TWI808761B

TWI808761B - 感測裝置的封裝結構

Info

Publication number: TWI808761B
Application number: TW111118415A
Authority: TW
Inventors: 張竣傑; 黃尊煥; 陳詩駿; 曾生斗; 李佳霖
Original assignee: 力成科技股份有限公司
Priority date: 2022-05-17
Filing date: 2022-05-17
Publication date: 2023-07-11
Also published as: TW202347745A

Abstract

一種感測裝置的封裝結構，包含一塑膠基板、一外擋牆、一感測晶片、一封裝層，及一透光蓋板。該塑膠基板包括一設置面，及一位在該設置面的線路單元。該外擋牆設置在該設置面而界定出一設置空間。該感測晶片包括一感測面並設置在該設置空間，且與該線路單元電連接。該封裝層設置在該設置空間並覆蓋該感測晶片且讓該感測面露出。該透光蓋板與該感測面相間隔設置，並包括一面向該感測面的內側面，該內側面的中心至該感測面的距離大於該內側面的周緣至該感測面的距離，並定義該設置面至該外擋牆的頂面為一外擋牆高度，而該設置面至該透光蓋板的頂面為一封裝高度，該外擋牆高度小於該封裝高度。

Description

感測裝置的封裝結構

本發明是有關於一種封裝結構，特別是指一種感測裝置的封裝結構。

現有感測裝置的封裝結構中，一般是使用陶瓷材料作為封裝基板，主要是在陶瓷封裝基板上先形成凹腔結構，接著，在凹腔結構中設置感測晶片，並於該凹腔結構中填入封裝膠材，且讓感測晶片的感測面露出，最後，以透明蓋板蓋於感測面上進行保護。

然而，現有感測裝置使用陶瓷材料作為封裝基板，由於陶瓷材料價格昂貴，且容易因其具有高硬度、高密度等材料特性，使整體封裝尺寸較大而不易改變，也讓封裝製程存在諸多限制。

因此，本發明的目的，即在提供一種感測裝置的封裝結構。

於是，本發明感測裝置的封裝結構，包含一塑膠基板、一外擋牆、一感測晶片、一封裝層，及一透光蓋板。

該塑膠基板包括一設置面，及一位在該設置面的線路單元。

該外擋牆設置在該設置面的外周緣而圍繞界定出一設置空間。

該感測晶片設置在該設置面並位在該設置空間，且與該線路單元電連接，並包括一反向該設置面的感測面。

該封裝層設置在該設置空間並覆蓋該感測晶片且讓該感測面露出。

該透光蓋板與該感測面相間隔設置，並包括一面向該感測面的內側面，該內側面的中心至該感測面的距離大於該內側面的周緣至該感測面的距離，並定義該設置面至該外擋牆的頂面為一外擋牆高度，而該設置面至該透光蓋板的頂面為一封裝高度，該外擋牆高度小於該封裝高度。

本發明的功效在於，通過使用該塑膠基板做為封裝結構基底，用以取代現有的陶瓷基板，能有效削減製作成本，並讓整體封裝結構能因使用塑膠基板讓後續材料搭配更為靈活，以獲得更高的基板使用效率。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1至圖3，本發明感測裝置的封裝結構的一第一實施例包含一塑膠基板2、一外擋牆3、一感測晶片4、一封裝層5，及一透光蓋板6。

具體地說，該塑膠基板2包括一設置面21，及一位在該設置面21的線路單元22，該線路單元22主要是形成在該塑膠基板2中，而讓部分線路露出在該設置面21，以便後續與該感測晶片4電連接使用。適用於本實施例的該塑膠基板2材料可選自例如聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，或聚丙烯(PP)。

該外擋牆3設置在該設置面21的外周緣而圍繞界定出一設置空間30。為了讓該外擋牆3能夠牢固地與該塑膠基板2連接，可進一步地在該塑膠基板2的設置面21的外周緣位置增加凹凸結構，以讓該外擋牆3對應設置在該凹凸結構上。

詳細地說，在該設置面21上設置的凹凸結構態樣並沒有特別限制，可以是如圖2所示讓該凹凸結構包括一不小於該外擋牆3的寬度的凹溝210，使該外擋牆3能完整的嵌於該凹溝210中；或也可以是如圖3所示讓該凹凸結構包括一小於該外擋牆的寬度的凹溝210，使該外擋牆3的部分嵌於該凹溝210中。透過該凹溝210的設置，能增加該外擋牆3設置在該塑膠基板2上的附著力，進而增加產品可靠度。適用於本實施例的該外擋牆3材料可選自例如UV光硬化樹脂(UV Epoxy)，或熱固型環氧樹脂等。

該感測晶片4設置在該設置面21並位在該設置空間30，且與該線路單元22電連接，並包括一反向該設置面21的感測面41。在本實施例中，該感測晶片4可透過黏合劑8黏合在該設置面21上，並透過多條打線42接合方式與該塑膠基板2的線路單元22電連接。適用於本實施例的該感測晶片4沒有特別限制，可以是例如互補式金屬氧化半導體(CMOS)影像感測器，或電荷耦合裝置(CCD)影像感測器等。

該透光蓋板6設置在該感測晶片4上並與該感測面41相間隔，該封裝層5設置在該設置空間30中，用以包覆該感測晶片4及部分覆蓋該透光蓋板6。

詳細地說，在本實施例中，該透光蓋板6包括一面向該感測面41的內側面61，該內側面61的中心至該感測面41的距離是大於該內側面61的周緣至該感測面41的距離，也就是說，該內側面61可呈有弧度、或有曲面，甚或是呈ㄇ字型態樣而能直接與該感測面41相間隔。因此，該透光蓋板6只需要配合將黏合劑8設置在該內側面61周緣，便能將該透光蓋板6直接設置在該感測晶片4上。要說明的是，該內側面61的態樣並沒有特別限制，在本實施例中，該內側面61是以呈ㄇ字型態樣的表面為例做說明。

接著，再將該封裝層5填入該設置空間30，便能完整包覆該感測晶片4，並一併包覆該透光蓋板6的側邊，僅讓該透光蓋板6的頂面60露出。透過該封裝層5將該透光蓋板6的側面完整包覆，能有效改善該感測晶片4的眩光(flare)與鬼影(ghost image)效應。適用於本實施例的該封裝層5材料可選自例如UV光硬化樹脂(UV Epoxy)，或熱固型環氧樹脂。

進一步地，定義該設置面21至該外擋牆3的頂面31為一外擋牆高度H1，而該設置面21至該透光蓋板6的頂面60為一封裝高度H2。當該外擋牆高度H1越高時，其設置在該設置面21上所需要的寬度就越多，因此，在本實施例中，該外擋牆高度H1會小於該封裝高度H2，以減少該外擋牆3設計所佔有的寬度，而為了確保該感測晶片4的收光及不受環境光的影響，該外擋牆高度H1與該感測晶片4的高度則沒有特別限制，在本實施例中的圖式，是以該外擋牆高度H1不小於該感測晶片4高度示意呈現，但也可以是讓該外擋牆高度H1小於該感測晶片4高度，此時，因為降低該外擋牆3的高度而可縮小其寬度，進而減少材料的使用。

參閱圖4，本發明感測裝置的封裝結構的一第二實施例，其結構大致與該第一實施例相同，不同之處在於，該感測晶片4與該塑膠基板2之間的電連接方式。具體地說，在該第二實施例中，是在該感測晶片4上形成多個矽穿孔(TSV)43，再以多個對應該等矽穿孔43的錫球44電連接至該塑膠基板2的線路單元22上，以降低透過打線方式電連接的繁複製程。

參閱圖5，本發明感測裝置的封裝結構的一第三實施例，其結構大致與該第一實施例相同，不同之處在於，還包括一設置在該感測晶片4上而圍繞該感測面41的內擋牆7，該透光蓋板6設置並連接該外擋牆3、該封裝層5，及該內擋牆7三者的頂面上。

具體地說，在該第三實施例中，該感測晶片4設置在該塑膠基板2上後，會先在該感測面41周圍設置該內擋牆7，並讓該內擋牆7與該外擋牆3同高，接著填入該封裝層5，且也讓該封裝層5的頂面與該內擋牆7及該外擋牆3彼此齊平，最後選用平面式的該透光蓋板6透過該黏合劑8連接於該外擋牆3上，以讓該透光蓋板6位於整體封裝結構的最頂面，同時連接保護該外擋牆3、該封裝層5、該內擋牆7，及該感測晶片4。要說明的是，在本實施例中，該感測晶片4是以打線方式與該塑膠基板2電連接為例做說明，但其電連接方式並不以此為限制，也可以是例如該第二實施例以矽穿孔方式與該塑膠基板2電連接，且在本實施例中，仍是讓該外擋牆高度H1小於該封裝高度H2。

綜上所述，本發明感測裝置的封裝結構，通過使用該塑膠基板2做為封裝結構基底，用以取代現有的陶瓷基板，能有效降低製作成本，進一步地在該塑膠基板2上設置凹溝210，以增加該外擋牆3設置在該塑膠基板2上的附著力，進而增加產品可靠度，同時讓該外擋牆高度H1小於該封裝高度H2，能減少該外擋牆3位在該設置面21所佔有的寬度，此外，該封裝層5完整的包覆該透光蓋板6的側面，而僅讓該透光蓋板6的頂面60露出，能改善該感測晶片4的眩光與鬼影效應，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2:塑膠基板 21:設置面 210:凹溝 22:線路單元 3:外擋牆 30:設置空間 31:頂面 4:感測晶片 41:感測面 42:打線 43:矽穿孔 44:錫球 5:封裝層 6:透光蓋板 60:頂面 61:內側面 7:內擋牆 8:黏合劑 H1:外擋牆高度 H2:封裝高度

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明感測裝置的封裝結構的一第一實施例；圖2是一示意圖，說明本發明感測裝置的封裝結構的設置面上的凹凸結構的一態樣；圖3是一示意圖，說明本發明感測裝置的封裝結構的設置面上的凹凸結構的另一態樣；圖4是一示意圖，說明本發明感測裝置的封裝結構的一第二實施例；及圖5是一示意圖，說明本發明感測裝置的封裝結構的一第三實施例。

2:塑膠基板

21:設置面

22:線路單元

3:外擋牆

30:設置空間

31:頂面

4:感測晶片

41:感測面

42:打線

5:封裝層

6:透光蓋板

60:頂面

61:內側面

8:黏合劑

H1:外擋牆高度

H2:封裝高度

Claims

一種感測裝置的封裝結構，包含：一塑膠基板，包括一設置面，及一位在該設置面的線路單元；一外擋牆，設置在該設置面的外周緣而圍繞界定出一設置空間；一感測晶片，設置在該設置面並位在該設置空間，且與該線路單元電連接，並包括一反向該設置面的感測面；一封裝層，設置在該設置空間並覆蓋該感測晶片且讓該感測面露出；及一透光蓋板，與該感測面相間隔設置，並包括一面向該感測面的內側面，該內側面的中心至該感測面的距離大於該內側面的周緣至該感測面的距離，並定義該設置面至該外擋牆的頂面為一外擋牆高度，而該設置面至該透光蓋板的頂面為一封裝高度，該外擋牆高度小於該封裝高度。
如請求項1所述感測裝置的封裝結構，其中，該透光蓋板設置在該感測晶片上，該封裝層包覆該感測晶片與該透光蓋板，並讓該透光蓋板的頂面露出。
如請求項2所述感測裝置的封裝結構，其中，該封裝層完整包覆該感測晶片及該透光蓋板的側邊。
如請求項1所述的感測裝置的封裝結構，還包括一設置在該感測晶片上而圍繞該感測面的內擋牆，該透光蓋板設置並連接該外擋牆、該封裝層，及該內擋牆三者的頂面上。
如請求項1至4中任一項所述的感測裝置的封裝結構，其中，該塑膠基板的設置面外周緣具有凹凸結構，該外擋牆設置在該凹凸結構上。
如請求項5中任一項所述的感測裝置的封裝結構，其中，該凹凸結構包括一不小於該外擋牆的寬度的凹溝。
如請求項5中任一項所述的感測裝置的封裝結構，其中，該凹凸結構包括一小於該外擋牆的寬度的凹溝。
如請求項1至4中任一項所述的感測裝置的封裝結構，其中，該透光蓋板的內側面呈曲面態樣的表面。
如請求項1至4中任一項所述的感測裝置的封裝結構，其中，該透光蓋板的內側面呈ㄇ字型態樣的表面。
如請求項1至4中任一項所述的感測裝置的封裝結構，其中，該感測晶片透過打線接合方式或矽穿孔方式與該塑膠基板的線路單元電連接。