[發(fā)明專利]圖像傳感器圓片級封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710256171.4
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107045992A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁得峰;徐高衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/31
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像傳感器封裝制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圖像傳感器圓片級封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，圖像傳感器廣泛應(yīng)用于日常生活的電子產(chǎn)品，同時工業(yè)生產(chǎn)和檢測對智能化的需求，使得圖像傳感器得到了更廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的T型連接方式的圖像傳感器圓片級封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，在傳感器圓片101上通過預(yù)設(shè)工藝形成多個圖像傳感器芯片，圖像傳感器芯片包括傳感單元102和與將所述傳感單元102引出的焊盤電極103；將傳感器圓片101與一透明基板104粘合，粘合材料為樹脂105；在所述焊盤電極103的背面用干法刻蝕露出所述焊盤電極103；在圖像傳感器晶圓背面與槽內(nèi)覆蓋樹脂105，并與一基板106鍵合。在晶圓背面用用機械劃槽方式暴露出正面電極，然后進行金屬沉積，形成T型連接110以把所述焊盤電極103引出到背面，并制作背部電極108；最后沿槽107中心的切割線109劃片得到單個芯片。然而，這種結(jié)構(gòu)在封裝完成進行劃片后，互連面積相當小，并且引線暴露在外面容易引起濕氣及化學(xué)物質(zhì)沿引線進入封裝體內(nèi)，引起異質(zhì)材料分層現(xiàn)象，最終導(dǎo)致互連失效，造成可靠性低問題；多層結(jié)構(gòu)的異質(zhì)鍵合，極易在高功率工作時高溫引起翹曲問題。

現(xiàn)有的引線鍵合互連方式的圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)如圖2所示，將待封裝圖像傳感器芯片201的有源區(qū)205向上通過粘合劑固定在基板204上，然后通過引線203把圖像傳感器上的焊盤電極202與基板焊盤電極206互連。這種封裝形式，封裝流程簡單，成本低，但是有很明顯的缺點，可靠性低，封裝密度小，并且有源面暴露在外面，容易造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像傳感器圓片級封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器圓片級封裝結(jié)構(gòu)存在的封裝密度小、容易造成污染、可靠性低及容易引起翹曲的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種上述圖像傳感器圓片級封裝方法，所述圖像傳感器圓片級封裝方法包括以下步驟：

提供圖像傳感器芯片，所述圖像傳感器芯片包括圖像傳感單元及與所述圖像傳感單元相連接且位于所述圖像傳感器芯片正面的焊盤電極，并在所述焊盤電極上形成第一焊料凸點；

提供一基板，在所述基板背面形成凹槽；

在所述基板上形成互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)自所述凹槽底部經(jīng)由所述凹槽側(cè)壁延伸至所述基板的背面；

將所述圖像傳感器芯片倒裝焊于所述凹槽底部的所述互連結(jié)構(gòu)上；

在所述圖像傳感器芯片背面及所述基板背面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層將所述圖像傳感器芯片與所述基板之間的凹槽空間密封以形成密封腔體；

形成第二焊料凸點，所述第二焊料凸點與位于所述基板背面的所述互連結(jié)構(gòu)相連接。

作為本發(fā)明的圖像傳感器圓片級封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述凹槽的深度大于或等于所述互連結(jié)構(gòu)、所述第一焊料凸點及所述圖像傳感器芯片三者的厚度之和，所述凹槽的橫向尺寸大于所述圖像傳感器芯片的橫向尺寸。

作為本發(fā)明的圖像傳感器圓片級封裝方法的一種優(yōu)選方案，采用激光植球法形成所述第一焊料凸點及所述第二焊料凸點。

作為本發(fā)明的圖像傳感器圓片級封裝方法的一種優(yōu)選方案，采用激光植球法形成所述第二焊料凸點過程中的回流溫度低于所述第一焊料凸點的熔點。

作為本發(fā)明的圖像傳感器圓片級封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述基板為光敏玻璃，通過光刻、顯影在所述基板背面形成所述凹槽。

作為本發(fā)明的圖像傳感器圓片級封裝方法的一種優(yōu)選方案，形成所述第一焊料凸點包括以下步驟：

在所述介質(zhì)層內(nèi)形成開口，所述開口暴露出位于所述基板背面的所述互連結(jié)構(gòu)；

在暴露的所述互連結(jié)構(gòu)表面形成UBM層；

在所述UBM層表面形成所述第二焊料凸點。

作為本發(fā)明的圖像傳感器圓片級封裝方法的一種優(yōu)選方案，形成所述第二焊料凸點之后，還包括將得到的結(jié)構(gòu)進行劃片以形成獨立的封裝器件的步驟。

本發(fā)明還提供一種圖像傳感器圓片級封裝結(jié)構(gòu)，所述圖像傳感器圓片級封裝結(jié)構(gòu)包括：

基板，所述基板背面形成有凹槽；

互連結(jié)構(gòu)，自所述凹槽底部經(jīng)由所述凹槽側(cè)壁延伸至所述基板的背面；

圖像傳感器芯片，所述圖像傳感器芯片包括圖像傳感單元及與所述圖像傳感單元相連接且位于所述圖像傳感器芯片正面的焊盤電極；

第一焊料凸點，位于所述焊盤電極表面；所述圖像傳感器芯片經(jīng)由所述第一焊料凸點倒裝焊于位于所述凹槽底部的所述互連結(jié)構(gòu)上；