CN103137635A - 一种影像感测模块封装结构及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种影像感测模块封装结构，其包含一基板、一线路层、一覆晶芯片、一绝缘层，以及一传导层。该基板具有至少一透光区，以及第一表面和第二表面。该线路层布局于该基板的第一表面上。该覆晶芯片覆晶接合于该线路层。该绝缘层实质上包覆该覆晶芯片与部分该线路层，且该绝缘层侧面具有至少一个通导凹槽，该通导凹槽具有一金属层。该传导层布局于该绝缘层顶端表面，且该传导层以该绝缘层的该金属层与该线路层电性连接。

Description

一种影像感测模块封装结构及制造方法
技术领域
本发明有关于一种感测模块的结构及制造方法，特别有关于一种影像感测模块封装结构及制造方法。
背景技术
按，习知的影像感测模块封装构造中是利用打线技术电性连接芯片与基板，影像感测芯片设置于一陶瓷基板，以打线方式电性连接影像感测芯片与陶瓷基板，再设置一玻璃于芯片上方。然而打线封装只能在芯片的四周围打线，能容纳的接脚数目有限，如需增加接脚数就不能避免扩充芯片封装的体积，因此打线技术的影像感测模块封装构造往往整体外观过大，无法微小化达到轻薄短小的目标。
另，一种习知的影像感测模块封装构造是覆晶封装，其方法为先在玻璃基板上形成设有金属凸块的导电层，再以接合剂涂布该金属凸块上，藉接合剂与该金属凸块将影像感测芯片对准固接该玻璃基板上的电路层，最后填充绝缘胶体该包覆影像感测芯片。上述覆晶接合的输出/输入接点成面矩阵排列，相比于打线接合，相同尺寸的芯片的输出/输入接点数明显提升。
近来有人再提出一种覆晶芯片封装方法，如美国专利US20060171698，在绝缘胶体中贯通出多个空孔，该些空孔镀上金属以藉其一端纵向对应电性连接该导电层，另一端露出于绝缘胶体表面构成输出/输入接点，使整个覆晶封装结构易与不同的元件模块搭配；但由于该些空孔系形成于该绝缘胶体内的四面封闭的贯通孔结构，当利用***该突出的金属部分，因此后续制程中连结该突出的金属部分的重新分配层或输出/输入接点会较易与该绝缘胶体剥离，而降低该影像感测模块封装构造的可信度；再者，该金属导孔在镀满金属时，有包气孔或包溶剂的缺陷存在，提高金属导孔爆孔的机会，而造成封装结构的可靠性下降。
基于上述习知前案及专利的缺点，本发明系在影像感测模块封装结构的绝缘层侧面设置一个以上的通导凹槽，用以增加该封装结构可靠度及增加该影像感测模块封装结构的输入输出电极。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一影像感测模块封装结构，系利用其绝缘层侧面的通导凹槽提供较大焊接面积，达成该影像感测模块封装结构藉由一焊膏与载板紧密接合而不易脱落的效果。
本发明的另一目的在于提供一种影像感测模块封装结构，其中该绝缘层侧面的通导凹槽镀有一薄层金属导体，该薄层金属导体系以电性连结传导层与线路层，不同于习知技术必须完全填实贯通绝缘胶体的空孔以形成一具电性通导作用的金属柱，此金属柱在电镀填孔过程中易因填孔不完整而导致包气孔或包溶剂产生，其未填实的空洞部位除将降低电性传导效率外，亦容易导致信赖性不良等问题，本发明的设置于绝缘体的通导凹槽具有一开放面，仅需于通导凹槽镀上一薄层金属导体以形成该金属层，因此可以避免溅镀、蒸镀、与电镀上缺陷。
本发明的再一目的在于提供一种影像感测模块的覆晶式封装结构，其系在该绝缘层侧面设置具一开放面的通导凹槽，于该通导凹槽镀上一薄层金属导体以构成金属层，不同于习知技术制成的金属柱会以相当厚度突起于该绝缘层顶端表面，本发明的该金属层凸露于该绝缘层的厚度小于10μm，可避免因热应力影响所产生的缺陷。
本发明的次要目的在于提供一种影像感测模块的覆晶式封装结构，藉由一设置于该绝缘层顶端表面的重新分配层，透过金属布线来改变原输出/输入接点位置，使影像感测模块能应用于不同的元件模块。
为达成上述目的，本发明的一种影像感测模块封装结构至少包含一基板，该基板具有至少一透光区、第一表面及第二表面；一线路层，布局于该基板的第一表面上；一覆晶芯片，其覆晶接合于该线路层；一绝缘层，其实质上包覆该覆晶芯片与部分该线路层，且该绝缘层侧面具有至少一个通导凹槽，该通导凹槽具有一金属层；以及一传导层，其布局于该绝缘层顶端表面，且该传导层系以该绝缘层的该金属层与该线路层电性连接。
上述的影像感测模块封装结构，其中该基板材质为玻璃，且该基板的该第二表面涂布有不透光漆，以定义出该透光区的位置及形状。
上述的影像感测模块封装结构，其中该基板系为陶瓷基板或有机材料基板，且形成一贯穿第一表面与第二表面的开口，对应该开口处的该第二表面设有一玻璃层，以构成该基板的该透光区。
上述的影像感测模块封装结构，其中该绝缘层完全包覆住该覆晶芯片及实质上不完全部分地覆盖住该线路层，并露出该线路层的一接面，以用于与该通导凹槽的该金属层电性连结。
上述的影像感测模块封装结构，其中该传导层系为输出/输入接点或一重新分配层(redistribution layer)，该重新分配层系将布局于该绝缘层顶端表面周围的输出/输入接点转变为矩阵，重新安排输出/输入接点的位置。
上述的影像感测模块封装结构，其系利用一焊膏与一载板结合，该绝缘层侧面的通导凹槽所具的一开放面作为焊膏的额外焊接面积，达成与载板密接而不易脱落的效果，该焊膏系为锡膏或无铅焊膏。
上述的影像感测模块封装结构，其中该覆晶芯片进一步以至少一个接触点与该线路层电性连接，该接触点系为金属凸块，该金属凸块为金凸块或铅锡凸块、铜凸块、镍凸块或无铅凸块。
上述的影像感测模块封装结构，其中该绝缘层的材质为塑胶化合物、黑胶、或COB胶。
上述的影像感测模块封装结构，其中该金属层的材质为铜、金、银、铜合金或镍合金。
为达成上述目的，本发明的一种影像感测模块封装方法，其步骤包含(a)提供一基板，该基板具有至少一透光区；(b)布局一线路层于该基板上；(c)将一覆晶芯片以覆晶方式接合于该线路层；(d)形成一侧面具有至少一个通导凹槽的绝缘层，使该绝缘层实质上包覆该覆晶芯片与部分该线路层；(e)于该通导凹槽设有一金属层，且使该金属层与该线路层电性连接；以及(f)于该绝缘层顶端表面布局一传导层，且使该传导层与该通导凹槽的该金属层电性连接。
上述的影像感测模块封装方法，其中该具有至少一个通导凹槽的绝缘层系以模具填灌、蚀刻、机械磨刷、或激光挖槽等方式所形成。
上述的影像感测模块封装方法，其中该通导凹槽系与该绝缘层一体成形。
上述的影像感测模块封装方法，其中该通导凹槽于该绝缘层成型后再形成。
附图说明
图1为依据本发明的第一较佳实施例的一种影像感测模块封装结构的俯视示意图；
图2为依据本发明的第一较佳实施例的一种影像感测模块封装的截面示意图；
图3为依据本发明的第二较佳实施例的一种影像感测模块封装的另一俯视示意图；
图4至图7为依据本发明的第一较佳实施例的一种影像感测模块封装结构在制造过程中的截面示意图；
图8为依据本发明的影像感测模块封装结构第一较佳实施例与一载板结合的截面示意图；
图9为本发明的第三较佳实施例的一种影像感测模块封装结构截面示意图；
图10为本发明的第四较佳实施例的一种影像感测模块封装结构截面示意图；以及
图11为本发明的第五较佳实施例的一种影像感测模块封装结构截面示意图。
主要元件符号说明
1000    影像感测模块封装结构
2000    焊膏
3000    载板
1100    玻璃基板
2100    陶瓷基板
1101、2101、4101、5101    第一表面
1102、2102、4102、5102    第二表面
1110    不透光漆
1120、2120    透光区
1200、2200、4200、5200    线路层
1210、4210、5210    接面
1300、2300、4300    接触点
1400、2400、4400    覆晶芯片
1500、2500、4500    拦坝固定结构
1600、2600、3600、4600    绝缘层
1700、2700、4700    通导凹槽
1710、2710、4710    金属层
1800、2800、4800    传导层
1801    重新分配层
1802    输出/输入接点
3710、4710    金属层
3711    开放面
2900、5900    玻璃层
具体实施方式
为使本领域熟知技艺者能理解并据以实施本发明影像感测模块封装结构及其封装方法，以下配合图式及元件符号详细说明之。
图1为本发明的影像感测模块封装结构第一较佳实施例的俯视示意图，一个以上的该通导凹槽1700分布于该绝缘层1600周围，设置于该通导凹槽1700内的该金属层1710以露出该绝缘层1600的部位作为一输出/输入接点。
图2为本发明的影像感测模块封装结构第一较佳实施例沿图1所示A—A’方向横切的截面示意图，一种影像感测模块封装结构1000，其包含一玻璃基板1100、一线路层1200、多个接触点1300、一覆晶芯片1400、一拦霸固定结构1500、一绝缘层1600、至少一个通导凹槽1700以及一传导层1800，该传导层1800为一重新分配层，该玻璃基板1100有第一表面1101、第二表面1102及一透光区1120，该第一表面1101设有一线路层1200，该第二表面1102涂布有不透光漆1110，以定义出该透光区1120的位置及形状，该线路层1200由导电线路构成，线路层1200接合该接触点1300，该接触点1300为金属凸块，材质为铜块，该覆晶芯片1400为一CCD，且该覆晶芯片1400电性连接该接触点1300，并使该拦坝固定结构1500环绕该接触点1300，其用以限制该绝缘层1600填料溢流而影响光穿透该透光区1120，该拦坝固定结构1500的材质为树脂，该覆晶芯片1400与该接触点1300以该绝缘层1600包覆，该绝缘层1600实质上不完全地覆盖住该线路层1200，且至少裸露出该线路层1200的一接面1210，且该绝缘层侧面具有至少一个该通导凹槽1700，该绝缘层1600的材质为黑胶，该绝缘层1600顶端表面布局一传导层1800，该传导层1800为一输出/输入接点，而该通导凹槽1700设有一金属层1710且其以2μm的厚度凸出于该绝缘层1600，该金属层1710的材质为铜，该金属层1710进一步连结该传导层1800，该金属层1710电性连结该传导层1800与该线路层1200的该接面1210。
如前述，其中，第一较佳实施例中的该覆晶芯片1400可替换为一CMOS ImageSensor，该接触点1300金属凸块可替换为铅锡凸块、铜凸块、镍凸块或无铅凸块等材质，该拦坝固定结构1500的材质为树脂，该绝缘层1600可替换为COB胶材质，而该金属层1710的材质可替换为金、银、铜合金或镍合金，该金属层1710凸出于该绝缘层1600的厚度为大于0μm小于等于10μm，因此铜厚度薄，故不受热应力影响。该传导层1800可替换为一重新分配层1801。
如图3，为依据本发明的第二较佳实施例，其中如第一较佳实施例中该传导层1800为一重新分配层1801的一种影像感测模块封装结构的俯视示意图，该重新分配层1801进一步增设一输出/输入接点1802，能将电路布局走线至该绝缘层1600中心区域，而非仅局限于该绝缘层1600四周设置输出/输入接点1802，进而允许电路设计的灵活性，使该影像感测模块封装结构能搭配应用其它元件模块。
如图4至图7，则为依据本发明的一种影像感测模块封装结构的制造方法，该影像感测模块封装在制造过程中的截面示意图，请参阅图4，首先提供该一玻璃基板1100，其具有第一表面1101、第二表面1102及一透光区1120，该第一表面1101设有一线路层1200，于该第二表面1102涂布一不透光漆1110以定义出该透光区1120的位置及形状，该线路层1200由导电线路构成；接续上述制造方法再请参阅如图5所示，其中该线路层1200接合至少一个接触点1300，而一覆晶芯片1400以覆晶结合方式连接于该接触点1300；接续上述制造方法参阅如图6所示，将一拦坝固定结构1500环绕该接触点1300;接续上述制造方法请参阅如图7，再形成一绝缘层1600于该玻璃基板1100的该第一表面1101，该绝缘层1600完全包覆住该覆晶芯片1400及实质上不完全部分地覆盖住该线路层1200，并露出该线路层1200的一接面1210，该绝缘层1600以模具填灌方式构成且同时成型该些通导凹槽1700，并接续上述制程步骤于该通导凹槽1700以溅镀方式镀上一金属层1710，该金属层1710的材质为铜且其一端凸露于该绝缘层1600的铜厚为2μm，该金属层1710的凸露该绝缘层1600的一端与传导层1800连结，该传导层1800作为一输出/输入接点，且使该金属层1710另一端电性连结该线路层1200的该接面1210。
而如上述制程方法，其中该传导层1800可替换为重新分配层1801，该通导凹槽1700成型方式可以蚀刻、机械磨刷、或激光挖槽等方式所形成，其中该金属层1710的形成方法可为蒸镀、化学溅镀、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或无电电镀，而该金属层1710的材质可替换为铜合金或镍合金，该金属层1710凸露该绝缘层1600的厚度为大于0μm小于等于10μm，因此铜厚度薄，故不受热应力影响。
图8为依据本发明的影像感测模块封装结构第一较佳实施例与一载板结合的截面示意图，本发明的影像感测模块封装结构1000，进一步装载至一载板3000，其中该金属层3710以其露出该绝缘层3600的一开放面3711提供较大焊接面积与一焊膏2000连接，该焊膏2000为锡膏，该焊膏2000将该影像感测模块封装结构1000与该载板3000结合，使该影像感测模块封装结构1000不易从该载板3000脱落，该载板3000系为一电路板。上述该焊膏2000可替换为无铅焊膏，该载板3000可替换为IC载板。
如图9，为本发明的影像感测模块封装结构第三较佳实施例的截面示意图，其利用如同图3至图6的制程方法所制成，其中第三较佳实施例的基板为一陶瓷基板2100，而该陶瓷基板2100设有一贯穿第一表面2101与第二表面2102的开口，对应该开口处的该第二表面2102进一步设有一玻璃层2900，以构成该陶瓷基板的该透光区2120，另该影像感测模块封装结构包含一线路层2200、至少一接触点2300、一覆晶芯片2400、一拦霸固定结构2500、一绝缘层2600、至少一个通导凹槽2700、一金属层2710，以及一传导层2800。
如图10，为本发明的影像感测模块封装结构第四较佳实施例的截面示意图，系如同图2的第一较佳实施例，其基板为一玻璃基板4100，另该影像感测模块封装结构包含一线路层4200、至少一接触点4300、一覆晶芯片4400、一拦霸固定结构4500、一绝缘层4600、至少一个通导凹槽4700以及一传导层4800，而该通导凹槽设有一金属层4710，其中该金属层4710的材质为铜且其与该传导层4800连结的一端不突出于该绝缘层4600，该传导层4800作为一输出/输入接点，且使该金属层4710另一端电性连结该线路层4200的该接面4210。
如前述，其中，第四较佳实施例中的该接触点4300金属凸块可替换为铅锡凸块、铜凸块、镍凸块或无铅凸块等材质，该拦坝固定结构4500的材质为树脂，该绝缘层4600可替换为COB胶材质，而该金属层4710的材质可替换为金、银、铜合金或镍合金，该传导层4800可替换为重新分配层。该金属层4710不突出于该绝缘层4600，故可避免因热应力影响所产生的缺陷。
如图11，为本发明的影像感测模块封装结构第五较佳实施例的截面示意图，系如同图10的第四较佳实施例，其中第五较佳实施例的基板为一陶瓷基板5100，而该陶瓷基板5100设有一贯穿第一表面5101与第二表面5102的开口，对应该开口处的该第二表面5102进一步设有一玻璃层5900，系以构成该陶瓷基板的该透光区5120，另该影像感测模块封装结构包含一线路层5200、至少一接触点5300、一覆晶芯片5400、一拦霸固定结构5500、一绝缘层5600、至少一个通导凹槽5700以及一传导层5800，该通导凹槽5700设有一金属层5710，其中该金属层5710的材质为铜且其与该传导层5800连结的一端不突出于该绝缘层5600，该传导层5800作为一输出/输入接点，且使该金属层5710另一端电性连结该线路层5200的该接面5210。
如前述，其中，第五较佳实施例中的该接触点5300金属凸块可替换为铅锡凸块、铜凸块、镍凸块或无铅凸块等材质，该拦坝固定结构5500的材质为树脂，该绝缘层5600可替换为COB胶材质，而该金属层5710的材质可替换为金、银、铜合金或镍合金，该传导层5800可替换为重新分配层。该金属层5710不突出于该绝缘层5600，故可避免因热应力影响所产生的缺陷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书内。

Claims (10)

1.一种影像感测模块封装结构，至少包含：
一基板，该基板具有至少一透光区、第一表面及第二表面；
一线路层，布局于该基板的第一表面上；
一覆晶芯片，其覆晶接合于该线路层；
一绝缘层，其实质上包覆该覆晶芯片与部分该线路层，且该绝缘层侧面具有至少一个通导凹槽，该通导凹槽具有一金属层；以及
一传导层，其布局于该绝缘层顶端表面，且该传导层系以该绝缘层的该金属层与该线路层电性连接。
2.如权利要求1所述的影像感测模块封装结构，其中该基板材质为玻璃。
3.如权利要求1所述的影像感测模块封装结构，其中该基板为陶瓷基板或有机材料基板，且形成一贯穿第一表面与第二表面的开口，对应该开口处的该第二表面设有一玻璃层，以构成该基板的该透光区。
4.如权利要求1所述的影像感测模块封装结构，其中该金属层进一步以其露出该绝缘层的开放面与一载板结合。
5.如权利要求1述的影像感测模块封装结构，其中该传导层为一重新分配层。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的影像感测模块封装结构，其中该覆晶芯片进一步以至少一个接触点与该线路层连接。
7.如权利要求6所述的影像感测模块封装结构，其中该接触点为金属凸块。
8.如权利要求6所述的影像感测模块封装结构，其另包含有一拦坝固定结构，该拦坝固定结构设于该线路层上，用以阻隔该绝缘体包覆该接触点。
9.一种影像感测模块封装方法，其步骤包含：
(a)提供一基板，该基板具有至少一透光区；
(b)布局一线路层于该基板上；
(c)将一覆晶芯片以覆晶方式接合于该线路层；
(d)形成一侧面具有至少一个通导凹槽的绝缘层，使该绝缘层实质上包覆该覆晶芯片与部分该线路层；
(e)于该通导凹槽设有一金属层，且使该金属层与该线路层电性连接；以及
(f)于该绝缘层顶端表面布局一传导层，且使该传导层与该通导凹槽的该金属层电性连接。
10.如权利要求9所述的影像感测模块封装方法，其中设有至少一个通导凹槽的该绝缘层系以模具填灌、蚀刻、机械磨刷、或激光挖槽等方式所形成。
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