专利名称：镶嵌式影像感测芯片的封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及镶嵌式影像感测芯片，特别涉及-种镶嵌式影像感测芯片的封装 结构，其中所述承载座内缘是呈一阶梯状，可以覆晶技术方式将影像感测芯片嵌 入一凹阶内，且与所述承载座周围上的多个金属导脚相接合，令其能做电导通， 并予以封装包覆，有效提高产品制程效率与薄型化。
背景技术：
随着科技时代的日新月异，各式各样的随身信息电子产品以及设备因应而生， 而各式的产品零组件均朝着轻薄短小的目标迈进。如何使产品更具人性化，多机 一体的概念，体积縮小携带方便符合人因工程，更合乎消费者便利追求时尚的需
求，是目前市场主要的课题之一。而将手机结合数字相机功能甚至是MP3或笔记 型计算机，或是将PDA结合数字相机功能，即是其中一项重要的改良突破，如何 使其组装更方便迅速，制造过程更简单、体积更轻薄，将是业界发展的主要目标。
请参阅图l所示，其为现有影像感测芯片封装结构示意图。现有的影像感测 芯片封装结构1是包括有 一基板10、 一影像感测芯片11、 一环堤12、多个金 属线13、 一玻璃盖板14、以及若干锡球15。其中，将所述影像感测芯片11设置 于基板10上，以所述多个金属线13将所述影像感测芯片11与所述基板10做电 导通。利用所述环堤12环绕所述影像感测芯片11且设于所述基板10上，用以保 护所述影像感测芯片11以及与所述基板IO相导通的多个金属线13，进而于所述 环堤12上设置所述玻璃盖板14，使所述影像感测芯片11可透过所述环堤12上 所设的所述玻璃盖板14撷取外界影像，并由所述基板IO下方所设的若干锡球15 与其它电子产品湘连结。
然而，现有的影像感测芯片封装结构1，其影像感测芯片11需以利用打金属 线13的方式，使所述影像感测芯片11与所述基板10相互电导通，且不易将影像 感测芯片11精密定位于固定的位置上，不仅组装繁复更无法进一步达到薄型化的
需求o
发明内容
本发明的第一目的，在于提供-镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其是使用 一中空且呈一阶梯状的承载座，可将一影像感测芯片置于其中空处所预设的一凹 阶上，并与所述承载座上的一金属导脚所延伸的一飞脚端相电导通，达到降低所 述封装结构的高度的目的。
本发明的另一目的，在于提供一镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其是通过 所述承载座内所预设的一凹阶可将所述影像感测芯片以覆晶技术透过镶卡方式定 位于所述预定凹阶内，无须使用高精度定位设备，可降低生产成本。
本发明的又一目的，在于提供一镶嵌式影像感测芯片的封装结构，是利用一 绝缘胶或一防静电胶带将所述影像感测芯片封装于所述承载座的凹阶内，可使所 述影像感测芯片的封装结构不受其它电磁或静电干扰。
为达上述的目的，本发明是提供一种镶嵌式影像感测芯片的封装结构，包括 有 一承载座，是一中空框架且周围环绕有多个金属导脚，所述承载座是具有一 第一表面以及一第二表面，且于所述中空框架内缘是呈一阶梯状环绕且包括一第 一凹阶，所述金属导脚至少有一部份是结合在所述承载座的第一表面上，且金属 导脚是往所述承载座中空处悬空延伸出一飞脚端； 一影像感测芯片，其是具有一 作动面与一非作动面，所述作动面是置放于所述承载座的所述第一凹阶处，影像 感测芯片的作动面与所述飞脚端电导通； 一透明盖板，覆盖于所述承载座的所述 第一表面上，且通过一接着剂固定于所述承载座上。
所述金属导脚由所述承载座的第二表面并沿着所述中空框架厚度弯折并嵌附 于所述第一表面上，进而往所述承载座中央中空处悬空延伸出一飞脚端。于所述 中空框架内缘是呈一阶梯状环绕所述承载座内缘，所述阶梯至少包括有一第一凹 阶以及一第二凹阶。
所述影像感测芯片则包括有一作动面以及一非作动面。所述作动面可以覆晶 技术镶嵌于所述承载座的第一凹阶处，使所述影像感测芯片的作动面上一影像感 测区裸露于所述承载座的第一表面中央处。并利用以一导电材料将所述影像感测 区周围的多个铝垫与所述多个金属争脚的飞脚端做电导通。进而利用所述绝缘材 料将影像感测芯片的非作动面于所述第二凹阶处内包覆封装，使所述影像感测芯 片的封装结构不受其它电磁或静电干扰。
本发明还提供一种镶嵌式影像感测芯片的封装结构，包括有 一承载座，是--中空框架，a周围环绕有多个金属导脚，并具有一第一表面以及第二表面，
于所述中空框架内缘是呈一阶梯状环绕，并包括有一第一凹阶以及- 第二凹阶， 所述金属导脚由所述承载座的第一表面并沿着框架厚度弯折且嵌附于所述第二表 面，于所述第一表面上的金属导脚往所述承载座中空处悬空延伸出一飞脚端；一 影像感测芯片，其是具有一作动面与一非作动面，并以覆晶技术将所述作动面置 放于所述承载座的所述第一凹阶内；其中，所述影像感测芯片的作动面镶嵌入所
述第一凹阶，同时可将一影像感测区裸露于所述承载座的第一表面中央处，并利 用以一导电材料将所述影像感测区周围的多个铝垫与所述多个金属导脚的飞脚端 做电导通。
所述透明盖板是覆盖于所述承载座的所述第一表面上，且通过一接着剂固定 于所述承载座上。所述承载座的第二表面上的金属导脚可利用焊锡与一基板做电 导通，进而达到节省制造成本以及更能使其达到轻薄短小的目的。
图1为现有影像感测芯片封装结构示意图2为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构第一较佳实施例立体分解视
图3为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构第一较佳实施例另一视角的立 体组合图4为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构第一较佳实施例A-A剖视图； 图5A 图5H为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构制程示意图； 图6为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构的组装公差裕度示意图7为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构的第二较佳实施例剖视图8为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构的第三较佳实施例剖视图。
附图标记说明1 现有的影像感测芯片封装结构；10 基板；11 影像感测芯 片；12~环堤；13~金属线；14 玻璃盖板；15~锡球；2 镶嵌式影像感测芯片的封
装结构；20、 20' 承载座；21、 21， 中空框架；211、 211' 第一表面；212、 212'~
第二表面；213、 213' 第一凹阶；214、 214， 第二凹阶；215 导角；216 导通孔；
22、 22' 金属导脚;221 接合处；222、 222' 飞脚端;30 影像感测芯片；301~
作动面；302 非作动面；31 影像感测区；32 铝垫；40 绝缘材料；50 透明盖板；
60 导电材料；70 接着剂；IO(K电路板。
具体实施例方式
为了能更清楚地描述本发明所提出的多镶嵌式影像感测芯片的封装结构，以 下将配合图标详细说明的。
请参阅图2所示，图2为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构第一较佳实 施例立体分解视图。其中，镶嵌式影像感测芯片的封装结构2是包括 一承载座 20、 一影像感测芯片30、 一绝缘材料40 (另显示于图4)、以及一透明盖板50 所共同组成。所述承载座20包括有 一中空框架21、以及多个金属导脚22。所 述中空框架21更包括有 一第一表面211、 一第二表面212、 一第一凹阶213、 以及一第二凹阶214。所述影像感测芯片30包括有 一作动面30K —非作动面 302、 一影像感测区31、以及多个铝垫32。所述金属导脚22更包括有 一接合处 221 (另显示于图5A)以及一飞脚端222。
请参阅图3并配合图2所示，其中，图3为本发明镶嵌式影像感测芯片的封 装结构第一较佳实施例另一视角的立体组合图。如图3所示，所述承载座20可以 是通过在一导线架(Lead Frame)上以灌模或射出的方式令所述中空框架21与导 线架的所述金属导脚22相结合。于所述中空框架21中央内缘处是呈一阶梯状环 绕，并由所述承载座20的第二表面212往所述第一表面211方向呈阶梯状渐縮， 依序设置有所述第二凹阶214以及第一凹阶213。并且，所述中空框架21的第二 凹阶214所框围的开口面积大于所述第一凹阶213所框围的开口面积，又所述第 一凹阶213所框围的开口面积与所述影像感测芯片30的所述作动面301可相对 应。
所述影像感测芯片30是用来撷取外界影像，通常是电荷耦合装置(charge coupled device, CCD)或互补式金属氧化半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)影像感测装置。
所述多个金属导脚22为一平面条状且大致呈放射型态环绕于所述接合处221 (另显示于图5A)，并嵌附于所述承载座20的中空框架213外缘表面上。并且， 各别的所述金属导脚22则由所述承载座20的第一表面211嵌附并沿着所述中空 框架21外缘的厚度弯折且嵌附于所述第二表面212的上。再将其所述接合处221 (另显示于图5A)予以冲压截断，使其所述承载座20的第一表面2U上的所述
金属导脚22留有一段悬空f所述中空框架21中央透空处的所述飞脚端222。所 述金属导脚22可以是铜、铝、合金、或其它导电金属材料。
于所述第一凹阶213与所述第一表面211形成落差高度，使所述影像感测芯 片30以覆晶技术镶嵌于所述第一凹阶222的同时，不仅使所述影像感测芯片30 的作动面301外围可镶卡于所述第一凹阶213上，更可将所述影像感测芯片30 上的多个铝垫31与所述金属导脚22所延伸出的飞脚端222可相对应。其两者中 央则留有一固定的间隙，也就是所述第一凹阶213与所述第一表面211的落差高 度，可利用以一导电材料60涂布于所述间隙中，使所述铝垫31与所述金属导脚 22的飞脚端222可做电导通，藉以降低桥接时短路的风险。在此同时，可将所述 铝垫31所环绕的所述影像感测区32裸露于所述承载座20的第一表面211中央， 也就是所述中空框架21位于所述第一表面211的中空处。所述导电材料60可以 是导电胶、悍锡、表面接着技术SMT或以锡球焊接。
请参阅图4并配合图3所示，其中，图4为本发明镶嵌式影像感测芯片的封 装结构第一较佳实施例A-A剖视图。如图4所示，所述承载座20的第一凹阶213 的垂直深度hl与所述第二凹阶214的垂直深度h2大于或等于所述影像感测芯片 30的厚度H。运用所述承载座20的中空框架21内所形成阶梯状的连续凹阶处， 以覆晶技术可轻易的将所述影像感测晶30片的作动面301嵌合于所述承载座20 的第一凹阶213内，同时利用所述导电材料60将所述影像感测芯片30上的铝垫 32与所述金属导脚22的飞脚端222相接合。并于所述影像感测芯片30的所述非 作动面302上方，也就是所述中空框架21的第二凹阶处214填入所述绝缘材料 40且予以封装，大体上可提供一屏障的效果，而能进一步提供防电磁干扰(EMI) 的功效，并同时可保护所述影像感测芯片30于所述承载座20内不受震动的影响。 将所述承载座20的第一表面211上涂布一接着剂70，可使其所述透明盖板50固 定于所述承载座20之上，藉以保护所述影像感测芯片30的影像感测区31不至被 灰尘微粒所污染。所述透明盖板50可以是红外线滤光玻璃、素玻璃、抗反射玻璃 或者蓝玻璃。
请参阅图5A 图5H所示，其中，图5A 图5H为本发明镶嵌式影像感测芯 片的封装结构制程示意图。如图5A所示，所述中空框架21的第一表面211结合 于所述多个金属导脚22上，并令所述金属导脚22的接合处221位于所述中空框 架21的中央透空处，且利用灌模或射出成形的方式将所述中空框架21的第二表 面212往第--表面211方向渐縮成阶梯状，并依序设置有所述第二凹阶214与所 述第一凹阶213。
如图5B所示，将所述各别的金属导脚22沿着所述中空框架21外缘的厚度 弯折且嵌附于所述中空框架21的第二表面212上。
如图5C所示，将所述各别的金属导脚22位于所述中空框架21中央透空的 接合处221以冲压的方式予以截断，并使其嵌附于所述中空框架21的第一表面 211上的所述金属导脚22留有一段悬空于所述中央框架21中央透空处的所述飞 脚端222，形成一完整的承载座20。
如图5D所示，于所述金属导脚22的飞脚端222表面且朝向所述承载座20 的第二表面212处，可予以涂布一导电材料60。
如图5E所示，将所述影像感测芯片30的作动面301置放入所述中空框架21 的第一凹阶213内，同时将所述影像感测芯片30的作动面301上的所述铝垫32 利用所述导电材料60接合于所述飞脚端上222之上，使所述影芯片30与所述金 属导脚22做电导通；同时，使所述影像感测芯片30的作动面301上的所述影像 感测区31裸露于所述中空框架21的中央透空处。
如图5F所示，于所述影像感测芯片30的所述非作动面302后方，也就是所 述中空框架21的第二凹阶处214填入所述绝缘材料40且予以封装。
如图5G所示，将所述承载座20的第一表面211上涂布所述接着剂70，使其 所述透明盖板50可固定于所述承载座20的第一表面211上。
如图5H所示，将所述承载座20位于第二表面212上所嵌合的所述金属导脚 22段，以选择或预设各别的所述金属导脚22的方式，予以涂布所述导电材料60， 使其可与一电路板IOO相接合并可做电导通。
请参阅图6所示，图6为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构的组装公差 裕度示意图。如图6所示，所述金属导脚20的飞脚端222的宽度设计尺寸为150 P.m，且各别的所述飞脚端222间距为250um。而一般所述影像感测芯片30上 所设计的多个铝垫32尺寸为100 w m见方，且所述各别铝垫32的间距为300 w m。
所述中空框架21是若以射出方式成形，其精度可以控制最大误差于士30wm 的内，并于所述中空框架21的第一凹阶213垂直侧边与置入的所述影像感测芯片 30的任意相对侧边各预留50tim的容许裕度。故，所述影像感测芯片30镶嵌入 所述第 一凹阶213时，可使所述金属导脚22的飞脚端222与所述影像感测芯片
30的铝垫32接合时所产生的误差最大可达到±80 u m的偏移。
但是，即使产生偏移误差最大土80um，所述飞脚端222仍有45iam宽度的 区域重迭于相对应的所述铝垫32上。此时，所述铝垫32距离除了所述所对应的 飞脚端222夕卜，另一最接近的飞脚端222距离尚有195tim。由于所述第一凹阶 213与所述飞脚端222中央则留有一固定之间隙，也就是所述第一凹阶213与所 述第一表面211的落差高度，可将所述导电材料60运用此落差高度所形成之间隙 涂布于所述飞脚端222的上并与所述铝垫32相焊合做电导通。例如以焊锡作为所 述导电材料60时，当进行回焊动作时可因熔融的金属表面张力，可将所述铝垫 32位置修正偏移且调整至所对应的所述飞脚端222正确位置处。
请参阅图7所示，图7为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构的第二较佳 实施例剖视图。由于图7的本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构第二较佳实施 例其大体与图4所示的第一较佳实施的镶嵌式影像感测芯片的封装结构类似，故
相同的组件与结构以下将不再赘述。
如图7所示，本发明的第二较佳实施例不同点在于，所述中空框架21的第一 凹阶213与所述第二凹阶214的交接处可设置为一导角215，使所述影像感测芯 片30得以顺利通过所述导角215镶嵌入所述第一凹阶213内。
请参阅图8所示，图8为本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构的第三较佳 实施例剖视图。由于图8的本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构第三较佳实施 例其大体与图4所示的第一较佳实施的镶嵌式影像感测芯片的封装结构类似，故 相同的组件与结构以下将不再赘述。
如图8所示，本发明的第三较佳实施例不同点在于，所述承载座20，可以是以 一载板以冲压的方式形成连续阶梯状内缘的所述中空框架21'，且所述中空框架 21'夹层中设有多个导通孔216可贯穿于所述中空框架21'的第一表面211'以及第 二表面212'。所述载板的材质可以是玻璃布基有环氧树脂(FR-4、 FR-5)、聚酰亚 胺树脂(PI)、 BT树脂或者聚苯醚树脂(PPO)。
所述金属导脚22，可以是通过将一金属薄片(例如铜箔)覆盖于所述载板的第 一表面211'以及第二表面212'之上。再运用冲压或蚀刻的方式将所述金属薄片形 成多个金属导脚22'，并大致环绕于所述第一表面211'与第二表面212'之上，且 利用所述载板夹层中的所述导通孔215将所述第一表面211'及第二表面212'的金 属导脚22'做电导通。同时，所述第一表面211'的金属导脚22'往所述承载座20' 中央中空处是延伸出较具强度的飞脚端222'。
综上所述，本发明镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其中，运用覆晶技术将
所述影像感测芯片30的作动面301镶嵌于所述承载座20内所设置的所述第一凹 阶213上，使所述影像感测芯片30上的铝垫32与所述金属导脚22所延伸至中央 悬空处的所述飞脚端222做电导通，并于所述承载座20的第二凹阶214内，且在 所述影像感测芯片30的非作动面302上填入一绝缘材料40并予以封装，使其具 有防止静电或电磁干扰以及保护芯片的功效，更达到降低封装结构高度的目的。
以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。大凡 本领域技术人员皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义 所在，亦不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，包括有一承载座，是一中空框架且周围环绕有多个金属导脚，所述承载座是具有一第一表面以及一第二表面，且于所述中空框架内缘是呈一阶梯状环绕且包括一第一凹阶，所述金属导脚至少有一部份是结合在所述承载座的第一表面上，且金属导脚是往所述承载座中空处悬空延伸出一飞脚端；一影像感测芯片，其是具有一作动面与一非作动面，所述作动面是置放于所述承载座的所述第一凹阶处，影像感测芯片的作动面与所述飞脚端电导通；一透明盖板，覆盖于所述承载座的所述第一表面上，且通过一接着剂固定于所述承载座上。
2. 如权利要求1所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述 承载座的中空框架内缘更包括有一第二凹阶，所述第一凹阶与第二凹阶是由第二 表面往第一表面方向成阶梯状渐縮，且第二凹阶所框围的面积大于所述第一凹阶 所框围的面积，且所述第一凹阶所框围的面积与所述影像感测芯片的所述作动面 相对应，所述中空框架的第一凹阶与第二凹阶的垂直深度总和是大于或等于所述 影像感测芯片的厚度。
3. 如权利要求1所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述 透明盖板为红外线滤光玻璃、素玻璃、抗反射玻璃或蓝玻璃，并且，于所述第二 凹阶处是设有一绝缘材料，将所述影像感测芯片与所述承载座包覆，所述绝缘材 料为防静电胶带或绝缘胶，所述金属导脚为铜、铝、合金、或其它导电金属材料， 所述金属导脚是由所述承载座的第一表面起沿着框架厚度弯折且嵌附于所述第二 表面上，所述承载座为灌模或射出的方式与所述金属导脚相结合，并且，所述影 像感测芯片的作动面与所述飞脚端之间是通过导电胶、焊锡、表面接着技术SMT 或者锡球焊接的方式进行电导通。
4. 如权利要求1所.述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述 承载座的中空框架是以一载板以冲压的方式形成，且所述载板夹层中设有多个导 通孔，贯穿于承载座的所述第一表面以及第二表面，所述载板为玻璃布基有环氧 树脂、聚酰亚胺树脂、树脂或者聚苯醚树脂。
5. 如权利要求1所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述 金属导脚是通过将一金属薄片覆盖于承载座的至少所述第一表面上，且运用冲压或蚀刻的方式形成多个金属导脚。
6. 如权利要求5所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述金属薄片是覆盖于承载座的第-」表面与第二表面上，且都是通过冲压或蚀刻的方 式形成多个金属导脚于所述第-与第二表面上，并利用所述承载座上所设置的若 干导通孔将所述第一表面及第二表面的金属导脚做电导通。
7. —种镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，包括有 一承载座，是一中空框架，且周围环绕有多个金属导脚，并具有一第一表面以及一第二表面，于所述中空框架内缘是呈一阶梯状环绕，并包括有一第一凹阶 以及一第二凹阶，所述金属导脚由所述承载座的第一表面并沿着框架厚度弯折且 嵌附于所述第二表面，于所述第一表面上的金属导脚往所述承载座中空处悬空延 伸出一飞脚端；一影像感测芯片，其是具有一作动面与一非作动面，并以覆晶技术将所述作动面置放于所述承载座的所述第一凹阶内；其中，所述影像感测芯片的作动面镶嵌入所述第一凹阶，同时可将一影像感 测区裸露于所述承载座的第一表面中央处，并利用以一导电材料将所述影像感测 区周围的多个铝垫与所述多个金属导脚的飞脚端做电导通。
8. 如权利要求7所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述 承载座的中空框架内缘由所述第二表面往第一表面方向成阶梯状渐縮，且第二凹 阶所框围的面积大于所述第一凹阶所框围的面积，且所述第一凹阶所框围的面积 与所述影像感测芯片的所述作动面相对应，所述中空框架的第一凹阶与第二凹阶 的垂直深度总和大于或等于所述影像感测芯片的厚度。
9. 如权利要求7所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所述承载座的第一表面上通过一接着剂与一玻璃盖板相接合，并且，所述承载座第二 表面上的所述金属导脚通过焊锡与一基板做电导通，并且，所述承载座的第二凹 阶处填入一绝缘胶或一防静电胶带将其所述影像感测芯片与所述承载座封装包 覆，所述第一凹阶与所述第二凹阶的交接处设置为一导角，并且，所述中空框架 是以一载板以冲压的方式形成，且所述载板夹层中设有多个导通孔，贯穿于所述 第一表面以及第二表面。
10. 如权利要求9所述的镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其特征在于，所 述金属导脚是一金属层，并覆盖于所述载板的第一表面以及第二表面之上，且运用冲压或蚀刻的方式形成多个金属导脚，并环绕于所述第一表向与第二表面之上， 利用所述载板夹层中的所述导通孔将所述第一表面及第二表面的金属导脚做电导 通，并且，位于所述第一表面上的金属导脚，是往所述承载座中央中空处延伸出 一飞脚端。
全文摘要
本发明涉及一种镶嵌式影像感测芯片的封装结构，其包括有一承载座以及一影像感测芯片。所述承载座是中空框形架体，且周围大致环绕有多个金属导脚，并往所述承载座中空处悬空延伸出一飞脚端。所述承载座的中空框形架体内缘更包括至少一个凹阶，可运用覆晶技术将所述影像感测芯片的一作动面镶嵌入所述承载座的凹阶内，且利用一导电材料将所述影像感芯片上多个铝垫与所述飞脚端做电导通。通过一绝缘材料将所述影像感测芯片与承载座于凹阶内施以封装包覆。
文档编号H01L27/14GK101179086SQ200610138240
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者谢有德 申请人:欣相光电股份有限公司