一種圖像傳感器的封裝結構及其封裝工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微電子封裝技術領域，具體來說，涉及一種圖像傳感器的封裝結構及其封裝工藝。
[0002]
【背景技術】
[0003]現有的圖像傳感器通常將芯片安裝在基部(如CLCC陶瓷基座、PLCC有機基部)腔體中，用金絲或鋁絲等將芯片與基部互連起來，再用玻璃板光窗粘接密封;再就是以硅通孔技術(TSV)作垂直導通的圓片級封裝，前者存在高度大、尺寸大，后者投資大、封裝成本高等不足，不能滿足超薄、超小型尺寸要求的圖像傳感器封裝需求。
[0004]針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
[0005]
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種圖像傳感器的封裝結構，以克服目前現有技術存在的上述不足。
[0007]為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
一種圖像傳感器的封裝結構，包括基板，該基板包括基部，所述基部的上表面邊緣處均向上延伸形成封閉式的支撐部，所述支撐部與所述基部所形成腔體內的所述基部上表面由粘接層通過粘接的方式固定有圖像傳感器芯片，所述圖像傳感器芯片上端面邊緣的引出端為焊料凸點;所述支撐部與所述基部之間形成了上部具有開口的結構，在該開口上具有一個可封閉所述開口且與所述支撐部橫截面大小相等的薄膜玻璃光窗，所述薄膜玻璃光窗底端面邊緣處通過光刻、蒸發或濺射的方式由外至內依次制作有封接環、外焊盤、互連線以及內焊盤，其中，所述互連線兩端分別與所述內焊盤和所述外焊盤相連接，所述凸點與所述內焊盤相配合，所述支撐部上端面邊沿靠近所述圖像傳感器芯片的一側設有與所述外焊盤相配合的支撐部焊盤，該支撐部焊盤外側的所述支撐部上端面上設有與所述封接環相配合的支撐部封接環，所述基部四周邊緣等間距的設有若干缺口朝外且下端與該基部下端面相貫通的半圓通孔，該基部底端面設有用于遮擋所述半圓通孔下貫通口且朝向所述基部底端面內延伸的基部外焊盤，所述支撐部焊盤下端面處的所述支撐部上設有向下延伸且與所述基部底端面的所述基部外焊盤以及所述半圓通孔相連的埋孔。
[0008]進一步的，所述圖像傳感器芯片四周邊沿與所述支撐部的內側面之間形成圍繞所述圖像傳感器芯片的空腔。
[0009]進一步的，所述圖像傳感器芯片其引出端凸點的底層金屬結構材料為銅-鎳-金或銅-鎳-錫，凸點材料為錫或錫銀銅合金;或所述圖像傳感器芯片引出端凸點為銅柱上帶錫帽結構。
[0010]進一步的，所述薄膜玻璃光窗由符合互補金屬氧化物半導體圖像傳感器的光學玻璃制成。
[0011 ]進一步的，所述封接環和所述支撐部封接環上通過電鍍或化鍍或蒸發或濺射有焊料層，其中，焊料層的焊料為錫或錫銀銅。
[0012]進一步的，所述支撐部焊盤、所述支撐部封接環、所述基部外焊盤、所述半圓通孔的表面結構材料為鎳-金或鎳-錫。
[0013]—種圖像傳感器的封裝工藝，包括如下步驟:
步驟I):材料制作，選取多層有機基板，并采用多層有機基板工藝制作基板，通過下料、內層制作、壓合、鉆孔、化學鍍/沉銅、阻焊層和文字印刷、電鍍鎳-金或化鍍鎳-鈀-金或電鍍/化鍍鎳，然后再在支撐部封接環、支撐部焊盤金屬化層上電鍍或化鍍或蒸發或濺射或熱噴焊料層，其中，焊料為錫、錫銀銅，制作出支撐部焊盤、支撐部封接環、埋孔、基部外焊盤、半圓通孔、腔體的有機材料的基板，最后切割分選出合格基板；
選取薄膜玻璃，并在薄膜玻璃上采用光刻、蒸發或濺射制作多層金屬結構封接環、外焊盤、互連線以及內焊盤，并通過砂輪或激光切割分選出合格薄膜玻璃光窗；
在圖像傳感器芯片的引出端焊盤上制作具有金屬層、焊料的凸點；
步驟2):將圖像傳感器芯片通過導電膠粘接于基板上腔體的中部，并且保證圖像傳感器芯片與基板位于同一平面；
步驟3):清洗，將粘接好后的圖像傳感器芯片采用氬、氫離子進行清洗；
步驟4):封裝，將薄膜玻璃光窗有金屬布線層的面扣于基板和圖像傳感器芯片上，封接環與支撐部封接環對應、外焊盤與支撐部焊盤對應、內焊盤與凸點對應，在惰性或還原性氣氛下經過高溫、加壓整平，將焊料熔融使薄膜玻璃光窗、圖像傳感器芯片、基板上的支撐部完成互連焊接和密封；
步驟5):檢測，對壓合后的封裝器件進行外觀檢查、性能測試以及打標。
[0014]進一步的，所述步驟4)需在氮氫保護氣氛中經260°C±10°C保溫I分鐘±0.5分鐘。
[0015]進一步的，所述步驟4)中壓合力的大小根據封口周長值乘以5g/mm?50g/mm進行計算。
[0016]進一步的，所述步驟4)中的互連、密封為同步完成。
[0017]本發明的有益效果:封裝工藝中用薄膜玻璃光窗取代玻璃蓋板，降低了光窗厚度；通過圖像傳感器芯片上凸點焊料熔融、焊盤、封接環焊料熔融完成電氣互連、封接，省去了引線鍵合工藝，降低了鍵合高度，實現了互補金屬氧化物半導體圖像傳感器超薄封裝，并將互連和封接改為一個工序完成，大大縮短了工藝流程，降低了封裝成本。
[0018]
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0020]圖1是根據本發明實施例所述的圖像傳感器的封裝結構的主視圖；
圖2是根據本發明實施例所述的圖像傳感器的封裝結構的俯視圖； 圖3是根據本發明實施例所述的薄膜玻璃光窗的仰視圖；
圖4是根據本發明實施例所述的基板的俯視圖；
圖5是根據本發明實施例所述的基板的仰視圖。
[0021]圖中:
1、基板；11、基部；111、半圓通孔；112、基部外焊盤;12、支撐部；121、支撐部焊盤；122、支撐部封接環；123、埋孔;2、圖像傳感器芯片;21、凸點；3、粘接層;4、薄膜玻璃光窗;41、封接環;42、外焊盤;43、互連線;44、內焊盤;5、空腔;6、焊料層。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]如圖1至圖5所示，根據本發明的實施例所述的一種圖像傳感器的封裝結構，包括基板I，該基板I包括基部U，所述基部11的上表面邊緣處均向上延伸形成封閉式的支撐部12，所述支撐部12與所述基部11所形成腔體內的所述基部11上表面由粘接層3通過粘接的方式固定有圖像傳感器芯片2，所述圖像傳感器芯片2上端面邊緣的引出端為焊料凸點21;所述支撐部12與所述基部11之間形成了上部具有開口的結構，在該開口上具有一個可封閉所述開口且與所述支撐部12橫截面大小相等的薄膜玻璃光窗4，所述薄膜玻璃光窗4底端面邊緣處通過光刻、蒸發或濺射的方式由外至內依次制作有封接環41、外焊盤42、互連線43以及內焊盤44，其中，所述互連線43兩端分別與所述內焊盤44和所述外焊盤42相連接，所述凸點21與所述內焊盤44相配合，所述支撐部12上端面邊沿靠近所述圖像傳感器芯片2的一側設有與所述外焊盤42相配合的支撐部焊盤121，該支撐部焊盤121外側的所述支撐部12上端面上設有與所述封接環41相配合的支撐部封接環122，所述基部11四周邊緣等間距的設有若干缺口朝外且下端與該基部11下端面相貫通的半圓通孔111，該基部11底端面設有用于遮擋所述半圓通孔111下貫通口且朝向所述基部11底端面內延伸的基部外焊盤112，所述支撐部焊盤121下端面處的所述支撐部12上設有向下延伸且與所述基部11底端面的所述基部外焊盤112以及所述半圓通孔111相連的埋孔123。
[0025]進一步的，所述圖像傳感器芯片2四周邊沿與所述支撐部12的內側面之間形成圍繞所述圖像傳感器芯片2的空腔5。
[0026]進一步的，所述圖像傳感器芯片2其引出端凸點21的底層金屬結構材料為銅-鎳-金或銅-鎳-錫，凸點21材料為錫或錫銀銅合金;或所述圖像傳感器芯片2引出端凸點21為銅柱上帶錫帽結構。
[0027]進一步的，所述薄膜玻璃光窗4由符合互補金屬氧化物半導體圖像傳感器的光學玻璃制成。
[0028]進一步的，所述封接環41和所述支撐部封接環122上通過電鍍或化鍍或蒸發或濺射有焊料層6，其中，焊料層6的焊料為錫或錫銀銅。
[0029]進一步的，所述支撐部焊盤121、所述支撐部封接環122、所述基部外焊盤112、所述半圓通孔111的表面結構材料為鎳-金或鎳-錫。
[0030]—種圖像傳感器的封裝工藝，包括如下步驟:
步驟I):材料制作，選取多層有機基板，并采用多層有機基板工藝制作基板I，通過下料、內層制作、壓合、鉆孔、化學鍍/沉銅、阻焊層和文字印刷、電鍍鎳-金或化鍍鎳-鈀-金或電鍍/化鍍鎳，然后再在支撐部封接環122、支撐部焊盤121金屬化層上電鍍或化鍍或蒸發或濺射或熱噴焊料層6，其中，焊料為錫、錫銀銅，制作出支撐部焊盤121、支撐部封接環122、埋孔123、基部外焊盤112、半圓通孔111、腔體的有機材料的基板I，最后切割分選出合格基板I;
選取薄膜玻璃，并在薄膜玻璃上采用光刻、蒸發或濺射制作多層金屬結構封接環41、夕卜焊盤