影像传感器封装结构及封装方法与流程

1.本技术有关于一种影像传感器封装结构，尤指一种互补性氧化金属半导体(cmos)影像传感器封装结构及封装方法。


背景技术：

2.互补式金氧半影像传感器是利用互补式金氧半导体(cmos)工艺制作出来的影像传感器。由于它的低成本、低消耗功率、且可以很容易地与其他逻辑电路整合在同一芯片上，因此在许多应用上慢慢取代传统的电荷耦合组件(ccd)。目前互补式金氧半影像传感器广泛被应用在计算机相机、数字相机、移动电话、影像电话、pda、监视系统、数字摄影机等3c产品用途上。
3.随着此多元化、可移植性与轻薄微小化的需求，使芯片封装业也必须朝向高密度、轻、薄与微小化等高精密度工艺发展。除此之外，电子封装更需具备高可靠度、散热性佳等特性，以作为传递讯号、电能。现有电子装置内的电子构件需要朝向尺寸缩小的方向研发，以使电子装置能够在有限的空间内安装更多的电子构件。然而，现有传感器封装结构(例如：影像传感器封装结构)的发展已面临难以继续缩小尺寸的问题，而其中一个主要原因在于，现有传感器封装结构并不适合用来进行较小尺寸感测芯片的封装。
4.这种已知的微小化光学成像装置设计成模块后，其厚度大于3mm，而且为了配合用户按压位置的习惯，该模块的位置会与部分手机电池的区域重叠，因此就必须要缩小电池的尺寸以让出空间设置该微小化光学成像装置。为此，手机电池就无法有较长的使用时间。又因为未来新的5g手机的耗电量更大，对于电池的使用更是斤斤计较。因此，如何提供超薄的光学成像装置，特别是可以不牺牲电池的空间，而且可以设置于电池与屏幕之间的超窄区域(》0.5mm)，因此实有必要针对此一问题进行改善。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种影像传感器封装结构及封装方法，其通过在感测芯片的感测区以外全部使用热固性封胶材料，且透光层直接贴合其上，以达到降低影像传感器封装成本以及使影像传感器封装工艺简单化的功效。
6.为达到上述的目的，本技术提供一种影像传感器封装结构，包括有：基板、感测芯片、多个金属线、模封结构以及透光层。基板的两侧面分别为上表面与下表面，且上表面具有多个焊垫。感测芯片的两侧面分别为顶面与底面，且以底面与上表面相贴靠，顶面具有感测区、间隔区以及多个连接垫，感测区位于顶面一高度，间隔区围绕感测区，且全部连接垫位于间隔区外。每一金属线的两端分别连接焊垫以及连接垫。模封结构为中空结构，模封结构具有承载层，承载层的两侧面分别为承载面与贴靠面，承载面与贴靠面相距一厚度，贴靠面与顶面相贴靠。透光层位于模封结构中，且贴靠承载面。其中，模封结构设置于上表面上，同时包覆全部金属线、全部焊垫、全部连接垫、间隔区外缘周围以及感测芯片外缘周围，且厚度大于高度，使透光层未与感测区相接触。
7.在本技术的一实施例中，模封结构内缘表面与感测芯片外缘周围相贴靠，承载层自模封结构内缘表面延伸有一宽度，且宽度为模封结构内缘表面至感测区外缘周围。
8.在本技术的一实施例中，模封结构为热固性封胶材料所制成，热固性封胶材料由环氧树脂、酚醛树脂、触媒、硅微粉组成。
9.在本技术的一实施例中，感测芯片还具有保护层，保护层位于感测区外缘周围，且延伸出顶面一长度，长度小于厚度。保护层为聚合物(polymer)或环氧树脂(epoxy)所制成。
10.在本技术的一实施例中，基板为球栅阵列封装(ball grid array，bga)基板。
11.在本技术的一实施例中，金属线为弧形形状，金属线具有距顶面一距离的顶点，距离小于厚度。
12.为达到上述的目的，本技术提供一种影像传感器封装方法，包括有下列步骤：
13.步骤(a)、提供基板、感测芯片、多个金属线以及透光层，基板一侧面上具有多个焊垫，感测芯片一侧面具有感测区、间隔区以及多个连接垫，间隔区围绕感测区，且全部连接垫位于间隔区外。
14.步骤(b)、将感测芯片连接基板的侧面上，使感测区位于感测芯片上一高度。
15.步骤(c)、将金属线的两端分别连接焊垫以及连接垫，且金属线形成具有顶点的弧形形状。
16.步骤(d)、形成模封结构于基板上，模封结构包覆全部金属线、全部焊垫、全部连接垫、间隔区外缘周围以及感测芯片外缘周围。
17.步骤(e)、将透光层贴合在模封结构中。
18.在本技术的一实施例中，步骤(b)之后还包括有步骤(b1)：提供保护层，保护层位于感测区外缘周围，且延伸出感测芯片上一长度，长度大于高度。且步骤(c)之后还包括有：步骤(c1)、提供模具；步骤(c2)、模具进行线性位移运动；步骤(c3)、判断模具是否贴靠保护层，当模具不是贴靠保护层，重复步骤(c2)；当模具是贴靠保护层，停止作动模具，注入封胶材料形成模封结构至模具与基板间。
附图说明
19.图1a为本技术影像传感器封装结构第一较佳实施例正视结构示意图。
20.图1b为本技术影像传感器封装结构第一较佳实施例剖视结构示意图。
21.图2为本技术影像传感器封装结构第二较佳实施例剖视结构示意图。
22.图3是本技术影像传感器封装方法第一较佳实施例流程方块示意图。
23.图4a是本技术影像传感器封装方法第一较佳实施例第一动作示意图。
24.图4b是本技术影像传感器封装方法第一较佳实施例第二动作示意图。
25.图4c是本技术影像传感器封装方法第一较佳实施例第三动作示意图。
26.图4d是本技术影像传感器封装方法第一较佳实施例第四动作示意图。
27.图5是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例流程方块示意图。
28.图6a是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例第一动作示意图。
29.图6b是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例第二动作示意图。
30.图6c是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例第三动作示意图。
31.图6d是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例第四动作示意图。
32.图6e是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例第五动作示意图。
33.图6f是本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例第六动作示意图。
34.附图标记说明：
35.1：基板
36.11：上表面
37.12：下表面
38.13、14：焊垫
39.15：焊接球
40.2：感测芯片
41.20：保护层
42.21：顶面
43.211：感测区
44.212：间隔区
45.213：连接垫
46.22：底面
47.3：金属线
48.31：顶点
49.4：模封结构
50.40：承载层
51.41：承载面
52.42：贴靠面
53.5：透光层
54.6：模具
55.7：线性位移运动
56.h：高度
57.d：距离
58.t：厚度
59.w：宽度
60.l：长度
61.s91～s95：步骤
具体实施方式
62.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，但并不用于限定本技术。
63.请参阅图1a及图1b所示，为本技术影像传感器封装结构第一较佳实施例正视及剖视结构示意图。本技术提供一种影像传感器封装结构，包括有：基板1、感测芯片2、多个金属线3、模封结构4以及透光层5。基板1的两侧面分别为上表面11与下表面12，且上表面11具有多个焊垫13。基板1可以是塑料基板、陶瓷基板、导线架(lead frame)、或是其他板状材料，
本实施例对此不加以限制。本技术较佳实施例中，全部焊垫13形成间隔排列，而下表面12也形成有多个焊垫14，藉以用来分别焊接多个焊接球15。也就是说，基板1是以具备球栅阵列封装(ball grid array，bga)的构造作一说明，但不受限于此。
64.感测芯片2的两侧面分别为顶面21与底面22，且以底面22与上表面11相贴靠。本技术较佳实施例中，感测芯片2是通过黏晶胶(die attachepoxy，未标示)来将底面22固定于上表面11上，但具体设置方式不受限于此。顶面21具有感测区211、间隔区212以及多个连接垫213，感测区211位于顶面21上一高度h，间隔区212围绕感测区211，且多个连接垫213位于间隔区212外。感测区211于本实施例中大致呈矩形(如：正方形或长方形)，且感测区211的中心可以是顶面21的中心。而间隔区212则是呈方环状，且间隔区212的每个部位的宽度大致相同，但间隔区212的具体外型可以依据设计者或制造者的需求而加以调整，在此不加以限制。
65.每一金属线3的两端分别连接焊垫13以及连接垫213。在本技术较佳实施例中，金属线3为弧形形状，金属线3具有距顶面21一距离d的顶点31，且金属线3是以反打(reverse bond)的方式连接焊垫13以及连接垫213，使连接能够形成有小于等于45度的夹角，当然较佳者，夹角可以是小于等于30度，以使每条金属线3的顶点31能够位于较低的高度位置。
66.模封结构4为中空结构，模封结构4为热固性封胶材料所制成，热固性封胶材料由环氧树脂、酚醛树脂、触媒、硅微粉组成，在此不加以限制。模封结构4具有承载层40，承载层40的两侧面分别为承载面41与贴靠面42，承载面41与贴靠面42相距一厚度t，贴靠面42与顶面21相贴靠。模封结构4内缘表面与感测芯片2外缘周围相贴靠，承载层40自模封结构4内缘表面延伸有一宽度w，且宽度w为模封结构4内缘表面至感测区211外缘周围。
67.透光层5位于模封结构4中，且贴靠承载面41。在本技术较佳实施例中，透光层4为平板状的玻璃，在此不加以限制。模封结构4设置于上表面11上，同时包覆全部金属线3、全部焊垫14、全部连接垫213、间隔区212外缘周围以及感测芯片2外缘周围。距离d小于厚度t，且厚度t大于高度h，使透光层4未与感测区211相接触，进而避免触碰到感测区211，并能使模封结构4包覆全部金属线3。
68.请参阅图2所示，为本技术影像传感器封装结构第二较佳实施例剖视结构示意图。与上述实施例不同的是，感测芯片2还具有保护层20，保护层20位于感测区211外缘周围，较佳者沿间隔区212设置。保护层20延伸出顶面21一长度l，长度l小于厚度t。保护层20为聚合物(polymer)或环氧树脂(epoxy)所制成。
69.请参阅图3至图4d所示，为本技术影像传感器封装方法第一较佳实施例流程方块及数个动作示意图。本技术提供一种影像传感器封装方法，包括有下列步骤：
70.步骤s91、提供基板1、感测芯片2、多个金属线3以及透光层5，基板1一侧面上具有多个焊垫13，感测芯片一侧面具有感测区211、间隔区212以及多个连接垫213，间隔区212围绕感测区211，且全部连接垫213位于间隔区212外；
71.步骤s92、将感测芯片2连接基板1的侧面上，使感测区211位于感测芯片2上一高度h；
72.步骤s93、将金属线3的两端分别连接焊垫13以及连接垫213，且金属线3形成具有顶点31的弧形形状；
73.步骤s94、形成模封结构4于基板上，模封结构4包覆多个金属线3、多个焊垫13、多
个连接垫213、间隔区212外缘周围以及感测芯片2外缘周围；
74.步骤s95、将透光层5贴合在模封结构4中。
75.请参阅图5至图6f所示，为本技术影像传感器封装方法第二较佳实施例流程方块及数个动作示意图。与上述实施例不同的是，步骤s92之后还包括有：步骤s921、提供保护层20，保护层20位于感测区211外缘周围，且延伸出感测芯片2上一长度，长度l大于高度h。且步骤s93之后还包括有：步骤s931、提供模具6；步骤s932、模具6进行线性位移运动7；步骤s933、判断模具6是否贴靠保护层20，当模具6不是贴靠保护层20，重复步骤s932；当模具6是贴靠保护层20，则执行步骤s934，步骤s934为停止作动模具6，注入封胶材料形成模封结构4至模具6与基板1间。

技术特征：
1.一种影像传感器封装结构，其特征在于，包括：基板，所述基板的两侧面分别为上表面与下表面，且所述上表面具有多个焊垫；感测芯片，所述感测芯片的两侧面分别为顶面与底面，且所述底面与所述上表面相贴靠，所述顶面具有感测区、间隔区以及多个连接垫，所述感测区位于所述顶面一高度，所述间隔区围绕所述感测区，且全部所述连接垫位于所述间隔区外；多个金属线，所述金属线的两端分别连接所述焊垫以及所述连接垫；模封结构，为中空结构，所述模封结构具有承载层，所述承载层的两侧面分别为承载面与贴靠面，所述承载面与所述贴靠面相距一厚度，所述贴靠面与所述顶面相贴靠；透光层，位于所述模封结构中，且贴靠所述承载面；其中，所述模封结构设置于所述上表面上，同时包覆全部所述金属线、全部所述焊垫、全部所述连接垫、所述间隔区外缘周围以及所述感测芯片外缘周围，且所述厚度大于所述高度，使所述透光层未与所述感测区相接触。2.根据权利要求1所述的影像传感器封装结构，其特征在于，所述模封结构内缘表面与所述感测芯片外缘周围相贴靠，所述承载层自所述模封结构内缘表面延伸有一宽度，且所述宽度为所述模封结构内缘表面至所述感测区外缘周围。3.根据权利要求1所述的影像传感器封装结构，其特征在于，所述模封结构为热固性封胶材料所制成，所述热固性封胶材料由环氧树脂、酚醛树脂、触媒、硅微粉组成。4.根据权利要求1所述的影像传感器封装结构，其特征在于，所述感测芯片还具有保护层，所述保护层位于所述感测区外缘周围，且延伸出所述顶面一长度，所述长度小于所述厚度。5.根据权利要求4所述的影像传感器封装结构，其特征在于，所述保护层为聚合物或环氧树脂所制成。6.根据权利要求1所述的影像传感器封装结构，其特征在于，所述基板为球栅阵列封装基板。7.根据权利要求1所述的影像传感器封装结构，其特征在于，所述金属线为弧形形状，所述金属线具有距所述顶面一距离的顶点，所述距离小于所述厚度。8.一种影像传感器封装方法，其特征在于，包括有下列步骤：步骤(a)、提供基板、感测芯片、多个金属线以及透光层，所述基板一侧面上具有多个焊垫，所述感测芯片一侧面具有感测区、间隔区以及多个连接垫，所述间隔区围绕所述感测区，且全部所述连接垫位于所述间隔区外；步骤(b)、将所述感测芯片连接所述基板的所述侧面上，使所述感测区位于所述感测芯片上一高度；步骤(c)、将所述金属线的两端分别连接所述焊垫以及所述连接垫，且所述金属线形成具有顶点的弧形形状；步骤(d)、形成模封结构于所述基板上，所述模封结构包覆全部所述金属线、全部所述焊垫、全部所述连接垫、所述间隔区外缘周围以及所述感测芯片外缘周围；步骤(e)、将所述透光层贴合在所述模封结构中。9.根据权利要求8所述的影像传感器封装方法，其特征在于，所述步骤(b)之后还包括有下列步骤：
步骤(b1)、提供保护层，所述保护层位于所述感测区外缘周围，且延伸出所述感测芯片上长度，所述长度大于所述高度。10.根据权利要求9所述的影像传感器封装方法，其特征在于，所述步骤(c)之后还包括有下列步骤：步骤(c1)、提供模具；步骤(c2)、所述模具进行线性位移运动；步骤(c3)、判断所述模具是否贴靠所述保护层，当所述模具不是贴靠所述保护层，重复所述步骤(c2)；当所述模具是贴靠所述保护层，停止作动所述模具，注入封胶材料形成模封结构至所述模具与所述基板间。

技术总结
本申请提供一种影像传感器封装结构，包括有：基板、感测芯片、多个金属线、模封结构以及透光层。基板具有多个焊垫。感测芯片具有感测区、间隔区以及多个连接垫，间隔区围绕感测区，且全部连接垫位于间隔区外。每一金属线的两端分别连接焊垫以及连接垫。模封结构包覆全部金属线、全部焊垫、全部连接垫、间隔区外缘周围以及感测芯片外缘周围。透光层位于模封结构中，且未与感测区相接触。且未与感测区相接触。且未与感测区相接触。


技术研发人员：王朝永
受保护的技术使用者：业泓科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/9