專利名稱：影像感測器的封裝與其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種能避免微透鏡 受到雜質(zhì)粒子污染的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)與其制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今半導(dǎo)體科技的發(fā)展非?？焖伲貏e是在對(duì)于半導(dǎo)體芯片微型化的趨 勢方面有顯著的進(jìn)步。然而，吾人對(duì)于現(xiàn)今半導(dǎo)體芯片功能上的需求卻曰趨 于多樣化。此即代表現(xiàn)今的半導(dǎo)體芯片必須在更小的區(qū)域內(nèi)設(shè)置更多的輸出
入接墊。如此，引腳(pin)的密度才能大幅提升。這使得半導(dǎo)體芯片封裝日益 困難，良率也下降。封裝結(jié)構(gòu)主要的功能是保護(hù)芯片不受到外界損害。而且， 芯片所產(chǎn)生的熱必須能通過封裝結(jié)構(gòu)有效地發(fā)散以確保芯片能夠正常的運(yùn) 作。大部分的封裝技術(shù)都會(huì)先將晶片上的芯片(chip)分成個(gè)別的小芯片(dies) 再分別進(jìn)行芯片的封裝與測試。而另一種名為"晶片級(jí)封裝"(wafer level package, WLP)的封裝技術(shù)可在芯片被分成個(gè)別的小芯片之前就先進(jìn)行封裝。 晶片級(jí)封裝技術(shù)有一些優(yōu)點(diǎn)，如制作時(shí)間較短、成本低、以及不需要進(jìn)行底 部填膠(imderfill)或是模封(molding)等步驟。
數(shù)字影像技術(shù)現(xiàn)今已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在數(shù)字相機(jī)、掃描儀等攝影器材上。 一般的CMOS傳感器會(huì)被配置在電路板上。CMOS傳感器具有一芯片固定其 中。透鏡座上具有一聚焦透鏡用來將影像聚焦在CMOS感測器的芯片上。通 過此透鏡，影像信號(hào)會(huì)被芯片傳送至一數(shù)字處理器以將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號(hào)。CMOS傳感器的芯片對(duì)于紅外線和灰塵相當(dāng)敏感，傳感器上雜質(zhì)粒 子的存在會(huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置的質(zhì)量下降。為了避免這類情形，以傳統(tǒng)人工的方
式來移除雜質(zhì)粒子又有可能會(huì)損害到敏感的芯片。
一般而言，影像感測器模
塊是使用COB (Chip on Board,芯片直焊)或LCC (Leaded Chip Carrier,芯片
承載)的方法形成。COB工藝因?yàn)樵诜庋b過程中其感測區(qū)域容易受到雜質(zhì)粒子 的污染，故其良率較低。此外，LCC封裝也因感測區(qū)域易受到雜質(zhì)粒子污染 的原因而產(chǎn)生良率較低、成本高等的缺點(diǎn)。
微透鏡是一種光學(xué)組件，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中被用來作為固態(tài)(solid state)影像 裝置。在微透鏡的設(shè)計(jì)與制作當(dāng)中，其最重要的考慮就是感亮度 (photosensitivity)。微透鏡感亮度下降的因素之一就是微透鏡區(qū)域低于其設(shè)定 的理想值。SHELL CASE公司曾開發(fā)一種晶片級(jí)封裝技術(shù)。由于需要兩片玻 璃板以及工藝復(fù)雜，以此技術(shù)來封裝影像感測器芯片所費(fèi)成本較高，再加上 其透光度會(huì)因?yàn)榄h(huán)氧樹脂(epoxy)的磨耗而變差，使得可靠度下降。美國專利 5,514888號(hào)"ON-CHIP SCREEN TYPE SOLID STATE IMAGE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF"揭示了一種在硅襯底上形成電荷 耦合組件(CCDs)的方法，其使用傳統(tǒng)的光刻技術(shù)與回焊技術(shù)在CCD數(shù)組上方
形成一微透鏡數(shù)組。
打線接合(wire bonding)是一種用來在封裝內(nèi)形成電路連接的傳統(tǒng)技術(shù)。
打線接合會(huì)采用金、鋁或銅線等材料。焊接線的一端會(huì)接在芯片上，而另一 端則接在次一層級(jí)的基材上，如導(dǎo)線架(leadframe)、印刷電路板、陶瓷基板、 或是軟性電路板。
一般的打線接合技術(shù)會(huì)在芯片上形成球焊接點(diǎn)(ball bond),在襯底上則形 成縫焊接點(diǎn)(stitch bond)。在打線接合的過程中，焊針末端的焊線會(huì)受熱燒成 球狀，從打線機(jī)(wire bonder)的焊針(capillary)末端延伸而出。當(dāng)施以熱壓或/ 與超聲波震蕩時(shí)，焊針會(huì)壓下而將焊線焊在芯片的焊墊上。在焊墊上的球焊 形成后，焊針的下個(gè)動(dòng)作是移動(dòng)到欲焊接的基材上(引線)，以形成一循環(huán)。焊 針會(huì)在基材的焊接位置上將焊線壓下焊接，產(chǎn)生一楔型的縫焊接點(diǎn)。
于此，本發(fā)明提出一種創(chuàng)新的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，可使感測區(qū)域免于
雜質(zhì)粒子的污染并改善傳統(tǒng)的焊接線連結(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為因應(yīng)上述先前技術(shù)中所產(chǎn)生的問題而生，其目的在于提出一種 微透鏡區(qū)域不會(huì)受到雜質(zhì)粒子污染的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。根
據(jù)本發(fā)明，其影像感測器封裝結(jié)構(gòu)可采用連接通孔(via through hole)作為其連 接點(diǎn)，而不需使用傳統(tǒng)的打線接合。
本發(fā)明提出一種影像感測器封裝，其包含一襯底、 一芯片黏在(mounted) 襯底上方。 一封膠材料(核膠，core paste)在芯片的四周形成以露出其微透鏡區(qū) 域。其中該封膠材料含有通孔結(jié)構(gòu)穿透其中。 一重布層形成在該封膠材料上 方以連接芯片上的接墊。金屬接墊則形成在該通孔結(jié)構(gòu)上。 一覆蓋層在襯底 的上方形成以隔絕該金屬接墊。
在本發(fā)明中，襯底的材質(zhì)包含金屬、合金42(42%鎳-58%鐵)、Kovar合金 (29%鎳-17%鈷-54%鐵)、玻璃、陶瓷、硅或是印刷電路板(以具有高玻璃轉(zhuǎn)換 溫度的環(huán)氧樹脂類材料為佳，如FR5或是BT)。其芯片包含CCD和CMOS 的影像感測器芯片。該封膠材料的材質(zhì)包含硅膠、樹脂、環(huán)氧樹脂。其第一 介電層與第二介電層的材質(zhì)包含SINR (Siloxane polymer,硅氧垸聚合物)、BCB (Benzo-cyclobutene，苯并環(huán)丁烯)、PI(polyimides)或是以硅酮為主的材料。微 透鏡上保護(hù)層的材質(zhì)包含Si02，Al203。其重布層的材質(zhì)包含銅/金、銅/鎳/金合 金。其通孔層(via)的材質(zhì)包含鈦/銅或是鈦/鎢/銅合金。其覆蓋層的材質(zhì)包含環(huán) 氧樹脂、樹脂、以硅膠為主(siliconebase)的材料。
本發(fā)明還提出了一個(gè)制作影像感測器封裝的方法，其包含提供一芯片， 其含有一保護(hù)層形成在其微透鏡區(qū)域上；在該芯片四周填入封膠材料(核心膠 體)；接著，提供一襯底黏在該芯片上；在封膠材料與芯片上方形成一第一介 電層。該第一介電層含有-第一開口(鋁墊)以及一第二開口裸露出形成在其內(nèi) 部的微透鏡區(qū)域；接下來，移除部分的第一介電層與封膠材料以形成一第三開口；之后，在該第一介電層上方形成一晶種層(seed metal layer)以及一重布 層填入該第一開口中以連接芯片上的接墊；形成一通孔層填入該第三開口 ； 再來，在該第一介電層以及重布層上方形成一第二介電層，該第二介電層含 有一第四開口以露出其微透鏡區(qū)域；在通孔層上形成金屬接墊；接著，在襯 底上方形成一覆蓋層。
在本發(fā)明中，其第一開口與第二開口是使用光刻工藝以及刻蝕工藝形成。 其第三開口是使用激光鉆孔(laser drilling)工藝形成。其重布層是使用電鍍工藝 形成。通孔層的金屬也是使用電鍍工藝形成。而第四開口則是使用光刻工藝 以及刻蝕工藝形成。
本發(fā)明在某些部份與配置會(huì)以物理的方式呈現(xiàn)，其較佳實(shí)施例在說明書 中會(huì)有詳細(xì)的描述與圖示，其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明一影像感測器封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖與截面圖2為根據(jù)本發(fā)明一影像感測器BGA式封裝結(jié)構(gòu)的底視圖3為根據(jù)本發(fā)明一影像感測器LGA式封裝結(jié)構(gòu)的底視圖4為根據(jù)本發(fā)明一影像感測器封裝結(jié)構(gòu)的截面附圖標(biāo)號(hào)
100影像感測器封裝101芯片接墊
102重布層103通孔層
104保護(hù)層105襯底
200球型柵格數(shù)組封裝201錫球
202通孔層203重布層
300基板柵格數(shù)組封裝301金屬接墊
400心片401芯片接墊
402封膠403第一介電層
404 第二介電層 405 通孔層
406 金屬薄膜 407 金屬接墊
408 襯底 409 重布層
410 覆蓋層 411 金屬薄膜
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在此處將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，不僅限于此處所詳述者， 需了解本發(fā)明也可在其它廣泛的實(shí)施例當(dāng)中施行，且本發(fā)明的范疇未受權(quán)利 要求以外的敘述或說明所限制。然，此處并未明定其各組件的尺度與組成。 而為了讓本發(fā)明能被更清楚的描述與理解，圖中一些相關(guān)組件的尺度被放大， 而不重要的部位則被省略。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一影像感測器封裝100基本結(jié)構(gòu)的頂視圖與截面圖， 此結(jié)構(gòu)包含 一由金屬材料制成的方形襯底105、 一用來擷取影像的半導(dǎo)體裝 置芯片106 (CMOS影像感測器芯片)，其含有一平面CMOS影像感測器可通 過一由硅膠、樹脂或環(huán)氧樹脂等材質(zhì)構(gòu)成的封膠材料(核心膠體膠)107黏在襯 底105上； 一通孔層結(jié)構(gòu)103形成并穿過封膠層并以電鍍工藝在其中填入銅。 該結(jié)構(gòu)被設(shè)定成圓柱型之類的形狀并連接到襯底105作為其與印刷電路母板 連接的信道； 一晶種層(圖中未表示)與一重布層102被連接到半導(dǎo)體組件芯片 106上的芯片焊墊101以及通孔層結(jié)構(gòu)103上；而一保護(hù)層104在影像感測器 芯片106上形成以覆蓋影像感測器芯片的感測區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，圖2與圖3分別表示出一BGA封裝(BallGridArray，球型 柵格數(shù)組)200與LGA(Land Grid Army ，基板柵格數(shù)組)封裝300的影像感測器 封裝結(jié)構(gòu)的底視圖。BGA式封裝的特征是使用一封裝襯底，其正面與半導(dǎo)體 芯片相接，而背面則使用自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)注入錫球(solder ball)數(shù)組來與PCB母 板焊接。此作法使得單位面積下的芯片載體(即封裝結(jié)構(gòu))可設(shè)置更多的輸出入 接點(diǎn)(1/0)，以達(dá)到高整合性半導(dǎo)體芯片的封裝需求。錫球或錫塊(bump)的焊
接方式可讓封裝結(jié)構(gòu)整體與一外部裝置或組件電性連接。
在BGA封裝中，金屬材質(zhì)的錫球201通過重布層203與通孔層202電耦 合。在LGA式封裝中，金屬接墊301則可讓信號(hào)直接與PCB母板電耦合。 該金屬接墊被用來作為終端引腳(terminalpin)，其間距(pitch)約為400 pim，引 腳區(qū)域約為400pm x 200(im，每一邊的接腳數(shù)目為13，而其每一邊長尺寸為 0，4mm+(13x0.4mm)+0.4mm。終端引腳表面金屬的厚度約為2000A以上，可 達(dá)到更好的焊接效果。
影像感測器100詳細(xì)的周邊結(jié)構(gòu)如圖4所示，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例中 的影像傳感器封裝結(jié)構(gòu)。在圖4中，影像感測器封裝100是由一用來擷取影 像的半導(dǎo)體組件芯片400所構(gòu)成，其含有一平面CMOS影像感測器之類的組 件通過一封膠材料(核心膠體)或黏晶材料黏在襯底408上。 一晶種層與一重布 層409被連接到半導(dǎo)體組件芯片400上的芯片接墊401; —第一介電層403覆 蓋在芯片接墊401與微透鏡區(qū)域以外的封膠402區(qū)域與芯片400上方。 一第 二介電層404則覆蓋在微透鏡區(qū)域以外的重布層409與該第一介電層403上 方以保護(hù)芯片400;通孔層405穿過該第一介電層403與封膠402區(qū)域以連接 金屬接墊407與該重布化傳導(dǎo)層409; —保護(hù)層104(如圖1所示)覆蓋在影像 傳感器400的微透鏡上，而一覆蓋層410在金屬接墊407形成后被鍍?cè)谝r底 408以及核膠402區(qū)域下方。
舉例而言，襯底408是一硬塊材式的金屬、合金42(42%鎳-58%鐵)、Kovar 合金(29%鎳-17%鈷-54%鐵)、玻璃、陶瓷、硅或是PCB有機(jī)襯底(具有高玻璃 轉(zhuǎn)換溫度的環(huán)氧樹脂類材料，如FR5或是BT)等材質(zhì)。上述的半導(dǎo)體芯片400 被黏附在襯底的正表面上。合金42的組成包含42%的鎳與的58%鐵，而Kovar 合金的組成包含29%的鎳、17%的鈷以及54%的鐵。在本例中，襯底408是 一個(gè)圓形或方形的板狀結(jié)構(gòu)。其金屬接墊407的原料包含銅、合金42。金屬 接墊407可被用來作為與PCB母板連接的通道。 一由金元素組成的金屬薄膜 406可作為通孔層405與該金屬接墊407之間的接口 ，其作用如同黏結(jié)層或晶
種層，可加強(qiáng)通孔層405與金屬接墊407之間的連結(jié)。另一由金元素組成的 金屬薄膜411形成在該金屬接墊407的焊接面上以改善整體封裝的電性。
根據(jù)本發(fā)明，此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于其封裝結(jié)構(gòu)采用通孔層405以及金屬 接墊407兩構(gòu)造，不需像傳統(tǒng)的封裝使用打線接合(wire bonding)的方式來與 PCB板或外部裝置連接。
合金42的物理性質(zhì)如下其熱膨脹系數(shù)(CTE)約為4.0 4.7(ppm/。C)、熱 傳導(dǎo)率約為12(W/m-°C)、電阻率約為70(Ml2-cm)而應(yīng)力彎曲疲勞強(qiáng)度(fatigue strength)約為620 MPa。同樣地，Kovar合金的物理性質(zhì)如下其熱膨脹系數(shù) (CTE)約為5.1 8.7(ppm/。C)、熱傳導(dǎo)率約為40(W/m-°C)、電阻率約為49 OiQ-cm)。換言之，本發(fā)明中的金屬合金可被用來作為導(dǎo)線架合金。像合金42 或Kovar合金之類的金屬在此類應(yīng)用具有不錯(cuò)的接受度，因?yàn)槠錈崤蛎浵禂?shù) 與硅晶片以及陶瓷非常吻合，且可成形性高(high formability)。故合金42與 Kovar合金為本發(fā)明的要件之一。如以上所述，此兩合金材料的熱膨脹系數(shù)與 硅的熱膨脹系數(shù)(2.3 ppm廠C)以及陶瓷的熱膨脹系數(shù)(3.4 to 7.4 ppm/。C)相吻 合。Kovar合金與合金42也具有高疲勞強(qiáng)度。合金42的疲勞強(qiáng)度為620MPa， 相較之下大部分的銅合金疲勞強(qiáng)度僅有380 550的譜。故這類材料適合用來 作為電子信號(hào)的傳導(dǎo)路徑。此外，此類材料必須能耐腐蝕，因?yàn)楦g會(huì)增加 鋁的電阻率而造成電性錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致機(jī)械性的斷裂。本發(fā)明中的傳導(dǎo)材料 可包含鐵-鎳合金、鐵-鎳-鈷合金、銅-鐵合金、銅-鉻合金、銅-鎳-硅合金或是 銅-錫合金等。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)中配置有一用于擷取影像的半導(dǎo)體組件芯片400，例如一半 導(dǎo)體電路區(qū)之類的區(qū)域，其中有一光電轉(zhuǎn)換區(qū)(感測區(qū)域)由一群光電轉(zhuǎn)換組件 所組成，形成了平面CMOS影像感測器及其數(shù)組； 一驅(qū)動(dòng)電路區(qū)連續(xù)驅(qū)動(dòng)該 光電轉(zhuǎn)換組件群并獲取電荷信號(hào)； 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換區(qū)將該電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成一 數(shù)字信號(hào)； 一信號(hào)處理區(qū)將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為一影像信號(hào)輸出；其中， 一曝 光控制裝置形成在該半導(dǎo)體芯片上，可根據(jù)該數(shù)字信號(hào)的輸出等級(jí)來控制其
曝光時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，影像傳感器封裝的詳細(xì)制作方式如下在影像傳感器晶片 中，首要步驟就是清洗該具有復(fù)數(shù)個(gè)芯片400的半導(dǎo)體晶片。下一步，將保
護(hù)層104(如圖1所示)鍍?cè)谠撚跋窀袦y芯片400的微透鏡區(qū)域上。該保護(hù)層104 的原料包含Si02、 Al203或是含氟聚合物(Fluor叩olymer)。之后，保護(hù)層會(huì)被 熱固(cure)。接著， 一頂覆蓋層在工藝期間會(huì)暫時(shí)覆蓋在該保護(hù)層上。之后半 導(dǎo)體晶片會(huì)進(jìn)行晶背研磨(backlapping)的步驟。芯片40的厚度約為175mm或 127mm(5 mils)，視整體封裝的厚度而定。接下來，處理后的半導(dǎo)體晶片會(huì)被 切割(singulate)成單一的芯片400。
就襯底408而言， 一光阻層會(huì)被鍍?cè)谠撘r底408的第一表面上(正面)，其 后襯底會(huì)進(jìn)行光刻工藝顯開未刻蝕的區(qū)域。之后，以電鍍工藝在該區(qū)域上形 成一金元素層。接下來，將光阻層拔除并進(jìn)行半濕刻蝕工藝以形成接墊(pad), 如同圖3所示的LGA接墊301。襯底的原料可選擇以下材料合金42、 Kovar 合金、玻璃、陶瓷、硅以及PCB。另外，也可選擇進(jìn)行清洗襯底408表面的 步驟。
再來，使用一精密對(duì)準(zhǔn)撿放系統(tǒng)(pick and place)將芯片上含有接墊的那一 面(即動(dòng)態(tài)面)以彈性材料暫時(shí)黏附在一底座上(該底座為含有芯片重布對(duì)準(zhǔn)圖 形的工具)。該撿放系統(tǒng)可視為一定制的可移動(dòng)式覆晶焊接器(flip chip bonder)。 在本例中，復(fù)數(shù)個(gè)芯片400會(huì)在一特定或預(yù)定的條件下從該彈性材料上被剝 除。換言之，在一般狀態(tài)下，該彈性材料的表面具有黏滯性(黏性)，而當(dāng)彈性 材料置于某一特定環(huán)境或條件下它會(huì)失去黏滯性。所謂特定或預(yù)定的環(huán)境可 為去離子水溶液、特定的溶劑、預(yù)定的溫度(約為20 4(TC，視使用的溶劑而 定)、或是特定的光照(如紫外光)等環(huán)境。上述的底座(工具)在清洗后可重復(fù)使 用。
填膠步驟為將一封膠材料(核心膠體)402填入鄰近芯片400間的空隙中并 覆蓋在芯片400上方。核膠402是以封膠材料或是彈性材料制成。封膠的原料可在硅膠、樹脂以及環(huán)氧樹脂之間作選擇。封膠402的寬度每邊約為 500(im lmm之間，而切割道(scribe line)寬約為100 150mm。襯底408是通 過封膠402黏在芯片400上。襯底408黏上之后會(huì)進(jìn)行一紫外線固化或熱固 化步驟來加強(qiáng)封膠(molding)的效果(黏附效果)。封膠402固化之后，封裝結(jié)構(gòu) 會(huì)在上述特定的環(huán)境下從彈性材料上剝離。
接下來，在清洗芯片表面后， 一第一介電層403會(huì)被鍍?cè)诜饽z402以及 芯片400的上方。該第一介電層403會(huì)以光刻工藝與刻蝕工藝在其表面上形 成第一開口與第二開口以露出鋁墊401以及其微透鏡區(qū)域。再來會(huì)進(jìn)行另一 道光刻及刻蝕工藝來形成穿過該第一介電層403與核膠區(qū)405的通孔。另外， 也可以采用激光鉆孔工藝來形成通孔。通孔層的直徑約為100pm，而其高度 約為20(Him (或15(Him)，其深寬比為2(或1.5)。在激光鉆孔之后會(huì)進(jìn)行 RIE( Reactive Ion Etch，反應(yīng)式離子刻蝕法)步驟清洗鋁墊401以避免受到雜質(zhì) 粒子的污染。 一晶種層406會(huì)以濺鍍方式填入通孔與鋁墊中并覆蓋在第一介 電層403上方。再來， 一光阻層會(huì)被鍍?cè)诰ХN層及第一介電層403上。接著， 實(shí)行光刻工藝形成光阻圖形以露出芯片接墊401、通孔以及重布層圖形。再來 實(shí)行電鍍工藝將材料填入通孔并覆蓋在芯片接墊401上方，以形成通孔層405 以及重布層409。舉例而言，晶種層406的材質(zhì)包含銅、鈦-銅合金、鈦-鎢-銅合金，而重布層409的材質(zhì)包含銅-金合金、銅鎳金合金。重布化傳導(dǎo)層409 的厚度約為6.0^im。在光阻拔除后，接下來晶種層進(jìn)行濕刻蝕步驟來移除第一 介電層403上方的晶種層以形成重布層409。
接下來， 一第二介電層404被鍍?cè)诘谝唤殡妼?03與重布層409上方以 保護(hù)芯片400。第二介電層404會(huì)進(jìn)行光刻工藝和刻蝕工藝以形成開口露出其 微透鏡區(qū)域。之后該第二介電層會(huì)被熱固。
第一介電層403與第二介電層404的材質(zhì)可選擇SINR、 BCB、 PI及以硅 酮為主的材料。
接著，襯底408的第二表面(背面)會(huì)被清洗。 一光阻層會(huì)被鍍?cè)谝r底408
的第二表面上，然后在接墊以外的襯底部分進(jìn)行光刻工藝以及半刻蝕工藝讓
金屬接墊407彼此隔絕。換言之，襯底408會(huì)進(jìn)行兩次半刻蝕工藝以隔絕金 屬接墊(LGA式)，其一次在襯底的第一表面上， 一次在襯底的第二表面上。 殘存的光阻之后會(huì)被拔除。此外，在非金屬襯底部分408會(huì)進(jìn)行另一次的金 屬電鍍工藝來形成金屬接墊407以連接通孔層405。金屬接墊407可作為與 PCB板的接點(diǎn)。另一由金元素構(gòu)成的金屬薄膜411形成在金屬接墊407上以 改善封裝結(jié)構(gòu)的電性。
再來，清洗襯底408的第二表面(背面)。最后， 一覆蓋層410會(huì)被印在金 屬接墊407以外襯底的第二表面408與核膠402區(qū)域(在靠近金屬接墊407的 區(qū)域)上。該覆蓋層410包含環(huán)氧樹脂、樹脂、硅膠。覆蓋層410印上后，可 進(jìn)行一些工藝讓金屬接墊407裸露出來，例如濕刻蝕或晶背研磨工藝等。覆 蓋層也可將金屬接墊407彼此隔絕。然后，移除微透鏡區(qū)域上暫時(shí)覆蓋的保 護(hù)層。接著，封裝會(huì)被切割從面板上移除。
再者，根據(jù)本發(fā)明，吾人可以在影像擷取的半導(dǎo)體組件芯片的光接收部 位上配置一微透鏡以加大孔徑并增加光入射的效率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包含如下PCB模塊的布局(layout)簡單；具有保護(hù)層而不 受雜質(zhì)粒子影響；簡易的SMT工藝(表面黏著工藝)可用于LGA式的終端引腳； 超薄式封裝結(jié)構(gòu)(厚度小于400[im);小面積架構(gòu)(foot print & form factor); 晶 片級(jí)封裝的成本較低；可進(jìn)行大面板尺寸的封裝工藝；能達(dá)到最高的封裝及 模塊化良率；完全自動(dòng)化的模塊構(gòu)裝；以及可進(jìn)行晶片級(jí)的最終測試(final testing)。
盡管本發(fā)明的具體實(shí)施例業(yè)已于上面的描述中說明，本領(lǐng)域的熟習(xí)技藝 者仍需清楚認(rèn)知，在不違悖本發(fā)明的權(quán)利要求的精神下，本發(fā)明可以各種不 同的修改形式呈現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該影像感測器封裝結(jié)構(gòu)包含一襯底；一芯片黏附在所述的襯底上方；一封膠材料形成在所述的芯片的四周以露出其微透鏡區(qū)域，其中該封膠材料包含通孔結(jié)構(gòu)穿過其中；一保護(hù)層形成在所述的微透鏡區(qū)域上方以保護(hù)該微透鏡區(qū)域；一重布層形成在所述的封膠材料上方以連接所述的芯片的接墊；復(fù)數(shù)個(gè)金屬接墊形成在所述的通孔結(jié)構(gòu)上方；以及一覆蓋層形成在所述的襯底上方以隔絕所述的復(fù)數(shù)個(gè)金屬接墊。
2. 如權(quán)利要求1所述的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的襯底 的材質(zhì)包含金屬、合金42 (42%鎳-58%鐵)、Kovar合金(29%鎳-17%鈷-54%鐵)、 玻璃、陶瓷、硅或是PCB;所述的封膠材料與所述的覆蓋層的材質(zhì)包含硅酮 橡膠、樹脂以及環(huán)氧樹脂等材料；所述的保護(hù)層的材質(zhì)包含Si02、 A1203、含 氟聚合物；所述的重布層的材質(zhì)包含銅-金合金、銅-鎳-金合金；所述的通孔 結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包含鈦-銅合金或鈦-鎢-銅合金。
3. 如權(quán)利要求1所述的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的芯片 包含CMOS或CCD影像傳感器芯片。
4. 如權(quán)利要求1所述的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的影像 感測器封裝結(jié)構(gòu)還包含BGA封裝結(jié)構(gòu)的錫球形成在所述的襯底的下表面。
5. 如權(quán)利要求1所述的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的復(fù)數(shù) 個(gè)金屬接墊作為LGA封裝結(jié)構(gòu)的接墊形成在所述的襯底的下表面及所述的 LGA封裝結(jié)構(gòu)的周邊上。
6. —種制作影像感測器封裝的方法，其特征在于，該方法包含 提供一芯片，其微透鏡上有形成一層保護(hù)層；將封膠材料填入所述的芯片四周； 提供一襯底黏著在所述的芯片上；在所述的封膠材料與所述的芯片上方形成一層第一介電層，該第一介電 層含有一第一開口及一第二開口將其內(nèi)部形成的微透鏡區(qū)域露出， 移除部份的第一介電層及封膠材料以形成一第三開口；在所述的第一介電層上方形成一重布層填入所述的第一開口中以連接所 述的芯片上的接墊；形成一通孔結(jié)構(gòu)以填入所述的第三開口 ；在所述的第一介電層與所述的重布層上方形成一第二介電層，該第二介 電層具有一第四開口以露出其微透鏡區(qū)域；在所述的通孔結(jié)構(gòu)上形成復(fù)數(shù)個(gè)金屬接墊； 在所述的襯底上方形成一覆蓋層。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的第一開口、第二開口、 第三開口及第四開口為使用光刻工藝以及刻蝕工藝形成。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的第三開口為使用激光 鉆孔工藝形成。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的重布層與通孔結(jié)構(gòu)為 使用電鍍工藝形成。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法還包含在所述的襯底上進(jìn)行一半刻蝕工藝的步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種影像感測器的封裝與其形成方法，該一種影像感測器封裝包含一襯底、一芯片黏在該襯底上。一封膠材料(molding material)形成在芯片四周以露出其微透鏡區(qū)域，該封膠層內(nèi)含有通孔結(jié)構(gòu)穿過其中。一保護(hù)層形成在該微透鏡區(qū)域上以避免微透鏡受到損傷。一重布層形成在封膠材料上方以連接芯片上的焊墊(pad)。金屬接墊形成在該通孔結(jié)構(gòu)上作為與印刷電路板連接的接點(diǎn)。一覆蓋層在襯底上方形成以隔絕該金屬接墊。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101197384SQ20071018653
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者張瑞賢, 楊文焜 申請(qǐng)人:育霈科技股份有限公司