[发明专利]感测晶片结构、晶片级感测构装结构与制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶片级感测构装结构与制作方法，尤其涉及一种在感测晶 片进行再布线制作方法时可保护感测区不受污染并可缩小构装体积的构装结 构与制作方法。

背景技术

以目前整个微机电产业而言，微机电元件虽然与生具有微形化与积体整合 的特点，但因为整体的元件成本一直居高不下，所以将大幅地缩减其元件可用 的领域与范畴。随着全球通信个人化与普及化的潮流影响，人手一机或属机的 状况已是一个见怪不怪的现象，就连同刚就学的小学学童，因为亲子联系的需 求而使得手机的消费族群年龄，大幅地降低至未满十岁的儿童，因此大大地增 加手机的需求量，而且根据拓墣在2005年九月的调查报告中指出，全球在2005 年的手机出货数目约为7.6亿支，且手机用户数量将达16.85亿户之多，同时 预计2009年时的全球手机用户将可高达22.36亿户。因为可见手机的应用市 场规模实在不可轻忽。

以手机的产品属性与设计概念来说，手机除了通话的基本功能之外，其附 属功能如影像通信、无线数据传输、上网连结、时间显示、闹钟提醒、记事簿、 全球时差、接收能电子邮件、个人秘书、GPS导航、卫星定位与协寻、电子地 图、无线遥控、MP3音乐、实时影像、数字照像、数字节目接收、水平标高、 监控警示、数字游戏机、收音机、扩充内存……等等的功能。由于单机功能的 无线扩充需求，将导致手机内元件数目与元件积体化的机率大增。很不幸地， 由于轻、薄、短、小的消费者使用需求驱使，手机的本体体积不可能因为手机 功能的增加而随之增加，相反地可能会被限制在一定的尺寸范围内，甚至有可 能因为轻巧美观的卖点推波助澜下，进而缩小整体手机的外形大小。另一方面， 就是因为手机在全球市场上已是一个平民化的产物，因此整体手机的成本已将 会局限在一合理的范围，不可能如高科技的仪器或配件般地高单价，也就是因 为如此，所有导入手机内的所有元件成本，将会是一个设计上的挑战，因此低 成本且可大量一贯生产的模式，已变成所有应用在手机内元件的一个设计准则 与原则，也是技术研究的趋向。

在微机电元件成本架构上，微机电的构装成本往往占整体微机电元件成本 的7～8成左右，因此在降低微机电元件成本议题上，构装成本不但会是第一 个必需检讨的课题，也是一个最有效且重要的改进方向。而目前全球晶片级的 构装结构还主要集中在半导体的构装应用上，其结构设计在考虑未来元件在应 用上，因半导体元件与印刷电路机板间的热膨胀系数差异(CTE mismatch)所引 起的可靠性问题，因此晶片级构装结构上都会有一应力释放层和一导电金属层 的导线及焊垫再布局的设计，而目前所知的现有技术，大多集中于如何改变导 线再布局的设计与格式来作文章，此为目前此领域最大的共通点，如美国专利 US 6,756,671、US 6,621,164、US 6,790,759及US 6350,705等，均未揭示 针对需要在应力释放层留一感测区开口的记载。此类晶片级构装技术中(请参 照图1A至图1D)，会在应力释放层与原先芯片焊垫间，将再布局的导线全面 性的在整个晶片上作导电金属层加载的制作方法。由于此些传统半导体晶片 10上方的应力释放层11，是整个覆盖除了芯片焊垫12区域外的所有晶片10 的表面，因此在利用图案化的光刻胶13形成的导电金属层14加载的制作方法 不会与晶片10上的芯片表面有所接触，但是，此一技术应用于具有开放空间 的感测晶片上，每个感测芯片的中都有一感测区，且其感测区在整个构装制作 方法中，必需保持与外界相通的情况，也就是说此晶片级构装制作方法中的应 力释放层对于感测晶片而言，除了芯片焊垫区域外，必需也要在各个芯片的感 测区有不得覆盖的设计，否则在后续的整体晶片的导电金属层加载制作方法 中，其加载的金属也同时会加载在晶片上各感测芯片的感测区上，因此感测层 材料受到污染或是感测设计变更，导致感测层的感测功能失效、衰减、变质或 无法作动的结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种感测晶片结构、晶片级感测构装 结构及其制作方法，以避免感测区材料在整体晶片的导电金属层加载制作方法 中受到污染并同时缩小构装体积。