TW201715667A - 晶片封裝體及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種晶片封裝體包含晶片、間隔元件與高度增加件。晶片具有影像感測區與相對的第一表面與第二表面。影像感測區位於第一表面上。間隔元件位於第一表面上且圍繞影像感測區。高度增加件位於間隔元件上，使得間隔元件位於高度增加件與晶片之間。

Description

晶片封裝體及其製造方法

本案是有關於一種晶片封裝體及一種晶片封裝體的製造方法。

當製作影像感測器的晶片封裝體(例如CMOS晶片)時，通常會將玻璃片覆蓋於晶片的表面，用以保護晶片的影像感測區。在習知具有玻璃片的晶片封裝體，由於位在晶片與玻璃片之間的間隔元件的厚度等同玻璃片與晶片之間的距離，僅約40μm至45μm，因此當影像感測區接收影像時，易產生眩光的問題(flare issue)。

在製作影像感測器的製程中，若尚未切割成複數個晶片的晶圓不設置玻璃片，當晶圓的厚度較薄時，將會受限於製程能力，使得具有球柵陣列的晶圓要移動時是相當困難的。此外，影像感測區也易於製程中受到污染，使良率難以提升。

本發明之一技術態樣為一種晶片封裝體。

根據本發明一實施方式，一種晶片封裝體包含晶片、間隔元件與高度增加件。晶片具有影像感測區與相對的第一表面與第二表面。影像感測區位於第一表面上。間隔元件位於第一表面上且圍繞影像感測區。高度增加件位於間隔元件上，使得間隔元件位於高度增加件與晶片之間。

本發明之另一技術態樣為一種晶片封裝體的製造方法。

根據本發明一實施方式，一種晶片封裝體的製造方法包含下列步驟。蝕刻支撐塊體，使其具有凹槽。將透光片接合至支撐塊體上而封閉凹槽。研磨支撐塊體，使凹槽的槽底被去除而形成高度增加件。將高度增加件背對透光片的一側接合至位在晶圓上的間隔元件，其中間隔元件圍繞晶圓的影像感測區。

本發明之又一技術態樣為一種晶片封裝體的製造方法。

根據本發明一實施方式，一種晶片封裝體的製造方法包含下列步驟。將透光片接合至支撐塊體。蝕刻支撐塊體，使支撐塊體的中央區被去除而形成高度增加件。將高度增加件背對透光片的一側接合至位在晶圓上的間隔元件，其中間隔元件圍繞晶圓的影像感測區。

在本發明上述實施方式中，由於晶片封裝體包含間隔元件與高度增加件，且高度增加件位於間隔元件上，因此堆疊之間隔元件與高度增加件的高度和大，具有遮光效果。因此，可避免影像感測區接收到外部雜亂的光線(即非目標物方 向之光線)而造成干擾。此外，當透光片設置在高度增加件上時，由於間隔元件與高度增加件的高度和大，因此透光片與晶片之間的距離也會隨之增加。如此一來，當影像感測區接收影像時，便不易產生眩光的問題。

100a~100d‧‧‧晶片封裝體

102‧‧‧絕緣層

110‧‧‧晶圓

110a、110b‧‧‧晶片

112‧‧‧影像感測區

114‧‧‧第一表面

116‧‧‧第二表面

118‧‧‧焊墊

119a、119b‧‧‧凹部

120‧‧‧間隔元件

130‧‧‧高度增加件

130a‧‧‧支撐塊體

131‧‧‧中央區

132‧‧‧凹槽

134‧‧‧槽底

140‧‧‧重佈線層

150‧‧‧阻隔層

152‧‧‧開口

160‧‧‧導電結構

170‧‧‧透光片

H1‧‧‧高度

H2‧‧‧高度和

S1~S4‧‧‧步驟

第1圖繪示根據本發明一實施方式之晶片封裝體的剖面圖。

第2圖繪示根據本發明另一實施方式之晶片封裝體的剖面圖。

第3圖繪示根據本發明一實施方式之晶片封裝體的製造方法的流程圖。

第4圖繪示根據本發明一實施方式之支撐塊體蝕刻後的剖面圖。

第5圖繪示第4圖之支撐塊體與透光片接合後的剖面圖。

第6圖繪示第5圖之支撐塊體研磨後的剖面圖。

第7圖繪示第6圖之高度增加件與晶圓接合後的剖面圖。

第8圖繪示根據本發明另一實施方式之晶片封裝體的製造方法的流程圖。

第9圖繪示根據本發明一實施方式之透光片與支撐塊體接合後的剖面圖。

第10圖繪示第9圖之支撐塊體蝕刻後的剖面圖。

第11圖繪示第10圖之高度增加件與晶圓接合後的剖面圖。

第12圖繪示根據本發明一實施方式之晶片封裝體的剖面圖。

第13圖繪示根據本發明另一實施方式之晶片封裝體的剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之晶片封裝體100a的剖面圖。如圖所示，晶片封裝體100a包含晶片110a、間隔元件120與高度增加件130。其中，晶片110a具有影像感測區112與相對的第一表面114與第二表面116。影像感測區112位於晶片110a的第一表面114上。間隔元件120位於晶片110a的第一表面114上且圍繞影像感測區112。高度增加件130位於間隔元件120上，使得間隔元件120位於高度增加件130與晶片110a之間。

在本實施方式中，間隔元件120的高度H1介於40μm至45μm。高度增加件130與間隔元件120的高度和H2介於150μm至200μm。高度增加件130的材質可以包含矽或聚合物。由於晶片封裝體100a包含間隔元件120與高度增加件 130，且高度增加件130位於間隔元件120上，因此堆疊之間隔元件120與高度增加件130的高度和H2大，具有遮光效果。因此，可避免影像感測區112接收到外部雜亂的光線(即非目標物方向之光線)而造成干擾。舉例來說，第1圖右邊之高度增加件130可遮擋其右側過斜的環境光線，使這樣的環境光線不會傳遞至影像感測區112。

晶片110a具有焊墊118與凹部119a。焊墊118位於晶片110a的第一表面114上，且焊墊118從凹部119a裸露。在本實施方式中，凹部119a為斜面，且斜面連接第一表面114與第二表面116。晶片封裝體100a還包含重佈線層140。重佈線層140位於晶片110a的第二表面116上、凹部119a的壁面上與焊墊118上。在本實施方式中，晶片封裝體100a還具有絕緣層102。絕緣層102位於晶片110a與重佈線層140之間，且覆蓋第二表面116與凹部119a的壁面。

此外，晶片封裝體100a還包含阻隔層150與導電結構160。阻隔層150覆蓋重佈線層140與部分的絕緣層102。阻隔層150具有開口152，使部分重佈線層140可從開口152裸露。導電結構160位於阻隔層150之開口152中的重佈線層140上，使得導電結構160可經由重佈線層140而與焊墊118電性連接。導電結構160可以為導電柱、導電塊或球閘陣列(Ball Grid Array：BGA)的錫球(solder ball)，並不用以限制本發明。

應瞭解到，已敘述過的元件材料與元件連接關係將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他型式的晶片封裝體。

第2圖繪示根據本發明另一實施方式之晶片封裝體100b的剖面圖。晶片封裝體100b包含晶片110a、間隔元件120與高度增加件130。與第1圖實施方式不同的地方在於：晶片封裝體100b還包含透光片170。透光片170位於高度增加件130上，使得高度增加件130位於透光片170與間隔元件120之間。也就是說，透光片170位於高度增加件130背對間隔元件120的表面上。透光片170可保護晶片110a的影像感測區112，以避免影像感測區112受到灰塵污染，並防止水氣進入影像感測區112。

在本實施方式中，由於間隔元件120與高度增加件130的高度和H2大，因此透光片170與晶片110a之間的距離也會隨之增加，約等同高度和H2。如此一來，當影像感測區112接收影像時，便不易產生眩光(flare issue)的問題，可提生影像的清晰度。

在以下敘述中，將說明第1圖晶片封裝體100a與第2圖晶片封裝體100b的製造方法。

第3圖繪示根據本發明一實施方式之晶片封裝體的製造方法的流程圖。晶片封裝體的製造方法包含下列步驟。首先在步驟S1中，蝕刻支撐塊體，使其具有凹槽。接著在步驟S2中，將透光片接合至支撐塊體上而封閉凹槽。之後在步驟S3中，研磨支撐塊體，使凹槽的槽底被去除而形成高度增加件。最後在步驟S4中，將高度增加件背對透光片的一側接合至位在晶圓上的間隔元件，其中間隔元件圍繞晶圓的影像感測區。在以下敘述中，將詳細說明上述各步驟。

第4圖繪示根據本發明一實施方式之支撐塊體130a蝕刻後的剖面圖。第5圖繪示第4圖之支撐塊體130a與透光片170接合後的剖面圖。同時參閱第4圖與第5圖，支撐塊體130a在經蝕刻後，便可具有凹槽132。待凹槽132形成後，可將透光片170接合至支撐塊體130a上，使凹槽132被透光片170與支撐塊體130a封閉。

第6圖繪示第5圖之支撐塊體130a研磨後的剖面圖。同時參閱第5圖與第6圖，待透光片170與支撐塊體130a接合後，可研磨支撐塊體130a，使凹槽132的槽底134被去除而形成高度增加件130。

第7圖繪示第6圖之高度增加件130與晶圓110接合後的剖面圖。同時參閱第6圖與第7圖，晶圓110意指切割後可形成複數個晶片110a(見第1圖或第2圖)的半導體元件。在第6圖之高度增加件130形成後，可將高度增加件130背對透光片170的一側接合至位在晶圓110上的間隔元件120。其中，間隔元件120圍繞晶圓110的影像感測區112。在後續製程中，透光片170可提供支撐強度，避免晶圓110受外力而破裂。此外，透光片170還可保護影像感測區112，避免影像感測區112受到灰塵或製程液體的污染。

同時參閱第2圖與第7圖，待第7圖的結構形成後，若晶圓110的厚度大，可先對晶圓110的第二表面116施以研磨製程，使晶圓110減薄，但並不用以限制本發明。接著，可圖案化晶圓110之第二表面116而形成凹部119a，使在晶圓110第一表面114上的焊墊118從凹部119a裸露。之後，可形成 重佈線層140於第二表面116上、凹部119a的壁面上與焊墊118上。待重佈線層140形成後，可形成阻隔層150覆蓋重佈線層140。接著，可圖案化阻隔層150而形成開口152，使部分重佈線層140從開口152裸露。之後，便可形成導電結構160於開口152中的重佈線層140上。

待導電結構160形成後，可縱向切割透光片170、高度增加件130、間隔元件120與晶圓110，以形成第2圖之晶片封裝體100b。接著，可從間隔元件120上移除透光片170，而得到第1圖之晶片封裝體100a。設計者可依實際需求決定是否移除透光片170，並不用以限制本發明。此外，在其他實施方式中，亦可先將透光片170移除後，才縱向切割高度增加件130、間隔元件120與晶圓110，而得到第1圖之晶片封裝體100a。

第8圖繪示根據本發明另一實施方式之晶片封裝體的製造方法的流程圖。晶片封裝體的製造方法包含下列步驟。首先在步驟S1中，將透光片接合至支撐塊體。接著在步驟S2中，蝕刻支撐塊體，使支撐塊體的中央區被去除而形成高度增加件。最後在步驟S3中，將高度增加件背對透光片的一側接合至位在晶圓上的間隔元件，其中間隔元件圍繞晶圓的影像感測區。在以下敘述中，將詳細說明上述各步驟。

第9圖繪示根據本發明一實施方式之透光片170與支撐塊體130a接合後的剖面圖。第10圖繪示第9圖之支撐塊體130a蝕刻後的剖面圖。同時參閱第9圖與第10圖，待透光片170接合至支撐塊體130a後，可蝕刻支撐塊體130a，使支撐塊 體130a的中央區131被去除而形成高度增加件130。

第11圖繪示第10圖之高度增加件130與晶圓110接合後的剖面圖。同時參閱第10圖與第11圖，待高度增加件130形成後，可將高度增加件130背對透光片170的一側接合至位在晶圓110上的間隔元件120。其中，間隔元件120圍繞晶圓110的影像感測區112。

第11圖的後續製程與第7圖的後續製程雷同，不重複贅述。也就是說，第11圖的結構經圖案化晶圓110、形成重佈線層140、阻隔層150與導電結構160與切割製程後，亦可得到第1圖之晶片封裝體100a或第2圖之晶片封裝體100b，設計者可依實際需求決定是否移除透光片170，並不用以限制本發明。

第12圖繪示根據本發明一實施方式之晶片封裝體100c的剖面圖。晶片封裝體100c包含晶片110b、間隔元件120與高度增加件130。晶片110b具有焊墊118與凹部119b。與第1圖實施方式不同的地方在於：凹部119b為孔洞，且孔洞內凹於第二表面116。在本實施方式中，晶片封裝體100c可選用第3圖或第8圖之晶片封裝體的製造方法製作。

第13圖繪示根據本發明另一實施方式之晶片封裝體100d的剖面圖。晶片封裝體100d包含晶片110b、間隔元件120與高度增加件130。與第12圖實施方式不同的地方在於：晶片封裝體100d還包含透光片170。透光片170位於高度增加件130上，使得高度增加件130位於透光片170與間隔元件120之間。在本實施方式中，晶片封裝體100d可選用第3圖或 第8圖之晶片封裝體的製造方法製作。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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。

100b‧‧‧晶片封裝體

102‧‧‧絕緣層

110a‧‧‧晶片

112‧‧‧影像感測區

114‧‧‧第一表面

116‧‧‧第二表面

118‧‧‧焊墊

119a‧‧‧凹部

120‧‧‧間隔元件

130‧‧‧高度增加件

140‧‧‧重佈線層

150‧‧‧阻隔層

152‧‧‧開口

160‧‧‧導電結構

170‧‧‧透光片

H1‧‧‧高度

H2‧‧‧高度和

Claims (26)

1. 一種晶片封裝體，包含：一晶片，具有一影像感測區與相對的一第一表面與一第二表面，且該影像感測區位於該第一表面上；一間隔元件，位於該第一表面上且圍繞該影像感測區；以及一高度增加件，位於該間隔元件上，使得該間隔元件位於該高度增加件與該晶片之間。
2. 如請求項1所述的晶片封裝體，其中該高度增加件與該間隔元件的高度和介於150μm至200μm。
3. 如請求項1所述的晶片封裝體，其中該高度增加件的材質包含矽或聚合物。
4. 如請求項1所述的晶片封裝體，其中該間隔元件的高度介於40μm至45μm。
5. 如請求項1所述的晶片封裝體，更包含：一透光片，位於該高度增加件上，使得該高度增加件位於該透光片與該間隔元件之間。
6. 如請求項1所述的晶片封裝體，其中該晶片具有一焊墊與一凹部，該焊墊位於該第一表面上，且該焊墊 從該凹部裸露，該晶片封裝體更包含：一重佈線層，位於該第二表面上、該凹部的壁面上與該焊墊上。
7. 如請求項6所述的晶片封裝體，更包含：一阻隔層，覆蓋該重佈線層。
8. 如請求項7所述的晶片封裝體，其中該阻隔層具有一開口，使部分該重佈線層從該開口裸露，該晶片封裝體更包含：一導電結構，位於該開口中的該重佈線層上。
9. 如請求項6所述的晶片封裝體，其中該凹部為一斜面，且該斜面連接該第一表面與該第二表面。
10. 如請求項6所述的晶片封裝體，其中該凹部為一孔洞，且該孔洞內凹於該第二表面。
11. 一種晶片封裝體的製造方法，包含：蝕刻一支撐塊體，使其具有一凹槽；將一透光片接合至該支撐塊體上而封閉該凹槽；研磨該支撐塊體，使該凹槽的槽底被去除而形成一高度增加件；以及將該高度增加件背對該透光片的一側接合至位在一晶圓上的一間隔元件，其中該間隔元件圍繞該晶圓的一影像感 測區。
12. 如請求項11所述的晶片封裝體的製造方法，其中該晶圓具有相對的一第一表面與一第二表面，該影像感測區位於該第一表面上，該製造方法更包含：圖案化該晶圓之該第二表面而形成一凹部，使在該第一表面上的一焊墊從該凹部裸露。
13. 如請求項12所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：形成一重佈線層於該第二表面上、該凹部的壁面上與該焊墊上。
14. 如請求項13所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：形成一阻隔層覆蓋該重佈線層。
15. 如請求項14所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：圖案化該阻隔層而形成一開口，使部分該重佈線層從該開口裸露；以及形成一導電結構於該開口中的該重佈線層上。
16. 如請求項15所述的晶片封裝體的製造方法，更包含： 縱向切割該透光片、該高度增加件、該間隔元件與該晶圓，以形成該晶片封裝體。
17. 如請求項11所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：移除該透光片。
18. 如請求項17所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：縱向切割該高度增加件、該間隔元件與該晶圓，以形成該晶片封裝體。
19. 一種晶片封裝體的製造方法，包含：將一透光片接合至一支撐塊體；蝕刻該支撐塊體，使該支撐塊體的一中央區被去除而形成一高度增加件；以及將該高度增加件背對該透光片的一側接合至位在一晶圓上的一間隔元件，其中該間隔元件圍繞該晶圓的一影像感測區。
20. 如請求項19所述的晶片封裝體的製造方法，其中該晶圓具有相對的一第一表面與一第二表面，該影像感測區位於該第一表面上，該製造方法更包含：圖案化該晶圓之該第二表面而形成一凹部，使在該第一表面上的一焊墊從該凹部裸露。
21. 如請求項20所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：形成一重佈線層於該第二表面上、該凹部的壁面上與該焊墊上。
22. 如請求項21所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：形成一阻隔層覆蓋該重佈線層。
23. 如請求項22所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：圖案化該阻隔層而形成一開口，使部分該重佈線層從該開口裸露；以及形成一導電結構於該開口中的該重佈線層上。
24. 如請求項19所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：縱向切割該透光片、該高度增加件、該間隔元件與該晶圓，以形成該晶片封裝體。
25. 如請求項19所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：移除該透光片。
26. 如請求項25所述的晶片封裝體的製造方法，更包含：縱向切割該高度增加件、該間隔元件與該晶圓，以形成該晶片封裝體。