影像感應器封裝結構的制作方法

專利名稱：影像感應器封裝結構的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種影像感應器封裝結構，特別是有關于一種CMOS鏡頭模塊(CMOS Camera Module；CCM)的被動組件，是通過設置一底蓋以解決被動組件在基板背面所造成不平整的問題。
背景技術：
現在人們生活中不可或缺的計算機、手機、數字相機及液晶顯示器等，無一不是半導體工業的相關產品，其相關的周邊產品更是繁多，在在的顯示出電子工業的雄厚潛力與重要性。近年來，隨著人們對于電子產品功能的急速提升及多元化、可移植性與輕巧化的需求下，其封裝制程業者已脫離了傳統的技術而朝向高功率、高密度、輕、薄與微小化等高精密度制程發展，除了上述趨勢外，電子封裝尚需保有高可靠度、散熱性佳與低制造成本等必要特性，以面對產品上市時程與生命周期的挑戰。
在眾多電子產品中，又以影音多媒體最為之盛行，而數字相機、數字攝影及影像掃描儀等產品的推出，使得影像數字化已成為必然的趨勢。其中重要的關鍵零組件就是影像感應器(Image Sensor)。此影像感應器是為一種半導體芯片，其可將光信號轉換為電子信號，而此半導體芯片并包含一感光組件，諸如一互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-OxideSemiconductor，CMOS)。為了配合CMOS影像感應器在可攜式產品市場的發展，因此如何將其中的芯片具有輕巧且最佳的功效，仍為未來技術發展的重點。
然而在芯片的封裝技術中，針對產品輕、薄、短、小的趨勢而發展出來的覆晶封裝技術，主要是利用面陣列的排列方式，在芯片的主動表面(active surface)上配置多個芯片墊(pad)，且利用在芯片墊上形成凸塊，接著利用此凸塊來電性連接至一基板。值得注意的是，由于覆晶封裝可應用于高接腳數的芯片封裝結構，并具有縮小封裝面積及縮短信號傳輸路徑等諸多優點，使得覆晶封裝技術目前已廣泛地應用在芯片封裝領域。
另外為了符合芯片封裝結構的整體的電性設計，覆晶封裝的基板的表面上更可配置多個被動組件，諸如電容器(capacitor)、電感器(inductor)及電阻器(resistor)等，并且這些被動組件更可通過覆晶封裝基板內的內部線路，而電性連接至芯片或其它電子組件。換言之，芯片是可經由凸塊及覆晶封裝基板的內部線路，而電性連接至這些被動組件。
請參閱圖1所示，是揭示習知一種影像感應器的封裝結構，該影像感應器1主要包含基板10、數個被動組件11、芯片(chip)12及透鏡模塊13。
其中基板10具有上表面101及下表面102，且這些被動組件11是以表面固定(Surface Mount Technology；SMT)構裝設備覆著于基板10的下表面102。接著對芯片12與基板10的上表面101進行打線以構成電性連接，其中芯片12具有感光組件，其位于芯片12上。最后將透鏡模塊13組合于基板10上，并與基板10及芯片12是構成密閉空間。因此當光線穿越透鏡模塊13的鏡頭時，且可照射于感光組件上并對光線起作用，進而轉換成電氣信號。
由于目前封裝結構的整體尺寸有愈做愈小的趨勢，但因被動組件制作數目卻有越來越多的現象看來，上述的習知技術因將被動組件設置于基板的下表面，造成基板下表面的平整度不佳，進而使得此封裝結構最后在進行組件測試時，常會因基板的下表面的不平整而造成訊號測試出現問題，而影響了整個封裝結構的測試良率。
因此有人為此是將被動組件設置于基板的側邊，來解決被動組件數目過多及設置于基板下表面不平整的問題。但因被動組件設置于側邊乃會造成此封裝結構的基板尺寸變大，因此并無法解決上述所出現的問題。
對于從事影像感應器制造與研發的相關人員，莫不致力于被動組件技術的改良，以期能夠解決習知技術因被動組件置于CCM的基板的下表面而造成不平整的問題，致使CCM影像感應器的信號測試良品達到穩定的目的。

發明內容
本發明的目的，即是在提供一種影像感應器封裝結構，并應用于CMOS鏡頭模塊(CMOS Camera Module；CCM)的被動組件，是通過加入底蓋以解決被動組件在基板背面所造成平整度不佳的問題。
本發明的一種影像感應器的封裝結構，包括基板、芯片、數個被動組件、透鏡模塊及底蓋。其中，基板具有一上表面及一下表面，芯片是設置于基板的上表面，數個被動組件并設置于此基板的下表面。透鏡模塊套合于基板上并界定第一容置空間，且此芯片是位于第一容置空間內，以及底蓋連接于基板的下表面，并界定第二容置空間，且該些被動組件是位于第二容置空間內。
在本發明的一實施例中，其中被動組件是通過表面固定技術(SMT)，配置并電性連接至基板的下表面。
在本發明的一實施例中，芯片是通過打線連接(wire bonding)，電性連接至基板的上表面。或者以覆晶技術，電性連接至基板的上表面。
在本發明的一實施例中，其中透鏡模塊包括鏡筒、鏡頭及鏡座，鏡座是架設于基板上，且鏡座承載于鏡筒，鏡筒并支撐鏡頭，當光線穿越透鏡照射芯片上，芯片將對光線起作用，并轉換成電氣信號。
在本發明的一實施例中，其中芯片更包括感光組件，用以使此芯片對光線起作用。且此感光組件是可為互補性金屬氧化半導體(complementarymetaf-oxide semiconductor；CMOS，或可為電荷耦合裝置(CCD)。
在本發明的一實施例中，透鏡模塊更包括濾光片，架設于鏡頭與芯片之間。且此濾光片是可為玻璃或紅外線低通濾光片(IR low pass filter)。
在本發明的另一實施例中，影像感應器的封裝結構其包括透鏡模塊、基板及連接器。其中透鏡模塊的底部設有容置空間，且在一側邊設有一開口，且基板的上表面設有芯片，其下表面設有數個被動組件，其中此基板可插入此容置空間中，連接器是與此開口相結合，使基板封裝于透鏡模塊內部。
在本發明的另一實施例中，更包括密封劑，配置于連接器與透鏡模塊的開口之間，用以將開口部分黏著于連接器上。
在本發明的另一實施例中，其中被動組件是通過表面固定技術(SMT)，配置并電性連接至基板的下表面。
在本發明的另一實施例中，其中芯片是通過打線連接(wire bonding)，電性連接至該基板的上表面，或者利用覆晶技術電性連接至基板的上表面。
在本發明的另一實施例中，連接器是可以電性連接至外部印刷電路板。
在本發明的另一實施例中，芯片更包括感光區，對應于透鏡模塊，用以使芯片對光線起作用。
在本發明的另一實施例中，其中透鏡模塊更包括濾光片，架設于鏡頭與芯片之間。且此濾光片是可為玻璃或紅外線低通濾光片(IR low passfilter)。
為了能更進一步了解本發明特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。


圖1是繪示習知一種影像感應器的封裝結構的示意圖；圖2a是繪示本發明的影像感應器的封裝結構的被動組件設置于基板上的示意圖；圖2b是繪示本發明的影像感應器的封裝結構的芯片設置于基板上的示意圖；圖2c是繪示本發明的第一實施例的影像感應器的封裝結構的透鏡模塊設置于基板上的示意圖；圖2d是繪示本發明的第一實施例的影像感應器的封裝結構的底蓋設置于基板上的示意圖；圖3a是繪示本發明的第二實施例的影像感應器的封裝結構的被動組件設置于基板上的示意圖；圖3b是繪示本發明的第二實施例的影像感應器的封裝結構的連接器設置于基板上的示意圖；圖3c是繪示本發明的第二實施例的影像感應器的封裝結構的芯片設置于基板上的示意圖；及圖3d是繪示本發明的第二實施例的影像感應器的封裝結構的透鏡模塊設置于基板上的示意圖。
主要組件符號說明1、2、3 影像感應器10、20、30 基板101、201、301 上表面102、202、302 下表面203 第一容置空間204 第二容置空間11、21、31 被動組件12、22、32 芯片13、23、33 透鏡模塊231、331 鏡頭232、323 鏡筒233、333 鏡座24 底座25、35 濾光片303 連接器304 密封膠具體實施方式
本發明是揭露一種影像感應器的封裝結構，并應用于CMOS鏡頭模塊(CMOS Camera Module；CCM)的被動組件，是通過加入一底蓋以解決被動組件在基板背面所造成平整度不佳的問題，進而解決封裝結構的測試合格率問題。有關本發明的詳細描述如下所示。
第一實施例根據圖2a～d，是顯示了本發明所揭露的CMOS鏡頭模塊(CCM)的影像感應器的封裝結構。如圖中所示，此影像感應器2的封裝結構，包括基板20、芯片22、數個被動組件21、透鏡模塊23及底蓋24。其中，基板20具有上表面201及下表面202。芯片22是設置于基板20的上表面201，又數個被動組件21并設置于此基板20的下表面202。接著透鏡模塊23套合于基板20上并界定第一容置空間203，且此芯片22是位于第一容置空間203內，以及底蓋24連接于基板20的下表面202，接著界定第二容置空間204，且該些被動組件21是位于第二容置空間內204。
一般為了符合芯片封裝結構的整體的電性設計，如圖2a所示，是會在基板20的下表面202利用表面固定技術(SMT)，配置并電性連接了多個被動組件21于基板20的下表面202。其中諸如電容器(capacitor)、電感器(inductor)及電阻器(resistor)等，并且這些被動組件21是可通過覆晶封裝基板內的內部線路及一對外接點，而電性連接至芯片或其它電子組件。
接著如圖2b所示，將芯片22設置于基板20的上表面201，換言的，芯片22是可經由凸塊及覆晶封裝基板20的內部線路，而電性連接至這些被動組件21。如本實施例所示，芯片22是經由打線連接(wire bonding)電性連接至基板20的上表面201。
如圖2c所示，是將透鏡模塊23組裝于基板20上，實施例中的透鏡模塊23包括鏡筒232、鏡頭231及鏡座233，鏡座233是架設于基板20上，且鏡座233承載于鏡筒232，鏡筒232并支撐鏡頭231。其中當光線穿越透鏡照在射芯片22上，芯片22將對光線起作用，并轉換成電氣信號。其中芯片22更包括感光區，對應于透鏡模塊23，用以使此芯片22對光線起作用。且此感光組件是可為互補性金屬氧化半導體(complementarymetal-oxide semiconductor；CMOS)或電荷耦合裝置(CCD)。
另外透鏡模塊23更包括濾光片25，架設于鏡頭231與芯片22之間。且此濾光片25是可為玻璃或紅外線低通濾光片(IR low pass filter)。
再者，如圖2d所示，將上述的透鏡模塊23套合于基板20上且包覆芯片22，并與基板20構成第一容置空間203且為一密閉空間。接著將底蓋24連接于基板20的下表面202且包覆被動組件，其中底蓋的底部需為平整的底面，且為“ㄇ”型結構，此“ㄇ”型結構的側邊是分別具有一卡槽，可卡入基板底部所預設置的卡鉤，而用以固定此基板20與此底蓋24，且基板20的下表面202與此底蓋24亦可形成此第二容置空間204。其中透鏡模塊33是為自動對焦透鏡模塊。且包括設置于第二容置空間204內的自動對焦驅動器。
更者，基板20具有第一定位孔，透鏡模塊23具有相對應的定位梢，透鏡模塊23是經由定位梢與第一定位孔的卡接設置于基板20上。其中底蓋24更具有第二定位孔，并利用定位梢穿透第一定位孔并接合于第二定位孔，以固定透鏡模決23、基板20與底蓋24。
第二實施例根據圖3a～d，是顯示了本發明所揭露的另一CMOS鏡頭模塊(CCM)的影像感應器3的封裝結構。如圖中所示，影像感應器的封裝結構，包括透鏡模塊33、基板30及連接器303。其中透鏡模塊33的底部設有容置空間，且在一側邊設有一開口，且基板30的上表面設有芯片32，其下表面設有數個被動組件31，其中此基板30可插入此容置空間中，連接器303是與此開口相結合，使基板30封裝于透鏡模塊33內部。
如第一實施例中所述的，一般為了符合芯片封裝結構的整體的電性設計，依照圖3a所示，基板30具有上表面301及下表面302，且下表面302是制作有數個被動組件31，且基板30的下表面302是利用表面固定技術(SMT)，配置并電性連接了多個被動組件31于基板30的下表面302上。其中諸如電容器(capacitor)、電感器(inductor)及電阻器(resistor)等，并且這些被動組件31是可通過覆晶封裝基板內的內部線路，而電性連接至芯片32或其它電子組件。
接著如圖3b所示，是將連接器303設置于基板30的上表面301的一側邊，且此連接器303是可為軟板連接器(connect with FPC)所構成。
如圖3c所示，將芯片32設置于基板30的上表面301，換言的，芯片32是可經由凸塊及覆晶封裝基板的內部線路，而電性連接至這些被動組件31。在本實施例中，芯片30是經由打線連接(wire bonding)電性連接至基板30的上表面301上。
依照圖3d所示，透鏡模塊33的底部是設有容置空間，且在一側邊設有一開口，此開口是配合基板30上的連接器303位置設置，用以使基板30可插入此容置空間中，且連接器303可與此開口相結合，使基板30封裝于透鏡模塊33內部。且下表面302的被動組件31亦可包覆于此底部的空間內。其中透鏡模塊33更包含一卡槽，且基板30是卡接于此卡槽內。
此實施例中的透鏡模塊33包括鏡筒333、鏡頭332及鏡座333，其中鏡座333的底部設有容置空間，且在一側邊設有一開口，可連接至連接器303，且鏡座333承載于鏡筒332，鏡筒332并支撐于鏡頭331。其中當光線穿越透鏡照在射芯片32上，芯片32將對光線起作用，并轉換成電氣訊號。其中芯片32更包括感光區，對應于透鏡模塊33，用以使此芯片32對光線起作用。且此感光區是可為互補性金屬氧化半導體(complementarymetal-oxjde semiconductor；CMOS)或電荷耦合裝置(CCD)。
另外透鏡模塊33亦包括濾光片35，是架設于鏡頭331與芯片32之間。且此濾光片35是為玻璃或紅外線低通濾光片(IR low pass filter)。
最后并于連接器303與透鏡模塊33的開口之間，涂上密封劑304使得此開口得以黏著于此連接器303上。且密封劑304是可為紫外線硬化接著劑(UV膠)。此外連接器303是可以電性連接至外部印刷電路板(圖中未示)。
綜上所述，本發明的影像感應器，相較于習知的影像感應器，是解決了的基板的背面(下表面)因被動組件設置產生了平整度不佳的問題，進而亦可解決感應器的信號測試合格率不佳的缺點。本發明的影像感應器在第一實施例中，通過嵌入一底蓋并包覆該些被動組件，而使得測試的底部得以保持其平整性做為其電性連接之用，更不會因而造成訊號測試不良率的產生。另外在第二實施例中，因通過透鏡模塊的一側開口卡入且包覆基板與被動組件，并通過連接器使此容置空間封閉，而達到本發明所訴求的感應器的底面具有平整性的好處，以解決上述習知技術所帶來的缺失。
另外因為習知技術是有將被動組件設置于基板的側邊的設計，來解決被動組件數目過多及設置于基板下表面不平整的問題。但因被動組件設置于側邊會造成此封裝結構的基板尺寸變大，因此本發明的影像感應器不僅不會使此裝結構加大，亦同時解決了基板背面(下表面)不平整的缺失。
本發明雖已較佳實例闡明如上，但并非用以限定本發明精神與發明實體僅止于上述實施例。所以，在不脫離本發明的精神與范圍內所作的修改，均應包含在權利要求范圍內。
權利要求
1.一種影像感應器的封裝結構，包括基板，具有上表面及下表面；芯片，通過打線連接，電性連接至該基板的上表面；數個被動組件，設置于該基板的該下表面；透鏡模塊，套合于該基板上并界定第一容置空間，且該芯片是位于該第一容置空間內，其中該透鏡模塊包括鏡筒、鏡頭及鏡座，該鏡座是架設于該基板上，且該鏡座承載于該鏡筒，該鏡筒并支撐該鏡頭；及底蓋，連接該基板的下表面并界定第二容置空間，且該些被動組件是位于該第二容置空間內。
2.如權利要求1所述的影像感應器封裝結構，其中該芯片更包括感光區，對應于該透鏡模塊，其中該感光區是為電荷耦合裝置。
3.如權利要求1所述的影像感應器封裝結構，其中該透鏡模塊更包括濾光片，架設于該鏡頭與該芯片之間，其中該濾光片是為玻璃或紅外線低通濾光片。
4 如權利要求1所述的影像感應器封裝結構，更包括自動對焦驅動器設置于該第二容置空間內。
5.如權利要求1所述的影像感應器封裝結構，其中該基板具有第一定位孔，該透鏡模塊具有相對應的定位梢，該透鏡模塊是經由該定位梢與該第一定位孔的卡接設置于該基板上；該底蓋更具有第二定位孔，該定位梢是穿透該第一定位孔并接合于該第二定位孔，以固定該透鏡模塊、該基板與該底蓋。
6.一影像感應器的封裝結構，其包括透鏡模塊，其底部設有容置空間，且在一側邊設有一開口；基板，其上表面設有芯片，其下表面設有數個被動組件，其中該基板可插入該容置空間；及連接器，是與該開口相結合，使該基板封裝于該透鏡模塊內部。
7.如權利要求6所述的影像感應器封裝結構，其更包括密封劑，配置于該連接器與該透鏡模塊的開口之間，用以將該開口黏著于該連接器上；該芯片更包括感光區，對應于該透鏡模塊；該透鏡模塊更包含卡槽，該基板是卡接于該卡槽內。
8.如權利要求6所述的影像感應器封裝結構，其中該被動組件是通過表面固定技術，配置并電性連接至該基板的下表面。
9.如權利要求7所述的影像感應器封裝結構，其中該透鏡模塊包括鏡筒、鏡頭及鏡座，該鏡座是架設于該基板上，且該鏡座承載該鏡筒，該鏡筒并支撐該鏡頭。
10.如權利要求7所述的影像感應器封裝結構，其中該透鏡模塊更包括濾光片，架設于該鏡頭與該芯片之間。
全文摘要
一種影像感應器的封裝結構，包括基板、透鏡模塊及底蓋。其中，此基板具有上表面及下表面，且下表面制作有數個被動組件，并在上表面設置有一芯片，接著將透鏡模塊套合于基板上且包覆芯片，然后將底蓋連接于基板的下表面且包覆被動組件。
文檔編號H01L25/16GK101026149SQ200710089689
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月27日 優先權日2007年3月27日
發明者鄭明祥 申請人:日月光半導體制造股份有限公司