[發(fā)明專利]一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610002545.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105448946A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦飛;別曉銳;史戈;安彤;肖智軼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤其涉及一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，屬于半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

影像傳感芯片是一種半導(dǎo)體模塊，是一種將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成為電子信號(hào)的設(shè)備，電子信號(hào)可以用來(lái)進(jìn)一步處理或數(shù)字化后進(jìn)行存儲(chǔ)，或用于將影像傳遞至顯示裝置進(jìn)行顯示等。它被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。影像傳感芯片主要分為電荷耦合器件(CCD)和CMOS影像傳感器(CIS)兩類。雖然CCD影像傳感器在影像質(zhì)量以及噪聲等方面優(yōu)于CMOS影像傳感器，但是CMOS傳感器可用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)制造，生產(chǎn)成本較低。同時(shí)由于所用的元件數(shù)相對(duì)較少以及信號(hào)傳輸距離短，CMOS影像傳感器具備功耗低、電容、電感和寄生延遲降低等優(yōu)點(diǎn)。

隨著各種先進(jìn)封裝技術(shù)的出現(xiàn)，影像傳感芯片的封裝形式也向著更輕、更薄、更便攜的方向發(fā)展，同時(shí)也要求更高的性能、更快的速度以及更低的成本。

目前的影響傳感芯片結(jié)構(gòu)一般利用支撐墻(高分子材料)將芯片與玻璃蓋板的四周粘接在一起，同時(shí)需要在芯片感光區(qū)與玻璃蓋板之間留有一定的距離，這就要求支撐墻必須具有一定的厚度。然而由于目前采用的支撐墻強(qiáng)度和剛度較小，且厚度均一性較差，不足以保證芯片感光區(qū)與玻璃蓋板之間有足夠的距離，一般僅有30～50μm，并且會(huì)造成芯片與玻璃蓋板接合處平整度差和玻璃表面不平整等問(wèn)題。另外，由于支撐墻材料與其他材料的熱膨脹系數(shù)差異較大，使得支撐墻與其他材料的界面處容易發(fā)生由熱應(yīng)力引起的裂紋、分層等問(wèn)題，從而導(dǎo)致產(chǎn)品失效。除此以外，現(xiàn)有的影像傳感芯片結(jié)構(gòu)一般將芯片感光區(qū)的信號(hào)經(jīng)由芯片四周的硅通孔或者硅槽通過(guò)金屬線路傳遞至芯片背面，信號(hào)傳遞路徑較長(zhǎng)，信號(hào)延遲較為嚴(yán)重。

因此，迫切需要一種高可靠性、高性能的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施的封裝結(jié)構(gòu)，可以保證芯片與玻璃蓋板之間有足夠的間距，可以改善芯片與玻璃蓋板的分層問(wèn)題，能夠縮短信號(hào)傳遞路徑，提高芯片速度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

影像傳感芯片104，所述影像傳感芯片具有感光區(qū)100a、芯片鈍化層100b、芯片焊盤(pán)100c和芯片凸點(diǎn)下金屬層100d，所述芯片凸點(diǎn)下金屬層上制作有芯片微凸點(diǎn)119；

透明基板105，所述透明基板一側(cè)依次沉積有金屬鈦層106、金屬銅層107和基板鈍化層109，所述透明基板外側(cè)制作有基板微凸點(diǎn)121，所述透明基板中間位置留有透光區(qū)116。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述影像傳感芯片104通過(guò)芯片微凸點(diǎn)119與透明基板105實(shí)現(xiàn)互連，芯片感光區(qū)100a面向透明基板并與透光區(qū)116對(duì)中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片鈍化層100b可以是氧化硅、氮化硅、聚酰亞胺PI等材質(zhì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片微凸點(diǎn)119可以是銅微凸點(diǎn)或者金微凸點(diǎn)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明基板105可以是玻璃、石英、陶瓷等材質(zhì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板鈍化層109可以是氧化硅、氮化硅、聚酰亞胺PI等材質(zhì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板微凸點(diǎn)121可以是銅微凸點(diǎn)或者金微凸點(diǎn)。

一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，提供一晶圓100，所述晶圓功能面為正面，與其相反的一面為反面。正面具有感光區(qū)100a、芯片鈍化層100b、若干芯片焊盤(pán)100c，所述芯片焊盤(pán)上形成有芯片凸點(diǎn)下金屬層100d；

步驟2，于所述晶圓100正面涂覆第一光阻層101，并通過(guò)曝光、顯影制程在與芯片凸點(diǎn)下金屬層對(duì)應(yīng)處形成第一光阻層第一開(kāi)口110以暴露底部的芯片凸點(diǎn)下金屬層100d；

步驟3，于所述第一光阻層第一開(kāi)口110內(nèi)沉積芯片銅凸點(diǎn)102，凸點(diǎn)高度為50～100μm；

步驟4，于所述芯片銅凸點(diǎn)102上沉積芯片焊料層103，焊料層厚度為10～20μm；

步驟5，去除第一光阻層101，并將所述芯片焊料層103進(jìn)行回流形成芯片微凸點(diǎn)119；