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CN101989580B - 增加气室空间的影像感测器封装结构 - Google Patents

增加气室空间的影像感测器封装结构 Download PDF

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CN101989580B CN2009101761329A CN200910176132A CN101989580B CN 101989580 B CN101989580 B CN 101989580B CN 2009101761329 A CN2009101761329 A CN 2009101761329A CN 200910176132 A CN200910176132 A CN 200910176132A CN 101989580 B CN101989580 B CN 101989580B
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萧永宏
陈朝斌
何孟南
许志诚
林钦福
辛宗宪
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Abstract

本发明是有关于一种增加气室空间的影像感测器封装结构，其包括：基板；晶片；上盖；以及封胶体，其中晶片结合于基板，而上盖中的塑胶薄片黏附于晶片上，透光盖则结合于塑胶薄片并覆盖于晶片的感光区的上方以形成气室，而封胶体则设置在基板上并且包覆晶片及上盖的四周。由于可借由塑胶薄片的厚度增加透光盖与晶片间的距离，进而增加晶片与透光盖间的气室空间，因此可改善影像感测的效果，并可避免光线因多重折射及反射而导致产生鬼影的问题。

Description

增加气室空间的影像感测器封装结构
技术领域
本发明涉及一种增加气室空间的影像感测器封装结构，特别是涉及一种应用于改善影像感测效果的增加气室空间的影像感测器封装结构。 
背景技术
随着科技不断地进步，为了符合消费者期望的各项娱乐需求，如何提升影音多媒体电子产品的功能及效能更是各家厂商努力的目标，其中影像感测器便是在这些电子产品中的关键元件。影像感测器可用以接收光信号，并将光信号转换成电信号，进而利用外部装置分析电信号，以使得影像感测器可整合于电子产品中，并可提供照相、摄影...等功能。 
传统影像感测器封装结构(Image sensor package)主要是将影像感测晶片(Sensor chip)放置于基板上，并借由金属导线电性连接影像感测晶片及基板，以使得影像感测晶片得以与基板电讯连接，再将透光盖(例如玻璃)设置于影像感测晶片的上方，进而使光线可穿通过透光盖并被影像感测晶片所撷取，借此完成影像感测器的封装。而系统厂则可再将影像感测器与印刷电路板等外部装置进行整合，借此应用于数字相机(DSC)、数字摄影机(DV)、安全监控、行动电话、车用影像感测模块等各式电子产品。 
影像感测器除了需具备可大量生产的优点外，影像感测器的影像感测效能亦是相当重要的一环。以往为了缩小影像感测器的大小，透光盖几乎是直接黏贴在影像感测晶片上，因此透光盖与影像感测晶片间的距离相当的短，所以当光线由透光盖入射至影像感测晶片上的感测区时，光线容易发生多重折射及反射，进而导致成像品质不佳并且产生鬼影(ghost image)的问题。 
由此可见，上述现有的影像感测器封装结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的增加气室空间的影像感测器封装结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。 
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的影像感测器封装结构存在的缺陷，而提供一种新型的增加气室空间的影像感测器封装结构，所要解决的技术问题是使其借由在透光盖与晶片间增设塑胶薄片，以增加透光盖与晶片间的距离，进而达到改善影像感测器封装结构成像品质的功效，非常适于实用。 
本发明的另一目的在于，提供一种新型的增加气室空间的影像感测器封装结构，所要解决的技术问题是使其可利用射出成型的方式使透光盖与塑胶薄片相互结合，以达到简化制造过程的功效，从而更加适于实用。 
本发明的再一目的在于，提供一种新型的增加气室空间的影像感测器封装结构，所要解决的技术问题是使其借由使封胶体覆盖结合于透光盖上表面的四周周缘，以延长水气入侵至晶片的路径，进而避免水气影响影像感测器封装结构的影像感测效果，从而更加适于实用。 
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种增加气室空间的影像感测器封装结构，其包括：一基板，其具有一第一表面及一第二表面，并且该第一表面形成有多个第一导电接点；一晶片，其具有：一第三表面，其结合于该第一表面上；一第四表面，其具有一感光区；以及多个第二导电接点，其围绕设置于该感光区的周围并且与所述第一导电接点电性连接；一上盖，其具有：一塑胶薄片，其具有：一第一板体，其黏附于该第四表面；一第二板体，其是由该第一板体的边缘垂直延伸出；及一第三板体，其是由该第二板体的端部向中央水平延伸出，并与该第一板体及该第二板体形成一凹槽；以及一透光盖，其周缘端部结合于该凹槽中并覆盖于该感光区的上方以形成一气室；以及一封胶体，其设置于该基板上并包覆该晶片及该塑胶薄片的四周。 
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的基板为一电路基板。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的晶片为一互补式金氧半导体影像感测晶片或一电荷耦合元件。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述第二导电接点与所述第一导电接点利用打线的方式以一金属导线电性连接。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的感光区是由多个感光元件所构成。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的塑胶薄片的材质为一液晶聚 合物或一耐高温塑胶材料。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的塑胶薄片与该透光盖是以射出成型相结合。 
前述的影像感测器封装结构，透光板具有一第七表面、一第八表面及一侧面，而该凹槽包覆于该侧面与该第七表面及该第八表面的四周周缘。 
前述的影像感测器封装结构，其进一步具有一拦坝，并且该拦坝设置于该第三板体的顶面边缘。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的封胶体是封装涂布或成型于该晶片、该塑胶薄片及该拦坝的周围。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述的封胶体为一液态封胶或一模造封胶。 
前述的影像感测器封装结构，其进一步包括多个焊球或多个焊垫，其设置于该第二表面，并且所述焊球或所述焊垫借由该基板中的电路结构与所述第一导电接点电性连接。 
前述的影像感测器封装结构，其中所述焊垫环绕设置于该第二表面的周缘或以一阵列方式排列。 
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明增加气室空间的影像感测器封装结构至少具有下列优点及有益效果： 
1、本发明利用增加气室空间及透光盖与晶片间的距离，以达到改善影像感测器封装结构成像品质的功效。 
2、本发明借由射出成型的方式结合透光盖与塑胶薄片，以达到简化制造过程的功效，进而降低制造成本。 
3、本发明利用封胶体覆盖结合于透光盖上表面的四周周缘，用以延长水气入侵晶片的路径，进而避免水气入侵至晶片，而影响了影像感测器封装结构的影像感测效果。 
综上所述，本发明由于可借由塑胶薄片的厚度增加透光盖与晶片间的距离，进而增加晶片与透光盖间的气室空间，因此可改善影像感测的效果，并可避免光线因多重折射及反射而导致产生鬼影的问题。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。 
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 
附图说明
图1A为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第一剖视实施例图。 
图1B为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第二剖视实施例图。 
图2A为本发明的一种上盖的第一实施状态示意图。 
图2B为沿图2A中A-A剖线的剖视实施例图。 
图3A为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第三剖视实施例图。 
图3B为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第四剖视实施例图。 
图3C为图3B中影像感测器封装结构的俯视实施例图。 
图4A为本发明的一种上盖的第二实施状态示意图。 
图4B为沿图4A中B-B剖线的剖视实施例图。 
图4C为本发明的一种上盖的分解实施状态示意图。 
图5A为本发明的一种基板的第二表面设置有焊垫的第一实施状态示意图。 
图5B为本发明的一种基板的第二表面设置有焊垫的第二实施状态示意图。 
10：基板                    11：第一表面 
111：第一导电接点           12：第二表面 
121：焊球                   122：焊垫 
20：晶片                    21：第三表面 
22：第四表面                221：感光区 
222：第二导电接点           23：金属导线 
30、30’：上盖              31、31’：塑胶薄片 
311、311’：开口            312：第五表面 
313：第六表面               314：第一板体 
315：第二板体               316：第三板体 
317：凹槽                   32：透光盖 
321：第七表面               322：第八表面 
323：侧面                   33：气室 
40：封胶体                50：第一黏着剂 
60：第二黏着剂            70：第三黏着剂 
80：接着剂                90：拦坝 
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的增加气室空间的影像感测器封装结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。 
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。 
图1A为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第一剖视实施例图。图1B为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第二剖视实施例图。图2A为本发明的一种上盖30的第一实施状态示意图。图2B为沿图2A中A-A剖线的剖视实施例图。图3A为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第三剖视实施例图。图3B为本发明的一种增加气室空间的影像感测器封装结构的第四剖视实施例图。图3C为图3B中影像感测器封装结构的俯视实施例图。图4A为本发明的一种上盖30’的第二实施状态示意图。图4B为沿图4A中B-B剖线的剖视实施例图。图4C为本发明的一种上盖30’的分解实施状态示意图。图5A为本发明的一种基板10的第二表面12设置有焊垫122的第一实施状态示意图。图5B为本发明的一种基板10的第二表面12设置有焊垫122的第二实施状态示意图。 
如图1A所示，本实施例为一种增加气室空间的影像感测器封装结构，其包括：一基板10；一晶片20；一上盖30；以及一封胶体40。 
如图1A所示，基板10，其为一般影像感测器封装结构所使用的基板10，例如电路基板。又基板10具有一第一表面11及一第二表面12，其中第一表面11为基板10的上表面，而第二表面12则为基板10的下表面。在基板10的第一表面11上形成有多个第一导电接点111，而在第二表面12上则可植上多个焊球121(solder ball)。由于在基板10中设计有电路结构，因此可利用在基板10中的电路结构使第一导电接点111及焊球121彼此电性连接，借此可借由焊球121使影像感测器封装结构可与其他的电路装置进行电性连接。 
如图1A所示，晶片20，其可以为一互补式金氧半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)影像感测晶片或一电荷耦合元件 (charge-coupled device，CCD)，并可用以感测光线。晶片20具有一第三表面21及一第四表面22，其中第三表面21为晶片20的下表面，而第四表面22则为晶片20的上表面。晶片20的第三表面21与基板10的第一表面11相结合，也就是说晶片20可设置在基板10的第一表面11上，而且晶片20还可借由一接着剂80黏附于基板10的第一表面11上。 
此外，晶片20的第四表面22上具有一感光区221以及多个第二导电接点222，其中感光区221可由多个感光元件所构成，而第二导电接点222则围绕设置在感光区221的周围，并且第二导电接点222与感光元件电性连接，因此可借由金属导线23以打线的方式使晶片20上的第二导电接点222及基板10上的第一导电接点111电性连接，进而使得感光元件可间接地与焊球121电性连接。 
如图2A及图2B所示，上盖30具有一塑胶薄片31以及一透光盖32，其中塑胶薄片31的材质可以为一液晶聚合物(Liquid Crystal Polyester，LCP)或者是一耐高温塑胶材料，借以达到可承受操作及环境的高温的功效。 
如图2A所示，塑胶薄片31可以为一框体，并且在塑胶薄片31的中央具有一开口311，可用以使光线通过。又如图2B所示，塑胶薄片31具有一第五表面312及一第六表面313，而透光盖32则具有一第七表面321及一第八表面322，因此可借由一第一黏着剂50(例如环氧树脂)使塑胶薄片31的第五表面312预先黏着在透光盖32的第七表面321上，并使得透光盖32可完全覆盖住塑胶薄片31的开口311。也就是说，可以利用第一黏着剂50将透光盖32黏附于塑胶薄片31上，并使得透光盖32的周缘端部凸出于塑胶薄片31之外。此外，塑胶薄片31也可以利用射出成型(InjectionMolding)的方式与透光盖32结合。 
又如图1A所示，上盖30可以利用一第二黏着剂60(例如环氧树脂)将塑胶薄片31的第六表面313黏附在晶片20的第四表面22上，并且第二黏着剂60需设置在晶片20的感光区221及第二导电接点222之间，而且不能覆盖到感光区221，因此光线在穿通过透光盖32后仍可穿过塑胶薄片31的开口311，并入射至晶片20的感光区221。另外，由于第二黏着剂60是沿着感光区221的周围涂布设置，并且与塑胶薄片31的形状相符，借此完全将塑胶薄片31确实地黏着在晶片20的第四表面22上，而使得透光盖32及塑胶薄片31与晶片20间可形成一气室33(air cavity)。 
再者，由于塑胶薄片31具有一定的厚度，因此可利用塑胶薄片31的厚度将透光盖32撑高，以形成在晶片20与透光盖32之间撑高的挡墙，并使得透光盖32与晶片20的感光区221间具有一定的距离，进而加大了气室33的空间。因为增加了气室33的空间，并且增加了透光盖32及晶片20间的距离，因此可以改善影像感测的效果，而不会因透光盖32与晶片20 间的距离过短，而发生光线多重折射及反射而导致产生鬼影(Ghost Image)的情况。 
封胶体40，其封装涂布或成型设置于基板10上并包覆晶片20、塑胶薄片31及透光盖32的周围，以使得金属导线23可完全地被封胶体40包覆在其中，借此完成影像感测器封装结构的封装，并且封胶体40不限于是以点胶(dispensing)涂布的方式或是以模造成型的方式设置于基板10上。如图1B所示，封胶体40亦可进一步包覆透光盖32的第八表面322的周缘，进而使透光盖32上表面的四周周缘皆被封胶体40包覆，借以延长水气入侵至晶片20的路径，进而避免水气影响到影像感测器封装结构的感测效果。又封胶体40可以为一液态封胶(Liquid Compound)或模造封胶(MoldCompound)。 
如图3A所示，其中影像感测器封装结构中的上盖30’可以另一种实施状态来实施。如图4A及图4B所示，上盖30’同样可具有一透光盖32，并且可预先以射出成型的技术将透光盖32的外围以塑胶薄片31’包覆，并且塑胶薄片31’的材质可以是可耐高温塑胶材料，或者可以使用液晶聚合物(Liquid Crystal Polyester，LCP)。 
如图4B及图4C所示，塑胶薄片31’可具有一第一板体314；一第二板体315以及一第三板体316，第一板体314及第三板体316中央同样皆形成有一开口311’。第二板体315是由第一板体314的四周边缘垂直延伸出，以使得第二板体315在第一板体314上形成有一突出端部，第三板体316则由第二板体315的突出端部向中央水平延伸出，并与第一板体314平行，以使得第一板体314、第二板体315及第三板体316间形成有一凹槽317。 
如图4B及图4C所示，透光盖32的周缘端部是结合于凹槽317中，以使得透光板32的侧面323以及第七表面321及第八表面322的四周周缘，皆被塑胶薄片31’所包覆。而因为透光盖32的四周都被塑胶薄片31’所包覆，也就是说透光盖32的第八表面322上多了一圈第三板体316，借此可延长水气入侵至晶片20的路径，进而避免水气影响到影像感测器封装结构的感测效果，并可有效提高影像感测器封装结构的可靠度。 
如图3A所示，第一板体314借由一第三黏着剂70黏附于晶片20的第四表面22上，而且第三黏着剂70同样也是设置在晶片20的感光区221及第二导电接点222之间，并且不能覆盖到感光区221，以避免遮蔽到感光区221而影响到感光区221感测光线的功能。另外，因为第三黏着剂70是沿着感光区221的周围涂布设置，并且与第一板体314底面的形状相符，因此可将塑胶薄片31’确实地黏着在晶片20的第四表面22上，而且可将感光区221密封在塑胶薄片31’及透光盖32所形成的气室33中。 
由于位在透光盖32及第三黏着剂70之间的第一板体314具有一定的 厚度，因此可利用第一板体314的厚度将透光盖32撑高，以形成在晶片20与透光盖32之间撑高的挡墙，并使得透光盖32与晶片20的感光区221间具有一定的距离，借此加大了气室33的空间。因为增加了气室33的空间，并且增加了透光盖32及晶片20间的距离，因此可以改善影像感测的效果，而不会因透光盖32与晶片20间的距离过短，而发生光线多重折射及反射而导致产生鬼影的情况。 
又如图3B及图3C所示，可在塑胶薄片31’的第三板体316的顶面边缘设置一圈拦坝90(dam)(如图3C所示)，以使得在利用模具使封胶体40模造成型于基板10上时，拦坝90恰可顶住模具的内表面并形成挡墙(图未示)。因此在注入封胶体40于模具所形成的模穴中时，可借由拦坝90的设置使封胶体40被阻隔于透光盖32之外，而不会溢流至透光盖32的第八表面322上的中央区域，并且因为模具可直接压制于拦坝90上，所以可避免模具直接接触上盖30’的第三板体316，进而防止上盖30’受损。 
另外以模造成型方式封装影像感测器封装结构时，所使用的封胶体40是模造封胶(Mold Compound)，又因为模造封胶的材料成本较液态封胶的材料成本来得低，因此可大幅降低封装的材料成本，并且还可使用转移成型(Transfer Molding)技术使模造封胶成型，进而大幅缩短工艺的周期时间(Cycle Time)，以达到提升单位时间产出(throughput)及间接降低成本的功效。 
此外，如图5A及图5B所示，基板10的第二表面12除了可植上焊球121外，也可设置有焊垫122，并与基板10内部的电路结构电性连接，以使得焊垫122可与第一表面11上的第一导电接点111电性连接，以便利用焊垫122使影像感测器封装结构可与其他的电路装置进行电性连接。更佳的是，焊垫122可以环绕设置于第二表面12的周缘(如图5A所示)，或是以一阵列方式排列(如图5B所示)。 
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (13)

1.一种增加气室空间的影像感测器封装结构，其特征在于其包括：
一基板，其具有一第一表面及一第二表面，并且该第一表面形成有多个第一导电接点；
一晶片，其具有：一第三表面，其结合于该第一表面上；一第四表面，其具有一感光区；以及多个第二导电接点，其围绕设置于该感光区的周围并且与所述第一导电接点电性连接；
一上盖，其具有：一塑胶薄片，其具有：一第一板体，其黏附于该第四表面；一第二板体，其是由该第一板体的边缘垂直延伸出；及一第三板体，其是由该第二板体的端部向中央水平延伸出，并与该第一板体及该第二板体形成一凹槽；以及一透光盖，其周缘端部结合于该凹槽中并覆盖于该感光区的上方以形成一气室；以及
一封胶体，其设置于该基板上并包覆该晶片及该塑胶薄片的四周。
2.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的基板为一电路基板。
3.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的晶片为一互补式金氧半导体影像感测晶片或一电荷耦合元件。
4.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述第二导电接点与所述第一导电接点利用打线的方式以一金属导线电性连接。
5.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的感光区是由多个感光元件所构成。
6.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的塑胶薄片的材质为一液晶聚合物或一耐高温塑胶材料。
7.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的塑胶薄片与该透光盖是以射出成型相结合。
8.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的透光板具有一第七表面、一第八表面及一侧面，而该凹槽包覆于该侧面与该第七表面及该第八表面的四周周缘。
9.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其进一步具有一拦坝，并且该拦坝设置于该第三板体的顶面边缘。
10.根据权利要求9所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的封胶体是封装涂布或成型于该晶片、该塑胶薄片及该拦坝的周围。
11.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述的封胶体为一液态封胶或一模造封胶。
12.根据权利要求1所述的影像感测器封装结构，其特征在于其进一步包括多个焊球或多个焊垫，其设置于该第二表面，并且所述焊球或所述焊垫借由该基板中的电路结构与所述第一导电接点电性连接。
13.根据权利要求12所述的影像感测器封装结构，其特征在于其中所述焊垫环绕设置于该第二表面的周缘或以一阵列方式排列。
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