TWI729681B - 光學封裝結構 - Google Patents

光學封裝結構 Download PDF

Info

Publication number
TWI729681B
TWI729681B TW109102078A TW109102078A TWI729681B TW I729681 B TWI729681 B TW I729681B TW 109102078 A TW109102078 A TW 109102078A TW 109102078 A TW109102078 A TW 109102078A TW I729681 B TWI729681 B TW I729681B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
spacer
optical
substrate
optical element
package
Prior art date
Application number
TW109102078A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202029365A (zh
Inventor
許嘉芸
陳盈仲
Original Assignee
日月光半導體製造股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日月光半導體製造股份有限公司 filed Critical 日月光半導體製造股份有限公司
Publication of TW202029365A publication Critical patent/TW202029365A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI729681B publication Critical patent/TWI729681B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本發明揭示一種光學封裝結構，其包括一基板、一光學元件、一間隔件及一封裝體。該基板具有一頂面。該光學元件鄰近於該基板之該頂面，且具有一第一高度H1。該間隔件包圍該光學元件且具有一頂面。該基板之該頂面與該間隔件之該頂面之間的距離定義為一第二高度H2。該封裝體位於該光學元件與該間隔件之間，且在鄰近於該光學元件之位置具有一第三高度H3。該封裝體覆蓋該光學元件之至少一部分。該光學元件自該封裝體暴露，且H2>H1
Figure 109102078-A0305-02-0001-1
H3。

Description

光學封裝結構
本發明係關於一種光學封裝結構(optical package structure)及一種方法，且係關於一種具有一間隔件(spacer)之光學封裝結構，及該光學封裝結構之製造方法。
在包括光學元件(optical element)之光學封裝結構中，可設置封裝體(encapsulant)以覆蓋光學元件，然而光學元件表面之主動區(active area)必須自封裝體暴露。因此，在此類光學封裝結構之製程中，可先設置可移除模具(removable mold)於光學元件之主動區上，以覆蓋光學元件之主動區，且接著形成封裝體以包圍光學元件之側表面及頂面以及可移除模具。最後，移除可移除模具，因此形成封裝體之開口以暴露光學元件之主動區。在後續製程中，可設置面板(panel)於光學封裝結構之頂面上，例如封裝體之頂面上。然而，由於封裝體之一部分位於光學元件之頂面上，因此光學封裝結構較厚，而需要改良。
在一些實施例中，一種光學封裝結構包括一基板(substrate)、一光學元件、一間隔件及一封裝體。該基板具有一頂面。該 光學元件鄰近於該基板之該頂面，且具有一第一高度H1。該間隔件包圍該光學元件且具有一頂面。該基板之該頂面與該間隔件之該頂面之間的距離定義為一第二高度H2。該封裝體位於該光學元件與該間隔件之間，且在鄰近於該光學元件之位置具有一第三高度H3。該封裝體覆蓋該光學元件之至少一部分。該光學元件自該封裝體暴露，且H2>H1
Figure 109102078-A0305-02-0004-4
H3。
在一些實施例中，一種光學封裝結構包括一基板、一光學元件、一間隔件及一封裝體。該基板具有一頂面。該光學元件鄰近於該基板之該頂面。該間隔件包圍該光學元件且具有一外表面。該封裝體覆蓋該光學元件的至少一部分，且位於該光學元件與該間隔件之間。該封裝體自該間隔件之該外表面暴露，且該封裝體之一側表面與該間隔件之該外表面大體上共面(coplanar)。
在一些實施例中，一種光學封裝結構之製造方法包括：(a)提供複數個光學元件鄰近於一基板之一頂面，其中該等光學元件具有一第一高度H1；及(b)提供至少一個間隔件於該基板上且以點膠(dispensing)之方式形成至少一個封裝體以包圍該等光學元件，其中該間隔件具有一頂面，該基板之該頂面與該間隔件之該頂面之間的距離定義為一第二高度H2，該封裝體在鄰近於該等光學元件之位置具有一第三高度H3，且H2>H1
Figure 109102078-A0305-02-0004-5
H3。
1:光學封裝結構
1b:光學封裝結構
1c:光學封裝結構
1d:光學封裝結構
2:基板
3:光學元件
4:間隔件
4b:間隔件
4c:間隔件
4d:間隔件
5:封裝體
8:面板
10:鋸切道
10b:鋸切道
10d:鋸切道
21:第一表面
22:第二表面
23:側表面
26:導電襯墊
30:主動區(感測區)
31:光學感測晶片
32:光透射性組件
34:導電襯墊
36:導線
40:開口
41:第一表面
42:第二表面
43:外表面
44:內表面
45:通孔
46:隧道
46c:隧道
51:凹面
53:側表面
311:第一表面
312:第二表面
313:側表面
321:第一表面
322:第二表面
323:側表面
H1:第一高度
H2:第二高度
H3:第三高度
當結合附圖閱讀時，自以下詳細描述易於理解本發明之一些實施例的態樣。應注意，各種結構可能未按比例繪製，且各種結構之尺寸可出於論述清晰起見任意增大或減小。
圖1說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構之實例 的俯視圖。
圖2說明展示於圖1中之光學封裝結構的沿著線I-I截取的剖視圖。
圖3說明面板與展示於圖1及圖2中之光學封裝結構之總成的剖視圖。
圖4說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構之實例的俯視圖。
圖5說明圖4中所展示之光學封裝結構的沿著線II-II截取之剖視圖。
圖6說明展示於圖4中之光學封裝結構的沿著線III-III截取的剖視圖。
圖7說明展示於圖4中之光學封裝結構的左向側視圖。
圖8說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構之實例的側視圖。
圖9說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構之實例的俯視圖。
圖10說明圖9中所展示之光學封裝結構的沿著線IV-IV截取之剖視圖。
圖11說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖12說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖13說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封 裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖14說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖15說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖16說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖17說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖18說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖19說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖20說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖21說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
圖22說明根據本發明之一些實施例的一種用於製造光學封裝結構之方法的實例之一或多個階段。
貫穿圖式及詳細描述使用共同參考編號以指示相同或類似組件。自結合附圖進行的以下詳細描述將容易理解本發明之實施例。
以下揭示內容提供用於實施所提供之標的物之不同特徵的 許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以解釋本發明之某些態樣。當然，此等組件及配置僅為實例且不意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵形成在第二特徵上方或其上可包括形成或設置第一特徵直接接觸第二特徵之實施例，且亦可包括形成或設置額外特徵在第一特徵與第二特徵之間，使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸之實施例。另外，本發明可在各種實例中重複參考標號及/或字母。此重複是出於簡化及清楚的目的且本身並不指明所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
為了減小前述光學封裝結構之厚度，另一實例揭示一種封裝體，其包圍光學元件之側表面同時並不位於光學元件之頂面上。舉例而言，可以點膠之方式形成封裝體以圍繞光學元件之側表面。在後續製程中，由於藉由點膠之方式形成的封裝體之頂面不平坦，因此無法設置面板於該封裝體上且藉由該封裝體支撐。因此，必須提供支撐結構包圍光學封裝結構以用於支撐面板，此方式不利地增加生產成本及其大小。
本發明解決至少以上問題，且提供改良之光學封裝結構以及用於製造該光學封裝結構之改良的技術。在光學封裝結構中，設置間隔件於封裝體上，因此可設置面板於間隔件上且藉由間隔件支撐。
圖1說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構1之實例的俯視圖。圖2說明展示於圖1中之光學封裝結構1的沿著線I-I截取的剖視圖。光學封裝結構1包括基板2、光學元件3、至少一個導線36、間隔件4及封裝體5。
基板2具有第一表面21、與第一表面21相對之第二表面22及在第一表面21與第二表面22之間延伸的側表面23。第一表面21可為頂 面。基板2可為具有任何類型及材料之基板，其在本發明中並不受限。舉例而言，基板2可包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)。在一些實施例中，基板2可包括電路層，該電路層具有至少一個導電襯墊(conductive pad)26位於第一表面21上。
光學元件3位於基板2上，例如基板2之第一表面21上。光學元件3可包括主動區(感測區域)30。在一些實施例中，光學元件3包括依序位於基板2上之光學感測晶片(optical sensing chip)31及光透射性組件(light-transmissive component)32。光學感測晶片31可為接觸式影像感測器(contact image sensor,CIS)晶片或指紋辨識晶片，且光透射性組件32可為準直元件(collimating element)。光學感測晶片31具有第一表面311、與第一表面311相對之第二表面312及延伸在第一表面311與第二表面312之間的側表面313。光學感測晶片31之第二表面312可藉由例如黏著附接至基板2之第一表面21。光透射性組件32覆蓋光學感測晶片31之一部分，而暴露光學感測晶片31之第二表面312的另一部分。光學感測晶片31亦可包括電路層，該電路層具有位於第一表面311上之導電襯墊34。
光透射性組件32具有第一表面321、與第一表面321相對之第二表面322及延伸在第一表面321與第二表面322之間的側表面323。光透射性組件32之第二表面322可藉由例如黏著附接至光學感測晶片31之第一表面311。光學感測晶片31之側表面313及光透射性組件32之側表面323可在至少一側共面，如圖2中所展示。然而，在其他實施例中，光學感測晶片31之側表面313及光透射性組件32之側表面323可不共面。主動區(感測區域)30可位於光學感測晶片31處。主動區(感測區域)30係用於自環境接收光或接收外部壓力(external pressing force)。光透射性組件32之大小 小於光學感測晶片31之大小。因此，光透射性組件32可不覆蓋或接觸光學感測晶片31之導電襯墊34。如圖2中所示，光學元件3為兩個元件(例如，光學感測晶片31及光透射性組件32)之組合。然而，在其他實施例中，光學元件3可為單一元件，或光學元件3可包括三個或多於三個元件。
導線36連接光學感測晶片31之導電襯墊34與基板2之導電襯墊26。即，光學元件3經由導線36電連接至基板2。因此，光學元件3產生之信號可經由導線36傳輸至基板2。導線36之材料可包括銅、金或其他合適金屬。如圖2中所展示，導線36位於光學感測晶片31之一側上。然而，在其他實施例中，導線36可位於光學感測晶片31之兩個或多於兩個側上。
間隔件4位於封裝體5上且包圍光學元件3。間隔件4具有第一表面41、與第一表面41相對之第二表面42及延伸在第一表面41與第二表面42之間的外表面43。第一表面21可為頂面。在一些實施例中，第一表面41可大體上為平坦的。第二表面42面向基板2之第一表面21且接觸封裝體5。自俯視觀之，間隔件4係呈封閉環(closed ring shape)形狀。如圖1中所展示，間隔件4係呈矩形框架(rectangular frame)之形狀。即，間隔件4具有一內表面44，從而界定自其第一表面41延伸至第二表面42的通孔45。光學元件3之一部分，例如光透射性組件32，暴露在間隔件4之通孔45中。間隔件4可覆蓋基板2之一部分、光學感測晶片31之一部分及導線36的一部分。舉例而言，導線36及基板2可位於間隔件4下方。在一些實施例中，間隔件4並不接觸基板2。舉例而言，間隔件4可位於封裝體5上。在間隔件4之第二表面42與基板2之第一表面21之間存在間隙。
封裝體5位於光學元件3與間隔件4之間且間隔件4與基板2 之間。另外，封裝體5覆蓋光學元件3的至少一部分、基板2之至少一部分及導線36。舉例而言，封裝體5位於基板2之第一表面21上及光學感測晶片31之第一表面311的該部分上。封裝體5接觸間隔件4之第二表面42，因此間隔件4之第二表面42藉由封裝體5支撐。在一些實施例中，封裝體5之一部分進一步位於光透射性組件32之側表面323與間隔件4之內表面44之間，且暴露在間隔件4之通孔45中。封裝體5具有凹面51(亦即，頂面)，其位在光透射性組件32之側表面323與間隔件4之內表面44之間。封裝體5之另一部分進一步位於間隔件4下方。封裝體5自間隔件4之外表面43暴露。封裝體5具有側表面53，其與間隔件4之外表面43及/或基板2之側表面23大體上共面。封裝體5之材料可由封裝化合物(molding compound)或底膠(underfill)製成，其在本發明中並不受限。較佳地，封裝體5提供光屏蔽(light shielding)功能，例如在約200μm之厚度下具有低於0.1%之透光率。
如圖2中所展示，光學元件3具有第一高度H1。基板2之頂面(亦即，第一表面21)與間隔件4之頂面(亦即，第一表面41)之間的距離定義為第二高度H2。封裝體5在鄰近於光學元件3之位置具有第三高度H3，且H2>H1
Figure 109102078-A0305-02-0010-6
H3。舉例而言，第一高度H1可界定於光學感測晶片31之第二表面312與光透射性組件32之第一表面321之間。第三高度H3可為自基板2之第一表面21至封裝體5接觸光透射性組件32之側表面323的最高點(或封裝體5之凹面51與光透射性組件32之側表面323之交叉點)的距離。
在包含光學封裝結構1之裝置中，面板8(如圖3中所示)可直接位於光學封裝結構1之間隔件4上。光學封裝結構1可提供大體上平坦表面(例如，間隔件4之第一表面41)以供面板8設於其上，且設於其上的面板 8不需要其他包圍光學封裝結構1之支撐結構。由於第二高度H2大於第一高度H1，因此面板8可不接觸光學元件3，因此防止光學元件3之損害。除此之外，由於第一高度H1等於或大於第三高度H3，封裝體5可不覆蓋光學元件3之光透射性組件32的第一表面321。因此，封裝體5可不覆蓋光學元件3之主動區(感測區域)30，且可不影響光學元件3之功能。因此，光學封裝結構1之厚度減小。舉例而言，光學封裝結構1之厚度可為約600μm至約700μm。
圖4說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構1b之俯視圖。圖5及圖6分別說明展示於圖4中之光學封裝結構1b的沿著線II-II及線III-III截取的剖視圖。圖7說明展示於圖4中之光學封裝結構1b的左側視圖。光學封裝結構1b類似於展示於圖1及圖2中之光學封裝結構1，除間隔件4b之結構外。
如圖6中所示，間隔件4b位於基板2上且附接至該基板2。舉例而言，間隔件4b可呈壁(wall)之形狀，自基板2之第一表面21向上延伸，且間隔件4b之底部可接觸基板2之第一表面21或位於該第一表面21上。在一些實施例中，間隔件4b界定開口40。即，自俯視觀之，間隔件4b並非呈封閉環形狀。舉例而言，如圖4中所示，自俯視觀之，間隔件4b係呈矩形形狀，同時矩形之一側可省略。因此於省略側界定開口40。封裝體5自省略側暴露且係在間隔件4b之開口40中。導線36可定位於鄰近間隔件4b之開口40，因此可不由間隔件4b覆蓋。
如圖5及圖7中所展示，間隔件4b進一步界定隧道(tunnel)46。舉例而言，隧道46可位於與開口40之相對側。隧道46自間隔件4b之外表面43延伸至內表面44。封裝體5之一部分進一步位於間隔件4b之隧道 46中且填充該隧道46。因此，封裝體5自間隔件4b之外表面43暴露。隧道46之形狀在本發明中並不受限。在一個實施例中，隧道46之寬度大於光學元件3之寬度。
由於間隔件4b位於基板2上，因此間隔件4b提供針對位於其上之面板8(圖3)的更強健支撐。除此之外，隧道46提供用於封裝體5之連通路徑，以供封裝體5在光學封裝結構1b之製造期間流過該連通路徑。此外，間隔件4b之內表面44可進一步界定凹槽部分(recess portion)，以便在製造期間促進封裝體5之流動。
圖8說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構1c之側視圖。光學封裝結構1c類似於展示於圖4至圖7中之光學封裝結構1b，除間隔件4c所界定之隧道46c之形狀外。如圖8中可看出，隧道46c在中心處具有較小高度，而兩側處之高度較大。此形狀提供間隔件4c較佳之結構強度，但仍具有足以供封裝體5在其製造期間流過之空間。相較而言，圖7之隧道46具有大體上一致(consistent)之高度，而圖8之隧道46c則不具一致之高度。
圖9說明根據本發明之一些實施例之光學封裝結構1d的俯視圖。圖10說明圖9中所展示之光學封裝結構1d的沿著線IV-IV截取之剖視圖。光學封裝結構1d類似於展示於圖4至圖7中之光學封裝結構1b，除間隔件4d外。如圖9及圖10中可看出，省略開口40，且間隔件4d完全包圍光學元件3。除此之外，隧道46界定於兩側處。
圖11至圖14說明根據本發明之一些實施例的一種光學封裝結構之製造方法。在一些實施例中，該方法係用於製造光學封裝結構，例如展示於圖1及圖2中之光學封裝結構1。
參看圖11，提供基板2。基板2具有一第一表面21及與該第一表面21相對之一第二表面22。第一表面21可為頂面。基板2可為任何類型及材料之基板，其在本發明中並不受限。舉例而言，基板2可包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯。在一些實施例中，基板2可包括電路層，該電路層具有至少一個導電襯墊26位於第一表面21上之。
提供複數個光學元件3，且設置該複數個光學元件3鄰近於基板2之頂面(例如，第一表面21)。在一些實施例中，光學元件3中之每一者包括依序地位於基板2上之光學感測晶片31及光透射性組件32。光學感測晶片31可為接觸式影像感測器晶片或指紋辨識晶片，且光透射性組件32可為準直元件。光學感測晶片31具有第一表面311、與第一表面311相對之第二表面312及在第一表面311與第二表面312之間延伸的側表面313。光學感測晶片31之第二表面312可藉由例如黏著附接至基板2之第一表面21。光透射性組件32覆蓋光學感測晶片31之一部分，同時光學感測晶片31之第二表面312的另一部分暴露。光學感測晶片31亦可包括電路層，該電路層具有位於第一表面311上之導電襯墊34。
光透射性組件32具有第一表面321、與第一表面321相對之第二表面322及延伸在第一表面321與第二表面322之間的側表面323。光透射性組件32之第二表面322可藉由例如黏著附接至光學感測晶片31之第一表面311。光學元件3具有第一高度H1。舉例而言，第一高度H1可界定於光學感測晶片31之第二表面312與光透射性組件32之第一表面321之間。光學元件3包括位於光學感測晶片31處之主動區(感測區域)30。主動區(感測區域)30係用於自環境接收光或接收外部壓力。光透射性組件32之大小小於光學感測晶片31之大小。因此，光透射性組件32可不覆蓋或接 觸光學感測晶片31之導電襯墊34。如圖11中所示，光學元件3為兩個元件(例如，光學感測晶片31與光透射性組件32)之組合。然而，在其他實施例中，光學元件3可為單一元件，或光學元件3可包括三個或多於三個元件。
提供至少一個導線36以連接光學感測晶片31之導電襯墊34與基板2之導電襯墊26。即，光學元件3經由導線36電連接至基板2。因此，光學元件3產生之信號可經由導線36傳輸至基板2。導線36之材料可包括銅、金或其他合適金屬。如圖11中所示，導線36位於光學感測晶片31之一側上。然而，在其他實施例中，導線36可位於光學感測晶片31之兩個或多於兩個側上。
參看圖12，以點膠之方式形成封裝體5於基板2之第一表面21上，且包圍光學元件3。較佳地，本發明中之點膠製程排除封裝(molding)製程。舉例而言，封裝體5可為封裝化合物或底膠，且可尚未經固化。封裝體5可覆蓋光學感測晶片31之側表面313及光透射性組件32之側表面323的至少一部分。然而，封裝體5並不覆蓋光學元件3之頂面(例如，光透射性組件32之第一表面321)。
接著，提供間隔件4。間隔件4具有一第一表面41及與該第一表面41相對之一第二表面42。第一表面41可為頂面。在一些實施例中，第一表面41可為大體上平坦的。間隔件4具有複數個內表面44，其各自界定通孔45，該通孔45延伸穿過該間隔件4之第一表面41及第二表面42。
參看圖13，設置間隔件4於封裝體5上，其中通孔45分別對應於光學元件3。間隔件4之第二表面42面向基板2之第一表面21，且接觸封裝體5。每一光學元件3，例如光透射性組件32，暴露於間隔件4之各別 通孔45中。間隔件4可覆蓋基板2之一部分、光學感測晶片31之一部分及導線36的一部分。舉例而言，導線36可位於間隔件4下方。在一些實施例中，間隔件4並不接觸基板2。舉例而言，間隔件4藉由尚未固化之封裝體5支撐。
間隔件4可按壓封裝體5，使得封裝體5之一部分位於光學元件3與間隔件4之間，且暴露在間隔件4之通孔45中。封裝體5可黏附至光透射性組件32之側表面323及間隔件4之內表面44，因此形成凹面51。接著，固化封裝體5。
基板2之頂面(亦即，第一表面21)與間隔件4之頂面(亦即，第一表面41)之間的距離定義為第二高度H2。封裝體5在鄰近於光學元件3之位置具有第三高度H3，且H2>H1
Figure 109102078-A0305-02-0015-7
H3。舉例而言，第三高度H3可為自基板2之第一表面21至封裝體5接觸光透射性組件32之側表面323的最高點(或封裝體5之凹面51與光透射性組件32之側表面323之交叉點)的距離。
參看圖14，沿著鋸切道10進行單體化製程，因此形成複數個光學封裝結構1，如圖1及圖2中所展示。單體化製程形成基板2之側表面23、間隔件4之外表面43及封裝體5之側表面53，如圖2中所展示。單體化製程之後，封裝體5自間隔件4之外表面43暴露。封裝體5具有側表面53，其與間隔件4之外表面43及/或基板2之側表面23大體上共面。此外，自俯視觀之，間隔件4係呈封閉環形狀。舉例而言，間隔件4係呈矩形框架之形狀。
圖15至圖19說明根據本發明之一些實施例的光學封裝結構之製造方法。在一些實施例中，該方法係用於製造光學封裝結構，例如展示於圖4至圖7中之光學封裝結構1b。所說明製程之初始階段相同或類似 於說明於圖11中的階段。圖15描繪在圖11中描繪之階段之後的階段。
參看圖15，提供間隔件4b，且設置該間隔件4b於基板2上。圖16說明展示於圖15中之結構的俯視圖，且圖17說明沿著展示於圖16中之結構之線V-V截取的剖視圖。間隔件4b具有一第一表面41及與該第一表面41相對之一第二表面42。第一表面41可為頂面。在一些實施例中，第一表面41可大體為平坦的。間隔件4b具有複數個內表面44，其各自界定通孔45，該通孔45延伸穿過該間隔件之第一表面41及第二表面42。參看圖17，間隔件4b位於基板2上、附接至該基板，其中通孔45分別對應於光學元件3。光學元件3及導線36完全暴露在間隔件4b之通孔45中。參看圖17，間隔件4b可呈壁之形狀，自基板2之第一表面21向上延伸。間隔件4b進一步界定複數個隧道46。每一隧道46延伸穿過間隔件4b之兩個鄰接內表面。即，隧道46與間隔件4b之通孔45連通。隧道46之形狀在本發明中並不受限。
參看圖18，設置封裝體5於間隔件4b與光學元件3之間，例如於基板2上及於間隔件4b之通孔45中。封裝體5包圍光學元件3中之每一者。封裝體5可覆蓋光學感測晶片31之側表面313及光透射性組件32之側表面323的至少一部分。然而，封裝體5並不覆蓋光學元件3之頂面(例如，光透射性組件32之第一表面321)。舉例而言，封裝體5可為封裝化合物或底膠，且可尚未經固化。因此，封裝體5可流入至隧道46中且經由該隧道46流動至間隔件4b之通孔45中的每一者中。因此，間隔件4b之每一通孔45中封裝體5的高度可為大體上相同的。封裝體5之一部分進一步位於間隔件4b之隧道46中且填充該隧道。
接著，在固化封裝體5之後，沿著鋸切道10b進行單體化製 程，因此形成如圖4至圖7中所展示的複數個光學封裝結構1b。單體化製程形成基板2之側表面23、間隔件4b之外表面43及封裝體5之側表面53，如圖5至圖7中所展示。在單體化製程之後，封裝體5之位於間隔件4b之隧道46中的部分自間隔件4b之外表面43暴露。封裝體5具有側表面53，其與間隔件4b之外表面43及/或基板2之側表面23大體上共面。圖19說明圖18中所展示之結構的俯視圖。在單體化製程之後，間隔件4b界定開口40(圖4)。即，自俯視觀之，間隔件4b並非呈封閉形狀。舉例而言，如圖4中所示，間隔件4b自俯視觀之係呈矩形形狀，同時矩形之一側可省略。因此於省略側界定開口40，且開口40可位於與隧道46相對之位置。封裝體5自省略側暴露且位在間隔件4b之開口中。
圖20說明根據本發明之一些實施例的一種光學封裝結構之製造方法。在一些實施例中，該方法係用於製造光學封裝結構，例如展示於圖8中之光學封裝結構1c。所說明之製程的初始階段相同或類似於說明於圖15及圖16中的階段，除圖20中所展示的間隔件4c之隧道46c的形狀外。
參看圖20，隧道46c在中心處具有較小高度，而在兩側處之高度較大。此形狀提供間隔件4c較佳之結構強度，但仍具有足以在其製造製程期間供封裝體5流過之空間。所說明製程的展示於圖20中之階段之後的階段類似於說明於圖18及圖19中的階段，因此形成展示於圖8中之光學封裝結構1c。
圖21及圖22說明根據本發明之一些實施例的一種光學封裝結構之製造方法。在一些實施例中，該方法係用於製造光學封裝結構，例如展示於圖9及圖10中之光學封裝結構1d。所說明製程之初始階段相同或 類似於說明於圖15至圖19中的階段，除圖21及圖22中展示的鋸切道10d之位置外。
參看圖21及圖22，可沿著鋸切道10d進行單體化製程，以形成複數個光學封裝結構1d，如圖9及圖10中所展示。單體化製程形成基板2之側表面23、間隔件4d之外表面43及封裝體5之側表面53，如圖9及圖10中所展示。在單體化製程之後，封裝體5之位於間隔件4d之隧道46中的部分自間隔件4d之外表面43暴露。封裝體5具有側表面53，其與間隔件4之外表面43及/或基板2之側表面23大體上共面。然而，自俯視觀之，間隔件4d係呈封閉環形狀。間隔件4d完全包圍光學元件3。除此之外，隧道46界定於兩側處。
除非另外規定，否則例如「上方」、「下方」、「向上」、「左側」、「右側」、「向下」、「頂部」、「底部」、「垂直」、「水平」、「側」、「較高」、「下部」、「上部」、「上方」、「下方」等空間描述係相對於圖中所展示之定向加以指示。應理解，本文中所使用之空間描述僅出於說明之目的，且本文中所描述之結構之實際實施可以任何定向或方式在空間上配置，其限制條件為本發明之實施例之優點不因此配置而有偏差。
如本文中所使用，術語「大約」、「大體上」、「大體」及「約」用以描述及慮及小變化。當與事件或情形結合使用時，術語可指事件或情形精準發生之情況以及事件或情形極近似於發生之情況。舉例而言，當結合數值使用時，該等術語可指小於或等於該數值之±10%的變化範圍，例如，小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%或者小於或等於±0.05%之變化範圍。舉例而言，若兩個數值之間的差小於 或等於該等值之平均值的±10%(例如，小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%或小於或等於±0.05%)，則可認為該兩個數值「大體上」相同。
若兩個表面之間的移位不大於5μm、不大於2μm、不大於1μm或不大於0.5μm，則可認為兩個表面共面或大體上共面。
除非上下文另外明確指明，否則如本文中所用，單數術語「一」及「該」可包括複數個指示物。
如本文中所使用，術語「導電(conductive)」、「導電(electrically conductive)」及「導電率」指輸送電流之能力。導電材料通常指示顯現對於電流流動之極小或零阻力之彼等材料。電導率之一個量度為西門子/公尺(S/m)。通常，導電材料係具有大於約104S/m(例如至少105S/m或至少106S/m)之電導率的一種材料。材料之電導率有時可隨溫度變化。除非另外規定，否則材料之導電率係在室溫下量測。
另外，有時在本文中按範圍格式呈現量、比率及其他數值。應理解，此類範圍格式係為便利及簡潔起見而使用，且應靈活地理解為不僅包括明確規定為範圍限制之數值，且亦包括涵蓋於彼範圍內之所有個別數值或子範圍，如同明確規定每一數值及子範圍一般。
儘管本發明已參看其特定實施例進行描述及說明，但此等描述及說明並不為限制性的。熟習此項技術者應理解，在不脫離如由所附申請專利範圍界定的本發明之真實精神及範疇的情況下，可作出各種改變且可取代等效物。說明可不必按比例繪製。歸因於製造製程及容限，本發明中之藝術再現與實際設備之間可存在區別。可存在並未特定說明的本發 明之其他實施例。應將本說明書及圖式視為說明性而非約束性的。可做出修改，以使特定情形、材料、物質組成、方法或程序適應於本發明之目標、精神及範疇。所有此類修改意欲係在此處附加之申請專利範圍之範疇內。雖然本文中所揭示之方法已參看以特定次序執行之特定操作描述，但應理解，此等操作可經組合、再劃分或重新排序以形成等效方法而不偏離本發明的教示。因此，除非本文中特定地指示，否則操作之次序及分組並非本發明之限制。
1:光學封裝結構
3:光學元件
4:間隔件
5:封裝體
26:導電襯墊
30:主動區(感測區域)
31:光學感測晶片
32:光透射性組件
34:導電襯墊
36:導線
41:第一表面
43:外表面
44:內表面
45:通孔
51:凹面
321:第一表面

Claims (19)

  1. 一種光學封裝結構(optical package structure)，其包含：一基板(substrate)，其具有一頂面；一光學元件(optical element)，其鄰近於該基板之該頂面且具有一第一高度H1；一間隔件(spacer)，其包圍該光學元件且具有一頂面，其中該基板之該頂面與該間隔件之該頂面之間的距離定義為一第二高度H2；及一封裝體(encapsulant)，其位於該光學元件與該間隔件之間，且在鄰近於該光學元件之位置具有一第三高度H3，其中該封裝體覆蓋該光學元件的至少一部分，該光學元件自該封裝體暴露，且H2>H1
    Figure 109102078-A0305-02-0023-8
    H3。
  2. 如請求項1之光學封裝結構，其中該光學元件包括一光學感測晶片(optical sensing chip)及一光透射性組件(light-transmissive component)。
  3. 如請求項1之光學封裝結構，其中該封裝體具有一凹面。
  4. 如請求項1之光學封裝結構，其中該間隔件位於該基板上並附接至該基板，且界定一隧道(tunnel)。
  5. 如請求項4之光學封裝結構，其中該封裝體之一部分位於該間隔件之該隧道中。
  6. 如請求項4之光學封裝結構，其中該間隔件進一步界定一開口。
  7. 如請求項6之光學封裝結構，其中該開口與該隧道相對。
  8. 如請求項6之光學封裝結構，其中該光學元件經由一導線電連接至該基板，且導線位於該間隔件之該開口中。
  9. 如請求項1之光學封裝結構，其中該間隔件具有一外表面，且該封裝體自該間隔件之該外表面暴露。
  10. 如請求項9之光學封裝結構，其中該光學元件經由一導線電連接至該基板，且該導線位於該間隔件之下方。
  11. 如請求項1之光學封裝結構，其中該封裝體接觸該間隔件。
  12. 如請求項1之光學封裝結構，其中該封裝體之一部分位於該間隔件之下方。
  13. 一種光學封裝結構，其包含：一基板，其具有一頂面；一光學元件，其鄰近於該基板之該頂面；一間隔件，其包圍該光學元件且具有一外表面，其中該間隔件位於 該基板上並接觸該基板，且界定一隧道；及一封裝體，其覆蓋該光學元件之至少一部分且位於該光學元件與該間隔件之間，其中該封裝體自該間隔件之該外表面暴露，且該封裝體之一側表面與該間隔件之該外表面大體上共面。
  14. 如請求項13之光學封裝結構，其中該光學元件具有一第一高度H1，該間隔件具有一頂面，該基板之該頂面與該間隔件之該頂面之間的一距離定義為一第二高度H2，該封裝體在鄰近於該光學元件之位置具有一第三高度H3，且H2>H1
    Figure 109102078-A0305-02-0025-9
    H3。
  15. 如請求項13之光學封裝結構，其中該光學元件包括一光學感測晶片及一光透射性組件。
  16. 如請求項13之光學封裝結構，其中該封裝體具有一凹面。
  17. 如請求項13之光學封裝結構，其中該封裝體之一部分位於該間隔件之該隧道中。
  18. 如請求項17之光學封裝結構，其中該間隔件進一步界定一開口。
  19. 如請求項18之光學封裝結構，其中該開口與該隧道相對。
TW109102078A 2019-01-22 2020-01-21 光學封裝結構 TWI729681B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/254,389 US10872915B2 (en) 2019-01-22 2019-01-22 Optical package structure and method for manufacturing the same
US16/254,389 2019-01-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202029365A TW202029365A (zh) 2020-08-01
TWI729681B true TWI729681B (zh) 2021-06-01

Family

ID=71610191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109102078A TWI729681B (zh) 2019-01-22 2020-01-21 光學封裝結構

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10872915B2 (zh)
CN (1) CN111477617A (zh)
TW (1) TWI729681B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112822380A (zh) * 2021-01-22 2021-05-18 南昌欧菲光电技术有限公司 感光芯片及封装结构与其制造方法、摄像模组和电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090038843A1 (en) * 2006-03-02 2009-02-12 Sony Chemical & Information Device Corporation Functional element-mounted module and a method for producing the same
WO2014064541A2 (en) * 2012-10-05 2014-05-01 Mordehai Margalit Light emitting diode package with enhanced heat conduction

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6566745B1 (en) * 1999-03-29 2003-05-20 Imec Vzw Image sensor ball grid array package and the fabrication thereof
US6995462B2 (en) 2003-09-17 2006-02-07 Micron Technology, Inc. Image sensor packages
US7227236B1 (en) * 2005-04-26 2007-06-05 Amkor Technology, Inc. Image sensor package and its manufacturing method
JP5185683B2 (ja) * 2008-04-24 2013-04-17 パナソニック株式会社 Ｌｅｄモジュールの製造方法および照明器具の製造方法
JP5930263B2 (ja) * 2011-02-18 2016-06-08 ソニー株式会社 固体撮像装置
US9184331B2 (en) * 2011-02-24 2015-11-10 Kingpak Technology Inc. Method for reducing tilt of optical unit during manufacture of image sensor
CN110650267A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 三赢科技（深圳）有限公司 感光芯片封装模组及其形成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090038843A1 (en) * 2006-03-02 2009-02-12 Sony Chemical & Information Device Corporation Functional element-mounted module and a method for producing the same
WO2014064541A2 (en) * 2012-10-05 2014-05-01 Mordehai Margalit Light emitting diode package with enhanced heat conduction

Also Published As

Publication number Publication date
CN111477617A (zh) 2020-07-31
TW202029365A (zh) 2020-08-01
US20200235153A1 (en) 2020-07-23
US10872915B2 (en) 2020-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5619276B2 (ja) 誘電体塊上に端子を有するマイクロ電子パッケージ
JP5635661B1 (ja) イメージセンサの２段階封止方法
TWI419832B (zh) 微機電系統裝置及其之製造方法
CN103201836B (zh) 具有面阵单元连接体的可堆叠模塑微电子封装
KR101964763B1 (ko) 센싱칩 패키징 어셈블리, 이를 포함하는 전자장치 및 센싱칩 패키징 어셈블리의 제조방법
US8274153B2 (en) Electronic component built-in wiring substrate
CN104422553A (zh) 微机械传感器装置及相应的制造方法
JP5661668B2 (ja) 半導体ハウジングおよび半導体ハウジングの製造方法
JP5708688B2 (ja) センサパッケージの製造方法
US8310069B2 (en) Semiconductor package having marking layer
US20060273437A1 (en) Optoelectronic semiconductor assembly with an optically transparent cover, and a method for producing optoelectronic semiconductor assembly with an optically transparent cover
CN107039387A (zh) 引线框架、半导体装置及引线框架的制造方法
TWI729681B (zh) 光學封裝結構
JP2012191209A6 (ja) 半導体ハウジングおよび半導体ハウジングの製造方法
JP2018056369A (ja) 半導体装置の製造方法
US6864117B2 (en) Method for producing solid-state imaging device
US11655143B2 (en) Semiconductor component and method for producing same
CN102804363B (zh) 半导体装置及半导体装置的制造方法
JP2012182207A (ja) Ｌｅｄ素子用リードフレームおよびその製造方法
US20150069593A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing same
TWI389296B (zh) 可堆疊式封裝結構及其製造方法及半導體封裝結構
CN110294452A (zh) 半导体装置封装及制造其的方法
CN108242405A (zh) 一种无基板半导体封装制造方法
CN210006061U (zh) 指纹感测封装模块
KR101060119B1 (ko) 칩 적층형 웨이퍼 레벨 패키지