TWI870807B

TWI870807B - 晶片封裝結構

Info

Publication number: TWI870807B
Application number: TW112110809A
Authority: TW
Inventors: 曾禹樵; 吳嘉泯; 賴怡達; 王政源; 黃思瑤
Original assignee: 同欣電子工業股份有限公司
Priority date: 2023-03-23
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2025-01-21
Also published as: TW202439539A; US20240321810A1

Abstract

本發明公開一種晶片封裝結構，其包括基板、晶片、透光件以及黏著件。晶片設置於基板上。透光件設置於晶片上方。黏著件連接於晶片與透光件之間。黏著件圍繞在晶片的周圍而形成一容置空間，而晶片位於容置空間。黏著件包括兩個材料層，兩個材料層具有互補的可見光吸收光譜，使黏著件用於吸收全波段的可見光。

Description

晶片封裝結構

本發明涉及一種晶片封裝結構，特別是涉及一種能夠減少雜散光進入感測區的晶片封裝結構。

對於現有的影像感測器(image sensor)來說，當外部光線(例如可見光)入射感測器成像時，光線會先通過透鏡而入射到感測器內部。接著，大部分的光線會被晶片的影像感測區接收，少部分的光線則會射至感測器周圍結構，例如封裝膠體或基板邊緣而產生一次或多次的反射後再射入影像感測區。該些少部分的光線被稱為雜散光。雜散光會產生眩光(flare)現象，影響成像品質。

故，如何通過結構設計的改良，來降低雜散光進入感測區造成炫光的機率，來克服上述的缺陷，已成為該領域所欲解決的重要課題之一。

本發明主要提供一種晶片封裝結構，來解決現有的影像感測器容易有雜散光而影響成像品質的技術問題。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種晶片封裝結構，其包括基板、晶片、透光件以及黏著件。晶片設置於基板上。透光件設置於晶片上方。黏著件連接於晶片與透光件之間。黏著件圍繞在晶片的周圍而形成一容置空間，而晶片位於容置空間。黏著件包括兩個材料層，兩個材料層具有互補的可見光吸收光譜，使黏著件用於吸收全波段的可見光。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的晶片封裝結構，其能通過黏著件包括兩個材料層的結構特徵，而兩個材料層具有互補的可見光吸收光譜的光學特性，來使黏著件用於吸收全波段的可見光。藉此，射入封裝結構內部的雜散光能直接被黏著件吸收，減少反射至影像感測區的機率，提升成像品質。

為使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圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“晶片封裝結構”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，在不背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。另外，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，但這些元件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。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。

[第一實施例]

參閱圖1所示，圖1為本發明第一實施例的晶片封裝結構的剖面示意圖。本發明第一實施例提供一種晶片封裝結構M，其包括基板1、晶片2、透光件3以及黏著件4。晶片2設置於基板1上。透光件3設置於晶片2上方。黏著件4連接於晶片2與透光件3之間並且隔開晶片2與透光件3。舉例來說，基板1的材料可例如是陶瓷。透光件3的材料可例如是透明玻璃。然而，本發明不限制於此。進一步來說，黏著件4圍繞在晶片2的周圍而形成一容置空間E，而晶片2位於容置空間E。基板1的底表面可設有多個錫球7。晶片封裝結構M能通過多個錫球7而焊接固定於一電子構件(圖未示出)上，據以使晶片封裝結構M能夠電性耦接所述電子構件。

舉例來說，晶片2可以是影像感測晶粒(Die)，例如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測晶粒，其上表面20具有一影像感測區21，外部光線，例如可見光可通過透光件3後被影像感測區21接收而成像。然而，本發明不限制於此。此外，晶片封裝結構M還可包括多條金屬線5，多個金屬線5電性連接於晶片2與基板1之間。更確切來說，每一金屬線5的一端連接於晶片2的導接部2P而另一端連接於基板1的焊墊1P，據以使基板1能通過多個金屬線5而電性耦接於晶片2。其中，任一金屬線5可採用正打(Normal bond)形式或反打(Reverse bond)形式，本發明不加以限制。

晶片封裝結構M還可包括一封裝膠體6，封裝膠體6設置在基板1上。晶片2、部分的透光件3、黏著件4以及多個金屬線5被埋置於封裝膠體6內，而透光件3朝外的一外表面裸露於封裝膠體6之外。另外，封裝膠體6可例如為一液態封膠(Liquid compound)或模制封膠(Molding compound)，本發明不加以限制。

此外，黏著件4包括兩個不同的材料層，兩個材料層上下堆疊。本發明不以兩個材料層的材料為限制。進一步來說，兩個材料層具有互補的可見光吸收光譜(gamut)，藉此，黏著件4能夠吸收涵蓋波長介於380 nm至750 nm的全波段可見光。

如圖1所示，在本發明的實施例中，兩個上下堆疊的材料層可分為第一材料層41與第二材料層42，第一材料層41堆疊於第二材料層42上方。而在另一實施例中，第二材料層42也能夠堆疊於第一材料層41上方，本發明不以為限。

另外需說明的是，本發明不具體限定第一材料層41與第二材料層42的吸收光譜範圍。舉例來說，第一材料層41可吸收波長介於300 nm至600 nm的可見光，或者說第一材料層41對於波長介於300 nm至600 nm的可見光的反射率小於10%；第二材料層42可吸收波長介於600 nm至1200 nm的可見光，或者說第二材料層42對於波長介於600 nm至1200 nm的可見光的反射率小於10%。因此，黏著件4能夠吸收涵蓋波長介於380 nm至750 nm的全波段可見光。換言之，只要兩個材料層的可見光吸收光譜能夠互補而涵蓋全波段可見光，皆包含於本發明的範圍內。

參閱圖1至圖3所示，圖2與圖3分別表示出黏著件4的不同實施態樣。第一材料層41具有相對的第一表面411與第二表面412，第二材料層42也具有相對的第一表面421與第二表面422。第一表面411,412與第二表面421,422的輪廓形狀可為平面狀或鋸齒狀，本發明不以為限。

如圖1與圖2所示，第一材料層41的第一表面411與第二表面412的輪廓形狀相對稱(皆為平面狀)，且第二材料層42的第一表面421與第二表面422的輪廓形狀相對稱(皆為平面狀)。進一步來說，由於黏著件4的內表面4S由第一材料層41的第一表面411與第二材料層42的第一表面421所組成，黏著件4的外表面由第一材料層41的第二表面412與第二材料層42的第二表面422所組成。因此，黏著件4的內表面4S與外表面(圖2中的視角僅能見到內表面4S，因此外表面不另外標示符號)相對稱。

如圖1與圖3所示，第一材料層41的第一表面411與第二表面412的輪廓形狀不對稱(第一表面411為鋸齒狀，而第二表面412為平面狀)，且第二材料層42的第一表面421與第二表面422的輪廓形狀不對稱(第一表面421為鋸齒狀，而第二表面422為平面狀)。因此，黏著件4的內表面4S與外表面不對稱。

[第二實施例]

參閱圖4與圖5所示，圖4為本發明第二實施例的晶片封裝結構的剖面示意圖，圖5為本發明第二實施例的黏著件的示意圖。本發明第二實施例提供一種晶片封裝結構M，其包括基板1、晶片2、透光件3、黏著件4、多條金屬線5及封裝膠體6。第二實施例的晶片封裝結構M與第一實施例相比具有相仿的結構，其相仿之處不贅述。第二實施例的晶片封裝結構M的主要特徵在於，黏著件4可進一步於其內部填充一介質而將黏著件4分隔出內外兩部分。

具體來說，黏著件4包括內黏著部4A、外黏著部4B以及中間部4C。內黏著部4A與外黏著部4B各自包括一部分的第一材料層41以及一部分的第二材料層42。中間部4C設置於內黏著部4A與外黏著部4B之間，並且完全隔開內黏著部4A與外黏著部4B，也就是內黏著部4A與外黏著部4B彼此分離且不相接觸。值得一提的是，填充於第一材料層41及第二材料層42之間的中間部4C其材質不同於第一材料層41及第二材料層42，舉例來說，在本實施例中，該介質可為空氣，也就是中間部4C為一空氣間隔層。然而，本發明不以為限。此外，本發明不以內黏著部4A、外黏著部4B以及中間部4C的尺寸比例為限。

當黏著件4受到外部應力而造成外黏著部4A變質時，可透過中間部4C的設計來保護內黏著部4B不受應力影響。因此，本發明可藉由中間部4C的結構設計來降低黏著件4的結構所受到的應力的影響，提升可靠性及結構強度。此外，由於光線(即雜散光)射至黏著件4時會有部分光線反射而部分光線穿透，本發明可透過中間部4C的折射率與內黏著部4A及外黏著部4B不同的特性來進一步改變該些穿透黏著件4的光線的行經路線，減少入射至影像感測區21的機率。

承上述，如圖4所示，由於中間部4C將內黏著部4A與外黏著部4B完全隔開，內黏著部4A位於容置空間E內，而外黏著部4B位於容置空間E外。當黏著件4受到外部應力作用時，至多會影響到而外黏著部4B，而內黏著部4A能夠維持足夠的結構強度。

[第三實施例]

參閱圖6至圖9所示，圖6與圖8為本發明第三實施例的晶片封裝結構的不同實施態樣剖面示意圖，圖7與圖9為本發明第三實施例的黏著件的不同實施態樣示意圖。本發明第三實施例提供一種晶片封裝結構M，其包括基板1、晶片2、透光件3、黏著件4、多條金屬線5及封裝膠體6。第三實施例的晶片封裝結構M與第一實施例相比具有相仿的結構，其相仿之處不贅述。第三實施例的晶片封裝結構M的主要特徵在於，第一材料層41與第二材料層42的寬度不相等。更進一步來說，第一材料層41投影至透光件3的投影面積與第二材料層42投影至透光件3的投影面積不相等。

如圖6與圖7所示，第一材料層41的第一表面411與第二表面412之間具有第一寬度W1，第一寬度W1即為第一材料層41的寬度。第二材料層42的第一表面421與第二表面422之間具有第二寬度W2，第二寬度W2即為第二材料層42的寬度。在本實施態樣中，第一寬度W1與第二寬度W2不相等，確切地說，第一寬度W1大於第二寬度W2。進一步來說，當第一寬度W1大於第二寬度W2時，第一材料層41投影至透光件3的投影面積大於第二材料層42投影至透光件3的投影面積。當可見光通過透光件3入射至容置空間E時，其中一部分的雜散光L會被第一材料層41吸收，而另一部分的雜散光L則直接被第一材料層41反射而無法進入容置空間E，進而降低雜散光L被影像感測區21接收的機率。

另一方面，舉例來說，如圖8與圖9所示，在本實施態樣中，第一寬度W1小於第二寬度W2，因此第一材料層41投影至透光件3的投影面積小於第二材料層42投影至透光件3的投影面積。當可見光通過透光件3入射至容置空間E時，其中一部分的雜散光L會先後被第二材料層42及第一材料層41吸收，而另一部分的雜散光L則會先後被第二材料層42及第一材料層41反射，進而使雜散光L遠離影像感測區21。

因此，本發明可通過第一材料層41與第二材料層42的結構尺寸調整，使光線(即雜散光L)被反射而遠離影像感測區21，進而降低雜散光L被影像感測區21接收的機率。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的晶片封裝結構M，其是利用黏著件4是由兩個材料層組成的複合結構特徵，而兩個材料層具有互補的可見光吸收光譜的光學特性，來使黏著件4用於吸收全波段的可見光。藉此，射入封裝結構內部的雜散光能直接被黏著件4吸收，減少反射至影像感測區21的機率，提升成像品質。

進一步來說，本發明可藉由中間部4C的結構設計來降低黏著件4的結構所受到的應力的影響，提升可靠性及結構強度。當黏著件4受到外部應力而造成外黏著部4A變質時，可透過中間部4C的設計來保護內黏著部4B不受應力影響。此外，本發明還可透過中間部4C的折射率與內黏著部4A及外黏著部4B不同的特性來進一步改變穿透黏著件4的雜散光L的行經路線，減少入射至影像感測區21的機率。

更進一步來說，本發明可通過第一材料層41與第二材料層42的結構尺寸調整，使雜散光L被反射而遠離影像感測區21，進而降低雜散光L被影像感測區21接收的機率。

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申請專利範圍，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，均包含於本發明的申請專利範圍內。

M:晶片封裝結構 1:基板 1P:焊墊 2:晶片 20:上表面 21:影像感測區 2P:導接部 3:透光件 4:黏著件 4S:內表面 41:第一材料層 411:第一表面 412:第二表面 42:第二材料層 421:第一表面 422:第二表面 4A:內黏著部 4B:外黏著部 4C:中間部 5:金屬線 6:封裝膠體 7:錫球 E:容置空間 L:雜散光 W1:第一寬度 W2:第二寬度

圖1為本發明第一實施例的晶片封裝結構的剖面示意圖。

圖2為本發明第一實施例的黏著件的示意圖。

圖3為本發明第一實施例的黏著件的另一示意圖。

圖4為本發明第二實施例的晶片封裝結構的剖面示意圖。

圖5為本發明第二實施例的黏著件的示意圖。

圖6為本發明第三實施例的晶片封裝結構的其中一實施態樣剖面示意圖。

圖7為本發明第三實施例的黏著件的其中一實施態樣示意圖。

圖8為本發明第三實施例的晶片封裝結構的另一實施態樣的剖面示意圖。

圖9為本發明第三實施例的黏著件的另一實施態樣示意圖。

M:晶片封裝結構

1:基板

1P:焊墊

2:晶片

20:上表面

21:影像感測區

2P:導接部

3:透光件

4:黏著件

41:第一材料層

42:第二材料層

5:金屬線

6:封裝膠體

7:錫球

E:容置空間

Claims

一種晶片封裝結構，其包括：一基板；一晶片，設置於所述基板上；一透光件，設置於所述晶片上方；以及一黏著件，連接於所述晶片與所述透光件之間，所述黏著件圍繞在所述晶片的周圍而形成一容置空間，而所述晶片位於所述容置空間，其中，所述黏著件包括兩個材料層，兩個所述材料層具有互補的可見光吸收光譜以涵蓋全波段可見光。
如請求項1所述的晶片封裝結構，其中，兩個所述材料層分為一第一材料層與一第二材料層，所述第一材料層與所述第二材料層各具有相對的一第一表面與一第二表面，所述第一表面與所述第二表面的輪廓形狀相對稱。
如請求項1所述的晶片封裝結構，其中，兩個所述材料層分為一第一材料層與一第二材料層，所述第一材料層與所述第二材料層各具有相對的一第一表面與一第二表面，所述第一表面與所述第二表面的輪廓形狀不對稱。
如請求項1所述的晶片封裝結構，其中，兩個所述材料層分為一第一材料層與一第二材料層，所述第一材料層與所述第二材料層各具有相對的一第一表面與一第二表面，所述第一材料層的所述第一表面與所述第二表面之間具有一第一寬度，所述第二材料層的所述第一表面與所述第二表面之間具有一第二寬度，所述第一寬度與所述第二寬度不相等。
如請求項4所述的晶片封裝結構，其中，所述第一材料層投影至所述透光件的投影面積與所述第二材料層投影至所述透光件的投影面積不相等。
如請求項1所述的晶片封裝結構，其中，所述黏著件包括一內黏著部、一外黏著部以及一中間部，所述內黏著部與所述外黏著部各包括一部分的所述第一材料層以及一部分的所述第二材料層，所述中間部設置於所述內黏著部與所述外黏著部之間，並且完全隔開所述內黏著部與所述外黏著部。
如請求項6所述的晶片封裝結構，其中，所述中間部用於填充不同於所述第一材料層及所述第二材料層的介質。
如請求項7所述的晶片封裝結構，其中，所述介質為空氣。
如請求項1所述的晶片封裝結構，還包括多個金屬線，多個所述金屬線電性連接於所述晶片與所述基板之間。
如請求項9所述的晶片封裝結構，還包括一封裝膠體，所述封裝膠體設置在所述基板上，所述晶片、所述黏著件、多個所述金屬線以及部分的所述透光件被埋置於所述封裝膠體內。