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TWI445469B - 感測元件封裝結構及其製作方法 - Google Patents

感測元件封裝結構及其製作方法 Download PDF

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TWI445469B
TWI445469B TW101118729A TW101118729A TWI445469B TW I445469 B TWI445469 B TW I445469B TW 101118729 A TW101118729 A TW 101118729A TW 101118729 A TW101118729 A TW 101118729A TW I445469 B TWI445469 B TW I445469B
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Tsung Yuan Chen
Wei Ming Cheng
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Unimicron Technology Corp
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Description

感測元件封裝結構及其製作方法
本發明是有關於一種元件封裝結構及其製作方法，且特別是有關於一種感測元件封裝結構及其製作方法。
近年來，隨著電子技術的日新月異，高科技電子產業的相繼問世，使得更人性化、功能更佳的電子產品不斷地推陳出新。在這些電子產品內通常會配置用來安裝感測元件於其上的線路板。隨著電子產品持續朝向輕、薄、短、小的趨勢設計，線路板的厚度朝向薄型化發展。
然而，在習知技術中，製造者會先分別製作感測元件及用以承載電子元件之線路板。之後，在將感測元件封裝在線路板上，以形成感測元件封裝結構。此作法不但費工費時，且感測元件封裝結構的整體厚度不易降低。承上述，如何開發出一種可製作出薄型化之感測元件封裝結構的方法，實為研發者所欲達成的目標之一。
本發明提供一種感測元件封裝方法，其可製作出整體厚度及體積小的感測元件封裝結構。
本發明提供一種感測元件封裝結構，其整體厚度及體積小。
本發明之一實施例提出一種感測元件封裝結構，其包 括中間介電層、感測元件、前側介電層、前側圖案化導電層以及至少一前側導電孔道。中間介電層具有前側面、相對前側面之後側面、和連接前側面與後側面之中間開口。感測元件配置於中間開口中。感測元件具有正面、相對正面之背面、位在正面之感測區、位在正面且環繞感測區之阻擋圖案、以及位在正面且在阻擋圖案外圍之至少一電極。前側介電層配置於中間介電層之前側面上及感測元件之正面上。前側介電層具有暴露出感測區及阻擋圖案之前側開口。前側圖案化導電層配置於前側介電層上。前側導電孔道貫穿前側介電層且連接前側圖案化導電層及電極。
本發明之一實施例提出一種感測元件封裝方法，其包括下列步驟。提供黏著層以及配置於黏著層上之中間介電層，中間介電層具有中間開口，中間開口暴露出部分黏著層。將感測元件之正面黏著在黏著層上，以將感測元件定位於中間開口中，感測元件具有位在正面之感測區、位在正面且環繞感測區之阻擋圖案以及位在正面且在阻擋圖案外圍之至少一電極。將後側介電層形成在中間介電層之後側面以及感測元件之相對正面的背面，以將感測元件固定在中間介電層之中間開口內。圖案化黏著層，以形成圖案化黏著層，其中圖案化黏著層覆蓋感測區以及至少部分之阻擋圖案且暴露出電極及中間介電層。形成前側介電層在中間介電層之前側面、感測元件之正面及圖案化黏著層上，但前側介電層受到阻擋圖案及圖案化黏著層的阻擋而未覆蓋感測元件之感測區。形成至少一前側導電孔道貫穿前側介電層以連接電極。形成前側圖案化導電層在前側介 電層上以連接前側導電孔道。以雷射沿著阻擋圖案切割前側介電層及圖案化黏著層。移除圖案化黏著層及其上的部分前側介電層，以暴露出感測區。
基於上述，本發明之感測元件封裝方法藉由將感測元件內埋在中間介電層中可製作出整體厚度及體積小的感測元件封裝結構。此外，利用環繞感測元件之感測區的阻擋圖案可使感測元件之感測區於後續製程中不易受損，進而提高感測元件封裝結構的製造良率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
 感測元件封裝方法
圖1A至圖1J為本發明一實施例之感測元件封裝方法的剖面示意圖。請先參照圖1A，首先，提供提供黏著層110以及配置於黏著層110上之中間介電層120。中間介電層120具有中間開口120a。中間開口120a暴露出部分黏著層110。在本實施例中，中間開口120a的形狀及大小可視後續欲擺放於中間開口120a內之感測元件的形狀及大小而定，本發明並不限定中間開口的形狀及大小。本實施例之中間介電層120的材質可包括高分子聚合物及強化纖維，但本發明不以此為限。
圖2繪示圖1A之感測元件的上視圖。特別是，圖1A之感測元件的剖面是對應圖2之割面線A-A。請參照圖1A 及圖2，接著，將感測元件130之正面130a黏著在黏著層110上，以將感測元件130定位於中間開口120a中。感測元件130具有位在正面130a之感測區130c、位在正面130a且環繞感測區130c之阻擋圖案132以及位在正面130a且在阻擋圖案132外圍之至少一電極134。感測區130c是用以接收光學或聲學訊號的區域。阻擋圖案132是用以降低感測元件130的感測區130c在後續製程中受損的機率。電極134是用以接收驅動感測元件130之電力。在本實施例中，感測元件130可為光學感測元件(例如影像擷取元件)或聲學感測元件，但本發明不以此為限。
請參照圖1B，接著，將後側介電層140形成在中間介電層120之後側面120b以及感測元件130之相對正面130a的背面130b，以將感測元件130固定在中間介電層120之中間開口120a內。在本實施例中，後側介電層140可全面性覆蓋感測元件130的背面130b以及後側介電層140的後側面120b。此外，後側介電層140之局部142可進一步地延伸至中間開口120a與感測元件130之間。在本實施例中，後側介電層140的材質例如是高分子聚合物，但本發明不以此為限。
請參照圖1B及圖1C，接著，圖案化黏著層110(繪於圖1B)，以形成圖案化黏著層110A(繪於圖1C)，其中圖案化黏著層110A覆蓋感測區130c以至少部分之阻擋圖案132且暴露出電極134以中間介電層120。詳言之，在本實施例中，可先利用雷射沿著阻擋圖案132切割黏著 層110。接著，再移除黏著層110之未覆蓋感測區130c的部分，以形成圖案化黏著層110A。值得注意的是，覆蓋感測區130c之圖案化黏著層110A可於後續製程中對感測元件130之感測區130c提供保護作用，而使後續形成之各層不易與感測區130c接觸。詳言之，圖案化黏著層110A與感測區130c之間可存在空隙。意即，圖案化黏著層110A可不與感測區130c接觸，因此於後續製程中形成在圖案化黏著層110A上之各層可透過圖案化黏著層110A與感測區130c分離，而不易造成感測區130c的損傷。
請參照圖1D，接著，形成前側介電層150在中間介電層120之前側面120c、感測元件130之正面130a及圖案化黏著層110A上，但前側介電層150受到阻擋圖案132及圖案化黏著層110A的阻擋而未覆蓋感測元件130之感測區130c。在本實施例中，前側介電層150之局部152可進一步地延伸至中間開口120a與感測元件130之間。前側介電層150之局部152可與後側介電層140之局部142直接連接。在本實施例中，前側介電層150的材質例如是高分子聚合物，但本發明不以此為限。
請繼續參照圖1D，在本實施例中，可分別於後側介電層140及前側介電層150上形成後側導電層160及前側導電層170。本實施例之後側導電層160可全面性覆蓋後側介電層140。本實施例之前側導電層170可全面性覆蓋前側介電層150。請參照圖1E及圖1F，接著，形成至少一前側導電孔道180A(繪於圖1F)，前側導電孔道180A 貫穿前側介電層170以連接電極134。詳言之，在本實施例中，如圖1E所示，可先於前側導電層170及前側介電層150中形成至少一開口180，開口180暴露出電極134。 如圖1F所示，接著，可在開口180填入導電材料，以形成前側導電孔道180A。在本實施例中，可利用電鍍工序形成前側導電孔道180A。前側導電孔道180A連接前側導電層170與電極134。
請繼續參照圖1E及圖1F，本實施例之感測元件封裝方法可進一步包括下列步驟。如圖1E所示，可於後側導電層160、後側介電層140、中間介電層120、前側介電層150、前側導電層170中形成至少一貫孔190。貫孔190貫穿後側導電層160、後側介電層140、中間介電層120、前側介電層150以及前側導電層170。如圖1F所示，接著，於至少一貫孔190中形成至少一貫通導電孔道190A。貫通導電孔道190A貫穿後側導電層160、後側介電層140、中間介電層120、前側介電層150以及前側導電層170。在本實施例中，可利用電鍍工序形成貫通導電孔道190A。貫通導電孔道190A連接後側導電層160與前側導電層170。
請參照圖1G，接著，形成前側圖案化導電層170A在前側介電層150上以連接前側導電孔道180A。詳言之，可圖案化前側導電層170，以形成前側圖案化導電層170A。前側導電層170在被圖案化之前已與前側導電孔道180A連接，而圖案化後之前側導電層170(即前側圖案化導電層170A)亦與前側導電孔道180A連接。在本實施例中， 在形成前側圖案化導電層170A的同時，可一併形成後側圖案化導電層160A在後側介電層140上。詳言之，可圖案化後側導電層160，以形成後側圖案化導電層160A。在本實施例中，後側導電層160與前側導電層170在被圖案化之前已與貫通導電孔道190A連接，而圖案化後之後側導電層160與前側導電層170(即後側圖案化導電層160A與前側圖案化導電層170A)亦與貫通導電孔道190A連接。
請參照圖1H，接著，在本實施例中，可選擇性地形成防焊層202於前側介電層150及前側圖案化導電層170A上。在本實施例中，防焊層202可全面性覆蓋前側介電層150及前側圖案化導電層170A。
請參照圖1I，接著，以雷射(未繪示)沿著阻擋圖案132切割前側介電層150及圖案化黏著層110。請參照圖1J，接著，移除圖案化黏著層110及其上的部分之前側介電層150，以暴露出感測區130c。請參照圖1I，在本實施例中，於切割前側介電層150的步驟中，可利用雷射同時沿著阻擋圖案132切割防焊層202、前側介電層150及圖案化黏著層110。請參照圖1J，在本實施例中，可在移除圖案化黏著層110及其上的部分前側介電層150的步驟中，可同時移除圖案化黏著層110、其上的部分前側介電層150及其上的部分防焊層202，以暴露出感測區130c。於此便完成了本實施例之感測元件封裝結構1000。
值得一提的是，在本實施例之感測元件封裝方法中，由於感測元件130內埋在中間介電層120中，因此以本實 施例之感測元件封裝方法所製作之感測元件封裝結構1000可具有整體厚度及體積小的優點。此外，在本實施例之感測元件封裝方法中，是利用雷射沿著阻擋圖案132切割前側介電層150及圖案化黏著層110A，進而移除圖案化黏著層110及其上的部分前側介電層150以暴露出感測區130c。因此，感測元件130的感測區130c在切割並移除部份之前側介電層150及圖案化黏著層110A的過程中不易受損，進而使本實施例之感測元件封裝結構1000製造良率高。
感測元件封裝結構
請參照圖1I，本實施例之感測元件封裝結構1000包括中間介電層120、感測元件130、前側介電層150、前側圖案化導電層170A以及至少一前側導電孔道180A。
中間介電層120具有前側面120c、相對前側面120c之後側面120b、和連接前側面120c與後側面120b之中間開口120a。感測元件130配置於中間開口120a中。感測元件130具有正面130a、相對正面130a之背面130b、位在正面130a之感測區130c、位在正面130a且環繞感測區130c之阻擋圖案132、以及位在正面130a且在阻擋圖案132外圍之至少一電極134。在本實施例中，感測元件130可為光學感測元件或聲學感測元件，但本發明不以此為限。
前側介電層150配置於中間介電層120之前側面120c上及感測元件130之正面130a上。前側介電層150具有暴 露出感測區130c及阻擋圖案132之前側開口150a。在本實施例中，前側介電層150之局部152可延伸至中間開口120a與感測元件130之間。前側圖案化導電層170A配置於前側介電層150上。至少一前側導電孔道180A貫穿前側介電層150且連接前側圖案化導電層170A及電極134。
本實施例之感測元件封裝結構1000可進一步包括後側介電層140。後側介電層140可配置在中間介電層120之後側面120b及感測元件130之相對於正面130a的背面130b上。在本實施例中，後側介電層140之局部142可延伸至中間開口120a與感測元件130之間。更進一步地說，後側介電層140之局部142可與前側介電層150之局部152直接連接。
本實施例之感測元件封裝結構1000更包括後側圖案化導電層160A。後側圖案化導電層160A配置在後側介電層140上。本實施例之感測元件封裝結構1000更包括至少一貫通導電孔道190A。貫通導電孔道190A貫穿前側介電層150、中間介電層120以及後側介電層140，且連接前側圖案化導電層170A與後側圖案化導電層160A。本實施例之感測元件封裝結構1000更包括防焊層202。防焊層202配置於前側介電層150與前側圖案化導電層170A上。防焊層202具有開口202a。開口202a暴露出感測區130c及阻擋圖案132。在本實施例中，開口202a可與前側開口150a切齊。
值得一提的是，在本實施例之感測元件封裝結構1000 中，由於感測元件130內埋在中間介電層120中，因此感測元件封裝結構1000可具有整體厚度及體積小的優點。
綜上所述，本發明一實施例之感測元件封裝方法藉由將感測元件內埋在中間介電層中可製作出整體厚度及體積小的感測元件封裝結構。此外，在感測元件封裝方法中，是利用雷射沿著阻擋圖案切割前側介電層及圖案化黏著層，進而移除圖案化黏著層及其上的部分前側介電層以暴露出感測區。因此，感測元件的感測區在切割並移除部份之前側介電層及圖案化黏著層的過程中不易受損，進而使感測元件封裝結構的製造良率高。
雖然本發明已以實施例揭露如上，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，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1000‧‧‧感測元件封裝結構
110‧‧‧黏著層
110A‧‧‧圖案化黏著層
120中間介電層
120a‧‧‧中間開口
120b‧‧‧後側面
120c‧‧‧前側面
130‧‧‧感測元件
130a‧‧‧正面
130b‧‧‧背面
130c‧‧‧感測區
132‧‧‧阻擋圖案
134‧‧‧：電極
140‧‧‧後側介電層
142‧‧‧後側介電層之局部
150‧‧‧前側介電層
150a‧‧‧前側開口
152‧‧‧前側介電層之局部
160‧‧‧後側導電層
160A‧‧‧後側圖案化導電層
170‧‧‧前側導電層
170A‧‧‧前側圖案化導電層
180‧‧‧開口
180A‧‧‧前側導電孔道
190‧‧‧貫孔
190A‧‧‧貫通導電孔道
202‧‧‧防焊層
202a‧‧‧開口
圖1A至圖1J為本發明一實施例之感測元件封裝方法的剖面示意圖。
圖2繪示圖1A之感測元件的上視圖。
1000‧‧‧感測元件封裝結構
120‧‧‧中間介電層
120a‧‧‧中間開口
120b‧‧‧後側面
120c‧‧‧前側面
130‧‧‧感測元件
130a‧‧‧正面
130b‧‧‧背面
130c‧‧‧感測區
132‧‧‧阻擋圖案
134‧‧‧電極
140‧‧‧後側介電層
142‧‧‧後側介電層之局部
150‧‧‧前側介電層
150a‧‧‧前側開口
152‧‧‧前側介電層之局部
160A‧‧‧後側圖案化導電層
170A‧‧‧前側圖案化導電層
180‧‧‧開口
180A‧‧‧前側導電孔道
190‧‧‧貫孔
190A‧‧‧貫通導電孔道
202‧‧‧防焊層
202a‧‧‧開口

Claims (13)

  1. 一種感測元件封裝結構，包括：一中間介電層，具有一前側面、相對該前側面之一後側面和連接該前側面與該後側面之一中間開口；一感測元件，配置於該中間開口中，該感測元件具有一正面、相對該正面之一背面、位在該正面之一感測區、位在該正面且環繞該感測區之一阻擋圖案以及位在該正面且在該阻擋圖案外圍之至少一電極；一前側介電層，配置於該中間介電層之該前側面上及該感測元件之該正面上，該前側介電層具有暴露出該感測區及該阻擋圖案之一前側開口；一前側圖案化導電層，配置於該前側介電層上；以及至少一前側導電孔道，貫穿該前側介電層且連接該前側圖案化導電層及該電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感測元件封裝結構，其中該感測元件為一光學感測元件或一聲學感測元件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感測元件封裝結構，其中該前側介電層之局部延伸至該中間開口與該感測元件之間。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之感測元件封裝結構，更包括：一後側介電層，配置在該中間介電層之該後側面及該感測元件之相對該正面的一背面上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之感測元件封裝結 構，其中該後側介電層之局部延伸至該中間開口與該感測元件之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之感測元件封裝結構，更包括：一後側圖案化導電層，配置在該後側介電層上。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之感測元件封裝結構，更包括：至少一貫通導電孔道，貫穿該前側介電層、該中間介電層以及該後側介電層，且連接該前側圖案化導電層與該後側圖案化導電層。
  8. 一種感測元件封裝方法，包括：提供一黏著層以及配置於該黏著層上之一中間介電層，該中間介電層具有一中間開口，該中間開口暴露出部分該黏著層；將一感測元件之一正面黏著在該黏著層上，以將該感測元件定位於該中間開口中，該感測元件具有位在該正面之一感測區、位在該正面且環繞該感測區之一阻擋圖案以及位在該正面且在該阻擋圖案外圍之至少一電極；將一後側介電層形成在該中間介電層之一後側面以及該感測元件之相對該正面的一背面，以將該感測元件固定在該中間介電層之該中間開口內；圖案化該黏著層，以形成一圖案化黏著層，其中該圖案化黏著層覆蓋該感測區以及至少部分之該阻擋圖案且暴露出該電極及該中間介電層； 形成一前側介電層在該中間介電層之該前側面、該感測元件之該正面及該圖案化黏著層上，但該前側介電層受到該阻擋圖案及該圖案化黏著層的阻擋而未覆蓋該感測元件之該感測區；形成至少一前側導電孔道貫穿該前側介電層以連接該電極；形成一前側圖案化導電層在該前側介電層上以連接該前側導電孔道；以雷射沿著該阻擋圖案切割該前側介電層及該圖案化黏著層；以及移除該圖案化黏著層及其上的部分該前側介電層，以暴露出該感測區。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之感測元件封裝結構，其中圖案化該黏著層的步驟包括：以雷射沿著該阻擋圖案切割該黏著層；以及移除該黏著層之未覆蓋該感測區的部分。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之感測元件封裝方法，其中該後側介電層之局部延伸至該中間開口與該感測元件之間。
  11. 如申請專利範圍第8或9項所述之感測元件封裝方法，其中該前側介電層之局部延伸至該中間開口與該感測元件之間。
  12. 如申請專利範圍第8或9項所述之感測元件封裝方法，更包括： 形成一後側圖案化導電層在該後側介電層上。
  13. 如申請專利範圍第8或9項所述之感測元件封裝方法，更包括：形成至少一貫通導電孔道，該貫通導電孔道貫穿該前側介電層、該中間介電層以及該後側介電層，且連接該前側圖案化導電層與該後側圖案化導電層。
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