低成本高性能影像芯片的封裝結構及其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低成本高性能影像芯片的封裝結構及其封裝方法，包括單顆芯片；所述單顆芯片包括晶圓和影像區(qū)；所述影像區(qū)位于晶圓上，所述影像區(qū)邊緣的晶圓表面設有焊盤；所述焊盤上設有凸點；除凸點和影像區(qū)之外的晶圓表面覆蓋絕緣保護層。本發(fā)明的封裝結構工藝簡單，對環(huán)境潔凈度和機臺要求低，通過晶圓級封裝的方式，可以大幅降低封裝的厚度和提升封裝的效率，并且通過長凸點的方式來代替金線，可以大大降低成本。
【專利說明】
低成本高性能影像芯片的封裝結構及其封裝方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種低成本高性能影像芯片的封裝結構及其封裝方法。
【背景技術】
[0002]攝像頭芯片當前被廣泛的應用到各類消費數(shù)碼產品中，如手機、平板、筆記本電腦、車載記錄儀以及醫(yī)療檢測等領域。特別在移動互聯(lián)網時代階段，隨著智能化設備的快速發(fā)展，帶動了攝像頭模組需求量的快速攀升。因此攝像頭模組行業(yè)之間的競爭日趨激烈，攝像頭模組的效果，成本已經成為各大攝像頭模組廠角逐的關鍵因素。隨著人們對攝像頭要求的提升，如手機的攝像頭像素日益提升，從原來的百萬級像素向著千萬級像素發(fā)展，雖然像素在不斷提升，但是目前隨著智能手機輕薄短小化發(fā)展趨勢，攝像頭模組的厚度已經嚴重制約手機厚度。如何降低攝像頭模組厚度，對于模組廠來說是個巨大的挑戰(zhàn)，也是當前研究的熱點。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的攝像頭芯片封裝工藝，通常采用傳統(tǒng)的WireBonding工藝來實現(xiàn)。這種工藝一般稱為COB工藝，即Chip on board。這種工藝一是對環(huán)境的潔凈程度要求非常的高，二是打線所用的金成本很高，三是這種封裝效率較低，同時由于打金線工藝的限制，攝像頭芯片封裝的厚度很難降低，尺寸也很難減小。因此限制了該類芯片的快速發(fā)展。現(xiàn)有的COB封裝方式很難再適合移動設備對輕薄化的需求。

【發(fā)明內容】

[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發(fā)明的目的就是要克服上述缺點，旨在提供一種低成本高性能影像芯片的封裝結構及其封裝方法。
[0006](二)技術方案
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的低成本高性能影像芯片的封裝結構，包括單顆芯片;所述單顆芯片包括晶圓和影像區(qū)；所述影像區(qū)位于晶圓上，所述影像區(qū)邊緣的晶圓表面設有焊盤;所述焊盤上設有凸點；除凸點和影像區(qū)之外的晶圓表面覆蓋絕緣保護層。
[0008]還包括基板，所述基板設有凸點連接處，所述基板與影像區(qū)對應的位置上設有鏤空開窗;所述基板設有外轉接處。
[0009]在單顆芯片和基板焊接后，所述凸點周圍設置填充料。
[0010]所述凸點高度控制在5-150μπι。
[0011 ]所述凸點包括單一結構或者多層結構。
[0012]所述凸點成分為單一金屬或者金屬合金。
[0013]還公開一種低成本高性能影像芯片的封裝方法，包括如下步驟:
[0014]晶圓上設置影像區(qū)，影像區(qū)邊緣的晶圓表面設置焊盤；
[0015]在影像區(qū)表面覆蓋保護層材料，該保護材料是容易與影像區(qū)分離的物質；
[0016]在晶圓表面覆蓋絕緣保護層，該絕緣保護層不覆蓋焊盤上的凸點連接區(qū)域和影像區(qū)；
[0017]在焊盤表面設置導電的凸點，凸點高度控制在5_150μπι;
[0018]將晶圓修剪至所需厚度，并將整片晶圓劃片，得到單顆芯片；
[0019]將單顆芯片與基板對位焊接，然后去除保護層材料；
[0020]在凸點周圍補上填充料。
[0021](三)有益效果
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:本發(fā)明的封裝結構工藝簡單，對環(huán)境潔凈度和機臺要求低，通過晶圓級封裝的方式，可以大幅降低封裝的厚度和提升封裝的效率，并且通過長凸點的方式來代替金線，可以大大降低成本。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明現(xiàn)有技術的結構示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明低成本高性能影像芯片的封裝結構封裝后的整體結構示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的低成本高性能影像芯片的封裝方法步驟SOl的結構示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的低成本高性能影像芯片的封裝方法步驟S02的結構示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明的低成本高性能影像芯片的封裝方法步驟S03的結構示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明的低成本高性能影像芯片的封裝方法步驟S04的結構示意圖；
[0029]圖7為本發(fā)明的基板的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0031]圖1為現(xiàn)有技術的影像芯片封裝結構，其中，001為基板，002為像素區(qū)，003為導電金線，004為鏤空，005為封裝殼。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明的低成本高性能影像芯片的封裝結構，包括單顆芯片101;所述單顆芯片101包括晶圓100和影像區(qū)300;所述影像區(qū)300位于晶圓100上，所述影像區(qū)300邊緣的晶圓100表面設有焊盤200;所述焊盤200上設有凸點600;除凸點600和影像區(qū)300之外的晶圓100表面覆蓋絕緣保護層500。
[0033]還包括基板700，所述基板700設有凸點600連接處，所述基板700與影像區(qū)300對應的位置上設有鏤空開窗701;所述基板700設有外轉接處702;鏤空開窗701周圍設有凸點連接處703，基板700的基本機構如圖7所示。
[0034]在單顆芯片和基板700焊接后，所述凸點600周圍設置填充料800。
[0035]所述凸點600高度控制在5_150μπι。
[0036]所述凸點600包括單一結構或者多層結構。
[0037]所述凸點600成分為單一金屬或者金屬合金。
[0038]還包括一種低成本高性能影像芯片的封裝方法，包括如下步驟:
[0039]SOl、晶圓100上設置影像區(qū)300，影像區(qū)300邊緣的晶圓100表面設置焊盤200，如圖3所示；
[0040]S02、在影像區(qū)300表面覆蓋保護層材料400，將影像區(qū)300保護起來，可通過噴射、印刷、旋涂或者濺射等方式制作，材料可以選擇金屬或者有機薄膜等可以與影像區(qū)300容易分離的物質。如圖4所示；
[0041 ] S03、在晶圓100表面覆蓋絕緣保護層500，該絕緣保護層500不覆蓋焊盤200上的凸點600連接區(qū)域和影像區(qū)300，保護整個芯片表面，通過曝光顯影、激光刻蝕或者濕法腐蝕等方式將需要導通部分如焊盤200和影像區(qū)300域的部分暴露出來，如圖5所示；
[0042]S04、在焊盤200表面設置導電的凸點600，凸點600高度控制在5-150μπι，可以通過化學沉積、印刷或者植球等方式在此處制作導電的凸點600。凸點600包括單一結構或者多層結構，成分包括單一金屬或者金屬合金，如圖6所不；
[0043]S05、將晶圓100修剪至所需厚度，并將整片晶圓100劃片，得到單顆芯片；
[0044]S06、將單顆芯片與基板700對位焊接，然后去除保護層材料400;
[0045]S07、在凸點600周圍補上填充料800。最終成品如圖2所示。
[0046]本發(fā)明的封裝結構工藝簡單，對環(huán)境潔凈度和機臺要求低，通過晶圓級封裝的方式，可以大幅降低封裝的厚度和提升封裝的效率，并且通過長凸點的方式來代替金線，可以大大降低成本。
[0047]綜上所述，上述實施方式并非是本發(fā)明的限制性實施方式，凡本領域的技術人員在本發(fā)明的實質內容的基礎上所進行的修飾或者等效變形，均在本發(fā)明的技術范疇。
【主權項】
1.一種低成本高性能影像芯片的封裝結構，其特征在于:包括單顆芯片(101);所述單顆芯片(101)包括晶圓(100)和影像區(qū)(300);所述影像區(qū)(300)位于晶圓(100)上，所述影像區(qū)(300)邊緣的晶圓(100)表面設有焊盤(200);所述焊盤(200)上設有凸點(600);除凸點(600)和影像區(qū)(300)之外的晶圓(100)表面覆蓋絕緣保護層(500)。2.如權利要求1所述的低成本高性能影像芯片的封裝結構，其特征在于:還包括基板(700),所述基板(700)設有凸點(600)連接處，所述基板(700)與影像區(qū)(300)對應的位置上設有鏤空開窗(701);所述基板(700)設有外轉接處(702)。3.如權利要求2所述的低成本高性能影像芯片的封裝結構，其特征在于:在單顆芯片(101)和基板(700)焊接后，所述凸點(600)周圍設置填充料(800)。4.如權利要求1-3任一項所述的低成本高性能影像芯片的封裝結構，其特征在于:所述凸點(600)高度控制在5-150μπι。5.如權利要求4所述的低成本高性能影像芯片的封裝結構，其特征在于:所述凸點(600)包括單一結構或者多層結構。6.如權利要求5所述的低成本高性能影像芯片的封裝結構，其特征在于:所述凸點(600)成分為單一金屬或者金屬合金。7.—種低成本高性能影像芯片的封裝方法，其特征在于，包括如下步驟: 晶圓(100)上設置影像區(qū)(300)，影像區(qū)(300)邊緣的晶圓(100)表面設置焊盤(200); 在影像區(qū)(300)表面覆蓋保護層材料(400)，該保護材料是容易與影像區(qū)(300)分離的物質； 在晶圓(100)表面覆蓋絕緣保護層(500)，該絕緣保護層(500)不覆蓋焊盤(200)上的凸點(600)連接區(qū)域和影像區(qū)(300); 在焊盤(200)表面設置導電的凸點(600)，凸點(600)高度控制在5-150μπι; 將晶圓(100)修剪至所需厚度，并將整片晶圓(100)劃片，得到單顆芯片(101); 將單顆芯片(101)與基板(700)對位焊接，然后去除保護層材料(400); 在凸點(600)周圍補上填充料(800)。
【文檔編號】H01L23/488GK105977269SQ201610298491
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】任超, 曹凱, 謝皆雷, 吳超, 彭祎
【申請人】寧波芯健半導體有限公司