封裝結構及封裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種封裝結構和一種封裝方法。
【背景技術】
[0002]傳統技術上，IC芯片與外部電路的連接是通過金屬引線鍵合(Wire Bonding)的方式實現。隨著IC芯片特征尺寸的縮小和集成電路規模的擴大，引線鍵合技術不再適用。
[0003]晶圓級芯片封裝(WaferLevel Chip size Packaging，WLCSP)技術是對整片晶圓進行封裝測試后再切割得到單個成品芯片的技術，封裝后的芯片尺寸與裸片一致。晶圓級芯片封裝技術顛覆了傳統封裝如陶瓷無引線芯片載具(Ceramic Leadless ChipCarrier)、有機無引線芯片載具(Organic Leadless Chip Carrier)的模式，順應了市場對微電子產品日益輕、小、短、薄化和低價化要求。經晶圓級芯片封裝技術封裝后的芯片達到了高度微型化，芯片成本隨著芯片的減小和晶圓尺寸的增大而顯著降低。晶圓級芯片封裝技術是可以將IC設計、晶圓制造、封裝測試、整合為一體的技術，是當前封裝領域的熱點和發展趨勢。
[0004]影像傳感器芯片作為一種可以將光學圖像轉換成電子信號的芯片，其具有感應區域。當利用現有的晶圓級芯片封裝技術對影像傳感器芯片進行封裝時，為了在封裝過程中保護上述的感應區域不受損傷和污染，通常會在感應區域位置形成一個上蓋基板。所述上蓋基板在完成晶圓級芯片封裝后，可以繼續保留，在影像傳感器芯片的使用過程中繼續保護感應區域免受損傷和污染。
[0005]但是，采用上述晶圓級芯片封裝技術形成的影像傳感器性能不佳。
【發明內容】
[0006]本發明解決的問題是現有技術形成的影像傳感器性能不佳。
[0007]為解決上述問題，本發明實施例提供了一種封裝結構。所述封裝結構包括:芯片單元，所述芯片單元的第一表面包括感應區域；以及上蓋板結構，所述上蓋板結構的第一表面具有多個凹槽結構；其中，所述芯片單元的第一表面與所述上蓋板結構的第一表面相對結合，所述感應區域位于所述凹槽結構和所述芯片單元的第一表面圍成的空腔之內；所述上蓋板結構還包括與第一表面相對的第二表面，且所述上蓋板結構第二表面的面積小于第一表面的面積。
[0008]可選地，所述上蓋板結構還包括側壁，所述側壁包括垂直壁和傾斜壁，所述傾斜壁的第一端與所述上蓋板結構的第二表面的邊緣連接，其相對的第二端與所述垂直壁的頂端連接。
[0009]可選地，所述傾斜壁與所述垂直壁之間的夾角為120°?150°。
[0010]可選地，所述垂直壁頂端與所述上蓋板結構第二表面的高度差基于所述上蓋板結構的厚度、所述凹陷結構內側壁與所述上蓋板結構垂直壁之間的距離、以及所述上蓋板結構的折射率確定。
[0011]可選地，所述垂直壁頂端與所述上蓋板結構第二表面的高度差為所述上蓋板結構厚度的1/5?4/5。
[0012]可選地，所述上蓋板結構的材料為透光材料。
[0013]可選地，所述上蓋板結構的材料為無機玻璃或者有機玻璃，厚度為300 μπι?500 μ mD
[0014]可選地，所述芯片單元還包括:位于所述感應區域外的焊墊；從所述芯片單元的與第一表面相對的第二表面貫穿所述芯片單元的通孔，所述通孔暴露出所述焊墊；覆蓋所述芯片單元第二表面和所述通孔側壁表面的絕緣層；位于所述絕緣層表面且與所述焊墊電學連接的金屬層；位于所述金屬層和所述絕緣層表面的阻焊層，所述阻焊層具有暴露出部分所述金屬層的開口 ；填充所述開口，并暴露在所述阻焊層表面之外的外接凸起。
[0015]對應于上述的封裝結構，本發明實施例還提供了一種封裝方法，所述封裝方法包括:提供待封裝晶圓，所述待封裝晶圓的第一表面包括多個芯片單元和位于芯片單元之間的切割道區域，所述芯片單元包括感應區域；提供封蓋基板，在所述封蓋基板的第一表面形成多個凹槽結構，所述凹槽結構與所述待封裝晶圓上的感應區域相對應；將所述封蓋基板的第一表面與所述待封裝晶圓的第一表面相對結合，使得所述凹槽結構與所述待封裝晶圓的第一表面圍成空腔，所述感應區域位于所述空腔內；沿所述切割道區域對所述待封裝晶圓和所述封蓋基板進行切割，形成多個芯片封裝結構，所述芯片封裝結構包括所述芯片單元和位于所述芯片單元上的由切割所述封蓋基板形成的上蓋板結構，所述上蓋板結構包括位于所述芯片單元一側的第一表面和與所述第一表面相對的第二表面，且所述切割使得所述上蓋板結構的第二表面的面積小于第一表面的面積。
[0016]可選地，沿所述切割道區域對所述待封裝晶圓和所述封蓋基板進行切割包括:執行第一切割工藝，包括沿所述切割道區域從所述待封裝晶圓的與第一表面相對的第二表面開始切割，直至到達所述待封裝晶圓的第一表面形成第一切割溝槽；執行第二切割工藝，包括沿所述切割道區域從所述封蓋基板的與第一表面相對的第二表面開始切割到達預設深度，形成第二切割溝槽，所述第二切割溝槽的寬度沿從所述封蓋基板的第二表面到第一表面的方向逐漸減小；以及執行第三切割工藝，包括繼續切割所述封蓋基板，直至形成貫通所述第一切割溝槽和所述第二切割溝槽的第三切割溝槽，同時形成多個芯片封裝結構。
[0017]可選地，所述預設深度基于所述芯片封裝結構的上蓋板結構的厚度、所述凹陷結構內側壁與所述上蓋板結構側壁之間的距離、以及所述上蓋板結構的折射率確定。
[0018]可選地，所述預設深度為所述封蓋基板厚度的1/5?4/5。
[0019]可選地，所述第二切割工藝采用鉆頭研磨工藝，使得所述第二切割工藝形成的第二切割溝槽的剖面為倒三角形、倒梯形、圓弧形或者拋物線形。
[0020]可選地，所述第二切割工藝采用鉆頭研磨工藝。
[0021]可選地，所述第二切割溝槽的側壁與所述封蓋基板的第二表面之間的夾角為120。?150。。
[0022]可選地，所述芯片單元還包括焊墊，所述焊墊位于所述感應區域外，當將所述封蓋基板的第一表面與所述待封裝晶圓的第一表面相結合后，所述封裝方法還包括:從所述待封裝晶圓的與第一表面相對的第二表面進行減薄；從所述待封裝晶圓的第二表面刻蝕所述待封裝晶圓，形成通孔，所述通孔暴露出所述芯片單元的焊墊；在所述待封裝晶圓的第二表面以及通孔的側壁表面形成絕緣層；在所述絕緣層表面形成連接焊墊的金屬層；在所述金屬層表面以及絕緣層表面形成具有開口的阻焊層，所述開口暴露出部分金屬層表面；在所述阻焊層表面上形成外接凸起，所述外接凸起填充所述開口。
[0023]與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下優點:
[0024]本發明實施例的封裝結構的上蓋板結構的第二表面的面積小于第一表面的面積。例如，所述上蓋板結構的側壁包括了垂直壁和傾斜壁，所述傾斜壁的第一端與所述上蓋板結構的第二表面的邊緣連接，其相對的第二端與所述垂直壁的頂端連接。與現有技術的封裝結構相比，具有傾斜壁的側壁結構可以使得原來在所述側壁上發生反射的光線不能再進入上蓋板結構，減少了從所述上蓋板結構側壁反射進入感應區域的干擾光線，從而可以提高作為影像傳感器的芯片封裝結構的成像質量。
[0025]進一步地，本發明的封裝結構中所述垂直壁頂端與所述上蓋板結構第二表面的高度差基于所述上蓋板結構的厚度、所述凹陷結構內側壁與所述上蓋板結構側壁之間的距離、以及所述上蓋板結構的折射率確定，可以使得從所述上蓋板結構的側壁全反射光線的只能照射至所述空腔壁的頂表面，而不會照射至所述感應區域，進一步減少了進入所述感應區域的干擾光線。
[0026]對應地，本發明實施例的封裝方法也具有上述優點。
【附圖說明】
[0027]圖1示出了現有技術的影像傳感器芯片的剖面結構示意圖；
[0028]圖2至圖9示出了本發明一實施例封裝方法中所形成的中間結構的結構示意圖；
[0029]圖10示出了本發明一實施例的封裝結構的剖面結構示意圖；
[0030]圖11示出了圖10所示的封裝結構的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0031]由【背景技術】可知，現有技術形成的影像傳感器的性能不佳。
[0032]本發明的發明人對現有技術采用晶圓級芯片封裝技術對影像傳感器芯片進行封裝的工藝進行了研究，發現現有技術形成的影像傳感器的性能不佳的原因在于，在芯片封裝過程中形成于感應區域之上的上蓋基板會對進入感應區域的光線產生干擾，降低成像質量。
[0033]具體地，參考圖1，圖1示出了現有技術形成的影像傳感器芯片的剖面結構示意圖。所述影像傳感器芯片包括:襯底10 ;位于所述襯底10第一表面的感應區域20 ;位于所述襯底10第一表面，所述感應區域20兩側的焊墊21 ;從所述襯底10的與所述第一表面相對的第二表面貫穿所述襯底10的通孔(未標示)，所述通孔暴露出所述焊墊21 ;位于所述通孔側壁及襯底10第二表面的絕緣層11 ;從所述第二表面覆蓋所述焊墊21及部分絕緣層11的線路層12 ;覆蓋所述線