专利名称：图像传感器倒装片封装结构及其图像传感器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种图像传感器倒装片(Flip Chip，又称为覆晶)封装结构，也涉及到该结构所支持的图像传感器模块。该图像传感器倒装片封装结构的特点在于在玻璃片表面形成电路以供芯片倒装片及电路板焊合，利用玻璃片的精密轮廓提供定位极佳的镜头座。
背景技术：
图像传感器(Image sensor)封装技术有多种，目前较普遍的是陶瓷封装(CLCC)、塑料基板封装(PLCC)、C/F塑料射出封装(KLCC)。这些封装技术主要共通的地方在于芯片植入芯片基座(Die pad)后再进行引线接合(Wire bonding)。然而，电子产品在轻薄短小、多功能、速度快的要求下，电子组件的I/O管脚数目越来越多，但厚度越来越薄，面积越来越小。在插入式的组件受到电路板上插入孔的尺寸限制之后，表面黏着技术便被开发出来解决插入式组件无法再将脚数增加及体积减小的缺点。然而管脚的间距越来越小，已超越印刷电路板在高密度技术上的极限，为此人们将组件上管脚排列的方式从外围改为平面的数组排列，从而提高了组装的成品率。但在I/O管脚数日渐增加的情况下，封装体的尺寸势必随之增加，必然伴随许多如基板锡球空焊或基板变形翘曲现象。解决这些问题的最有效作法，便是尽可能将芯片以外的胶体部份缩小。当封装后体积与芯片大小差不多时，即产生近似芯片尺寸封装的概念。
基于前述，目前封装技术的趋势朝向倒装片封装方式，此种方式需要在晶片(Wafer)上进行长凸块(Bump)工艺后再与基板上的电路接点回焊接合，因此需要将芯片顶面正向基板，这样就受到图像传感器的感测区必须开放的先决条件的限制，因此倒装片封装结构虽然具有电气特性好、芯片散热佳及封装尺寸较小等优势，此技术在图像传感器上应用仍具有难度。
图9所示为现有的一种图像传感器倒装片封装结构，上方的玻璃板(91)内面是利用光罩蚀刻技术架构出电路(910)，并以锡球(93)借助倒装片技术将芯片(92)焊合在玻璃板中央区域的电路接点，而玻璃板周边区域的电路接点各植设一锡球(94)以便与电路板表面粘着。此种设计的问题在于玻璃板周边区域的锡球(94)球径必须大于芯片厚度才能在焊着于电路板时有较高可靠度，如此一来为保持各锡球适当间距必须将玻璃板面积加大，相对地也影响了罩住图像传感器的镜头座大小，故此种倒装片封装结构仍有改进的必要。
发明内容
本实用新型的主要目的在于为解决上述的问题而提供一种图像传感器倒装片封装结构，该封装结构能够以SMT封装设备完成组装，以此简化对设备的需求及提升产品可靠度，并且获得较低的制造成本及使封装体积大幅缩减以更符合市场需求。另外，本实用新型还提供一种采用上述封装结构的影像撷取电路模块，该种模块具有体积短小、轻薄化的优点。
为达到上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案一种图像传感器倒装片封装结构，其特征在于它包括一半导体图像传感器芯片，其上表面贴近一玻璃片的下表面，该半导体图像传感器芯片上设多数个的焊垫，在各焊垫上植设一金属焊球；该玻璃片的下表面形成有导电连结电路，该导电连结电路在对应半导体图像传感器芯片焊垫的位置形成对应数量的第一焊接点以与该焊垫形成电连接；该导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点。
另一种图像传感器倒装片封装结构，其特征在于它包括一半导体图像传感器芯片，其上表面贴近一玻璃片的下表面，该半导体图像传感器芯片上设有多数个凸块；该玻璃片的上表面形成有导电连结电路，该导电连结电路对应半导体图像传感器凸块的位置形成对应数量的第一焊接点以与凸块形成电连接，该导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点。
一种采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于它包括一半导体图像传感器芯片，其上表面贴近一玻璃片的下表面，该半导体图像传感器芯片上设多数个电接点；该玻璃片的下表面形成有导电连结电路，该导电连结电路在对应该半导体图像传感器电接点的位置形成对应数量的第一焊接点以与电接点形成电连接，该导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点；一镜头组包含一支座，支座支撑在玻璃片上表面而在玻璃片边缘该支座底部形成一个至少为该玻璃片厚度的侧墙，该侧墙沿玻璃片三侧边缘延伸而形成一开口，使该导电连结电路接点处的玻璃片外伸于支座一侧。
本实用新型的优点在于可借助玻璃片表面的平面精度提供支座最佳的安装基面，以此获得镜头组光轴与半导体图像传感器芯片表面精确的垂直正交，再借助支座的侧墙依靠玻璃片轮廓精度，能够在组装过程中轻易获得镜头组光轴完全对准半导体图像传感器芯片的影像感测中心的效果，从而轻易控制影像撷取区位在较无像差的镜头投射区。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构的第一实施例。
图2为本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构的第二实施例。
图3为本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构中玻璃片下表面形成的导电连结电路的示意图。
图4为本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构中玻璃片下表面形成的导电连结电路的另一形态的示意图。
图5为本实用新型图像传感器倒装片封装于制程中以大面积玻璃片完成多数区块的导电连结电路示意图。
图6为本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构在制作过程中将大面积玻璃片多数区块完成半导体图像传感器芯片焊合的示意图。
图7为本实用新型所述倒装片封装图像传感器模块的第一实施例。
图8为本实用新型所述倒装片封装图像传感器模块的第二实施例。
图9为现有的图像传感器封装结构的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构的第一实施例(1)包括一半导体图像传感器芯片(Chip)(10)其上表面(11)贴近一玻璃片(20)的下表面并于芯片周围充填胶材(12)以构成气密，该半导体图像传感器芯片上设有多数个的焊垫(111)，并在各焊垫植设一锡球之类的金属焊球(13)。
该玻璃片(20)的下表面形成有导电连结电路(conductiveinterconnection circuit)(21)，对应半导体图像传感器芯片焊垫(111)的位置，该导电连结电路形成对应数量的第一焊接点(22)，而与焊垫形成电连接。
导电连结电路(21)在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点(211)，如图3所示。
在半导体图像传感器芯片(10)以外的玻璃片下表面覆盖一遮蔽物(24)，藉以防止玻璃片底部透光而干扰半导体图像传感器芯片的影像撷取质量，同时可提供半导体图像传感器芯片周围的气密。
图2所示为本实用新型所述图像传感器倒装片封装结构的第二实施例(3)，包括半导体图像传感器芯片(30)，其上表面(31)贴近一玻璃片(20)的下表面，芯片周围充填胶材(12)以构成气密，该半导体图像传感器芯片上设多数的凸块(311)。
该玻璃片(20)的下表面形成有导电连结电路(21)，对应半导体图像传感器凸块位置该导电连结电路形成对应数量的第一焊接点(22)并藉回焊技术而与凸块(311)形成电连接，该导电连结电路并在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点(211)。
半导体图像传感器芯片(30)以外的玻璃片下表面覆盖一遮蔽物(24)，用以防止玻璃片底部透光而干扰半导体图像传感器芯片的影像撷取品质，同时可提供半导体图像传感器芯片周围的气密。
前述两种图像传感器封装结构的制作过程为如图5中显示的那样，一块大面积的玻璃板(2)，其中一表面以光罩蚀刻技术制成具有多数个区块的导电连结电路(21)，如图6中显示的那样，利用SMT封装设备在玻璃板另一面对应各区块内的多数个第一焊接点(22)将一半导体图像传感器芯片(10)或(30)以倒装片方式焊着，使各第一焊接点与半导体图像传感器芯片上的焊垫(或凸块)电连接。
最后再将玻璃板依各区块切割为数个完成封装的图像传感器，并视后端应用产品的需求而决定是否在半导体图像传感器芯片(30)以外的玻璃片下表面覆盖一遮蔽物(24)。
如图1、图2所示的图像传感器封装结构，玻璃片上的导电连结电路以蚀刻工艺形成，故能在极窄的宽度内布线，可获得极接近芯片尺寸的封装体积(CSP，Chip Scale Package)以及极薄的厚度，而导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点，更可以广泛用于与被应用产品的电路板(FPC)焊接，并且在适当的布线规划下这些第二焊接点均能有较大间距，从而对电路板焊接的可靠度有实质性的提升。
当然本实用新型可以包括其它不同的设计变化，诸如图3所示的导电连结电路(21)，在玻璃片其中一侧边形成多数个间隔并列的第二焊接点(211)，也可为如图4所示的以数组形态分布，这有利于在图像传感器芯片具较多管脚数时避免导电连结电路焊接点过密而影响后续电路板(FPC)焊接的可靠度。
另外也可以在连结电路上以倒装片方式焊接一处理器(图中未示)以提供更进一步的图像传感器模块化应用。
本实用新型可进一步利用前述图像传感器封装结构(1)(3)制成图像传感器模块，如图7、图8所示，一镜头组(4)包含一支座(holder)(40)，支座支撑在玻璃片(20)上表面，在玻璃片边缘该支座底部形成一至少有玻璃片厚度的侧墙(41)，侧墙沿玻璃片三侧边缘延伸并形成一开口(411)，使导电连结电路接点处的玻璃片外伸于支座一侧，而提供一电路板(FPC)(50)焊接。本实用新型也可依据需求在玻璃片表面镀上滤光材料，从而省略一般需另外在镜头组内加装滤光玻璃的做法。
权利要求1.一种图像传感器倒装片封装结构，其特征在于它包括一半导体图像传感器芯片，其上表面贴近一玻璃片的下表面，该半导体图像传感器芯片上设多数个的焊垫，在各焊垫上植设一金属焊球；该玻璃片的下表面形成有导电连结电路，该导电连结电路在对应半导体图像传感器芯片焊垫的位置形成对应数量的第一焊接点以与该焊垫形成电连接；该导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点。
2.如权利要求1所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该芯片周围充填胶材以构成气密。
3.如权利要求1所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该导电连结电路在玻璃片侧边形成的多数个第二焊接点以数组形态分布。
4.如权利要求1所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该导电连结电路在玻璃片侧边形成的多数个第二焊接点间隔并列。
5.如权利要求1所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该玻璃片包含一个以倒装片方式焊接在该导电连结电路的处理器。
6.一种图像传感器倒装片封装结构，其特征在于它包括一半导体图像传感器芯片，其上表面贴近一玻璃片的下表面，该半导体图像传感器芯片上设有多数个凸块；该玻璃片的上表面形成有导电连结电路，该导电连结电路对应半导体图像传感器凸块的位置形成对应数量的第一焊接点以与凸块形成电连接，该导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点。
7.如权利要求6所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该芯片周围充填胶材以构成气密。
8.如权利要求6所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该导电连结电路在玻璃片侧边形成的多数个第二焊接点以数组形态分布。
9.如权利要求6所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该导电连结电路在玻璃片侧边形成的多数个第二焊接点间隔并列。
10.如权利要求6所述的图像传感器倒装片封装结构，其特征在于该玻璃片包含一个以倒装片方式焊接在该导电连结电路的处理器。
11.一种采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于它包括一半导体图像传感器芯片，其上表面贴近一玻璃片的下表面，该半导体图像传感器芯片上设多数个电接点；该玻璃片的下表面形成有导电连结电路，该导电连结电路在对应该半导体图像传感器电接点的位置形成对应数量的第一焊接点以与电接点形成电连接，该导电连结电路在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点；一镜头组包含一支座，支座支撑在玻璃片上表面而在玻璃片边缘该支座底部形成一个至少为该玻璃片厚度的侧墙，该侧墙沿玻璃片三侧边缘延伸而形成一开口，使该导电连结电路接点处的玻璃片外伸于支座一侧。
12.如权利要求11所述的采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于该半导体图像传感器芯片上的电接点为焊垫，在各焊垫上植设有一金属焊球。
13.如权利要求12所述的采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于该导电连结电路在玻璃片其中一侧边形成的多数接点以数组形态分布。
14.如权利要求12所述的采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于该导电连结电路包含一个以倒装片方式焊接在玻璃片上的处理器。
15.如权利要求11所述的采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于该半导体图像传感器芯片上的电接点为凸块。
16.如权利要求15所述的采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于该导电连结电路在玻璃片其中一侧边形成的多数个接点以数组形态分布。
17.如权利要求15所述的采用倒装片封装结构的图像传感器模块，其特征在于该导电连结电路包含一个以倒装片方式焊接在玻璃片上的处理器。
专利摘要本实用新型涉及一种图像传感器倒装片封装结构及其图像传感器模块。该结构是在一玻璃片的下表面形成导电连结电路，该导电连结电路在该玻璃片中间区域形成多数个第一焊接点，另外在玻璃片其中一侧边汇整形成多数个第二焊接点，半导体图像传感器芯片上表面贴近该玻璃片的下表面，并以其多数的电接点以倒装片方式焊着于玻璃片的多数个第一焊接点，而在半导体图像传感器芯片以外的玻璃片下表面以一遮蔽物覆盖，将前述图像传感器倒装片封装结构结合一镜头组，该镜头组包含一支座支撑在玻璃片上表面，支座底部成形的侧墙围绕在玻璃片三侧边缘延伸并形成一开口，使导电连结电路接点处的玻璃片外伸于支座一侧以供一电路板焊接。
文档编号H01L27/146GK2658948SQ03209050
公开日2004年11月24日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日
发明者陈文钦 申请人:今湛光学科技股份有限公司, 陈文钦