[发明专利]一种图像传感器的晶圆级封装方法及其封装品

说明书

技术领域

本发明不仅公开了一种图像传感器的晶圆级封装方法，本发明还公开了一种图像传感器的晶圆级封装品，本发明属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着半导体技术的发展，图像传感器已广泛应用于各种需要进行数字成像的领域，例如数码照相机、数码摄像机等电子产品中。根据工作方式以及物理架构的不同，图像传感器通常可以分为两类：电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD) 图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS) 图像传感器。

近几年来随着图像传感器芯片像素值的越来越大，传感器单个像素的物理尺寸越来越小，这样对于芯片中传感器部分的集成电路制造工艺也越来越复杂，以至于该部分已经很难与信号处理模块在同一道工艺中被制造出来。此外由于单个像素的感光区域越来越小，为了防止图像失真，其对入射光子的量也有了较严格的限制。以前从芯片背面进行封装，光子透过金属互联层进入像素感光区域，复杂的金属互联层往往会挡住一部分光子，造成感光区域得到的光子数目不能满足成像的要求。

为了解决上面所说的问题，在设计芯片时，把图像传感模块做在一个芯片里，用较高工艺水准生产，把处理信号的模块做到另一个芯片里，用较省钱的工艺生产，做完后通过封装的方式实现两个芯片的互联。同时用背照式工艺，将原来处于镜头与感光半导体之间的电路部分转移到感光半导体周围或下面，使得光线直接可以进入感光区域，防止了互联线路对光线的阻挡，大幅提高单个像素单元对光的利用效率。

目前业内对背照式芯片的封装方式有过详细的介绍，对堆叠式的芯片封装也有类似报道，但是通过TSV技术对堆叠式的背照式图像传感器芯片进行晶圆级封装的技术方案还比较少见。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种不用任何临时键合晶圆作载体、可以简化工艺流程的一种图像传感器的晶圆级封装方法。

本发明的另一目的是提供一种图像传感器的晶圆级封装品。

按照本发明提供的技术方案，所述一种图像传感器的晶圆级封装方法包括以下步骤：

a、将图像传感器芯片的上表面和信号处理芯片的下表面键合在一起；

b、对图像传感器芯片的下表面进行减薄抛光，减薄抛光后在图像传感器芯片上添加彩色滤光片和微透镜，然后移除掉图像传感器芯片的切割道部分，露出信号处理芯片的切割道；

c、取透明基板，透明基板与信号处理芯片通过支撑墙键合在一起，支撑墙位于信号处理芯片的切割道里；

d、对信号处理芯片的上表面进行减薄抛光，减薄抛光后在信号处理芯片上做出引线和焊球；

e、沿着信号处理芯片的切割道位置进行划片，得到可直接进行贴装的单一芯片。

所述c具体为以透明基板为衬底，在透明基板的上表面做出支撑墙，在支撑墙的墙顶涂键合胶后与切割道内的信号处理芯片键合在一起。

所述c具体为在信号处理芯片的切割道内做出支撑墙，支撑墙的墙底涂键合胶后与所取的透明基板键合在一起。

所述键合胶为热固型胶或者光固型胶，通过激光或者红外线照射后该胶失去粘性。

a中，图像传感器芯片的上表面和信号处理芯片的下表面通过铜氧混合键合方式、直接硅硅键合方式、硅氧键合方式或者氧氧键合方式键合在一起。

b中，通过黄光、刻蚀或者直接切割移除掉图像传感器芯片的切割道部分。

所述透明基板为有机玻璃基板、无机玻璃基板、陶瓷基板基板、塑料基板、有机薄膜或者硅片，透明基板厚度为50μm ~500μm。

所述支撑墙是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、或者显影过程产生的图形，然后固化形成的光阻线，且支撑墙为单层的或者多层的；或者，支撑墙是直接粘附、涂布或者沉积的材质为聚丙烯酸酯或者聚异戊二烯橡胶的薄膜，该薄膜通过黄光和刻蚀工艺形成的线条，且支撑墙为单层的或者多层的。

d中，信号处理芯片减薄后的厚度控制在20~150μm。

按照本发明提供的技术方案，一种图像传感器的晶圆级封装品，它包括图像传感器芯片、信号处理芯片、彩色滤光镜、微透镜、透明基板、支撑墙、引线与焊球；在图像传感器芯片内设有彩色滤光镜与微透镜，信号处理芯片的下表面与图像传感器芯片的上表面相连，在图像传感器芯片的下方设有透明基板，在信号处理芯片的基板层的下表面连接有支撑墙，支撑墙的下端部与透明基板的上表面相连，图像传感器芯片的下表面与透明基板的上表面之间存在间隙，在信号处理芯片的基板层内设有引线，在引线的上表面设有焊球。

本发明具有以下优点：