[发明专利]制造半导体封装件的方法、半导体封装件及成像设备

说明书

本公开提供了制造半导体封装件的方法、半导体封装件及成像设备。所述制造半导体封装件的方法包括：制备具有第一连接区域的基板和具有第二连接区域的传感器芯片；在基板的第一连接区域上设置包括具有不同熔点梯度的多层纳米低熔点金属材料的第一键合层；在传感器芯片的第二连接区域上设置包括具有不同熔点梯度的多层纳米低熔点金属材料的第二键合层；将基板与传感器芯片彼此叠置以使第一键合层和第二键合层彼此对准并压紧，获得复合结构；并且将复合结构在30‑180℃的温度、1‑8Mpa的压力、10‑30kHz的超声波下处理一段时间以使第一键合层与第二键合层形成共晶体。

技术领域

发明构思的示例性实施例涉及半导体封装领域，具体地讲，涉及一种制造所述半导体封装件的方法、一种半导体封装件以及一种包括所述半导体封装件的成像设备。

背景技术

近年来，随着消费电子产品向小型化趋势发展，半导体芯片的封装也向着小型化和微型化方向发展。在摄像头芯片封装领域，超薄化封装成为发展趋势，如何降低摄像头芯片封装厚度成为行业关注焦点。

目前用于摄像头的芯片封装主要包括COB(chip on board)片上封装以及倒装芯片(flip chip)等方式。图1示出利用现有技术的COB封装方法将传感器芯片接合到基板而形成的封装结构的俯视图。图2示出利用现有技术的COB封装方法将传感器芯片接合到基板而形成的封装结构的侧视图。如图1和图2所示，传感器芯片1通过粘合层结合到基板2上，再通过引线键合工艺使传感器芯片1的焊盘3与基板2的焊盘4经由引线5彼此电连接。引线5通常可以包括金线。然而，由于COB封装件的引线弧高，因而会占据一定的空间，不利于封装件超薄化，同时，引线也会存在由光线反射造成的杂光干扰等问题。

因此，为了克服COB工艺的不足，目前一些高端摄像头封装已采用flip chip工艺。图3示出利用现有技术的flip chip封装方法将传感器芯片接合到基板而形成的封装结构的剖视图。如图3所示，首先在传感器芯片1的焊盘3上制作球形凸点5。然后采用热压以及超声波等特殊工艺将传感器芯片1的球形凸点5与基板2的焊盘4对准之后进行连接。最后采用灌胶工艺在传感器芯片1的四周涂覆绝缘胶进行密封，以提高可靠性。由于flip chip工艺将芯片倒装内嵌于基板的开窗中，可以显著降低芯片封装厚度，从而进一步降低摄像头模组的整体高度。然而，flip chip工艺需要制作球形凸点，金球高度通常在10μm至50μm。虽然通过控制工艺条件可以尽量降低金球高度，但是仍存在一定的金球高度。此外，flip chip工艺需要采用高温，高压，超声波等多种工艺，工艺复杂，难度大，能耗高，成本高。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此，以上信息可能包含不形成对于本领域技术人员来说在该国家已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

发明构思的示例性实施例公开了一种能够解决现有封装工艺复杂、能耗高、成本高等问题的制造半导体封装件的方法。

发明构思的示例性实施例公开了一种能够实现超薄化封装的半导体封装件和包括该半导体封装件的成像设备。

发明构思的一方面，提供了一种制造半导体封装件的方法，所述方法包括以下步骤：制备具有第一连接区域的基板和具有第二连接区域的传感器芯片；在所述基板的所述第一连接区域上设置包括具有不同熔点梯度的多层纳米低熔点金属材料的第一键合层；在所述传感器芯片的所述第二连接区域上设置包括具有不同熔点梯度的多层纳米低熔点金属材料的第二键合层；将所述基板与所述传感器芯片彼此叠置以使所述第一键合层和所述第二键合层彼此对准并压紧，获得复合结构；并且将所述复合结构在30-180℃的温度、1-8Mpa的压力、10-30kHz的超声波下处理一段时间以使所述第一键合层与所述第二键合层形成共晶体。

进一步地，所述多层纳米低熔点金属材料的每一层的熔点可以随着远离所述第一连接区域或所述第二连接区域而减小。