提升生产良率，节省材料及工时成本。

Description

覆晶构装装置

技术领域

本实用新型涉及一种覆晶构装装置，具有改善传统光电芯片如光传感器芯片封装构造的能力，以光电芯片结合于具电路布局区域的透明基板上的预定区域，借助一导电材料电性连接该光电芯片与该透明基板的该预定区域，且在该芯片与该透明基板之间密闭形成一空夹层，再对每一芯片构装进行切割成单体，并可依规格组装成模块，重新提供有别于传统的光电芯片的封装构造。

背景技术

近年来电子产品朝轻、薄、短、小及高功能发展，封装市场也随信息及通讯产品朝高频化、高I/O数及小型化的趋势演进，如何达到高品质封装的芯片需求为当前竞争厂商的主要课题。

请参阅图1所示，为现有芯片规格封装(Chip Scale Package，CSP)构造1a，其包括一载板10a、结合于该载板10a之上且具有微透镜(μlens)阵列21a的芯片20a、设置于该芯片20上且与该微透镜阵列21a同侧的导电接点(pad)22a、由该导电接点22a向下延伸至该载板10a底面的包覆引线30a、布设于该载板10a底面的锡球阵列11a、涂布于该芯片20a上的光学胶50a、借助该光学胶50a与该芯片20a黏覆的玻璃板(cover glass)40a、以及借助该锡球阵列11a与该载板10a焊接的电路板70a(可为软性电路板或一般硬板)。其中，该锡球阵列11a借助该包覆引线30a电性连接至该导电接点22a，使该芯片20a与该电路板70a电性通联；最后，通过从上而下套设由透镜座(lensholder)60a、螺旋至该透镜座60a的透镜(lens)90a、及红外线滤光片80a等组装的透镜组于该电路板70a上形成镜头模块，由此完成所谓的CSP封装构造1a。其后，可进一步与应用电子装置组成。然，该芯片20a与该玻璃板(cover glass)40a之间被该光学胶50a填满，从司乃尔定律(Snell’s Law)可知，光线通过该玻璃板40a后，经由该光学胶50a进入该微透镜阵列21a(现有玻璃板40a折射率约1.6、该光学胶50a的折射率约1.5、微透镜的折射率约1.6)，无法产生明显的聚光效果，影像感光灵敏度较低，效果较差。此外，该CSP封装构造1a需经多次电性连接(如该导电接点22a与该包覆引线30a、该包覆引线30a与该锡球阵列11a、该锡球阵列11a与该电路板70a等)，其步骤繁复、结构复杂，致使良率无法提高，以及造成材料及成本亦无法降低等困扰。

请参阅图2A所示，其为现有芯片直接封装(Chip On Board，COB)构造1b，其包括电路板70b(一般为硬式电路板，亦可为软性板)、设置于该电路板70b上的芯片20b(该芯片20b具有微透镜阵列21b与导电接点22b)、电性连接该导电接点22b与该电路板70b的金线30b、以及由透镜座(lens holder)60a、螺旋至该透镜座60a的透镜(lens)90a与红外线滤光片80a等组装的透镜组于该电路板70a上形成的镜头模块；最后再与应用电子装置组成。如前所述，倘若在组装过程中有微粒或落尘，直接掉落在该芯片20b的微透镜上，形成致命的影像斑点，且落在微透镜上的落尘无法以其它方式去除会造成产品失效(fail)；因此，整个封装过程(包括镜头模块组装制程)皆须在绝高洁净室(如，Class 10 Clean Room)里进行，以提高良率；然，此等洁净室所费不赀，不仅要充分容纳上述任何一道程序所具备的机台，且须全程在此等洁净室内组装并进行测试，设备成本居高不下，且洁净室控制若稍有差池，如快速打线(wire bound)造成的气流扰动及带动微粒，极容易影响产品良率。

发明内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种覆晶构装装置，可兼具成本低廉与高良率，并具有高品质的感光灵敏度。

本发明的次一目的在于提供一种覆晶构装装置，可确实隔绝落尘或微粒，避免其直接影响微透镜的影像成像。

本发明的再一目的在于提供一种覆晶构装装置，可缩短洁净室内制作时间，进一步降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种覆晶构装装置，可减少封装时的电性连接的次数，提高制程效率。

本发明的又一目的在于提供一种覆晶构装装置，可避免焊锡制程，可避免焊锡制程对产品的影响。

为达上述目的，本实用新型提供一种覆晶构装装置，包含：透明基板、设置于该透明基板下方的芯片、接合该透明基板与该芯片的接合垫、涂布于该接合垫的周围的密封胶、以及设置于该透明基板的上方的镜头模块。该透明基板包括设于第一面的可接合的电路布局区域；该接合垫呈不连续设置，通过该密封胶同时连接至该芯片与该透明基板，密闭形成一空夹层于该芯片与该透明基板之间。

为达上述目的，本实用新型还提供一种覆晶构装装置，包含：透明基板、设置于该透明基板下方的芯片、接合该透明基板与该芯片的接合垫、以及涂布于该接合垫的周围、且同时连接至该芯片与该透明基板的密封胶。该透明基板包括设于第一面的可接合的电路布局区域；该接合垫接合该透明基板的该电路布局区域与该芯片。

为达上述目的，本实用新型又提供一种覆晶构装装置，包含：透明基板、设置于该透明基板下方的芯片、以及接合该透明基板与该芯片的接合垫。该透明基板包括设于第一面的可接合的电路布局区域；该接合垫接合该透明基板的该电路布局区域与该芯片。

附图说明

图1为第一现有的光电芯片封装构造的模块侧视图；

图2为第二现有的光电芯片封装构造的模块侧视图；

图3A为本实用新型的覆晶构装装置的侧视示意图；

图3B为本实用新型的接合垫的第一实施例的实施示意图；

图3C为本实用新型覆晶构装装置的图3B的放大示意图；

图3D为本实用新型的接合垫的第二实施例的实施示意图；

图3E为本实用新型覆晶构装装置的第一实施例的应用实施示图；

图3F为本实用新型覆晶构装装置的第二实施例的组装镜头后应用实施例的侧视示意图。

图中符号说明

1a    现有CSP封装构造            10a  载板

11a   锡球阵列                   20a  芯片

21a   微透镜阵列                 22a  导电接点

30a   包覆引线                   40a  玻璃板

50a   光学胶                     60a  透镜座

70a   电路板                     80a  红外线滤光片

90a   透镜

1b    现有COB封装构造            20b  芯片

21b   微透镜阵列                 22b  导电接点

30b   金线                       60b  透镜座

70b   电路板                     80b  外线滤光片

90b   透镜

本实用新型覆晶构装装置

10    透明基板                   11   红外线滤光膜

12    电路布局区域               14   指状导电构造

20    芯片                       21   微透镜阵列

22    接点              30   接合垫

40    空夹层            50   密封胶

70    电路板            90   镜头模块

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

请参阅图3A至图3F所示本实用新型的覆晶构装装置的结构示意图，如图3A，其构造包含：于第一面设有可接合的电路布局区域12的透明基板10、设置于该透明基板10下方的芯片20、以及接合该透明基板10与该芯片20的接合垫30；请参阅图3B，该接合垫30的一实施例可呈不连续设置，则本实用新型的该覆晶构装装置进一步包括涂布于该接合垫30的周围的密封胶50，该密封胶50并同时连接至该芯片20与该透明基板10，由此形成有不受外界干扰的密闭的空夹层40于该芯片20与该透明基板10之间，提高本实用新型的影像感光灵敏度；或如图3D，该接合垫30的另一实施例可呈圈围状设置，无须另外涂覆该密封胶50即可密闭形成一空夹层40于该芯片20与该透明基板10之间；所以，本实用新型的该覆晶构装装置在内部密封形成有该空夹层40后，即可确实避免微粒、落尘影响其内的微透镜阵列21产生致命影像斑点，或防止其它相关因子，如湿气或挥发性溶剂渗入影响产品寿命。此外，本实用新型由于该透明基板10因具有该电路布局区域12、以及该芯片20通过接合垫结合的方式结合，因而该透明基板10同时具备有电路载板与隔绝落尘的功能；因而完成上述组装即可离开绝佳洁净室，以进入后续制程，如对每一芯片构装进行切割成单体，并可依规格进一步在该透明基板10的上方组设有镜头模块90(如图3F)，重新提供有别于传统的光电芯片的封装构造，之后即可通过传统的应用光电芯片的电子产品组装生产线，将本实用新型的该覆晶构装装置装设于电子装置上，除简化制程及缩小芯片模块尺寸以外，更进一步提升生产良率、节省材料及工时成本，达成低成本而具大效果，所以本实用新型可用于大多数光传感器芯片封装生产线的场所。

如图3A，该透明基板10一般以光学玻璃(或石英，其成本较高)所制作；于较佳实施例中，该透明基板10可预先于第二面布设有可反射特定波长范围电磁波的电磁波反射层，且该第二面与该第一面呈上下相对；于本实施例中，该透明基板10预先镀设有红外线滤光膜11，以取代现有CSP或COB封装构造1a或1b的红外线滤光片80a或80b。该透明基板10可进一步包括电性连接至该电路布局区域12的保护电路，该保护电路为过电压保护、稳压、稳流、杂讯滤除或防静电构造，以保持信号的清晰与稳定。该透明基板10可进一步包括电性连接至该电路布局区域12的指状导电构造14，请参阅图3C中的该透明基板10的一侧缘，其功能如同一般印刷电路板的金手指。

该芯片20为一种光传感器，其具有面对该透明基板10的该第一面的微透镜阵列21、以及分别对应于该微透镜阵列21之下的影像显示阵列(未图标)；该芯片20为光传感器，如CMOS、CCD或CIS等，则该影像显示阵列可以为像素阵列；除可用于上述光传感器以外，同理可设置发光二极管阵列于该透明基板10上，做适当尺寸的切割后，可用于广告显示板来显示文字或讯息，并可配合镀反光干涉膜于透明基板上加强发光二极管色彩对比亮度，所以，该芯片20可由多个排列的发光二极管所组成，该发光二极管分别对应于该微透镜阵列21，由此一对一形成影像成像单元。请同时参阅图3B，该芯片20具有多个沿芯片四周设置的接点22，借助该接合垫30呈不连续状态并重叠设置于该多个接点22之上，以电性连接该透明基板10的该电路布局区域12。

如图3B，当该接合垫30呈不连续设置时，可直接由导电材料制成，且可选择性地预先成型于该芯片20或该透明基板10的该电路布局区域12上；如，该接合垫30可以为金凸块(golden bump)并直接预先打在该透明基板10或该芯片20上，利用波焊方式电性接合该芯片20与该透明基板10的该电路布局区域12；或该接合垫30可为异方性导电胶(Anisotropic Conductive Film and paste，ACF)，同样可预先设置该透明基板10或该芯片20上，进以黏附该芯片20与该透明基板10的该电路布局区域12，或该接合垫30可为其它导电材料；然而，如图3C，该接合垫30呈圈围状设置时，由于考虑短路或其它电性功能等问题，接合垫30可包括导电材料与不导电材料交错制作，其中该导电材料可电性连接于该芯片20的该接点22，该不导电材料则填补该导电材料之间以密封之；该导电材料如上所述可以为金凸块、异方性导电胶或其它。此外，形成于该透明基板10与该芯片20间的该空夹层40可为空气，或可进一步抽真空或灌注惰性气体，以进一步保证隔离空气中所含的水气与其它物质；由司乃尔定律(Snell’sLaw)可知，该空夹层40的存在有利于构成较灵敏的该影像成像单元，一般而言，倘若该透明基板为玻璃材料时其折射率约1、微透镜的折射率约1.6、真空折射率约1，光线通过产生明显聚光效果，形成该影像成像单元的感光灵敏度高。于图3D，该空夹层40透过该接合垫30与外界隔绝呈密闭空间，以利隔绝外部影响，而于图3B，为使该空夹层40完全密闭，该密封胶50则提供进一步绝对密闭的功能。

如图3E，本实用新型进一步包含可电性连接至该指状导电构造14的电路板70(可为软性板)，该透明基板10借助热棒(hot bar)方法结合该电路板70，该电路板70可应用其它电子产品。

请参阅图3F，本实用新型的该镜头模块90包括透镜、以及装设该透镜的透镜座，通过该透镜螺锁至该透镜座(或以其它方式固定之)，该透镜座组接于该透明基板10，可将整个镜头模块90装设于该透明基板10的上方；此外，由于本实用新型仅利用该接合垫30结合该透明基板10与该芯片20，其组装厚度甚薄，且该透镜座无须具备至少可容设该芯片20的空间，所以，整个镜头模块的组装高度可降低，对整个覆晶构装装置的尺寸有缩小的功效。

由于该透明基板10其功能等同于现有技术的载板，其上可布植电路；又，该透明基板10直接通过该接合垫30结合该芯片20，可进一步提供隔绝外部尘粒直接沾覆至该微透镜的功能；当不洁粒子掉落在该透明基板10上，可径以酒精或异丙醇(IPA)直接擦拭，减少造成致命的影像斑点的机会以提高良率。本实用新型可避免现有CSP或COB封装构造内所需要的焊锡或打线制程，尤以省略焊锡制程可降低环境对产品的影响；且可避免如CSP封装构造内电性连接次数过多所影响的制程效率问题(如芯片20a通过包覆引线30a连接导电接点22a与锡球阵列11a，再通过锡球阵列11a电性连接至电路板70a)；且因其该透明基板10提供隔绝功能，可提早离开绝佳洁净室，缩短在该绝佳洁净室内的制作时间及减少在该绝佳洁净室内安排的相关设备，明显具有降低成本的功效。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此即拘限本实用新型的保护范围，故举凡应用本实用新型说明书或附图内容所为的等效结构变化，均同理皆包含于本实用新型的范围内。

Claims (49)

1.一种覆晶构装装置，其特征在于，包含：

透明基板，包括设于第一面的可接合的电路布局区域；

芯片，设置于该透明基板的下方；

接合垫，接合该透明基板的该电路布局区域与该芯片；

密封胶，涂布于该接合垫的周围，并同时连接至该透明基板与该芯片；

镜头模块，设置于该透明基板的上方。

其中，该接合垫呈不连续设置，通过该密封胶密闭形成一空夹层于该芯片与该透明基板之间。

2.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该空夹层为真空层、空气层或惰性气体层。

3.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板为光学玻璃或石英所制成。

4.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板包括于第二面设置的电磁波反射层，其可反射特定波长范围的电磁波，且该第二面与该第一面相对。

5.如权利要求4所述的覆晶构装装置，其特征在于，该电磁波反射层为红外线滤光膜。

6.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫为导电材料制成。

7.如权利要求6所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫预先成型于该芯片或该透明基板的该电路布局区域上。

8.如权利要求6所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫为金凸块或异方性导电胶。

9.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该芯片具有面对该透明基板的该第一面的微透镜阵列。

10.如权利要求9所述的覆晶构装装置，其特征在于，该芯片具有像素阵列的光传感器，该像素阵列分别对应于该微透镜阵列之下；或该芯片由多个排列的发光二极管所组成，该发光二极管分别对应于该微透镜阵列之下。

11.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板进一步包括电性连接至该电路布局区域的保护电路。

12.如权利要求11所述的覆晶构装装置，其特征在于，该保护电路为过电压保护、稳压、稳流、杂讯滤除或防静电构造。

13.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板进一步包括电性连接至该电路布局区域的指状导电构造。

14.如权利要求13所述的覆晶构装装置，其特征在于，进一步包含电性连接至该指状导电构造的电路板。

15.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，该镜头模块包括透镜、以及装设该透镜的透镜座，该透镜座组接于该透明基板。

16.一种覆晶构装装置，其特征在于，包含：

透明基板，包括设于第一面的可接合的电路布局区域；

芯片，设置于该透明基板的下方；

接合垫，接合该透明基板的该电路布局区域与该芯片；及

密封胶，涂布于该接合垫的周围，并同时连接至该透明基板与该芯片。

17.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫呈不连续设置，通过该密封胶密闭形成一空夹层于该芯片与该透明基板之间。

18.如权利要求17所述的覆晶构装装置，其特征在于，该空夹层为真空层、空气层或惰性气体层。

19.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板为光学玻璃或石英所制成。

20.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板包括于第二面设置的电磁波反射层，其可反射特定波长范围的电磁波，且该第二面与该第一面相对。

21.如权利要求20所述的覆晶构装装置，其特征在于，该电磁波反射层为红外线滤光膜。

22.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫为导电材料制成。

23.如权利要求22所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫预先成型于该芯片或该透明基板的该电路布局区域上。

24.如权利要求22所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫为金凸块或异方性导电胶。

25.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该芯片具有面对该透明基板的该第一面的微透镜阵列。

26.如权利要求25所述的覆晶构装装置，其特征在于，该芯片具有像素阵列的光传感器，该像素阵列分别对应于该微透镜阵列之下；或该芯片由多个排列的发光二极管所组成，该发光二极管分别对应于该微透镜阵列之下。

27.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板进一步包括电性连接至该电路布局区域的保护电路。

28.如权利要求27所述的覆晶构装装置，其特征在于，该保护电路为过电压保护、稳压、稳流、杂讯滤除或防静电构造。

29.如权利要求16所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板进一步包括电性连接至该电路布局区域的指状导电构造。

30.如权利要求29所述的覆晶构装装置，其特征在于，进一步包含电性连接至该指状导电构造的电路板。

31.如权利要求1所述的覆晶构装装置，其特征在于，进一步包含设置于该透明基板上方的镜头模块。

32.如权利要求31所述的覆晶构装装置，其特征在于，该镜头模块包括镜头、以及装设该透镜的透镜座，该透镜座组接于该透明基板。

33.一种覆晶构装装置，其特征在于，包含：

透明基板，包括设于第一面的可接合的电路布局区域；

芯片，设置于该透明基板的下方；及

接合垫，接合该透明基板的该电路布局区域与该芯片。

34.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫呈圈围状设置，密闭形成一空夹层于该芯片与该透明基板之间。

35.如权利要求34所述的覆晶构装装置，其特征在于，该空夹层为真空层、空气层或惰性气体层。

36.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板为光学玻璃或石英所制成。

37.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板包括于第二面设置的电磁波反射层，其可反射特定波长范围的电磁波，且该第二面与该第一面相对。

38.如权利要求37所述的覆晶构装装置，其特征在于，该电磁波反射层为红外线滤光膜。

39.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫为导电材料与不导电材料交错制成。

40.如权利要求39所述的覆晶构装装置，其特征在于，该接合垫预先成型于该芯片或该透明基板的该电路布局区域上。

41.如权利要求39所述的覆晶构装装置，其特征在于，该导电材料为金凸块或异方性导电胶。

42.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该芯片具有面对该透明基板的该第一面的微透镜阵列。

43.如权利要求42所述的覆晶构装装置，其特征在于，该芯片具有像素阵列的光传感器，该像素阵列分别对应于该微透镜阵列之下；或该芯片由多个排列的发光二极管所组成，该发光二极管分别对应于该微透镜阵列之下。

44.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板进一步包括电性连接至该电路布局区域的保护电路。

45.如权利要求44所述的覆晶构装装置，其特征在于，该保护电路为过电压保护、稳压、稳流、杂讯滤除或防静电构造。

46.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，该透明基板进一步包括电性连接至该电路布局区域的指状导电构造。

47.如权利要求46所述的覆晶构装装置，其特征在于，进一步包含电性连接至该指状导电构造的电路板。

48.如权利要求33所述的覆晶构装装置，其特征在于，进一步包含设置于该透明基板上方的镜头模块。

49.如权利要求48所述的覆晶构装装置，其特征在于，该镜头模块包括镜头、以及装设该透镜的透镜座，该透镜座组接于该透明基板。

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