TWI414060B - 模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種影像感測器構裝結構及其製造方法，特別為一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構及其製造方法。
影像感測器用以接收光源並將光訊號轉換為電訊號，因此可廣泛應用於各種數位影像產品中，隨著各種數位影像產品的普及化，影像感測器的需求量也逐漸增加。因此，為了滿足電子產品簡化封裝製程及縮小影像感測器封裝結構之尺寸的需求，因此各廠商無不在封裝製程和結構上紛紛做了一些改良。
封裝的目的在於防止影像感測器模組受到外力或環境因素等影響而造成破壞，並且提供影像感測器模組與外在環境的電氣連結，以確保訊號的傳遞。
然而，目前各種封裝或構裝的方式尚仍存在缺點或是可改進的空間，例如：
1.空間問題：目前COB(Chip On Board)封裝/構裝方式中，係因其具有金屬導線打線的結構，故需要較大的空間來容納。又，目前COB的封裝/構裝方式係將影像感測晶片黏著於基板(Substrate)或電路板上，因此，整體高度皆需加上基板或電路板的厚度，故整體高度難以調降。若欲解決COB封裝/構裝方式中打線結構佔用空間的問題，而改採晶片尺寸級封裝結合晶圓級封裝(CSP+WLO)的方式並搭配使用透鏡組，卻又會因影像感測晶片與晶圓級透鏡組之間多了一片光學玻璃，因此整體高度需配合焦距之調整而增加，亦難以降低整體高度。另外，以COB方式進行封裝必需再添加基板或電路板的購置，但目前全球原物料缺乏，故價格亦不斷攀升，造成成本亦隨著水漲船高。
2.側面漏光問題：目前習知的封裝方式，皆會有側面漏光的問題，必需增加遮光罩或是於透鏡組側邊塗遮光層。因此，額外添加的遮光罩或是塗料不但會增加原料費用，更增添製造工序上的步驟。
3.必需調焦：以傳統的方式進行封裝時，必需利用調焦設備進行調焦，以使影像達到最佳解像力；此步驟係需要特定的設備與工序，亦會造成成本上的壓力。
4.封裝材易覆蓋至透鏡組之上表面：當進行模造成型封裝製程時，因模具與透鏡組均為剛性的材質，因此當模具中之上模具直接壓合在透鏡組上時，容易使透鏡組受到外力壓擠而受損，並降低影像感測器構裝結構之產品良率。再者，因上模具與透鏡組上表面間仍存在有極小的縫隙，所以當封裝材填入模穴中時，封裝材會因毛細現象而滲入透鏡組之上表面，並使封裝材覆蓋到透鏡組上表面，進而影響影像感測器構裝結構之影像感測效果。
本發明係為一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法及其結構，其係藉由在進行模造成型時，在模具之上模具與透鏡組接觸的表面上設置真空吸附緩衝層，以藉由真空吸附緩衝層消除上模具與透鏡組上表面間之縫隙，進而避免封裝材覆蓋到透鏡組的上表面。
為達上述功效，本發明係提供一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法，其包括下列步驟：提供一基板，其中基板包括一承載面及一底面，並且承載面上形成有複數個第一導電接點；提供一晶片設置在基板上，其中晶片包括：一第一表面，其係結合於承載面上；一第二表面，其係具有一感光區；以及複數個第二導電接點，其係圍繞設置於感光區之周圍，又第二導電接點分別經由金屬導線與第一導電接點電性連接；提供一透鏡組設置在晶片上，其中透鏡組係設置於第二表面上，並覆蓋於感光區之上方以在感光區上方形成一氣室，又透鏡組係具有一特定焦距，其中基板、晶片及透鏡組係構成一半成品結構；提供一模具，其中模具包括一上模具及一下模具，且上模具設有一真空吸附緩衝層，真空吸附緩衝層以具有彈性之材質製造；放置半成品結構於模具中並與模具間形成一模穴，其中真空吸附緩衝層抵制住透鏡組之上表面，而下模具則抵制住基板之底面；注入一模塑封膠於模穴中，以使模塑封膠包覆半成品結構之四周，但不覆蓋到透鏡組之上表面，其中真空吸附緩衝層貼附在上模具上，並藉由真空吸附使真空吸附緩衝層在上模具的表面形成平整以消除透鏡組之上表面與上模具之間的間隙；以及轉移成型模塑封膠後，開模並進行後烘烤製程以固化模塑封膠。
藉由本發明的實施，至少可達到下列進步功效：
一、藉由在模具之上模具上設置真空吸附緩衝層，以利用真空
吸附緩衝層與透鏡組上表面緊密相接，進而避免封裝材覆蓋到透鏡組的上表面。
二、可提高影像感測器構裝結構之製造良率，並維持其影像感測效果。
為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。
第1圖係為本發明實施例之一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法之流程圖。第2A圖至第2F圖係為本發明實施例之一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法之實施示意圖。第3A圖係為本發明實施例之一種基板20之側視圖。第3B圖及第3C圖分別為本發明實施例之一種基板20之底面220示意圖。第4圖係為本發明實施例之一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之示意圖。
如第1圖所示，本實施例係為一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法，其包括下列步驟：提供一基板(S10)；提供一晶片(S20)；提供一透鏡組(S30)；提供一模具(S40)；放置半成品結構於模具中並與模具間形成一模穴(S50)；注入一模塑封膠於模穴中(S60)；以及固化模塑封膠(S70)。
提供一基板(S10)：如第2A圖所示，基板20係包括一承載面210及一底面220，並且於承載面210上形成有複數個第一導電接點211。又如第3A圖所示，基板20之底面220具有複數個焊墊221，而焊墊221係藉由基板20中之電路結構(圖未示)與承載面210上的第一導電接點211電性連接。又請同時參考第3B圖及第3C圖，焊墊221係環繞設置於基板20之底面220之周緣或是以一陣列方式排列。
提供一晶片(S20)：如第2B圖所示，晶片30係設置於基板20上，並且晶片30可以為一互補式金氧半導體影像感測晶片或一電荷耦合元件。其中，晶片30係包括：一第一表面310；一第二表面320；以及複數個第二導電接點321。晶片30係以第一表面310結合於基板20之承載面210上，並且晶片30之第二表面320具有一感光區322，而第二導電接點321則圍繞設置於感光區322之周圍。其中，第二導電接點321分別經由一金屬導線40與基板20上之第一導電接點211電性連接。
提供一透鏡組(S30)：如第2C圖所示，透鏡組50係設置於第二表面320上，並覆蓋於感光區322之上方以與晶片30間形成一氣室。其中，透鏡組50具有一特定焦距並且為預先組立測試完成之光學組件。由於透鏡組50具有一特定焦距，因此可以免除再次調整透鏡組50焦距之調焦步驟，以達到簡化製程之功效。
如第2C圖所示，藉由組裝基板20、晶片30及透鏡組50，可以構成一半成品結構60。
提供一模具(S40)：如第2D圖所示，其中模具70包括一
上模具71及一下模具72，且上模具71欲與透鏡組50相接觸之表面上設有一真空吸附緩衝層711。
放置半成品結構於模具中並與模具間形成一模穴(S50)：如第2D圖所示，藉由將半成品結構60放置於模具70中，並使得半成品結構60與模具70間形成一模穴。其中，上模具71上之真空吸附緩衝層711係抵制住透鏡組50之上表面，而下模具72則抵制並承載住基板20之底面220。
注入一模塑封膠於模穴中(S60)：如第2E圖所示，注入一模塑封膠80(mold compound)於模穴中，以使模塑封膠80包覆半成品結構60之四周，但不覆蓋到透鏡組50之上表面。其中，在注入模塑封膠80時係藉由真空吸附使得真空吸附緩衝層711平整貼附在上模具71的表面上。再者，由於真空吸附緩衝層711具有彈性，並且可以是軟性材質(例如是熱塑性塑膠(Thermoplastic)或含氟高分子(Fluoropolymers)材料)，所以上模具71與透鏡組50上表面間之間隙可以完全被真空吸附緩衝層711填滿。
因此當將模塑封膠80注入模穴中時，透鏡組50上表面與上模具71間之間隙可以完全被消除，並可避免模塑封膠80滲入透鏡組50的上表面，進而可提高影像感測器構裝結構之產品良率。再者，在壓合上模具71及下模具72時，可利用成型壓力以達到整平模塑封膠80的效果，並可減少透鏡組50與晶片30間之相對傾斜度，用以有效維持透鏡組50的焦距準確定位在晶片30之感光區322上。
此外，為了避免光線由透鏡組50的側邊入射而影響到晶
片30的影像感測效果，模塑封膠80可以為一低透射比封裝膠材，而且還可以是一黑色封裝膠材。
固化模塑封膠(S70)：請同時參照第2F圖，於壓合上模具71及下模具72以使得模塑封膠80可以轉移成型，之後再開模並進行後烘烤製程(Post mold cure)以固化模塑封膠80。藉此，即可以完成模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造。
又如第1圖所示，於固化模塑封膠80後，可再進一步進行一佈植焊球步驟(S80)。如第4圖所示，藉由佈植焊球步驟可將複數個焊球90設置於基板20之底面220，並且使焊球90分別與焊墊221電性連接，進而讓晶片30可依序透過第二導電接點321、金屬導線40、第一導電接點211、基板20內之電路結構、焊墊221以及焊球90之路徑與外部裝置電性連接。其中，當焊墊221以陣列方式排列時，焊球90亦排列形成一焊球陣列(圖未示)。
因此如第4圖所示，依上述製造方法所製造之模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構係包括：一基板20；一晶片30；一透鏡組50；一模塑封膠80；以及複數個焊球90。
其中，基板20具有一承載面210及一底面220。承載面210上形成有複數個第一導電接點211，而底面220則具有複數個焊墊221，並且焊墊221係藉由基板20中之電路結構與第一導電接點211電性連接。
晶片30係以第一表面310結合於基板20之承載面210上，以使得晶片30得以固著於基板20上。而晶片30之第二表面320上則具有一感光區322，於感光區322之周圍又環繞
設置有複數個第二導電接點321，並且可透過金屬導線40電性連接於第二導電接點321及第一導電接點211以使得晶片30可與基板20電性連接。
透鏡組50，其包括複數個透鏡51，並且透鏡組50之焦距已於製造透鏡組50時預先測試調整完成，並使透鏡組50具有一特定焦距。由於透鏡組50已預先組立測試完成，因此可以簡化影像感測器構裝結構之製程。
透鏡組50係藉由其下表面黏設於晶片30之第二表面320上，並覆蓋感光區322，以使得透鏡組50可設置於感光區322之上方並與晶片30間形成一氣室。另外，可將基板20、晶片30及透鏡組50組立後之結構定義為待封裝之一半成品結構60。
模塑封膠80，其係透過上述之製造方法模造成型且包覆半成品結構60的四周，以使得模塑封膠80塗覆於基板20的承載面210上，並且包覆住金屬導線40、晶片30及透鏡組50的四周圍，但重要的是不覆蓋到透鏡組50之上表面。
焊球90，其係佈植設置於基板20之底面220的焊墊221上，以與焊墊221電性連接，進而可藉由焊球90與外部裝置電性連接。
本實施例述及之模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構及其製造方法可適用於無引腳晶片載具(Leadless Chip Carrier,LCC)、格柵陣列(Land Grid Array,LGA)或球柵陣列(Ball Grid Array,BGA)之封裝形式。此外，藉由在上模具71與待封裝之半成品結構60相接觸的表面設置一真空吸附緩衝
層711，並在進行注入模塑封膠80過程時，利用真空吸附使得真空吸附緩衝層711平整貼附在上模具71的表面上，以消除半成品結構60中透鏡組50上表面與上模具71間之間隙，不但可使得成型之模塑封膠80更為平整，更可避免模塑封膠80滲入透鏡組50的上表面，以達到提高影像感測器構裝結構產品良率之功效。
惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。
20‧‧‧基板
210‧‧‧承載面
211‧‧‧第一導電接點
220‧‧‧底面
221‧‧‧焊墊
30‧‧‧晶片
310‧‧‧第一表面
320‧‧‧第二表面
321‧‧‧第二導電接點
322‧‧‧感光區
40‧‧‧金屬導線
50‧‧‧透鏡組
51‧‧‧透鏡
60‧‧‧半成品結構
70‧‧‧模具
71‧‧‧上模具
711‧‧‧真空吸附緩衝層
72‧‧‧下模具
80‧‧‧模塑封膠
90‧‧‧焊球
第1圖係為本發明實施例之一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法之流程圖。
第2A圖至第2F圖係為本發明實施例之一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法之實施示意圖。
第3A圖係為本發明實施例之一種基板之側視圖。
第3B圖及第3C圖分別為本發明實施例之一種基板之底面示意圖。
第4圖係為本發明實施例之一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之示意圖。
S10．．．提供一基板
S20．．．提供一晶片
S30．．．提供一透鏡組
S40．．．提供一模具
S50．．．放置半成品結構於模具中並與模具間形成一模穴
S60．．．注入一模塑封膠於模穴中
S70．．．固化模塑封膠
S80．．．佈植焊球步驟
Claims (7)
- 一種模造成型之免調焦距影像感測器構裝結構之製造方法，其包括下列步驟：提供一基板，其中該基板包括一承載面及一底面，並且該承載面上形成有複數個第一導電接點；提供一晶片設置在該基板上，其中該晶片包括：一第一表面，其係結合於該承載面上；一第二表面，其係具有一感光區；以及複數個第二導電接點，其係圍繞設置於該感光區之周圍，又該些第二導電接點分別經由金屬導線與該些第一導電接點電性連接；提供一透鏡組設置在該晶片上，其中該透鏡組係設置於該第二表面上，並覆蓋於該感光區之上方以在該感光區上方形成一氣室，又該透鏡組係具有一特定焦距，其中該基板、該晶片及該透鏡組係構成一半成品結構；提供一模具，其中該模具包括一上模具及一下模具，且該上模具設有一真空吸附緩衝層，該真空吸附緩衝層以具有彈性之材質製造；放置該半成品結構於該模具中並與該模具間形成一模穴，其中該真空吸附緩衝層抵制住該透鏡組之上表面，而該下模具則抵制住該基板之該底面；注入一模塑封膠於該模穴中，以使該模塑封膠包覆半成品結構之四周，但不覆蓋到該透鏡組之上表面，其中該真空吸附緩衝層貼附在該上模具上，並藉由真空吸附使該真空吸附緩衝層在該上模具的表面形成平整以消除該透鏡 組之上表面與該上模具之間的間隙；以及轉移成型該模塑封膠後，開模並進行後烘烤製程以固化該模塑封膠。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該晶片係為一互補式金氧半導體影像感測晶片或一電荷耦合元件。
- 如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該模塑封膠係為一低透射比封裝膠材或一黑色封裝膠材。
- 如申請專利範圍第3項所述之製造方法，其中該基板之該底面係具有複數個焊墊，並且該些焊墊藉由該基板中之電路結構與該些第一導電接點電性連接。
- 如申請專利範圍第4項所述之製造方法，其中該些焊墊係環繞設置於該基板之該底面之周緣或以陣列方式排列。
- 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中固化該模塑封膠後進一步包括一佈植焊球步驟，其係設置複數個焊球於該基板之該底面，並使該些焊球係與該些焊墊電性連接。
- 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中該些焊墊以陣列方式排列時，該些焊球亦排列形成一焊球陣列。
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