TW202331946A

TW202331946A - 感測器封裝結構

Info

Publication number: TW202331946A
Application number: TW111101915A
Authority: TW
Inventors: 李建成; 洪立群
Original assignee: 同欣電子工業股份有限公司
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-08-01
Also published as: US20230230939A1; US12080659B2; TWI782857B; CN116504795A

Abstract

本發明公開一種感測器封裝結構，其包含一基板、設置於所述基板上的一感測晶片、設置於所述基板上並圍繞所述感測晶片的一光固化層、設置在所述光固化層上的一透光層、及呈環形且設置於所述透光層的一遮蔽層。所述透光層的內表面、所述光固化層、及所述基板共同包圍形成有容置所述感測晶片的一封閉空間。所述遮蔽層正投影至所述內表面所形成的一第一投影區域，其未觸及於所述光固化層。所述感測晶片的感測區域正投影至所述內表面所形成的一第二投影區域，其未重疊於所述第一投影區域且位於所述第一投影區域的內側。

Description

感測器封裝結構

本發明涉及一種封裝結構，尤其涉及一種感測器封裝結構。

現有的感測器封裝結構是將玻璃板通過膠層而設置於感測晶片上，並且所述膠層是圍繞在所述感測晶片的感測區域外圍。然而，由於穿過所述玻璃板的光線有可能部分會被所述膠層所反射，因而對所述感測晶片的所述感測區域會造成影響（如：眩光現象）。

依上所述，現有感測器封裝結構是在所述玻璃板與所述膠層之間形成有遮蔽層，據以降低所述眩光現象。然而，埋置於所述膠層內的局部所述遮蔽層易導致分層（delamination）缺失的產生。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種感測器封裝結構，其能有效地改善現有感測器封裝結構所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種感測器封裝結構，其包括：一基板；一感測晶片，沿一預設方向設置於所述基板上，並且所述感測晶片電性耦接於所述基板；其中，所述感測晶片的一頂面包含有一感測區域；一光固化層，呈環形且設置於所述基板上並圍繞於所述感測晶片的外側；一透光層，具有一外表面與一內表面，並且所述內表面具有呈環形的一安裝區域；所述透光層以所述安裝區域設置在所述光固化層上，以位於所述感測晶片的上方；其中，所述透光層的所述內表面、所述光固化層、及所述基板共同包圍形成有一封閉空間，並且所述感測晶片位於所述封閉空間內；以及一遮蔽層，呈環形且設置於所述透光層，用以阻擋可見光穿過；其中，所述遮蔽層沿所述預設方向正投影至所述內表面所形成的一第一投影區域，其未重疊於所述安裝區域；所述感測區域沿所述預設方向正投影至所述內表面所形成的一第二投影區域，其未重疊於所述第一投影區域且位於所述第一投影區域的內側。

綜上所述，本發明實施例所公開的感測器封裝結構，其通過多個元件之間的結構搭配設置，據以能同時兼顧到（或實現）多項技術效果（如：所述感測器封裝結構在實現以所述遮蔽層阻擋可見光，來降低因為所述光固化層反光而產生的眩光現象的前提之下，所述遮蔽層不會對所述光固化層的固化過程產生影響，並且所述遮蔽層與所述光固化層之間也不會有分層缺陷產生，據以有效地提升所述感測器封裝結構的良率）。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“感測器封裝結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[實施例一]

請參閱圖1至圖5所示，其為本發明的實施例一。如圖1和圖2所示，本實施例公開一種感測器封裝結構100；也就是說，內部非為封裝感測器的任何結構，其結構設計基礎不同於本實施例所指的感測器封裝結構100，所以兩者之間並不適於進行對比。

如圖2至圖4所示，所述感測器封裝結構100包含有一基板1、設置於所述基板1上的一感測晶片2、電性耦接所述感測晶片2與所述基板1的多條金屬線3、設置於所述基板1上的一光固化層4、設置於所述光固化層4上的一透光層5、設置於所述透光層5的一遮蔽層6、及形成於所述基板1上的一封裝體7。

其中，所述感測器封裝結構100於本實施例中雖是以包含上述元件來做說明，但所述感測器封裝結構100也可以依據設計需求而加以調整變化。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，所述感測器封裝結構100可以省略多個所述金屬線3，並且所述感測晶片2通過覆晶方式固定且電性耦接於所述基板1上；或者，所述感測器封裝結構100也可以省略或以其他構造替代所述封裝體7。以下將分別就本實施例中的所述感測器封裝結構100的各個元件構造與連接關係作一說明。

所述基板1於本實施例中為呈正方形或矩形，但本發明不受限於此。其中，所述基板1於其上表面11的大致中央處設有一晶片固定區111，並且所述基板1於其上表面11形成有位於所述晶片固定區111（或所述感測晶片2）外側的多個焊接墊112。多個所述焊接墊112於本實施例中是大致排列呈環狀，但本發明不限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，多個所述焊接墊112也可以是在所述晶片固定區111的相反兩側分別排成兩列。

此外，所述基板1也可以於其下表面12設有多個焊接球8，並且所述感測器封裝結構100能通過多個所述焊接球8而焊接固定於一電子構件（圖中未示出）上，據以使所述感測器封裝結構100能夠電性連接於所述電子構件。

所述感測晶片2於本實施例中是以一影像感測晶片來說明，但不以此為限。其中，所述感測晶片2（的底面22）是沿一預設方向P固定於所述基板1的所述晶片固定區111；也就是說，所述感測晶片2是位於多個所述焊接墊112的內側。再者，所述感測晶片2的一頂面21包含有一感測區域211及圍繞於所述感測區域211（且呈環形）的一承載區域212，並且所述感測晶片2包含有位於所述承載區域212的多個連接墊213（也就是，多個所述連接墊213位於所述感測區域211的外側）。

其中，所述感測晶片2的多個所述連接墊213的數量及位置於本實施例中是分別對應於所述基板1的多個所述焊接墊112的數量及位置。再者，多個所述金屬線3的一端分別連接於多個所述焊接墊112，並且多個所述金屬線3的另一端分別連接於多個所述連接墊213（也就是說，每條所述金屬線3的兩端分別連接於一條個所述焊接墊112及相對應的所述連接墊213），據以使所述基板1能通過多個所述金屬線3而電性耦接於所述感測晶片2。

所述光固化層4呈環形且設置於所述基板1的所述晶片固定區111外側並圍繞於所述感測晶片2的外側。所述光固化層4於本實施例中未接觸於所述感測晶片2，據以利於所述感測器封裝結構100能夠採用各種類型的所述感測晶片2。也就是說，接觸於所述感測晶片2的任何膠層則不同於本實施例所指的所述光固化層4。

更詳細地說，所述光固化層4可以是位於多個所述焊接墊112上；也就是說，每個（或至少一個）所述焊接墊112與其相連的所述金屬線3的局部皆埋置於所述光固化層4內，據以縮小所述感測器封裝結構100的整體尺寸，但本發明不受限於此。舉例來說，如圖5所示，每個（或至少一個）所述連接墊213及其相連的所述金屬線3可以是位於所述光固化層4的內側。

此外，所述光固化層4於本實施例中進一步限定為一紫外光固化層，其意指是通過一紫外光照射而固化的結構，所以並非通過紫外光固化的任何膠層是不同於本實施例所指的所述光固化層4。

如圖2至圖4所示，所述透光層5於本實施例中是以呈透明狀的一平板玻璃來說明，但本發明不受限於此。所述透光層5通過所述光固化層4而設置於所述感測晶片2的上方；也就是說，所述光固化層4夾持於所述透光層5與所述基板1之間。

其中，所述透光層5於本實施例中包含有一外表面51、位於所述外表面51相反側的一內表面52、及相連於所述外表面51與所述內表面52的一環側面53。再者，所述內表面52具有一透光區域521、呈環形且圍繞於所述透光區域521的一配置區域522、及呈環形且圍繞於所述配置區域522的一安裝區域523，並且所述安裝區域523相連於所述環側面53。

進一步地說，所述透光層5以所述安裝區域523設置在所述光固化層4上，以位於所述感測晶片2的上方，並且所述透光層5的所述內表面52、所述光固化層4、及所述基板1共同包圍形成有一封閉空間E。其中，所述感測晶片2位於所述封閉空間E內，並且所述感測區域211面向所述透光區域521。

所述遮蔽層6呈環形且設置於所述透光層5，用以阻擋可見光穿過。其中，所述遮蔽層6於本實施例中僅能供波長780奈米（nm）以上的所述紅外光穿過，並且所述遮蔽層6能阻擋波長小於780奈米的光穿過。此外，多個所述連接墊213（及每條所述金屬線3的至少局部）位於所述遮蔽層6沿所述預設方向P朝所述基板1正投影所沿經的一投影空間之內。

更詳細地說，所述遮蔽層6位於所述封閉空間E內且形成於所述透光層5的所述內表面52。其中，所述遮蔽層6沿所述預設方向P正投影至所述內表面52所形成的一第一投影區域，其未重疊於所述安裝區域523。換個角度來說，所述遮蔽層6位於所述光固化層4的內側且未埋置於所述光固化層4。再者，所述感測區域211沿所述預設方向P正投影至所述內表面52所形成的一第二投影區域，其未重疊於所述第一投影區域且位於所述第一投影區域的內側。換個角度來說，所述遮蔽層6的內緣形成有位於所述感測區域211正上方的一開口O。

依上所述，所述遮蔽層6可以依據設計需求而形成於所述透光層5的所述內表面52的所述配置區域522上。而於本實施例中，所述遮蔽層6的外緣與所述光固化層4之間較佳是留有0～50微米（μm）的一第一距離D1，並且所述第二投影區域與所述遮蔽層6的所述內緣之間較佳是留有0～50微米的一第二距離D2，但本發明不受限於此。

所述封裝體7於本實施例中為不透光狀，用以阻擋可見光穿過。所述封裝體7是以一模制封膠（molding compound）來說明，並且所述封裝體7形成於所述基板1的所述上表面11且其邊緣切齊於所述基板1的邊緣。其中，所述光固化層4及所述透光層5皆埋置於所述封裝體7內，並且所述透光層5的至少部分所述外表面51裸露於所述封裝體7之外，而所述環側面53的至少95%區域及局部所述安裝區域523皆相連且覆蓋於所述封裝體7，但本發明不受限於此。

依上所述，所述感測器封裝結構100於本實施例中通過多個元件之間的結構搭配設置，據以能同時兼顧到（或實現）下段所載的多項技術效果（也就是說，無法同時兼顧或實現以上多個技術效果的封裝結構，則不同於本實施例所指的所述感測器封裝結構100）。

具體來說，所述感測器封裝結構100在實現以所述遮蔽層6阻擋可見光，來降低因為所述光固化層4反光而產生的眩光現象的前提之下，所述遮蔽層6不會對所述光固化層4的固化過程產生影響，並且所述遮蔽層6與所述光固化層4之間也不會有分層缺陷產生，據以有效地提升所述感測器封裝結構100的良率。再者，所述感測器封裝結構100還可以通過所述遮蔽層6僅供紅外光穿過的特性，據以使用紅外光來進行相應的檢測（如：檢測所述光固化層4的形狀）。

[實施例二]

請參閱圖6至圖9所示，其為本發明的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：

於本實施例中，所述遮蔽層6位於所述封閉空間E之外且形成於所述透光層5的所述外表面51。更詳細地說，所述遮蔽層6沿所述預設方向P正投影至所述內表面52所形成的一第一投影區域，其未重疊於所述安裝區域523。於本實施例中，所述第一投影區域的外緣與所述安裝區域523之間留有0～50微米的一第一距離D1，並且所述第二投影區域與所述第一投影區域的內緣之間留有0～50微米的一第二距離D2。

[本發明實施例的技術效果]

再者，本發明實施例所公開的感測器封裝結構，其還可以通過所述遮蔽層僅供紅外光穿過的特性，據以使用紅外光來進行相應的檢測。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。

100:感測器封裝結構 1:基板 11:上表面 111:晶片固定區 112:焊接墊 12:下表面 2:感測晶片 21:頂面 211:感測區域 212:承載區域 213:連接墊 22:底面 3:金屬線 4:光固化層 5:透光層 51:外表面 52:內表面 521:透光區域 522:配置區域 523:安裝區域 53:環側面 6:遮蔽層 7:封裝體 8:焊接球 E:封閉空間 O:開口 P:預設方向 D1:第一距離 D2:第二距離

圖1為本發明實施例一的感測器封裝結構的立體示意圖。

圖2為圖1的上視示意圖。

圖3為圖2沿剖線III-III的剖視示意圖。

圖4為本發明實施例一的感測器封裝結構的另一態樣的剖視示意圖。

圖5為本發明實施例一的感測器封裝結構的又一態樣的剖視示意圖。

圖6為本發明實施例二的感測器封裝結構的立體示意圖。

圖7為圖6的上視示意圖。

圖8為圖7沿剖線VIII-VIII的剖視示意圖。

圖9為本發明實施例二的感測器封裝結構的另一態樣的剖視示意圖。

100:感測器封裝結構

1:基板

11:上表面

111:晶片固定區

112:焊接墊

12:下表面

2:感測晶片

21:頂面

211:感測區域

212:承載區域

213:連接墊

22:底面

3:金屬線

4:光固化層

5:透光層

51:外表面

52:內表面

521:透光區域

522:配置區域

523:安裝區域

53:環側面

6:遮蔽層

7:封裝體

8:焊接球

E:封閉空間

O:開口

P:預設方向

D1:第一距離

D2:第二距離

Claims

一種感測器封裝結構，其包括：一基板；一感測晶片，沿一預設方向設置於所述基板上，並且所述感測晶片電性耦接於所述基板；其中，所述感測晶片的一頂面包含有一感測區域；一光固化層，呈環形且設置於所述基板上並圍繞於所述感測晶片的外側；一透光層，具有一外表面與一內表面，並且所述內表面具有呈環形的一安裝區域；所述透光層以所述安裝區域設置在所述光固化層上，以位於所述感測晶片的上方；其中，所述透光層的所述內表面、所述光固化層、及所述基板共同包圍形成有一封閉空間，並且所述感測晶片位於所述封閉空間內；以及一遮蔽層，呈環形且設置於所述透光層，用以阻擋可見光穿過；其中，所述遮蔽層沿所述預設方向正投影至所述內表面所形成的一第一投影區域，其未重疊於所述安裝區域；所述感測區域沿所述預設方向正投影至所述內表面所形成的一第二投影區域，其未重疊於所述第一投影區域且位於所述第一投影區域的內側。
如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，所述基板包含有位於所述感測晶片外側的多個焊接墊，並且所述感測晶片包含有位於所述感測區域外側的多個連接墊；其中，所述感測器封裝結構包含有多條金屬線，並且多條所述金屬線的一端連接於多個所述焊接墊，而多條所述金屬線的另一端連接於多個所述焊接墊。
如請求項2所述的感測器封裝結構，其中，至少一個所述連接墊及其相連的所述金屬線的局部皆埋置於所述光固化層內。
如請求項2所述的感測器封裝結構，其中，至少一個所述連接墊及其相連的所述金屬線皆位於所述光固化層的內側。
如請求項2所述的感測器封裝結構，其中，多個所述連接墊位於所述遮蔽層沿所述預設方向朝所述基板正投影所沿經的一投影空間之內。
如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，所述遮蔽層僅能供波長780奈米（nm）以上的紅外光穿過，並且所述遮蔽層能阻擋波長小於780奈米的光穿過。
如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，所述遮蔽層位於所述封閉空間內且形成於所述內表面，所述遮蔽層的外緣與所述光固化層之間留有0～50微米（μm）的一第一距離，所述第二投影區域與所述遮蔽層的內緣之間留有0～50微米的一第二距離。
如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，所述遮蔽層位於所述封閉空間之外且形成於所述外表面，所述第一投影區域的外緣與所述安裝區域之間留有0～50微米的一第一距離，並且所述第二投影區域與所述第一投影區域的內緣之間留有0～50微米的一第二距離。
如請求項1所述的感測器封裝結構，其中，所述感測器封裝結構包含有形成於所述基板的一封裝體，所述光固化層及所述透光層皆埋置於所述封裝體內，並且所述透光層的至少部分所述外表面裸露於所述封裝體之外。
如請求項8所述的感測器封裝結構，其中，所述光固化層進一步限定為一紫外光固化層；所述封裝體為不透光狀，用以阻擋可見光穿過；其中，所述透光層具有相連於所述外表面與所述內表面的所述安裝區域的一環側面，並且所述環側面的至少95%區域及局部所述安裝區域皆相連且覆蓋於所述封裝體。