TWI685922B - 晶片級感測器封裝結構 - Google Patents

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李建成
杜修文
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Abstract

本發明公開一種晶片級感測器封裝結構,包含感測晶片、設置於感測晶片頂面的環形支撐體、設置於環形支撐體上的透光件、封裝體、及重置線路層。該透光件、環形支撐體、及感測晶片共同包圍形成有一封閉空間。封裝體包圍該感測晶片外側緣、該環形支撐體外側緣、及該透光件外側緣,並且該感測晶片的底面與該透光件一表面裸露於封裝體之外。重置線路層直接成形於該感測晶片的底面與該封裝體的底緣。該重置線路層的底面形成有電性耦接於感測晶片的多個外接點。該些外接點中的部分位於感測晶片朝向重置線路層底面正投影所形成的投影區域的外側。

Description

晶片級感測器封裝結構
本發明涉及一種封裝結構,尤其涉及一種晶片級感測器封裝結構。
現有晶片級感測器封裝結構中的透光件(如:光學玻璃)是僅以其底緣通過一膠層進行黏著固定,並且透光件的尺寸大致等同於現有晶片級感測器封裝結構的尺寸,所以當現有晶片級感測器封裝結構在進行溫度循環可靠度測試(temperature cycle test,TCT)時,所述透光件與膠層之間易產生脫層(delamination)現象,因而無法通過測試。
於是,本發明人認為上述缺陷可改善,乃特潛心研究並配合科學原理的運用,終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種晶片級感測器封裝結構,其能有效地避免現有晶片級感測器封裝結構中可能出現的缺陷。
本發明實施例公開一種晶片級感測器封裝結構,包括:一感測晶片,包含有位於其頂面的一感測區、位於其底面的多個內接點、及自其頂面貫穿到其底面的多條導線,該些導線分別連接該些內接點並電性耦接於該感測區;一環形支撐體,設置於該感測晶片的該頂面、且位在該感測區的外 側;一透光件,包含有位於相反兩側的一第一表面與一第二表面,該透光件的該第二表面設置於該環形支撐體上,以使該透光件、該環形支撐體、及該感測晶片共同包圍形成有一封閉空間;一封裝體,包圍該感測晶片的外側緣、該環形支撐體的外側緣、及該透光件的外側緣;其中,該感測晶片的該底面與該透光件的該第一表面裸露於該封裝體之外;以及一重置線路層,直接成形於該感測晶片的該底面與該封裝體的底緣,並且該重置線路層的底面形成有電性耦接於該些內接點的多個外接點;其中,該些外接點中的部分位於該些內接點朝向該重置線路層的該底面正投影所形成的一投影區域的外側。
綜上所述,本發明實施例所公開的晶片級感測器封裝結構,其通過結構上的改良(如:該感測晶片底面與該封裝體底緣上直接形成有該重置線路層),以使該透光件的外側緣能夠被封裝體所包覆,進而提升該透光件於晶片級感測器封裝結構內的結合強度,藉以避免該晶片級感測器封裝結構在溫度循環可靠度測試中引起透光件的脫層現象。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖,但是此等說明與附圖僅用來說明本發明,而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
100‧‧‧晶片級感測器封裝結構
1‧‧‧感測晶片
11‧‧‧頂面
111‧‧‧感測區
12‧‧‧底面
121‧‧‧內接點
13‧‧‧外側緣
14‧‧‧導線
2‧‧‧環形支撐體
21‧‧‧外側緣
3‧‧‧透光件
3a‧‧‧板狀部
3b‧‧‧支撐部
3c‧‧‧接合層
31‧‧‧第一表面
32‧‧‧第二表面
33‧‧‧外側緣
4‧‧‧封裝體
4a‧‧‧液態封裝體
4b‧‧‧模製封裝體
41‧‧‧底緣
42‧‧‧頂緣
43‧‧‧外側緣
5‧‧‧重置線路層
51‧‧‧底面
52‧‧‧外接點
53‧‧‧外側緣
6‧‧‧焊接球
E‧‧‧封閉空間
G‧‧‧環形凹槽
M‧‧‧半成品
S110‧‧‧前置步驟
S130‧‧‧封裝步驟
S150‧‧‧倒置佈線步驟
S170‧‧‧植球步驟
圖1為本發明實施例一的晶片級感測器封裝結構的剖視示意圖。
圖2為本發明實施例一的晶片級感測器封裝結構的製造方法的步驟S110的示意圖。
圖3為本發明實施例一的晶片級感測器封裝結構的製造方法的步驟S130的示意圖。
圖4為本發明實施例一的晶片級感測器封裝結構的製造方法的 步驟S150的示意圖。
圖5為本發明實施例一的晶片級感測器封裝結構的製造方法的步驟S170的示意圖。
圖6為本發明實施例二的晶片級感測器封裝結構的剖視示意圖。
請參閱圖1至圖6,其為本發明的實施例,需先說明的是,本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型,僅用來具體地說明本發明的實施方式,以便於了解本發明的內容,而非用來侷限本發明的保護範圍。
[實施例一]
如圖1至圖5所示,其為本發明的實施例一。本實施例公開一種晶片級感測器封裝結構100;也就是說,任何感測器封裝結構的尺寸未達晶片級,其結構設計基礎不同於本實施例所指的晶片級感測器封裝結構100,故兩者之間並無比較基礎存在。
該晶片級感測器封裝結構100包含一感測晶片1、設置於該感測晶片1上的一環形支撐體2、設置於該環形支撐體2上的一透光件3、圍繞在上述元件外圍的一封裝體4、成形於該封裝體4與該感測晶片1下緣的一重置線路層5、及設置於該重置線路層5外表面的多個焊接球6。
需先闡明的是,為便於說明本實施例晶片級感測器封裝結構100,圖式是以剖視圖呈現,但可以理解的是,在圖式所未呈現的晶片級感測器封裝結構100部位也會形成有相對應的構造。例如:圖1僅呈現一排焊接球6,但在圖1所未呈現的晶片級感測器封裝結構100部位還包含其他焊接球6。以下將分別就本實施例晶片級感測器封裝結構100的各個元件構造與連接關係作一說明。
如圖1所示,該感測晶片1於本實施例中是以一影像感測晶片來說明,但不以此為限。其中,該感測晶片1(的外表面)包含有位於相反兩側的一頂面11及一底面12、及相連於該頂面11與底面12邊緣的一外側緣13。其中,該感測晶片1於其頂面11的大致中央處設有一感測區111、並於底面12設置有多個內接點121。該感測晶片1還包含有自其頂面11貫穿到其底面12的多條導線14,該些導線14分別連接該些內接點121並電性耦接於該感測區111。
該環形支撐體2設置於該感測晶片1的頂面11、且位在(或圍繞於)該感測區111的外側。其中,本實施例的環形支撐體2例如是一膠材,並且沿著圖1中的水平方向來看,該環形支撐體2的外徑小於該感測晶片1的外徑;也就是說,環形支撐體2的一外側緣21是與該感測晶片1的外側緣13間隔有一距離,但本發明不受限於此。
該透光件3包含有位於相反兩側的一第一表面31與一第二表面32、及相連於該第一表面31與第二表面32邊緣的一外側緣33。其中,該透光件3的第二表面32設置於該環形支撐體2上(也就是說,該環形支撐體2夾持於該感測晶片1的頂面11以及該透光片3的第二表面32之間),以使該透光件3、該環形支撐體2、及該感測晶片1共同包圍形成有一封閉空間E。
於本實施例中,該透光片3是以呈透明狀的一平板玻璃來說明,並且沿著圖1中的水平方向來看,該透光片3的外徑是小於該感測晶片1的外徑;也就是說,該透光件3朝該感測晶片1的頂面11正投影所形成的一投影區域,其位於該感測晶片1的外側緣13的內側,但本發明不受限於此。再者,沿著圖1中的水平方向來看,該透光件3的外徑大於該環形支撐體2的外徑,據以使該感測晶片1的頂面11、該環形支撐體2的外側緣21、及該透光件3的第二表面32共同包圍形成有一環形凹槽G。
然而,在本發明未繪示的其他實施例中,該透光片3的外徑也可 以是等於或大於該感測晶片1的外徑,並且該環形支撐體2的外徑可以是等於該感測晶片1的外徑。或者,該感測晶片1的外側緣13、該環形支撐體2的外側緣21、及該透光件3的外側緣33呈共平面設置。
該封裝體4呈環狀且包圍該感測晶片1的外側緣13、該環形支撐體2的外側緣21、及該透光件3的外側緣33,並且該封裝體4充填於該環形凹槽G內。其中,該感測晶片1的底面12與該透光件3的第一表面31裸露於該封裝體4之外,該感測晶片1的底面12於本實施例中是與該封裝體4的一底緣41共平面。
更詳細地說,該封裝體4包含有一液態封裝體4a及一模製封裝體4b,該液態封裝體4a包圍該感測晶片1的外側緣13、該環形支撐體2的外側緣21、及該透光件3的外側緣33。其中,該感測晶片1的底面12與該液態封裝體4a的底緣共平面,而該模製封裝體4b形成於該液態封裝體4a的頂緣,並且該液態封裝體4a的外側緣切齊於該模製封裝體4b的外側緣。
然而,在本發明未繪示的其他實施例中,該封裝體4可以僅為液態封裝體4a(也就是,圖1中的封裝體4省略模製封裝體4b);或者,該封裝體4也可以僅為模製封裝體4b,並且該封裝體4的一頂緣42是與該透光件3的第一表面31共平面。
該重置線路層5直接成形於該感測晶片1的底面12與該封裝體4的底緣41,並且該封裝體4的外側緣43於本實施例中較佳是與該重置線路層5的一外側緣53共平面,但本發明不受限於此。
其中,該重置線路層5的底面51形成有電性耦接於該些內接點121的多個外接點52。進一步地說,該感測晶片1的多個內接點121可以通過該重置線路層5而形成具有較大間距的多個外接點52。也就是說,該重置線路層5相當於一種線路扇出結構(circuit fan-out structure)。換個角度來說,部分 外接點52是位於該些內接點121朝向該重置線路層5的底面51正投影所形成的一投影區域的外側,而位於該封裝體4下方的該重置線路層5部位較佳是設置有至少部分的該些外接點52,但本發明不受限於此。
再者,該些焊接球6分別設置於該重置線路層5底面51的該些外接點52上,據以利於該晶片級感測器封裝結構100焊接固定於一電子構件(如:電路板)上。
以上為本實施例晶片級感測器封裝結構100的結構說明,為便於更清楚地理解本實施例,以下接著大致說明該晶片級感測器封裝結構100的製造方法,但本實施例的晶片級感測器封裝結構100並不受限於以該製造方法所製成。其中,該晶片級感測器封裝結構100的製造方法於本實施例中包含有一前置步驟S110、一封裝步驟S130、一倒置佈線步驟S150、及一植球步驟S170,以下將分別簡要說明上述各個步驟S110~S170。
該前置步驟S110:如圖2所示,提供一半成品M,其包含有該感測晶片1、設置於該感測晶片1上的該環形支撐體2、設置於該環形支撐體2上的該透光件3。
該封裝步驟S130:如圖3所示,於該半成品M的外側緣形成有該封裝體4,並使該封裝體4的底緣41共平面於該半成品M的感測晶片1底面12。
該倒置佈線步驟S150:如圖4所示,倒置該半成品M及形成於其外側的該封裝體4,並於共平面的該封裝體4底緣41與該感測晶片1底面12上形成有該重置線路層5。其中,該重置線路層5的該些外接點52分別電性耦接於該些內接點121。
該植球步驟S170:如圖5所示,於該重置線路層5的該些外接點52上分別固定有該些焊接球6。
[實施例二]
如圖6所示,其為本發明的實施例二,本實施例類似於上述實施例一,所以兩個實施例的相同處(如:該感測晶片1、該重置線路層5、及該些焊接球6)則不再加以贅述,而兩個實施例的差異說明如下: 於本實施例中,該感測晶片1的外側緣13、該環形支撐體2的外側緣21、及該透光件3的外側緣33呈共平面設置,並且該封裝體4僅為模製封裝體,並且封裝體4的頂緣與該透光件3的第一表面31共平面。
更詳細地說,該透光件3為呈透明狀的玻璃、並包含有一板狀部3a、呈環形的一支撐部3b、及接合該板狀部3a與該支撐部3b的一接合層3c。其中,遠離該支撐部3b的板狀部3a表面(如:圖6中的板狀部3a頂面)定義為該第一表面31,遠離該板狀部3a的該支撐部3b表面(如:圖6中的支撐部3b底面)定義為該第二表面32。其中,該支撐部3b的外形大致對應於該環形支撐體2的外形,而接合層3c為一玻璃膠層、一環氧樹脂層、或一熔接層。
此外,在本發明未繪示的其他實施例中,該透光件3也可以省略該接合層3c;也就是說,該透光件3的板狀部3a與支撐部3b也可以是一體成形的單件式構造。
[本發明實施例的技術效果]
綜上所述,本發明實施例所公開的晶片級感測器封裝結構,其通過結構上的改良(如:該感測晶片底面與該封裝體底緣上直接形成有該重置線路層),以使該透光件的外側緣能夠被封裝體所包覆,進而提升該透光件於晶片級感測器封裝結構內的結合強度,藉以避免該晶片級感測器封裝結構在溫度循環可靠度測試中產生透光件的脫層現象。
再者,於本發明實施例所公開的晶片級感測器封裝結構中,該感測晶片的該底面是與該封裝體的該底緣共平面,以利於該重置線路層的成形;該封裝體充填於該感測晶片、該環形支撐體、及該透光件所共同包圍形 成的該環形凹槽內,據以進一步提升該透光件於晶片級感測器封裝結構內的結合強度。
另,於本發明實施例所公開的晶片級感測器封裝結構中,該透光件可以由板狀部與支撐部所構成,據以使封閉空間變大、並且該感測晶片的感測區與該透光件的垂直距離變長,進而降低附著於板狀部上的污點(blemish)對感測晶片的感測結果的影響。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的專利範圍內。
100‧‧‧晶片級感測器封裝結構
1‧‧‧感測晶片
11‧‧‧頂面
111‧‧‧感測區
12‧‧‧底面
121‧‧‧內接點
13‧‧‧外側緣
14‧‧‧導線
2‧‧‧環形支撐體
21‧‧‧外側緣
3‧‧‧透光件
31‧‧‧第一表面
32‧‧‧第二表面
33‧‧‧外側緣
4‧‧‧封裝體
4a‧‧‧液態封裝體
4b‧‧‧模製封裝體
41‧‧‧底緣
42‧‧‧頂緣
43‧‧‧外側緣
5‧‧‧重置線路層
51‧‧‧底面
52‧‧‧外接點
53‧‧‧外側緣
6‧‧‧焊接球
E‧‧‧封閉空間
G‧‧‧環形凹槽
M‧‧‧半成品

Claims (9)

  1. 一種晶片級感測器封裝結構,包括:一感測晶片,包含有位於其頂面的一感測區、位於其底面的多個內接點、及自其頂面貫穿到其底面的多條導線,該些導線分別連接該些內接點並電性耦接於該感測區;一環形支撐體,設置於該感測晶片的該頂面、且位在該感測區的外側;一透光件,包含有位於相反兩側的一第一表面與一第二表面,該透光件的該第二表面設置於該環形支撐體上,以使該透光件、該環形支撐體、及該感測晶片共同包圍形成有一封閉空間;一封裝體,包圍該感測晶片的外側緣、該環形支撐體的外側緣、及該透光件的外側緣;其中,該感測晶片的該底面與該透光件的該第一表面裸露於該封裝體之外;以及一重置線路層,直接成形於該感測晶片的該底面與該封裝體的底緣,並且該重置線路層的底面形成有電性耦接於該些內接點的多個外接點;其中,該些外接點中的部分位於該些內接點朝向該重置線路層的該底面正投影所形成的一投影區域的外側;其中,該感測晶片的該底面與該封裝體的該底緣共平面。
  2. 如請求項1所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該透光件的該第一表面與該封裝體的頂緣共平面。
  3. 如請求項1所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該封裝體包含有一液態封裝體及一模製封裝體,該液態封裝體包圍該感測晶片的該外側緣、該環形支撐體的該外側緣、及該透光件的該外側緣,並且該感測晶片的該底面與該液態封裝體的底緣共平面;該模製封裝體形成於該液態封裝體的頂緣。
  4. 如請求項1所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該感測晶片的該頂面、該環形支撐體的該外側緣、及該透光件的該第二表面共同包圍形成有一環形凹槽,並且該封裝體充填於該環形凹槽內。
  5. 如請求項4所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該透光件朝該感測晶片的該頂面正投影所形成的一投影區域,其位於該感測晶片的該外側緣的內側。
  6. 如請求項1所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該感測晶片的該外側緣、該環形支撐體的該外側緣、及該透光件的該外側緣呈共平面設置。
  7. 如請求項1所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該封裝體的外側緣與該重置線路層的外側緣共平面。
  8. 如請求項1所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該透光件包含有一板狀部、呈環形的一支撐部、及接合該板狀部與該支撐部的一接合層;其中,遠離該支撐部的該板狀部表面定義為該第一表面,遠離該板狀部的該支撐部表面定義為該第二表面。
  9. 如請求項8所述的晶片級感測器封裝結構,其中,該接合層為一玻璃膠層、一環氧樹脂層、或一熔接層。
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