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)。