[發(fā)明專利]一種具有雙層基板的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210220408.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103094291A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文焜
• 申請（專利權(quán)）人: 金龍國際公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種影像感測器封裝結(jié)構(gòu)，特別涉及一種含有晶粒嵌入雙層基板的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

?在半導(dǎo)體元件的領(lǐng)域中，隨著元件尺寸不斷地縮小，元件密度也不斷地提高。在封裝或是內(nèi)部連線方面的技術(shù)需求也必須要提高以符合上述情況。傳統(tǒng)上，在覆晶連接方法(flip-chip?attachment?method)中，一焊料凸塊陣列形成于上述晶粒的表面。上述焊料凸塊的形成可以藉由使用一焊接復(fù)合材料(solder?composite?material)，經(jīng)過一焊接點(diǎn)遮罩(solder?mask)來制造出所要的焊料凸塊圖案。晶片封裝的功能包含功率傳送(power?distribution)、訊號傳送(signal?distribution)、散熱(heat?dissipation)、保護(hù)與支撐等等。當(dāng)半導(dǎo)體變的更復(fù)雜，傳統(tǒng)的封裝技術(shù)，例如導(dǎo)線架封裝(lead?frame?package)、收縮式封裝(flex?package)、硬式封裝技術(shù)(rigid?package?technique)，已無法滿足在一個(gè)更小的晶片上制造高密度元件的需求。當(dāng)半導(dǎo)體變的更復(fù)雜，傳統(tǒng)的封裝技術(shù)，例如導(dǎo)線架封裝(lead?frame?package)、收縮式封裝(flex?package)、硬式封裝技術(shù)(rigid?package?technique)，已無法滿足在一個(gè)更小的晶片上制造高密度元件的需求。今日的封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢是朝向球狀矩陣排列（BGA，ball?grid?array）、覆晶(FC-BGA，flip-chip)、晶片尺寸封裝(CSP，chip?scale?package)和晶圓級封裝(WL-CSP，wafer?level?chip?scale?package)。

現(xiàn)今影像感測器廣泛使用在數(shù)位相機(jī)、手機(jī)、行動(dòng)電話及其他應(yīng)用。在制造影像感測器的技術(shù)上，特別是CMOS影像感測器，都有很大的進(jìn)步。舉例而言，對于高解析度及低功率消耗的需求，都促使影像感測器朝最小化及整合方面邁進(jìn)。

在絕大部分的影像感測器常使用一種稱為孔扎式光電二極體（pinned?photodiode）及嵌入式光電二極體（buried?photodiode）的光電二極體，因?yàn)檫@種光電二極體有較低的雜訊表現(xiàn)。

這種光電二極體結(jié)構(gòu)的正極層通常是嵌入該光電二極體的表面或是下方而接近一傳輸閘（transfer?gate），而負(fù)極層則是嵌入一硅系基板較深的位置，這種嵌入式層可儲存電荷并遠(yuǎn)離表面區(qū)域，意即可避免該硅系基板表面的缺陷，而正極層的目的則是在于提供光電二極體有增加的儲存容量及鈍化在光電二極體表面的缺陷。

有許多影像感測器晶片使用覆晶式封固結(jié)構(gòu)，都企圖發(fā)展將影像感測器封裝架構(gòu)簡單化。美國專利6,144,507揭露一種直接將影像感測器晶片封固于印刷電路板（PCB，printed?circuit?board）上的技術(shù)。

一影像感測晶片藉由覆晶式封固結(jié)構(gòu)封固在PCB里的一個(gè)孔洞上，及一透明蓋體也直接附加在該晶片的主動(dòng)側(cè)表面或是粘合在該影像感測晶片封固在該P(yáng)CB里孔洞上的相對側(cè)。

雖然這些方法都省略引線焊接的困難處，然而該P(yáng)CB為了符合該影像感測晶片及該透明蓋體的尺寸，該P(yáng)CB的尺寸通常會非常大。

美國專利5,786,589揭露一種膠粘標(biāo)簽片狀物于玻璃基板上及膠粘一影像感測晶片及一導(dǎo)電薄膜至該標(biāo)簽片。因?yàn)闃?biāo)簽片導(dǎo)線的緣故，所以這種設(shè)計(jì)需要一種特殊的基板附接技術(shù)。再者，該導(dǎo)電薄膜可能會干擾該影像感測晶片上的感測電路及需要形成一虛擬配線或是壩體結(jié)構(gòu)來彌補(bǔ)這個(gè)問題。

美國專利6,885,107揭露一種傳統(tǒng)影像感測晶片封裝結(jié)構(gòu)。其采用一種在基板底層具有多個(gè)焊錫球及該晶粒外露于基板的BGA封裝。

根據(jù)該發(fā)明所提供的影像感測器封裝結(jié)構(gòu)的制作具有前述及其他的有利特點(diǎn)及方法。一影像感測晶片利用一覆晶方式安裝在一透明基板的一第一表面上的導(dǎo)電跡線。該影像晶片的主動(dòng)面則藉由安裝后在該影像晶片的主動(dòng)面及該基板的該第一表面的周圍空間沉積封膠珠來保護(hù)避免污染，因此省略了先前技術(shù)另外所需的壩體結(jié)構(gòu)或間隔框架。分散的傳導(dǎo)元件如焊錫球及柱狀物則粘附在該導(dǎo)電跡線末端而形成一陣列圖形，該分散的傳導(dǎo)元件從該第一表面上的該導(dǎo)電跡線橫向外擴(kuò)至大致上超過該影像感測晶片的一背表面的共用平面。這樣的結(jié)構(gòu)包含了一種BOC（board-on-chip）的封裝排列。但由于該結(jié)構(gòu)的焊錫球高度及該押出模接受結(jié)構(gòu)而讓該基板厚度無法減小而限制了封裝結(jié)構(gòu)的尺寸的縮小。