[发明专利]一种晶圆级红外探测芯片的封装方法

说明书

本发明公开了一种晶圆级红外探测芯片的封装方法，包括以下步骤：步骤一、在红外探测芯片的金属化区设置金属层；步骤二、向上腔体内放入第一材料，第一材料包括具有金属层的红外探测芯片；之后上腔体升温至第一温度并保温；步骤三、向下腔体内放入第二材料，第二材料包括光学窗和吸气剂，之后下腔体依次对第二材料做除气处理和激活处理；步骤四、遮板打开，真空回流焊接机升温至焊接温度并保温；焊接温度即为金属层的熔点；金属层在焊接温度下融化，而融化的金属层将红外探测芯片与光学窗结合在一起；步骤五、真空回流焊接机停止加温，自然冷却至常温，之后取出成品。其适用于晶圆级红外探测芯片封装，精度高，成品良率高。

技术领域

本发明涉及红外芯片封装领域，具体涉及一种晶圆级红外探测芯片的封装方法。

背景技术

目前，红外影像传感器包括红外探测芯片，常用的红外探测芯片的封装方法是陶瓷封装。如图1所示，为传统红外封装技术中解雇示意图，陶瓷封装包括陶瓷基座、金属上盖和光学窗口,三者组成一个真空腔体；在陶瓷基座上安装有红外探测器芯片,同时安装有吸气剂,在光学窗口上镀有红外线绿光膜，封装时，在真空环境下高温加热光学窗口/金属上盖/陶瓷底座,并激活吸气剂,再将光学窗口/金属上盖/陶瓷底座,用焊料片熔接再一起。陶瓷封装的技术,需要一个较大的陶瓷管壳，即上述的陶瓷基座,用于放置红外探测器芯片,并连接着金线作为连接,陶瓷管壳的上方设置有光学窗或是金属上盖带有光学窗,这样的封装尺寸大约在20*20mm。由于红外探测器已发展到晶圆级封装,尺寸越来越小,焊料片尺寸同样跟着变小,如此造成焊料片生产的变形不良大幅增加,封装端的制程取放材料也同样有这个变形问题。当尺寸要再继续缩小时,会遇到焊料片尺寸过小,厂商制作困难,且生产时人员难以取放,焊料很容易变形无法对位等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种晶圆级红外探测芯片的封装方法，其适用于晶圆级红外探测芯片封装，精度高，成品良率高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆级红外探测芯片的封装方法，基于真空回流焊接机，所述真空回流焊接机包括上腔体和下腔体，所述上腔体与下腔体间设置有遮板，包括以下步骤：

步骤一、红外探测芯片包括感光区，环绕所述感光区设置有金属化区，在所述金属化区设置金属层；

步骤二、向所述上腔体内放入第一材料，所述第一材料包括具有金属层的红外探测芯片，所述红外探测芯片正面朝下；之后所述上腔体升温至第一温度并保温；

步骤三、向所述下腔体内放入第二材料，所述第二材料包括光学窗和吸气剂，之后所述下腔体依次对第二材料做除气处理和激活处理；

步骤四、所述遮板打开，所述真空回流焊接机升温至焊接温度并保温；焊接温度即为所述金属层的熔点；所述金属层在所述焊接温度下融化，而融化的金属层将红外探测芯片与光学窗结合在一起；

步骤五、所述真空回流焊接机停止加温，自然冷却至常温，之后取出成品。

作为优选的，步骤一中在所述金属化区设置有金属层，具体包括：所述金属层为金属膜层，所述金属膜层通过涂布、溅镀或喷涂的方式形成。

作为优选的，步骤一中在所述金属化区设置有金属层，具体包括：所述金属层为金属球层，所述金属球层包括多个金属球。

作为优选的，所述金属球均匀分布在所述金属化区。

作为优选的，在步骤二中，所述上腔体升温至第一温度并保温，第一温度的范围为150-220℃，保温时间为6-72hr。

作为优选的，在步骤三中，所述下腔体依次对第二材料做除气处理和激活处理，其中，所述除气处理的温度为120-200℃，所述除气处理的时间为3-12hr；所述激活处理的温度为300-450℃，所述激活处理的时间为5-90min。