JP3100618U

JP3100618U - 映像センサーのチップスケールパッケージ（ＣＳＰ：ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ）構造

Info

Publication number: JP3100618U
Application number: JP2003271382U
Authority: JP
Inventors: 文欽陳
Original assignee: 今湛光學科技股▲分▼有限公司; 文欽陳
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2009-09-24

Abstract

【課題】設備を簡単化にし、製造コストを低減可能な映像センサーのチップスケールパッケージ構造を提供する。
【解決手段】映像センサーのフリップチップパッケージ構造１は、映像センサー用半導体チップ１０の上面には多数のボンディングパッド１１が設けられ、各ボンディングパッド１１から一鉛直なリード１２を引き出す。映像センサー用半導体チップ１０の上面に透明な液状の樹脂類材料を塗布し、乾燥した樹脂類材料は光透過層１３に形成し、前記光透過層の上面１３１は艶出しによって完全な平面にする。リード１２の上端は前記映像センサー用半導体チップ１０の上の平面Ｐ１まで伸び、なお、前記光透過層１３の周面に遮蔽層をカバーする。前記光透過層１３の周面に遮蔽層をカバーすることにより、光線が前記光透過層１３の周面を透過して映像センサー用半導体チップ１０の撮影品質に悪影響を与えることを回避可能である。
【選択図】図１

Description

本考案は、映像センサーのチップスケールパッケージ構造に関する。

目下、映像センサーのパッケージ技術としては、セラミックパッケージ（ＣＬＣＣ）と、樹脂基板パッケージ（ＰＬＣＣ）と、Ｃ/Ｆ樹脂射出パッケージ（ＫＬＣＣ）と、が広汎に応用されている。これらのパッケージ技術の主な共通の特徴は、チップをダイパッドに置いてから、ワイヤボンディングを実施する。電子製品は軽薄短小化と、多機能化と、高速化などの要求の下で、電子素子の入出力用端子の数量が多くなり、厚さはもっと薄くなり、面積も小さくになってきている。回路基板での挿入孔の寸法の制限で、挿入式部品は使用できなくなった後、表面粘着技術が開発された。表面粘着技術によれば、部品の入出力用端子の数量を増加でき、且つ部品の体積も減少可能である。さらに、端子の距離の縮小が印刷回路基板の高密度化技術を超えたため、部品の端子の排列方式は周縁排列からアレイ排列に変更し、組立ての良品率を向上した。しかしながら、部品の入出力用端子の数量が増加することに従って、パッケージ体の寸法も増加するため、基板のハンダ不良や変形などの問題が発生し易い。上記の問題を解決するためのもっとも有効な方法は、チップ以外の樹脂部分をできる限りに縮小させる。なお、パッケージした部品の体積はチップの寸法とほぼ同様になる場合には、チップの寸法に近似させようとのパッケージの概念が生まれた。

そこで、目下のパッケージ技術はフリップチップパッケージ方式に進展してきている。このパッケージ方式の製造プロセスは、バンプをウェーハの上に成長した後、基板にある電子接点とハンダボンディングすることが必要なので、チップの上面を基板に向かせることが必要になり、それは、映像センサーの感知ゾーンが開放状態でなければならないとの前提条件により制限されるため、フリップチップパッケージ方式は、優れた電気特性を有し、より小さなパッケージ寸法を有し、チップの放熱特性が優れだが、映像センサーへの応用はやはり難しい。

図７に示すのは、従来の映像センサーのフリップチップパッケージ構造であり、上方にあるガラス板９１の内面は、ライトマスクエッチング技術によって電子回路９１０を形成し、且つフリップチップ技術を利用し、スズ玉９３によってチップ９２をガラス板９１の中央ゾーンにある電子接点とハンダボンディングし、なお、回路基板９５の表面に粘着するために、ガラス板９１の周辺にある電子接点では別々にスズ玉９４が設けている。このような設計の問題点は、ガラス板９１の周辺に設けたスズ玉９４の直径がチップの厚さよりも大きくないと、回路基板にボンディングしても信頼性が高くない。だから、各スズ玉の間の適当な距離を保持するために、ガラス板の面積を増大しなければならない。これは、映像センサーをカバーするレンズ組８の寸法に悪影響を与えるため、このようなフリップチップパッケージ技術は改善の余地が残っている。

したがって本考案は上記の問題を解決するためになされたものであり、本考案の主な目的は、ウェーハの上にパッケージを実施することにより、設備を簡単化にし、製造コストを低減可能な映像センサーのチップスケールパッケージ構造を提供することにある。
また、本考案の次の目的は、パッケージ体積をチップスケールに近似させることにより、市場の要求に合致可能な映像センサーのチップスケールパッケージ構造を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本考案の請求項１に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造は、一映像センサー用半導体チップの上面には多数のボンディングパッドが設けられ、且つボンディングによって各ボンディングパッドから一鉛直なリードを引き出すことと、前記映像センサー用半導体チップの上面に透明な液状の樹脂類材料を塗布し、乾燥した樹脂類材料は一光透過層に形成し、前記光透過層の厚さはリードの高さとほぼ同様であることと、を含むことを特徴とする映像センサーのチップスケールパッケージ構造であることを要旨としている。

本考案の請求項５では、一光透過層は一映像センサー用半導体チップの上面をカバーし、前記映像センサー用半導体チップの上面には多数のバンプが設けており、各バンプの高さは前記光透過層の厚さとほぼ同様であることを特徴とする映像センサーのチップスケールパッケージ構造であることを要旨としている。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本考案に係る映像センサーのフリップチップパッケージ構造の第一実施例を詳細に説明する。この映像センサーのフリップチップパッケージ構造１は、映像センサー用半導体チップ１０の上面には多数のボンディングパッド１１が設けられ、且つボンディングによって各ボンディングパッド１１から一鉛直なリード１２を引き出す。前記映像センサー用半導体チップ１０の上面に透明な液状の樹脂類材料を塗布し、乾燥した樹脂類材料は光透過層１３に形成し、前記光透過層の上面１３１は艶出しによって完全な平面にし、且つリード１２の上端は前記映像センサー用半導体チップ１０の上の平面Ｐ１まで伸び、なお、前記光透過層１３の周面に遮蔽層をカバーする。前記光透過層１３の周面に遮蔽層をカバーすることにより、光線が前記光透過層１３の周面を透過して映像センサー用半導体チップ１０の撮影品質に悪影響を与えることを回避可能である。

本考案のパッケージ構造１によれば、製造プロセスは簡単化になる。すなわち、ウェーハを分割する前に、まず、リードをボンディングして、ウェーハの表面に透明な液状の樹脂類材料を塗布し、乾燥した樹脂類材料は一光透過層に形成し、その後、前記光透過層の表面に艶出しを実施した後、ウェーハを分割すると、パッケージ工程が完成する。
図１に示す映像センサーのパッケージ構造は、チップスケールパッケージを達成する他、従来の製造プロセスにおけるリードフレームと、基板成形と、チップローディングと、ボンディングと、ガラス板覆いと、などの複雑な製造プロセスは省略可能となるため、生産効率は向上し、製造コストも低減する。特に、ローレバーの映像センサー応用製品の分野に、この考案のパッケージ構造の適用は極めて理想である。

図２と図３は、図１に示す映像センサーのチップスケールパッケージ構造１のモジュール化の応用例を示す。各リード１２の末端にハンダ玉１４を設けた後、前記末端を軟性回路基板２０の下面に接合させ、前記軟性回路基板２０には、映像センサー用半導体チップの感知ゾーンに応じる位置に矩形孔２２が開けられている。前記軟性回路基板２０の下面には導電性連結回路２１が設けられ、前記導電性連結回路２１は、リード１２の数量と同様な第一ボンディングポイント２１１が矩形孔２２の周縁に形成される。前記第一ボンディングポイント２１１はリード１２と電気的に連結し、且つ前記導電性連結回路２１の第二ボンディングポイント２１２は前記軟性回路基板２０の何れか一の側辺で集中された。

レンズ組３０には支持座３１を有し、前記支持座３１は、軟性回路基板２０の上面に載っており、その底部から伸びたサイドウォール３１１はガラス板の周面を沿って形成し、前記サイドウォール３１１は、映像センサーのチップスケールパッケージ構造の三つの側辺をカバーし、開口３１２が残っており、軟性回路基板２０の一側は前記開口３１２から支持座３１の外に伸びる。
上記モジュールの設計によれば、支持座のサイドウォールはガラス板の輪郭精度により、レンズ組の光軸が映像センサー用半導体チップの映像感知中心に合うことが組立て工程で簡単に達成可能である。

上記の実施例は、この考案を説明するために挙げたものであり、この考案を制限するためのものではないので、数値の変更や同様な効果を有する部品の置換は全て本考案の登録請求範囲に属する。例えば、図５に示すのは、この考案に係る映像センサーのフリップチップパッケージ構造の第二実施例である。この映像センサーのフリップチップパッケージ構造４は、映像センサー用半導体チップ４０の上面には多数のバンプ４１が設けており、前記映像センサー用半導体チップ４０の上面は同様な寸法を有する透明なガラス板４２に粘着しており、映像センサー用半導体チップ４０に設けた各バンプ４１がガラス板４２の上面まで貫通するために、前記バンプ４１の位置に応じて、前記ガラス板４２には貫通孔４２１が設けられ、前記ガラス板４２の周面に遮蔽層４２２をカバーすることと、を含む。前記ガラス板４２の周面に遮蔽層４２２をカバーすることにより、光線が前記ガラス板４２の周面を透過して映像センサー用半導体チップ４０の撮影品質に悪影響を与えることを回避可能とする。

図６は、図５に示す映像センサーのチップスケールパッケージ構造４のモジュール化の応用例である。各バンプ４１の末端にハンダ玉４３を設けた後、表面粘着技術によって前記末端を一軟性回路基板２０の下面に接合させ、図４に示すように、前記軟性回路基板２０には、映像センサー用半導体チップの感知ゾーンに応じる位置に一矩形孔２２が開けられ、前記軟性回路基板２０の下面には導電性連結回路２１が設ける。前記導電性連結回路２１は、バンプ４１の数量と同様な第一ボンディングポイント２１１が矩形孔２２の周縁に形成され、前記第一ボンディングポイント２１１はバンプ４１と電気的に連結し、且つ前記導電性連結回路２１の第二ボンディングポイント２１２は前記軟性回路基板２０の何れか一の側辺で集中された。

レンズ組３０には一支持座３１を有し、前記支持座３１は、軟性回路基板２０の上面に載っており、その底部から伸びたサイドウォール３１１はガラス板の周面を沿って形成し、前記サイドウォール３１１は、映像センサーのチップスケールパッケージ構造の三つの側辺をカバーし、一開口３１２が残っており、軟性回路基板２０の一側は前記開口３１２から支持座３１の外に伸びた。
上記モジュールの設計によれば、ガラス板の表面の平面精度は、支持座の最高な取付け基準面を提供し、これにより、レンズ組の光軸は映像センサー用半導体チップの表面と精確に直交することができ、また、支持座のサイドウォールはガラス板の輪郭精度により、レンズ組の光軸が映像センサー用半導体チップの映像感知中心に合うことが組立て工程で簡単に達成可能である。

本考案のもう一つの実施例は、上記第二実施例と近似する。その異なった処は、ガラス板の代わりに、前記映像センサー用半導体チップの上面に透明な液状の樹脂類材料を塗布し、乾燥した樹脂類材料は一光透過層に形成し、前記光透過層の上面は艶出しによって完全な平面にし、且つ前記光透過層の周面に遮蔽層をカバーする。その特徴と後のモジュール化の応用とは、第一実施例とほぼ同様なので、説明が省略された。

本考案によれば、次のような効果がある。
チップスケールパッケージを達成する他、ウェーハを分割する前にパッケージを実施可能であるため、従来の製造プロセスにおけるリードフレームと、基板成形と、チップローディングと、ボンディングと、ガラス板覆いと、などの複雑な製造プロセスは省略し、生産効率は向上し、製造コストも低減し、且つ設備の投資も大幅に低減可能である。

本考案に係る映像センサーのパッケージ構造の第一実施例を示す断面図である。本考案の第一実施例による映像センサーのパッケージ構造で構成されたモジュールを示す断面図である。本考案の第一実施例による映像センサーモジュールを示す分解斜視図である。軟性回路基板を示す底面図である。本考案に係る映像センサーのパッケージ構造の第二実施例を示す断面図である。本考案の第二実施例による映像センサーのパッケージ構造で構成されたモジュールを示す断面図である。従来の映像センサーのパッケージ構造の断面図である。

符号の説明

１映像センサーのチップスケールパッケージ構造、４映像センサーのチップスケールパッケージ構造、１０映像センサー用半導体チップ、１１ボンディングパッド、１２リード、１３光透過層、１４ハンダ玉、２０軟性回路基板、２２矩形孔、２１導電性連結回路、３０レンズ組、３１支持座、４０映像センサー用半導体チップ、４１バンプ、４２ガラス板、４３ハンダ玉、１３１光透過層の上面、１３２遮蔽層、２１１第一ボンディングポイント、２１２第二ボンディングポイント、３１１サイドウォール、３１２開口、４２１貫通孔

Claims

映像センサー用半導体チップの上面には多数のボンディングパッドが設けられ、且つボンディングによって各ボンディングパッドから一鉛直なリードが引き出され、
前記映像センサー用半導体チップの上面に透明な液状の樹脂類材料が塗布され、乾燥した樹脂類材料は光透過層を形成し、前記光透過層の厚さはリードの高さとほぼ同様であることを特徴とする映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
該光透過層の上面は艶出しによって完全な平面となり、且つ前記光透過層の周面に遮蔽層をカバーすることを特徴とする請求項１に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
各リードの末端に半田玉を設けた後、前記末端を回路基板の下面に接合させ、前記回路基板には、映像センサー用半導体チップの感知ゾーンに応じる位置に矩形孔が開けられ、前記回路基板の下面には導電性連結回路が設けられ、前記導電性連結回路は、リードの数量と同様な第一ボンディングポイントが矩形孔の周縁に形成され、前記第一ボンディングポイントはリードと電気的に連結し、且つ前記導電性連結回路の第二ボンディングポイントは前記回路基板の何れか一の側辺に集中されていることを特徴とする請求項２に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
該導電性連結回路に形成された第二ボンディングポイントは、アレイ形態に分布していることを特徴とする請求項３に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
光透過層は映像センサー用半導体チップの上面をカバーし、前記映像センサー用半導体チップの上面には多数のバンプが設けられ、各バンプの高さは前記光透過層の厚さとほぼ同様であることを特徴とする映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
該光透過層は透明なガラス板であり、且つ前記光透過層が映像センサー用半導体チップに粘着しており、映像センサー用半導体チップに設けた各バンプがガラス板の上面まで貫通するために、前記バンプの位置に応じて、前記ガラス板には貫通孔が設けていることを特徴とする請求項５に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
該ガラス板と映像センサー用半導体チップとの面積は同様であり、且つ前記ガラス板の周面には遮蔽層がカバーし、
各バンプの末端に半田玉を設けた後、前記末端を回路基板の下面に接合させ、前記回路基板には、映像センサー用半導体チップの感知ゾーンに応じる位置に矩形孔が開けられ、前記回路基板の下面には導電性連結回路が設けられ、前記導電性連結回路は、バンプの数量と同様な第一ボンディングポイントが矩形孔の周縁に形成され、前記第一ボンディングポイントはバンプと電気的に連結し、且つ前記導電性連結回路の第二ボンディングポイントは前記回路基板の何れか一の側辺で集中されていることを特徴とする請求項６に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
該光透過層は、透明な液状の樹脂類材料を塗布して乾燥したものであることを特徴とする請求項５に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
該光透過層の上面は艶出しによって完全な平面にし、且つ前記光透過層の周面を遮蔽層によりカバーすることを特徴とする請求項８に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。
各バンプの末端に半田玉を設けた後、前記末端を回路基板の下面に接合させ、前記回路基板には、映像センサー用半導体チップの感知ゾーンに応じる位置に矩形孔が開けられ、前記回路基板の下面には導電性連結回路が設けられ、前記導電性連結回路は、バンプの数量と同様な第一ボンディングポイントが矩形孔の周縁に形成され、前記第一ボンディングポイントはバンプと電気的に連結し、且つ前記導電性連結回路の第二ボンディングポイントは前記回路基板の何れか一の側辺で集中されたことを特徴とする請求項９に記載の映像センサーのチップスケールパッケージ構造。