TW200834900A - Optoelectronic microstructure elements and CMOS image sensor chip scale package - Google Patents

Description

200834900 九、發明說明： 【發明衔屬之技術領域】 :關:於一種光電裝置之晶片級封裝，特獻爵滅: 一種CMQS-影像感,應器之晶片級封裝。 ' · ‘ ' ί- . ；' : ' 【先前技術】. 微電子成像元件係被廣泛的應用在數位攝影機（相 機）、具有影像儲存能力的無線裝置、或其他應用上。舉 • 例來說，像是具有微電子成像功能的行動電話或個人數。 位助理（PDA)，可用來獲取或傳送數位影像。隨著高晝質 及較小尺寸影像顯示裝置的發展，市場對於具有微電子 成像元件之電子裝置的需求，也在穩定的增加中。 微電子成像元件所包含之影像感測器，一般係為電 荷耦合元件（CCD)系統或是互補式金氧半導體（CMOS) 系統。電荷耦合元件（CCD)之影像感測器係廣泛的被使用 在數位相機上，而互補式金氧半導體（CMOS)影像感測器 亦由於其低成本、高良率、小體積、與半導體製程技術 及裝置之高相容性等優點，廣無市場所接受。此外，互 補式金氧半導體（互補式金氧半導體（CMOS))影像感測器 在製造的過程中可同時封裝其易構成組件並提供額外的 電性連結。 美國專利編號6,777,767的專利揭露一種半導體元 件的封裝方法，請參照第la〜le圖。在第la圖中，一光 阻層12形成於一透明基板10之上。接著，請參照第lb 0978-A32649TWF;VIP-025;phoelip 5 200834900 圖，利用一罩幕圖形化該光阻層12以形成複數個間隔物 、，14,該間隔物可例如為中空的四邊形柱·，如第2圖所示。 :此外，黎lb圖為第2圖延人_太，:虛丨線:氣剖面圖。， 請參照第lc圖，提供一支撐基板.2〇，該支撐基板 ;20其上已形成有光電微結構單元19及接觸墊（未圖示)， 亚將一膠材16塗佈至該間隔物14之間及其側壁。接著， 請餐照第Id圖，將該透明基板1〇作為一封裝蓋，來與 该支撐基板20。如圖所示，由於該間隔:物14的區隔，因 此在該透明基板1 σ及該支撐基板2G之_成了一空腔, 而忒光電彳政結構單元19係配置於該空腔1 $中。最 明翏^、帛le圖，利用背板研磨方式將該支撐基板加 溥形化。 u f上述可知。傳統封裝光電微結構單元的方法，不 二複，且增加製程成本。上述方法由於必需 化成微影㈣步驟，才可將該光阻層12圖形 =稷數的間隔物14’以定義出該空腔18。因此，若能 直接形成間隔物14於基板1〇上， ^ 步驟r省土 r山I 除了月匕大幅降少製程 ^驟（令去形成光阻層及一道微 加良率及降低製造成本。 心‘）亦此同時增 匕外傳統光電微結構單元射㈣^ ^ ^ ^ 了透明基板H)及支撐基板2〇 之尽度，除 間隔物14的厚度H。若封裝夕卜’亦必需考慮到 步限制到未來光電產品愈大’則會進一 計及實用性。因此，降低先電微結 〇978-A32649TWF;VlK025;ph〇elip 200834900 厚度’亦為目前光電步晉 之重點之一。…衣置之日日片級封裝技術上亟需研究 【發明内容】 、- · -* ^ y / ‘、· 有鏗於此7:央發吸的目的提一 片級封裝釺禮另一從-種光包叙置之晶 片鲅抖壯二致 種:旱乘式金氡半::導體影像感測器之曰 片級封裝結構，以您人曰μ ^ 又曰日 日日片級封裝技術市場的需求。 構包含^ ^ 先電1置之晶片級封農結 基板；—具有導線半< π马支撐 玻璃封壯#田+¥體1置固定於該基板之上；- 封裝該半導體裝置，其中該麵封裝 '具有-圍堤結構，環繞1口 ；以及，—封裝層酉己^ 與該基板之間，以將該基板及該玻璃封裝 、、根據之本發明另—佳較實施例，本發明亦提供 # j補式金氧半導體影像感測器之晶片級封裝結構，包含: -基板，該基板係用於晶片級封裝，作為支撐基板；一 具有導線之互補式金氧半導體影像感測㈣定於基板之 上’：玻璃封裝蓋’用以封裝該互補式金氧半導體影像 感測益’其中該破璃封裝蓋具有__圍堤結構，環繞一開 口；以及-封裝層配置於該κ堤結構與該基板之間，以 將該基板及該玻璃封裝蓋結合在一起。 為使本發明之上述目的、特徵能更明顯易懂，下文 特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 〇978.A32649TWF;VIP-〇25;phoelip 7 200834900 實碜方式】 ^巧’讀配合圖示，係顯示符合本發明移之影像 顯不卜系鍊之厂較倖實施例。

：;.f f Sa^tn « ^ ^ ^ W S 顯示巧舞狀互補式金氧半導體影像感廳之晶片 級封叙結構的製造方法之一較佳實施例。 …百先’凊荼照第3 a圖；提供一玻璃基板1〇〇。接著， 請餐照第細圖”對該玻璃基板"刚進行一體型細徽加 :二=一具有一開口 1〇2及一圍堤結構⑻之玻璃 “直150，其中該圍堤結構1〇1係環繞該開口傭。 ^照第4圖’係為該玻璃封裝蓋15〇之示意圖，此外， 第3b圖係為第4圖延B_B，虛線之剖面圖。由圖中可知， 該圍堤結構101之侧壁104的剖面係為直線，而該開口 係為四邊形。在本發明另—較佳實施例中，該圍堤結構 101之側壁104的剖面亦可以為鑛齒狀，且該開口撤 可以為多邊形。值得注意的是，該圍堤結構101之高度 可介於ΙΟμηι至200μπι之間。 又 请^照第3c圖，形成一封裝層於該圍堤結構l〇i上 及支撐基板110間，其中該支撐基板11〇可為鏡片等 、、及=璃或疋石英。該支撐基板11G有—具有導線之半導 ，衣置、111固定於其上。舉例來說，該半導體裝置111 :曰為互補式金氧半導體（CM〇s))影像感測裝置以 復晶方式形成於支撐基板110上。該互補式金氧半導體 0978-A32649TWF；Vip.025;ph〇elip 200834900 (CMOS)影像感測裝置包含一具有微透鏡（作為影像平a ) 之感測器。 請參照第3d圖，將該玻璃!封裝:蓋15〇以該封梦層 1Ό3固定於該支撐基板110之上，以封合該互補式金^半 導體（CMOS)影像感測器於丄空艎丨il2中。該封聚層^為 一膠層。此外，該封裝層亦可篇一含矽之膜層，雨哕美 板110與該圍堤101係使用陽極接合方式固合。再者 該封裝層係為>金屬層（例如：金t錫或其合金.，而該夷 板與該圍堤結構係使用共晶接養方式形成。v

接著，將該支撐基板110以研磨方式薄形化，以形 成一較薄之支撐基板110a，請參照第3e圖。 J 接著，利用蝕刻方式以定義出各自分離的基板 110b，請參照第3f圖。接著，在蝕刻後’利用一環氧化 物層113將該各自分離的基板n〇b固定在一底封裝層 U4，如第3g及3h圖所示。 、曰 明參照第3ι目，利用機械方式刻出凹槽以分割該 環氧化物層及底封裝層114，以得到各自分離的環氧 化物層113a及底封裝層114a。接著，請參照第3』圖， 形成電性接觸墊115於各自分離的環氧化物層n3a及 底封裝層114a上’並將該電性接觸墊115與該半導體裝 ^ U1之導線電性連結。接著，請參照第3k圖，形成電 性接觸突塊116於該電性接觸墊115之上。最後，將上 ^吉構沿著切割線117切割，並進行—分離處理，產生 硬數之已封裳完成之積體電路裝置12〇，如第31及加 〇978.A32649TWF;VIP.〇25；ph〇elip 200834900 圖所示。 綜上所述’本發明係以該玻璃封裝蓋之圍堤妗構」 取代習知技翁乘_外形成的間隔物，已與該支^ 成空腔。:由於該具有圍堤結構之玻璃封裝蓋可事先以二… 體型細微技術對吁破璃基板進加工來獲得，不需在制 過程額外形成轉細，緣f利用額外的微二 驟來圖形化光阻層，來形成間隔物。如此一來，可 製程步驟’降低製程複雜度及成本，並提升良率。此/外^ 由於本發明利用_封裝蓋本身之圍堤結構來取 ’ 物’因此所狀元件其封裝結度料麵封 : 支撐基板的厚度合，可節省掉間隔物之厚度。再二 玻璃封ι盍之圍堤結構由於係由玻璃組成，在加工上^ 3統的高分子材料來得容易，因此也增加了製程的穩 、雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用 =定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 ‘神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明 之保護範圍當視後附之中請專利範圍所敎者為準 【圖式簡單說明】 第1 a至1 e圖為一系列之 半導體元件封裝方法之流程。 J係”、、、員不白知 ^ 2圖係為第lb圖之示意圖。 …至3m圖為一系列之剖面示意圖，係顯示本發 0978-A32649TWF;Vlp.025;ph〇elip 200834900 明所述光電裝置晶片級封裝方法之流程。 、 . 第4圖係為第3b圖之示意圖。 :() / J主要元餘符號說明】 透明基板d.〇 ; :...二：.'.'..'' :;. 光阻層〜12 ; .... ' …义間：隔物〜14 ; 光電微緣構單元〜It; 支撐基板〜20 ; 空腔〜18 ; 玻璃基板,〜10 0 ; 圍堤結構〜101 ;, 象開口々102 ; 「 封裝層〜103 ; 侧壁〜104; 支撐基板〜110 ; 半導體裝置〜1Π ; 空腔〜112 ; 較薄之支撐基板〜110a ; 各自分離的基板〜ll〇b 環氧化物層〜113 ; 底封裝層〜114; 各自分離的環氧化物層产 -113a ； 各自分離的底封裝層〜114a ; 電性接觸墊〜115; 接觸突塊〜116; 9 切割線〜117 ; 積體電路裝置〜120 ; 玻璃封裝蓋〜150 ; 厚度〜Η。 0978-A32649TWF;VIP-025;phoelip 11

Claims (1)

1. 200834900 十、申請專利範圍·· 種光電裝置之晶片級封裝結構，包含： 二基轉條料級封裝，作為支撐基板 -破半導體裝夏固定㈣畢板之上; 璃封裝蓋咖铸縣置，其_ 圍疋吻:構，架繞一開口；以及 其把；8 $衣層配置於该圍堤結構與該基板之間，以將今 基板及該破璃封裝蓋結合在一起。 冬以 2.如申請專利範圍第」項 置之曰 封裝結構，其中哕圍俨砝棟n 尤电衣置之晶片級 工技術所形成、。該開口係使用體型細微加 申明專利範圍第1項所述之光電枣 曰 封裝結構，其中該圍堤結構之側壁的剖面是直線及 封裝、::申it!::項所述之光電裝置之晶片級 /、中4圍疋結構之側壁的剖面是鋸齒形。 八甲u亥開口係為四邊形。 封褒:Γ:Γ"'圍第1項所述之光電裝置之晶片級 衣、、“冓’其中該開口係為多邊形。 封f:r:r範圍第1項所述之光電裝置之晶片級 衣、、、。構’其中該封I層係為-膠層。 封』.==,1項所述之光電如^ 稱其中，亥封I層係為一含 與该圍堤係使用陽極接合方式結合… X基板 〇978.A32649TWF；VlP.〇25;ph〇elip 12 200834900 9 ·如申請專利範圊 封裝結構，其中該封所述之光電裝置之晶片級 圍堤 繼之祕Ϊ j I 一 種、、 ，.：' 夂:..^.. 裝結構包含式金氧半導體影像感測器之晶片級封' ❻崎裝，作為支撐基板；: 基板之上；、互補式金氡半導體影像感測器固定於 一玻璃封裝蓋，用 感測器，其中該玻璃：：;ΐ:補式金氧半導體影像 口；以及 离封Μ具有—圍堤結構，環繞一開 一封Μ配置於該圍堤結構與該基板 基板及該玻璃封裝蓋結合在一起。 將5亥 12.如申凊專利範圍第11 體影像感測器之晶片級封裝結構，1中氧半導 開口係使用體型細微加工技術所形成、。μ疋、，構及該 俨旦請專利範圍^ U項所述之互補式全氧半導 體影像感測器之晶片級封裝結構，1中乳+ ¥ 壁的剖面是直線。 ^圍疋結構之侧 14·如申請專利範圍第U項所述之 體影像感測器之晶片級封裝結構，其^ 〇978-A32649TWF；VlP.〇25;ph〇dip 13 200834900 壁的剖面是鋸齒形。 15. 如申請專利範圍第u ，體影像感測器之晶片級封裝結構^式金氧半導 、形: 再…该開T係為四邊 16. 如申請專利範圍第痏..夕^: 體影像感測器之晶片級封裝：所=互補式金氧半導 形。 W中4開口係為多邊 17·如申請專利範圍第u項所 _ 、 體影像感測器之晶片觀封裳姓 直 $式金氧半導 膠層。 。冓/、中垓封裝層係為一 18·如申請專利範圍第u項所述之& 體影像感測器之晶片級封装c氧半導 合基板與該圍堤係使用陽極接合方式結 19.如申請專利範圍第η 體影像感測ϋ之晶片級料⑽^互補式金氧半導 金屬廣，而該基板與該=::= 中該封裝層係為-成。 ㈣疋結構係使用共晶接合方式形 20·如申請專利範圍第11 、、 體影像感測器之晶片級封f⑨構^互補式金氧半導 基板及該封裝蓋係構成構’其中該圍堤結構、該 〇978-A32649TWF;VIP.〇25;phoelip 14