TW201709447A - 感測模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種感測模組，包括一感測裝置。感測裝置包括一第一基底、一感測區、一導電墊及一重佈線層。第一基底具有一第一表面及與其相對的一第二表面，感測區鄰近於第一表面，導電墊設置於第一表面上，重佈線層設置於第二表面上且電性連接至導電墊。感測裝置接合至一第二基底及一蓋板，使得感測裝置位於第二基底與蓋板之間。導電墊透過重佈線層電性連接至第二基底。一封膠層填入第二基底與蓋板之間，以環繞感測裝置。本發明亦揭露一種感測模組的製造方法。

Description

感測模組及其製造方法
本發明係有關於一種感測模組及其製造方法，特別為有關於一種具有以晶圓級封裝製程所形成之感測裝置的感測模組。
晶片封裝製程是形成電子產品過程中之重要步驟。晶片封裝體除了將晶片保護於其中，使其免受外界環境污染外，還提供晶片內部電子元件與外界之電性連接通路。具有感測功能的晶片封裝體通常與其他電子構件一起接合於電路板上，進而形成感測模組，並進一步組合於電子產品內。
然而，傳統的感測模組的製程繁複、良率低。感測模組通常凹陷於電子產品外殼內，而不利於使用者的操作，且一旦感測晶片或晶片封裝體毀損或失效，整個模組即無法使用。
因此，有必要尋求一種新穎的感測模組及其製造方法，其能夠解決或改善上述的問題。
本發明實施例係提供一種感測模組，包括一感測裝置。感測裝置包括一第一基底、一感測區、一導電墊及一重佈線層。第一基底具有一第一表面及與其相對的一第二表面， 感測區鄰近於第一表面，導電墊設置於第一表面上，重佈線層設置於第二表面上且電性連接至導電墊。感測裝置接合至一第二基底及一蓋板，使得感測裝置位於第二基底與蓋板之間。導電墊透過重佈線層電性連接至第二基底。一封膠層填入第二基底與蓋板之間，以環繞感測裝置。
本發明實施例係提供一種感測模組的製造方法，包括提供一感測裝置，感測裝置包括一第一基底、一感測區、一導電墊及一重佈線層。第一基底具有一第一表面及與其相對的一第二表面，感測區鄰近於第一表面，導電墊設置於第一表面上，重佈線層設置於第二表面上且電性連接至導電墊。將感測裝置接合至一第二基底及一蓋板，使得感測裝置位於第二基底與蓋板之間。導電墊透過重佈線層電性連接至第二基底。形成一封膠層，封膠層填入第二基底與蓋板之間，以環繞感測裝置。
100‧‧‧第一基底
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面
110‧‧‧感測區
120‧‧‧晶片區
130、210‧‧‧絕緣層
140‧‧‧導電墊
165‧‧‧暫時性黏著層
170‧‧‧暫時性蓋板
190‧‧‧第一開口
200‧‧‧第二開口
220‧‧‧重佈線層
220a‧‧‧末端
230‧‧‧保護層
240‧‧‧孔洞
250‧‧‧導電結構
260‧‧‧第二基底
270‧‧‧黏著層
280‧‧‧蓋板
290‧‧‧封膠層
300、400、500‧‧‧感測模組
A、B‧‧‧感測裝置
SC‧‧‧切割道
第1A至1G圖係繪示出根據本發明一實施例之感測模組的製造方法的剖面示意圖。
第2圖係繪示出根據本發明一實施例之基底的局部平面示意圖。
第3圖係繪示出根據本發明另一實施例之感測模組的剖面示意圖。
第4圖係繪示出根據本發明另一實施例之基底的局部平面示意圖。
第5A至5D圖係繪示出根據本發明又另一實施例之感測模組的製造方法的剖面示意圖。
第6圖係繪示出根據本發明某些實施例之感測模組的剖面示意圖。
以下將詳細說明本發明實施例之製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方式，非用以限制本發明之範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層之情形。
本發明一實施例之晶片封裝體可用以封裝微機電系統晶片。然其應用不限於此，例如在本發明之晶片封裝體的實施例中，其可應用於各種包含主動元件或被動元件(active or passive elements)、數位電路或類比電路(digital or analog circuits)等積體電路的電子元件(electronic components)，例如是有關於光電元件(opto electronic devices)、微機電系統(Micro Electro Mechanical System，MEMS)、生物辨識元件(biometric device)、微流體系統(micro fluidic systems)、或利用熱、光線、電容及壓力等物理量變化來測量的物理感測器(Physical Sensor)。特別是可選擇使用晶圓級封裝(wafer scale package， WSP)製程對影像感測元件、發光二極體(light-emitting diodes，LEDs)、太陽能電池(solar cells)、射頻元件(RF circuits)、加速計(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、指紋辨識器(fingerprint recognition device)、微制動器(micro actuators)、表面聲波元件(surface acoustic wave devices)、壓力感測器(process sensors)或噴墨頭(ink printer heads)等半導體晶片進行封裝。
其中上述晶圓級封裝製程主要係指在晶圓階段完成封裝步驟後，再予以切割成獨立的封裝體，然而，在一特定實施例中，例如將已分離之半導體晶片重新分布在一承載晶圓上，再進行封裝製程，亦可稱之為晶圓級封裝製程。另外，上述晶圓級封裝製程亦適用於藉堆疊(stack)方式安排具有積體電路之多片晶圓，以形成多層積體電路(multi-layer integrated circuit devices)或系統級封裝(System in Package，SIP)之晶片封裝體。
以下配合第1A至1G圖及第2圖說明本發明一實施例之感測模組的製造方法，其中第1A至1G圖係繪示出根據本發明一實施例之感測模組的製造方法的剖面示意圖，且第2圖係繪示出根據本發明一實施例之基底的局部平面示意圖。
請參照第1A圖，提供一第一基底100，其具有一第一表面100a及與其相對的一第二表面100b，且包括複數晶片區120。為簡化圖式，此處僅繪示出一完整的晶片區及與其相鄰的晶片區的一部分。在某些實施例中，第一基底100可為一矽基底或其他半導體基底。在某些實施例中，第一基底100為一 矽晶圓，以利於進行晶圓級封裝製程。
第一基底100的第一表面100a上具有一絕緣層130。一般而言，絕緣層130可由層間介電層(interlayer dielectric，ILD)、金屬間介電層(inter-metal dielectric，IMD)及覆蓋之鈍化層(passivation)組成。為簡化圖式，此處僅繪示出單層絕緣層130。在某些實施例中，絕緣層130可包括無機材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合或其他適合的絕緣材料。
在某些實施例中，每一晶片區120的絕緣層130內具有一個或一個以上的導電墊140。在某些實施例中，導電墊140可為單層導電層或具有多層之導電層結構。為簡化圖式，此處僅以單層導電層作為範例說明，並以絕緣層130內的兩個導電墊140作為範例說明。在某些實施例中，每一晶片區120的絕緣層130內包括一個或一個以上的開口，露出對應的導電墊140，以透過露出的導電墊140進行預先檢測。
在某些實施例中，每一晶片區120內具有一感測區110。感測區110可鄰近於絕緣層130及第一基底100的第一表面100a，且可透過內連線結構(未繪示)與導電墊140電性連接。在某些實施例中，感測區110用以感測生物特徵，且感測區110內可包括一指紋辨識元件(例如，一電容式指紋辨識元件)。在某些其他實施例中，感測區120內可包括一感光元件、一溫度感測元件、一溼度感測元件、一壓力感測元件、一電容感測元件或其他適合的感測元件。
在某些實施例中，可依序進行半導體裝置的前段 (front end)製程(例如，在第一基底100內製作積體電路)及後段(back end)製程(例如，在第一基底100上製作絕緣層130、內連線結構及導電墊140)來提供前述結構。換句話說，以下感測裝置/感測模組的製造方法係用於對完成後段製程的基底進行後續的封裝製程。
接著，可透過一暫時性黏著層165(例如，一可移除式膠帶)將一暫時性蓋板170接合至第一基底100，暫時性蓋板170用以提供保護及支撐的功能。在某些實施例中，暫時性蓋板170可包括玻璃或其他適合的基底材料。形成於暫時性蓋板170與第一基底100之間的暫時性黏著層165完全覆蓋第一基底100的第一表面100a，因此導電墊140及感測區110也被暫時性黏著層165所覆蓋。
請參照第1B圖，以暫時性蓋板170作為承載基板，對第一基底100的第二表面100b進行薄化製程(例如，蝕刻製程、銑削(milling)製程、磨削(grinding)製程或研磨(polishing)製程)，以減少第一基底100的厚度(例如，小於大約100μm)。
接著，透過微影製程及蝕刻製程(例如，乾蝕刻製程、濕蝕刻製程、電漿蝕刻製程、反應性離子蝕刻製程或其他適合的製程)，在每一晶片區120的第一基底100內同時形成複數第一開口190及第二開口200，第一開口190及第二開口200自第一基底100的第二表面100b露出絕緣層130。在某些其他實施例中，可分別透過刻痕(notching)製程以及微影及蝕刻製程形成第二開口200以及第一開口190。
在某些實施例中，第一開口190對應於導電墊140 而貫穿第一基底100，且第一開口190鄰近於第一表面100a的口徑小於其鄰近於第二表面100b的口徑，因此第一開口190具有傾斜的側壁，進而降低後續形成於第一開口190內的膜層的製程難度，並提高可靠度。舉例來說，由於第一開口190鄰近於第一表面100a的口徑小於其鄰近於第二表面100b的口徑，因此後續形成於第一開口190內的膜層(例如，絕緣層210及重佈線層220)能夠較輕易地沉積於第一開口190與絕緣層130之間的轉角，以避免影響電性連接路徑或產生漏電流的問題。
在某些實施例中，第二開口200沿著相鄰晶片區120之間的切割道SC延伸且貫穿第一基底100，使得每一晶片區120內的第一基底100彼此分離。如第2圖所示，相鄰兩晶片區120內的複數第一開口190沿著第二開口200間隔排列，且第一開口190與第二開口200透過第一基底100的一部分(例如，側壁部分)互相間隔。
在某些實施例中，第二開口200可沿著晶片區120延伸而環繞第一開口190。在某些實施例中，第一開口190的上視輪廓不同於第二開口200的上視輪廓，舉例來說，第一開口190具有圓形的上視輪廓，而第二開口200具有矩形的上視輪廓，如第4圖所示。可以理解的是，第一開口190及第二開口200可具有其他形狀的上視輪廓，而並不限定於此。
請參照第1C圖，可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沈積製程、化學氣相沈積製程或其他適合的製程)，在第一基底100的第二表面100b上形成一絕緣層210，絕緣層210順應性沉積於第一開口190及第二開口200的側壁及底 部上。在某些實施例中，絕緣層210可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
接著，可透過微影製程及蝕刻製程，去除第一開口190底部的絕緣層210及其下方的絕緣層130，使得第一開口190延伸至絕緣層130內而露出對應的導電墊140。
可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沉積製程、化學氣相沉積製程、電鍍製程、無電鍍製程或其他適合的製程)、微影製程及蝕刻製程，在絕緣層210上形成圖案化的重佈線層220。重佈線層220順應性延伸至第一開口190的側壁及底部，而未延伸至第二開口200內，且重佈線層220延伸至第一開口190與第二開口200之間的第二表面100b上。重佈線層220可透過絕緣層210與第一基底100電性隔離，且可經由第一開口190直接電性接觸或間接電性連接露出的導電墊140。因此，第一開口190內的重佈線層220也稱為矽通孔電極(through silicon via，TSV)。在某些實施例中，重佈線層220可包括鋁、銅、金、鉑、鎳、錫、前述之組合、導電高分子材料、導電陶瓷材料(例如，氧化銦錫或氧化銦鋅)或其他適合的導電材料。
請參照第1D圖，可透過沉積製程，在第一基底100的第二表面100b上形成一保護層230，且填入第一開口190及第二開口200，以覆蓋重佈線層220。在某些實施例中，保護層230可包括環氧樹脂、綠漆、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、 氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
在某些實施例中，保護層230僅部分填充第一開口190而未填滿第一開口190，使得一孔洞240形成於第一開口190內的重佈線層220與保護層230之間。由於保護層230部分填充於第一開口190而留下孔洞240，因此後續製程中遭遇熱循環(Thermal Cycle)時，孔洞240能夠作為保護層230與重佈線層220之間的緩衝，以降低保護層230與重佈線層220之間由於熱膨脹係數不匹配所引發不必要的應力，且防止外界溫度或壓力劇烈變化時保護層230會過度拉扯重佈線層220，進而可避免靠近導電墊結構的重佈線層220剝離甚至斷路的問題。在某些實施例中，孔洞240與保護層230之間的界面具有拱形輪廓。在某些其他實施例中，保護層230亦可填滿第一開口190。
接著，可透過微影製程及蝕刻製程，在第一基底100的第二表面100b上的保護層230內形成開口，以露出圖案化的重佈線層220的一部分。接著，可透過電鍍製程、網版印刷製程或其他適合的製程，在保護層230的開口內填入導電結構250(例如，焊球、凸塊或導電柱)，以與露出的重佈線層220電性連接。在某些實施例中，導電結構250可包括錫、鉛、銅、金、鎳、或前述之組合。
在形成導電結構250之後，沿著切割道SC(等同於沿著第二開口200)切割保護層230、絕緣層130、暫時性黏著層165及暫時性蓋板170，進而形成複數獨立的晶片封裝體(即， 感測裝置A)，如第1E圖所示。舉例來說，可進行雷射切割製程，以避免上下膜層發生位移。在某些實施例中，切割後的第一基底100及絕緣層130可視為一晶片/晶粒。
請參照第1F圖，提供一第二基底260。在某些實施例中，第二基底260可包括一電路板、一陶瓷基底或其他適合的基底材料。接著，將感測裝置A接合至第二基底260上，導電墊140透過第一基底100的第二表面100b上的重佈線層220及導電結構250而與第二基底260電性連接。舉例來說，導電結構250可由焊料(solder)所構成，將感測裝置A放置於第二基底260上後，可進行回焊(reflow)製程，以透過焊球將感測裝置A接合至第二基底260。在某些實施例中，由於感測裝置A上具有暫時性蓋板170，因此在進行回焊製程時，暫時性蓋板170可避免感測裝置A(特別是感測區110)受到汙染，進而提升感測模組的品質。
在某些實施例中，在將感測裝置A接合至第二基底260上之前，透過表面黏著技術(surface mount technology，SMT)將所需的被動元件(例如，電感、電容、電阻或其他電子部件)形成於第二基底260上。如此一來，可盡可能防止感測裝置A受到外界環境的汙染。在某些其他實施例中，可能透過同一回焊製程將感測裝置A及上述被動元件同時接合至第二基底260上，或者也可能在將感測裝置A接合至第二基底260上之後，透過表面黏著技術將上述被動元件形成於已接合感測裝置A的第二基底260上。此時，由於感測裝置A上具有暫時性蓋板170，因此不會影響感測模組的品質。
請參照第1G圖，將暫時性黏著層165及暫時性蓋板170自感測裝置A去除，且透過一黏著層270將一蓋板280接合於感測裝置A上，使得感測裝置A位於蓋板280與第二基底260之間。在某些實施例中，在去除暫時性黏著層165及暫時性蓋板170之前，可先對已接合感測裝置A的第二基底260進行檢測，而僅對品質良好的封裝構件進行後續製程。
在某些實施例中，黏著層270包括黏著膠或其他具有黏性的材料。在某些實施例中，位於感測裝置A與蓋板280之間的黏著層270包括高介電常數(K)材料，以增加感測模組的感測靈敏度。在某些實施例中，蓋板280包括藍寶石(sapphire)材料或其他適合的材料，以進一步提供耐磨、防刮及高可靠度的平坦表面，進而避免在使用感測模組之感測功能的過程中感測裝置受到汙染或破壞。在某些其他實施例中，蓋板280可包括塑膠材料或其他適合的材料。例如，蓋板280可為一塑膠載座(plastic holder)。
在某些實施例中，蓋板280的尺寸大於感測裝置A的尺寸。再者，蓋板280的尺寸等於或大於第二基底260的尺寸。如此一來，可確保感測模組能夠容納於電子產品內預定提供給感測模組的空間，以使感測模組後續可順利組合於電子產品之中。在某些實施例中，如第6圖所示，蓋板280具有延伸部280A，延伸部280A覆蓋感測裝置A的邊緣側壁，使得感測裝置A全部或局部嵌入蓋板280之中。在某些實施例中，蓋板280的延伸部280A直接接觸第二基底260。在某些其他實施例中，蓋板280的延伸部280A可未直接接觸第二基底260。
接著，可透過點膠(dispensing)製程、模塑成型(molding)製程或其他適合製程，將一封膠層290填入蓋板280與第二基底260所圍成的空間，且將封膠層290加熱固化，進而完成感測模組300的製作。封膠層290環繞位於蓋板280與第二基底260之間的感測裝置A，以保護感測裝置A。在某些實施例中，封膠層290進一步環繞黏著層270及導電結構250，進而完全填滿蓋板280與第二基底260之間以及感測裝置A與第二基底260之間的空間。
在某些實施例中，封膠層290由具有高擴散性及流動性且可加熱固化的材料所構成。在某些實施例中，封膠層290包括底膠(underfill)材料、模塑成型材料或其他適合的材料(例如，樹脂)。
在某些實施例中，加熱固化後的封膠層290的側壁由於毛細現象而具有曲形表面。在某些實施例中，封膠層290完全覆蓋第二基底260的上表面，而局部露出蓋板280的下表面。在某些實施例中，封膠層290可完全覆蓋蓋板280的下表面。在某些其他實施例中，封膠層290可能延伸至第二基底260的側壁。在某些實施例中，如第6圖所示，蓋板280與第二基底260之間可能不具有封膠層290。
請參照第3及4圖，其分別繪示出本發明另一實施例之感測模組的剖面示意圖及基底的局部平面示意圖，其中相同於第1A至1G圖及第2圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。
第3圖中的感測模組400之結構及製造方法類似於 第1G圖中的感測模組300之結構及製造方法，差異處在於感測模組300中的第一開口190與第二開口200透過基底100的一部分(例如，側壁部分)互相間隔且完全隔離，而感測模組400中的第一開口190與第二開口200連通。如第4圖所示，第一開口190鄰近於第二表面100b的部分與第二開口200鄰近於第二表面100b的部分彼此連通，使得第一基底100具有一側壁部分低於第二表面100b。換句話說，上述側壁部分的厚度小於第一基底100的厚度。在某些實施例中，第一開口190及第二開口200的側壁傾斜於第一基底100的第一表面100a。再者，感測模組400中的重佈線層220的末端220a僅延伸至第一開口190的側壁而非延伸至第一基底100的第二表面100b上，例如重佈線層220的末端220a位於孔洞240內。
在某些實施例中，由於第一開口190與第二開口200彼此連通，而並非透過第一基底100的一部分完全隔離，因此能夠防止應力累積於第一開口190與第二開口200之間的第一基底100，且可藉由第二開口200緩和及釋放應力，進而避免第一基底100的側壁部分出現破裂。
以下配合第5A至5D圖說明本發明又另一實施例之感測模組的製造方法。第5A至5D圖係繪示出根據本發明又另一實施例之感測模組的製造方法的剖面示意圖，其中相同於第1A至1G圖及第2圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。
請參照第5A圖，可透過與第1A圖相同或相似之步驟，藉由暫時性黏著層165將暫時性蓋板170接合至第一基底100。接著，透過與第1B圖相同或相似之步驟，對第一基底100 進行薄化製程，且在第一基底100內形成第一開口190及第二開口200。在某些實施例中，第一開口190與第二開口200透過基底100的一部分互相間隔且完全隔離。在某些其他實施例中，第一開口190鄰近於第二表面100b的部分可與第二開口200鄰近於第二表面100b的部分彼此連通，使得基底100具有一側壁部分低於第二表面100b。接著，透過與第1C圖相同或相似之步驟，在基底100的第二表面100b上形成絕緣層210及重佈線層220。
在形成重佈線層220之後，沿著切割道SC(等同於沿著第二開口200)切割絕緣層130、暫時性黏著層165及暫時性蓋板170，進而形成複數獨立的晶片封裝體，即第5B圖所示之感測裝置B。舉例來說，可進行雷射切割製程，以避免上下膜層發生位移。在某些實施例中，感測裝置B中的基底100的第二表面100b上不具有保護層，因而完全露出重佈線層220。在某些實施例中，可選擇性在第一基底100的第二表面100b上形成保護層(例如，保護層230)。
接著，請參照第5C圖，將感測裝置B接合至第二基底260上，且透過重佈線層220與第二基底260之間的複數導電結構250而與第二基底260電性連接。在某些實施例中，可使用浸焊(dipping flow)技術形成導電結構250。舉例來說，可預先在第二基底260上形成由焊料所構成的導電結構250，接著進行回焊製程，以透過焊料凸塊或焊墊將感測裝置B接合至第二基底260。如此一來，可降低導電結構250的高度，進而有利於縮小感測模組的整體尺寸。再者，感測裝置B具有露出的重佈線 層220，有利於感測裝置B順利地電性連接至形成於第二基底260上的導電結構250。在某些實施例中，由於感測裝置B上具有暫時性蓋板170，因此在進行上述浸焊或回焊製程時，暫時性蓋板170可避免感測區110受到汙染，進而提升感測模組的品質。
在某些實施例中，導電結構250可為導電膠或其他具有黏性的導電材料，以將感測裝置B黏貼至第二基底260上，且透過導電結構250作為電性連接路徑。如此一來，可更進一步降低導電結構250的高度，且無須進行可能造成汙染問題的回焊製程。再者，可在將感測裝置B接合至第二基底260上之前，透過表面黏著技術將所需的被動元件(例如，電感、電容、電阻或其他電子部件)形成於第二基底260上。如此一來，可盡可能防止感測裝置B受到外界環境的汙染。
在某些其他實施例中，可能透過同一回焊製程將感測裝置B及上述被動元件同時接合至第二基底260上，或者也可能在將感測裝置B接合至第二基底260上之後，透過表面黏著技術將上述被動元件形成於已接合感測裝置B的第二基底260上。此時，由於感測裝置B上具有暫時性蓋板170，因此不會影響感測模組的品質。
請參照第5D圖，將暫時性黏著層165及暫時性蓋板170自感測裝置B去除，且透過一黏著層270將一蓋板280接合於感測裝置B上。接著，可透過點膠製程、模塑成型製程或其他適合製程，將一封膠層290填入蓋板280與第二基底260所圍成的空間，且將封膠層290加熱固化，進而完成感測模組500的製 作。在某些實施例中，封膠層290環繞位於蓋板280與第二基底260之間的感測裝置B，且進一步環繞黏著層270及導電結構250。在某些實施例中，封膠層290填滿蓋板280與第二基底260之間以及感測裝置B與第二基底260之間的空間。
根據本發明的上述實施例，提供了簡化的製程，能夠將感測裝置及所需的被動元件整合於同一感測模組中，且由於以矽通孔電極作為感測裝置的外部電性連接路徑，而不需進行打線接合製程來形成焊線，因此可有效降低製造成本及縮小感測模組的尺寸，更有利於提供感測模組平坦的感測表面。
再者，在製作感測裝置的過程中，暫時性蓋板提供保護及支撐的功能，有效防止感測裝置受到汙染而影響感測性能，也避免第一基底產生彎曲或翹曲的問題。在感測裝置接合至第二基底之後，事先進行檢測，而僅對品質良好的封裝構件進行後續製程，例如去除暫時性蓋板及接合高品質的蓋板等步驟，如此一來能夠確保感測模組的品質，並有效節省製造成本。此外，採用晶圓級晶片尺寸封裝(chip scale package，CSP)技術來製作感測模組的感測裝置，可大量生產感測裝置，進一步降低成本並節省製程時間。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可更動與組合上述各種實施例。
100‧‧‧第一基底
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面
110‧‧‧感測區
130、210‧‧‧絕緣層
140‧‧‧導電墊
190‧‧‧第一開口
200‧‧‧第二開口
220‧‧‧重佈線層
230‧‧‧保護層
240‧‧‧孔洞
250‧‧‧導電結構
260‧‧‧第二基底
270‧‧‧黏著層
280‧‧‧蓋板
290‧‧‧封膠層
300‧‧‧感測模組
A‧‧‧感測裝置

Claims (22)

  1. 一種感測模組，包括：一感測裝置，該感測裝置包括：一第一基底，該第一基底具有一第一表面及與其相對的一第二表面；一感測區，該感測區鄰近於該第一表面；一導電墊，該導電墊設置於該第一表面上；以及一重佈線層，該重佈線層設置於該第二表面上，且電性連接至該導電墊；一第二基底及一蓋板，該感測裝置接合至該第二基底及該蓋板，使得該感測裝置位於該第二基底與該蓋板之間，其中該導電墊透過該重佈線層電性連接至該第二基底；以及一封膠層，該封膠層填入該第二基底與該蓋板之間，以環繞該感測裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感測模組，其中該感測區用以感測生物特徵。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感測模組，其中該感測區用於指紋辨識。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之感測模組，其中該蓋板的尺寸大於該感測裝置的尺寸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之感測模組，其中該蓋板的尺寸不小於該第二基底的尺寸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之感測模組，其中該蓋板包括藍寶石材料或塑膠材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之感測模組，更包括一黏著層，該黏著層位於該蓋板與該感測裝置之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之感測模組，其中該黏著層包括高介電常數材料。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之感測模組，其中該封膠層更環繞該黏著層。
  10. 一種感測模組的製造方法，包括：提供一感測裝置，該感測裝置包括：一第一基底，該第一基底具有一第一表面及與其相對的一第二表面；一感測區，該感測區鄰近於該第一表面；一導電墊，該導電墊設置於該第一表面上；以及一重佈線層，該重佈線層設置於該第二表面上，且電性連接至該導電墊；將該感測裝置接合至一第二基底及一蓋板，使得該感測裝置位於該第二基底與該蓋板之間，其中該導電墊透過該重佈線層電性連接至該第二基底；以及形成一封膠層，該封膠層填入該第二基底與該蓋板之間，以環繞該感測裝置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中該感測裝置更包括一暫時性蓋板，該暫時性蓋板位於該第一表面上，以覆蓋該感測區及該導電墊，且其中在將該感測裝置接合至該第二基底之後及在將該感測裝置接合至該蓋板之前，去除該暫時性蓋板。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，更包括形成一導電結構，該導電結構電性連接至該導電墊且位於該重佈線層與該第二基底之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之感測模組的製造方法，其中將該感測裝置接合至該第二基底的步驟包括進行一回焊製程。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之感測模組的製造方法，其中在該感測裝置接合至該第二基底之前，在該第二基底上形成該導電結構，且其中在將該感測裝置接合至該第二基底之後及在形成該封膠層之前該感測裝置的該重佈線層為露出的。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中該感測區用以感測生物特徵。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中該感測區用於指紋辨識。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中該蓋板的尺寸大於該感測裝置的尺寸。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中該蓋板的尺寸不小於該第二基底的尺寸。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中該蓋板包括藍寶石材料或塑膠材料。
  20. 如申請專利範圍第10項所述之感測模組的製造方法，其中透過一黏著層將該蓋板與該感測裝置接合。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之感測模組的製造方法，其中 該黏著層包括高介電常數材料。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之感測模組的製造方法，其中該封膠層更環繞該黏著層。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI710123B (zh) * 2019-11-27 2020-11-11 恆勁科技股份有限公司 感測裝置之封裝結構以及其製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107039286A (zh) * 2015-10-21 2017-08-11 精材科技股份有限公司 感测装置及其制造方法
TWI620287B (zh) * 2017-03-21 2018-04-01 矽品精密工業股份有限公司 封裝結構及其製法
TWI744163B (zh) * 2020-01-06 2021-10-21 精材科技股份有限公司 晶片封裝體及其製造方法
NL2025749B1 (en) * 2020-06-04 2022-01-26 Ampleon Netherlands Bv Molded air-cavity package and device comprising the same
CN114550227B (zh) * 2021-07-23 2024-05-17 友达光电股份有限公司 光学感测装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6953985B2 (en) * 2002-06-12 2005-10-11 Freescale Semiconductor, Inc. Wafer level MEMS packaging
TWI364823B (en) * 2006-11-03 2012-05-21 Siliconware Precision Industries Co Ltd Sensor type semiconductor package and fabrication method thereof
DE102006062473A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Qimonda Ag Halbleiterbauelement mit auf einem Substrat montiertem Chip
US7919410B2 (en) * 2007-03-14 2011-04-05 Aptina Imaging Corporation Packaging methods for imager devices
US7598580B1 (en) 2008-05-15 2009-10-06 Kingpak Technology Inc. Image sensor module package structure with supporting element
US8952519B2 (en) * 2010-01-13 2015-02-10 Chia-Sheng Lin Chip package and fabrication method thereof
US9269622B2 (en) * 2013-05-09 2016-02-23 Deca Technologies Inc. Semiconductor device and method of land grid array packaging with bussing lines
TW201503334A (zh) 2013-07-08 2015-01-16 Kingpaktechnology Inc 影像感測器二階段封裝方法
CN103400808B (zh) * 2013-08-23 2016-04-13 苏州晶方半导体科技股份有限公司 影像传感器的晶圆级封装结构及封装方法
US20150206916A1 (en) 2014-01-20 2015-07-23 Xintec Inc. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI710123B (zh) * 2019-11-27 2020-11-11 恆勁科技股份有限公司 感測裝置之封裝結構以及其製造方法

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