TWI703687B - 感測器封裝結構 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種感測器封裝結構，包含基板、設置於基板的感測晶片、位於感測晶片上方的透光層、及形成於基板並固定透光層的膠體。感測晶片電性耦接於基板並具有感測區域。透光層包含有頂面、底面、及相連於頂面與底面的多個側面。頂面包含分別相連於該些側面的多個邊緣。透光層的該些側面覆蓋於膠體中。膠體包含頂曲面，該頂曲面的頂緣相連於該頂面的該些邊緣，該膠體定義有相切於頂曲面且分別穿過該些邊緣的多個切面，而該膠體於每個側面及相鄰近的該切面之間形成有夾角。該些夾角中的任兩個之差值不大於8度，任一個夾角介於38度～53度。

Description

感測器封裝結構

本發明涉及一種封裝結構，尤其涉及一種感測器封裝結構。

現有的感測器封裝結構會在其玻璃層的側緣包覆有一封裝體，據以使該玻璃層能被該封裝體所固定。據此，現有感測器封裝結構僅考量到該玻璃層側緣所形成的該封裝體之體積不能太小，以避免無法穩固地固定該玻璃層。然而，現有感測器封裝結構並未考量該玻璃層側緣所形成的該封裝體之體積過大時，現有感測器封裝結構容易在進行溫度循環測試的過程中，因為該封裝體的熱漲冷縮而使該玻璃層產生裂縫。

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感測器封裝結構，其能有效地改善現有感測器封裝結構所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種感測器封裝結構，包括：一基板，具有位於相反側的一第一板面與一第二板面；一感測晶片，設置於該基板的該第一板面，並且該感測晶片電性耦接於該基板；其中，該感測晶片的一上表面具有一感測區域；一透光層，位於該感測晶片的上方，並且該透光層包含有一頂面、一底面、及相連於該頂面與該底面的多個側面；其中，該頂面包含有分別相連於該些側面的多個邊緣，該透光層的該底面與該感測晶片的該感測區域彼此相向；以及一膠體，形成於該基板的該第一板面並固定該透光層；其中，該感測晶片的一周圍部位埋置於該膠體內，該透光層的該些側面覆蓋於該膠體，而該透光層的該頂面裸露於該膠體之外；其中，該膠體包含有一頂曲面，並且該頂曲面的一頂緣相連於該頂面的該些邊緣，並且該膠體定義有相切於該頂曲面且分別穿過該些邊緣的多個切面，而該膠體於每個該側面及相鄰近的該切面之間形成有一夾角；其中，該膠體的該些夾角中的任兩個之差值不大於8度，並且任一個該夾角介於38度～53度。

綜上所述，本發明實施例所公開的感測器封裝結構，其通過限制該膠體上表面與透光層之間的角度，以有效地控制位於該透光層外側的膠體體積，據以使得該透光層不但能被該膠體所穩固地固定，還能有效地降低該膠體的熱漲冷縮對該透光層的影響。據此，該感測器封裝結構在進行溫度測試時，該透光層不易因為該膠體的熱漲冷縮而產生碎裂。

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。

請參閱圖1至圖4所示，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3所示，其為本發明的實施例一。本實施例公開一種感測器封裝結構100；也就是說，內部非為封裝感測器的任何封裝結構，其結構設計基礎不同於本實施例所指的感測器封裝結構100，所以兩者之間並不適於進行對比。

如圖2和圖3所示，該感測器封裝結構100包含有一基板1、設置於該基板1上的一感測晶片2、電性耦接該感測晶片2與該基板1的多條金屬線3、位於該感測晶片2上方的一透光層4、及形成於該基板1並固定該透光層4的一膠體5。其中，該感測器封裝結構100於本實施例中例如是通過JEDEC條件B的溫度循環測試，該透光層4未形成有任何裂縫的態樣，但本發明不以此為限。

再者，該感測器封裝結構100於本實施例中雖是以包含上述元件來做說明，但該感測器封裝結構100也可以依據設計需求而加以調整變化。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，該感測器封裝結構100可以省略該些金屬線3，並且該感測晶片2通過覆晶方式固定於該基板1上。

需先闡明的是，為便於說明本實施例感測器封裝結構100，圖2和圖3是以剖視圖呈現，但可以理解的是，在圖2和圖3所未呈現的感測器封裝結構100之部位也會形成有相對應的構造。例如：圖2僅呈現兩條金屬線3，但在圖2所未呈現的感測器封裝結構100之部位還包含其他條金屬線3。以下將分別就本實施例感測器封裝結構100的各個元件構造與連接關係作一說明。

該基板1於本實施例中為呈方形（長方形或正方形），但本發明不受限於此。其中，該基板1具有位於相反側的一第一板面11與一第二板面12，該基板1於其第一板面11的大致中央處設有一晶片固定區111，並且該基板1於其第一板面11形成有位於該晶片固定區111（或該感測晶片2）外側的多個第一接墊112。該些第一接墊112於本實施例中是大致排列呈環狀，但本發明不限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，該些第一接墊112也可以是在該晶片固定區111的相反兩側分別排成兩列。

此外，該基板1也可以於其第二板面12設有多個焊接球（圖未標示），並且該感測器封裝結構100能通過該些焊接球而焊接固定於一電子構件（圖未標示）上，據以使該感測器封裝結構100能電性連接該電子構件。

該感測晶片2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2是固定於該基板1的第一板面11（如：晶片固定區111），也就是說，該感測晶片2是位於該些第一接墊112的內側。再者，該感測晶片2的一上表面21包含有一感測區域211、圍繞於該感測區域211（且呈環形）的一承載區域212、及位於該感測區域211外側的多個第二接墊213。其中，該些第二接墊213於本實施例中是設置於該承載區域212上。

其中，該感測晶片2的該些第二接墊213的數量及位置於本實施例中是分別對應於該基板1的該些第一接墊112的數量及位置。再者，該些金屬線3的一端分別連接於該些第一接墊112，並且該些金屬線3的另一端分別連接於該些第二接墊213，據以使該基板1能通過該些金屬線3而電性耦接於該感測晶片2。

該透光層4於本實施例中是以呈透明狀的一平板玻璃來說明，但本發明不受限於此。該透光層4通過該膠體5定位而設置於該感測晶片2的上方。其中，該透光層4包含有一頂面41、一底面42、及相連於該頂面41與該底面42的多個側面43，該頂面41包含有分別相連於該些側面43的多個邊緣411，該透光層4的該底面42與該感測晶片2的該感測區域211彼此相向。

進一步地說，該透光層4的該頂面41於本實施例中是垂直地相連於每個該側面43，但本發明不以此為限。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，該透光層4的該頂面41也可以與每個該側面43相夾形成有一鈍角或一銳角；或者每個該側面43也可以呈階梯狀。

該膠體5形成於該基板1的該第一板面11，並且該感測晶片2的一周圍部位（如：該感測晶片2對應於該些第二接墊213的部位）埋置於該膠體5內，該透光層4的該些側面43覆蓋於該膠體5中，而該透光層4的該頂面41裸露於該膠體5之外。

其中，該膠體5包含有一頂曲面521，並且該頂曲面521的一頂緣相連於該頂面41的該些邊緣411，並且該膠體5定義有相切於該頂曲面521且分別穿過該些邊緣411的多個切面P，而該膠體5於每個該側面43及相鄰近的該切面P之間形成有一夾角α1～α4。於本實施例中，該膠體5的該些夾角α1～α4中的任兩個之差值不大於8度，並且任一個該夾角α1～α4皆介於38度～53度。其中，該膠體5的該些夾角α1～α4中的相鄰任兩個（如：夾角α1與夾角α2）之差值可以是不大於3度、或是介於1度～5度。

需說明的是，本發明的膠體5可以是單件式構造或是由多個構件所組成的構造；而於本實施例中，該膠體5是包含有一支撐體51及一封裝體52，並且該封裝體52為一固化後的液態封膠（liquid compound），但本發明不受限於此。

其中，該支撐體51設置於該感測晶片2的該承載區域212上、並連接於該透光層4的該底面42；也就是說，該支撐體51夾持於該感測晶片2的該上表面21與該透光層4的該底面42之間。再者，該支撐體51圍繞於該感測區域211的外側，以使該感測晶片2的該上表面21、該透光層4的該底面42、及該支撐體51共同包圍形成一封閉空間E，而該感測區域211位於該封閉空間E之內。

該封裝體52覆蓋該透光層4的該些側面43並包含有該頂曲面521。其中，該感測晶片2的該周圍部位與該支撐體51皆埋置於該封裝體52內，並且每個該金屬線3的局部埋置於該支撐體51內，而每個該金屬線3的其餘部位埋置於該封裝體52內。據此，該膠體5的該些夾角α1～α4於本實施例中是位於該封裝體52；也就是說，本實施例的該封裝體52定義有該些切面P。

[實施例二]

請參閱圖4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則不再加以贅述，而本實施例相較於實施例一的差異在於：本實施例的該些第二接墊213位於該支撐體51的外側，並且每個該金屬線3完全埋置於該封裝體52內。據此，依據本發明的實施例一與實施例二，每個該金屬線3可以是以其至少部分埋置於該封裝體52。

[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感測器封裝結構，其通過限制該膠體頂曲面與透光層之間的角度，以有效地控制位於該透光層外側的膠體體積，據以使得該透光層不但能被該膠體所穩固地固定，還能有效地降低該膠體的熱漲冷縮對該透光層的影響。據此，該感測器封裝結構在進行溫度測試時，該透光層不易因為該膠體的熱漲冷縮而產生碎裂。

此外，為證實本實施例的該感測器封裝結構能能有效地降低該膠體的熱漲冷縮對該透光層的影響，以下列舉部分實驗結果來說明。當該膠體（如：該封裝體）的該些夾角為40.8度～42.1度時，該感測器封裝結構於溫度循環測試（如：JEDEC條件B的溫度循環測試）時，該透光層未形成有任何裂縫。然而，當該膠體（如：該封裝體）的該些夾角為53.2度～53.9度、及62.2度～69.9度的其中一組數據時，該感測器封裝結構於溫度循環測試（如：JEDEC條件B的溫度循環測試）時，該透光層於鄰近該些側面處會形成有至少一個裂縫。

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:感測器封裝結構 1:基板 11:第一板面 111:晶片固定區 112:第一接墊 12:第二板面 2:感測晶片 21:上表面 211:感測區域 212:承載區域 213:第二接墊 3:金屬線 4:透光層 41:頂面 411:邊緣 42:底面 43:側面 5:膠體 51:支撐體 52:封裝體 521:頂曲面 P:切面 α1～α4:夾角 E:封閉空間

圖1為本發明實施例一的感測器封裝結構的立體示意圖。

圖2為圖1沿剖線II-II的剖視示意圖。

圖3為圖1沿剖線III-III的剖視示意圖。

圖4為本發明實施例二的感測器封裝結構的剖視示意圖。

100:感測器封裝結構

1:基板

11:第一板面

111:晶片固定區

112:第一接墊

12:第二板面

2:感測晶片

21:上表面

211:感測區域

212:承載區域

213:第二接墊

3:金屬線

4:透光層

41:頂面

411:邊緣

42:底面

43:側面

5:膠體

51:支撐體

52:封裝體

521:頂曲面

P:切面

α1、α3:夾角

E:封閉空間

Claims (9)

1. 一種感測器封裝結構，包括：一基板，具有位於相反側的一第一板面與一第二板面；一感測晶片，設置於該基板的該第一板面，並且該感測晶片電性耦接於該基板；其中，該感測晶片的一上表面具有一感測區域；一透光層，位於該感測晶片的上方，並且該透光層包含有一頂面、一底面、及相連於該頂面與該底面的多個側面；其中，該頂面包含有分別相連於該些側面的多個邊緣，該透光層的該底面與該感測晶片的該感測區域彼此相向；以及一膠體，形成於該基板的該第一板面並固定該透光層；其中，該感測晶片的一周圍部位埋置於該膠體內，該透光層的該些側面覆蓋於該膠體，而該透光層的該頂面裸露於該膠體之外；其中，該膠體包含有一頂曲面，並且該頂曲面的一頂緣相連於該頂面的該些邊緣，並且該膠體定義有相切於該頂曲面且分別穿過該些邊緣的多個切面，而該膠體於每個該側面及相鄰近的該切面之間形成有一夾角；其中，該膠體的該些夾角中的任兩個之差值不大於8度，並且任一個該夾角介於38度~53度；其中，該感測器封裝結構在JEDEC條件B的溫度循環測試之後，該透光層未形成有任何裂縫。
2. 如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，該膠體的該些夾角中的相鄰任兩個之差值不大於3度。
3. 如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，該膠體的該些夾角中的相鄰任兩個之差值介於1度~5度。
4. 如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，該膠體包含有： 一支撐體，夾持於該感測晶片的該上表面與該透光層的該底面之間，並且該支撐體圍繞於該感測區域的外側，以使該感測晶片的該上表面、該透光層的該底面、及該支撐體共同包圍形成一封閉空間，而該感測區域位於該封閉空間之內；及一封裝體，覆蓋該透光層的該些側面並包含有該頂曲面，並且該感測晶片與該支撐體埋置於該封裝體內。
5. 如請求項4所述的感測器封裝結構，其中，該基板於該第一板面設置有多個第一接墊，該感測晶片於該上表面設置有位於該感測區域外側的多個第二接墊；其中，該感測器封裝結構包含有的多個金屬線，並且該些金屬線的一端分別連接於該些第一接墊，而該些金屬線的另一端分別連接於該些第二接墊，每個該金屬線的至少部分埋置於該封裝體。
6. 如請求項5所述的感測器封裝結構，其中，該些第二接墊埋置於該支撐體內，並且每個該金屬線的局部埋置於該支撐體內。
7. 如請求項5所述的感測器封裝結構，其中，該些第二接墊位於該支撐體的外側，並且每個該金屬線完全埋置於該封裝體內。
8. 如請求項4所述的感測器封裝結構，其中，該封裝體為一固化後的液態封膠(liquid compound)。
9. 如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，該透光層的該頂面垂直地相連於每個該側面。

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