專利名稱：晶圓級封裝的光感測組件構造及其晶圓構造的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種光感測組件的構造及其晶圓構造，特別是一種晶圓級封裝
的光感測組件構造及其晶圓構造。
背景技術：
請參閱圖l，是已有的光感測組件的剖面示意圖。如圖所示，其主要構造是將一感 光芯片12設置于一電路板14上，感光芯片12的輸入及輸出接點分別以導線121連接至電 路板14上。感光芯片12外設有一殼體16將感光芯片12罩在其中，并于感光芯片12上方 位置設有一濾光片18，借以確保只有光感測組件IO所設定頻帶以內的光波可進到光感測 組件IO中進而被感測到。 這個構造的光感測組件10雖可達到感測設定頻帶內光波的效果，然而其構件繁 多，體積較大，組裝所需工序流程也較復雜，容易影響生產合格率，且制作成本較高。

實用新型內容本實用新型的主要目的，是為了提供一種晶圓級封裝的光感測組件構造，主要是 將感光單元與濾光層分別制作進而提高生產合格率。 本實用新型的次要目的，是為了提供一種晶圓級封裝的光感測組件構造，使用晶 圓級封裝制作，可大幅縮小成品體積。 本實用新型的又一目的，是為了提供一種晶圓級封裝的光感測組件構造，利用直
通硅晶穿孔的方式將焊墊設置于硅基板的背面，可進一步縮小成品體積。 本實用新型的又一目的，是為了提供一種晶圓級封裝的光感測組件構造，其感光
單元可選擇光敏晶體管、光敏二極管、互補金氧半晶體管及電荷耦組件，借以適用于各種用途。 本實用新型的又一目的，是為了提供一種載有晶圓級封裝的光感測組件的晶圓構 造，其濾光層形成于一玻璃基板上，再與形成感光單元的硅基板結合，可提高生產合格率。 本實用新型的又一目的，是為了提供一種載有晶圓級封裝的光感測組件的晶圓構 造，可于玻璃基板上開設復數(shù)個分割槽，利于分割為光感測組件。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案 —種晶圓級封裝的光感測組件構造，它包括 —硅基板，其上表面形成有一感光單元，并在對應該感光單元的輸入及輸出位置 分別設置一穿孔，各穿孔中分別填設有一導體； 復數(shù)個焊墊，分別設置在該硅基板下表面對應各穿孔的位置；及一玻璃基板，其一 表面設有一濾光層，疊設于該硅基板上，形成該光感測組件。 其中該感光單元選擇一光敏晶體管、一光敏二極管、一互補金氧半晶體管及一電 荷耦合組件的其中之一。 其中該硅基板的上表面設有一保護層，覆蓋該感光單元及該硅基板的上表面。[0016] 其中該濾光層為一帶通濾光層。 其中各穿孔是以直通硅晶穿孔的方式制作，各焊墊是分別以錫球制作。 —種載有晶圓級封裝的光感測組件的晶圓構造，它包括 —硅基板，其上表面形成有復數(shù)個感光單元，并于對應各感光單元的輸入及輸出
位置分別設置一穿孔，各穿孔中分別填設有一導體； 復數(shù)個焊墊，分別設置于該硅基板下表面對應各穿孔的位置； —玻璃基板，其一表面設有一濾光層，疊設于該硅基板上； 及復數(shù)個分割槽，開設于該玻璃基板上，借以分隔各感光單元使其分別成為一光 感測組件。 其中各感光單元分別選擇一光敏晶體管、一光敏二極管、一互補金氧半晶體管及 一電荷耦組件的其中之一。 其中該硅基的上表面還設有一保護層，覆蓋各感光單元及該硅基板的上表面。 其中該濾光層為 一帶通濾光層。 其中各穿孔是以直通硅晶穿孔的方式制作，各焊墊分別是以錫球制成。 本實用新型的有益效果 1、由于晶圓級封裝的光感測組件構造主要是將感光單元與濾光層分別制作，進而
提高生產合格率；使用晶圓級封裝制作，可大幅縮小成品體積；其感光單元可選擇光敏晶
體管、光敏二極管、互補金氧半晶體管及電荷耦組件，借以適用于各種用途。 2、由于載有晶圓級封裝的光感測組件的晶圓構造，其濾光層形成于一玻璃基板
上，再與形成感光單元的硅基板結合，可提高生產合格率；由于玻璃基板上開設復數(shù)個分割
槽，利于分割為光感測組件。

圖1是已有的光感測組件的剖面示意圖。[0031]圖2是本實用新型的玻璃基板剖面示意圖。[0032]圖3是本實用新型的硅基板剖面示意圖。[0033]圖4是本實用新型的晶圓構造剖面示意圖。圖5是本實用新型的光感測組件構造剖面示意圖。[0035]主要組件符號說明10光感測組件12感光芯片121導線14電路板16殼體18濾光片22硅基板221感光單元223保護層225穿孔227導體229焊墊24玻璃基板241濾光層243接合層32分割槽40光感測組件[0046] 具體制作方式 請參閱圖2至圖5，分別為本實用新型較佳實例的各步驟剖面示意圖。如圖所示， 本實用新型的制作流程主要為先提供一硅基板22，并于該硅基板22的上表面依需求形成 復數(shù)個感光單元221 。之后由硅基板22的下表面對應各感光單元221輸入及輸出的位置分 別設置一穿孔225，并分別在各穿孔225中填入一導體227。而硅基板22的下表面對應各 穿孔225的位置再分別形成一焊墊229，如圖2所示。 另提供一玻璃基板24，并于玻璃基板24的上表面或下表面依需求形成一濾光層 241，再在玻璃基板24的下表面涂布一接合層243，如圖3所示，圖中是以濾光層241形成于 玻璃基板24上表面為例進行說明。 硅基板22的感光單元221部分及玻璃基板24的濾光層241分別完成后，即可將 玻璃基板24與硅基板22以接合層243結合，將感光單元221包覆于其中。 疊合完成后，即可進行切割，將各光感測組件加以分離，也可以先由玻璃基板24 上表面形成復數(shù)個分割槽32后再進行切割分離，如圖4所示。 本實用新型的光感測組件也可以在各感光單元221完成后，在硅基板22的上表面 形成一保護層223，借以覆蓋各感光單元221與硅基板22的上表面。除了具有保護感光單 元221的功能外，也可以達到使表面平整，利于與玻璃基板24結合的效果，如圖2所示。 其中，感光單元221可依需求制作為光敏晶體管(photo transistor)、光敏二 極管(photo diode)、互補金氧半晶體管(complementary metal oxide semiconductor, CM0S)、及電荷耦合組件(charge coupled device,CCD)等。濾光層241可制作成帶通濾光 層(band pass filter)，依據設定的規(guī)格可只讓預定頻帶內的光波通過。 根據設定頻帶的不同，可將光傳感器制作成色光傳感器(color detector)，用以 偵測紅、綠、藍等各色光。也可以制作成白光傳感器，也就是可見光傳感器，可用以感測周圍 環(huán)境之光線亮度等。另外，也可以依需求制作為紅外光傳感器、紫外光傳感器等等。 各穿孔225除了以蝕刻后鍍上金屬或導體的方式制作之外，也可以使用直通硅晶 穿孔(through silicon via,TSV)的方式制作，這樣可以免除打線接合所需的空間，而且具 有較佳的電性表現(xiàn)。 請參閱圖5，為本實用新型一較佳實例的剖面示意圖。如圖所示，本實用新型的光 感測組件40是由圖4所示晶圓分割后所得。 其主要構造包括一硅基板22，并于硅基板22的上表面形成一感光單元221。該感 光單元221可依需求選擇一光敏晶體管、光敏二極管、互補金氧半晶體管、及電荷耦合組件 的其中之一。 該硅基板22對應感光單元221輸入及輸出的位置分別設有一穿孔225，各穿孔 225中分別填入一導體227，借以與感光單元221的輸入與輸出導通。硅基板22的下表面 對應各穿孔225的位置則分別形成一焊墊229。 另包括一玻璃基板24，并于該玻璃基板24的上表面形成一濾光層241，借由帶通
濾波的形式過濾設定頻帶以外的光波，防止不需要的干擾。 將玻璃基板24與硅基板22結合后，即可完成光感測組件40的制作。 本實用新型借由硅基板22與玻璃基板24分別制作的方式，可于感光單元221及
濾光層241完成以后分別進行電性及光學特性的檢測。檢測無誤后再加以結合，可提高產品的生產合格率。若檢測有問題，也可以明確分辨哪一部分的制作過程有問題需要修正。另 可于感光單元221上覆蓋一保護層223，可防止感光單元221在制作過程中意外毀損，并可 延長感光單元221的使用壽命。 由于本實用新型的光感測組件40為晶圓級封裝構造，組件的空間利用率極高，而 產品的體積極小。而且可以借由焊墊229將光感測組件40與一電路板結合，而與焊墊229 相對的組件表面，即為組件的受光感測面，無需額外設置殼體與濾光片，其應用層面也較為 廣泛。 上述僅為本實用新型的一較佳實例而已，并非用來限定本實用新型的使用范圍， 即凡是依本實用新型權利要求所述的形狀、構造、特征及精神所做的均等變化與修飾，均應 包括于本實用新型的專利申請范圍內。
權利要求一種晶圓級封裝的光感測組件構造，其特征在于，它包括一硅基板，其上表面形成有一感光單元，并在對應該感光單元的輸入及輸出位置分別設置一穿孔，各穿孔中分別填設有一導體；復數(shù)個焊墊，分別設置在該硅基板下表面對應各穿孔的位置；及一玻璃基板，其一表面設有一濾光層，疊設于該硅基板上，形成該光感測組件。
2. 如權利要求1所述的光感測組件構造，其特征在于，其中該感光單元選擇一光敏晶 體管、一光敏二極管、一互補金氧半晶體管及一電荷耦合組件的其中之一。
3. 如權利要求1所述的光感測組件構造，其特征在于，其中該硅基板的上表面設有一 保護層，覆蓋該感光單元及該硅基板的上表面。
4. 如權利要求1所述的光感測組件構造，其特征在于，其中該濾光層為一帶通濾光層。
5. 如權利要求1所述的光感測組件構造，其特征在于，其中各穿孔是以直通硅晶穿孔 的方式制作，各焊墊是分別以錫球制作。
6. —種載有晶圓級封裝的光感測組件的晶圓構造，其特征在于，它包括 一硅基板，其上表面形成有復數(shù)個感光單元，并于對應各感光單元的輸入及輸出位置分別設置一穿孔，各穿孔中分別填設有一導體；復數(shù)個焊墊，分別設置于該硅基板下表面對應各穿孔的位置； 一玻璃基板，其一表面設有一濾光層，疊設于該硅基板上；及復數(shù)個分割槽，開設于該玻璃基板上，借以分隔各感光單元使其分別成為一光感測 組件。
7. 如權利要求6所述的晶圓構造，其特征在于，其中各感光單元分別選擇一光敏晶體 管、一光敏二極管、一互補金氧半晶體管及一電荷耦組件的其中之一。
8. 如權利要求6所述的晶圓構造，其特征在于，其中該硅基的上表面還設有一保護層， 覆蓋各感光單元及該硅基板的上表面。
9. 如權利要求6所述的晶圓構造，其特征在于，其中該濾光層為一帶通濾光層。
10. 如權利要求6所述的晶圓構造，其特征在于，其中各穿孔是以直通硅晶穿孔的方式 制作，各焊墊分別是以錫球制成。
專利摘要本實用新型是關于一種光感測組件的構造及其晶圓構造，特別是一種晶圓級封裝的光感測組件構造及其晶圓構造。主要是在一硅基板上形成復數(shù)個感光單元，并在對應各個感光單元的輸入及輸出位置分別設置一穿孔，各穿孔中分別填設有一導體，并在各穿孔外分別形成一焊墊；另在一玻璃板的上表面形成一濾光層，并將玻璃基板與硅基板結合，再加以切割分離，即可形成各感光組件。本實用新型的有益效果晶圓級封裝的光感測組件構造將感光單元與濾光層分別制作，進而提高生產合格率；使用晶圓級封裝制作，可大幅縮小成品體積；還可以適用于各種用途。由于玻璃基板上開設復數(shù)個分割槽，利于分割為光感測組件。
文檔編號H01L31/09GK201478301SQ20092014974
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2009年6月10日
發(fā)明者林昶伸, 梁偉成 申請人:芯巧科技股份有限公司;梁偉成