[发明专利]晶圆级图像芯片封装及包含所述封装的光学结构

说明书

技术领域

本发明涉及适用于晶圆级封装技术的光学结构，更进一步地说，本发明涉及晶圆级封装技术中，以透明材料覆盖半导体结构的图像感测器的光学结构。

背景技术

现行的图像感测器芯片（IC）主要系将裸芯片（die）从晶圆（wafer）上切割下来后，再利用各种封装方式封装为芯片，例如以iDip、LGA或COB等封装技术进行封装。此类封装技术是本领域技术人员所熟悉的技术内容，故于此不再赘述。

利用类似上述封装技术所完成的芯片，具有共同的外型特征，即芯片外围都被黑色腔体所覆盖，亦即现今常见的芯片形式。对于图像感测器芯片而言，此特征阻隔了外界环境杂光，因此图像感测器芯片在封装完成后，可以直接适用于各种应用场合，例如使用在光学鼠标中。图像感测器芯片可以直接经由高度定位而后固定，便可用来感测桌面的反射光线，以进行光学导航操作。

然而随着半导体制作技术的演变，晶圆级封装逐渐成为成熟的技术，在晶圆级封装技术中，有以透明材料，例如玻璃或树脂（Epoxy），覆盖在裸芯片上形成封装结构的作法；例如，“芯片等级封装（Chip Scale Package,CSP）”技术、“穿透硅通孔（Through-Silicon Via,TSV）”技术、OPLGA技术等等，皆可利用透明的玻璃或树脂覆盖在裸芯片上来进行封装。因此，这种封装芯片并没有黑色腔体结构，导致应用于图像感测器芯片时，周围的光线可能会通过透明的玻璃或树脂影响感测器的运作。

鉴于此，可知晶圆级封装技术的新型态光学与定位结构，为图像感测业界所亟需。

发明内容

本发明的目的是提出适用于晶圆级封装技术的光学结构与定位结构，特别适用于晶圆级图像芯片封装。由于晶圆级封装技术可使用透明材料，例如玻璃或树脂，来覆盖半导体电路的外层，因此完成封装后的晶圆级图像芯片封装表面并不具备黑色腔体的结构，无法有效阻挡周围光线。因此，本发明提出一种光学结构与定位结构，用于将完成晶圆封装后的芯片与光学结构和/或定位结构装配固定在基板上，例如印刷电路板（PCB），同时阻挡或吸收其余不必要的光线。对于需要感测光线以产生图像信号的图像感测器芯片而言，可有效避免图像感测器芯片受到周围光线干扰而影响最后成像效果。

为达到上述目的，本发明提供一种晶圆级图像芯片封装，包含裸芯片、中间层及透明层。所述裸芯片具有感测面且所述感测面具有感测区。所述中间层设置于所述感测面上的所述感测区之外。所述透明层通过所述中间层结合在所述裸芯片上，其中所述透明层的至少一部分表面上形成有滤光层。

本发明还提供一种光学结构，包含基板、晶圆级图像芯片封装、光源、阻隔件及装配件。所述晶圆级图像芯片封装附着在所述基板的正面上并具有感测区。所述光源附着在所述基板的所述正面上。所述阻隔件覆盖所述晶圆级图像芯片封装，并具有开孔，该开孔用于至少暴露出所述晶圆级图像芯片封装的所述感测区。所述装配件覆盖所述阻隔件以将所述阻隔件固定于所述基板，其中所述装配件具有与所述光源相对的第一透光区以及与所述阻隔件的所述开孔相对的第二透光区。

本发明还提供一种光学鼠标的光学结构，包含基板、晶圆级图像芯片封装、光源、阻隔件及装配件。所述晶圆级图像芯片封装及所述光源附接在所述基板上。所述阻隔件覆盖所述晶圆级图像芯片封装的一部分并围绕所述光源。所述装配件覆盖所述阻隔件以将所述阻隔件固定于所述基板上。

本发明实施方式的光学结构中，所述第一透光区使所述光源所发出的光穿出所述光学结构到达反射面；所述第二透光区使所述光学结构外所述反射面的反射光穿透并经由所述阻隔件的所述开孔到达所述感测区。

本发明实施方式的光学结构中，所述晶圆级图像芯片封装具有彼此相对的感测面及背面，其中所述晶圆级图像芯片封装通过所述背面附着在所述基板的所述正面上；所述基板的所述正面上具有电路配置以耦接所述晶圆级图像芯片封装。

本发明实施方式的晶圆级图像芯片封装中，提供至少一个特定光波长的滤光层，其涂布于所述透明层和/或所述裸芯片的感测面的至少一部分表面上，以使特定波长的光线能够通过；例如，红外光及蓝光穿透滤光层（B+IR滤光层）即可使蓝光与红外光通过；红外光穿透滤光层（IR滤光层）即可使红外光通过。

本发明实施方式的晶圆级图像芯片封装中，提供至少一个反光层，包含金属成份，其涂布于所述透明层和/或所述裸芯片的感测面的至少一部分表面上，以使特定光线能被所述反光层反射，而无法进入图像芯片。