TWI651845B - 影像感測模組系統級封裝體及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種影像感測模組系統級封裝體及其製造方法，該影像感測模組系統級封裝體係包含有一第一重佈線層、複數影像感測器、至少一功能晶片及一封膠體；其中該第一重佈線層的第一、第二表面分別形成有複數的第一及第二接點，以供複數影像感測器分別電性連接於第一接點，而該至少一功能晶片則電性連接於該第二接點，該封膠體則覆蓋於該至少一功能晶片及該第一重佈線層的第二表面；如此，本發明不必使用預先成型的基板來完成影像感測器及其功能晶片的系統級封裝，其尺寸、厚度可更為減縮，而且本發明的該影像感測模組系統級封裝體可包含複數個影像感測器。

Description

影像感測模組系統級封裝體及其製造方法

本發明為一種影像感測模組系統級封裝體及其製造方法，尤指一小型化之影像感測模組系統級封裝體及其製造方法。

如圖15所示為現有技術中的一種影像感測模組系統級封裝體70，為使得整體封裝體尺寸縮小，其影像感測器採用晶圓級封裝製程(WLP)，使影像感測器71尺寸縮減，再進行另一系統級封裝製程來完影像感測模組系統級封裝體70；於系統級封裝製程中，先準備一影像感測器71、一基板72及一處理器晶片73，再以點膠及迴銲製程分別將該影像感測器71及該處理器晶片73焊接於該基板72的上、下表面，構成一個影像感測模組系統級封裝體70；接著，再於基板72的上表面外側設置有光學鏡片支架80及光學鏡片81，並對準該影像感測器71。

上述影像感測器71雖然以小型化的晶圓級製程製作而縮小尺寸，但在晶圓級封裝製程結束後，尚需準備一預先成型的基板72，進行下一道系統封裝製程，才能將影像感測器71及處理晶片73整合成一影像感測模組系統級封裝體70；因此，目前影像感測模組系統級封裝體70僅包含有單一影像感測器71，對於應用在陣列式相機模組來說，因此一系統級封裝體的整體體積過大，而無法符合日趨小型化的陣列式相機模組中，故有必要進一步改良之。

有鑑於此，本發明的主要發明目的係提供一種新的影像感測模組系統級封裝體及其製程造方法，以克服目前影像感測模組系統級封裝體的體積過大問題。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該影像感測模組系統級封裝體包含有：

為達到本發明之發明目的，本發明所採用之技術手段為創作一種影像感測模組系統級封裝體，其包含有： 一第一重佈線層，係包含有一本體、複數第一接點、複數金屬連接線及複數第二接點；其中，該些第一接點係外露於該本體之一第一表面，該些第二接點外露於該本體之一第二表面，該些金屬連接線係形成於該本體內，以電性連接該些第一接點及該些第二接點； 複數影像感測器，係分別電性連接所對應的該第一接點； 至少一功能晶片，係電性連接所對應的該複數第二接點；以及 一封膠體，係覆蓋該至少一功能晶片及該第一重佈線層的第二表面。

由上述說明可知，本發明的影像感測模組系統級封裝體本不必使用預先成型的基板來完成影像感測器及其功能晶片的系統級封裝，故其尺寸、厚度可更為減縮，加上本發明的該影像感測模組系統級封裝體可包含複數個影像感測器，可符合小型化的陣列式相機模組應用。

為達到本發明之另一發明目的，本發明所採用之技術手段為影像感測模組系統級封裝體的製造方法，其包含有以下步驟： (a) 提供一載板； (b) 於該載板上形成一重佈線層；其中該重覆線層的本體內包含有複數金屬連接線，再於該重佈線層之本體的第二表面形成複數第二接點，該些第二接點係與該些金屬連接線電性連接並外露於該第二表面； (c) 令複數功能晶片與該些第二接點電性連接； (d) 形成一封膠體，以覆蓋該至少一功能晶片及該重佈線層的第二表面； (e) 移除該載板，使部分金屬連接線外露於該重佈線層之本體的第一表面，以形成複數第一接點； (f) 將複數影像感測器分別電性連接至對應的該些第一接點；以及 (g) 切割出複數影像感測模組系統級封裝體；其中各該影像感測模組系統級封裝體係包含多個影像感測晶片及至少一功能晶片。

由上述說明可知，本發明係於同一道晶圓級製程中完成該影像感測模組系統級封裝體的製造，不使用預先成型的基板來完成影像感測器及其功能晶片的系統級封裝，故整體尺寸、厚度可更為減縮，加上本發明的該影像感測模組系統級封裝體可包含複數個影像感測器，可符合小型化的陣列式相機模組應用。

以下配合圖式及本發明之實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段，其中圖式已被簡化以僅為了說明目的，而通過描述本發明的元件和組件之間的關係來說明本發明的結構或方法 發明，因此，圖中所示的元件不以實際數量、實際形狀、實際尺寸以及實際比例呈現，尺寸或尺寸比例已被放大或簡化，藉此提供更好的說明，已選擇性地設計和配置實際數量、實際形狀或實際尺寸比例，而詳細的元件佈局可能更複雜。

請參閱圖1所示，本發明之影像感測模組系統級封裝體1係包含有一第一重佈線層10、複數影像感測器20、至少一功能晶片30及一封膠體40。

上述該第一重佈線層10包含有一本體11、複數第一接點12、複數金屬連接線14及複數第二接點13；其中，該些第一接點12係外露於該本體11之一第一表面101，該些第二接點13外露於該本體11之一第二表面102，該些金屬連接線14係形成於該本體11內，以電性連接該些第一接點12及該些第二接點13；此外，該第一重佈線層10進一步包含有複數第三接點15，該些第三接點15係外露於該本體11的第一表面101，並透過該些金屬連接線14與該些第二接點13電性連接。各該第一接點12可進一步形成有一金屬凸塊121，以凸出於該本體11的第一表面101，各該第三接點15可進一步形成有一金屬凸塊151，以凸出於該本體11的第一表面101，各該第二接點13可進一步形成有一金屬凸塊131，以凸出於該本體11的第二表面102，該些金屬凸塊121、151、131可為銅、鎳、金三層金屬凸塊，但不以此為限；此外，該第一接點12及該第三接點15亦可直接外露於該第一表面101，並與該第一表面101共平面(圖中未示)，且該第二接點13亦可直接外露於該第二表面102，並與該第二表面102共平面(圖中未示)。於本實施例中，該本體11材料為聚合物介電材料(Polymer dielectric material)。

上述複數影像感測器20係設於該第一重佈線層10的第一表面101，並分別與位在該第一重佈線層10的第一表面101上所對應的該第一接點12的金屬凸塊121電性連接。於本實施例中，各該影像感測器20係包含有一影像感測晶片21、一透光蓋板22、一第二重佈線層23、多個金屬柱24及一膠框25；其中該影像感測晶片21包含有一主動面210、一背面212及複數矽穿孔213。該主動面210包含有一影像感測區211及複數位在影像感測區211外圍外接墊215，各該矽穿孔213貫穿該背面212直至該外接墊215，以與該外接墊215電性連接。該膠框25係覆蓋該影像感測區211的外圍，並覆蓋該些外接墊215，該透光蓋板22則蓋合於該膠框25之一頂面，並與該影像感測晶片21的該影像感測區211保持一距離，該第二重佈線層23係形成在該影像感測晶片21的背面212，並與各該矽穿孔213電性連接，又該些金屬柱24係透過該第二重佈線層23與對應的該矽穿孔213電性連接，並向下凸出於該第二重佈線層23，並將一膠層26覆蓋於該些金屬柱24上，再令該些金屬柱24與位在該第一重佈線層10的該第一表面101上所對應的該第一接點12的金屬凸塊121電性連接，待該膠層26固化後，即可保護該些金屬柱24及第一接點12的金屬凸塊121，避免外部水氣侵蝕；較佳地，各該金屬柱24為銅柱，但不以此為限。

上述至少一功能晶片30係設於該第一重佈線層10的第二表面102，並與該第一重佈線層10的該第二接點13的金屬凸塊131電性連接，以透過該第一重佈線層10之本體11內的金屬連接線14與對應的該些第一接點12及該些第三接點15電性連接。於本實施例中，由於該第一重佈線層10的複數第二接點13的密度高，故可進一步電性連接有多個功能晶片30，例如數位處理晶片、記憶體晶片、自動對焦驅動控制晶片等，以構成功能更強大、完整的影像感測模組。各該功能晶片30係於其底面形成有複數金屬柱31，以電性連接至對應的該些第二接點13的金屬凸塊131，並透過該些金屬連接線14與該些第一接點12及該些第三接點15電性連接；較佳地，各該金屬柱31為銅柱，但不以此為限。

上述封膠體40將該至少一功能晶片30及該第一重佈線層10之第二表面102予以覆蓋，以保護該至少一功能晶片30的金屬柱31及其相電性連接的該第二接點13的金屬凸塊131不受外部水氣的侵蝕、損壞。

由於影像感測模組系統級封裝體1於製作完成後必須與其它電子元件電性連接使用，故如圖14所示，位在該第一重佈線層10的第一表面101上的該些第三接點15的金屬凸塊151可與如軟性電路板(FPC)50等元件電性連接，並可進一步將光學鏡片組件51對準該影像感測器20後，固定於第一重佈線層10的上表面101，構成完整的影像感測模組。

以上為本發明本發明之影像感測模組系統級封裝體1的結構，以下進一步說明該影像感測模組系統級封裝體1的製造方法，即如圖2至圖16所示，並包含有以下步驟(a)至步驟(k)：

如圖2及圖3所示的步驟(a)，係提供一載板60，該載板60上係塗佈形成有一脫離層(Release layer)61。

如圖4所示的步驟(b)，於該載板60上形成一第一重佈線層10；即以一重佈線層(RDL)製程配合使用聚合物介電材料(Polymer dielectric material)，並先形成有複數第一接點12及第三接點15後，再向上形成複數金屬接線14；其中該些第一接點12及第三接點15係與該些金屬接線14電性連接；之後，再將一絕緣層110覆蓋於該些金屬連接線14後，於該絕緣層110形成複數開口111，再請參閱圖5所示，於各該開口111內形成有金屬柱，以形成複數第二接點13；於本實施例中，再進一步於各該第二接點13形成凸出於該絕緣層110，並由銅、鎳、金三層構成的金屬凸塊131。

如圖6所示的步驟(c)，令複數功能晶片30底面的金屬柱31對準該些第二接點13的金屬凸塊131後相互連電性連接，即如圖7所示。

如圖8所示的步驟(d)，形成一封膠體40，以覆蓋該複數功能晶片30及該第一重佈線層10的第二表面102，如此該些功能晶片30底面的金屬柱31與其所電性連接的第二接點13的金屬凸塊131均被覆蓋於該封膠體40中；於本實施例中，步驟(d)係以灌模(Molding)及固化(Curing)製程形成該封膠體40。

如圖9及圖10所示的步驟(e)，於本實施例中，係將該載板60翻轉朝上，再以雷射光L照射該載板60，使其上的脫離層61裂解後與該第一重佈線層10的第一表面101脫離，而可移除該載板60，使該些第二接點12及第三接點15外露於該第一重佈線層10的第一表面101；再如圖11所示，各該第一接點12及各該第三接點15分別形成由銅、鎳、金三層構成的金屬凸塊121、151，但不以此金屬材質為限。此外，如圖10所示外露的第一及第三接點12、15係與第一表面101共平面，故亦可直接作為與元件電性連接的銲接接點用。

如圖12所示的步驟(f)，將複數影像感測器20的該些金屬柱24分別對準並電性連接至對應的金屬凸塊121，如圖13所示；於本實施例中，可先於各影像感測器20的該些金屬柱24塗覆有一軟性膠層26，再與對應的金屬凸塊121接合並電性連接，等待一段時間後，該軟性膠層26即固化。較佳地，該軟性膠層26係為一異向性導電膜(Non Conductive Film；NCF)。

如圖13所示的步驟(g)，將步驟(f)的結構暫時固定於一膠帶63上，以便於切割出複數影像感測模組系統級封裝體1；其中各該影像感測模組系統級封裝體1係包含多個影像感測器20及至少一功能晶片30；於本實施例，各該影像感測模組系統級封裝體1包含有多個功能晶片30，例如數位處理晶片、記憶體晶片、自動對焦驅動控制晶片等，但同樣不以此為限。

綜上所述，由於上述本發明的製造方式係於一道晶圓級封裝製程中完成，減少後續組裝製程中，異物沾黏在影像感測器上而減低良率；再者，可依據如陣列式相機模組需要的影像感測器數量，直接製作出符合要求的影像感測模組，又由於本案的技術不必使用預先成型的基板來完成影像感測器及其功能晶片的系統級封裝，其尺寸、厚度可更為減縮，而且本發明的該影像感測模組系統級封裝體可包含複數個影像感測器，並可進一步將多個影像處理晶片一併整合封裝於單顆封裝體中，以陣列式相機模組為例，即可大大提升對焦和連拍速度。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而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，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

1‧‧‧影像感測模組系統級封裝體

10‧‧‧第一重佈線層

101‧‧‧第一表面

102‧‧‧第二表面

11‧‧‧本體

12‧‧‧第一接點

121‧‧‧金屬凸塊

13‧‧‧第二接點

131‧‧‧金屬凸塊

14‧‧‧金屬連接線

15‧‧‧第三接點

151‧‧‧金屬凸塊

20‧‧‧影像感測器

21‧‧‧影像感測晶片

210‧‧‧主動面

211‧‧‧影像感測區

212‧‧‧背面

213‧‧‧矽穿孔

215‧‧‧外接墊

22‧‧‧透光蓋板

23‧‧‧第二重佈線層

24‧‧‧金屬柱

25‧‧‧膠框

26‧‧‧膠層

30‧‧‧功能晶片

31‧‧‧金屬柱

40‧‧‧封膠體

50‧‧‧軟性電路板

51‧‧‧光學鏡片組件

60‧‧‧載板

61‧‧‧脫離層

63‧‧‧膠帶

70‧‧‧影像感測模組系統級封裝體

71‧‧‧影像感測器

72‧‧‧基板

73‧‧‧處理器晶片

80‧‧‧光學鏡片支架

81‧‧‧光學鏡片

圖1：本發明一影像感測模組系統級封裝體之剖面圖。 圖2至圖13：本發明影像感測模組系統級封裝體於各製程步驟中的剖面圖。 圖14：本發明影像感測模組系統級封裝體加上光學鏡片組件的剖面圖。 圖15：一既有影像感測模組系統級封裝體之剖面圖。

Claims (9)

1. 一種影像感測模組系統級封裝體，包括：一第一重佈線層，係包含有一本體、複數第一接點、複數金屬連接線、複數第二接點及複數第三接點；其中，該些第一接點係外露於該本體之一第一表面，該些第二接點外露於該本體之一第二表面，該些第三接點係外露於該本體的第一表面，該些金屬連接線係形成於該本體內，以電性連接該些第一接點及該些第二接點，並電性連接該些第二接點及該些第三接點；複數影像感測器，係分別電性連接所對應的該第一接點；至少一功能晶片，係電性連接所對應的該複數第二接點；以及一封膠體，係覆蓋該至少一功能晶片及該第一重佈線層的第二表面。
2. 如請求項1所述之影像感測模組系統級封裝體，其中：各該第一接點係進一步形成有一金屬凸塊，以凸出於該第一重佈線層第一表面；各該第二接點係進一步形成有一金屬凸塊，以凸出於該第一重佈線層第二表面；以及各該第三接點係進一步形成有一金屬凸塊，以凸出於該第一重佈線層第一表面。
3. 如請求項2所述之影像感測模組系統級封裝體，各該金屬凸塊為銅、鎳、金三層凸塊。
4. 如請求項1所述之影像感測模組系統級封裝體，各該影像感測器係包含有：一影像感測晶片，係包含有一主動面、一背面及複數矽穿孔；其中該主動面包含有一影像感測區及複數位在影像感測區外圍的外接墊，各該矽穿孔貫穿該背面直至該外接墊，以與該外接墊電性連接； 一膠框，係覆蓋該影像感測區外圍的該些外接墊；一透光蓋板，係蓋合於該膠框之一頂面，並與該影像感測晶片的該影像感測區保持一距離；一第二重佈線層，係分別形成在對應之該影像感測晶片的背面，並與各該矽穿孔電性連接；以及多個金屬柱，係透過該第二重佈線層與對應的該矽穿孔電性連接，並向下凸出於該第二重佈線層，以與所對應的該第一接點電性連接。
5. 如請求項4所述之影像感測模組系統級封裝體，係進一步包含有複數膠層，各該膠層係覆蓋於對應之該影像感應器之複數金屬柱與其所電性連接的該第一接點。
6. 如請求項5所述之影像感測模組系統級封裝體，各該膠層為異方性導電膠。
7. 一種影像感測模組系統級封裝體的製造方法，包括以下步驟：(a)提供一載板；(b)於該載板上形成一重佈線層；其中該重佈線層由下至上依序形成複數第一接點、複數金屬連接線及複數第二接點，該些第一接點及第二接點係與該些金屬連接線電性連接；其中該些第二接點係外露於該重佈線層之第二表面；(c)令複數功能晶片與該些第二接點電性連接；(d)形成一封膠體，以覆蓋該至少一功能晶片及該重佈線層的第二表面；(e)移除該載板，使該些第一接點外露於該重佈線層的第一表面；(f)將複數影像感測器分別電性連接至對應的該些第一接點；以及(g)切割出複數影像感測模組系統級封裝體；其中各該影像感測模組系統級封裝體係包含多個影像感測晶片及至少一功能晶片。
8. 如請求項7所述之影像感測模組系統級封裝體的製造方法，於上述步驟(f)中，將一異方性導電膠覆蓋各該影像感測器底面的複數金屬柱後，再令金屬柱對準其所對應的第一接點後電性連接。
9. 如請求項7或8所述之影像感測模組系統級封裝體的製造方法，其中：於步驟(b)中，進一步以凸塊製程步驟於各該第二接點上形成有一金屬凸塊；以及於步驟(e)中，進一步以凸塊製程步驟於各該第一接點上形成有一金屬凸塊。