TWI467747B - 固態攝影裝置及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關固態攝影裝置及其製造方法,尤其,關於在製造時晶圓與玻璃基板之間的距離可保持一定的固態攝影裝置及其製造方法。
近年來,使用CCD或CMOS等的固態攝影元件之數位照相機或錄影機雖然普遍,但更開發使用CSP(晶片尺寸封裝)方式使此固態攝影元件更小型化的技術。如此小型固態攝影元件,適合內建於行動電話機等之被期望小型、重量輕及薄型化的電子機器。
小型固態攝影元件之構造為,具有為了維持一定的距離而將間隔物介於受光面設有多個微透鏡之固態攝影元件晶片與紅外線截止透明玻璃板之間,並對向配置,而間隙部周緣用黏著劑密封(例如,參考日本專利特開2002-329852號公報)。
如此構成之小型固態攝影元件,係藉由將間隔物介於1片晶圓上把複數個固態攝影元件晶片多面地附上之固態攝影元件晶圓,與紅外線截止透明玻璃板之間並在黏貼之後,研磨固態攝影元件晶片的背面,使其厚度大致為30~100μm,接著把貼合構造切斷成每個固態攝影元件晶片所製造。
此種情况,固態攝影元件晶圓與紅外線截止透明玻璃板之間的距離,雖係由間隔物的高度所規定,但有必要使之
在涵蓋直徑20~30cm的晶圓全面上成為均勻。然而,習知之間隔物,在貼合之際,從紅外線截止透明玻璃板的上面施加壓力時,具有所謂容易被壓縮,而使其距離無法涵蓋晶圓全面維持均勻的問題。
又,另一方面,習知之間隔物,在貼合之際,從紅外線截止透明玻璃板的上面施加壓力時,因為框形間隔物之內側的氣體無逃出口,會成為抱進氣泡於內側的形態。此氣泡會招致光學上的弊害,同時成為依氣體的壓力而使黏著劑擠出,發生不良品的原因。
本發明之第1的目的,係提供一種固態攝影裝置及其製造方法,即使在製造過程施加大的壓力時,亦具有充分的強度,而使固態攝影元件晶圓與玻璃基板之間的距離可維持均勻的構造。
本發明之第2的目的,係提供一種固態攝影裝置及其製造方法,使其在製造過程施加大的壓力時,不會將氣體抱進間隔物的內側,亦不會產生不良品。
根據本發明之第1實施形態時,提供一種固態攝影裝置,其具備有:固態攝影元件晶片;透明板,被設置成與此固態攝影元件晶片的受光面對向;間隔物,係為了將該固態攝影元件晶片及透明板之間的間隔保持一定,而在該固態攝影元件晶片之受光面的周緣部配置成框形;以及黏著層,用以密封該固態攝影元件晶片及透明板之間的空隙的周緣,其特徵在於:該間隔物係由複數個間隔壁所形成。
根據本發明之第2實施形態時,提供一種如上述之固態攝影裝置的製造方法,其具備有:針對設置有複數個固態攝影元件晶片之固態攝影元件晶圓與透明基板之至少任一方,在各個固態攝影元件晶片之周緣部或其相對應的位置,形成用以構成間隔物之不同高度的複數個框形的間隔壁;與將該複數個間隔壁介於該固態攝影元件晶圓與透明基板之間的狀態下,藉由被設置在該晶圓上的各個固態攝影元件晶片之周緣部的黏著劑層而貼合;以及把該被貼合的構造切斷成每個固態攝影元件晶片。
在以上之固態攝影裝置及其製造方法的製造方法中,該間隔物係可由3個間隔壁所形成。又,該間隔物係可由1個高度高的間隔壁,與設置在其兩側之高度低的2個間隔壁所構成。
再者,構成該間隔物的複數個間隔壁當中之至少外側的1個,可形成有抽出空氣用的缺口。
又,間隔物係可由聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、及環氧-丙烯酸酯樹脂所形成之群選出之至少一種的樹脂所構成。
根據本發明,間隔物藉由複數個間隔壁,尤其是高度不同的複數個間隔壁所構成,即使在固態攝影裝置的製造過程中由於固態攝影元件晶圓與透明基板貼合之際施加大的壓力,因為高度不同的2種間隔物分成兩階段支撐,所以間隔物之固態攝影元件晶圓與透明基板之間的距離可涵蓋全面保持均勻。
又,提供一種固態攝影裝置,其係藉由在構成該間隔物之複數個間隔壁當中之至少外側的1個,形成有抽出空氣用的缺口,使得在製造過程,尤其是在晶圓與透明基板之貼合過程施加大的壓力時,不會將氣體抱進間隔物的內側,亦不會產生不良品。
以下說明有關本發明之實施形態。
第1圖係顯示有關本發明之一實施形態的固態攝影裝置之剖面圖。於第1圖中,在固態攝影元件晶片1的上面(受光面)設置有複數個微透鏡2,與該等微透鏡2對向,配置有透明板,即,紅外線截止透明玻璃板3。此外,作為固態攝影元件晶片1可使用CCD(電荷耦合元件)或CMOS(互補型金屬氧化物半導體)感測器。
由框形的3個間隔壁所形成的間隔物4介於固態攝影元件晶片1與紅外線截止透明玻璃板3之間,兩者保持一定的間隔。固態攝影元件晶片1與紅外線截止透明玻璃板3之間隙的周緣,藉由使紫外線硬化性樹脂硬化所形成的黏著劑層5密封。
在固態攝影元件晶片1之上面周緣部,設置有固態攝影元件的電極墊(未圖示),又,在底面周緣部設置有背面電極(未圖示),為了連接該等電極墊及背面電極,形成有從固態攝影元件晶片1之上面周緣部通過側面而延伸到底面周緣部的側壁周圍配線層6。又,在固態攝影元件晶片1之底面周緣部的側壁周圍配線層6的部分,形成有外部連接用凸塊7。
如此構造之側部及底部,係藉由焊錫保護膜(solder resist)所形成之絕緣層8被覆。又,在紅外線截止透明玻璃板3的下面周緣部,形成遮光薄膜9可將微透鏡2的外側區域覆蓋。
如以上所構成之固態攝影裝置,藉由如下的製造過程而製造。
即,首先,設置複數個固態攝影元件晶片,在其上面準備由複數個微透鏡所形成之固態攝影元件晶圓,及與此晶圓同程度大小的透明玻璃基板。接著,在該等固態攝影元件晶圓及透明玻璃基板之任一方或雙方,於各個固態攝影元件晶片之周緣部或與其對應的位置,形成不同高度的複數個間隔壁。在第2圖顯示其一例。
即,第2圖,係顯示將該固態攝影元件晶圓11與透明基板12,為了貼合而對向配置的狀態,把形成間隔物的部分放大顯示。於第2圖中,在透明基板12的下面形成高度高的第1間隔壁13,而在固態攝影元件晶圓11的上面,使能位於第1間隔壁13之兩側的位置,設置有比第1間隔壁13之高度更低的第2及第3間隔壁14、15。藉由該等第1~第3的間隔壁,可形成第1圖所示的間隔物4。
第1間隔壁13的高度,例如為50~120μm,寬度,例如為70~150μm。又,第2及第3間隔壁14、15的高度,使微透鏡2不會與透明玻璃基板接觸而損傷的方式,比微透鏡2的高度更高,例如為40~100μm,而寬度,例如為70~150μm。
間隔壁的形成,可藉由市場上出售之感光性樹脂組成物透過微影術(photolithography)圖案化而進行。作為構成樹脂可使用聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、及環氧-丙烯酸酯樹脂等。
其次,在固態攝影元件晶圓之間隔壁外側的位置,抹塗由紫外線硬化性樹脂硬化所形成的黏著劑層。然後,將固態攝影元件晶圓與透明玻璃基板貼合。
在貼合之際,於透明玻璃基板施加大的壓力,其結果,高度高的第1間隔壁13被壓縮,使高度減少,並使固態攝影元件晶圓與透明玻璃基板之間的距離減少。可是在其兩側因存在有第2及第3間隔壁14、15,使固態攝影元件晶圓與透明基板之間的距離不會過度的減少,而涵蓋全面可保持均勻。即,被壓縮,藉由具有既定反彈力的第1間隔壁13與其兩側高度低的第2及第3間隔壁14、15所形成的間隔物,即使透過貼合之際的大壓力,固態攝影元件晶圓與透明基板之間的距離涵蓋全面可保持均勻。
此外,貼合之後,藉由紫外線之照射等使黏著劑層硬化,致使固態攝影元件晶圓與透明基板之間的距離被固定。
其後,將貼合之構造,於黏著劑層的位置藉由晶切裝置切斷成每一個固態攝影元件晶片,由側壁周圍配線層6及焊錫保護膜所形成之絕緣層8,藉由通過形成於絕緣層8之孔形成外部連接用凸塊7,可製造如第1圖所示具備有1個固態攝影元件晶片的固態攝影元件。
在第2圖所顯示之例,雖於透明基板12的下面設置高度
高的第1間隔壁13,而在固態攝影元件晶圓11的上面設置高度比第1間隔壁13之高度更低的第2及第3間隔壁14、15,但本發明並不限定於此,可作成種種間隔壁的配置形態。
例如,第3圖係顯示,把高度高的第1間隔壁13設置在,固態攝影元件晶圓11的上面,而高度比第1間隔壁13之高度更低的第2及第3間隔壁14、15設置於透明基板12之下面的例子。又,第4圖係顯示高度高的第1間隔壁13及高度低的第2及第3間隔壁14、15都設置於固態攝影元件晶圓11之上面的例子。
又,在以上的例,雖於中央設置高度高的間隔壁,而於其兩側設置高度低的間隔壁,但並不限定於此,亦可於任一方之側為高度高的間隔壁,而與其鄰接設置2個高度低的間隔壁。但是在間隔壁為3個的情况時,為了確實保持固態攝影元件晶圓與透明基板之間的距離,宜設置2個高度低的間隔壁。
此外,間隔壁的個數並不限定3個,可為4個以上或依情况亦可為2個。
第5圖乃有關本發明之另一實施形態,係卸下紅外線截止透明玻璃板3的狀態之固態攝影元件晶片1的俯視圖。此外,微透鏡2被省略。如第5圖所示,以如同圍繞固態攝影元件晶片1之上面的受光面般地,構成間隔物4之大小不同的矩形框形之3個間隔壁4a、4b、4c會朝向外側把尺寸放大的方式,形成套匣狀,在對應該等3個間隔壁4a、4b、4c之位置形成缺口16,同時與該等對向的位置也形成缺口16。亦即,在間隔壁4a、4b、4c分別形成2個缺口16。
間隔壁4a、4b、4c的高度,係以微透鏡2不會與透明玻璃基板接觸而損傷的方式,比微透鏡2的高度更高,例如為40~100 μm,而寬度,例如為70~150 μm。
又,缺口16的寬度,如後述只要在貼合過程按壓時能抽出空氣即可,所以並無特別限制,但通常為70~300 μm。
在由該等3個間隔壁4a、4b、4c所形成之間隔物4的左右的外側,設置有電極墊17,此等電極墊17係連接於側壁周圍的配線層6。
如第1圖所示,固態攝影元件晶片1與紅外線截止透明玻璃板3之間隙的周緣,係藉由使紫外線硬化性樹脂硬化所形成的黏著劑層5所密封。
在固態攝影元件晶片1之底面周緣部設置有背面電極(未圖示),為了使設置在上面周緣部之電極墊17與背面電極連接,從固態攝影元件晶片1之上面周緣部通過側面延伸到底面周緣部的側壁周圍而形成配線層6。又,在固態攝影元件晶片1之底面周邊部的側壁周圍的配線層6的部分,形成有外部連接用凸塊7。
在第5圖所示之例子,雖於3個間隔壁4a、4b、4c所對應之位置分別形成2個缺口16,但缺口16的數目,亦可每一個間隔壁4a、4b、4c各1個,或3個以上亦可。又,不限於對應位置,亦可依每一個間隔壁4a、4b、4c而錯開形成。
1...固態攝影元件晶片
2...微透鏡
3...紅外線截止透明玻璃板
4...間隔物
4a...間隔壁
4b...間隔壁
4c...間隔壁
5...黏著劑層
6...側壁周圍配線層
7...外部連接用凸塊
8...絕緣層
9‧‧‧遮光薄膜
11‧‧‧固態攝影元件晶圓
12‧‧‧透明基板
13‧‧‧第1間隔壁
14‧‧‧第2間隔壁
15‧‧‧第3間隔壁
16‧‧‧缺口
17‧‧‧電極墊
第1圖係顯示有關本發明之一實施形態的固態攝影裝置之剖面圖。
第2圖係顯示在第1圖所示之固態攝影裝置的製造過程中之構成間隔物的3個間隔壁之配置圖。
第3圖係顯示構成間隔物的3個間隔壁之配置的其他例的圖。
第4圖係顯示構成間隔物的3個間隔壁之配置的其他例的圖。
第5圖係間隔物設有缺口的固態攝影裝置卸下紅外線截止透明玻璃板之狀態的俯視圖。
1...固態攝影元件晶片
2...微透鏡
3...紅外線截止透明玻璃板
4...間隔物
5...黏著劑層
6...側壁周圍配線層
7...外部連接用凸塊
8...絕緣層
9...遮光薄膜
Claims (6)
- 一種固態攝影裝置,其具備有:固態攝影元件晶片;透明板,被設置成與此固態攝影元件晶片的受光面對向;框形的間隔物,係為了將該固態攝影元件晶片及透明板之間的間隔保持一定,而配置在該固態攝影元件晶片之受光面的周緣部;以及黏著層,用以密封該固態攝影元件晶片及透明板之間的空隙的周緣,其特徵在於:該間隔物具有包含高度高的1個間隔壁、與設置在其兩側之高度低的2個間隔壁的3個間隔壁。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝影裝置,其中,該間隔物係由選自於由聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、及環氧-丙烯酸酯樹脂所形成之群之至少一種的樹脂所形成。
- 如申請專利範圍第1或2項之固態攝影裝置,其中,在構成該間隔物之3個間隔壁之至少外側的1個,形成有抽出空氣用的缺口。
- 一種固態攝影裝置之製造方法,係申請專利範圍第1項之固態攝影裝置的製造方法,其具備有:在設置有複數個固態攝影元件晶片之固態攝影元件晶圓與透明基板之至少任一方的、各個固態攝影元件晶片之周緣部或其相對應的位置,形成具有包含高度高的1個間隔壁、與設置在其兩側之高度低的2個間隔壁的3 個間隔壁的框形的間隔物;在該3個間隔壁介於該固態攝影元件晶圓與透明基板之間的狀態下,透過被設置在該晶圓上的各個固態攝影元件晶片之周緣部的黏著劑層而貼合該固態攝影元件晶圓與透明基板;以及按每個固態攝影元件晶片切斷該被貼合的構造。
- 如申請專利範圍第4項之固態攝影裝置的製造方法,其中,該間隔物係由選自於由聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、及環氧-丙烯酸酯樹脂所形成之群之至少一種的樹脂所形成。
- 如申請專利範圍第4或5項之固態攝影裝置的製造方法,其更具備:在構成該間隔物之3個間隔壁之中至少外側的1個,形成有抽出空氣用的缺口。
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