TWI241694B - Packaging structure of image sensing chip and its packaging method - Google Patents

Description

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本發明係有關一種影像感測器之封裝，特別是 種具有南潔淨度之影像感測晶片封裝結構及其 2 【先前技術】 万法 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 在影像感測元件之封裝技術中，習知通常係利用曰片 直接連接基板（chip on board，COB)之技術來達到封= 的。COB之封裝製程通常包括晶片切割（diesaw)、黏曰 (die bond)、銲線（wire bond)及封膠（ni〇ld)等曰曰 驟，由於COB封裝技術具有打線製程繁複、良率低、尺 大及整體製程繁複等缺失，目前已逐漸發展出利用覆晶 (flip chip)及晶圓級封裝等技術來組裝影像感測元件。 習知晶圓級封裝具有填充膠體易產生氣泡等問題而不 易控制良率。另外，覆晶技術則係先在晶片上長金凸塊， 二藉由將凸塊焊接至電路基板上來達成覆晶之製作，然而 於覆曰曰用之金凸塊係長在晶片上，因此導致晶片容易受 ，：^染，且因無適當之阻隔結構，封裝膠體容易溢流至感 ^晶片,表面’使得晶片在整個封裝過程中遭受污染之機 率f為提升’如此對於潔淨要求十分嚴格之影像感測晶片 而a ’該些封裝方法則不甚理想。 有鑑於此，本發明係針對上述之問題，提出一種覆晶 像感測器封裝結構及其封裝方法，以有效克服習知之 【發明内容】 本發明之主要目的，係在提供一種影像感測晶片封裴

1241694 五、發明說明（2) 結構及其封裝方法，藉由腺 曰，且在雷牧精由將凸塊長在電路基板上而後再覆 5體，ϋΪί 窗周圍設有-隔絕膠體來隔絕封Ϊ Π Γ '晶片封裝時易遭受污㈣題，達成ΐί 感測Β曰片之尚潔淨度及高可靠度之要求。 〜像 本：：：另一目的’係在提供一種影像感測晶片 方法丄有良率(yield)容易控制且產量高之優點者。封 片尺寸目的’係使整體封裝結構之尺寸近似晶 片尺寸，並達成薄型化之功效。 #古上述之目的，本發明係提供-電路基板，其係 一開固，並在電路基板上位於該開窗之周圍形成複數 =塊電連接該電路基板；接著將—影像感測晶片透過 該等導電凸塊覆晶在電路基板上，且使其感測區自該開窗 露出，並將一隔絕膠體設置在電路基板上且位於該感測區 及該等導電凸塊之間，而後將一封裝膠體填充在導電凸塊 之周圍，且填充時利用隔絕膠體隔絕該封裝膠體溢流至晶 片之感測區。 底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更 容易瞭解本發明之目的、技術内容、特點及其所達成之功 效0 、 【實施方式】 本發明係將導電凸塊長在電路基板上，藉以將影像感 測晶片覆晶於電路基板，並在電路基板之開窗周圍設有一 隔絕膠體，以避免填充封裝膠體時污染影像感測晶片之感 測區。

第6頁 1241694 五、發明說明（3) 本發明之影像感測晶片封裝結構通常為一塑膠無弓丨腳 封裝體（P1 a s t i c 1 e a d 1 e s s c h i p c a r r i e r s，P L C C )或陶資^ 無引腳晶片封裝體（ceramic leadless chip carriers， CLCC)。如第一圖所示，為本發明之結構剖視圖，一影像 感測片封装結構1 〇包括一電路基板12 ’其係形成為_開 口朝下之容置室14，在容置室14之承載面開設有一開窗 1 6，且在容置室1 4之側壁内部埋設有複數引線丨8，每一引 線18之二端各延伸至容置室η之承載面表面及側壁表面， 以分別連接於一銲墊（圖中未示）及一錫球28 ;該等銲墊係 設置在電路基板12位於開窗16周圍之下表面上，且在每一 銲墊上鍍設有一導電凸塊2〇，以使導電凸塊2〇與電路基板 12内部之引線18形成電連接關係；在該等導電凸塊2〇覆上 設^ 一影像感測晶片22，其係設有一感測區222對應於該 開囪16，以透過該等導電凸塊2〇而覆晶於電路基板a上， 區222朝向該開窗16露出；一封裝膠體24係填充 測：外導？凸塊2〇之周圍並包覆於影像感測晶片22之非感 板1;表面^裝膠體24通常為模塑化合物；另，在電路基 一隔絕膜位ΐ該感測區222及封裝膠體24之間並設有 佳者A : f 其通常係由環氧樹脂系之材料所構成，較 佳者為無機的含矽璜惫 Π ^ ^ 平乂 該封裝膠體24，使其在埴:ί料，以藉由隔絕膠體26隔絕 之感測區2 2 2 · # #、 #、、不會溢流至影像感測晶片2 2 』，另有一透明蓋體3〇， 上，以封閉該開窗16，該锈具係^又在開齒16 膠材質所構成者。 ”透月盍體30通常為玻璃或透明塑

1241694 五、發明說明（4) 請再參閱^二圖所示’為本創作另一實施例之結構剖 視圖，在影像感測晶片2 2位於非感測區之表面上更貼設 -散熱片32，常用者為金屬片’以提供加強影像測： 22散熱之作用。 在了解本發明之整體結構後，接續將以第二圖所示结 =細說明本：：之各結構及製作方法，請參閱第三圖至 第九圖所示。製作此影像感測晶片封裝結構1〇之方法係包 括下列步驟：首先’如第三圖所*，提供 此電路基板丨2通常為具有承載面及側 W B )’且該承載面係設有一開窗i 6，開窗^周電圍路已板事先 墊i圖中未示）’以作為1/〇訊號連接點，且於 -引续m ^ $♦複數引線18刀別連接至該等銲墊，每 =線18並延伸至電路基板12之側壁表 直 路基板1 2内部之引绫i 8，在7 p丄 r /、〒位於電 來製作；*第四圖之穿孔及電鑛技術 導電凸塊2〇，t用者為金凸m:塾上鑛設複數 旋即如第五圖所-彼凸塊，在鍍完導電凸塊20之後， 窗周圍且位於靠：窗口：隔6塗在電路基板12的開 膠體26通常係由環氧樹月旨系2烤該隔絕膠體26，此隔絕 的含矽環氧樹脂系材料；待：所：成’較佳者為無機 示，將一与你成、丨 寻火、烤元之後，接著如第六圖所 影像感測晶片2〜透：：2等2 等導電凸塊2〇上，以使 12，且令影像感測晶片22ϊί凸塊2〇電連接於電路基板 出。 之感剩區222朝向該開窗16而露 1241694

其中，在進行影像感測晶片2 2的安裝步驟之前或之 後，更可再包括一步驟，如第七圖所示，係將一透明蓋體 30黏設於開窗1 6上，以封閉該開窗丨6，而後在於透明蓋體 3 0之表面上貼覆一保護膜。另外，由於凸塊覆晶之作業溫 度約400 °C，故前述隔絕膠體26之選用考量需耐熱4〇g°c以 上，且具有好的内聚力，藉以在烘烤過後不致爆開，同時 兼具有柔軟性，以便與影像感測晶片22形成良好之氣密且 不傷晶片表面。基於該等考量，隔絕膠體26之材料以無機 的含矽環氧樹脂系材料為佳。 ' 在元成覆晶作業之後，接續如第八圖所示，將一封裝 膠體24填充於電路基板12上以包覆該等導電凸塊2〇，封裳 膠體24通常為模塑化合物，常見者為環氧樹脂，其中在填 充封裝膠體24之際，藉由隔絕膠體26之阻隔，係^有效防 止封裝膠體24溢流至影像感測晶片22之感測區222上；之 後再將複數錫球28焊接至電路基板12之引線18露出的位 置。至此，已初步完成影像感測晶片封裝結構丨〇 結構的製作。 合主要 球28之植設之後，接著如九圖所示， …、片32貼设至影像感測晶片22之非感測區上， =體24填滿影像感測晶片22與電路基板 '以: 封該影像感測晶片22之非感測區。 工隙，以杈 與上：對於第一圖所示之結構而t，其製作方法大致 導電法相同，不同處係在填充封裝膠體24以包覆 冤凸免20之際，係將封裝膠體24直接填滿空隙，以

第9頁 1241694 五、發明說明（6) ' ' ^ 包覆影像感測晶片22之非感測區，且後續之步驟中 熱片之設置。 ”''取 因此’本發明捨棄習知將導電凸塊長在感測晶片上而 後覆晶之技術，藉由先將凸塊長在電路基板上而後再覆 晶，並且在電路基板之開窗周圍設有隔絕膠體以杜絕封 膠體之溢流，以藉此改善習知封裝過程中晶片易遭受污 問題，俾能符合影像感測晶片之高潔淨度之要求；另外， 由於本發明提供之封裝方法為單顆晶片封•裝，故良率 (yield)容易控制且產量高，可改善晶圓級封裝不易控制 良率之問題，同時本發明更可克服習知pLCC/CLCC封裝尺 寸不易微縮之缺失，使整體封裝結構之尺寸近似晶片尺 寸，並達成薄型化之功效。 以上所述係藉由實施例說明本發明之特點，其目的在 使熟習該技術者能暸解本發明之内容並據以實施，而非限 ϋ發明之專利範圍，故，凡其他未脫離本發明所揭示之 :神所完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之 请專利範圍中。

第10頁 1241694 圖式簡單說明 圖式說明： 第一圖為本發明之影像感測晶片封裝結構的剖視圖。 第二圖為本創作另一實施例之結構剖視圖。 第三圖至第九圖分別為本發明於製作影像感測晶片封裝結 構的各步驟構造剖視圖。 圖號說明： 1 〇影像感測晶片封裝結構 1 2 電路基板 16開窗 2 0 導電凸塊 2 22 感測區 2 6 隔絕膠體 3 0 透明蓋體 14 容置室 18引線

22影像感測晶片 24 封裝膠體 2 8錫球 32散熱片

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Claims (1)

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1 · 一種影像感測晶片封裝結構，包括·· 一電路基板，其係設有一開窗； 複數導電凸塊，設置在該電路基板上且位於該開窗周 圍’而電連接該電路基板； ,景> 像感測晶片，其係設有一感測區對應於該開窗，該 影像感測晶片係透過該等導電凸塊而設置在該電路基板Λ 上’且使該感測區朝向該開窗露出； 一封裝膠體，其係位於該影像感測晶片與該電路 間，且包覆該等導電凸塊；以及 伋之 一隔 及該封 2·如申 其中， 3·如中 其中， 一容 承載面 複數 置室之 4 ·如申 其中， 5·如申 更包括 窗。 其係設置在該電路基板上且位於該感測區 聚膠體之間，以隔絕該封裝膠體。 請專利範圍第1項所述之影像感測晶片 該電路基板為印刷電路板。 衣〜構 請專利範圍第1項所述之影像感測晶 該電路基板包括： 玎衮、、“冓 置室之承載面開設有該開窗，且於該 周圍壞s又有數側壁；以及 ϊί = 該等側壁内部且分別延伸至該容 衣面 &供電連接至該等導電凸塊。 請專利範圍第1項所述影 在該雷政其L $ 厫 片封裴結構， f这電路基板上更設有複數錫球。 =專利範圍第1 $所述之影像感測 有一透明苔體，甘於- j疚結構’ 月盖體其係盖設在該開窗’以封閉該開

第12頁 1241694 六、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第1項所述之影像感測晶片封裝結構， 其中，在該影像感測晶片位於非感測區之表面上更設有一 散熱片。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之影像感測晶片封裝結構， 其中，該隔絕膠體係由環氧樹脂系之材料所構成者。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之影像感測晶片封裝結構， 其中，該隔絕膠體係由無機的含矽環氧樹脂材料所構成 者。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之影像感測晶片封裝結構， 其中，該封裝膠體更係包覆該影像感測晶片之非感測區。 I 0 ·如申請專利範圍第1項所述之影像感測晶片封裝結構， 其中，該封裝膠體為模塑化合物。 II · 一種影像感測晶片封裝方法，包括下列步驟： 提供一電路基板，該電路基板係設有一開窗； 形成複數導電凸塊於該開窗周圍，而電連接該電路其 將一隔絕膠體形成於該電路基板上且位於該開窗盘 導電凸塊之間； ，、孩等 將一影像感測晶片安裝至該等導電凸塊上，以電連 該電路基板，且使該影像感測晶片之感測區朝向該办2 出；以及 μ司囪露 將一封裝膠體填充於該影像感測晶片與該電路基板 間，且包覆該等導電凸塊並隔絕於該隔絕膠體之外。之 1 2·如申請專利範圍第i丨項所述之影像感測晶片封裝方

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六、申請專利範圍 法，其中，在進行該影像感測晶片之安裝更包括蓋設 一透明蓋體於該開窗之步驊，以封閉該開窗。 1 3 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之影像感測晶片封坡方 法，其中，在完成該影像感測晶片之安裝j ’更包括蓋設 一透明蓋體於該開窗之步驟，以封閉該開窗。 14·如申請專利範圍第丨丨項所述之影像感測晶片封裝方 法，其中，在完成該影像感測晶片之安裝後，更包括一步 驟，係將一散熱片安裝在該影像感測晶片之非感測區上。 1 5·如申請專利範圍第丨4項所述之影像感測晶片封裝方 法，其中，在完成該散熱片之安裝後，更包括一步驟，係 模封該影像感測晶片之非感測區。 1 6 ·如申請專利範圍第11項所述之影像感測晶片封裝方 法，其中，在填充該封裝膠體之後，更包括一步驟，係植 設複數錫球於該電路基板上。 1 7·如申請專利範圍第丨丨項所述之影像感測晶片封裝方 法，其中，在進行該封裝膠體之填充時，更係將該封裝膠 體填充於該影像感測晶片之非感測區上。 / 1 8·如申請專利範圍第丨丨項所述之影像感測晶片封裝方 法，其中，該隔絕膠體係由環氧樹脂系之材料所構成者 1 9·如申請專利範圍第丨丨項所述之影像感測晶片封裝方。 法，其中，該隔絕膠體係由無機的含石夕環氧樹脂系、 構成者。 曰、材料所

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