TWM455258U - 具有氣室缺口之影像感測器結構 - Google Patents

具有氣室缺口之影像感測器結構 Download PDF

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TWM455258U TW102200721U TW102200721U TWM455258U TW M455258 U TWM455258 U TW M455258U TW 102200721 U TW102200721 U TW 102200721U TW 102200721 U TW102200721 U TW 102200721U TW M455258 U TWM455258 U TW M455258U
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Chun-Lung Huang
Hsiu-Wen Tu
Cheng-Chang Wu
Chung-Yu Yang
rong-chang Wang
Jo-Wei Yang
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Kingpak Tech Inc
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Description

具有氣室缺口之影像感測器結構
本創作係為一種影像感測器結構，特別是一種具有氣室缺口之影像感測器結構。
第1A圖為習知影像感測器組成結構之示意圖。第1B圖為習知影像感測器製造過程中，光學單元傾斜並造成破裂情況之示意圖。第1C圖為習知影像感測器製造過程中，光學單元傾斜並造成溢膠情況之示意圖。
如第1A圖所示，習知之影像感測器100大致上是由電路基板10(例如Printed Circuit Board,PCB)、影像感測晶片20(Die)、光學單元30(例如透光板)以及封裝膠材40所組成。影像感測晶片20設置於電路基板10上，並且透過打線方式藉由金屬導線25使影像感測晶片20與電路基板10上的電路電性連接，而光學單元30則利用環氧樹脂(Epoxy)等黏著劑29覆蓋於影像感測晶片20的感測區(圖未示)上方，外圍再利用模造成型之方式使用封裝膠材40將金屬導線25、影像感測晶片20及光學單元30的側邊等包覆住。
然而，如第1B圖所示，如果黏著劑29的量或高度不一，在進行模造成型製程時，會使黏著於影像感測晶片20的感測區(圖未示)上方的光學單元30放置的不平整(例如左右歪斜)，將導致光學單元30相對於影像感測晶片20或電路基板10的傾斜度(tilt)過大，不但影響影像感測器的感測品質，還使得在進行模造成型製程中模具50下壓時容易造成光學單元30破裂，而降低 了製造影像感測器的良率。
另外，又如第1C圖所示，在進行模造成型製程時，由於光學單元30、影像感測晶片20及黏著劑29所圍成之空間內的氣體受到較高的環境溫度加熱易產生不均勻膨脹，膨脹造成的內壓升高不僅會推動光學單元30造成光學單元30傾斜，還會向外推擠黏著劑29形成溢膠之情況，因而降低了製造影像感測器的良率。
本創作係為一種具有氣室缺口之影像感測器結構，其包括：一電路基板、一影像感測晶片、一黏著層及一光學單元。本創作可以達到藉由氣室缺口平衡氣室內及氣室外之壓力而避免內壓推擠光學單元及黏著層造成光學單元傾斜或是溢膠的情況。
本創作提供一種具有氣室缺口之影像感測器結構，其包括：一電路基板，其具有一承載面及一底面，承載面上設置有複數個第一導電接點；一影像感測晶片，其具有一第一表面，結合於承載面上；一第二表面，其具有一感測區；及複數個第二導電接點，其係設置於感測區之外側，又該些第二導電接點分別藉由複數條金屬導線與該些第一導電接點電性連接；一黏著層，其設置於第二表面上感測區及該些第二導電接點之間的區域且不覆蓋住感測區；以及一光學單元，其係透過黏著層以黏著於第二表面上，且影像感測晶片及光學單元間形成一氣室，氣室以一氣室缺口與外界連通。
藉由本創作的實施，至少可達到下列進步功效：
一、氣室缺口可以平衡氣室內及氣室外的壓力，避免內壓推擠黏著層而造成溢膠的情況。
二、氣室缺口可以平衡氣室內及氣室外的壓力，避免內壓推擠光學單元而造成光學單元傾斜的問題。
為了使任何熟習相關技藝者了解本創作之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖 式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本創作相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本創作之詳細特徵以及優點。
100‧‧‧習知之影像感測器
10‧‧‧電路基板
11‧‧‧承載面
12‧‧‧第一導電接點
13‧‧‧驅動IC及被動元件
14‧‧‧底面
200‧‧‧具有氣室缺口之影像感測器結構
20‧‧‧影像感測晶片
21‧‧‧第一表面
22‧‧‧第二表面
23‧‧‧感測區
24‧‧‧第二導電接點
25‧‧‧金屬導線
26‧‧‧黏著層
27‧‧‧球狀支撐件
28..‧‧‧氣室缺口
28’‧‧‧氣室缺口
29‧‧‧黏著劑
30‧‧‧光學單元
301‧‧‧透光板
302‧‧‧中間層
303‧‧‧框形凹緣
304‧‧‧凹陷部
305‧‧‧上表面
31‧‧‧氣室
40‧‧‧封裝膠材
50‧‧‧模具
60‧‧‧填充膠材
第1A圖為習知影像感測器組成結構之示意圖。
第1B圖為習知影像感測器製造過程中，光學單元傾斜並造成破裂情況之示意圖。
第1C圖為習知影像感測器製造過程中，光學單元傾斜並造成溢膠情況之示意圖。
第2圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器結構剖視圖。
第3A圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之俯視示意圖一。
第3B圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之俯視示意圖二。
第3C圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之結構剖視圖。
第4圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之俯視示意圖三。
第5A圖為本創作實施例之一種中間層立體圖。
第5B圖為本創作實施例之一種中間層及透光板之結合立體圖。
第5C圖為本創作實施例之另一種具有氣室缺口之影像感測器結構剖視圖。
第5D圖為第5C圖之俯視圖。
第6A圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器封裝後結構剖視圖一。
第6B圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器封裝後結構剖視圖二。
第2圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器結構剖視圖。第3A圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之俯視示意圖一。第3B圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之俯視示意圖二。第3C圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之結構剖視圖。
第4圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器及其黏著層之俯視示意圖三。第5A圖為本創作實施例之一種中間層立體圖。第5B圖為本創作實施例之一種中間層及透光板之結合立體圖。第5C圖為本創作實施例之另一種具有氣室缺口之影像感測器結構剖視圖。第5D圖為第5C圖之俯視圖。第6A圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器封裝後結構剖視圖一。第6B圖為本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器封裝後結構剖視圖二。
如第2圖及第3A圖所示，本創作實施例為一種具有氣室缺口之影像感測器結構200，其包括：一電路基板10、一影像感測晶片20、一黏著層26及一光學單元30。
電路基板10，其具有一承載面11及一底面14。承載面11上設置有複數個第一導電接點12以作為打線時電性連接用。此外，承載面11上也可選擇性地設置驅動IC及被動元件13，並且使驅動IC及被動元件13與承載面11上的電路進行電性連接。
影像感測晶片20可以為一互補式金氧半導體影像感 測晶片或一電荷耦合元件。影像感測晶片20具有：一第一表面21；一第二表面22；及複數個第二導電接點24。
第一表面21為影像感測晶片20的下表面，其可透過一膠體結合於承載面11上，以使影像感測晶片20結合於電路基板10。第二表面22為影像感測晶片20的上表面，並且第二表面22具有一感測區23用以接收並感測光線。另外，複數個第二導電接點24則設置於第二表面22上感測區23之外側，並可分別藉由金屬導線25與承載面11上的第一導電接點12電性連接。因此，影像感測晶片20可透過承載面11上的電路再與驅動IC及被動元件13電性連接。
黏著層26係設置於第二表面22上感測區23之周圍，例如黏著層26可以設置於感測區23及該些第二導電接點24之間的區域，以使封裝後之感測區23可被容置在黏著層26及光學單元30所構成之空間中，進而避免感測區23受到外部侵襲。同時，於塗覆時黏著層26不覆蓋住感測區23，避免影響感測區23接收並感測光線。其中，黏著層26可以為一光固化黏著層，特別可以為一紫外(UltraViolet,UV)光固化黏著層，因此在黏著層26尚未經由照射紫外光固化前，其呈現凝膠態。
光學單元30可以為一透光板，其係由一玻璃製成。光學單元30係透過黏著層26以黏著於第二表面22上，並藉由固化黏著層26以固定光學單元30，且黏著層26、影像感測晶片20及光學單元30間形成一氣室31。氣室31具有一氣室缺口28與外界連通，以平衡氣室31內及氣室31外的壓力。如此一來，在固化黏著層26時，因加熱而膨脹的氣室31內氣體將由氣室缺口28往氣室31外散出，避免了過高的氣體內壓推擠光學單元30所造成之光學單元30傾斜問題，或過高的氣體內壓推擠黏著層26所造成之溢膠情形。
上述之氣室缺口28可以藉由下列的方式形成。例如黏著層26可以呈一C字形結構，C字形結構之開口與覆蓋於黏著層26上方之光學單元30及黏著層26下方之影像感測晶片20間 構成氣室缺口28。
如第3B圖所示，黏著層26亦可以呈彼此相對設置之二L字形結構，二L字形結構各位於相對應之二對角以形成分別在另外二對角上之二開口，且該些開口與黏著層26下方之影像感測晶片20及覆蓋於黏著層26上方之光學單元30構成該些氣室缺口28。
如第3C圖所示，由於黏著層26在未固化前為凝膠狀，其容易因為塗覆時所施加的量或高度不一致，造成設置於其上之光學單元30傾斜度過大，影響影像感測之品質。因此，黏著層26可以進一步添加有複數個球狀支撐件27(ball spacer)，球狀支撐件27可以使光學單元30與影像感測晶片20保持一最適當間距，進而控制光學單元30的傾斜度在合理範圍內。
如第3C圖至第5B圖所示，在黏著層26沒有添加球狀支撐件27的情況下，為了使光學單元30與影像感測晶片20保持一最適當間距，進而控制光學單元30的傾斜度在合理範圍內。光學單元30可以包括：一中間層302及一透光板301，利用固定高度的中間層302控制透光板301與影像感測晶片20之間的間距。此時，黏著層26可以呈現一封閉式迴路結構，使黏著層26能將光學單元30氣密黏合於第二表面22上。
中間層302係為一口字形結構，使中間層302與黏著層26對應並黏著於黏著層26上時，可以不覆蓋住感測區23。另外，可以在中間層302之上表面305內側形成一框形凹緣303，使透光板301可以黏著於框形凹緣303上以與中間層302結合。中間層302之材料可以為一玻璃、一陶瓷、一液晶聚合物、一模製化合物、一矽氧烷基聚合物、一感光性乾膜或一焊料遮罩。
如第5A圖至第5D圖所示，中間層302之內側可以具有一凹陷部304，使透光板301與中間層302結合時，例如透光板301黏著於框形凹緣303上時，無法完全氣密結合，因而在透光板301與凹陷部304間構成氣室缺口28’。氣室缺口28’連通氣室31內及氣室31外之空氣，能避免因氣室31內壓力大於外界壓 力而影響光學單元30的黏著穩定度。
如第5C圖至第6A圖所示，本創作實施例之一種具有氣室缺口之影像感測器結構200進一步包括一填充膠材60，其係設置於氣室缺口28/28’中以封閉氣室缺口28/28’，使氣室31形成一密閉空間，避免感測區23受到外部侵襲。
如第6A圖所示，具有氣室缺口之影像感測器結構200進一步包括一封裝膠材40，其可以透過模造成型(moding)封裝製程或是點膠(dispensing)技術包覆於電路基板10、影像感測晶片20、黏著層26、填充膠材60及光學單元30之側邊。更詳細地說，可藉由封裝膠材40將光學單元30側邊與光學單元30下方、電路基板10側邊與電路基板10上方以及封閉式迴路圖樣、C字形圖樣或雙L字形圖樣之黏著層26外圍之間的空間封合起來。藉此，可透過封裝膠材40包覆電路基板10的側邊，以避免電路基板10的側邊受到撞擊而受損。
如第6B圖所示，具有氣室缺口之影像感測器結構200進一步包括一封裝膠材40，其可以透過模造成型(moding)封裝製程或是點膠(dispensing)技術設置於電路基板10上，並包覆於影像感測晶片20、黏著層26、填充膠材60及光學單元30之側邊。更詳細地說，可藉由封裝膠材40將光學單元30側邊與光學單元30下方、電路基板10上方但不含電路基板10側邊以及封閉式迴路圖樣、C字形圖樣或雙L字形圖樣之黏著層26外圍之間的空間封合起來。
本創作實施例之具有氣室缺口之影像感測器結構可以藉由氣室缺口平衡氣室內及氣室外之壓力，避免過高之氣體內壓推擠光學單元造成光學單元傾斜或推擠黏著層造成溢膠情形。此外，還可以藉由球狀支撐件或中間層之設置，控制光學單元的傾斜度在合理範圍內。
惟上述各實施例係用以說明本創作之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本創作之內容並據以實施，而非限定本創作之專利範圍，故凡其他未脫離本創作所揭示之精神而完成之 等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。
200‧‧‧具有氣室缺口之影像感測器結構
10‧‧‧電路基板
11‧‧‧乘載面
12‧‧‧第一導電接點
13‧‧‧驅動IC及被動元件
14‧‧‧底面
20‧‧‧影像感測晶片
21‧‧‧第一表面
23‧‧‧感測區
24‧‧‧第二導電接點
25‧‧‧金屬導線
26‧‧‧黏著層
30‧‧‧光學單元
31‧‧‧氣室

Claims (15)

  1. 一種具有氣室缺口之影像感測器結構，其包括：一電路基板，其具有一承載面及一底面，該承載面上設置有複數個第一導電接點；一影像感測晶片，其具有一第一表面，結合於該承載面上；一第二表面，其具有一感測區；及複數個第二導電接點，其係設置於該感測區之外側，又該些第二導電接點分別藉由複數條金屬導線與該些第一導電接點電性連接；一黏著層，其設置於該第二表面上該感測區及該些第二導電接點之間的區域且不覆蓋住該感測區；以及一光學單元，其係透過該黏著層以黏著於該第二表面上，且該影像感測晶片及該光學單元間形成一氣室，該氣室以一氣室缺口與外界連通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器結構，其進一步包括一填充膠材，其係設置於該氣室缺口中以封閉該氣室缺口。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像感測器結構，其進一步包括一封裝膠材，其係設置於該電路基板上，並包覆於該影像感測晶片、該黏著層及該光學單元之側邊。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之影像感測器結構，其進一步包括一封裝膠材，其係包覆於該電路基板、該影像感測晶片、該黏著層及該光學單元之側邊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器結構，其中該影像感測晶片係為一互補式金氧半導體影像感測晶片或一電荷耦合元件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器結構，其中該黏著層係呈一封閉式迴路圖樣結構，且該光學單元包括：一中間層，其係呈一口字形結構與該黏著層對應，並黏著於該黏著層上，該中間層之上表面內側形成一框形凹緣，且該中間層具有一凹陷部；及一透光板，其係黏著設置於該框形凹緣上，且該透光板與該中間層結合時，該透光板與該凹陷部構成該氣室缺口。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之影像感測器結構，其中該中間層之材料為一玻璃、一陶瓷、一液晶聚合物、一模製化合物、一矽氧烷基聚合物、一感光性乾膜或一焊料遮罩。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器結構，其中該黏著層係呈一C字形結構，該C字形結構之開口與該影像感測晶片及該光學單元構成該氣室缺口。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器結構，其中該黏著層係呈彼此相對設置之二L字形結構以形成在對角上之二開口，且該些開口與該影像感測晶片及該光學單元構成該些氣室缺口。
  10. 如申請專利範圍第6項至第9項中任一項所述之影像感測器結構，其進一步包括一填充膠材，其係設置於該氣室缺口中以封閉該氣室缺口。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之影像感測器結構，其進一步包括一封裝膠材，其係設置於該電路基板上，並包覆於該影像感測晶片、該黏著層及該光學單元之側邊。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之影像感測器結構，其進一步包括一封裝膠材，其係包覆於該電路基板、該影像感測晶片、該 黏著層及該光學單元之側邊。
  13. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之影像感測器結構，其中該黏著層進一步添加有複數個球狀支撐件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之影像感測器結構，其中該光學單元係為一透光板，其係由一玻璃製成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之影像感測器結構，其中該黏著層係為一光固化黏著層。
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