高像素影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影像傳感芯片的封裝，具體是涉及一種高像素影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高像素影像傳感芯片的封裝，要求感測區(qū)與透光基板之間有較大的間隙，否則透光基板上的顆粒會對感測區(qū)產(chǎn)生較大影響，且容易產(chǎn)生鬼影或炫光等不良現(xiàn)象；一種封裝工藝是在基底表面利用硅通孔工藝將影像傳感芯片的焊墊露出，并在該基底表面鋪設(shè)絕緣層、金屬線路層、保護(hù)層將芯片上的接點(diǎn)連接到導(dǎo)線架上之內(nèi)引腳上，進(jìn)而將芯片之電路訊號傳輸?shù)酵饨珉娐钒迳?，這樣制作成本高，工藝復(fù)雜，不利于影像傳感芯片內(nèi)部應(yīng)力的釋放。另一種封裝工藝是利用C0B封裝技術(shù)，采用粘接劑或自動帶焊、絲焊、倒裝焊等方法，將影像傳感器芯片直接貼裝在電路板上，再通過引線鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)影像傳感器芯片上的焊墊與電路板上的連接點(diǎn)的電連接，這樣制作雖然封裝的產(chǎn)品性能可靠穩(wěn)定，封裝后的產(chǎn)品體積小，封裝的成本低，但是，影像傳感器芯片的感測區(qū)在C0B封裝過程中容易受到污染或損傷，需要對影像傳感器芯片的感測區(qū)進(jìn)行防護(hù)，同時，需要通過復(fù)雜的工藝步驟(比如，先采用切割工藝去除大部分防護(hù)材料、然后通過刻蝕工藝去除靠近焊墊的防護(hù)材料)將影像傳感器芯片的焊墊暴露出來，進(jìn)行引線鍵合，同樣，存在工藝復(fù)雜、可靠性和穩(wěn)定性等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高像素影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，具有工藝簡單、封裝體積小、經(jīng)濟(jì)成本低、可靠性及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種高像素影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括載板單元、影像傳感芯片、透光基板和功能基板，所述影像傳感芯片的功能面具有感測區(qū)和位于感測區(qū)周圍的若干焊墊，所述載板單元上形成有貫通其上下表面的第一空腔和至少一第二空腔，所述載板單元的下表面粘結(jié)于所述影像傳感芯片的功能面上，使所述第一空腔罩住所述感測區(qū)，所述第二空腔暴露所述焊墊；所述透光基板固接于所述載板單元的上表面，且罩住所述第一空腔的上表面開口 ；所述影像傳感芯片的非功能面鍵合于所述功能基板上，所述影像傳感芯片的焊墊電性通過打線接合工藝導(dǎo)出至所述功能基板上的連接點(diǎn)上。
[0006]進(jìn)一步的，所述透光基板為IR光學(xué)鍍膜玻璃。
[0007]進(jìn)一步的，一個所述第二空腔暴露一個所述焊墊或一個所述第二空腔同時暴露兩個或多個所述焊墊。
[0008]進(jìn)一步的，所述透光基板的下表面尺寸大于所述第一空腔的尺寸，且小于所述載板單元的上表面尺寸。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一空腔的垂直截面形狀為矩形或梯形。
[0010]—種高像素影像傳感芯片的封裝方法，包含如下步驟:
[0011 ] 步驟1、提供一包含若干影像傳感芯片的晶片，每個影像傳感芯片的功能面上具有感測區(qū)及位于感測區(qū)周圍的若干焊墊，相鄰影像傳感芯片之間具有切割道；
[0012]步驟2、選取與影像傳感芯片基底材質(zhì)相同的載板，所述載板包括對應(yīng)若干影像傳感芯片的若干載板單元，在每個載板單元上同時制作貫通其上下表面的第一空腔和至少一第二空腔；所述第一空腔對應(yīng)影像傳感芯片的感測區(qū)位置，并能夠罩住影像傳感芯片的感測區(qū)；所述第二空腔對應(yīng)影像傳感芯片的焊墊位置，并能夠暴露出影像傳感芯片的焊墊；
[0013]步驟3、在每個載板單元的第一空腔的上表面開口上蓋上一透光基板；
[0014]步驟4、通過粘結(jié)劑將所述載板的下表面與所述晶片的功能面鍵合在一起，使每個載板單元上的第一空腔罩住其對應(yīng)的影像傳感芯片的感測區(qū)，每個載板單元上的第二空腔暴露其對應(yīng)的影像傳感芯片的焊墊；
[0015]步驟5、對步驟4中鍵合之后的晶片的非功能面進(jìn)行減薄，達(dá)到設(shè)定厚度；
[0016]步驟6、切割步驟5中減薄之后的晶片及載板，形成單顆影像傳感芯片準(zhǔn)封裝結(jié)構(gòu)；
[0017]步驟7、利用打線鍵合工藝，將影像傳感芯片的非功能面鍵合于一功能基板上，將影像傳感芯片的焊墊電性打線導(dǎo)出至所述功能基本上的連接點(diǎn)上，形成單顆影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0018]進(jìn)一步的，減薄之后，影像傳感芯片厚度為50um?300um。
[0019]進(jìn)一步的，一個所述第二空腔暴露一個所述焊墊，或者一個所述第二空腔同時暴露兩個或多個所述焊墊。
[0020]進(jìn)一步的，打線的材質(zhì)為銅、鋁、銀和金中的一種或多種。
[0021]進(jìn)一步的，打線的高度不超過載板的上表面。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種高像素影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，該封裝工藝在載板上制作貫通的第一空腔的同時，制作了貫通的第二空腔，第一空腔對應(yīng)芯片的感測區(qū)，第二空腔使影像傳感芯片的焊墊暴露出來，這樣，通過載板及其上的第一空腔可為高像素影像傳感芯片的感測區(qū)與透光基板之間提供較大的間隙，并在封裝過程中起到防護(hù)感測區(qū)受到污染或損傷的作用，提高封裝的可靠性及穩(wěn)定性；通過第二空腔暴露影像傳感芯片的焊墊，可以直接打線將影像傳感芯片的電性引出至功能基板，如印刷電路板或者其他中介片。這樣，功能基板直接與影像傳感芯片相連接，能夠使芯片的散熱性較好，并且打線工藝與傳統(tǒng)的硅通孔工藝相比不需要鋪設(shè)絕緣層、金屬線路層等而直接將電性導(dǎo)出，制程簡單，封裝體的體積較小，同時能夠有效地節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。通過在載板上制作第一空腔的同時制作貫通的第二空腔，這樣，制作工藝步驟較少，工藝非常簡單。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明包含若干影像傳感芯片的晶片的剖面圖(示例出了兩個影像傳感芯片);
[0024]圖2為本發(fā)明具有第一空腔和第二空腔的載板的剖面圖(示例出了兩個載板單元);
[0025]圖3為本發(fā)明具有第一空腔和第二空腔的載板的俯視圖；
[0026]圖4為本發(fā)明中載板與透光基板結(jié)合后的剖面圖；
[0027]圖5為本發(fā)明中載板與晶片鍵合后的剖面圖；
[0028]圖6為本發(fā)明中載板與晶片鍵合后的俯視圖(省略了透光基板);
[0029]圖7為本發(fā)明對鍵合之后的晶片的非功能面進(jìn)行減薄后的剖面圖；
[0030]圖8為本發(fā)明單顆影像傳感芯片準(zhǔn)封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0031]圖9為本發(fā)明單顆影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0032]結(jié)合附圖做以下說明
[0033]100——載板單元101——第一空腔
[0034]102——第二空腔200——影像傳感芯片
[0035]201——焊墊202——感測區(qū)
[0036]300 透光基板400 粘結(jié)劑
[0037]500——功能基板
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。為方便說明，實(shí)施例附圖的結(jié)構(gòu)中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實(shí)施例中各結(jié)構(gòu)的實(shí)際相對大小。
[0039]如圖9所示，一種高像素影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括載板單元100、影像傳感芯片200、透光基板300和功能基板500，所述影像傳感芯片的功能面具有感測區(qū)202和位于感測區(qū)周圍的若干焊墊201，所述載板單元上形成有貫通其上下表面的第一空腔101和至少一第二空腔102，所述載板單元的下表面粘結(jié)于所述影像傳感芯片的功能面上，使所述第一空腔罩住所述感測區(qū)，所述第二空腔暴露所述焊墊；所述透光基板固接于所述載板單元的上表面，且罩住所述第一空腔的上表面開口 ；所述影像傳感芯片的非功能面鍵合于所述功能基板上，所述影像傳感芯片的焊墊電性通過打線接合工藝導(dǎo)出至所述功能基板上的連接點(diǎn)上。這樣，通過載板及其上的第一空腔可為高像素影像傳感芯片的感測區(qū)與透光基板之間提供較大的間隙，并在封裝過程中起到防護(hù)感測區(qū)受到污染或損傷的作用，提高封裝的可靠性及穩(wěn)定性；通過第二空腔暴露影像傳感芯片的焊墊，可以直接打線將影像傳感芯片的電性引出至功能基板，如印刷電路板或者其他中介片。功能基板直接與影像傳感芯片相連接，能夠使芯片的散熱性較好，并且打線工藝與傳統(tǒng)的硅通孔工藝相比不需要鋪設(shè)絕緣層、金屬線路層等而直接將電性導(dǎo)出，制程簡單，封裝體的體積較小，同時能夠有效地節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
[0040]優(yōu)選的，所述透光基板為IR光學(xué)鍍膜玻璃。如IR濾光玻璃，阻擋紅外線的透射，以提高影像傳感器的光學(xué)性能。
[0041]優(yōu)選的，一個所述第二空腔暴露一個所述焊墊或一個所述第二空腔同時暴露兩個或多個所述焊墊。更優(yōu)的，通過一個第二空腔同時暴露影像傳感芯片同側(cè)的所有焊墊，工藝簡單。
[0042]優(yōu)選的，所述透光基板的下表面尺寸大于所述第一空腔的尺寸，且小于所述載板單元的上表面尺寸。即透光基板的下表面面積大于第一空腔上表面開口的面積，且小于載板單元上表面面積，這樣，在封裝制作過程中，透光基板能順利貼置在載板單元的上表面上并蓋住第一空腔的上表面開口。
[0043]優(yōu)選的，所述第一空腔的垂直截面形狀為矩形或梯形