TWI282606B - Method for packaging optical chip and packaging structure thereof - Google Patents

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Description

1282606
三達編號TW2273PA 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種封裝方法及封裝結構，且特別是有關 於一種光學元件的封裝方法以及結構。 【先前技術】 投影機產業發展至今，技術從映像管（CRT)、非晶矽（a_si)、 多晶矽（Ρ-Si)至所謂的數位微鏡元件（Dighal Micr〇mim>r
Device，DMD)與 LC0S(Liquid Crystal 〇n smc〇n)反射式液晶投 影。以市場觀點來看，隨著投影機技術的進步，投影機產品因 為體積小、重量輕、攜帶方便，加上筆記型電腦性能不斷提升 與銷售量日漸擴增和普及’ it而也帶動多媒體簡報風行，使得 原本只是以辦公室自動化（0A)市場為主的投影機產品，未來除 了在消費性電子市場發展之外’亦將切入所謂的pc市場。投 影技術日新月$，在所有的光學元件中，以投影晶片為最關二 的零組件。 第1圖是投影晶片之封裝結構圖。請參照第丨圖，投与曰 片11必須係封裝於間隔才才12在基材10與玻璃基板 生的間隙中，則光線可穿透玻璃基板13進出投影晶片11，a 可達到保護投影晶片U的功效。在封裝時，先將投影曰= 設置於基板10上，在投影晶片n周圍設置間隔材12\曰9 玻璃基板13。一旦經過對位之後，即可壓合完成封裝。人 然而，基材1Θ、間隔材12與玻璃基板13三者無法 、， 位。在傳統封裝製程中，對位製程通常利用電荷耦合、元件行對 (Charge Coupled Device，CCD)。由於在投影晶片 u 之 中，基材10與玻璃基板13之間的間隙過大， 結構 5 电何耦合元件無 1282606
〜途編號TV/2273PA 對2:;:基:;卜。與—坡璃基板13上的對位點’造成無法精確 法控制，嚴重影響後續==:_製程亦無 【發明内容】 有鏗於此，本發明的目的就是在 方法及結構，可改盖彳L 喱九子兀件的封裝 發明係在門… 無法利用感光元件對位的問題。本 的圖宰。二：—Γΐ貫孔’並於玻璃基板與基材上形成對應 有的機台進行封裝。 有更机口用原 根據：發明的目的’提出一種光學元件之封 =小二基材’其表面設置複數個光學元件，該基材具 個開二X:至案：(b)提供；間隔材，該間隔材具有複數 作對/…/—貝孔，⑷利用該些第—對位圖案及該些貫孔 座，亥些開口對應於該些光學元件，並據以接合該基材 ^亥間隔材；（d)提供-玻璃基板，具有至少二第二對 =及⑷利㈣些第二對位圖案及該些貫孔作對位 接人 該間隔材與該玻璃基板。 I艨以接口 -根據本發明的目的，再提出光學封裝件，包括基材、光學 兀件、間隔材以及玻璃基板。基材具有第-對位圖帛，光學元 件係設置於基材上。間隔材係塵合於基材上，間隔材且有一開 :以及-貫孔，開口對應於光學元件，第一對位圖案係對應於 2。玻璃基板係Μ合於間隔材上，玻璃基板具有第二對 案對應於貫孔。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下 I282606
二達編號TW2273PA '文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： . 【實施方式】 从第2A〜犯圖，其纷示依照本發明一較佳實施例之光學元 件的封裝流程圖。本實施例之光學元件的封裝方法包括下列步 風首先如第2A圖所不，提供基材1〇〇，其表面設置數個光 干兀件11〇,基材100具有至少二第一對位圖帛⑻及ι〇4。基 材⑽較佳的是CMOS晶圓。同時，如第2β圖所示，提供間 隔材120,間隔材120具有數個開口 125以及至少二貫孔122 及124。間隔材120較佳的是利用晶圓银刻而成，其詳細形成 步驟如下所述。在製作間隔材的過程中，提供晶圓，並形成圖 案化光阻層於晶圓上，最後再依據圖案光阻層’將晶圓钱刻出 複數個開口 125以及至少二貫孔i22及i24。 之後’利用數個第一對拉圖案1〇2及1〇4及數個貫孔122 及124作對位，將數個開口⑵對應於數個光學元件11〇，如 弟2 C圖所示’並據以接合基材工〇 〇與間隔材i 2 〇。更詳細地說， 百先將感光元件聚焦於基材1〇〇與間隔材12〇之交界處，感光 元件例如是電荷_合元件（Charge c〇upled以心，cc,之 後，調整基材100與間隔材12〇之相對位置，將數個開口 i25 分別對應於數個光學元件11〇。請參照第2D圖，其緣示依照第 2C圖中之剖面線2D_2D’的剖面圖。間隔材12()之開口 ^係 朝向光學元件110,使得光學元件11〇位於間隔材12〇與基材 100所形成的凹槽中。然後，微調間隔材120與基材1〇〇之間 的相對位置，並且利用感光元件感測以將數個第-對位圖案二2 及104對應於數個貫孔122及124中，如第％圖所示。也就是 說，當感光元件透過貫孔122可以偵測到第—對位圖案M2， 1282606
三達編號TW2273PA 透過貫孔124可以偵測到第一對位圖# 12“寺，即完成對位。 '在對位完成之後，最後才壓合基材100與間隔材120。 . 再者，提供玻璃基板BO,具有至少二第二對位圖案132 及134,如H 2E圖所示。玻璃基板13〇較佳的是玻璃晶圓。接 者’利用數個第二對位圖f 132及134及數個貫孔122及124 作對位，亚據以接合間隔材12〇與玻璃基板，如第汗圖所 不。在操作上’首先將感光元件聚焦於間隔材12〇與玻璃基板 • U〇之交界處，然後調整間隔材120與玻璃基板130之相對位 置。同時’利用感光兀件感測以將二第二對位圖帛132及工Μ 對應於二貫孔122及124中，如第2F圖所示。也就是說，當感 光兀件穿透玻璃基板13〇可以偵測到第二對位圖案132位於貫 孔122中，第二對位圖案134位於貫孔124中時，即表示對位。 經對位完成之後，最後才壓合間隔材12〇與玻璃基板13〇。請 麥照第2G圖，其繪示依照第2F圖中之封裝件沿著剖面線 2G-2G’之剖面圖。於此步驟完成之後，間隔材12〇係壓合於基 材100上，間隔材12〇之開口 125對應於光學元件11〇，且玻 • 璃基板13 0係壓合於間隔材i 2〇上。 #進一步地說，本發明亦可以將基材、間隔材以及玻璃基板 重疊在一起之後，再進行對位。只要將感光元件聚焦於基材與 、間隔材之間，或是間隔材與玻璃基板之間，就可以分別對位， 表後也將達到相同的功效。 最後，本實施例之光學元件的封裝方法較佳的是包括步 驟：切割已接合之基材、間隔材以及玻璃基板，並據以形成複 數個光學封裝件，第2H圖所示。藉此，完成光學元件的封裝， 而利用上述方法封裝而成的其中之一個光學封裝件包括基材 1〇〇、光學元件110、間隔材12〇以及玻璃基板13〇。基材1〇〇 8 1282606
Ξ達編號TW2273PA 具有第一對位圖案102，光學元件110係設置於基材1〇〇上。 間隔材120係壓合於基材1〇〇上，間隔材12〇具有開口 125以 及貫孔122，開口 125對應於光學元件110，第一對位圖案1〇2 係對應於貫孔125。玻璃基板130係壓合於間隔材12〇上，玻 璃基板130具有第二對位圖案132對應於貫孔122。如此一來， 光學元件no例如是DMD晶片，便可將透過玻璃基板13〇入 射的光線進一步地反射或者折射。
一此外，基材100較佳的是CMOS晶圓（CMOS wafer)，間 Μ才m #父佳的是利用晶圓韻刻而成，玻璃基板較佳的是 :璃晶圓（glass wafer)。如此一來，從擺置基材、韻刻間隔材、 擺置玻璃基板到對位皆可於舊有的封裝機台上完成。 。、赍明上述實施例所揭露之光學元件的封裝方法及結構， ^善傳統上無法利用感光元件對位的問題。由於光學元件的 ^時必須加人間隔材，讓基材與玻璃基板之間撐開-段距 敷使件。而傳統的封裝時對位所採用的方法已不 上以在間㈣巾形成貫孔，並於賴基板與基材 及圖案：如此一來，感光元件可以透過玻璃基板以 可以沿用:右動?對位製各’既不需要添賭新的廠房設備，更 精確ΐ位之後的^台進行封裝。再者，光學元件經過上述方法 =之後，可以準確控制後續製程，並提高製程良率。 並非用eUt然本發明已以—較佳實施例揭露如上，然其 精神和範_，t ^者在不脫離本發明之 範圍當視後附之卜”更動舁潤飾，因此本發明之保護 灸附之申#專利範圍所界定者為準。 9 1282606
三達編號TW2273PA 【圖式簡單說明】 第1圖是投影晶片之封裝結構圖。 • 第2A〜2H圖繪示依照本發明一較佳實施例之光學元件的 • · 封裝流程圖。 【主要元件符號說明】 10 :基材 11 :投影晶片 12 :間隔材 % 13 :玻璃基板 20 :投影晶片的封裝件 100 :基材 102、104 :第一對位圖案 110 :投影晶片 120 :間隔材 122、124 :貫孔 130 :玻璃基板 132、134 :第二對位圖案 200 :光學元件的封裝件 10

Claims (1)

1282606 三達編號TW2273PA 十、申請專利範圍： 1 · 一種光學元件之封裝方法，包括步驟·· j供—基材’其表面設置複數個光學㈣，該基材具有至 ^'一第一對位圖案； 提供一間隔材，該間隔材具有複數個開口以及至少二貫孔； 利用該些第一對位圖案及該些貫孔作對位，將該些開口對 應於料光學元件，並據以接合該基材與該間隔材；
提供一玻璃基板’具有至少二第二對位目案；以及 利用該些第二對位圖案及該些貫孔作對位，並據以接合該 間隔材與該玻璃基板。 2·如中請專利範圍第“請述之封裝方法，其中提供該間 隔材之步驟更包括： 提供一晶圓； 形成一圖案化光阻層於該晶圓上；以及 依據該圖案化光阻層，將該晶圓钱刻出複數個開口以及至 3.如申請專利範圍第i項所述之封裝方法，其中接合該基 材與該間隔材之步驟更包括·· 土 將感光兀件聚焦於該基材與該間隔材之交界處； 调整該基材與該間隔材之相對位置，將該些開口分 於該些光學元件； 4 利用4感光兀件感測以將該些第一對位圖案對應於該些 孔中；以及 一、 壓合該基材與該間隔材。 11 ^ 1282606 三達編號 TW2273(061103)CRF
日修漫)正替換頁
' 4·如中請專利範圍第i項所述之封裝方法，其中接合該間 隔材與该玻璃基板之步驟更包括·· • 豸該感光元件聚焦於該間隔材與該麵基板之交界處； 調整該間隔材與該玻璃基板之相對位置； 利用該感光元件感測以將該些第二對位圖案對應於該些貫 孔中；以及 壓合該間隔材與該玻璃基板。 5·如申請專利範圍第3或4項所述之封裝方法，其中該感 光元件係一電荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD)。 6·如申請專利範圍第1項所述之封裝方法，更包括步驟： 切割已接合之該基材、該間隔材以及該玻璃基板，並據以 形成複數個光學封裝件。 7· —種光學封裝件，包括： 一基材，具有一第一對位圖案； 一光學元件，係設置於該基材上； 一間隔材，係壓合於該基材上，該間隔材具有一開口以及 貝孔’該開口對應於該光學元件，該第一對位圖案係對應於 該貫孔；以及 一玻璃基板，係壓合於該間隔材上，該玻璃基板具有一第 二對位圖案對應於該貫孔。 12 Ί282606 三達編號 TW2273(061103)CRF 月修(费)正替换頁 8.如申請專利範圍第7項所述之光學封裝件，其中該間隔 材係一晶圓蝕刻而成。
13
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