影像感测元件封装构件及其制作方法
【专利说明】影像感测元件封装构件及其制作方法
[0001]本发明申请是2011年3月21日提交的申请号为N0.201110067998.3的名为“影像感测元件封装构件及其制作方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及光学元件封装技术领域，特别是涉及一种具备多层重布线路(mult1-layer RDL)的影像感测元件封装构件及其制作方法。
【背景技术】
[0003]近年来，固态影像感测元件已被大量运用在手机、汽车以及电脑产业，然而，当固态影像感测元件朝向更高的图元解析度与更小的图元尺寸发展时，合格却受到冲击，而相机模块在组装过程中的物理性污染，也会降低合格。因此，封装半导体晶粒逐渐成为在业界中被广泛采用的方案。其中，由于晶片级技术在制作工艺上具备经济效益，逐渐成为较佳的解决方案。
[0004]晶片级封装较具挑战性的层面之一，就是内部连结设计。在顶部、侧面、底部接点三种选择中，又以底部接点最具吸引力，因为它能使影像感测晶粒能正面朝上，以配合相机模块组装所需的方向。由于高解析度影像感测器越来越需要高密度焊接垫，因此和焊接垫相容的直通娃晶穿孔技术(through silicon via，简称为TSV)也随之受到注目。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种采用直通硅晶穿孔技术及具备多层重布线路的影像感测元件封装构件及其制作方法。
[0006]为达上述目的，本发明较佳实施例提供一种影像感测元件封装构件，包含有:一影像感测晶粒，其具有一主动面以及相对于该主动面的一背面，且在该主动面上设有一影像感测元件区域以及一外接垫；一直通硅晶穿孔结构，贯穿该影像感测晶粒，连接该外接垫；一第一绝缘层，形成在该影像感测晶粒的该背面及该硅晶穿孔结构内；一第一重布线路层，形成在该第一绝缘层上并与该外接垫电连接；一第二绝缘层，覆盖该第一重布线路层及该第一绝缘层；一第二重布线路层，形成在该第二绝缘层上并与该第一重布线路层电连接；以及一防焊层，覆盖在该第二重布线路层及该第二绝缘层上。
[0007]从另一角度来看，本发明提供一种影像感测元件封装构件，包含有:一影像感测晶粒，其具有一主动面以及相对于该主动面的一背面，且在该主动面上设有一影像感测元件区域以及一外接垫；一直通硅晶穿孔结构，贯穿该影像感测晶粒，连接该外接垫；多层重布线路，形成在该像感测晶粒的该背面上；以及一防焊层，覆盖在该多层重布线路上。其中在该防焊层中设有至少一开孔，曝露出一焊接垫，并在该焊接垫上设有一焊接锡球。在该防焊层中设有多个假开孔，用来释放应力。该多层重布线路至少包含有一防电磁干扰金属图案。
[0008]为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下。然而如下的较佳实施方式与图式仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一较佳实施例所绘示的影像感测元件封装构件的剖面示意图；
[0010]图2为本发明另一较佳实施例所绘示的影像感测元件封装构件的剖面示意图。
[0011]图3为本发明又另一较佳实施例所绘示的影像感测元件封装构件的剖面示意图；
[0012]图4至图11例示本发明影像感测元件封装构件的制作方法。
[0013]主要元件符号说明
[0014]I影像感测元件封装构件
[0015]Ia影像感测元件封装构件
[0016]10影像感测晶粒
[0017]1a主动面
[0018]1b 背面
[0019]11影像感测元件区域
[0020]12外接垫
[0021]13直通硅晶穿孔结构
[0022]14第一绝缘层
[0023]15第一重布线路层
[0024]15a连接垫
[0025]15b防电磁干扰金属图案
[0026]16第二绝缘层
[0027]16a 开孔
[0028]17第二重布线路层
[0029]17a焊接垫
[0030]18防焊层
[0031]18a 开孔
[0032]18b假开孔
[0033]19焊接锡球
[0034]20封装用光学盖板
[0035]22支撑堰体结构
[0036]24凹穴结构
[0037]100影像感测晶片
[0038]10a 主动面
[0039]10b 背面
【具体实施方式】
[0040]本发明运用创新的连结技术，贯穿硅晶层直接连结至影像感测晶粒的外接垫；小巧的尺寸与连结的位置，让封装背面可支援高密度的球栅阵列封装介面，使后续的封装相容于表面粘着组装制作工艺。本发明可以相容于晶片级封装(wafer-level packaging，简称为WLP)制作工艺并且采用直通硅晶穿孔技术，其中所谓的晶片级封装制作工艺系在晶片状态时就封装晶粒，再进行后段组装制作工艺，然后，晶片再进行切割，成为独立封装晶粒。
[0041]请参阅图1，其为依据本发明一较佳实施例所绘示的影像感测元件封装构件的剖面示意图。如图1所示，影像感测元件封装构件I包含有一影像感测晶粒10，其具有一主动面1a以及相对于主动面(active side) 1a的一背面(backside) 10b，且在主动面1a上设有一影像感测元件区域11以及外接垫12。影像感测元件区域11可以是CMOS影像感测元件，但不限于此。
[0042]在影像感测晶粒10的主动面1a上另覆盖一封装用光学盖板20，例如，透镜等级玻璃或石英，而在封装用光学盖板20与影像感测晶粒10的主动面1a之间另设有支撑堰体结构22，例如，环氧树脂(epoxy resin)、聚亚酰胺(polyimide)、光致抗蚀剂或防焊阻剂(solder resist)材料等等，如此使光学盖板20、支撑堰体结构22与影像感测晶粒10的主动面1a之间构成一密闭的凹穴结构24，而影像感测元件区域11就是位于凹穴结构24内部。此外，支撑堰体结构22与影像感测晶粒10的主动面1a之间可以利用接合材料(图未示)进行粘合。
[0043]根据本发明的较佳实施例，影像感测元件封装构件I另包含有一直通硅晶穿孔(TSV)结构13，其贯穿影像感测晶粒10，并连通影像感测晶粒10的主动面1a与背面10b，用来曝露出位于影像感测晶粒10的主动面1a上部分的外接垫12。在影像感测晶粒10的背面1b以及硅晶穿孔结构13的侧壁上则顺应的形成有第一绝缘层14，例如，氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等等。此外，第一绝缘层14也可以采用有机高分子绝缘材料。
[0044]在第一绝缘层14上形成有一第一重布线路层15，例如，铝金属线路图案或者铜金属线路图案。第一重布线路层15顺应的覆盖在硅晶穿孔结构13的侧壁上以及底部，并且与外接垫12电连接。此外，第一重布线路层15至少包含有一连接垫15a。在第一重布线路层15以及第一绝缘层14上另有一第二绝缘层16，例如，氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等等。第二绝缘层16也可以采用有机高分子绝缘材料。在第二绝缘层16中设有至少一开孔16a，曝露出部分的连接垫15a。
[0045]在第二绝缘层16上形成有一第二重布线路层17，例如，钛、铜、镍、金、铝或上述金属之组合。第二重布线路层17可以是由可焊接(soldable)金属材料所构成者。第二重布线路层17与第一重布线路层15可以采用相同的导电材料或者不同的导电材料，也可以是不同的厚度。第二重布线路层17填入开孔16a，并与曝露出的连接垫15a电连接。第二重布线路层17至少包含有一焊接垫(solder pad) 17a。在第二重布线路层17以及第二绝缘层16上另有一防焊层18，例如，环氧树脂、聚亚酰胺、光致抗蚀剂等等。在防焊层18中设有至少一开孔18a，曝露出部分的焊接垫17a。在焊接垫17a上则设有焊接锡球19。
[0046]请参阅图2，其为依据本发明另一较佳实施例所绘示的影像感测元件封装构件的剖面示意图。如图2所示，影像感测元件封装构件Ia同样包含有一影像感测晶粒10，其具有一主动面1a以及相对于主动面1a的一背面10b，且在主动面1a上设有一影像感测元件区域11以及外接垫12。
[0047]同样的，影像感测元件封装构件Ia包含有一直通硅晶穿孔结构13，其贯穿影像感测晶粒10，并连通影像感测