TW201709495A - 影像感測裝置 - Google Patents
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Abstract
一種影像感測裝置包含電路板、晶片封裝體與黏膠層。電路板具有凹部。晶片封裝體具有相對的感測面與接合面。黏膠層位於晶片封裝體的接合面與電路板的凹部之間。黏膠層具有聚合力。晶片封裝體藉由凹部的表面與聚合力而彎曲，使得晶片封裝體之感測面呈弧面。
Description
本發明是有關一種影像感測裝置。
在製作影像感測裝置時，可將晶片封裝體利用焊接技術或表面黏著技術(Surface Mount Technology；SMT)設置於電路板上，使得位於晶片封裝體背面的錫球能與電路板的接點電性連接。
由於錫球的尺寸大致相同，且晶片封裝體未經特殊設計，因此習知的晶片封裝體均平行於電路板，使得晶片封裝體的正面(即影像感測面)為一水平面。如此一來，當半導體元件的影像感測面感測影像時，光線容易發散，易導致影像失真。
此外，當影像感測裝置需微小化設計時，利用錫球接合於電路板的晶片封裝體會導致影像感測裝置的總厚度難以減小。
本發明之一技術態樣為一種影像感測裝置。
根據本發明一實施方式，一種影像感測裝置包含電路板、晶片封裝體與黏膠層。電路板具有凹部。晶片封裝體具有相對的感測面與接合面。黏膠層位於晶片封裝體的接合面與電路板的凹部之間。黏膠層具有聚合力。晶片封裝體藉由凹部的表面與聚合力而彎曲，使得晶片封裝體之感測面呈弧面。
在本發明上述實施方式中，由於黏膠層位於晶片封裝體的接合面與電路板的凹部之間，因此晶片封裝體可藉由凹部的表面與黏膠層的聚合力而彎曲。如此一來，晶片封裝體之感測面會呈弧面，可模擬成視網膜的形狀。當晶片封裝體的感測面感測影像時，光線容易集中，可降低影像失真的可能性。此外，影像感測裝置是利用黏膠層將晶片封裝體接合於電路板的凹部上，不需使用習知球柵陣列的錫球來接合晶片封裝體與電路板，因此可降低影像感測裝置的總厚度，有益於微小化設計。
本發明之一技術態樣為一種影像感測裝置。
根據本發明一實施方式，一種影像感測裝置包含電路板、晶片封裝體、複數個導電結構與黏膠層。晶片封裝體具有中央區與圍繞該中央區的邊緣區、及相對的感測面與接合面。導電結構位於電路板與晶片封裝體之邊緣區之間。黏膠層位於晶片封裝體的接合面與電路板之間。黏膠層具有聚合力。晶片封裝體藉由聚合力與導電結構而彎曲，使得晶片封裝體之感測面呈弧面。
在本發明上述實施方式中，由於黏膠層位於晶片封裝體的接合面與電路板之間，且導電結構位於電路板與晶片
封裝體之邊緣區之間，因此晶片封裝體可藉由聚合力與導電結構而彎曲。如此一來，晶片封裝體之感測面會呈弧面，可模擬成視網膜的形狀。當晶片封裝體的感測面感測影像時，光線容易集中，可降低影像失真的可能性。
100~100b‧‧‧影像感測裝置
110‧‧‧電路板
112‧‧‧凹部
114‧‧‧電性接點
116‧‧‧表面
120‧‧‧晶片封裝體
121‧‧‧基板
122‧‧‧感測面
122a‧‧‧感測元件
123‧‧‧焊墊
124‧‧‧接合面
125‧‧‧絕緣層
126‧‧‧重佈線層
127‧‧‧阻隔層
128‧‧‧開口
129‧‧‧側面
130‧‧‧黏膠層
132a~132d‧‧‧導電膠
140‧‧‧導電結構
150‧‧‧導電膠
200~200b‧‧‧影像感測裝置
210‧‧‧電路板
220‧‧‧晶片封裝體
222‧‧‧感測面
224‧‧‧接合面
226‧‧‧中央區
228‧‧‧邊緣區
230‧‧‧導電結構
230a~230b‧‧‧子導電結構
240‧‧‧黏膠層
250‧‧‧空間
d‧‧‧間距
H1~H3‧‧‧垂直距離
H4~H6‧‧‧高度
第1圖繪示根據本發明一實施方式之影像感測裝置的剖面圖。
第2圖繪示第1圖之晶片封裝體的放大圖。
第3圖繪示根據本發明另一實施方式之影像感測裝置的剖面圖。
第4圖繪示根據本發明又一實施方式之影像感測裝置的剖面圖。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之影像感測裝置的剖面圖。
第6圖繪示根據本發明另一實施方式之影像感測裝置的剖面圖。
第7圖繪示根據本發明又一實施方式之影像感測裝置的剖面圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。
然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之影像感測裝置100的剖面圖。如圖所示，影像感測裝置100包含電路板110、晶片封裝體120與黏膠層130。其中，電路板110具有凹部112。晶片封裝體120具有相對的感測面122與接合面124。黏膠層130位於晶片封裝體120的接合面124與電路板110的凹部112之間。黏膠層130可將晶片封裝體120固定於電路板110的凹部112上。黏膠層130具有聚合力。在本實施方式中，晶片封裝體120藉由凹部112的表面與黏膠層130的聚合力而彎曲，使得晶片封裝體120之感測面122呈弧面。
此外，電路板110之凹部112的邊緣具有電性接點114。影像感測裝置100還包含導電結構140。導電結構140位於電性接點114與晶片封裝體120之接合面124之間，使晶片封裝體120與電路板110導通。在本實施方式中，導電結構140的材質可以包含金，例如為金凸塊(gold bump)，但並不用以限制本發明。
電路板110之凹部112之邊緣與中心的垂直距離H1大於或等於100μm。晶片封裝體120的彎曲程度會近似於凹部112的表面，因此晶片封裝體120之邊緣與中心的垂直距離H2也會大於或等於100μm，以確保感測面122具有足夠的曲率接收外部的影像。
由於晶片封裝體120之感測面122會呈弧面，因此可模擬成視網膜的形狀。當晶片封裝體120的感測面122感測影像時，光線容易集中，可降低影像失真的可能性。此外，影像感測裝置120是利用黏膠層130將晶片封裝體120接合於電路板110的凹部112上，不需使用習知球柵陣列的錫球來接合晶片封裝體120與電路板110，因此可降低影像感測裝置100的總厚度，有益於微小化設計。
在本實施方式中，黏膠層130的熱膨脹係數可大於晶片封裝體120的熱膨脹係數。當影像感測裝置100在製作時，高溫環境可讓黏膠層130的膨脹程度大於晶片封裝體120的膨脹程度，使黏膠層130產生聚合力帶動晶片封裝體120彎曲，以確保晶片封裝體120具有足夠的曲率。在以下敘述中，將說明晶片封裝體120的結構。
第2圖繪示第1圖之晶片封裝體120的放大圖。同時參閱第1圖與第2圖，晶片封裝體120包含基板121、感測元件122a、焊墊123、絕緣層125、重佈線層126(Redistribution Layer；RDL)與阻隔層127。基板121的材質包含矽，可以為影像感測晶片。重佈線層126電性連接焊墊123，且至少部分重佈線層126從阻隔層127的開口128裸露。第1圖的導電結構140接觸開口128中的重佈線層126，使得焊墊123電性連接電路板110的電性接點114。應瞭解，第2圖晶片封裝體120的結構僅為示意，焊墊123與重佈線層126的數量並不用以限制本發明，且設計者可依實際需求改變重佈線層126的裸露位置。
第3圖繪示根據本發明另一實施方式之影像感測裝置100a的剖面圖。影像感測裝置100a包含電路板110、晶片封裝體120與黏膠層130。與第1圖實施方式不同的地方在於：電路板110之凹部112的表面具有複數個電性接點114，且黏膠層130包含複數個導電膠132a、132b、132c、132d。兩相鄰之導電膠(例如導電膠132b、132c)彼此間具有間距d。每一導電膠位於電性接點114其中之一與晶片封裝體120之接合面124之間。導電膠132a、132b、132c、132d可以為雙面膠，但並不以此為限。
在本實施方式中，黏膠層130可用來電性連接晶片封裝體120與電路板110，影像感測裝置100a不需具有第1圖的導電結構140。導電膠132a、132b、132c、132d的位置大致對齊電性接點114與重佈線層126(見第2圖)的裸露位置，使得晶片封裝體120與電路板110可藉由導電膠132a、132b、132c、132d電性連接。
第4圖繪示根據本發明又一實施方式之影像感測裝置100b的剖面圖。影像感測裝置100b包含電路板110、晶片封裝體120與黏膠層130。晶片封裝體120具有鄰接感測面122與接合面124的側面129。與第1圖實施方式不同的地方在於：影像感測裝置100b的晶片封裝體120不具有第2圖的重佈線層126。此外，電路板110鄰接凹部112的表面116具有電性接點114，且影像感測裝置100b更包含導電膠150。導電膠150位於電性接點114與晶片封裝體120之側面129上，使得晶片封裝體120與電路板110透過導電膠150而電性連接。舉例來說，影
像感測裝置100b的晶片封裝體120的側面129可設置用來電性連接導電膠150的電性接點或重佈線層，但晶片封裝體120鄰接於黏膠層130的底部則無重佈線層。
在本實施方式中，導電膠150的材質包含銀，例如銀膠，但並不用以限制本發明。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之影像感測裝置200的剖面圖。如圖所示，影像感測裝置200包含電路板210、晶片封裝體220、複數個導電結構230與黏膠層240。晶片封裝體220具有中央區226與圍繞中央區226的邊緣區228、及相對的感測面222與接合面224。晶片封裝體220的結構可例如第2圖的結構。導電結構230位於電路板210與晶片封裝體220之邊緣區228之間。導電結構230可電性接觸晶片封裝體220的重佈線層，例如如第2圖之阻隔層127開口128中的重佈線層126。黏膠層240位於晶片封裝體220的接合面224與電路板210之間。黏膠層240具有聚合力。晶片封裝體220藉由聚合力與導電結構230而彎曲，使得晶片封裝體220之感測面222呈弧面。
在本實施方式中，導電結構230、電路板210與晶片封裝體220之間具有空間250，且黏膠層240填滿於空間250中。導電結構230的材質包含錫，例如為球柵陣列的錫球，但並不用以限制本發明。此外，導電結構230支撐晶片封裝體220的邊緣區228，搭配黏膠層240的使用，可控制晶片封裝體220之邊緣區228與中央區226的垂直距離H3大於或等於100μm，以確保感測面222具有足夠的曲率接收外部的影像。
在使用時，由於晶片封裝體220之感測面222會呈弧面，因此可模擬成視網膜的形狀。當晶片封裝體220的感測面222感測影像時，光線容易集中，可降低影像失真的可能性。
第6圖繪示根據本發明另一實施方式之影像感測裝置200a的剖面圖。影像感測裝置200a包含電路板210、晶片封裝體220、複數個導電結構230與黏膠層240。與5圖實施方式不同的地方在於：黏膠層240僅位於晶片封裝體220之中央區226與電路板210之間。這樣的設計，晶片封裝體220可藉由黏膠層240的聚合力與導電結構230的支撐力而彎曲，使晶片封裝體220之感測面222呈弧面。與第5圖相較，影像感測裝置200a的黏膠層240用量較少，可節省成本。
第7圖繪示根據本發明又一實施方式之影像感測裝置200b的剖面圖。影像感測裝置200b包含電路板210、晶片封裝體220、複數個導電結構230與黏膠層240。與第5圖實施方式不同的地方在於：影像感測裝置200b還包含複數個子導電結構230a、230b。子導電結構230a、230b位於電路板210與晶片封裝體220之間，且位於空間250中。子導電結構230a、230b的高度均小於導電結構230的高度H4。
在本實施方式中，導電結構230的高度H4大於子導電結構230a的高度H5，且子導電結構230a的高度H5大於子導電結構230b的高度H6。也就是說，子導電結構230a、230b具有不同的高度，且子導電結構230a、230b的高度從晶片封裝體220的中央區226往晶片封裝體220的邊緣區228逐漸增大。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，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申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧影像感測裝置
110‧‧‧電路板
112‧‧‧凹部
114‧‧‧電性接點
120‧‧‧晶片封裝體
122‧‧‧感測面
124‧‧‧接合面
130‧‧‧黏膠層
140‧‧‧導電結構
H1~H2‧‧‧垂直距離
Claims (17)
- 一種影像感測裝置，包含：一電路板，具有一凹部；一晶片封裝體，具有相對的一感測面與一接合面；以及一黏膠層，位於該晶片封裝體的該接合面與該電路板的該凹部之間，該黏膠層具有一聚合力，該晶片封裝體藉由該凹部的表面與該聚合力而彎曲，使得該晶片封裝體之該感測面呈一弧面。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該電路板之該凹部的邊緣具有一電性接點，該影像感測裝置更包含：一導電結構，位於該電性接點與該晶片封裝體之該接合面之間。
- 如請求項2所述之影像感測裝置，其中該導電結構的材質包含金。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該電路板之該凹部的表面具有複數個電性接點，該黏膠層包含複數個導電膠，兩相鄰之該些導電膠彼此間具有一間距，每一該些導電膠位於該些電性接點其中之一與該晶片封裝體之該接合面之間。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該電路板鄰接該凹部的表面具有一電性接點，該晶片封裝體具有鄰接該感測面與該接合面的一側面，且該影像感測裝置更包含：一導電膠，位於該電性接點與該晶片封裝體之該側面上。
- 如請求項5所述之影像感測裝置，其中該導電膠的材質包含銀。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該電路板之該凹部之邊緣與中心的垂直距離大於或等於100μm。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該晶片封裝體之邊緣與中心的垂直距離大於或等於100μm。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該黏膠層的熱膨脹係數大於該晶片封裝體的熱膨脹係數。
- 如請求項1所述之影像感測裝置，其中該晶片封裝體鄰接於該黏膠層的底部無重佈線層。
- 一種影像感測裝置，包含：一電路板；一晶片封裝體，具有一中央區與圍繞該中央區的一邊緣區、及相對的一感測面與一接合面； 複數個導電結構，位於該電路板與該晶片封裝體之該邊緣區之間；以及一黏膠層，位於該晶片封裝體的該接合面與該電路板之間，該黏膠層具有一聚合力，該晶片封裝體藉由該聚合力與該些導電結構而彎曲，使得該晶片封裝體之該感測面呈一弧面。
- 如請求項11所述之影像感測裝置，其中該黏膠層位於該晶片封裝體之該中央區與該電路板之間。
- 如請求項11所述之影像感測裝置，其中該些導電結構、該電路板與該晶片封裝體之間具有一空間，且該黏膠層填滿於該空間中。
- 如請求項13所述之影像感測裝置，更包含：複數個子導電結構，位於該電路板與該晶片封裝體之間，且位於該空間中，其中該些子導電結構的高度均小於該些導電結構的高度。
- 如請求項14所述之影像感測裝置，其中該些子導電結構具有不同的高度，且該些子導電結構的高度從該晶片封裝體的該中央區往該晶片封裝體的該邊緣區逐漸增大。
- 如請求項11所述之影像感測裝置，其中該些導電結構的材質包含錫。
- 如請求項11所述之影像感測裝置，其中該晶片封裝體之該邊緣區與該中央區的垂直距離大於或等於100μm。
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