[发明专利]一种具有双层基板的影像感测器封装结构

说明书

技术领域

 本发明涉及一种影像感测器封装结构，特别涉及一种含有晶粒嵌入双层基板的影像感测器封装结构。

背景技术

 在半导体元件的领域中，随着元件尺寸不断地缩小，元件密度也不断地提高。在封装或是内部连线方面的技术需求也必须要提高以符合上述情况。传统上，在覆晶连接方法(flip-chip attachment method)中，一焊料凸块阵列形成于上述晶粒的表面。上述焊料凸块的形成可以藉由使用一焊接复合材料(solder composite material)，经过一焊接点遮罩(solder mask)来制造出所要的焊料凸块图案。晶片封装的功能包含功率传送(power distribution)、讯号传送(signal distribution)、散热(heat dissipation)、保护与支撑等等。当半导体变的更复杂，传统的封装技术，例如导线架封装(lead frame package)、收缩式封装(flex package)、硬式封装技术(rigid package technique)，已无法满足在一个更小的晶片上制造高密度元件的需求。当半导体变的更复杂，传统的封装技术，例如导线架封装(lead frame package)、收缩式封装(flex package)、硬式封装技术(rigid package technique)，已无法满足在一个更小的晶片上制造高密度元件的需求。今日的封装技术的发展趋势是朝向球状矩阵排列（BGA，ball grid array）、覆晶(FC-BGA，flip-chip)、晶片尺寸封装(CSP，chip scale package)和晶圆级封装(WL-CSP，wafer level chip scale package)。

现今影像感测器广泛使用在数位相机、手机、行动电话及其他应用。在制造影像感测器的技术上，特别是CMOS影像感测器，都有很大的进步。举例而言，对于高解析度及低功率消耗的需求，都促使影像感测器朝最小化及整合方面迈进。

在绝大部分的影像感测器常使用一种称为孔扎式光电二极体（pinned photodiode）及嵌入式光电二极体（buried photodiode）的光电二极体，因为这种光电二极体有较低的杂讯表现。

这种光电二极体结构的正极层通常是嵌入该光电二极体的表面或是下方而接近一传输闸（transfer gate），而负极层则是嵌入一硅系基板较深的位置，这种嵌入式层可储存电荷并远离表面区域，意即可避免该硅系基板表面的缺陷，而正极层的目的则是在于提供光电二极体有增加的储存容量及钝化在光电二极体表面的缺陷。

有许多影像感测器晶片使用覆晶式封固结构，都企图发展将影像感测器封装架构简单化。美国专利6,144,507揭露一种直接将影像感测器晶片封固于印刷电路板（PCB，printed circuit board）上的技术。

一影像感测晶片藉由覆晶式封固结构封固在PCB里的一个孔洞上，及一透明盖体也直接附加在该晶片的主动侧表面或是粘合在该影像感测晶片封固在该PCB里孔洞上的相对侧。

虽然这些方法都省略引线焊接的困难处，然而该PCB为了符合该影像感测晶片及该透明盖体的尺寸，该PCB的尺寸通常会非常大。

美国专利5,786,589揭露一种胶粘标签片状物于玻璃基板上及胶粘一影像感测晶片及一导电薄膜至该标签片。因为标签片导线的缘故，所以这种设计需要一种特殊的基板附接技术。再者，该导电薄膜可能会干扰该影像感测晶片上的感测电路及需要形成一虚拟配线或是坝体结构来弥补这个问题。

美国专利6,885,107揭露一种传统影像感测晶片封装结构。其采用一种在基板底层具有多个焊锡球及该晶粒外露于基板的BGA封装。

根据该发明所提供的影像感测器封装结构的制作具有前述及其他的有利特点及方法。一影像感测晶片利用一覆晶方式安装在一透明基板的一第一表面上的导电迹线。该影像晶片的主动面则藉由安装后在该影像晶片的主动面及该基板的该第一表面的周围空间沉积封胶珠来保护避免污染，因此省略了先前技术另外所需的坝体结构或间隔框架。分散的传导元件如焊锡球及柱状物则粘附在该导电迹线末端而形成一阵列图形，该分散的传导元件从该第一表面上的该导电迹线横向外扩至大致上超过该影像感测晶片的一背表面的共用平面。这样的结构包含了一种BOC（board-on-chip）的封装排列。但由于该结构的焊锡球高度及该押出模接受结构而让该基板厚度无法减小而限制了封装结构的尺寸的缩小。