JP2012089881A - イメージセンサパッケージ構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】イメージセンサパッケージ構造を提供する。
【解決手段】基板110と、チップ120と、透光板130と、第1殻体140と、シール体150とから構成し、感光領域124を形成したチップを基板上に結合し、透光板130でチップの感光領域を覆ってチップ上に接着し、さらに、感光領域に対する開口を設けた第1殻体140を透光板上に接着する。
シール体150は、チップ及び透光板の周囲及び透光板及びチップ間の接着層160、180を覆って封止するので、水分が感光領域に侵入する経路を延長し、イメージセンサパッケージ構造の信頼性を向上する。
【選択図】図1

Description

本発明は、イメージセンサパッケージ構造に関し、特に、イメージセンサパッケージ構造の信頼性向上を達成するイメージセンサパッケージ構造である。
科学技術の急速な進歩により、映像音楽マルチメディア普及化の速度も加速し、更に、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ及びデジタルスキャナ等の製品が大量に世に出回り、イメージをデジタル化することが必然の趨勢となっている。イメージセンサは、これらデジタル製品中の鍵となる部材であり、イメージセンサは、光信号又はイメージ信号を受信し、受信した信号を電気信号に変換した後、電気信号を回路板に伝送し、分析を行い、デジタル製品が写真撮影、動画撮影等の機能を提供できるようにすることに用いる。
デジタル製品が軽薄短小の市場の要求を満足する為、現在主に使用されているイメージセンサは、電荷結合素子(CCD)、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)等を具えており、イメージセンサのパッケージ技術を如何に改善し、イメージセンサの体積を微小化可能にするかがデジタル製品の小型化の鍵となっている。
また、イメージセンサパッケージ技術は、大量生産可能で材料コストが低いという利点意外に、イメージセンサ上の感光領域が相当敏感であるので適切なパッケージ方式でダスト及び水分の影響を受けることを回避するよう保護する必要があり、そうして初めて、デジタル製品の使用寿命及び品質を確保することができ、更にイメージセンサの結像性能及びパッケージ信頼性を向上させることができる。
パッケージ過程において、イメージセンサをパッケージし、水分の浸入を回避することに使用する液体化合物(Liquid
Compound)は、その価格が相当高価であるので、イメージセンサ全体の材料コストを低減することができなくなっている。また、パッケージ過程の加熱ステップにおいて、プロセス温度が絶え間なく上昇又は下降し、揮発性気体を含有する液体化合物が加熱過程で爆裂を発生し易く、又は加熱完成後に亀裂が生じ易く、イメージセンサが水分の浸入を受け、イメージセンサが信頼性の試験を行う時、水分膨張によりイメージセンサ中の内部圧力が上昇し易く、イメージセンサが損壊を生じたり、イメージセンサの製造歩留まり及び信頼性を大幅に低下させたりする。
特開2003−218333号公報 特開2006−339654号公報
本発明は、透光板周囲に接着層を増設するか透光版周囲を殻体で覆い、水分が浸入する経路を延長し、水分の浸入を回避し、イメージセンサパッケージ構造の信頼性を向上する効果を達成するイメージセンサパッケージ構造を提供する。
本発明は、殻体上に通気孔を設け、液体化合物の注入又は加熱時に発生する揮発性気体を通気孔から排出でき、イメージセンサパッケージ構造の製造歩留まりを向上する効果を達成するイメージセンサパッケージ構造を提供する。
本発明は、殻体の補強を利用したイメージセンサパッケージ構造であるので、液体化合物の使用量を減少し、材料コストを低下する効果を達成することができるイメージセンサパッケージ構造を提供する。
本発明は、殻体及び接着層を堆積する方式により、透光板及びチップ間の気体室の体積を拡大し、結像品質を改善する効果を達成することができるイメージセンサパッケージ構造を提供する。
上記の効果を達成する為、本発明が提供するイメージセンサパッケージ構造は、複数の第1導電接点を有する基板と、
基板に結合する第1表面と、第1表面に相対設置され、感光領域を有する第2表面と、感光領域の周囲外側に加熱設置され、且つ第1導電接点と電気接続する複数の第2導電接点と、を有するチップと、
第2表面に接着し、且つ感光領域を覆い、気体室を形成する第3表面と、第3表面と相対設置される第4表面と、を有する透光板と、
第1板体を有し、且つ第1板体が中央箇所に開口を形成し、第1板体が第4表面に接着する第1殻体と、
チップ、透光板及び第1殻体の周囲を覆うシール体と、を含む。
上記効果を達成する為、本発明が更に提供するイメージセンサパッケージ構造は、複数の第1導電接点を有する基板と、
基板に結合する第1表面と、第1表面と相対設置され、且つ感光領域を有する第2表面と、感光領域の外側に加熱設置され、且つ第1導電接点と電気接続する複数の第2導電接点と、
感光領域を覆い、気体室を形成する第3表面と、第3表面と相対設置される第4表面と、を有する透光板と、
第2表面及び第3表面の間に付着する第2板体と、第2板体の端部に接続する第3板体と、第2板体と平行設置され、且つ第3板体の一端部に接続する第4板体とを有る第2殻体と、
チップ、第2殻体の周囲を覆うシール体と、を含む。
上記効果を達成する為、本発明が更に提供するイメージセンサパッケージ構造は、複数の第1導電接点を有する基板と、
基板に結合する第1表面と、第1表面と相対設置され、且つ感光領域を有する第2表面と、感光領域の外側に加熱設置され、且つ第1導電接点と電気接続する複数の第2導電接点と、
感光領域を覆い、気体室を形成する第3表面と、第3表面と相対設置される第4表面と、を有する透光板と、
第2表面に付着する第5板体と、第5板体の端部に接続する第6板体と、第5板体と平行設置され、且つ第6板体の一端部に接続し、コ型構造を形成し、透光板を挟持することに用いる第7板体と、第7板体から第3殻体外側に向けて延伸形成される第8板体と、を有する第3殻体と、
チップ、第3殻体の周囲を覆うシール体と、を含む。
本発明の実施により、少なくとも以下の効果を達成することができる:
一、 接着層又は殻体により、透光板の周囲を覆い、水分の侵入経路を延長し、水分の侵入を回避する効果を達成する。
二、 殻体がイメージセンサパッケージ構造を補強できるので、液体化合物の使用量を減少することができ、材料コストを低減する効果を達成する。
三、 堆積した殻体及び接着層により、透光板及びチップ間の気体室の体積を拡大し、結像品質を改善する効果を達成する。
本発明のイメージセンサパッケージ構造の断面実施例図一である。 本発明の第1殻体の背面から見た立体実施例図である。 本発明のイメージセンサパッケージ構造の断面実施例図二である。 本発明のイメージセンサパッケージ構造の断面実施例図三である。 本発明の基板の底面にハンダパッドを設置した実施例図一である。 本発明の基板の底面にハンダパッドを設置した実施例図二である。
当業者に本発明の技術内容を理解させ、実施させる為、且つ本明細書が開示する内容、特許請求の範囲及び図面に基づき、当業者が本発明に関する目的及び利点を理解し易いように、実施方式において本発明の特徴及び利点を詳細に説明する。
図1は、本発明のイメージセンサパッケージ構造100の一実施例の断面図である。図2は、本発明の第1殻体140の背面から見た立体実施例図である。図3は、本発明のイメージセンサパッケージ構造200の実施例二断面図である。図4は、本発明のイメージセンサパッケージ構造300の実施例三断面図である。図5は、本発明の基板110の底面113にハンダパッド30を設置した実施例一図である。図6は、本発明の基板110の底面113にハンダパッド30を設置した実施例二図である。
<第1実施例>
図1に示すように、本実施例のイメージセンサパッケージ構造100は、基板110と、チップ120と、透光板130と、第1殻体140と、シール体150と、を有する。
図1に示すように、基板110は、回路基板であり、基板110上に第1導電接点111を有する。
チップ120は、第1表面121と、第2表面122と、を有し、それぞれチップ120の下表面と上表面を表す。そのうち、第1表面121は、基板110に結合し、チップ120が基板110上に固定設置できるようにし、且つチップ120及び基板110間に接着層112により、チップ120及び基板110間の固定を強化する。チップ120の第2表面122は、少なくとも1つの第2導電接点123及び感光領域124を有し、第2導電接点123は、感光領域124の周囲外側に包囲設置され、感光領域124中に複数の感光部材を有し、第2導電接点123は、感光領域124中の感光部材と電気接続する。
また、第2導電接点123は、金属導線10を介して結線方式で基板110の第1導電接点111と電気接続を形成し、チップ120は、相補型金属酸化膜半導体(Complementary Metal Oxide
Semiconductor, CMOS)又は電荷結合素子(Charge Couple Device, CCD)であって、光線を感知する。
図1に示すように、透光板130は、第3表面131と、第4表面132を有し、それぞれ透光板130の下表面と上表面を表し、透光板130は、チップ120の感光領域124上に覆うように設置され、チップ120を保護し、汚染物がチップ120の感光領域124を汚染してイメージセンサの結像品質に影響することを回避し、光線は、透光板130を透過してチップ120の感光領域124に進入することができる。
透光板130の第3表面131は、第1接着層160によりチップ120の第2表面122上に接着し、第1接着層160は、エポキシ樹脂である。第1接着層160は、感光領域124及び第2導電接点123間に設置されるので、第1接着層160は、感光領域124を覆わず、チップ120の光線をセンサする機能に影響を及ぼさない。また、第1接着層160の設置は、透光板130とチップ120の感光領域124との間に気体室170(air cavity)を形成することができる。
図2に示すように、第1殻体140は、第1板体141を有し、第1板体141は、四辺形板体であり、また、第1板体141の中央箇所に開口143を形成する。第1殻体140は、更に凸縁142を有し、凸縁142は、第1板体141の辺縁から基板110側に向かって垂直に突出延長して形成され、第1殻体140の辺縁断面がスケール状を形成することができるようにする。
図1に示すように、第1板体141の第5表面144は、第2接着層180を介して透光板130の第4表面132に接着され、第1板体141の開口143周囲の表面は、透光板130と接着接合し、且つ第2接着層180は、透光板130の側面を更に延伸し覆って第1板体140及び透光板130の接合強度を向上する。第2接着層180は、エポキシ樹脂である。
図1に示すように、第1板体141の開口143は、チップ120の感光領域124と相対して設置されるので、光線は、開口143を透過した後、透光板130を通過し、チップ120の感光領域124に進入し、これにより、感光領域124が光線を受けて感知することができる。
第1殻体140の材質は、耐熱プラスチック材質又は金属材質であり、第1殻体140が金属材質である場合、第1殻体140は、更にイメージセンサ構造100のヒートシンクを補助することができる。また、第1殻体140及び透光板130は、第2接着層180を介して一体に接合し、第1接着層160を再利用しチップ120上に接着する。
図1に示すように、シール体150は、基板110上に液体化合物(liquid Compound)を注入するか又はモールド化合物(Mold Compound)をモールド成型し、チップ120、透光板130及び第1殻体140の周囲を覆うように形成され、チップ120、金属導線130にシール体150の保護を受け、外力又は湿気による破壊を受けることを回避する。
液体化合物を注入する過程において、液体化合物は揮発性気体を含有するので、第1殻体140又は第1殻体140の凸縁142は、更に少なくとも1つの通気孔145を有し、また、通気孔145は、第1殻体140又は凸縁142を貫通するように形成され、液体化合物が注入又は加熱される過程において、揮発性気体が通気孔145から流出することにより、液体化合物がシール体150として固化した後、シール体150が揮発性気体により発生する気泡が出現し、イメージセンサパッケージ構造100の製造歩留まりを低下させることを回避する。
図1に示すように、イメージセンサパッケージ構造100は、第1接着層160及び第2接着層180は、それぞれ透光板130をチップ120上に接着し、第1殻体140が透光板130上に接合し、透光板130の第4表面132の周囲が第2接着層180により覆われ、且つその周囲を覆う第1板体141を増設し、透光板130の辺縁端部が第1殻体140及び第2接着層180により密封されて、水分が気体室170に侵入する経路を延長し、イメージセンサパッケージ構造100の信頼性を効率的な向上を達成することができる。
また、第1殻体140の設置によって、イメージセンサパッケージ構造100において、第1殻体140による補強効果を達成することができ、第1殻体140が設置される箇所のシール体150の体積を減少することができるので、イメージセンサパッケージ構造100中の液体化合物の使用量を低下することができ、材料コストを低下する効果を達成する。
<第2実施例>
図3に示すように、イメージセンサパッケージ構造200において、第1実施例中の第1殻体140を第2殻体210で置き換える。
その他の部材は、何れも第1実施例に詳細を記載しているので、ここでは再度記載しないが、第2殻体210は、その他の方式で透光板130と結合し、第2殻体210は、第2板体211、第3板体212、及び第4板体213を有する。
図3に示すように、第2殻体210の第2板体211及び第4板体213は、平行設置され、第3板体212は、それぞれ第2板体211及び第4板体213の間を接続し、第2殻体210がスケール状構造を呈するようにし、また、第3板体212は、第2板体211及び第4板体213と相互に垂直であるか、第2板体211及び第4板体213間と角度を有する。第2板体211の第6表面214は、第3接着層220によりチップ120の第2表面122に直接接着され、第2殻体210をチップ120上に固定設置する。
第2板体211の第7表面215は、第4接着層230によって、透光板130の第3表面131に接着され、第3接着層220及び第4接着層230は、エポキシ樹脂である。透光板130及び第2板体211は、射出成型の方式で、予め一体に結合することができ、更に、第3接着層220によって第2殻体210をチップ120上に接着する。
図3に示すように、第2殻体210の第4板体213は、少なくとも1つの通気孔216を有し、通気孔216は、第2殻体210を貫通するように形成され、液体化合物を注入又は加熱する時、液体化合物中に発生する揮発性気体が通気孔216から流出して、シール体150中に揮発性気体により発生する気泡が出現することを回避し、イメージセンサパッケージ構造200の製造歩留まりを向上する。
シール体150は、基板110及び第2殻体210間に設置され、第2殻体210周囲、金属導線10及びチップ120を覆う。また、第2殻体210の材質は、耐熱プラスチック材質であって、第2殻体210が少なくとも260℃の高温に耐えるようにする。
イメージセンサパッケージ構造200において、チップ120及び透光板130間に第3接着層220、第2板体211及び第4接着層230を介在させて、透光板130及びチップ120間の距離を増加し、気体室170の空間を拡大し、光線が多重屈折又は回折してゴーストイメージが発生することを回避することができ、イメージセンサの結像品質を向上させる。
また、第2殻体の設置によって、イメージセンサパッケージ構造200中に第2殻体210を用いて補強効果を達成し、第2殻体210の設置箇所は、シール体150の体積を減少できるので、イメージセンサパッケージ構造200中の液体化合物の使用量を低減することができ、材料コストを低下する効果を達成する。
<第3実施例>
図4に示すように、イメージセンサパッケージ構造300において、第2実施例中の第2殻体210を第3殻体310で置き換える。
その他の部材は、何れも第1実施例中に既に詳細に説明しているので、ここでは再度記載しないが、第3殻体310は、第5板体311と、第6板体312と、第7板体313と、第8板体314を有する。
図4に示すように、第5板体及び第7板体313は、平行設置され、且つ第6板体312は、第5板体311及び第7板体313の端部に接続されて第5板体311、第6板体312及び第7板体313がコ型構造を呈し、また、第8板体314は、第7板体313から第3殻体310外側に延伸形成される。
図4に示すように、第5板体311の第8表面315は、第5接着層320によりチップ120の第2表面122に接着し、第3殻体310をチップ120上に固定設置する。
第3殻体310のコ型構造中に形成する開口は、透光板130を挟持して、透光板130の辺縁は、何れも第3殻体310に覆われ、また、透光板130及び第3殻体は、射出成型の方式で予め一体に結合して形成することもでき、第5接着層320を介してチップ120上に接着する。
図4に示すように、第8板体314は、更に少なくとも1つの通気孔316を有し、通気孔316は、第8板体314を貫通するように形成され、液体化合物を注入又は加熱する時、液体化合物が発生する揮発性気体は、通気孔316から流出して、シール体150中において、揮発性気体により気泡が発生し、イメージセンサパッケージ構造300の製造歩留まりが低下することを回避する。
シール体150は、基板110及び第3殻体310間に設置され、第3殻体310周囲、金属導線10及びチップ120を覆う。また、第3殻体310は、チップ120に直接接着する必要があるので、第3殻体310の材質は、耐熱プラスチック材質であり、第3殻体310が少なくとも260℃の高温に耐えることができるようにする。
イメージセンサパッケージ構造300において、チップ120及び透光板130間に第5板体311及び第5接着層320を介在させ、それによって透光板130及びチップ120間の距離を増加することができ、気体室170の空間を拡大することによってイメージセンサの結像品質の向上を達成する。また、第3殻体310の設置により、イメージセンサパッケージ構造300は、第3殻体310によって補強効果を達成することができ、第3殻体310の設置箇所は、シール体150の体積を減少することができるので、イメージセンサパッケージ構造300中の液体化合物の使用量を低減することができ、それにより材料コストを低減する効果を達成する。
イメージセンサパッケージ構造100,200,300において、通気孔145,216,316の設置によって、注入又は加熱の過程で即時揮発性の気体を除去することができる。また、イメージセンサパッケージ構造100,300の透光板130の周囲にそれぞれ第2接着層180及び第7板体313を設け、これにより、水分が気体室170に侵入する経路を延長することができ、水分が気体室170に侵入することを回避することを達成する。
上記の各実施例中の基板110の底面113上に、何れも更に複数のハンダボール20(Solder Ball)を有し、ハンダボール20は、基板110中の回路構造及び基板110上の第1導電接点111を電気接続し、ハンダボール20によってイメージセンサパッケージ構造100,200,300をその他の回路装置と電気接続する。
また、図5及び図6に示すように、基板110の底面113上にハンダボール20を植えつける他に、ハンダパッド30を設置することもでき、ハンダパッド30も基板110内部の回路構造と電気接続し、ハンダパッド30が基板110上の第1導電接点111と電気接続することによって、ハンダパッド30によりイメージセンサパッケージ構造100,200,300をその他の回路装置と電気接続させることができる。好ましくは、ハンダパッド30は、底面113の周縁に包囲設置するか(図5参照)、陳列方式で配列する(図6参照)。
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
100,200,300 イメージセンサパッケージ構造
110 基板
111 第1導電接点
112 接着層
113 底面
120 チップ
121 第1表面
122 第2表面
123 第2導電接点
124 感光領域
130 透光板
131 第3表面
132 第4表面
140 第1殻体
141 第1板体
142 凸縁
143 開口
144 第5表面
145,216,316 通気孔
150 シール体
160 第1接着層
170 気体室
180 第2接着層
210 第2殻体
211 第2殻体
212 第3殻体
213 第4殻体
214 第6表面
215 第7表面
220 第3接着層
230 第4接着層
310 第3殻体
311 第5板体
312 第6板体
313 第7板体
314 第8板体
315 第8表面
320 第5接着層
10 金属導線
20 ハンダボール
30 ハンダパッド

Claims (9)

  1. 複数の第1導電接点を有する基板と、
    該基板上に結合する第1表面と、感光領域を有する第2表面とを有し、該第2表面の感光領域の周囲外側に設置され、且つ該第1導電接点と電気接続する複数の第2導電接点と、を有するチップと、
    該感光領域を覆うと共に該感光領域上に間隔を設けて気体室を形成する第3表面と、該第3表面と相対する第4表面と、を有する透光板と、
    該第2表面に接着する第5板体と、該第5板体の端部に接続する第6板体と、該第5板体と平行設置され、且つ該第6板体の一端部に接続してこれらにより上記感光領域を囲うコ型構造を形成し、該コ型構造により該透光板を挟持する第7板体と、該第7板体から該第3殻体外側に向けて延伸形成される第8板体と、を有する第3殻体と、
    該チップ、該第3殻体の周囲を覆うシール体と、から構成されるイメージセンサパッケージ構造。
  2. 前記第8板体は、更に、該第8板体を貫通するように形成される少なくとも1つの通気孔を有する請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
  3. 前記第5板体の第8表面は、第5接着層により上記チップの第2表面に接着する請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
  4. 該シール体が該第3殻体と該第5接着層を密封する請求項3記載のイメージセンサパッケージ構造。
  5. 前記第3殻体の材質が耐熱プラスチック材質である請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
  6. 更に、該基板の底面に複数のハンダボール又はハンダパッドを有する請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
  7. 前記基板が回路基板である請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
  8. 前記感光領域が複数の感光部材を有する請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
  9. 前記チップが相補型金属酸化膜半導体(CMOS)である請求項1記載のイメージセンサパッケージ構造。
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