[發明專利]一種影像傳感芯片封裝結構與實現工藝

在審

• 申請號: 201610002545.5
• 申請日: 2016-01-02
• 公開（公告）號: CN105448946A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 秦飛;別曉銳;史戈;安彤;肖智軼
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種半導體芯片封裝結構及其制作方法，尤其涉及一種影像傳感芯片封裝結構及其制作方法，屬于半導體封裝領域。

背景技術

影像傳感芯片是一種半導體模塊，是一種將光學影像轉換成為電子信號的設備，電子信號可以用來進一步處理或數字化后進行存儲，或用于將影像傳遞至顯示裝置進行顯示等。它被廣泛應用于數碼相機和其他電子光學設備中。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量以及噪聲等方面優于CMOS影像傳感器，但是CMOS傳感器可用傳統的半導體生產技術制造，生產成本較低。同時由于所用的元件數相對較少以及信號傳輸距離短，CMOS影像傳感器具備功耗低、電容、電感和寄生延遲降低等優點。

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

目前的影響傳感芯片結構一般利用支撐墻(高分子材料)將芯片與玻璃蓋板的四周粘接在一起，同時需要在芯片感光區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度和剛度較小，且厚度均一性較差，不足以保證芯片感光區與玻璃蓋板之間有足夠的距離，一般僅有30～50μm，并且會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題。另外，由于支撐墻材料與其他材料的熱膨脹系數差異較大，使得支撐墻與其他材料的界面處容易發生由熱應力引起的裂紋、分層等問題，從而導致產品失效。除此以外，現有的影像傳感芯片結構一般將芯片感光區的信號經由芯片四周的硅通孔或者硅槽通過金屬線路傳遞至芯片背面，信號傳遞路徑較長，信號延遲較為嚴重。

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構。

發明內容

本發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構及其制作方法，通過本發明實施的封裝結構，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題，能夠縮短信號傳遞路徑，提高芯片速度。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種影像傳感芯片封裝結構，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100a、芯片鈍化層100b、芯片焊盤100c和芯片凸點下金屬層100d，所述芯片凸點下金屬層上制作有芯片微凸點119；

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

作為本發明的進一步改進，所述的影像傳感芯片封裝結構，其特征在于，所述影像傳感芯片104通過芯片微凸點119與透明基板105實現互連，芯片感光區100a面向透明基板并與透光區116對中。

作為本發明的進一步改進，所述的影像傳感芯片封裝結構，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。

作為本發明的進一步改進，所述的影像傳感芯片封裝結構，其特征在于，所述芯片微凸點119可以是銅微凸點或者金微凸點。

作為本發明的進一步改進，所述的影像傳感芯片封裝結構，其特征在于，所述透明基板105可以是玻璃、石英、陶瓷等材質。

作為本發明的進一步改進，所述的影像傳感芯片封裝結構，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。

作為本發明的進一步改進，所述的影像傳感芯片封裝結構，其特征在于，所述基板微凸點121可以是銅微凸點或者金微凸點。

一種影像傳感芯片封裝結構的實現工藝，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100a、芯片鈍化層100b、若干芯片焊盤100c，所述芯片焊盤上形成有芯片凸點下金屬層100d；

步驟2，于所述晶圓100正面涂覆第一光阻層101，并通過曝光、顯影制程在與芯片凸點下金屬層對應處形成第一光阻層第一開口110以暴露底部的芯片凸點下金屬層100d；

步驟3，于所述第一光阻層第一開口110內沉積芯片銅凸點102，凸點高度為50～100μm；

步驟4，于所述芯片銅凸點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進行回流形成芯片微凸點119；