本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝技術(shù),尤其涉及一種影像芯片晶圓級(jí)封裝技術(shù)。
背景技術(shù):
影像傳感器又稱感光器件,是攝影機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的核心。而影像傳感器的作用是將光進(jìn)行轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)化為電壓信息最終成像。傳統(tǒng)影像傳感器結(jié)構(gòu)中,感光二極管作為受光單元位于整個(gè)芯片的最下層,光線通過(guò)微透鏡后還需要經(jīng)過(guò)色濾層和電路層才能到達(dá)受光面,中途光線必然會(huì)遭到部分損失。此外,由于一般影像芯片包含有感光區(qū)和集成電路區(qū),集成電路區(qū)所占面積隨著像素增加而增加,一般可超過(guò)感光區(qū),這樣光線進(jìn)入受光單元前,會(huì)被集成電路遮擋,將造成感光區(qū)效率低,芯片整體面積過(guò)大,導(dǎo)致封裝成本上升和良率下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提出一種影像芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法,在含有若干影像芯片的晶圓的功能面鍵合一基板,在基板上形成開(kāi)口,暴露出影像芯片的焊墊,設(shè)置導(dǎo)電線路將焊墊電性連到基本背面,且將晶圓磨到足夠薄而使得非功能面可透光,封裝完畢切割形成影像芯片封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種影像芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法,其中,一種影像芯片的封裝結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括至少一影像芯片,至少一基板,所述影像芯片含有功能面和與功能面相對(duì)的非功能面,所述的功能面含有焊墊,所述的基板正面包括含有圍堰,所述影像芯片功能面與所述基板正面圍堰粘結(jié),基板上圍堰部分覆蓋影像芯片的焊墊,所述基板背面形成有暴露影像芯片焊墊的開(kāi)口,所述開(kāi)口內(nèi)壁及基板背面設(shè)導(dǎo)電線路,所述導(dǎo)電線路將影像芯片焊墊電性引到基板背面,所述影像芯片的厚度為2μm~3μm。
基于影像芯片的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一種影像芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法,包括如下步驟:提供一晶圓,該晶圓含有若干影像芯片單元,各影像芯片單元正面含有功能區(qū)及焊墊;提供一正面設(shè)有若干圍堰的基板,將晶圓功能面與基板正面粘結(jié),且基板上圍堰部分覆蓋晶圓上各影像芯片的焊墊;在基板背面形成開(kāi)口;在所述基板背面、所述開(kāi)口內(nèi)壁形成暴露焊墊的絕緣層;所述絕緣層上形成圖形化的導(dǎo)電線路;所述導(dǎo)電線路上形成保護(hù)層,保護(hù)層上形成有焊盤(pán)開(kāi)口;所述焊盤(pán)開(kāi)口形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu);將一載板與基板背面進(jìn)行臨時(shí)鍵合;在晶圓的非功能面進(jìn)行研磨,研磨至2μm~3μm;研磨后,在晶圓上各影像芯片非功能面做微透鏡,微透鏡對(duì)應(yīng)各影像芯片的功能區(qū);將臨時(shí)鍵合的載板去除,切割形成單顆影像芯片封裝體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明具有如下有益效果。
本發(fā)明提供一種影像芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法,可以將提供的影像傳感器,通過(guò)改變封裝方式,使之感光二極管先受光,再經(jīng)過(guò)電路層,避免電路層對(duì)光線的遮擋,提高光線接收率;采用硅作為封裝基板,硅是熱的良導(dǎo)體,因此采用硅基板使得器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善,從而延長(zhǎng)了器件的壽命;影像芯片與硅基板均減薄,使得封裝后產(chǎn)品封裝體積大大減??;在鍵合后的硅基板背面形成開(kāi)口,避免在影像芯片上做制程,造成芯片上應(yīng)力過(guò)大而降低芯片的可靠性,從而提高產(chǎn)品良率,同時(shí)降低封裝成本。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明影像芯片晶圓的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2a為本發(fā)明硅基板上形成圍堰后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2b為本發(fā)明硅基板上形成的圍堰結(jié)構(gòu)的俯視示意圖;
圖3為本發(fā)明晶圓功能面與硅基板正面粘結(jié)后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明基板背面減薄后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明基板背面形成開(kāi)口后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本發(fā)明基板背面開(kāi)口處形成絕緣層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本發(fā)明絕緣層上形成導(dǎo)電線路后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本發(fā)明導(dǎo)電線路上形成保護(hù)層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9為本發(fā)明保護(hù)層開(kāi)口處形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為本發(fā)明基板與載板臨時(shí)鍵合后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11為本發(fā)明影像芯片背面研磨并做微透鏡后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12為本發(fā)明蓋板解鍵合后芯片的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13為本發(fā)明單顆影像芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:
100---晶圓101---焊墊102---功能區(qū)
103---微透鏡104---影像芯片200---硅基板
201---圍堰3---粘結(jié)劑4---開(kāi)口
202---絕緣層203---導(dǎo)電線路204---保護(hù)層
205---導(dǎo)電結(jié)構(gòu)500---載板600---臨時(shí)鍵合膠
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。為方便說(shuō)明,實(shí)施例附圖的結(jié)構(gòu)中各組成部分未按正常比例縮放,故不代表實(shí)施例中各結(jié)構(gòu)的實(shí)際相對(duì)大小。
如圖13所示,本發(fā)明公開(kāi)的一種晶圓級(jí)影像芯片的封裝結(jié)構(gòu),該封裝結(jié)構(gòu)包括影像芯片104、基板200。所述影像芯片104含有功能面和與功能面相對(duì)的非功能面,所述功能面含有焊墊101,所述基板200正面含有圍堰201,所述影像芯片104功能面與所述基板200正面圍堰粘結(jié),基板上圍堰部分覆蓋影像芯片的焊墊,在所述基板200背面形成開(kāi)口4,所述開(kāi)口4位于焊墊101上,所述開(kāi)口4和所述焊墊101上形成有暴露焊墊的絕緣層202、連接焊墊的導(dǎo)電線路層203、覆蓋導(dǎo)電線路的保護(hù)層204,所述導(dǎo)電線路203與所述焊墊101電性連接。所述基板200背面開(kāi)口處形成有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)205。影像芯片104厚度約2μm~3μm,影像芯片非功能面上做有微透鏡103。
優(yōu)選地,所述基板200為硅基板、玻璃基板的一種或其他硬質(zhì)基板。
優(yōu)選地,基板200尺寸不小于影像芯片104的尺寸。
在其他實(shí)施例中,可以有兩個(gè)或兩個(gè)以上的影像芯片鍵合到一個(gè)基板上,形成雙影像芯片封裝結(jié)構(gòu),或者陣列影像芯片封裝結(jié)構(gòu),以增加封裝體的功能,提高影像芯片的拍攝質(zhì)量。
以下結(jié)合圖1-13分對(duì)一種影像芯片的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法進(jìn)行介紹。
如圖1所示,為本發(fā)明一晶圓100的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,所述晶圓包含有若干影像芯片104單元,各影像芯片單元含有功能面和與其相對(duì)的非功能面,所述功能面含有焊墊101和功能區(qū)102。
如圖2所示,為本發(fā)明所述基板200的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,所述基板200包括含有圍堰201的正面和與其相對(duì)的背面,優(yōu)選地,所述圍堰201的材質(zhì)為非導(dǎo)電聚合物。
如圖3所示,將所述晶圓100與所述基板200進(jìn)行鍵合的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,粘結(jié)材料可以為非導(dǎo)電聚合物、聚合物膠水或膜,所述粘結(jié)材質(zhì)可以涂覆在基板200正面。
如圖4所示,將基板200背面減薄。
優(yōu)選地,使所述基板200背面減薄的方法主要為磨削、研磨、干式拋光、化學(xué)機(jī)械平坦工藝、電化學(xué)腐蝕、濕法腐蝕、等離子增強(qiáng)化學(xué)腐蝕等中的一種或多種結(jié)合。
如圖5所示,在所述基板200背面形成開(kāi)口4,所述開(kāi)口4位于芯片焊墊上方。
優(yōu)選地,形成所述開(kāi)口4的方式可以是切割、刻蝕中的一種或結(jié)合,所述開(kāi)口可以由第一開(kāi)口和第二開(kāi)口組成。
優(yōu)選地,所述開(kāi)口4的形狀可以是矩形、梯形或其他形狀,本實(shí)施例中采用梯形開(kāi)口。
如圖6所示,在所述基板200背面和所述開(kāi)口4形成絕緣層202,并使芯片焊墊101暴露出來(lái)。
優(yōu)選地,所述絕緣層202的材質(zhì)可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者絕緣樹(shù)脂,絕緣層202的制備采用低溫化學(xué)氣相沉積聚合物噴涂或聚合物旋涂的方法。
優(yōu)選地,使所述芯片焊墊101暴露出來(lái)的方法可以是激光、切割,刻蝕中的一種,如絕緣層是光刻膠材料,還可以采用曝光顯影的方式暴露出焊墊。
如圖7所示,在所述絕緣層202上形成至少一層圖形化的導(dǎo)電線路層203。至少一層導(dǎo)電線路203與芯片的焊墊101電性連接。具體實(shí)施時(shí),每層導(dǎo)電線路203的材質(zhì)可以是銅、鎳、靶、金中的一種,形成導(dǎo)電線路的方法可以為電鍍、化學(xué)鍍、真空蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法中的一種。
如圖8所示,在所示圖像化的導(dǎo)電線路203上形成保護(hù)層204,并在所述保護(hù)層204預(yù)留出導(dǎo)電結(jié)構(gòu)205的位置。
如圖9所示,在所述保護(hù)層204預(yù)留出導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的位置形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)205。
如圖10所示,在基板200背面臨時(shí)鍵合一載板500。
優(yōu)選地,所述載板500的材質(zhì)為玻璃、硅或其他硬質(zhì)材料。
如圖11所示,在晶圓100的非功能面進(jìn)行研磨,研磨至2μm~3μm,使非功能面透光,并做微透鏡103。
如圖12所示,通過(guò)解鍵合去除基板200背面的載板500。
優(yōu)選地,所述解鍵合方法可以是光解、熱拆、化學(xué)溶解等。
如圖13所示,將上述封裝體切割形成單顆芯片。
以上實(shí)施例是參照附圖,對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種形式上的修改或變更,但不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的情況下,都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。