一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤其涉及一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，屬于半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]影像傳感芯片是一種半導(dǎo)體模塊，是一種將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成為電子信號(hào)的設(shè)備，電子信號(hào)可以用來(lái)進(jìn)一步處理或數(shù)字化后進(jìn)行存儲(chǔ)，或用于將影像傳遞至顯示裝置進(jìn)行顯示等。它被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。影像傳感芯片主要分為電荷耦合器件(CXD)和CMOS影像傳感器(CIS)兩類。雖然CCD影像傳感器在影像質(zhì)量以及噪聲等方面優(yōu)于CMOS影像傳感器，但是CMOS傳感器可用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)制造，生產(chǎn)成本較低。同時(shí)由于所用的元件數(shù)相對(duì)較少以及信號(hào)傳輸距離短，CMOS影像傳感器具備功耗低、電容、電感和寄生延遲降低等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]隨著各種先進(jìn)封裝技術(shù)的出現(xiàn)，影像傳感芯片的封裝形式也向著更輕、更薄、更便攜的方向發(fā)展，同時(shí)也要求更高的性能、更快的速度以及更低的成本。
[0004]目前的影響傳感芯片結(jié)構(gòu)一般利用支撐墻(高分子材料)將芯片與玻璃蓋板的四周粘接在一起，同時(shí)需要在芯片感光區(qū)與玻璃蓋板之間留有一定的距離，這就要求支撐墻必須具有一定的厚度。然而由于目前采用的支撐墻強(qiáng)度和剛度較小，且厚度均一性較差，不足以保證芯片感光區(qū)與玻璃蓋板之間有足夠的距離，一般僅有30?50μπι，并且會(huì)造成芯片與玻璃蓋板接合處平整度差和玻璃表面不平整等問(wèn)題。另外，由于支撐墻材料與其他材料的熱膨脹系數(shù)差異較大，使得支撐墻與其他材料的界面處容易發(fā)生由熱應(yīng)力引起的裂紋、分層等問(wèn)題，從而導(dǎo)致產(chǎn)品失效。除此以外，現(xiàn)有的影像傳感芯片結(jié)構(gòu)一般將芯片感光區(qū)的信號(hào)經(jīng)由芯片四周的硅通孔或者硅槽通過(guò)金屬線路傳遞至芯片背面，信號(hào)傳遞路徑較長(zhǎng)，信號(hào)延遲較為嚴(yán)重。
[0005]因此，迫切需要一種高可靠性、高性能的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施的封裝結(jié)構(gòu)，可以保證芯片與玻璃蓋板之間有足夠的間距，可以改善芯片與玻璃蓋板的分層問(wèn)題，能夠縮短信號(hào)傳遞路徑，提高芯片速度。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:
[0009]影像傳感芯片104，所述影像傳感芯片具有感光區(qū)100a、芯片鈍化層100b、芯片焊盤100c和芯片凸點(diǎn)下金屬層100d，所述芯片凸點(diǎn)下金屬層上制作有芯片微凸點(diǎn)119;
[0010]透明基板105，所述透明基板一側(cè)依次沉積有金屬鈦層106、金屬銅層107和基板鈍化層109，所述透明基板外側(cè)制作有基板微凸點(diǎn)121，所述透明基板中間位置留有透光區(qū)116。[0011 ]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述影像傳感芯片104通過(guò)芯片微凸點(diǎn)119與透明基板105實(shí)現(xiàn)互連，芯片感光區(qū)100a面向透明基板并與透光區(qū)116對(duì)中。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片鈍化層100b可以是氧化硅、氮化硅、聚酰亞胺PI等材質(zhì)。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片微凸點(diǎn)119可以是銅微凸點(diǎn)或者金微凸點(diǎn)。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明基板105可以是玻璃、石英、陶瓷等材質(zhì)。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板鈍化層109可以是氧化硅、氮化硅、聚酰亞胺PI等材質(zhì)。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板微凸點(diǎn)121可以是銅微凸點(diǎn)或者金微凸點(diǎn)。
[0017]—種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，包括以下步驟:
[0018]步驟1，提供一晶圓100，所述晶圓功能面為正面，與其相反的一面為反面。正面具有感光區(qū)100a、芯片鈍化層100b、若干芯片焊盤100c，所述芯片焊盤上形成有芯片凸點(diǎn)下金屬層100d;
[0019]步驟2，于所述晶圓100正面涂覆第一光阻層101，并通過(guò)曝光、顯影制程在與芯片凸點(diǎn)下金屬層對(duì)應(yīng)處形成第一光阻層第一開(kāi)口 110以暴露底部的芯片凸點(diǎn)下金屬層100d;
[0020]步驟3，于所述第一光阻層第一開(kāi)口 110內(nèi)沉積芯片銅凸點(diǎn)102，凸點(diǎn)高度為50?ΙΟΟμπι；
[0021]步驟4，于所述芯片銅凸點(diǎn)102上沉積芯片焊料層103，焊料層厚度為10?20μπι;
[0022]步驟5，去除第一光阻層101，并將所述芯片焊料層103進(jìn)行回流形成芯片微凸點(diǎn)119；
[0023]步驟6，對(duì)所述晶圓100進(jìn)行切割，將晶圓分立為單顆芯片104;
[0024]步驟7，提供一透明基板105，于所述透明基板一側(cè)沉積金屬鈦層106，鈦層厚度為2?3μπι;
[0025]步驟8，于所述金屬鈦層106上沉積金屬銅層107，銅層厚度為為2?3μηι;
[0026]步驟9，于所述金屬銅層107上涂覆第二光阻層108，并通過(guò)曝光、顯影制程在與金屬線路和透光區(qū)對(duì)應(yīng)處形成第二光阻層第二開(kāi)口 120以暴露底部的金屬銅層107;
[0027]步驟10，以第二光阻層108為掩膜進(jìn)行各向同性濕法刻蝕，去除暴露的金屬銅層107和金屬鈦層106以露出透光區(qū)116;
[0028]步驟11，去除第二光阻層108;
[0029]步驟12，于所述金屬銅層107上沉積一層基板鈍化層109，并暴露出透光區(qū)116、基板凸點(diǎn)下金屬層117和基板焊盤118;
[0030]步驟13，于所述基板鈍化層109上涂覆第三光阻層111，并通過(guò)曝光、顯影制程在與基板凸點(diǎn)下金屬層對(duì)應(yīng)處形成第三開(kāi)口 130以暴露底部基板凸點(diǎn)下金屬層117;
[0031 ]步驟14，于所述第三光阻層第三開(kāi)口 130內(nèi)沉積基板銅凸點(diǎn)112，凸點(diǎn)高度為200?300μηι；
[0032]步驟15，于所述基板銅凸點(diǎn)112上沉積基板焊料層113，焊料層厚度為20?30μπι;
[0033]步驟16，去除第三光阻層111;
[0034]步驟17，于所述芯片104的芯片微凸點(diǎn)119上涂覆助焊劑114，并將芯片微凸點(diǎn)與透明基板105上的基板焊盤118對(duì)準(zhǔn)；
[0035]步驟18，將所述芯片104的芯片微凸點(diǎn)119放置到透明基板105的基板焊盤118上，并進(jìn)行回流形成互連焊點(diǎn)115和基板微凸點(diǎn)121;
[0036]步驟19，對(duì)所述透明基板105進(jìn)行切割得到單個(gè)影像傳感芯片封裝。
[0037]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，步驟1至步驟6可與步驟7至步驟16同步進(jìn)行，或者先做步驟7至步驟16然后再執(zhí)行步驟1至步驟6。
[0038]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述芯片銅凸點(diǎn)102的形成方法為電鍍法。
[0039]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述芯片焊料層103為錫銀焊料或錫銀銅焊料。
[0040]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述芯片焊料層103的沉積方法為電鍍法或絲網(wǎng)印刷法。
[0041]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述第一光阻層101的去除方式為剝離或刻蝕。
[0042]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述晶圓100的割方法為機(jī)械切割或激光燒蝕。
[0043]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述金屬鈦層106和金屬銅層107的形成方法為PVD。
[0044]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，去除暴露的金屬鈦層106和金屬銅層107的方法為濕法刻蝕。
[0045]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于，所述第二光阻層108的去除方式為剝離或刻蝕。
[0046]作為本發(fā)明的