專利名稱：影像感測元件封裝體及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像感測元件封裝體，特別涉及一種具有相對較小尺寸的影 像感測元件封裝體及其制作方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的電子元件中，封裝(packaging)為一個(gè)必要的制作步驟。 一般而言，集成電路在經(jīng)過封裝步驟后，即可廣泛地應(yīng)用于電子數(shù)碼裝置， 例如數(shù)碼相才幾(digital camera; DC)、數(shù)碼攝影才幾(digital video recorder)、 手機(jī)(mobile phone)及電腦(computer)。圖1顯示一種傳統(tǒng)的影像感測元件封裝體的剖面圖。在圖1中，提供上 方具有感光元件4的襯底2，且在此襯底2的上方形成與感光元件4電性連 接的接合墊6。又如圖1所示，在將蓋板8接合于襯底2上之后，接著再將 其貼附于承載基板10上。接著，在此承載基板10的背面上形成導(dǎo)電層12， 且使得導(dǎo)電層12延伸于承載襯底10的側(cè)壁，以電性連接接合墊6。在傳統(tǒng) 的影像感測元件封裝體中，需要芯片襯底、蓋板及承載板，且以上三者均具 有既定的厚度。因此，傳統(tǒng)的影像感測元件封裝體具有相對較大的尺寸。此 外，由于導(dǎo)電層形成于影像感測元件封裝體的外部，因此傳統(tǒng)的影像感測元 件封裝體的導(dǎo)電層很容易在制作過程中遭受損傷。因此，亟需要一種可改善上述問題的影像感測元件封裝體及其制作方法。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的為提供一種影像感測元件封裝體。上述影 像感測元件封裝體包含襯底，其上方具有感光元件且其中形成孔洞；接合 墊，具有第一開口，形成于上述襯底的上方；蓋板，設(shè)置于上述襯底上；支 撐部，具有第二開口，形成于上述蓋板上，且此第二開對應(yīng)于第一開口；導(dǎo) 電栓，形成于上述孔洞之中，此導(dǎo)電栓還穿過第一、第二開口而延伸至上述蓋板的表面上，以電接觸上述接合墊；導(dǎo)電層，形成于上述襯底的下表面， 且電性連接上述導(dǎo)電栓；以及焊料球體，設(shè)置于上述導(dǎo)電層上，且通過導(dǎo)電 栓電性連接接合墊。上述影像感測元件封裝體中，該第二開口可大于該第一開口 。 上述影像感測元件封裝體中，該導(dǎo)電栓的頂部表面可大于其底部表面。 上述影像感測元件封裝體中，該導(dǎo)電栓可接觸該接合墊的上表面及其側(cè)壁。上述影像感測元件封裝體中，該接合墊可圍繞該導(dǎo)電栓。 上述影像感測元件封裝體中，該支撐部可圍繞該導(dǎo)電栓。 本發(fā)明的另一目的為提供一種影像感測元件封裝體的制作方法。上述制 作方法，包括提供上方具有感光元件且其中具有孔洞的襯底；在上述襯底的 上表面形成具有第一開口的接合墊；在襯底上設(shè)置蓋板；在蓋板上形成具有 第二開口的支撐部；在上述孔洞之中形成導(dǎo)電栓，且此導(dǎo)電栓穿過第一、第 二開口延伸至蓋板的表面，以電性接觸接合墊；在襯底的下表面形成導(dǎo)電層， 且該導(dǎo)電層電性連接上述導(dǎo)電栓；在上述導(dǎo)電層上設(shè)置焊料球體，且焊料球 體電性連接上述接合墊。上述影像感測元件封裝體的制作方法中，形成該接合墊的方式可包括以 下步驟在該襯底上沉積導(dǎo)電材料層；以及圖案化該導(dǎo)電材料層，以形成具 有該第一開口的該接合墊，且該第一開口還圍繞該襯底的暴露表面。上述影像感測元件封裝體的制作方法還可包括以下步驟除去該襯底的 該暴露表面，以形成凹槽。上述影像感測元件封裝體的制作方法中，形成該支撐部的步驟可包括 在該蓋板上形成沉積層；以及圖案化該沉積層，以形成具有該第二開口的該 支撐部。上述影像感測元件封裝體的制作方法中，在形成該導(dǎo)電栓之前，還可包 括以下步驟研磨該襯底，以形成該孔洞。上述影像感測元件封裝體的制作方法中，形成該導(dǎo)電栓的方式可為電鍍 或無電鍍法。由于本發(fā)明的襯底會經(jīng)過薄化步驟處理，且此影像感測元件封裝體不需 要額外的承載基板，因此可降低實(shí)施例的影像感測元件封裝體的整體厚度，進(jìn)而縮小其尺寸。此外，上述導(dǎo)電層可通過形成于襯底之中的導(dǎo)電栓而電性 連接接合墊，因而不需將導(dǎo)電層形成于影像感測元件封裝體的外側(cè)部位(襯 底的側(cè)邊)。因此，可避免導(dǎo)電層在制作過程中的損傷，以更進(jìn)一步提高其 合格率。


接下來將配合附圖進(jìn)行說明，以進(jìn)一步了解本發(fā)明的具體實(shí)施方式
及優(yōu) 點(diǎn)，其中-圖1顯示一種傳統(tǒng)的影像感測元件封裝體的剖面圖；圖2-圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種影像感測元件封裝體的制作方 法的示意圖；以及圖9為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種影像感測元件封裝體的制作方法的 流程圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)元件符號2~襯底；4 感光元件；6~接合墊(bonding pad) ; 8~蓋板；10 承載板；12 導(dǎo)電層；14 焊錫球。本發(fā)明實(shí)施例元件符號102~襯底；104 感光元件；106 接合墊；108~開口； llO-凹槽；112 絕 緣層；114 蓋板；116 支撐部；118~開口； 120 粘著層；122 間隙；124 孔 洞；126 感光元件區(qū)域；128 導(dǎo)電栓；130~溝槽；132 絕緣層；134 墊層； 136 導(dǎo)電層；138 阻焊膜；140 焊料球體；150 影像感測元件封裝體。
具體實(shí)施方式
接下來借助實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，在附圖或文字描述中， 相似或相同的部分使用相同的符號。在附圖中，可擴(kuò)大實(shí)施例的形狀或厚度， 以簡化或是方便表示。附圖中元件的部分將用于描述說明?？闪私獾氖?，未 示出或描述的元件，可以具有各種本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的形式。圖2-圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的影像感測元件封裝體的制作方法的連續(xù)剖面圖。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是通過影像感測元件封裝體的制作方 法來說明的。然而，可以了解的是，本發(fā)明當(dāng)然也可用于其它半導(dǎo)體元件封 裝體的制作。如圖2所示，提供具有上表面1021及下表面1022的襯底102。在一實(shí) 施例中，襯底102優(yōu)選是整個(gè)硅塊、絕緣層上硅(silicon on insulator; SOI) 或其它合適的半導(dǎo)體材料。值得注意的是，上述上表面1021也可稱為正面， 而下表面1022也可稱為背面，且上表面1021與下表面1022呈相反的方向。 在襯底102的上表面1021形成例如互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS)或電荷耦合元件(charge coupled device; CCD)的感光元件104。在一實(shí)施例中，上述感光元件104可利用CMOS工 藝來制作。此外，襯底102也可稱為影像感測芯片(image sensor chip)。又如圖2所示，在襯底102的上表面1021形成具有開口 108的接合墊 106，且此接合墊106還電性連接感光元件104。在一實(shí)施例中，利用例如濺 鍍(sputtering)、蒸鍍(evaporating)或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhancedchemical vapor deposition; PECVD)法等方式，在襯底102的上表面 1021上形成導(dǎo)電材料層，其中導(dǎo)電材料例如為銅。接著，使用光刻方式，圖 案化上述導(dǎo)電材料層，以形成具有開口 108的接合墊106。上述開口 108可 以是圓形，且圍繞及暴露部分襯底102的上表面1021。在圖3中，通過干式蝕刻(dry-etching)，在襯底102之中形成凹槽110。 在一實(shí)施例中，利用例如等離子體蝕刻或其它合適的方式，對上述開口 108 所圍繞的襯底102的暴露表面進(jìn)行蝕刻，以形成上述凹槽110。之后，在凹 槽110之中形成絕緣層112。在一實(shí)施例中，上述絕緣層112可以是氧化硅、 氮化硅或其它合適的絕緣材料制成的絕緣材料層，且上述絕緣材料層112是 通過例如化學(xué)氣相沉積法、低壓化學(xué)氣相沉積法或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉 積法等方式，順應(yīng)性地沉積在襯底102的上表面1021及凹槽110的側(cè)壁及底 部上的。接著，在上述凹槽110上方的絕緣層112上形成圖案化光致抗蝕劑 層(圖中未示)，其可作為掩模層，接著，除去部分的絕緣材料層，以形成 圖案化的絕緣層112。如圖4所示，提供蓋板114，蓋板114上方形成具有開口 118的支撐部 (support member) 116。此蓋板114優(yōu)選例如為玻璃、石英、蛋白石(opal)或塑膠的透明材質(zhì)。在一實(shí)施例中，也可以在蓋板114的與設(shè)置有支撐部116 的表面相反的表面上，選擇性地形成保護(hù)層(圖中未示)，以保護(hù)此蓋板114 避免刮傷。在一實(shí)施例中，形成上述支撐部116的方式可以是先在蓋板114的上方順應(yīng)性地形成例如聚亞酰胺(polyimide;PI)、光致抗蝕劑材料或環(huán)氧樹脂 (epoxy)的沉積層；接著，利用光刻及蝕刻工藝，圖案化上述沉積層，以形 成具有開口 118的支撐部116，如圖4所示。在圖5中，將上述蓋板114設(shè)置于襯底102上，以在蓋板114與襯底102 之間形成間隙122。在一實(shí)施例中，在支撐部116上涂布粘著層120，接著， 在襯底102上接合上述蓋板114。值得注意的是，上述凹槽110通過接合步 驟而封合(如圖3所示)，以在蓋板114與襯底102之間形成密封空間(圖 中未示)。此外，開口 118會對應(yīng)于開口 108設(shè)置，且開口118側(cè)壁間的距 離(開口 118的直徑)大于開口 108側(cè)壁間的距離(開口 108的直徑)。也 就是說，上述支撐部116的開口 118大于上述接合墊106的開口 108。因此， 接合墊106的部分上表面會暴露出來，且此接合墊106的暴露出的上表面會 接觸之后形成的導(dǎo)電栓。圖6為顯示在圖5中的影像感測元件封裝體的正視圖，其中此正視圖用 以顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的影像感測元件封裝體中開口 118與開口 108之間 的局部示意圖。在圖6中顯示部分的蓋板114，且感光元件區(qū)域126代表上 述感測元件104 (如圖5所示)所形成的區(qū)域。又如圖6所示，接合墊106 會延伸至感光元件區(qū)域126，且電性連接感光元件104。而支撐部116形成于 感光元件區(qū)域126夕卜，且覆蓋部分的接合墊106。值得注意的是，由于開口 118大于開口 108，因此會暴露部分的接合墊106，使得重疊的開口 118及108 會形成類似于甜甜圈(donut)的同心圓(concentric circle)?？梢粤私獾氖牵鲜鲋丿B的開口 118及108的形狀也可以是其它形狀， 例如三角形或多邊形。然而，開口 118與開口 108也可具有不同的形狀，例 如開口118可以是圓形，而開口 108可以是多邊形。在圖6中，雖然僅顯示 單個(gè)的重疊的開口 118及108。然而，在實(shí)際的操作上，重疊開口可以是多 個(gè)，且圍繞感光元件區(qū)域126。又如圖5所示，將上述襯底102薄化，以形成孔洞124。在一實(shí)施例中，利用研磨(grinding)或磨平(polishing)的方式，除去從下表面1022至密 封空間的部分襯底102以及上述凹槽110底部的絕緣層112，以在襯底102 之中形成上述孔澗124。上述研磨的方式可以是化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polishing; CMP )法。在圖7中，接著在上述孔洞124之中形成導(dǎo)電栓(conductiveplug) 128， 且此導(dǎo)電栓128穿過上述接合墊106及支撐部116以電接觸接合墊106。在 一實(shí)施例中，通過電鍍(electroplating)或無電鍍(electroless誦plating)法， 在孔洞124之中填入例如銅、金、鋁、鴇或其合金的導(dǎo)電材料；且此導(dǎo)電材 料還穿過接合墊106的開口 108及支撐部116的開口 118，而延伸至蓋板114 的表面。值得注意的是，由于接合墊106與支撐部116之中會形成開口 108及118。 因此，形成于上述開口 108及118中的導(dǎo)電栓128會被接合墊106及支撐部 116所圍繞。此外，由于開口 118大于開口 108，使得上述導(dǎo)電栓128的頂部 表面大于其底部表面。再者，由于上述導(dǎo)電栓128會接觸接合墊106的上表 面及側(cè)壁，因而可增加后續(xù)形成的影像感測元件封裝體的傳導(dǎo)面積。如圖7所示，通過刻痕(notch)步驟在襯底120之中形成溝槽130，接 著在襯底102的下表面1022上沉積絕緣層132。在一實(shí)施例中，沿著預(yù)切割 線，對襯底102進(jìn)行例如千式蝕刻的刻痕步驟，以形成上述溝槽130。之后， 在襯底102的下表面1022上以及溝槽130之中順應(yīng)性地形成沉積層(圖中未 示)，沉積層為例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅(silicon oxynitride)。接著 除去部分絕緣層132，以暴露導(dǎo)電栓128。在圖7中，接著在上述絕緣層132 上形成墊層(cushioning layer) 134，墊層134例如為聚亞酰胺或光致抗蝕劑 材料。上述墊層134設(shè)置于后續(xù)形成的焊料球體的位置。如圖8所示，在上述墊層134上形成導(dǎo)電層136，也可稱為重布局層 (redistribution layer)，且導(dǎo)電層136電性連接導(dǎo)電栓128。在一實(shí)施例中， 在襯底102的下表面1022上通過濺鍍、蒸鍍、電鍍或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相 沉積法，形成例如鋁、銅、鎳或其它合適導(dǎo)電材質(zhì)的導(dǎo)電材料層。之后，進(jìn) 行光刻及蝕刻工藝，圖案化上述導(dǎo)電材料層，以形成上述導(dǎo)電層136。由于 導(dǎo)電材料層可經(jīng)過上述圖案化步驟處理，因此可重新布局感光元件104的信 號傳導(dǎo)路徑。在圖8中，在上述導(dǎo)電層136上涂布阻焊膜138，且圖案化此阻焊膜138， 以暴露部分的導(dǎo)電層136。此暴露的導(dǎo)電層136用來定義后續(xù)形成的焊料球 體的位置。接著，在上述導(dǎo)電層136上形成焊料球體140，且焊料球體140 電性連接此導(dǎo)電層136。形成上述焊料球體140的方式可以是先在上述暴 露的導(dǎo)電層136上涂布焊料(solder material)，接著進(jìn)行回焊(reflow)步 驟以形成焊料球體140。在進(jìn)行上述步驟之后，通過切割刀(cutter)或干式 蝕刻，沿著預(yù)切割線進(jìn)行切割，以將個(gè)別的裸片切割出來。在進(jìn)行個(gè)別裸片 的切割步驟后，完成根據(jù)發(fā)明實(shí)施例的影像感測元件封裝體150的制作，如 圖8所示。值得注意的是，由于上方形成有感光元件的襯底會被進(jìn)一步薄化。因此， 與包括有影像感測芯片、蓋板及承載基板的至少三個(gè)基板的傳統(tǒng)影像感測元 件封裝體相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的影像感測元件封裝體具有較小的整體厚 度。此外，由于導(dǎo)電層設(shè)置于襯底的下表面上，且通過形成于襯底內(nèi)的孔洞 的導(dǎo)電栓而電性連接接合墊，因而不需要在襯底的外側(cè)上形成導(dǎo)電層。因此， 可以減少在制作過程例如切割步驟中對導(dǎo)電層的損害。據(jù)此，也可以提高工 藝合格率。再者，在本發(fā)明實(shí)施例的影像感測元件封裝體中，其導(dǎo)電栓的頂部表面 大于底部表面。因此，可加強(qiáng)影像感測元件封裝體的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)而提高其 穩(wěn)固性。圖9顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的影像感測元件封裝體的制作流程圖。如圖 9所示，此影像感測元件封裝體的制作方法包括提供上方具有感光元件的 襯底，如步驟S5所示。接著，在襯底的上方形成具有開口的接合墊，如步 驟S10所示。之后，除去部分襯底，以形成凹槽，如步驟S15所示。在完成 上述步驟后，接著，在襯底上接合蓋板，以在襯底與蓋板之間形成間隙，如 步驟S20所示。然后，薄化此襯底，以在襯底之中形成孔洞，如步驟S25所 示。接著，在上述孔洞之中填充導(dǎo)電材料層，以形成穿過接合墊的開口的導(dǎo) 電栓，如步驟S30所示。之后，對此襯底進(jìn)行刻痕步驟，以在襯底之中形成 溝槽，如步驟S35所示。然后，在襯底的下表面上形成絕緣層，如步驟S40 所示。接著，在襯底的下表面上形成導(dǎo)電層，且該導(dǎo)電層電性連接導(dǎo)電栓， 如步驟S45所示。之后，在導(dǎo)電層上形成焊料球體，如步驟S50所示。最后，進(jìn)行切割步驟，以完成影像感測元件封裝體的制作，如步驟S55所示。雖然本發(fā)明己通過優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然而所公開的內(nèi)容并非用以限 定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)可作 一定的改動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種影像感測元件封裝體，包含襯底，具有位于其上方的感光元件以及位于其中的孔洞；接合墊，具有第一開口，形成于該第一襯底的上表面；蓋板，設(shè)置于該襯底上；支撐部，具有第二開口，形成于該蓋板上；導(dǎo)電栓，形成于該孔洞之中，且該導(dǎo)電栓穿過該接合墊的該第一開口及該支撐部的該第二開口之中而至該蓋板，以電接觸該接合墊；導(dǎo)電層，形成于該襯底的下表面上，且電性連接該導(dǎo)電栓；以及焊料球體，設(shè)置于該導(dǎo)電層上，且電性連接該接合墊。
2. 如權(quán)利要求1所述的影像感測元件封裝體，其中該第二開口大于該第 一開口。
3. 如權(quán)利要求1所述的影像感測元件封裝體，其中該導(dǎo)電栓的頂部表面 大于其底部表面。
4. 如權(quán)利要求1所述的影像感測元件封裝體，其中該導(dǎo)電栓接觸該接合 墊的上表面及其側(cè)壁。
5. 如權(quán)利要求1所述的影像感測元件封裝體，其中該接合墊圍繞該導(dǎo)電栓。
6. 如權(quán)利要求1所述的影像感測元件封裝體，其中該支撐部圍繞該導(dǎo)電栓。
7. —種影像感測元件封裝體的制作方法，包括以下步驟 提供襯底，該襯底上具有影像感測元件且該襯底中具有孔洞； 在該襯底的上表面形成具有第一開口的接合墊； 在該襯底上設(shè)置蓋板； 在該蓋板上形成具有第二開口的支撐部；在該孔洞之中填充導(dǎo)電栓，且該導(dǎo)電栓還從該接合墊的該第一開口及該 支撐部的該第二開口中穿過而至該蓋板，以電接觸該接合墊；在該襯底的下表面形成導(dǎo)電層，且該導(dǎo)電層電性連接該導(dǎo)電栓；以及 在該導(dǎo)電層上設(shè)置焊料球體，且該焊料球體電性連接該接合墊。
8. 如權(quán)利要求7所述的影像感測元件封裝體的制作方法，其中形成該接合墊的方式包括以下步驟在該襯底上沉積導(dǎo)電材料層；以及圖案化該導(dǎo)電材料層，以形成具有該第一開口的該接合墊，且該第一開 口還圍繞該襯底的暴露表面。
9. 如權(quán)利要求8所述的影像感測元件封裝體的制作方法，還包括以下歩 驟除去該襯底的該暴露表面，以形成凹槽。
10. 如權(quán)利要求7所述的影像感測元件封裝體的制作方法，其中形成該支撐部的步驟包括在該蓋板上形成沉積層；以及圖案化該沉積層，以形成具有該第二開口的該支撐部。
11. 如權(quán)利要求7所述的影像感測元件封裝體的制作方法，其中在形成 該導(dǎo)電栓之前，還包括以下步驟研磨該襯底，以形成該孔洞。
12. 如權(quán)利要求7所述的影像感測元件封裝體的制作方法，其中形成該 導(dǎo)電栓的方式為電鍍或無電鍍法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種影像感測元件封裝體及其制作方法。上述影像感測元件封裝體包含襯底，此襯底中具有孔洞且襯底上方形成具有第一開口的接合墊，且此接合墊電性連接于感光元件。上述影像感測元件封裝體又包含支撐部，上方形成有第二開口，設(shè)置于上述襯底的上方，且第二開口對應(yīng)于第一開口設(shè)置；導(dǎo)電栓，填充于上述襯底中的孔洞內(nèi)，此導(dǎo)電栓穿過上述第一、第二開口而延伸至蓋板的表面，以電接觸接合墊；導(dǎo)電層，形成于上述襯底的背面，且電性連接上述導(dǎo)電栓；以及焊料球體，設(shè)置于上述導(dǎo)電層上，且通過導(dǎo)電栓電性連接接合墊。由于襯底具有相對較薄的厚度，因此可降低影像感測元件封裝體的尺寸。并可提高工藝合格率。
文檔編號H01L23/02GK101335280SQ20071018163
公開日2008年12月31日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者戎柏忠, 林孜翰, 翁瑞坪, 謝建成 申請人:采鈺科技股份有限公司