一種基于硅基板的影像芯片封裝結構及其制作方法與流程

本發明涉及一種半導體封裝技術，尤其涉及一種影像芯片晶圓級封裝技術。

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。

現有的影像傳感芯片結構一般在影像芯片功能面通過圍堰與玻璃蓋板粘結，這種方式會導致圍堰接觸功能面，就增大了功能區污染的概率，比如發生溢膠。此外，隨著對影像芯片的高性能需求的增大，影像傳感芯片i/o口勢必會增加，對于現有的影像芯片封裝結構，i/o口增大，布球的空間就顯得不足。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提出一種影像芯片的封裝結構及其制作方法，將影像芯片粘結于基板上，再將帶有圍堰的玻璃蓋板粘結在基板上，在基板第二表面和影像芯片非功能面形成開口，暴露處影像芯片的焊墊，設置導電線路將焊墊電性連到基本背面，封裝完畢切割形成影像芯片封裝結構。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種影像芯片的封裝結構，該封裝結構包括至少一影像芯片，一基板，一玻璃蓋板，所述基板具有第一表面和與其相對的第二表面，所述第一表面上覆蓋有一層粘接層，所述粘結層具有第一開口和第二開口，所述基板第二表面具有第三開口，所述影像芯片含有功能面和與其相對的非功能面，所述功能面含有焊墊和功能區，所述非功能面對應焊點位置設有暴露焊墊的第四開口，所述影像芯片的非功能面通過粘結層與所述基板第一表面粘結，所述粘結層第一開口對應所述影像芯片非功能面第四開口的位置，所述第一開口與第三開口、第四開口連接形成通孔，所述玻璃蓋板正面包含圍堰，所述基板第一表面與所述玻璃蓋板正面圍堰粘結形成空腔，影像芯片位于空腔位置，所述通孔內壁及基板第二表面設有導電線路，所述導電線路將影像芯片焊墊電性引到基板第二表面。

利用影像芯片的封裝結構進行的一種影像芯片封裝結構的制作方法，該方法包括如下步驟：提供一基板，在基板第一表面覆蓋一層具有第一開口和第二開口的粘結層；提供一影像芯片，將影像芯片非功能面與粘接層粘結，所述第一開口位于影像芯片焊墊朝向非功能面的正下方；提供一正面含有圍堰的玻璃蓋板，將基板第一表面與所述玻璃蓋板正面圍堰粘結形成空腔，影像芯片位于空腔位置；在所述基板第二表面形成第三開口；在所述影像芯片非功能面形成暴露焊墊的第四開口；所述第四開口與第一開口、第三開口形成通孔；在所述通孔內壁形成暴露焊墊的絕緣層；在所述絕緣層上形成圖形化的導電線路；在所述導電線路上形成保護層，所述保護層上形成有焊盤開口；在所述焊盤開口形成導電結構；切割形成單顆影像芯片封裝體。

有益效果

本發明提供一種影像芯片的封裝結構及其制作方法，玻璃蓋板與基板粘結，避免了溢膠污染感光區，提高芯片的可靠性；芯片粘結在基板上，布球空間不僅限于芯片上，增加了布球空間。

附圖說明

圖1為本發明影像芯片的剖面結構示意圖；

圖2為本發明基板的剖面結構示意圖；

圖3為本發明基板上形成包含第一開口的粘結層；

圖4為本發明影像芯片與基板粘結后的剖面結構示意圖；

圖5為本發明玻璃蓋板與基板粘結后的剖面結構示意圖；

圖6為本發明基板減薄且第二表面形成第二開口后的剖面結構示意圖；

圖7為本發明影像芯片非功能面形成第三開口后的剖面結構示意圖；

圖8為本發明第一、二、三開口處形成絕緣層后的剖面結構示意圖；

圖9為本發明絕緣層上形成導電線路后的結構示意圖；

圖10為本發明導電線路上形成保護層后的結構示意圖；

圖11為本發明保護層開口處形成導電結構后的結構示意圖；

圖12為本發明單顆影像芯片的結構示意圖。

結合附圖作以下說明：

100---影像芯片101---焊墊102---功能區

103---第四開口200---基板201---第三開口

300---粘結層301---第一開口302---第二開口

4---玻璃蓋板5---圍堰6---絕緣層

7---導電線路8---保護層9---導電結構

具體實施方式

為使本發明能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。為方便說明，實施例附圖的結構中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實施例中各結構的實際相對大小。

如圖12所示，本發明公開的一種影像芯片的封裝結構，它包括一影像芯片100，一基板200，一玻璃蓋板4，所述基板200具有第一表面和與其相對的第二表面，所述第一表面上有一層粘接層300，所述粘結層300具有第一開口301和第二開口302，所述基板200第二表面具有暴露第一開口301的第三開口201，所述影像芯片100含有功能面和與其相對的非功能面，所述功能面含有焊墊101和功能區102，所述非功能面對應焊點101位置設有暴露焊墊101的第四開口103，所述影像芯片100的非功能面通過粘結層300與所述基板200第一表面粘結，所述粘結層300第一開口301對應所述影像芯片非功能面第四開口103的位置，所述第一開口301與第三開口201、第四開口103連接形成通孔，所述玻璃蓋板4正面包含圍堰5，所述基板200第一表面與所述玻璃蓋板4正面圍堰5粘結形成空腔，影像芯片100位于空腔位置，所述通孔內壁及基板200第二表面設有導電線路7，所述導電線路將影像芯片7焊墊電性引到基板第二表面。

優選地，所述基板200為硅基板、玻璃基板的一種或其他硬質基板。

優選地，基板200尺寸不小于影像芯片100的尺寸。

在其他實施例中，可以有兩個或兩個以上的影像芯片鍵合到一個基板上，形成雙影像芯片封裝結構，或者陣列影像芯片封裝結構，以增加封裝體的功能，提高影像芯片的拍攝質量。

以下結合圖1-12分別對一種影像芯片的封裝結構的制作方法進行介紹。

如圖1所示，為本發明一影像芯片100的剖面結構示意圖，所述影像芯片含有功能面和與其相對的非功能面，所述功能面含有焊墊101和功能區102。

如圖2所示，為本發明所述基板200的剖面結構示意圖。

如圖3所示，在所述基板200第一表面形成粘結層300，并在粘接層上形成第一開口301和第二開口302。

如圖4所示，將影像芯片100粘結于基板200第一表面的粘結層300上，第一開口301位于影像芯片100焊墊101朝向非功能面的正下方，粘結材質采用非導電聚合物、聚合物膠水或膜，所述粘結材質可以涂覆在粘結層300正面。

如圖5所示，將基板200第一表面與所述玻璃蓋板4正面圍堰5粘結形成空腔，影像芯片100位于空腔位置，粘結材質采用非導電聚合物、聚合物膠水或膜，所述粘結材質可以涂覆在基板200正面。

如圖6所示，將基板200第二表面減薄并形成暴露第一開口201的第三開口201。

優選地，所述第三開口201的形狀可以是矩形、梯形或其他形狀，本實施例中采用梯形開口。

優選地，使所述基板200第二表面減薄的方法主要為磨削、研磨、干式拋光、化學機械平坦工藝、電化學腐蝕、濕法腐蝕、等離子增強化學腐蝕等中的一種或多種結合。

優選地，形成所述第三開口201的方式是切割。

如圖7所示，在所述影像芯片100非功能面形成暴露焊墊101的第四開口103。

優選地，形成所述第四開口的方式是刻蝕。

如圖8所示，在所述基板200第二表面和所述通孔內壁形成暴露焊墊的絕緣層6。

優選地，所述絕緣層6的材質可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者絕緣樹脂，絕緣層6的制備采用低溫化學氣相沉積聚合物噴涂方法。

優選地，使所述影像芯片焊墊101暴露出來的方法可以是激光、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9所示，在所述絕緣層6上形成至少一層圖形化的導電線路層7。至少一層導電線路7與芯片的焊墊101電性連接。具體實施時，每層導電線路7的材質可以是銅、鎳、鈀、金中的一種，形成導電線路的方法可以為電鍍、化學鍍、真空蒸鍍法、化學氣相沉積法中的一種。

如圖10所示，在所示圖形化的導電線路7上形成保護層8，并在所述保護層8預留出導電結構9的位置。

如圖11所示，在所述保護層8預留出導電結構9的位置形成導電結構9。

如圖12所示，將上述封裝體切割形成單顆芯片。

以上實施例是參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細說明。本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本發明的實質的情況下，都落在本發明的保護范圍之內。