[发明专利]背照式图像传感器的晶圆级封装方法及其封装结构

说明书

技术领域

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

背景技术

近几年来随着图像传感器（CIS）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。

之前的晶圆级封装，是从晶圆的背部做互联线，光子从晶圆的正面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，目前的封装都逐渐趋向于采用背照式工艺（BSI），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。

背照式晶圆级封装需要把晶圆背部研磨到5um左右，使光线能够透过硅激发感光区域，而5um的晶圆支撑能力有限，需要在晶圆的正面使用负载晶圆。目前一般工艺就是用负载晶圆做支撑来做CIS晶圆的背部减薄，在减薄后的晶圆背面做微透镜和滤光镜的工艺，然后用封盖保护该面，继续减薄负载晶圆，在负载晶圆上做TSV工艺和RDL工艺，引出PAD，最后把晶圆切割成单一的芯片。

但是就目前来说，后道的TSV工艺复杂，一般包括减薄、抛光、光刻、沉积种子层、电镀、再研磨等过程，这些步骤增大了封装的难度和成本。本发明抛开了TSV工艺，直接在晶圆正面的PAD上面进行RDL布线，然后临时键合负载晶圆，等做好CIS晶圆背部的BSI工艺后，用透光的胶和封盖保护住感光面，然后去除临时键合负载晶圆，降低了封装成品厚度、工艺难度和成本。

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，提供一种可以降低封装成品厚度、工艺难度和成本的一种背照式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背照式图像传感器的晶圆级封装结构。

按照本发明提供的技术方案，所述一种背照式图像传感器的晶圆级封装方法包括以下步骤：

a、在CIS晶圆的正面打出焊柱孔，用电镀的方式在焊柱孔内沉积出焊柱，焊柱与CIS晶圆内的引线导通，再在焊柱的柱顶沉积出导电层；

b、在CIS晶圆的正面通过临时键合胶键合负载晶圆，以负载晶圆为支撑，减薄CIS晶圆的背面，再在CIS晶圆的背面对应图像传感器位置添加滤光镜和微透镜；

c、在CIS晶圆的背面涂上透光胶，在透光胶的背面键合透光封盖；

d、以透光封盖为支撑，去除负载晶圆和临时键合胶，清洗CIS晶圆上残留的临时键合胶，清洗后，以透光封盖为支撑进行切割。

作为优选：所述CIS晶圆的材质为硅，且CIS晶圆的厚度为100~500μm。

作为优选：所述导电层的材质为金、铜、镍、锡或其合金，导电层的厚度为0.1~10μm。

作为优选：所述临时键合胶为热固环氧树脂或者UV环氧树脂，临时键合胶的厚度为50nm~100μm，且临时键合胶的上胶方式为喷涂方式、挂胶方式、滚胶方式或者直接贴膜方式。

作为优选：步骤b中，在CIS晶圆的正面通过临时键合胶键合负载晶圆的键合方式是热压键合或者激光辐射方式键合。

作为优选：所述激光为紫外波段激光、红外波段激光或者可见光波段激光。

作为优选：所述负载晶圆的材质是硅晶圆、有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物或者陶瓷材料，负载晶圆的厚度为200~600μm。

作为优选：所述透光胶为环氧树脂、有机硅胶、酸性玻璃胶或者酚醛树脂，透光胶的厚度为50~100μm，且透光胶的上胶方式为喷涂方式、挂胶方式、滚胶方式或者直接贴膜方式。

作为优选：所述透光封盖的材质为有机玻璃、无机玻璃、陶瓷、塑料或者有机薄膜，透光封盖的厚度为100~500μm。

作为优选：步骤c中，在透光胶的背面键合透光封盖的键合方式是热压键合或者辐射方式键合。