TWI427779B - 影像感測器封裝結構及其製造方法 - Google Patents

Description

影像感測器封裝結構及其製造方法

本發明涉及一種封裝技術，尤其涉及一種影像感測器封裝結構及其製造方法及應用該影像感測器封裝結構之相機模組。

一般，影像感測器(Image Sensor)之封裝結構在相機模組化設計上需另行考慮基板(Substrate)，將電容、電阻等被動元件與該影像感測器之封裝結構一起設計在該基板上。惟，電子產品現今日益趨於輕薄、短小之方向發展，因此，在相機模組化設計上迫切需要縮小空間，回應小型化之需求。

有鑒於此，有必要提供一種能縮小相機模組化之空間來實現小型化之影像感測器封裝結構及其製造方法及相機模組。

一種影像感測器封裝結構，其包括一個晶片主體，該晶片主體具有兩個相對之第一表面與第二表面。該第一表面上形成有一個影像感測區，該第二表面上形成有一個電路線路層。

一種影像感測器封裝結構之製造方法，其包括以下步驟：提供一個晶圓，該晶圓具有兩個相對之第一表面與第二表面，該第一表面上形成有複數影像感測區；在該第二表面上進行濺鍍形成一個金屬層； 將該金屬層上與該每個影像感測區相對應之位置進行金屬蝕刻分別形成一個電路線路層；及將該晶圓切割成單個晶片主體之影像感測器封裝結構。

與先前技術相比，所述影像感測器封裝結構及其製造方法及相機模組，籍由在該第二表面設置該電路線路層，使被動元件無需借助基板與該影像感測器封裝結構達成電性連接，從而使該影像感測器封裝結構在相機模組化設計上縮小空間，到達小型化之需求。

101、201‧‧‧相機模組

40‧‧‧直通矽晶穿孔

11、11a、301‧‧‧第一表面

308‧‧‧區域

12、12a、302、302b‧‧‧第二表面

30、30a‧‧‧焊球

20、20a‧‧‧被動元件

10、10a、10b‧‧‧電路線路層

50‧‧‧焊墊

60、60a、60b‧‧‧影像感測區

70‧‧‧遮蓋層

71‧‧‧孔

72‧‧‧玻璃層

73‧‧‧鏡座

74‧‧‧透鏡組

80‧‧‧保護層

90a、90b‧‧‧凹槽

56‧‧‧晶片主體

300、300b‧‧‧晶圓

16‧‧‧金屬層

304‧‧‧通道

100、100a‧‧‧影像感測器封裝結構

圖1為本發明第一實施方式提供之相機模組之結構示意圖。

圖2為本發明第二實施方式提供之相機模組之結構示意圖。

圖3為本發明第一實施方式提供之影像感測器封裝結構之製造方法之流程示意圖。

圖4為圖3中影像感測器封裝結構之製造方法之單個影像感測器封裝結構之剖面流程示意圖。

圖5為本發明第二實施方式提供之影像感測器封裝結構之製造方法之流程示意圖。

圖6為圖5中影像感測器封裝結構之製造方法之單個影像感測器封裝結構之剖面流程示意圖。

下面將結合附圖，舉以下較佳實施方式並配合圖式詳細描述如下。

請參閱圖1，為本發明第一實施方式提供之相機模組101。該相機模組101包括一個影像感測器封裝結構100、至少一個被動元件20(Passive Component)、一個遮蓋層70(Cover Layer)、一個玻璃層72、一個鏡座73及一個透鏡組74。在本實施方式中，該被動元件20之數量為兩個，進一步說明，被動元件可以係電阻(Resistor)、電容(Capacitor)以及電感(Inductor)等無源器件。

該影像感測器封裝結構100採用矽材料進行封裝。該影像感測器封裝結構100包括一個晶片主體56、一個電路線路層10(Electric Layer)、複數焊球30(Solder Ball)、複數直通矽晶穿孔40(Through Silicon Via，TSV)、複數焊墊50(Bonding Pad)及一個影像感測區60(Sensor Area)。該焊墊50之數量與該直通矽晶穿孔40之數量相對應，該直通矽晶穿孔40之數量與該焊球30之數量相對應。在本實施方式中，該焊球30之數量為兩個。進一步說明，直通矽晶穿孔採用封裝技術之矽通孔技術實現，即在晶片上開孔並在孔內填入金屬等材料，從而晶片與晶片之間形成垂直通道，實現晶片與晶片之間互連之技術。

該晶片主體56具有兩個相對之第一表面11與第二表面12。該影像感測區60設置在該第一表面11上，該電路線路層10設置在該第二表面12上。該兩個被動元件20安裝在該電路線路層10上並與該電路線路層10達成電性連接。在本實施方式中，該影像感測器封裝結構100之大小在4×4平方毫米(mm)以上，而該每個被動元件20在該影像感測器封裝結構100上占之尺寸約為0.5×0.25×0.25mm(長×寬×高)。因此該兩個被動元件20可以設置在該電路線路層10上。該兩個被動元件20籍由焊接安裝在該電路線路層10上。該電路線路層10上下各設置有一層保護層80，該保護層80用於保護該電路線路層10，使其減少磨損。可以理解該保護層80可以不設置。

該兩個焊球30設置在該電路線路層10上，該兩個焊球30分別籍由該電路線路層10與該兩個直通矽晶穿孔40一一達成電性連接。可以理解，該兩個焊 球30可分別直接設置在該兩個直通矽晶穿孔40上並與該兩個直通矽晶穿孔40一一達成電性連接。該兩個焊墊50設置在該兩個直通矽晶穿孔40遠離該兩個焊球30之一端，該兩個直通矽晶穿孔40分別籍由該兩個焊墊50與該影像感測區60達成電性連接。

該影像感測器封裝結構100籍由該兩個直通矽晶穿孔40及該兩個焊球30與外部設備(比如電路板，圖未示)達成電性連接。在本實施方式中，該兩個焊球30之高度大於該兩個被動元件20之高度。可以理解，該電路線路層10上與該每個被動元件20及該每個焊球30連接之地方不設置該保護層80。

該遮蓋層70設置在該第一表面11上，該遮蓋層70包括一個孔71，該孔71用於收容該影像感測區60。該遮蓋層70對該第一表面11及該焊墊50起保護作用之同時還對該影像感測區60起到保護壁壘之作用。該玻璃層72覆蓋在該遮蓋層70上，該玻璃層72可以將該孔71完全覆蓋。該玻璃層72可以減少灰塵進入該影像感測區60，可以理解，該玻璃層72可以不設置。該鏡座73收容該透鏡組74及該玻璃層72，且該鏡座73設置在該覆蓋層70上。該透鏡組74與該影像感測區60之光學中心在一條直線上，光可以透過該透鏡組74及該玻璃層72照射在該影像感測區60上。

本發明第一實施方式提供之相機模組101，籍由影像感測器封裝結構100之第二表面12上設置電路線路層10，使該兩個被動元件20無需借助基板與該影像感測器封裝結構100達成電性連接，從而使該影像感測器封裝結構100在相機模組化設計上縮小空間，到達小型化之需求。

請參閱圖2，為本發明第二實施方式提供之相機模組201。本實施方式之相機模組201與第一實施方式之相機模組101之區別在於，該影像感測器封裝結構100a之第二表面12a上開設有一個凹槽90a，該電路線路層10a相應鋪設在該凹槽90a上，該兩個被動元件20a安裝在該凹槽90a內。

本發明第二實施方式提供之相機模組201，除具有本發明第一實施方式之有益效果之外，該兩個焊球30a之高度受限減小。可以理解，若該凹槽90a之深度不小於該每個被動元件20a之高度，則該每個焊球30a之高度不受限制。

請一併參閱圖1、圖3及圖4，圖4中之影像感測器封裝結構100為依本發明第一實施方式提供之影像感測器封裝結構之製造方法而製造。該影像感測器封裝結構100之製造方法包括以下步驟：

(1)提供一個晶圓300，該晶圓300兩個相對之第一表面301與第二表面302，該第一表面301上形成複數上述影像感測區60。本實施方式中，該影像感測區60之數量為10個。

(2)將該晶圓300之第二表面302進行塗佈。此時，在該第二表面302形成上述保護層80。

(3)將該塗佈後之第二表面302進行曝光。進一步說明，在本實施方式中，該第二表面302上具有10個區域308，該每個區域308表示為該第二表面302上與該影像感測器60相對應之位置，該區域308中之變化流程需結合圖4進行。

(4)將該曝光後之第二表面302進行顯影。此時，該保護層80上形成10組通道304。透過該10組通道304即分別可得到10組上述直通矽晶穿孔40。

(5)將該顯影後之第二表面302進行濺鍍。此時，該保護層80及該通道304之表面上形成一個金屬層16。

(6)將該金屬層16上與該每個影像感測區60相對應之位置進行金屬蝕刻分別形成一個上述電路線路層10。此時，對應10個影像感測區60，該電路線路層之數目也為10個。

(7)將該金屬蝕刻後之第二表面302進行印刷。此時，該每個電路線路層10上形成該保護層80，因該保護層80採用印刷技術形成，故該保護層80具有間斷性。因後續形成相機模組101，需要設置被動元件20及焊球30，故該電路線路層10上與該每個被動元件20及該每個焊球30連接之地方不設置該保護層80。

(8)將該印刷後之第二表面302進行植球。此時，該通道304上形成上述焊球30，對應10組通道304，該焊球30之數量也為10組。及

(9)將該植球後之晶圓300切割成上述單個晶片主體56之影像感測器封裝結構100。該切割步驟係以該影像感測區60為單位進行切割，每個影像感測器封裝結構100具有一個晶片主體56、一個電路線路層10、兩個焊球30及保護層80。

可以理解，在該單個影像感測器封裝結構100之電路線路層10上具有非保護層80之地方焊接該兩個被動元件20可形成上述相機模組101。

請一併參閱圖2、圖5及圖6，圖6中之影像感測器封裝結構100a為依本發明第二實施方式提供之影像感測器封裝結構之製造方法而製造。本實施方式之影像感測器封裝結構100a之製造方法與第一實施方式之影像感測器100封裝結構之製造方法之區別在於，對該晶圓300b之第二表面302b進行塗佈步驟之前還對該第二表面302b與該每個影像感測區60b相對應之位置進行矽蝕刻步驟，在該第二表面302b上形成複數上述凹槽90b。該凹槽90b之數量與該影像感測區60b之數量相對應。可以理解，在該單個影像感測器封裝結構100a之凹槽90b內之電路線路層10b上焊接上述兩個被動元件20a可形成上述相機模組201。

所述影像感測器封裝結構及其製造方法及相機模組，籍由在影像感測器封 裝結構之第二表面上設置電路線路層，使被動元件無需借助基板與該影像感測器封裝結構達成電性連接，從而使該影像感測器封裝結構在相機模組化設計上縮小空間，到達小型化之需求。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

101‧‧‧相機模組

10‧‧‧電路線路層

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

20‧‧‧被動元件

30‧‧‧焊球

40‧‧‧直通矽晶穿孔

50‧‧‧焊墊

60‧‧‧影像感測區

70‧‧‧遮蓋層

71‧‧‧孔

72‧‧‧玻璃層

73‧‧‧鏡座

74‧‧‧透鏡組

80‧‧‧保護層

56‧‧‧晶片主體

100‧‧‧影像感測器封裝結構

Claims (9)

1. 一種影像感測器封裝結構，其包括一個晶片主體及至少一個被動元件，該晶片主體具有兩個相對之第一表面與第二表面，該第一表面上形成有一個影像感測區，其改良在於，該第二表面上形成有一個電路線路層，該至少一個被動元件安裝在該電路線路層上並與該電路線路層達成電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器封裝結構，其中，所述第二表面設置有一個凹槽，該電路線路層相應鋪設在該凹槽上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器封裝結構，其中，所述影像感測器封裝結構還包括複數焊球，該複數焊球設置在該電路線路層上並與該電路線路層達成電性連接，該影像感測器封裝結構籍由該複數焊球與外部設備達成電性連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器封裝結構，其中，所述電路線路層上下還各鍍有一層保護層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器封裝結構，其中，所述影像感測器封裝結構採用矽材料進行封裝。
6. 一種影像感測器封裝結構之製造方法，其包括以下步驟：提供一個晶圓，該晶圓具有兩個相對之第一表面與第二表面，該第一表面上形成有複數影像感測區；在該第二表面上進行濺鍍形成一個金屬層；將該金屬層上與該每個影像感測區相對應之位置進行金屬蝕刻分別形成一個電路線路層；將至少一被動元件安裝在該電路線路層上並與該電路線路層達成電性連接；及將該晶圓切割成單個晶片主體之影像感測器封裝結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像感測器封裝結構之製造方法，其中，在 該第二表面上進行濺鍍形成一個金屬層之步驟之前還進行以下步驟：將該晶圓之第二表面進行塗佈形成保護層；將該塗佈後之第二表面進行曝光；及將該曝光後之第二表面進行顯影，形成複數通道。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像感測器封裝結構之製造方法，其中，將該金屬層上與該每個影像感測區相對應之位置進行金屬蝕刻分別形成一個電路線路層之步驟與將該晶圓切割成單個晶片主體之影像感測器封裝結構之步驟之間還進行以下步驟：將該金屬蝕刻後之第二表面進行印刷形成保護層；及將該印刷後之第二表面進行植球，在該每個通道上對應形成一個焊球。
9. 如申請專利範圍第6項所述之影像感測器封裝結構之製造方法，其中，在該第二表面上進行濺鍍形成一個金屬層之步驟之前還進行將該第二表面與該每個影像感測區相對應之位置進行矽蝕刻形成複數凹槽之步驟。