晶圆级影像模块结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶圆级影像模块结构，包括：一芯片，具有一感测区域，一硅晶穿孔，穿透芯片的上表面至下表面；一透明基板，配置于芯片上，具有至少一导电穿孔形成于其中及一导线形成于其上；一透镜架，配置于透明基板上，一透镜位于透镜架上方，其中透镜对准透明基板及感测区域。
【专利说明】晶圆级影像模块结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体组件模块结构，特别涉及一种整合主被动组件、透镜架以及影像传感器以降低组件尺寸的晶圆级影像模块结构。
【背景技术】
[0002]半导体技术快速发展，传统的覆晶结构中，锡球数组形成于晶粒的表面，通过传统的锡膏通过锡球罩幕制作以形成所欲之图案。封装功能包括散热、讯号传输、电源分配、保护等，当芯片更加复杂，传统的封装如导线架封装、软式封装、刚性封装、无法满足高密度小尺寸芯片的需求。晶圆级封装技术为高级封装技术，藉其晶粒系于晶圆上加以制造及测试，且接着藉切割而分离以用于在表面黏着生产线中组装。因晶圆级封装技术利用整个晶圆作为目标，而非利用单一芯片或晶粒，因此于进行分离程序之前，封装及测试皆已完成。此外，晶圆级封装系如此之高级技术，因此打线接合、晶粒黏着及底部填充的程序可予以省略。藉利用晶圆级封装技术，可减少成本及制造时间且晶圆级封装的最后结构尺寸可相当于晶粒大小，故此技术可满足电子装置的微型化需求。
[0003]此外，通过电子封装技术，互补式金氧半场效晶体管(CMOS)影像传感器芯片系制作于CMOS影像传感器模块之中。此模块被应用到各种电子产品中，并且CMOS影像传感器模块所需的封装规格需求取决于此产品的特性。尤其是最近的CMOS影像传感器模块的倾向，高电性能力、小型化、高密度、低功耗、多功能、高速信号处理以及可靠度等，是电子产品的小型化的典型特征。
[0004]在目前的晶圆级封装结构中，虽然可以降低模块结构的高度，但无法包括主、被动组件于模块结构中，因此主、被动组件需要放在模块以外的区域。所以并无法降低模块结构于X/Y方向的尺寸。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的一目的在于提供一种晶圆级影像模块结构，具有较小的模块结构。
[0006]本发明再一目的在于提供一种崭新的晶圆级影像模块结构，其以可整合主、被动组件于同一模块结构中。
[0007]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]一种晶圆级影像模块结构，包括:一芯片，具有一感测区域，一硅晶穿孔，穿透芯片的上表面至下表面；一透明基板，配置于该芯片上，具有至少一导电穿孔形成于其中及一导线与至少一电子组件形成于其上，该导线电性连接导电穿孔以及该至少一电子组件，导电穿孔对准硅晶穿孔；一透镜架，配置于透明基板上，一透镜位于透镜架的上方，其中透镜透明基板及感测区域。
[0009]其中透镜架通过一黏着层附着于透明基板上。
[0010]在另一例子中，上述模块结构还包括一导电层，耦接导电穿孔与硅晶穿孔；一焊接球，形成于硅晶穿孔的下表面上。
[0011]其中至少一电子组件包括至少一主动组件或至少一被动组件。
[0012]以上所述系用以阐明本发明的目的、达成此目的的技术手段、以及其产生的优点等等。而本发明可从以下较佳实施例的叙述并伴随后附图式及权利要求使读者得以清楚了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]上述组件，以及本创作其它特征与优点，通过阅读实施方式的内容及其图式后，将更为明显:
[0014]图1为整合透镜架以及影像传感器的影像模块结构的截面示意图。
[0015]图2为根据本发明的一实施例的晶圆级影像模块结构的截面示意图。
[0016]主要组件符号说明
[0017]100影像模块结构 101、201透镜102、202透明基板
[0018]103、203 透镜架 104、105 黏着层106、206 芯片
[0019]107、211焊接球 200晶圆级影像模块结构 204黏着层
[0020]205电子组件206a感测区域207导线
[0021]208导电穿孔结构 209导电210硅穿孔结构
【具体实施方式】
[0022]本发明将配合实施例与随附的图式详述于下。应可理解者为本发明中所有的实施例仅为例示之用，并非用以限制。因此除文中的实施例外，本发明亦可广泛地应用在其它实施例中。且本发明并不受限于任何实施例，应以随附的权利要求及其同等领域而定。
[0023]图1显示整合透镜架以及影像传感器的影像模块结构的截面图。如图1所示，其中影像模块结构100整合透镜架以及影像传感器而成为一具有感光作用的模块结构，其可以应用于手机或其它可携式电子组件的照相模块。其中影像模块结构100包括芯片106、透镜架103、透镜101以及透明基板102。透明基板102位于模块结构的内层或中间层，而芯片106则位于模块结构的底部。
[0024]上述模块结构100的制作流程如下所述。首先，将透明基板102直接附着于芯片106上。在此步骤中，，可以先形成一黏着层105于芯片106上，然后透明基板102通过黏着层105而附着于芯片106上。在一例子中，透明基板102的大小等于或大于芯片106的尺寸。在本发明的一实施例中，黏着层105通过一印刷或涂布制程以形成一黏着层图案于芯片106上。芯片106为一感测芯片，具有感测(主动)区域106a以及接触垫105可以裸露出来。焊接球(solder ball) 107形成于芯片106之下，以利于模块结构100的芯片106得以电性连接至外部组件。
[0025]透明基板102例如为一玻璃基板或其它透明材料所形成的基板，配置于芯片上。
[0026]然后，进行透镜架附着制程(holder mount),透镜架103附着于透明基板102上，以形成模块结构100。在此步骤中，可以先形成一黏着层104于透明基板102上，然后透镜架103的下半部再通过黏着层104而附着于透明基板102上。
[0027]其中透镜101固定于透镜架103中。此外，透镜架103亦可以固定于透明基板102上。透镜101可以选择性地配置于透镜架的最上方。在本实施例的模块结构100中，透镜架103的内具有一凹槽结构或容置空间，以使得透明基板102可以选择性地配置于其内，以及透镜101与芯片106之间。换言之，透镜101对准透明基板102与芯片106，使得光可以直接入射到芯片106的感测区域106a。
[0028]在形成模块结构100的后，可以进行透镜101、透明基板102与芯片106的感测区域之间的对准量测，以及影像感测芯片106的电性的测试。
[0029]如图2所示，显示本发明的晶圆级影像模块结构的一实施例。在本实施例中，晶圆级影像模块结构200可以应用于手机或其它可携式电子组件的照相模块。其中晶圆级影像模块结构200包括芯片206、透明基板202、透镜架203、透镜201以及电子组件205。透明基板202位于模块结构的内层或中间层，而芯片206则位于模块结构的底部。另外，电子组件205位于透明基板202上，其配置的位置避开透镜201的光路径，以避免阻挡到光行进至芯片206的感测区域206a。
[0030]芯片206例如包括形成于硅晶圆上的影像传感器晶粒，其二侧具有第一穿孔，其系穿透芯片206的上表面至下表面。此穿孔填入一导电材料以形成一娃穿孔(throughsilicon via，TSV)210。其中硅穿孔210可以预先形成于硅晶圆(芯片206)内。
[0031]芯片206具有一接触垫，该接触垫通过一导线(trace)而电性连接硅穿孔210。导电层(金属)209可以涂布于娃穿孔210上以作为电性连接层。焊接球(solder ball) 211形成于硅穿孔210下，以利于模块结构200的芯片206与电子组件205得以电性连接至外部组件。
[0032]透明基板202其二侧具有第二穿孔结构，此穿孔结构填入一导电材料以形成一导电穿孔(conductive via)结构208。导电穿孔结构208电性连接导电层209。导电层209电性连接透明基板202中的导电穿孔结构208，以及芯片206中的硅穿孔210。换言之，导电穿孔结构208通过导电层209而电性连接硅穿孔210。导电穿孔208对准硅穿孔210。此外，一导线(trace) 207形成于透明基板202以及导电穿孔208上，并电性连接导电穿孔208。电子组件205配置于导线207上，并电性连接导线207。举例而言，电子组件205为主动组件(例如:集成电路(IC))或被动组件(例如:电容或电感)。基于透明基板202中穿孔，电子组件205可以整合在透明基板202上，成为模块结构的一部分。亦即，无需额外的组件置放空间，本发明即可以整合多个电子组件于模块结构内。通过导电穿孔208以及硅穿孔210，模块结构200中的感测芯片206以及电子组件205上的电讯号可以经由焊接球211而传递至外部。
[0033]上述模块结构200的制作流程如下所述。首先，预备一芯片206，该芯片206可以预先形成一硅穿孔210于其中(二侧)。硅穿孔210的形成可以参考上述或者其它制法。举例而言，芯片206为一影像传感器(例如CMOS影像感测芯片)，其上表面具有一感测区域206a以及接触垫(未图示)形成于其上。然后，导电层209形成于硅穿孔210上。
[0034]之后，进行一透明基板202堆栈制程，例如直接配置于芯片206上。透明基板202可以预先形成一导电穿孔208于其中(二侧)，或者是透明基板202配置于芯片206上之后再形成。在此步骤中，穿孔或导电穿孔208对准导电层209。然后，导线207形成于透明基板202以及导电穿孔208上，以电性连接导电穿孔208。接下来，电子组件205配置于透明基板202上的导电穿孔208上，并电性连接导电穿孔208。电子组件205配置的垂直位置不与镜片201以及感测区域206a重迭，以免档住入射到镜片201的光。
[0035]最后，透镜架203，其可以为单纯塑料件或驱动机构(Actuator)，附着于透明基板202上，以完成本发明的模块结构200。在此步骤中，可以先形成一黏着层204于透明基板202上，然后透镜架203的底部再通过黏着层204而附着于透明基板202上。其中透镜201固定于透镜架203中，透过透镜架203以支撑透镜201。此外，透镜架203亦可以固定于透明基板202上以支撑透镜201。透镜201可以选择性地配置于透镜架203的最上方。在本实施例的模块结构200中，透明基板202可选择性地配置于透镜架203内，以及透镜201与芯片206之间。换言之，透镜201系约略对准透明基板202与芯片206，使得光可以直接到达感测区域206a。
[0036]在本发明中，无需额外的基板即可达到制造影像模块结构的目的。
[0037]本发明的优点包括:具有可整合主被动组件于模块结构中，无须额外的空间来放置主被动组件。
[0038]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种晶圆级影像模块结构，其特征在于包括: 一芯片，具有一感测区域，一硅晶穿孔，穿透芯片的上表面至下表面； 一透明基板，配置于芯片上，具有至少一导电穿孔形成于其中及一导线与至少一电子组件形成于其上，该导线电性连接导电穿孔以及至少一电子组件，该导电穿孔对准硅晶穿孔；以及 一透镜架，配置于透明基板上，一透镜位于透镜架的上方，其中透镜对准透明基板及感测区域。
2.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述透镜架通过一黏着层附着于该透明基板的上。
3.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，还包括一导电层，耦接导电穿孔与该硅晶穿孔。
4.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，还包括一焊接球，形成于硅晶穿孔的下表面上。
5.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述电子组件包括主动组件或被动组件。
6.如权利要求5所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述主动组件包括至少一集成电路。
7.如权利要求5所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述被动组件包括至少一电容或至少一电感。
8.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述芯片为一影像感测芯片。
9.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述芯片的接触垫电性连接一第二导线，该第二导线电性连接硅晶穿孔。
10.如权利要求1所述的晶圆级影像模块结构，其特征在于，所述透镜架为一塑料件或一驱动机构。
【文档编号】H01L27/146GK103579259SQ201210249693
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】李基魁 申请人:宏翔光电股份有限公司