专利名称：Qfn型影像感测元件构装方法及其结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种QFN型影像感测元件构装方法及其结构，尤指一种针对四方扁平无外伸引脚型(Quad Flat No-lead，QFN)影像感测元件的构装方法及其构装所提出的设计，使其可应用于构装小尺寸的影像感测元件产品，降低成本，并使该元件产品可以增进密封性等功能。
前述使用陶瓷基板制成的影像感测元件，因不易于大量生产，且有制造成本偏高的缺点，故现今影像感测元件的制造大多改采塑料构装制程。现今已知影像感测元件构装方法及其构装结构的设计，概如台湾公告第461059号「影像感测芯片的封装结构及其封装方法」发明专利案所揭示者，请配合参阅说明书图4所示，其构装方法主要使用底面黏贴有胶带(51)的金属载体(50)(如图4a所示)，该载体(50)具有承载垫(52)以及间隔排列于承载垫(52)周边的引脚(53)，另将方形环圈状的治具(80)放置于胶带(51)上圈围载体(50)定义出元件区间(54)(如图4b所示)，其次，将芯片(60)黏贴于载体(50)的承载垫(52)上(如图4c所示)，并以导线(61)连接于芯片(60)各焊垫与其相对应的引脚(53)间，再将透明胶体(70)灌注于治具(80)内包覆芯片(60)(如图4e所示)，并充填于载体(50)相邻引脚(53)间以及承载垫(52)与引脚(53)间的间隙中，待透明胶体(70)固化后，撕除载体(50)底面的胶带(51)，取下治具(80)，完成该影像感测元件的构装。
前述已知影像感测元件的构装方法设计，虽藉由直接灌注透明胶体包覆芯片及金属载体的手段，以期达到量产、降低成本的目的，然而，该构装方法及其构装后的元件结构在实施及使用上仍存在有若干问题尚待克服，其中1、目前影像感测元件产品朝向尺寸缩小化的发展趋势，该影像感测元件产品应设计的要求，其尺寸愈来愈小(如5mm*5mm或以下等)，该元件内部的芯片尺寸大小与构装后元件产品尺寸大小相当接近，使得芯片外缘至透明胶体外缘的距离甚短，而前述构装方法需先将治具固定于载体上定义出元件区间，再进行黏晶、打线接合及灌胶等步骤，其中在打线接合时，为避免打线机具的作动端头撞击治具，而造成元件或机具损坏，故需保留足够的活动空间，使得芯片相对于治具内缘间的尺寸无法再行缩减，导致该构装方法无法应用于小型化影像感测元件产品的构装制造。
2、目前影像感测元件产品会因客户的需求而有不同的设计，为此，该治具即需配合每一种元件产品分别订制，造成设备成本的增加。
3、该构装方法于治具所定义的元件区间中灌注透明胶体，因灌胶且待透明胶体固化之后，该治具必需取出，因此，治具与透明胶体间的接合力必需考量，故需进一步对治具作特殊的表面处理，以降治具与透明胶体之间的接合力，如此一来，更增加治具的制造成本。
4、以该构装方法制成的影像传感器元件结构中，因其金属载体相同厚度的型体，其引脚及承载垫为平整片体，故其引脚、承载垫仅藉其平整表面与透明胶体黏贴一起，其接合力较差，且因彼此间热膨胀系数的差异，在受热环境下，该引脚、承载垫与透明胶体间易产生剥离现象，导致水气易自该剥离位置侵入至芯片，而影响该影像感测元件的可靠度。
发明内容
为了克服前述影像感测元件构装方法及结构上的问题，本发明的目的在于提供一种创新影像感测元件构装方法及结构，使其在元件构装制程方面，可以符合半导体产品尺寸缩小化的发展趋势，并降低成本，在结构方面则可增进载体与透明胶体间的接合力，以增进元件产品的可靠度。
为达成上述目的，本发明所提出的影像感测元件构装方法主要在金属载体上的外围处模塑一胶体堤墙，再于载体相对于堤墙内无阻碍地进行黏晶及打线接合后，将液态透明胶体灌注于胶体堤墙内空间中，将芯片封固于内，再切割成影像感测元件成品。
本发明所提出的影像感测元件构装结构主要在金属载体的芯片承载垫上黏设芯片，该芯片各接点与位于芯片承载垫周边相对应的引脚间以导线连接，载体上设有透明胶体将芯片封固于内，其中，该载体于芯片承载垫底面周缘以及引脚临承载垫的端部底面形成凹部，凹部并为透明胶体填充其中。
本发明通过前述技术方案的设计，将可达到以下特点，其中1.在构装方法方面a、本发明于黏晶及打线接合步骤进行时，其活动范围周边无高起物限制，故使本发明可应用小尺寸元件产品的构装制造，符合元件尺寸缩小化的发展趋势。
b、本发明不使用治具，不受各式产品的限制，并可降低设备成本。
c、同上述所述，本发明不使用治具，无免除为降低治具与透明胶体间的接合力而作特殊表面处理的问题。
2、在构装结构方面a、本发明所设计的构装结构中，可利用载体的芯片承载垫及引脚底面形成凹部，提供透明胶体填充其中的设计，来增进透明胶体与载体间的接合力，避免载体与透明胶体因接合力不佳而产生剥离的情况。
b、本发明利用载体的芯片承载垫及引脚底面形成凹部，提供透明胶体填充其中的设计，尚可延长水气可能侵入至芯片的路径及困难度，达成防止水气侵入的功效，提高影像感测元件的可靠度。
图2为本发明影像感测元件的构装结构示意图。
图3为本发明影像感测元件的俯视平面示意图。
图4a～g为现有技术影像感测元件的构装流程示意图。
图中符号说明(10)载体 (11)胶带(12)元件单元 (13)承载垫(131)凹部 (14)引脚(141)凹部 (142)凹穴(15)隔离间隙(20)胶体堤墙(30)芯片 (31)导线(40)透明胶体(50)载体 (51)胶带(52)承载垫(53)引脚(54)元件区间(60)芯片 (61)导线(70)透明胶体(80)治具有关本发明QFN型影像感测元件构装方法的具体实施例，请配合参阅
图1所示，其包括有以下步骤提供一底面黏贴有胶带(11)的金属载体(10)，如图1A所示，该载体(10)上具有数组元件单元(12)，各元件单元(12)包括芯片承载垫(13)及复数间隔排列于芯片承载垫(13)周边的引脚(14)，又该载体(10)于承载垫(13)底面周缘以及引脚(14)临承载垫(13)的端部底面处利用半蚀刻手段形成凹部(131)(141)，另可于相邻元件单元(12)间对应相连的引脚(14)间底面处利用半蚀刻手段形成减少厚度的凹穴(142)；于载体(10)正面外围模塑一胶体堤墙(20)，如图1B所示，将各元件单元(12)涵括于内；将芯片(30)以感测区朝上的方式黏设于载体(10)各元件单元(12)的芯片承载垫(13)上，如图1C所示；以导线(31)连接于芯片(30)上各接点与其对应的的引脚(14)间，构成电性连接，如图1D所示，此时，因导线连接位置周边无突出物的阻隔，故使导线(31)连接步骤可不受限地顺利进行；将液态透明胶体(40)灌注于载体(10)上相对于胶体堤墙(20)内侧的空间中固化，如图1E所示，将芯片(30)包覆于内，并填充于载体(10)相邻引脚(14)间以及引脚(14)与承载垫(13)间的间隙中；撕去黏贴于载体(10)底面的胶带(11)，如图1F所示；以及以切割手段分割出各个包括芯片(30)的影像感测元件成品，如图1G、H所示，其中利用载体(10)于相邻元件单元(12)间对应相连的引脚(14)间底面预设凹穴(142)减少其厚度，以利于切割的进行。
如图2、图3所示，本发明藉由前述构装方法所制成的影像感测元件结构包括一金属载体(10)，其具有芯片承载垫(13)以及复数间隔排列于芯片承载垫(13)周边的引脚(14)，该芯片承载垫(13)与引脚(14)间以及相邻引脚(14)间具有隔离间隙(15)，该承载垫(13)底面周缘以及引脚(14)临承载垫(13)的端部底面形成凹部(131)(141)；一芯片(30)，以感测区朝上黏设于芯片承载垫(13)上，其上各接点以导线连接至对应的引脚处；以及一透明胶体(40)，固设于金属载体(10)上包覆芯片(30)，该透明胶体，外缘与引脚(14)外缘平齐，并填充于载体(10)的隔离间隙(15)与凹部(131)(141)中，增进透明胶体(40)与载体(10)间的接合力，并延长水气可能侵入至芯片(30)的路径及困难度达到防止水气侵入的功效，而构成一可靠度佳的影像感测元件。
该影像感测元件可利用表面黏着技术焊设于电路板上，使其引脚(14)与电路板上的电路构成电性连接，藉此，使该影像感测元件可受控令其芯片(30)感测区透过透明胶体(40)进行影像撷取的作用。
经由前述构装方法及结构特征说明中，当可得知本发明其创新的构装方法设计，可于载体上黏晶及打线接合等作业可以无阻碍地进行，使该构装方法符合日渐缩小化的产品构装要求，并利用该构装方法制成的元件构装结构，以及载体芯片承载垫及引脚底面形成凹部，提供透明胶体填充其中的设计，增进透明胶体与载体间的接合力以及防止水气侵入的功效，提高该影像感测元件的可靠度，为一具极具产业利用价值的设计，因此，本发明符合发明专利的要件，依法具文提出申请。
权利要求
1.一种QFN型影像感测元件构装方法，其特征在于，包括以下步骤提供一底面黏贴有胶带的金属载体，该载体上具有数组元件单元，各元件单元包括芯片承载垫及复数间隔排列于芯片承载垫周边的引脚；于金属载体的外围处模塑一胶体堤墙，将各元件单元涵括于内；将芯片黏设于载体各元件单元的芯片承载垫上，续以导线连接于芯片上各接点与其对应的引脚间；将液态透明胶体灌注于载体上相对于胶体堤墙内的空间中固化，将芯片包覆于内，并填充于载体上相邻引脚间以及引脚与承载垫间的间隙中；撕去黏贴于载体底面的胶带，再以切割手段分割出各个包括芯片的影像感测元件成品。
2.如权利要求1所述的QFN型影像感测元件构装方法，其特征在于，利用半蚀刻手段于载体承载垫底面周缘以及引脚临承载垫的端部底面处形成凹部，并使凹部为透明胶体填充其中。
3.如权利要求1或2所述的QFN型影像感测元件构装方法，其特征在于，利用半蚀刻手段于载体相邻元件单元间对应相连的引脚间底面处形成减少厚度的凹穴。
4.一种QFN型影像感测元件构装结构，其特征在于，包括一金属载体，其具有芯片承载垫以及复数间隔排列于芯片承载垫周边的引脚，该芯片承载垫与引脚间以及相邻引脚间具有隔离间隙，该承载垫底面周缘以及引脚临承载垫的端部底面形成凹部；一芯片，黏设于芯片承载垫上，其上各接点以导线连接至对应的引脚处；以及一透明胶体，固设于金属载体上包覆芯片，并填充于载体的隔离间隙与凹部中，且透明胶体外缘与引脚外缘平齐，而构成一影像感测元件。
全文摘要
本发明涉及一种QFN型影像感测元件构装方法及其结构，其构装方法主要在金属载体外围处模塑一胶体堤墙，再于载体相对于堤墙内进行黏晶及打线接合后，将液态透明胶体灌注于胶体堤墙内空间中，将芯片封固于内，再切割成影像感测元件成品，使其可符合产品尺寸缩小化的构装趋势，并利用该构装方法制成的元件构装结构，以及载体芯片承载垫及引脚底面形成凹部，提供透明胶体填充其中的设计，增进透明胶体与载体间的接合力以及防止水气侵入的功效，提高影像感测元件的可靠度。
文档编号H01L21/50GK1434496SQ0310441
公开日2003年8月6日 申请日期2003年2月13日 优先权日2003年2月13日
发明者许正和, 张夷华 申请人:台湾典范半导体股份有限公司