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TW201628172A - 感光模組及其製造方法 - Google Patents

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TW201628172A
TW201628172A TW105101980A TW105101980A TW201628172A TW 201628172 A TW201628172 A TW 201628172A TW 105101980 A TW105101980 A TW 105101980A TW 105101980 A TW105101980 A TW 105101980A TW 201628172 A TW201628172 A TW 201628172A
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劉滄宇
廖季昌
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精材科技股份有限公司
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Abstract

本發明揭露一種感光模組的製造方法，包括提供一感測裝置。感測裝置包括一基底，其具有一第一表面及與其相對的一第二表面。一導電墊位於第一表面上。一第一開口貫穿基底且露出導電墊。一重佈線層形成於第一開口內，以電性連接至導電墊。一蓋板位於第一表面上，且覆蓋導電墊。將感測裝置接合於一電路板上，在將感測裝置接合至電路板之後去除感測裝置的蓋板。在電路板上裝設對應於感測裝置的一光學組件。本發明亦揭露由上述製造方法所形成的一種感光模組。

Description

感光模組及其製造方法
本發明係有關於一種感光模組及其製造方法，特別為有關於一種具有以晶圓級封裝製程所形成之感測裝置的感光模組。
相機模組的製作通常採用晶片直接封裝技術(chip on board，COB)，例如透過黏著膠直接將裸晶(die)黏貼於印刷電路板(printed circuit board，PCB)上，並透過打線接合(wire bonding)製程將裸晶電性連接至印刷電路板，接著將鏡頭(lens)及支架(holder)裝設於印刷電路板上。
然而，晶片直接封裝技術需要對裸晶施力以將其順利黏貼於印刷電路板上，因此裸晶的厚度難以降低，否則容易造成物理性破壞。再者，晶片直接封裝技術需要進行打線接合製程來形成導電路徑，且上述製作過程必須於無塵室(clean room)的環境中進行，以確保相機模組的品質及良率，因而使得製造成本較高。
因此，有必要尋求一種新穎的感光模組及其製造方法，其能夠解決或改善上述的問題。
本發明實施例係提供一種感光模組的製造方法， 包括提供一感測裝置。感測裝置包括一基底，其具有一第一表面及與其相對的一第二表面。一導電墊位於第一表面上。一第一開口貫穿基底且露出導電墊。一重佈線層形成於第一開口內，以電性連接至導電墊。一蓋板位於第一表面上，且覆蓋導電墊。將感測裝置接合於一電路板上，在將感測裝置接合至電路板之後去除感測裝置的蓋板。在電路板上裝設對應於感測裝置的一光學組件。
本發明實施例係提供一種感光模組，包括一感測裝置接合於一電路板上。感測裝置包括一基底，其具有一第一表面及與其相對的一第二表面。一導電墊設置於第一表面上。一第一開口貫穿基底而露出導電墊。一重佈線層設置於第一開口內，以電性連接至導電墊。一光學組件對應於感測裝置而裝設於電路板上。
100‧‧‧基底
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面
110‧‧‧感測區或元件區
120‧‧‧晶片區
130、210‧‧‧絕緣層
140‧‧‧導電墊
150‧‧‧光學部件
155‧‧‧界面活性層
160‧‧‧間隔層
165‧‧‧暫時性黏著層
170‧‧‧蓋板
180‧‧‧空腔
190‧‧‧第一開口
200‧‧‧第二開口
220‧‧‧重佈線層
220a‧‧‧末端
230‧‧‧保護層
240‧‧‧孔洞
250‧‧‧導電結構
260‧‧‧電路板
270‧‧‧支架
280‧‧‧濾光片
290‧‧‧鏡頭
300、400、500、600‧‧‧感光模組
510‧‧‧載座
520‧‧‧驅動部件
A、B‧‧‧感測裝置
SC‧‧‧切割道
第1A至1F圖係繪示出根據本發明一實施例之感光模組的製造方法的剖面示意圖。
第2A至2F圖係繪示出根據本發明另一實施例之感光模組的製造方法的剖面示意圖。
第3A至3B圖係繪示出根據本發明又另一實施例之感光模組的製造方法的剖面示意圖。
第4圖係繪示出根據本發明其他實施例之感光模組的剖面示意圖。
以下將詳細說明本發明實施例之製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方式，非用以限制本發明之範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層之情形。
本發明一實施例之晶片封裝體可用以封裝微機電系統晶片。然其應用不限於此，例如在本發明之晶片封裝體的實施例中，其可應用於各種包含主動元件或被動元件(active or passive elements)、數位電路或類比電路(digital or analog circuits)等積體電路的電子元件(electronic components)，例如是有關於光電元件(opto electronic devices)、微機電系統(Micro Electro Mechanical System，MEMS)、生物辨識元件(biometric device)、微流體系統(micro fluidic systems)、或利用熱、光線、電容及壓力等物理量變化來測量的物理感測器(Physical Sensor)。特別是可選擇使用晶圓級封裝(wafer scale package，WSP)製程對影像感測元件、發光二極體(light-emitting diodes，LEDs)、太陽能電池(solar cells)、射頻元件(RF circuits)、加速計(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、指紋辨識器(fingerprint recognition device)、微制動器(micro actuators)、表面聲波元件(surface acoustic wave devices)、壓 力感測器(process sensors)或噴墨頭(ink printer heads)等半導體晶片進行封裝。
其中上述晶圓級封裝製程主要係指在晶圓階段完成封裝步驟後，再予以切割成獨立的封裝體，然而，在一特定實施例中，例如將已分離之半導體晶片重新分布在一承載晶圓上，再進行封裝製程，亦可稱之為晶圓級封裝製程。另外，上述晶圓級封裝製程亦適用於藉堆疊(stack)方式安排具有積體電路之多片晶圓，以形成多層積體電路(multi-layer integrated circuit devices)之晶片封裝體。
請參照第1F圖，其繪示出根據本發明一實施例之感光模組300的剖面示意圖。感光模組300包括一電路板260、一感測裝置A及一光學組件。在一些實施例中，感測裝置A包括一基底100、一導電墊140、一第一開口190及一重佈線層(redistribution layer，RDL)220。基底100具有一第一表面100a及與其相對的一第二表面100b。在一些實施例中，基底100可為一矽基底或其他半導體基底。
基底100的第一表面100a上具有一絕緣層130。一般而言，絕緣層130可由層間介電層(interlayer dielectric，ILD)、金屬間介電層(inter-metal dielectric，IMD)及覆蓋之鈍化層(passivation)組成。為簡化圖式，此處僅繪示出單層絕緣層130。換句話說，感測裝置A包括一晶片，且晶片包括基底100及絕緣層130。在一些實施例中，絕緣層130可包括無機材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，基底100的第一表面100a上的絕緣層130內具有一個或一個以上的導電墊140。在一些實施例中，導電墊140可為單層導電層或具有多層之導電層結構。為簡化圖式，此處僅以單層導電層作為範例說明，並以絕緣層130內的兩個導電墊140作為範例說明。在一些實施例中，絕緣層130內包括一個或一個以上的開口，露出對應的導電墊140。
在一些實施例中，感測裝置A還包括一感測區或元件區110及一光學部件150。感測區或元件區110可鄰近於基底100的第一表面100a，且可透過內連線結構(未繪示)與導電墊140電性連接。感測區或元件區110內可包括一影像感測元件，舉例來說，感測裝置可為互補型金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)影像感測裝置或其他適合的影像感測裝置。
再者，光學部件150設置於基底100的第一表面100a上，且對應於感測區或元件區110。在一些實施例中，光學部件150可為用於影像感測裝置的微透鏡陣列或其他適合的光學部件。
一間隔層(或圍堰(dam))160設置於基底100的第一表面100a上，且覆蓋露出的導電墊140。再者，間隔層160具有一空腔180環繞光學部件150，使得光學部件150位於空腔180內。在一些實施例中，間隔層160大致上不吸收水氣。在一些實施例中，間隔層160可具有黏性，因此間隔層160可不與任何的黏著膠接觸，以確保間隔層160之位置不因黏著膠而移動。由於不需使用黏著膠，可避免黏著膠溢流而污染感測裝置。在 其他實施例中，間隔層160與絕緣層130之間可具有一黏著層。
在一些實施例中，間隔層160可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂(polyimide)、苯環丁烯(butylcyclobutene，BCB)、聚對二甲苯(parylene)、萘聚合物(polynaphthalenes)、氟碳化物(fluorocarbons)、丙烯酸酯(acrylates))、光阻材料或其他適合的絕緣材料。
第一開口190貫穿基底100且延伸至絕緣層130內，進而露出對應的導電墊140。在一些實施例中，感測裝置A還包括一第二開口200，其沿著基底100的側壁延伸且貫穿基底100。
一絕緣層210設置於基底100的第二表面100b上，且順應性延伸至第一開口190及第二開口200的側壁及底部上，並露出導電墊140。在一些實施例中，絕緣層210可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
圖案化的重佈線層220設置於基底100的第二表面100b上，且順應性延伸至第一開口190的側壁及底部，而未延伸至第二開口200內。重佈線層220可透過絕緣層210與基底100電性隔離，且可經由第一開口190直接電性接觸或間接電性連接露出的導電墊140。因此，第一開口190內的重佈線層220也稱為矽通孔電極(through silicon via，TSV)。在一些實施例中， 重佈線層220可包括鋁、銅、金、鉑、鎳、錫、前述之組合、導電高分子材料、導電陶瓷材料(例如，氧化銦錫或氧化銦鋅)或其他適合的導電材料。
一保護層230設置於基底100的第二表面100b上，且填入第一開口190及第二開口200，以覆蓋重佈線層220。在一些實施例中，保護層230具有不平坦的表面。在一些實施例中，保護層230可包括環氧樹脂、綠漆(solder mask)、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，保護層230未填滿第一開口190，使得一孔洞240形成於第一開口190內的重佈線層220與保護層230之間。由於保護層230部分填充於第一開口190而留下孔洞240，因此後續製程中遭遇熱循環(Thermal Cycle)時，孔洞240能夠作為保護層230與重佈線層220之間的緩衝，以降低保護層230與重佈線層220之間由於熱膨脹係數不匹配所引發不必要的應力，且防止外界溫度或壓力劇烈變化時保護層230會過度拉扯重佈線層220，進而可避免靠近導電墊結構的重佈線層220剝離甚至斷路的問題。在一些實施例中，孔洞240與保護層230之間的界面具有拱形輪廓。
基底100的第二表面100b上的保護層230具有開口，露出重佈線層220的一部份。再者，複數導電結構250(例如，焊球、凸塊或導電柱)分別設置於保護層230的開口內，以 與露出的重佈線層220電性連接。在一些實施例中，導電結構250可包括錫、鉛、銅、金、鎳、或前述之組合。
在一些實施例中，感測裝置A接合至電路板260上，且透過基底100的第二表面100b上的導電結構250而與電路板260電性連接。再者，感光模組300的光學組件對應於感測裝置A而裝設於電路板260上，使得間隔層160位於光學組件與基底100的第一表面100a之間，且感測裝置A具有朝向光學組件露出的導電墊140。在一些實施例中，僅有空隙(air gap)夾設在一部分的導電墊140與光學組件之間。換句話說，無膜層(例如，絕緣材料層)位於導電墊140與光學組件之間。在其他實施例中，感光模組300可選擇性包括一透光蓋板，位於光學組件與基底100上的間隔層160之間，以保護光學部件150。
在一些實施例中，光學組件包括一支架270、一濾光片280及一鏡頭290，且支架270具有一容置空間，使得濾光片280及鏡頭290設置於支架270的容置空間中，並固定於支架270上，因此感光模組300為一定焦裝置。
支架270的容置空間還可容納電路板260上的感測裝置A，使得感測裝置A的導電墊140與支架270的容置空間直接接觸。在一些實施例中，容置空間中的濾光片280位於鏡頭290與感測裝置A之間，以過濾經過鏡頭290朝感測裝置A照射的光線中的紅外線。在一些實施例中，濾光片280由透光材料(例如，玻璃)及其上的濾光層所構成。再者，鏡頭290可由單一透鏡組或多個透鏡組所構成。為了簡化圖式，此處僅繪示出平整的濾光片280及鏡頭290，且光學組件的結構係取決於設計需 求而不限定於此。
請參照第3B及4圖，其分別繪示出根據本發明其他實施例之感光模組500及感光模組600的剖面示意圖，其中相同於第1F圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。
第3B圖中的感光模組500之結構類似於第1F圖中的感光模組300之結構，感光模組300及感光模組500皆包括露出導電墊140的感測裝置A。然而，差異處在於感光模組300為定焦裝置，而感光模組500為變焦裝置。
舉例來說，感光模組500中的光學組件包括位於下方的一載座(bracket)510及一濾光片280，以及位於上方的一驅動部件(actuator)520及一鏡頭290。載座510具有一容置空間，使得濾光片280設置於載座510的容置空間中，並固定於載座510上。載座510的容置空間還可容納電路板260上的感測裝置A，使得濾光片280位於鏡頭290與感測裝置A之間，以過濾紅外線。
在一些實施例中，驅動部件520可包括音圈馬達(voice coil motor)、超音波馬達(piezo motor)、步進馬達(stepping motor)或其他適合的驅動部件，以驅動鏡頭290向遠離或靠近感測裝置A之方向運動，使得感光模組500具有自動變焦的功能。為了簡化圖式，此處僅繪示出平整的濾光片280、鏡頭290及驅動部件520，且光學組件的結構係取決於設計需求而不限定於此。
第4圖中的感光模組600之結構類似於第3B圖中的感光模組500之結構，差異處在於感光模組500中的感測裝置A 具有露出的導電墊140，然而感光模組600中的感測裝置B具有間隔層160設置於基底100的第一表面100a上而覆蓋導電墊140。
再者，差異處還包括感測裝置B中的第一開口190與第二開口200連通，使得基底100具有一側壁部分低於第二表面100b。換句話說，上述側壁部分的厚度小於基底100的厚度。再者，重佈線層220的末端220a僅延伸至第一開口190的側壁而非延伸至基底100的第二表面100b上，例如重佈線層220的末端220a位於孔洞240內。在一些實施例中，第一開口190及第二開口200的側壁傾斜於基底100的第一表面100a。
可以理解的是，第4圖的實施例也可應用於第1F圖的實施例中。舉例來說，在一些實施例中，感光模組600可包括類似於感光模組300內的光學組件，使得具有感測裝置B的感光模組600成為定焦裝置。在一些其他實施例中，感測裝置B可不具有間隔層160，進而露出導電墊140，且導電墊140直接面對光學組件。
本發明實施例係以晶片封裝體取代傳統的裸晶作為感光模組中的感測裝置。在上述實施例中，感光模組300、400、500及600皆包括前照式(front side illumination，FSI)感測裝置，然而在其他實施例中，感光模組300、400、500及600亦可包括背照式(back side illumination，BSI)感測裝置。
以下配合第1A至1F圖說明本發明一實施例之感光模組的製造方法，其中第1A至1F圖係繪示出根據本發明一實施例之感光模組300的製造方法的剖面示意圖。
請參照第1A圖，提供一基底100，其具有一第一表面100a及與其相對的一第二表面100b，且包括複數晶片區120。為簡化圖式，此處僅繪示出一完整的晶片區及與其相鄰的晶片區的一部分。在一些實施例中，基底100可為一矽基底或其他半導體基底。在一些實施例中，基底100為一矽晶圓，以利於進行晶圓級封裝製程。
基底100的第一表面100a上具有一絕緣層130。一般而言，絕緣層130可由層間介電層、金屬間介電層及覆蓋之鈍化層組成。為簡化圖式，此處僅繪示出單層絕緣層130。在一些實施例中，絕緣層130可包括無機材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，每一晶片區120的絕緣層130內具有一個或一個以上的導電墊140。在一些實施例中，導電墊140可為單層導電層或具有多層之導電層結構。為簡化圖式，此處僅以單層導電層作為範例說明，並以絕緣層130內的兩個導電墊140作為範例說明。在一些實施例中，每一晶片區120的絕緣層130內包括一個或一個以上的開口，露出對應的導電墊140，以透過露出的導電墊140進行預先檢測(pre-test)。
在一些實施例中，每一晶片區120內具有一感測區或元件區110，其可鄰近於基底100的第一表面100a，且可透過內連線結構(未繪示)與導電墊140電性連接。再者，感測區或元件區110內可包括一影像感測元件。
在一些實施例中，可依序進行半導體裝置的前段 (front end)製程(例如，在基底100內製作感測區或元件區110及積體電路)及後段(back end)製程(例如，在基底100上製作絕緣層130、內連線結構及導電墊140)來製作上述結構。換句話說，以下晶片封裝體/感測裝置的製造方法係用於對完成後段製程的基底進行後續的封裝製程。
在一些實施例中，每一晶片區120內具有一光學部件150設置於基底100的第一表面100a上，且對應於感測區或元件區110。在一些實施例中，光學部件150可為用於影像感測裝置的微透鏡陣列或其他適合的光學部件。
接著，可透過一暫時性黏著層165(例如，一可移除式膠帶)將一蓋板170接合至基底100，蓋板170用以提供支撐及保護的功能。在一些實施例中，蓋板170可包括玻璃或其他適合的基底材料。形成於蓋板170與基底100之間的暫時性黏著層165完全覆蓋基底100的第一表面100a。舉例來說，暫時性黏著層165覆蓋導電墊140、感測區或元件區110及光學部件150。
請參照第1B圖，以蓋板170作為承載基板，對基底100的第二表面100b進行薄化製程(例如，蝕刻製程、銑削(milling)製程、磨削(grinding)製程或研磨(polishing)製程)，以減少基底100的厚度(例如，小於大約100μm)。
接著，透過微影製程及蝕刻製程(例如，乾蝕刻製程、濕蝕刻製程、電漿蝕刻製程、反應性離子蝕刻製程或其他適合的製程)，在每一晶片區120的基底100內同時形成複數第一開口190及第二開口200，第一開口190及第二開口200自基底100的第二表面100b露出絕緣層130。在其他實施例中，可分別 透過刻痕(notching)製程以及微影及蝕刻製程形成第二開口200以及第一開口190。
在一些實施例中，第一開口190對應於導電墊140而貫穿基底100。再者，第二開口200沿著相鄰晶片區120之間的切割道SC延伸且貫穿基底100，使得每一晶片區120內的基底100彼此分離。
請參照第1C圖，可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沈積製程、化學氣相沈積製程或其他適合的製程)，在基底100的第二表面100b上形成一絕緣層210。絕緣層210填入第一開口190及第二開口200內，且順應性沉積於第一開口190及第二開口200的側壁及底部上。在一些實施例中，絕緣層210可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
接著，可透過微影製程及蝕刻製程，去除第一開口190底部的絕緣層210及其下方的絕緣層130，使得第一開口190進一步延伸至絕緣層130內而露出對應的導電墊140。
可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沉積製程、化學氣相沉積製程、電鍍製程、無電鍍製程或其他適合的製程)、微影製程及蝕刻製程，在絕緣層210上形成圖案化的重佈線層220。重佈線層220順應性延伸至第一開口190的側壁及底部，而未延伸至第二開口200內。
重佈線層220可透過絕緣層210與基底100電性隔 離，且可經由第一開口190直接電性接觸或間接電性連接露出的導電墊140。因此，第一開口190內的重佈線層220也稱為矽通孔電極。在一些實施例中，重佈線層220可包括鋁、銅、金、鉑、鎳、錫、前述之組合、導電高分子材料、導電陶瓷材料(例如，氧化銦錫或氧化銦鋅)或其他適合的導電材料。
請參照第1D圖，可透過沉積製程，在基底100的第二表面100b上形成一保護層230，且填入第一開口190及第二開口200，以覆蓋重佈線層220。在一些實施例中，保護層230可包括環氧樹脂、綠漆、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，保護層230僅部分填充第一開口190，使得一孔洞240形成於第一開口190內的重佈線層220與保護層230之間。在一些實施例中，孔洞240與保護層230之間的界面具有拱形輪廓。在其他實施例中，保護層230亦可填滿第一開口190。
接著，可透過微影製程及蝕刻製程，在基底100的第二表面100b上的保護層230內形成開口，以露出圖案化的重佈線層220的一部分。接著，可透過電鍍製程、網版印刷製程或其他適合的製程，在保護層230的開口內填入導電結構250(例如，焊球、凸塊或導電柱)，以與露出的重佈線層220電性連接。在一些實施例中，導電結構250可包括錫、鉛、銅、金、鎳、或前述之組合。
之後，沿著切割道SC(等同於沿著第二開口200)切割絕緣層130、絕緣層210、保護層230、暫時性黏著層165及蓋板170，進而形成複數獨立的晶片封裝體(即，感測裝置A)。
在一些實施例中，感測裝置A中的第一開口190與第二開口200之間透過基底100的一部份(例如，側壁部分)彼此間隔且完全隔離，且後續形成的重佈線層220延伸至第一開口190與第二開口200之間的第二表面100b上。在其他實施例中，如第4圖所示之感測裝置B，第一開口190可與第二開口200彼此連通，使得重佈線層220的末端220a僅延伸至第一開口190的側壁而非延伸至基底100的第二表面100b上，例如重佈線層220的末端220a位於第一開口190內的孔洞240內。
請參照第1E圖，將感測裝置A接合至一電路板260上，且透過基底100的第二表面100b上的導電結構250而與電路板260電性連接。舉例來說，導電結構250可由焊料(solder)所構成。
在將感測裝置A放置於電路板260上後，可進行回焊(reflow)製程，以透過焊球將感測裝置A接合至電路板260。再者，在將感測裝置A接合至電路板260上之前或之後，可透過表面黏著技術(surface mount technology，SMT)將所需的被動元件(例如，電感、電容、電阻或其他電子部件)形成於電路板260上。另外，亦可透過同一回焊製程將感測裝置A及上述被動元件同時接合至電路板260上。
請參照第1F圖，在將感測裝置A接合至電路板260之後，將感測裝置A中的蓋板170及暫時性黏著層165自基底100 去除，進而同時露出導電墊140、感測區或元件區110及光學部件150。
接著，在電路板260上提供一光學組件，其包括一支架270、一濾光片280及一鏡頭290。支架270具有一容置空間，使得濾光片280及鏡頭290設置於支架270的容置空間中，並固定於支架270上。接著，將上述光學組件對應於感測裝置A而裝設於電路板260上，使得電路板260上的感測裝置A亦容納於支架270的容置空間中，且濾光片280位於鏡頭290與基底100的第一表面100a之間，進而完成感光模組300的製作。
在一些實施例中，電路板260可為連板(Panelized PCB)或經裁切(de-panel)的單板。當電路板260為連板時，可選擇性在光學組件裝設於電路板260之後，將電路板260裁切成單板。
在一些實施例中，濾光片280需與感測區或元件區110間隔適當的距離，使得感光模組能夠提供良好的影像品質。在一些實施例中，濾光片280由透光材料(例如，玻璃)及其上的濾光層所構成。再者，鏡頭290可由單一透鏡組或多個透鏡組所構成。為了簡化圖式，此處僅繪示出平整的濾光片280及鏡頭290，且光學組件的結構係取決於設計需求而不限定於此。
以下配合第2A至2F圖說明本發明另一實施例之感光模組的製造方法。第2A至2F圖係繪示出根據本發明另一實施例之感光模組400的製造方法的剖面示意圖，其中相同於第1A至1F圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。
請參照第2A圖，提供一基底100，其具有一第一表面100a及與其相對的一第二表面100b，且包括複數晶片區120。為簡化圖式，此處僅繪示出一完整的晶片區及與其相鄰的晶片區的一部分。
基底100的第一表面100a上具有一絕緣層130。一般而言，絕緣層130可由層間介電層、金屬間介電層及覆蓋之鈍化層組成。為簡化圖式，此處僅繪示出單層絕緣層130。
在一些實施例中，每一晶片區120的絕緣層130內具有一個或一個以上的導電墊140。在一些實施例中，每一晶片區120的絕緣層130內包括一個或一個以上的開口，露出對應的導電墊140，以透過露出的導電墊140進行預先檢測。
在一些實施例中，每一晶片區120內具有一感測區或元件區110，其可鄰近於基底100的第一表面100a，且可透過內連線結構(未繪示)與導電墊140電性連接。再者，感測區或元件區110內可包括一影像感測元件。在一些實施例中，每一晶片區120內具有一光學部件150設置於基底100的第一表面100a上，且對應於感測區或元件區110。
接著，可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沈積製程、化學氣相沈積製程或其他適合的製程)，在絕緣層130上形成一間隔層160。間隔層160與絕緣層130之間及/或間隔層160與基底100之間可選擇性添加一界面活性層155，其包括有利於將間隔層160自絕緣層130及/或基底100分離的適當材料。
間隔層160及界面活性層155覆蓋導電墊140，而露 出感測區或元件區110及光學部件150。在一些實施例中，間隔層160大致上不吸收水氣。在一些實施例中，間隔層160可具有黏性，因此間隔層160可不與任何的黏著膠接觸，以確保間隔層160之位置不因黏著膠而移動。由於不需使用黏著膠，可避免黏著膠溢流而污染感測裝置。
在一些實施例中，間隔層160可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。在一些其他實施例中，間隔層160可包括光阻材料，且可透過曝光及顯影製程而圖案化，以露出感測區或元件區110及光學部件150。
接著，將基底100接合至蓋板170，且間隔層160在每一晶片區120內的基底100與蓋板170之間形成一空腔180，使得光學部件150位於空腔180內，且透過蓋板170保護空腔180內的光學部件150。在一些實施例中，蓋板170可包括玻璃或其他適合的基底材料。
在一些其他實施例中，間隔層160及界面活性層155可先形成於蓋板170上，且透過蓋板170上的間隔層160及界面活性層155將基底100接合至蓋板170。在其他實施例中，可分別在基底100及蓋板170上形成間隔層，並透過兩間隔層將基底100接合至蓋板170。在其他實施例中，當間隔層160不具有黏性時，間隔層160與基底100及/或蓋板170之間可具有黏著層。
請參照第2B圖，以蓋板170作為承載基板，對基底100的第二表面100b進行薄化製程，以減少基底100的厚度。接著，透過微影製程及蝕刻製程，在每一晶片區120的基底100內同時形成複數第一開口190及第二開口200。在其他實施例中，可分別透過刻痕製程以及微影及蝕刻製程形成第二開口200以及第一開口190。
在一些實施例中，第一開口190對應於導電墊140而貫穿基底100。再者，第二開口200沿著相鄰晶片區120之間的切割道SC延伸且貫穿基底100，使得每一晶片區120內的基底100彼此分離。在其他實施例中，如第4圖所示之感測裝置B，第一開口190可與第二開口200彼此連通，使得重佈線層220的末端220a僅延伸至第一開口190的側壁而非延伸至基底100的第二表面100b上，例如重佈線層220的末端220a位於第一開口190內的孔洞240內。
請參照第2C圖，可透過沉積製程，在基底100的第二表面100b上形成一絕緣層210，其填入第一開口190及第二開口200內。接著，可透過微影製程及蝕刻製程，去除第一開口190底部的絕緣層210及其下方的絕緣層130，使得第一開口190延伸至絕緣層130內而露出對應的導電墊140。
可透過沉積製程、微影製程及蝕刻製程，在絕緣層210上形成圖案化的重佈線層220。重佈線層220順應性延伸至第一開口190的側壁及底部，而未延伸至第二開口200內。重佈線層220可透過絕緣層210與基底100電性隔離，且可經由第一開口190直接電性接觸或間接電性連接露出的導電墊140。因 此，第一開口190內的重佈線層220也稱為矽通孔電極。
請參照第2D圖，可透過沉積製程，在基底100的第二表面100b上形成一保護層230，且填入第一開口190及第二開口200，以覆蓋重佈線層220。在一些實施例中，保護層230僅部分填充第一開口190，使得一孔洞240形成於第一開口190內的重佈線層220與保護層230之間。在一些實施例中，孔洞240與保護層230之間的界面具有拱形輪廓。在其他實施例中，保護層230亦可填滿第一開口190。
接著，可透過微影製程及蝕刻製程，在基底100的第二表面100b上的保護層230內形成開口，以露出圖案化的重佈線層220的一部分。接著，可透過電鍍製程、網版印刷製程或其他適合的製程，在保護層230的開口內填入導電結構250(例如，焊球、凸塊或導電柱)，以與露出的重佈線層220電性連接。
之後，沿著切割道SC(等同於沿著第二開口200)切割間隔層160及蓋板170，進而形成複數獨立的晶片封裝體(即，感測裝置A)。
請參照第2E圖，將感測裝置A接合至一電路板260上，且透過基底100的第二表面100b上的導電結構250而與電路板260電性連接。
請參照第2F圖，在將感測裝置A接合至電路板260之後，將感測裝置A中的蓋板170自基底100去除，進而露出光學部件150。在一些實施例中，由於間隔層160與絕緣層130及基底100之間具有界面活性層155，因此去除蓋板170時，間隔 層160也可自絕緣層130及基底100分離，且界面活性層155有助於將間隔層160完全去除而不會殘留於絕緣層130及基底100上。
在一些其他實施例中，界面活性層155可選擇性形成於間隔層160與蓋板170之間，此時界面活性層155可包括有利於將間隔層160自蓋板170分離的適當材料，因此去除蓋板170時，間隔層160將保留於絕緣層130及基底100上，如第4圖所示。
在其他實施例中，若間隔層160與絕緣層130及蓋板170直接接觸而不具有界面活性層位於間隔層160與絕緣層130及蓋板170之間，則間隔層160亦可選擇性保留於絕緣層130及基底100上，如第4圖所示。另外，間隔層160可包括可移除材料，因此可去除一部分或全部的間隔層160。
根據上述實施例，可依據設計需求在蓋板170與基底100的第一表面100a之間形成界面活性層155。舉例來說，可將界面活性層155設置於間隔層160與基底100的第一表面100a之間進而後續去除間隔層160，或是將界面活性層155設置於間隔層160與蓋板170之間進而永久保留間隔層160。
接著，提供一光學組件，其包括一支架270、一濾光片280及一鏡頭290。支架270具有一容置空間，使得濾光片280及鏡頭290設置於支架270的容置空間中，並固定於支架270上。接著，將上述光學組件對應於感測裝置A而裝設於電路板260上，使得電路板260上的感測裝置A亦容納於支架270的容置空間中，且濾光片280位於鏡頭290與基底100的第一表面100a 之間，進而完成感光模組400的製作。感光模組400的結構可相同或相似於感光模組300的結構。
以下配合第3A至3B圖說明本發明又另一實施例之感光模組的製造方法。第3A至3B圖係繪示出根據本發明又另一實施例之感光模組500的製造方法的剖面示意圖，其中相同於第1A至1F及2A至2F圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。
請參照第3A圖，可透過與第1A至1D圖相同或相似之步驟形成感測裝置A，且可透過與第1E圖相同或相似之步驟將感測裝置A接合至電路板260上。接著，在將感測裝置A接合至電路板260之後，將感測裝置A中的蓋板170及暫時性黏著層165自基底100去除，進而露出光學部件150及導電墊140。
在一些其他實施例中，亦可透過與第2A至2D圖相同或相似之步驟形成感測裝置A，且可透過與第2E圖相同或相似之步驟將感測裝置A接合至電路板260上。接著，在將感測裝置A接合至電路板260之後，透過界面活性層155，將感測裝置A中的蓋板170及間隔層160自基底100去除，進而露出光學部件150及導電墊140。
接著，提供一載座510，其具有一容置空間。將一濾光片280設置於載座510的容置空間中，並固定於載座510上。將載座510裝設於電路板260上，使得電路板260上的感測裝置A亦容納於載座510的容置空間中，且濾光片280對應於感測區或元件區110及光學部件150。
接著，提供一驅動部件520及設置於其中的一鏡頭 290。在一些實施例中，驅動部件520可包括音圈馬達、超音波馬達、步進馬達或其他適合的驅動部件，以提供自動變焦的功能。接著，將驅動部件520及鏡頭290裝設於電路板260上的載座510上，使得鏡頭290對應於感測區或元件區110及光學部件150，且濾光片280位於鏡頭290與感測裝置A之間，進而完成感光模組500的製作。
在一些實施例中，在將載座510及濾光片280裝設於電路板260上之後以及在將驅動部件520及鏡頭290裝設於載座510上之前，可預先進行初步測試，以檢測感測裝置A所感測到的影像品質，接著裝設驅動部件520及鏡頭290，如此一來有利於確保感光模組的可靠度，進而降低製程成本。
另外，第3A至3B圖的實施例也可應用於第1A至1F圖或第2A至2F圖的實施例中。舉例來說，可透過與第3A至3B圖相同或相似之步驟取代第1F圖之步驟，使得包括感測裝置A的感光模組300具有自動變焦的功能而成為變焦裝置。
可以理解的是，雖然第1A至1F圖、第2A至2F圖及第3A至3B圖的實施例為具有前照式感測裝置之感光模組的製造方法，然而關於感測裝置的外部電性連接路徑(例如，基底內的開口、重佈線層、保護層及其中的導電結構)的製作方法亦可應用於背照式感測裝置的製程中。
一般而言，晶片直接封裝技術(chip on board，COB)需要對裸晶施力以將其順利黏貼於印刷電路板上，因此裸晶必須具有一定的厚度(例如，大約250μm)，以避免黏貼時造成物理性破壞。
根據本發明的上述實施例，由於將感測裝置接合至電路板260上的製程(例如，回焊製程)期間感測裝置僅需輕放於電路板260上，因此能夠進一步降低感測裝置中的基底厚度，而不會發生基底破裂或損壞的問題，進而有利於縮小感光模組的整體尺寸。
再者，在製作感測裝置的過程中，蓋板170係提供支撐及保護的功能，且在進行回焊製程時，蓋板170可避免感測裝置(特別是感測區或元件區110及光學部件150)受到汙染，進而提升感光模組的品質。在將感測裝置接合至電路板260之後，將蓋板170去除可有利於大幅降低感測裝置的整體高度，且增加感光模組的透光率。另外，由於蓋板170僅作為暫時性基底而並不會影響感光模組的感測能力，因此無須使用高品質的玻璃材料作為蓋板170，且亦可選擇性使用不透光的基底材料作為蓋板170。
在一些實施例中，由於透過矽通孔電極(即，第一開口190內的重佈線層220)電性連接感測裝置與電路板260，而不需進行打線接合製程來形成焊線，因此可有效降低成本。再者，本發明採用晶圓級晶片尺寸封裝(chip scale package，CSP)技術來製作感光模組的感測裝置，可大量生產感測裝置，進一步降低成本並節省製程時間。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可更動與組合上述各種實施例。
100‧‧‧基底
100a‧‧‧第一表面
100b‧‧‧第二表面
110‧‧‧感測區或元件區
130、210‧‧‧絕緣層
140‧‧‧導電墊
150‧‧‧光學部件
190‧‧‧第一開口
200‧‧‧第二開口
220‧‧‧重佈線層
230‧‧‧保護層
240‧‧‧孔洞
250‧‧‧導電結構
260‧‧‧電路板
270‧‧‧支架
280‧‧‧濾光片
290‧‧‧鏡頭
300‧‧‧感光模組
A‧‧‧感測裝置

Claims (23)

  1. 一種感光模組的製造方法，包括：提供一感測裝置，其中該感測裝置包括：一基底，具有一第一表面及與其相對的一第二表面；一導電墊，位於該第一表面上；一第一開口，貫穿該基底且露出該導電墊；一重佈線層，形成於該第一開口內，以電性連接至該導電墊；以及一蓋板，位於該第一表面上，且覆蓋該導電墊；將該感測裝置接合於一電路板上；在將該感測裝置接合至該電路板之後，去除該感測裝置的該蓋板；以及在該電路板上裝設對應於該感測裝置的一光學組件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感光模組的製造方法，其中該感測裝置更包括一暫時性黏著層，該暫時性黏著層位於該蓋板與該第一表面之間且覆蓋該導電墊，且其中該感光模組的製造方法更包括在將該感測裝置接合至該電路板之後，去除該暫時性黏著層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感光模組的製造方法，其中該感測裝置更包括一間隔層，該間隔層位於該蓋板與該第一表面之間且覆蓋該導電墊，且其中該感光模組的製造方法更包括在將該感測裝置接合至該電路板之後，去除該間隔層且露出該導電墊。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之感光模組的製造方法，其中該 感測裝置更包括一界面活性層，該界面活性層位於該蓋板與該第一表面之間，且透過該界面活性層去除該間隔層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之感光模組的製造方法，其中該感測裝置更包括一間隔層，該間隔層位於該蓋板與該第一表面之間且覆蓋該導電墊，且其中去除該蓋板之後，露出該間隔層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之感光模組的製造方法，其中該感測裝置更包括一界面活性層，該界面活性層位於該蓋板與該第一表面之間，且透過該界面活性層去除該蓋板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之感光模組的製造方法，更包括形成一導電結構，該導電結構電性連接至該重佈線層且位於該重佈線層與該電路板之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之感光模組的製造方法，其中將該感測裝置接合至該電路板的步驟包括進行一回焊製程。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之感光模組的製造方法，其中該感測裝置更包括一第二開口，該第二開口沿著該基底的側壁延伸且貫穿該基底。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之感光模組的製造方法，其中該感測裝置的製造方法包括沿著該第二開口切割該蓋板。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之感光模組的製造方法，其中該第一開口與該第二開口連通。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之感光模組的製造方法，更包括形成一保護層，該保護層填入該第一開口及該第二開口。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之感光模組的製造方法，更包括 形成一保護層，該保護層部分填充該第一開口，使得一孔洞形成於該第一開口內的該重佈線層與該保護層之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之感光模組的製造方法，其中該重佈線層具有一末端位於該孔洞內。
  15. 一種感光模組，包括：一感測裝置，接合於一電路板上，其中該感測裝置包括：一基底，具有一第一表面及與其相對的一第二表面；一導電墊，設置於該第一表面上；一第一開口，貫穿該基底而露出該導電墊；以及一重佈線層，設置於該第一開口內，以電性連接至該導電墊；以及一光學組件，對應於該感測裝置而裝設於該電路板上。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之感光模組，其中該感測裝置更包括一間隔層，該間隔層位於該光學組件與該第一表面之間，且覆蓋該導電墊。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之感光模組，其中該感測裝置具有朝向該光學組件露出的該導電墊。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之感光模組，其中該感測裝置更包括一導電結構，該導電結構電性連接至該重佈線層且位於該重佈線層與該電路板之間。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之感光模組，其中該感測裝置更包括一第二開口，該第二開口沿著該基底的側壁延伸且貫穿該基底。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之感光模組，其中該第一開口 與該第二開口連通。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之感光模組，其中該感測裝置更包括一保護層，該保護層填入該第一開口及該第二開口。
  22. 如申請專利範圍第15項所述之感光模組，其中該感測裝置更包括一保護層，該保護層部分填充該第一開口，使得該第一開口內的該重佈線層與該保護層之間具有一孔洞。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之感光模組，其中該重佈線層具有一末端位於該孔洞內。
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