[發明專利]光學圖像傳感集成電路的單片規模封裝

有效

• 申請號: 01110911.4
• 申請日: 2001-02-28
• 公開（公告）號: CN1315743A
• 公開（公告）日: 2001-10-03
• 發明（設計）人: R·R·福斯特
• 申請（專利權）人: 全視技術有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/98;H01L23/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,陳景峻

本發明涉及到圖像傳感集成電路，尤其涉及到一個利用一種粘合料(adhesive?matrix)進行單片規模封裝的方法。

目前，在以前的技術中光學圖像傳感器器件的單片規模封裝要求晶片完全鍍上一種光學透明的粘合劑，然后覆蓋上一種透明的護罩材料。通常，光學透明的粘合劑可以是一種環氧樹脂，而透明材料是玻璃。

但是，幾乎所有圖像傳感器為了滿足性能目標都要求應用微透鏡來增加光占空系數(optical?fill?factor)。如圖1所示，顯示了一種典型的光學傳感器單片規模封裝。此封裝技術包括一個上面制作了圖像傳感器芯片的晶片101。在晶片101的頂上制作了微透鏡103，各自覆蓋每個像素(圖像單元)。當填料擴展進刻劃線后，就加上一個粘合層105，通常采用某種均勻旋轉鍍膜技術。最后，在粘合劑上加一個護罩玻璃107。粘合層105的作用是將護罩玻璃107緊固在晶片101上。通常，粘合劑是一種環氧樹脂。

其次，將晶片101的背面磨光，使晶片更薄。然后用一種晶片鋸開操作將伸出的圖像傳感器電導線暴露在減薄的晶片背面外。接著用傳統的沉積和刻蝕過程將暴露的導線伸長形成電接觸。最后，用一個模切機器將晶片101切成單個的傳感器。

然而，這種以前的單片規模封裝方法對圖象傳感器來說是有問題的，因為微透鏡材料的折射率與粘合層105的折射率很相似。這樣，粘合層105可能會抵消微透鏡103的光學作用。

本發明是光學圖象傳感器集成電路的一種單片規模封裝方法。微透鏡放在一個上面有圖像傳感器的晶片上。一種諸如環氧樹脂之類的粘合料放在晶片頂上。粘合料有開口，這些開口與晶片上面的集成電路圖像傳感陣列對齊。然后將一個護罩玻璃放在粘合料上，激活粘合料將護罩玻璃和晶片緊固在一起。因為粘合劑在微透鏡上方有開口，所以粘合劑不會引起畸變。

圖1是一種以前的圖像傳感器集成電路單片規模封裝技術。

圖2是依照本發明制作的一個粘合料頂視圖。

圖3是依照本發明制作的一種圖像傳感器單片規模封裝的截面圖。

圖4是圖3所示的單片規模封裝的一個頂視圖。

按照本發明，用一種粘合料將一個護罩玻璃與一個上面制作了圖像傳感器的晶片粘著在一起。特別是，參考圖2，提供一種粘合料201。粘合料201也可以當作一個預制品。粘合料201包含開口203。開口203制成跟包含微透鏡的晶片上的位置相符。

這樣，由圖4可見，開口203與晶片301頂上制作的微透鏡303對齊，并放置在微透鏡上。當粘合料201放在晶片301的頂上時，開口203與微透鏡303是對齊的。其次，將一個護罩玻璃307加在粘合料201的頂上。注意粘合料201尺寸基本上跟晶片301一樣。護罩玻璃307放到粘合料201的頂上之后，用光照、加壓和/或加熱激活粘合料201。這就導致粘合料201將護罩玻璃307和晶片301緊固在一起。結果在護罩玻璃307和微透鏡陣列303之間形成了腔309。圖4顯示了單片封裝的一個頂視圖。

此外，從圖4可見，用標記數字401顯示了圖像傳感器的外邊界。注意透鏡陣列303只覆蓋了實際的集成電路401的一部分。集成電路401的剩余電路用于信號處理，因此，它沒有被微透鏡303覆蓋。集成電路401的外圍區域會被粘合料201的粘合劑毫無不利作用地覆蓋。將護罩玻璃307和晶片301粘著起來后，按照以前的技術，晶片301將進一步處理，切片產生單個的集成電路器件。

使粘合料具有不覆蓋微透鏡傳感陣列的開口，以前的技術中遇到的環氧樹脂抵消微透鏡的光學作用的問題就可以避免了。換句話說，在微透鏡上形成了不包含粘合劑的一個腔室。這允許微透鏡工作時不會受到粘合劑的干擾。

確實，利用粘合料201形成的腔室309還可以實現其他好處。例如，腔室309可以填充氣態或液態材料，進一步增強光學特性、溫度特性或成像傳感器的其他性能。在腔室中填充氣體或液體材料可以在加護罩玻璃307之前進行。例如，一種折射率小于1的氣態或液態材料可以進一步增強微透鏡的光學特性。此外，具有良好散熱特性的氣態或液態材料可以用來散發掉圖像傳感器產生的熱量，從而增加圖像器件的性能。最后，粘合劑材料可以做成不透明的，以增強器件的性能。