[发明专利]图像感测装置的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装方法，尤其涉及一种图像感测装置的封装方法。

背景技术

近些年来，如电荷耦合装置(CCD)图像感测器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测器等固态图像感测器已广泛应用于电子产品，以将光线转换为电信号。图像感测器元件的应用包括显示器、手机、转录机、扫瞄仪、数码相机等。

传统上，感测器安装在基板上并封入外壳组合，以备封装使用。外壳组合包括透明盖座以使感测器得以接收光线或其他形式的射线。盖座可为扁平窗或呈透镜状以提供光学特性。基板和外壳通常由陶瓷材料制成，盖座为以胶剂粘附在外壳上的玻璃或近似透明的物质。然而，现有技术所采用的封装材料与结构恐有成本高和制造上的困难。此外，能适用于极端环境且具备耐久、微小等特性的便携式电子装置已成为产业重点。

图1示出了现有图像感测元件的封装结构。如图1所示，图像感测或CCD晶片11切割成某特定尺寸并使用导电胶17使该图像感测或CCD晶片11粘附在引线框架的焊盘区16上。介电壁12(为介电膜或树脂壁)形成在焊垫10和光接收区19间的晶片表面上，为了相互的电连接而进行打线，以使焊垫10经由线14和连接引线15相互连接。之后将透明玻璃盖座13粘附在介电壁12上，封装本体18则由模制步骤形成，在此模制步骤中玻璃盖座13的表面配置在该封装本体18的模制复合物的上表面。随后进行修整和成形处理，从而生成图像感测装置的塑胶封装。

在传统的固态图像感测装置的封装中，介电壁形成在晶片表面上的焊垫和光接收区之间。在如此狭窄的空间中形成具有一定体积和高度的介电壁是相当困难的。此外，采用打线来实现相互连接也造成了空间上的限制。

美国第5,773,323号专利公开了制造封装的方法，其中在图像感测装置21的焊垫20上形成有金属接合块22，如图2A所示。内引线25利用压焊粘固在接合块22上，因此完成了电连接。如图2B所示，为形成具有一定程度的体积和高度并覆盖引线连接部分的介电壁23，在晶片表面上(非光接收区29)使用光阻罩幕来界定介电壁形成区。介电壁23包覆着聚合物而顺利形成。优选实施例中的聚合物是指胶粘剂热固聚合物(adhesive dielectricthermoset-polymer)，该胶粘剂热固聚合物可改善对图像感测装置和玻璃盖座的粘附。接合块材料的熔点应高于所述聚合物。可沉积合适的介电壁并经光阻罩幕定出图案。如图2C所示，高透光玻璃盖座24粘附在介电壁上，因而在装置上方形成具有相当空间的空腔27。在树脂成型的步骤中，在预定形状的模具上形成有封装本体26，其中该封装本体26的上表面配置在玻璃盖座24的上表面，如图2D所示。然而，介电壁23的表面并不平滑。当高透光玻璃盖座24倾斜地粘附在介电壁23上而无进一步研磨时，高透光玻璃盖座24无法正确输送光线因而影响折射角度。可见采用上述封装方法的固态图像感测装置无法满足产业需求。

图3示出了美国第6,930,398号专利，该专利公开了光学图像感测装置的封装结构。图像感测IC晶片31包括位于光接收区36的感光区32以及多个分布在该图像感测IC晶片31一侧的焊垫。焊垫33可沿着图像感测IC晶片31四个侧边的其中一边排列。本方法未将感光区置于中心，而是将感光区32置于邻近晶片的一角。如此可缩小晶片和封装尺寸。同时，不透明、黑色的胶框34覆盖在图像感测IC晶片31光接收区36上的感光区32周围。玻璃盖座35利用胶框34来粘附在图像感测IC晶片31的光接收区36上。在理想的情况下，玻璃盖座35与感光区32平行。实际上，由于胶框34的表面并不平整，所以玻璃盖座35很难与感光区32平行，因此造成光线折射。

美国第7,195,940号专利进一步公开了组合感光电子装置封装的方法。该电子装置安装在载板上。电子装置上的焊垫和载板间至少提供有一个相互的电连接。在将载板安装到电子装置前，在载板上形成模制障壁，其中模制障壁围绕包括电子装置和至少一个相互电连接的中央暴露区。模制障壁的中央暴露区充满清透的复合物以形成透明外罩来封装电子装置、焊垫以及至少一个相互的电连接。将活化胶涂抹在透明盖座外部周围和模制障壁内部周围并将该活化胶凝固，使得透明盖座固定在中央暴露区上方。然而，现有技术公开的模制处理会损害至少一个相互的电连接和电子装置中央暴露区的表面。在未将模制障壁进一步平坦化的情况下，透明盖座无法和电子装置表面平行，所以当光线穿透透明盖座时会造成光线折射。