具有黑色屏蔽的芯片尺寸封装影像传感器及相关封装方法与流程

文档序号:11101651阅读:985来源:国知局
具有黑色屏蔽的芯片尺寸封装影像传感器及相关封装方法与制造工艺

照相机已被整合到各种装置中。例如,广泛使用的消费电子装置(诸如手机、平板计算机及便携式计算机)包含了照相机。为了符合这类装置的目标成本,照相机必须以非常低的成本来制造。典型相机模块的制造成本是由(a)材料成本,诸如影像传感器、透镜材料及包装材料的成本,以及(b)包装成本(包含组装)所组成。在许多情况下,包装成本是显著的且甚至可能超过材料成本。例如,影像传感器及透镜皆可以在晶圆层级便宜地生产,而将透镜与影像传感器对准的制程以及构成相机模块不透光外壳(视见区除外)的制程是非晶圆层级的制程,其以不容忽视的方式构成相机模块的总成本。

晶圆级影像传感器的尺寸不断减小。这种发展至少部分地受到成本所趋使。较小的影像传感器降低了每个影像传感器的材料费,且增加了每个晶圆所产生的影像传感器数量。此外,相关的透镜及封装可做得较小,这导致了进一步的成本下降以及兼容于紧密空间限制(诸如与移动电话相关的限制)的极小型化相机模块。



技术实现要素:

在一实施例中,一具有黑色屏蔽的芯片尺寸影像传感器封装方法包含切割一具有复数个黏合于一共同玻璃基板的影像传感器之复合晶圆,以在所述普通玻璃基板中形成狭缝,其中所述狭缝分别界定一用于每一影像传感器的盖玻片。所述方法亦包含在所述狭缝中形成黑色屏蔽,使得在沿着所述影像传感器的光轴从横截面观察时,每一影像传感器的黑色屏蔽跨越所述盖玻片的周边。再者,所述方法包含穿过所述狭缝中的黑色屏蔽切块以分割出复数个芯片尺寸封装的影像传感器。所述芯片尺寸封装的影像传感器中的每一者包含所述影像传感器中的一者且所述盖玻片黏合于所述影像传感器上,其中背向所述光轴的盖玻片的侧面至少部分地被所述黑色屏蔽覆盖。

在一实施例中,一芯片尺寸封装的影像传感器包含一影像传感器、一黏合于所述影像传感器的盖玻片以及一设于所述盖玻片背向所述影像传感器的光轴的侧面上的黑色屏蔽。

附图说明

图1显示根据一实施例之具有整合型黑色屏蔽的芯片尺寸影像传感器封装方法,用于产生复数个芯片尺寸封装的(CSP)影像传感器,以及由所述芯片尺寸影像传感器封装方法所产生的例示性CSP影像传感器。

图2A与2B显示习知经覆盖盖玻片且不具有黑色屏蔽的影像传感器所侦测到的杂散光问题。

图3A与3B显示习知经覆盖盖玻片的例示性影像传感器。

图3C与3D显示根据本发明实施例之具有黑色屏蔽的CSP影像传感器。

图4A与4B显示根据模拟之由图3A与3B之经覆盖盖玻片的影像传感器所撷取到的影像。

图4C与4D显示根据模拟之由图3C与3D的CSP影像传感器所撷取到的影像。

图4E显示用于图4A-D每一图的强度标度。

图5是根据一实施例更详细说明图1的CSP影像传感器封装方法的流程图。

图6说明根据一实施例的CSP影像传感器封装方法,其中复合晶圆的影像传感器黏合于胶带上。

图7A-G显示(例如)图6的方法步骤以及由图6的方法所产生的例示性CSP影像传感器。

图8A显示根据一实施例之具有黑色屏蔽的CSP影像传感器,其在CSP影像传感器的光接收表面上形成有圆形开孔。

图8B显示根据一实施例在CSP影像传感器的光接收表面上形成有矩形开孔之具有黑色屏蔽的CSP影像传感器。

图9说明根据一实施例的CSP影像传感器封装方法,其中复合晶圆的共同玻璃基板黏合于胶带上。

图10A-G显示(例如)图9的方法步骤以及由图9的方法所产生的例示性CSP影像传感器。

图11说明根据一实施例说明的CSP影像传感器封装方法,其在涂覆黑色屏蔽之前仅形成狭缝至共同玻璃基板的部分高度。

图12A-H显示(例如)图11的方法步骤以及由图11的方法所产生的例示性CSP影像传感器。

附图标记说明:

100:方法;110:复合晶圆;112、114:表面;120:影像传感器晶圆;122:影像传感器;124、126:光轴;128:横向长度;130:共同玻璃基板;132:盖玻片;134:光接受表面;140:黑色遮蔽材料;142:黑色屏蔽;150:CSP影像传感器;200、250:经覆盖盖玻片的影像传感器;210、260:影像传感器;212、262:不透光黏合层;214、264:感光阵列;220、270:盖玻片;222、272:光接收表面;230、280、284:横向长度;232、282:高度;236、286:受光角度;238、288:横向距离;290:杂散光;292、294、296、298:光束;300、310:经覆盖盖玻片的影像传感器;302、312:盖玻片;304、314:高度;320、330:CSP影像传感器;326、336:黑色屏蔽;700:复合晶圆;710:影像传感器;712:传感器基板;714:感光阵列;716:焊料凸块电接点;718:光轴;720:共同玻璃基板;722:盖玻片;724:光接收表面;730:黏合层;740:胶带;750:凹槽;752、755:狭缝;754:黑色光阻;756:黑色屏蔽;758:突出部;760:CSP影像传感器;770、772:宽度;774:厚度;780:高度;782:距离;790:切割工具;792:光罩;794:UV光;798:拾取装置;1056:黑色屏蔽;1060、1210、1260:CSP影像传感器;1090、1096、1290、1296:切割工具;1092、1292:光罩;1200:复合晶圆;1216:电接点区域;1252、1254:狭缝;1256:黑色屏蔽;1258:焊料凸块电接点;1270、1272:宽度;1274:厚度;1280、1282:高度;1298:拾取装置

具体实施方式

图1显示一例示性具有整合型黑色屏蔽的芯片尺寸(CSP)影像传感器封装方法100,其用于产生复数个具有黑色屏蔽的CSP影像传感器。图1亦显示由所述方法100所产生的例示性CSP影像传感器150。CSP影像传感器150包含一黑色屏蔽142,其遮蔽所述CSP影像传感器150的光侦测组件免受到在缺少黑色屏蔽142时会进入CSP影像传感器150侧面的杂散光。这对于具有小横向长度的影像传感器是特别有利的,因为这类影像传感器更容易受到由进入到影像传感器侧面杂散光所造成的杂讯,且因小横向面积而会收集到较少穿过所预期光接受表面的光线。在本文中,「横向」是指与影像传感器的光轴126正交的维度。CSP影像传感器150具有一横向长度128。横向长度128与CSP影像传感器150的光轴126正交。横向长度128中的一或二者可小至约1毫米或更小。

方法100是一种整合影像传感器封装的光遮蔽态样的晶圆级制程。与习用在独立晶粒层级从晶圆切割出影像传感器之后所执行的封装方法相比,此方法提供了经简化的制造流程。方法100因此能够以低成本提供高产量。方法100对一复合晶圆110进行处理以产生复数个CSP影像传感器150。复合晶圆110包含复数个黏合至一共同玻璃基板130的影像传感器122。为清楚说明,并非所有的影像传感器122被标示于图1中。影像传感器122是在晶圆层级于一影像传感器晶圆120中产生。每一影像传感器122是(例如)互补金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器。在一实施例中,方法100对一包含影像传感器晶圆的复合晶圆110进行处理。在另一实施例中,在黏合影像传感器晶圆120于共同玻璃基板130之后,材料已从影像传感器晶圆120移除,使得复合晶圆110的影像传感器122仅黏合于共同玻璃基板130而不彼此黏合。所述方法100的制程步骤包含切割复合晶圆110及涂覆黑色遮蔽材料140。

CSP影像传感器150(如由方法100所产生者)包含影像传感器122及盖玻片132。盖玻片132是共同玻璃基板130的一部分。背向光轴126的盖玻片132侧面至少部分地被由黑色遮蔽材料140所形成的黑色屏蔽142覆盖。黑色屏蔽142在影像传感器122的侦测波长范围中是不透明于光线的。因此,光线穿过所预期的CSP影像传感器150光接受表面134、进入CSP影像传感器150而只被(或至少主要被)影像传感器122侦测。黑色屏蔽142可以是一具有厚度范围为1微米至200微米的涂层。为清楚说明,影像传感器122、光轴126、横向长度128、盖玻片132、光接受表面134及黑色屏蔽142仅标示于图1所示的某些CSP影像传感器150之中。

图2A及2B显示习知经覆盖盖玻片且不具有黑色屏蔽142的影像传感器所侦测到的杂散光问题。图2A显示杂散光290进入一具有较大横向长度230之经覆盖盖玻片的影像传感器200。图2B显示杂散光290进入一具有较小横向长度280之经覆盖盖玻片的影像传感器250。图2A及2B最好是一起观看。

经覆盖盖玻片的影像传感器200包含一影像传感器210及一经由不透光黏合层212而黏合于影像传感器210的盖玻片220。盖玻片220具有横向长度230及高度232。经覆盖盖玻片的影像传感器200具有一光接收表面222。预期被感光阵列214侦测的光线穿过光接收表面222。然而,除此之外,杂散光290进入盖玻片220穿过其侧面且可传播至感光阵列214而被其侦测。光束292及294是例示性指示杂散光290受光角度236的光束,且其可被感光阵列214侦测并于感光阵列214最远处进入盖玻片230。

经覆盖盖玻片的影像传感器250与所述经覆盖盖玻片的影像传感器200相似。经覆盖盖玻片的影像传感器250包含一影像传感器260及一经由不透光黏合层262黏合于影像传感器260的盖玻片270。影像传感器260包含一具有横向长度284的感光阵列264。盖玻片270具有横向长度280及高度282。经覆盖盖玻片的影像传感器250具有一光接收表面272。预期被感光阵列264侦测的光线穿过光接收表面272。高度282与高度232相同。杂散光290进入盖玻片270穿过其侧面且可传播至感光阵列264而被其侦测。光束296及298是例示性指示杂散光290受光角度286的光束,且其可被感光阵列264侦测并于感光阵列264最远处进入盖玻片270。

自感光阵列264到盖玻片270侧面的横向距离288显著较小于自感光阵列214到盖玻片220侧面的横向距离238。因此,经覆盖盖玻片的影像传感器250比经覆盖盖玻片的影像传感器200侦测到更多的杂散光。此外,由于横向长度280小于横向长度230,穿过光接收表面272而被经覆盖盖玻片的影像传感器250的感光阵列264侦测到的光线量少于穿过光接收表面222而被经覆盖盖玻片的影像传感器200的感光阵列214侦测到的光线量。这进一步减少了经覆盖盖玻片的影像传感器250之中(a)穿过光接收表面272到达感光阵列264的光线与(b)到达感光阵列264的杂散光的比率(与经覆盖盖玻片的影像传感器200的对应比率相比时)。

因此,如果不采取措施阻挡杂散光,缩减影像传感器的横向尺度可能在影像传感器所撷取到的影像之中产生不想要的杂散光影响。方法100产生了具有黑色屏蔽的影像传感器,所述黑色屏蔽经配置以至少部分地阻挡杂散光(诸如杂散光290)。方法100因而对于习用经覆盖盖玻片的影像传感器(尤其是具有小的横向长度者)所经历到的杂散光问题提供了解决方案。

图3A与3B分别显示习知经覆盖盖玻片的影像传感器300及310。经覆盖盖玻片的影像传感器300及310与经覆盖盖玻片的影像传感器250相似。图4A与4B分别显示根据模拟由经覆盖盖玻片的影像传感器300及310所撷取到的影像。图3C与3D分别显示具有黑色屏蔽的CSP影像传感器320及330。CSP影像传感器320及330是CSP影像传感器150的实施例,且可使用CSP影像传感器封装方法100来产生。图4C与4D分别显示根据模拟由CSP影像传感器320及330所撷取到的影像。所有在图4A-D中显示的影像的尺寸是相同的。图4E显示用于图4A-D每一图的强度标度。图3A-D及4A-E最好是一起观看。图3A-D及4A-D展现出(例如)CSP影像传感器封装方法100能够产生具有极佳杂散光抑制特性的CSP影像传感器150。

经覆盖盖玻片的影像传感器300与经覆盖盖玻片的影像传感器250相似。经覆盖盖玻片的影像传感器300将盖玻片270实施成具有高度304的盖玻片302。高度304等于400微米。在经覆盖盖玻片的影像传感器300中,横向长度284等于0.96毫米(mm)。CSP影像传感器320与经覆盖盖玻片的影像传感器300相似,但进一步包含黑色屏蔽326。黑色屏蔽326是黑色屏蔽142的一实施例。黑色屏蔽326沿着盖玻片302的整个高度延伸。图4A显示出由经覆盖盖玻片的影像传感器300所撷取的影像表现出显著的不均匀性。相反地,由CSP影像传感器320所撷取到的影像(见图4C)相对的均匀且不会达到如经覆盖盖玻片的影像传感器300所撷取的影像般的高强度。这展现出黑色屏蔽326阻挡了杂散光290使其不被CSP影像传感器320侦测到。

经覆盖盖玻片的影像传感器310与经覆盖盖玻片的影像传感器300相似,除了其具有呈高度314的盖玻片312,其中高度314等于200微米。CSP影像传感器330与经覆盖盖玻片的影像传感器310相似,除了其具有(a)呈高度314的盖玻片312及黑色屏蔽336。黑色屏蔽336是黑色屏蔽142的一实施例。黑色屏蔽336沿着盖玻片312的整个高度延伸。图4B显示出由经覆盖盖玻片的影像传感器310所撷取到的影像展现出显著的不均匀性,尽管与图4A相比其处于较低的强度程度。与图4A相比,图4B中的强度降低成盖玻片312高度314只有盖玻片302高度304的一半的结果。因此,有可能藉由降低盖玻片的高度,而降低习知未配置有黑色屏蔽之经覆盖盖玻片的影像传感器所侦测到的杂散光量。然而,在200微米的盖玻片高度下,杂散光的问题在经撷取的影像中仍然明显,且具有盖玻片高度比200微米要小得多的影像传感器晶圆级制造会因为达到这样小的盖玻片高度所需的极薄玻璃基板的易脆性而具困难性。图4D显示由CSP影像传感器330所撷取的影像。其均匀性极佳且强度程度低。这展现出黑色屏蔽336具有显著的杂散光降低效果,即使是仅具有200微米高度的盖玻片。

图5是更详细说明CSP影像传感器封装方法100的流程图。在步骤510中,方法100切割复合晶圆110以在共同玻璃基板130中形成狭缝。这些狭缝分别与所述影像传感器122的光轴124平行,且对齐所述影像传感器122之间的分界线。所述狭缝在共同玻璃基板130中界定了用于每一影像传感器122的盖玻片132。步骤510可利用本领域中已知的切割方法,诸如切块或蚀刻。在一实施例中,步骤510实施步骤512而穿过复合晶圆110的整个高度及穿过共同玻璃基板130的整个高度进行切割。在本文中,「高度」是指在平行于光轴124的维度中的范围。在另一实施例中,步骤510实施步骤514而在所述影像传感器122之间切割复合晶圆110到共同玻璃基板130内且只切割到共同玻璃基板130的部分高度,使得所述狭缝不完全穿透共同玻璃基板13。

在步骤520中,方法100在所述狭缝中形成黑色屏蔽,使得在沿着对应的光轴124从横截面观察时,每一影像传感器122的黑色屏蔽跨越所述盖玻片132的周边。所述黑色屏蔽环绕盖玻片132背向光轴124的全部侧面,例如,对于矩形影像传感器而言,黑色屏蔽环绕着盖玻片132的四个侧面。步骤520包含将黑色遮蔽材料140涂覆于复合晶圆110之至少在步骤510中所形成的狭缝内。

在一实施例中,步骤520包含步骤522及524。在步骤522中,方法100沉积黑色光阻于复合晶圆110上。在步骤522的一实例中,黑色光阻大致沉积在共同玻璃基板130背向影像传感器122的全部表面112上,以及在所述狭缝中。在步骤522的另一实例中,黑色光阻大致沉积在复合晶圆110之与表面112相对的全部表面114上。所述黑色光阻是黑色遮蔽材料140的一实例。在步骤524中,方法100至少在所述狭缝终以光刻方式对所述黑色光阻进行显影。

在步骤530中,方法100对复合晶圆110进行切块以从复合晶圆110分割出CSP影像传感器150。每一CSP影像传感器150包含一影像传感器122及一黏合于其上的盖玻片132,其中所述盖玻片132背向光轴126的侧面至少部分地被黑色屏蔽142覆盖。黑色屏蔽142可采用涂层形式,且厚度在1微米至200微米的范围内。

图6说明一例示性CSP影像传感器封装方法600,其中复合晶圆110的影像传感器122是黏合于胶带上。方法600是方法100的一实施例,并产生设置有黑色屏蔽142跨越盖玻片132背向光轴126的整个侧面高度之CSP影像传感器150实施例。图7A-G基于复合晶圆700而显示(例如)方法600的步骤,以及由方法600所产生的例示性CSP影像传感器760。图6及7A-G最好是一起观看。

在步骤610中,复合晶圆110的影像传感器122是黏附于一胶带上。所述胶带可以是本领域中已知的切割用胶带。所述胶带至少用以在方法600的后续步骤期间稳定所述影像传感器122的相对位置,直至从复合晶圆110切割出CSP影像传感器150。在步骤610的一实例中,复合晶圆700的复数个影像传感器710(见图7A)是黏附于胶带740上。图7A显示出一部分复合晶圆700的剖视图。复合晶圆700包含一共同玻璃基板720及经由黏合层730而黏合于共同玻璃基板720的影像传感器710。复合晶圆700是复合晶圆110的一实施例,而影像传感器710是影像传感器122的一实施例。影像传感器710包含一传感器基板712及一感光阵列714。影像传感器710可进一步包含焊料凸块电接点716。图7A显示出每一对影像传感器710之间的凹槽750。在不偏离本发明范畴的情况下,凹槽750的形状与尺寸可以与图7A中所示者不同。再者,凹槽750可被省略,使得所述影像传感器710协作而形成一影像传感器晶圆,即影像传感器晶圆120的一实施例。

在步骤620中,复合晶圆110经切割以形成通过复合晶圆110整个高度的狭缝。这些狭缝分别与影像传感器122的光轴124平行,并对齐所述影像传感器122之间的分界线。所述狭缝在共同玻璃基板130中界定了每一影像传感器122的盖玻片132。步骤620可利用本领域中已知的切割方法,诸如切块或蚀刻。步骤620是实施步骤512的步骤510的一实施例。在步骤620的一实例中,切割工具790从连接有共同玻璃基板720的复合晶圆700侧面在复合晶圆700中形成狭缝752(见图7B)。所述狭缝752具有宽度770。宽度770是在(例如)20微米至100微米的范围内。

在步骤630中,方法600在步骤620中所形成的所述狭缝中形成黑色屏蔽,使得在沿着光轴124从横截面观察时,每一影像传感器122的黑色屏蔽跨越所相连接的盖玻片132的周边。步骤630是步骤520的一实施例。步骤630包含一个形成黑色屏蔽而使得黑色屏蔽沿伸超过盖玻片132高度的步骤632,且可选地在朝向光轴126的方向上沿着盖玻片132的光接收表面134向内延伸。在一实施例中,步骤630包含步骤634及636。步骤634将黑色光阻沉积于复合晶圆110的表面112上及步骤620中所形成的狭缝中。所述黑色光阻是黑色遮蔽材料140的一实例。步骤636以光刻方式至少对所述狭缝中的光阻进行显影。

图7C-E协同显示出实施步骤632、634及636的步骤630的实例。在步骤634中,黑色光阻754被沉积在每一盖玻片722上及每一狭缝752中(见图7C)。在步骤636中,光罩792被设置在复合晶圆700的上方,且UV光794穿过光罩792的非不透明开口而朝向复合晶圆700(见图7D)。黑色光阻754暴露于UV光794下而变得可溶解在光阻显影液之中,同时未暴露于UV光794下的黑色光阻754变得不溶于光阻显影液之中。光罩792于狭缝752上方阻挡UV光794,且可选地在一区域中离所述狭缝752延伸一有限距离。接着,复合晶圆700被暴露于光阻显影液而移除暴露于UV光794之黑色光阻754(见图7E)。这在所述狭缝752中及其附近形成黑色屏蔽756。图7D及7E显露出黑色光阻754为正光阻层。在不偏离本发明范畴的情况下,黑色光阻754可以是负光阻层,在这情况下光罩792由相反的光罩代替。

在步骤640中,方法600穿过在步骤630的狭缝中所形成的黑色屏蔽而对复合晶圆110进行切块。步骤640藉此分割出CSP影像传感器150,其中黑色屏蔽142通过盖玻片132的整个高度而覆盖盖玻片132背向光轴126的侧面。在步骤640的一实例中,切割工具796穿过每一狭缝752中的黑色屏蔽756而对复合晶圆700进行切块,以在其中形成各自的狭缝755。狭缝755具有宽度772。宽度772是在(例如)20微米至100微米的范围内。这形成复数个CSP影像传感器760。每一CSP影像传感器760是CSP影像传感器150的一实施例,且包含影像传感器710、一部分的黏合层730及盖玻片722。盖玻片722背向影像传感器710光轴718的侧面沿着盖玻片722的整个高度780被黑色屏蔽756覆盖。沿着这些侧面,黑色屏蔽756具有厚度774。厚度774是在(例如)1微米至50微米的范围内。每一CSP影像传感器760进一步包含一突出部758,其延伸超过高度780一距离782,并在朝向光轴718的方向上沿着盖玻片722的光接收表面724向内延伸。在不偏离本发明范畴的情况下,图7D的光罩792可经配置不形成突出部758。

在步骤650中,方法600将CSP影像传感器150从胶带移除。在步骤650的一实例中,拾取装置798将每一CSP影像传感器760从胶带740移除。包含突出部758的CSP影像传感器150实施例可在突出部758处耦接时取装置798,使得光接受表面724受保护以免于接触拾取装置798时受到损坏。

图8A显示CSP影像传感器760的一例示性实施例,其中突出部758在光接收表面724上形成一圆形开孔。

图8B显示CSP影像传感器760的另一例示性实施例,其中突出部758在光接收表面724上形成一矩形开孔。

图8A及8B显示(例如)所述方法600可在CSP影像传感器150的光接收表面上形成任何形状的开孔。

图9说明一例示性CSP影像传感器封装方法900,其中复合晶圆110的共同玻璃基板130是黏合于胶带上。方法900是方法100的一实施例,并产生设置有黑色屏蔽142跨越盖玻片132背向光轴126的整个侧面高度之CSP影像传感器150实施例。图10A-G基于复合晶圆700而显示(例如)方法900的步骤,以及方法900所产生的例示性CSP影像传感器1060。图9及10A-G最好是一起观看。

在步骤910中,复合晶圆110的共享玻璃基板130系黏附于一胶带上。该胶带可为本领域中已知的切割用胶带。该胶带至少用以在方法900的后续步骤期间稳定该等影像传感器122的相对位置,直至从复合晶圆110切割出CSP影像传感器150。在步骤910的一实例中,复合晶圆700的共享玻璃基板720(见图10A)系黏附于胶带740上。图10A显示出一部分复合晶圆700的剖视图。图10A显示出每一对影像传感器710之间的凹槽750。在不偏离本发明范畴的情况下,凹槽750的形状与尺寸可以与图10A中所示者不同。再者,凹槽750可被省略,使得该等影像传感器710协作而形成一影像传感器晶圆,即影像传感器晶圆120的一实施例。

在步骤920中,复合晶圆110经切割以形成通过复合晶圆110整个高度的狭缝。这些狭缝分别与影像传感器122的光轴124平行,并对齐所述影像传感器122之间的分界线。所述狭缝在共同玻璃基板130中界定了每一影像传感器122的盖玻片132。步骤920可利用本领域中已知的切割方法,诸如切块或蚀刻。步骤920是实施步骤512的步骤510的一实施例。在步骤920的一实例中,切割工具1090从连接有影像传感器710的复合晶圆700侧面在复合晶圆700中形成狭缝752(见图10B)。所述狭缝界定了每一影像传感器710的盖玻片722。

在步骤930中,方法900在步骤920中所形成的所述狭缝中形成黑色屏蔽,使得在沿着光轴124从横截面观察时,每一影像传感器122的黑色屏蔽跨越所相连接的盖玻片132的周边。步骤930是步骤520的一实施例。步骤930包含一个形成黑色屏蔽而使得黑色屏蔽跨越盖玻片132整个高度的步骤932。在一实施例中,步骤930包含步骤934及936。步骤934将黑色光阻沉积于复合晶圆110的表面114上及步骤920中所形成的狭缝中。所述黑色光阻是黑色遮蔽材料140的一实例。步骤936以光刻方式对所述狭缝中的黑色光阻进行显影。

图10C-E协同显示出实施步骤932、934及936的步骤930的实例。在步骤934中,黑色光阻754被沉积在每一影像传感器710上及每一狭缝752中(见图10C)。在步骤936中,光罩1092被设置在复合晶圆700的上方,且UV光794穿过光罩1092的非不透明开口而朝向复合晶圆700(见图10D)。黑色光阻754暴露于UV光794下而变得可溶解在光阻显影液之中,同时未暴露于UV光794下的黑色光阻754变得不溶于光阻显影液之中。光罩1092于狭缝752上方阻挡UV光794。接着,复合晶圆700被暴露于光阻显影液而移除暴露于UV光794的黑色光阻754(见图10E)。这在所述狭缝752中形成黑色屏蔽1056。图10D及10E显露出黑色光阻754为正光阻层。在不偏离本发明范畴的情况下,黑色光阻754可以是负光阻层,在这情况下光罩1092由相反的光罩代替。

在步骤940中,方法900穿过在步骤930的狭缝中所形成的黑色屏蔽而对复合晶圆110进行切块。步骤940藉此分割出CSP影像传感器150,其中黑色屏蔽142通过盖玻片132的整个高度而覆盖盖玻片132背向光轴126的侧面。在步骤940的一实例中,切割工具1096穿过每一狭缝752中的黑色屏蔽1056而对复合晶圆700进行切块。这形成复数个CSP影像传感器1060。每一CSP影像传感器1060是CSP影像传感器150的一实施例,且包含影像传感器710、一部分的黏合层730及盖玻片722。盖玻片722背向影像传感器710光轴718的侧面沿着盖玻片722的整个高度780被黑色屏蔽1056覆盖。

在步骤950中,方法900将CSP影像传感器150从胶带移除。在步骤950的一实例中,拾取装置1098将每一CSP影像传感器1060从胶带740移除。拾取装置798耦接影像传感器710及/或黑色屏蔽1056。

图11说明一例示性CSP影像传感器封装方法1100,其在涂覆黑色屏蔽之前仅形成狭缝至共同玻璃基板130的部分高度。方法1100是方法100的一实施例,并产生在盖玻片132背向光轴126的侧面设有黑色屏蔽142的CSP影像传感器150实施例。方法1100可包含形成焊料凸块电接点于影像传感器122上。在方法1100所产生的CSP影像传感器150中,黑色屏蔽142仅覆盖至盖玻片132的部分高度。图12A-H基于复合晶圆1200显示(例如)方法1100的步骤,以及由方法1100所产生的例示性CSP影像传感器1260。图11及12A-H最好是一起观看。

在步骤1120中,复合晶圆110经切割以在共同玻璃基板中形成仅至部分共同玻璃基板130高度的狭缝。其切口是从复合晶圆110的侧面112制造。所述狭缝分别与影像传感器122的光轴124平行,并对齐所述影像传感器122之间的分界线。所述狭缝在共同玻璃基板130中界定了每一影像传感器122的盖玻片132,尽管每一盖玻片132仍然部分连接相邻的盖玻片132。步骤1120可利用本领域中已知的切割方法,诸如切块或蚀刻。步骤1120是实施步骤514的步骤510的一实施例。在步骤1120的一实例中,切割工具1290从连接有复数个影像传感器1210的复合晶圆1200侧面在复合晶圆1200中形成狭缝1252(见图12B)。所述狭缝1252仅延伸至共同玻璃基板720的部分高度1280。所述狭缝1252界定了每一影像传感器1210的盖玻片722,尽管每一盖玻片722仍然部分连接相邻的盖玻片722。所述狭缝1252具有宽度1270。宽度1270是在(例如)20微米至100微米的范围内。复合晶圆1200是复合晶圆110的一实施例。复合晶圆1200与复合晶圆700相似,除了影像传感器710被影像传感器1210代替。影像传感器1210可省去焊料凸块电接点716,反而包含电接点区域1216。每一电接点区域1216经配置以容纳焊料凸块电接点(诸如焊料凸块电接点716)。尽管图12B将电接点区域1216显示成突出于影像传感器1210,在不偏离本发明范畴的情况下,电接点区域1216可与相邻影像传感器1210的表面部分齐平。

可选择地,方法1100包含一个将复合晶圆110黏附至胶带的步骤1110,如参照方法900的步骤910所讨论。此胶带可在从复合晶圆110分割出CSP影像传感器150的后续步骤1150期间就位而用以留住影像传感器122,且让盖玻片132黏合于上。在方法1100的某些实施例中,其有利于在步骤1120之前执行步骤1110,因为步骤1120中所形成的狭缝可能让复合晶圆110太脆弱而无法移动,且无法在不会有复合晶圆110于狭缝处断裂的风险下黏附至胶带。在步骤1110的一实例中,在步骤1120之前复合晶圆1200被黏附至胶带740(见图12A)。在不偏离本发明范畴的情况下,方法1100可在稍后的时间合并步骤1110,例如在步骤1140之前。

在步骤1130中,方法1100在步骤1120中所形成的所述狭缝中形成黑色屏蔽,使得在沿着光轴124从横截面观察时,每一影像传感器122的黑色屏蔽跨越所相连接的盖玻片132的周边。步骤1130是步骤520的一实施例。在一实施例中,步骤1130包含步骤1132及1134。步骤1132将黑色光阻沉积于复合晶圆110的表面114上及步骤1120中所形成的狭缝中。所述黑色光阻是黑色遮蔽材料140的一实例。步骤1132以光刻方式对所述狭缝中的黑色光阻进行显影。在某些实施例中,步骤1130进一步包含一个以光刻方式对所述影像传感器122背向共同玻璃基板130的侧面上的黑色光阻进行显影的步骤1136。步骤1136对黑色光阻进行显影以在对应尚未形成在影像传感器122上的焊料凸块电接点预期位置之位置处的黑色光阻中留下开口。

图12C-E协同显示出实施步骤1132、1134及1136的步骤1130的实例。在步骤1132中,黑色光阻754被沉积在每一影像传感器1210上及每一狭缝1252中(见图12C)。为了执行步骤1134及1136,光罩1292被设置在复合晶圆1200的上方,且UV光794穿过光罩1292的非不透明开口而朝向复合晶圆1200(见图12D)。黑色光阻754暴露于UV光794下而变得可溶解在光阻显影液之中,同时未暴露于UV光794下的黑色光阻754变得不溶于光阻显影液之中。光罩1292于狭缝752上方及电接点区域1216上方阻挡UV光794。接着,复合晶圆1200被暴露于光阻显影液而移除暴露于UV光794的黑色光阻754(见图12E)。这在所述狭缝752中及影像传感器1210上除了电接点区域1216以外处形成黑色屏蔽1256。图12D及12E显露出黑色光阻754为正光阻层。在不偏离本发明范畴的情况下,黑色光阻754可以是负光阻层,在这情况下光罩1292由相反的光罩代替。

在一可选择的步骤1140中,方法1100是在影像传感器122上形成焊料凸块电接点。在步骤1150的一实例中,焊料凸块电接点1258是使用黑色屏蔽1256做为阻焊膜而形成在每一电接点区域1216上。藉助于狭缝1252仅延伸穿过共同玻璃基板720的部分高度1280,所述影像传感器1210的相对位置可较倘若狭缝1252延伸穿过共同玻璃基板720的整个高度时(在这种情况下稳定所述影像传感器1210的相对位置的唯一手段会是使用胶带740)更为稳定。这所增加的稳定性可在形成焊料凸块电接点1258时用来提供更高的精度。

在步骤1150中,方法1100穿过在步骤1130的狭缝中所形成的黑色屏蔽及穿过复合晶圆110的整个高度而对复合晶圆110进行切块。步骤1150藉此分割出CSP影像传感器150,其中黑色屏蔽142覆盖盖玻片132背向光轴126的侧面,但仅通过盖玻片132的部分高度。在步骤1150的一实例中,切割工具1296穿过每一狭缝1252中的黑色屏蔽1256而对复合晶圆1200进行切块,以形成跨越复合晶圆1200的整个高度的狭缝1254。狭缝1254具有宽度1272。宽度1272是在(例如)20微米至100微米的范围内。这形成复数个CSP影像传感器1260。每一CSP影像传感器1260是CSP影像传感器150的一实施例,且包含影像传感器1210、一部分的黏合层730及盖玻片722。盖玻片722背向影像传感器710光轴718的侧面被黑色屏蔽1256覆盖至盖玻片722的部分高度1280。沿着这些侧面,黑色屏蔽1256具有厚度1274。厚度1274是在(例如)1微米至50微米的范围内。这些侧面最远离影像传感器1210的高度1282部分并未被黑色屏蔽1256覆盖。然而,与部分高度1280相比,高度1282可以做成小尺寸以将可以穿过盖玻片722侧面进入CSP影像传感器150的杂散光量降至最低。在一实例中,高度1282是介于所述部分高度1280的5%与20%之间。与高度1282相连接的侧面部分是与在与高度1280相连接的侧面部分上的黑色屏蔽1256齐平。

在步骤1160中,方法1100将CSP影像传感器150从胶带移除。在步骤1160的一实例中,拾取装置1298将每一CSP影像传感器1260从胶带740或从另一用来取代胶带740的支撑结构上移除。拾取装置1298耦接影像传感器1210及/或黑色屏蔽1256。

特征组合

上述特征以及下文所请求保护的特征可在不偏离本发明范畴的情况下以各种方式结合。例如,应了解到本文中所述之具有黑色屏蔽的芯片尺寸封装影像传感器、或相关封装方法的态样可并入或替换成本文中所述的另一种具有黑色屏蔽的芯片尺寸封装影像传感器、或相关封装方法的特征。下列实例说明上述所述实施例中的可能及非限制性的结合。应明白可在不偏离本发明的精神及范畴的情况下,对本文中的所述方法及装置做出许多其他变化及修改:

(A1)一种具有黑色屏蔽的芯片尺寸影像传感器封装方法,可包含(a)切割一具有复数个黏合于一共同玻璃基板的影像传感器之复合晶圆,以在所述普通玻璃基板中形成狭缝,其中所述狭缝分别界定一用于每一影像传感器的盖玻片,以及(b)在所述狭缝中形成黑色屏蔽,使得在沿着所述影像传感器的光轴从横截面观察时,所述用于每一影像传感器的黑色屏蔽跨越所述盖玻片的周边。

(A2)标记为(A1)的芯片尺寸影像传感器封装方法可进一步包含:穿过所述狭缝中的黑罩切块以分割出复数个芯片尺寸封装的影像传感器,其每一者包含所述影像传感器中的一者且所述盖玻片黏合于所述影像传感器上,所述盖玻片的侧面背向所述光轴且至少部分地被所述黑罩覆盖。

(A3)标记为(A1)及(A2)的芯片尺寸影像传感器封装方法中的一或二者可进一步包含:在切割步骤之前,将所述复合晶圆黏附于一胶带以稳定所述影像传感器的相对位置直至切块步骤。

(A4)标记为(A3)的芯片尺寸影像传感器封装方法可进一步包含:在切割步骤中,在平行于光轴的维度上穿过所述复合晶圆的整个高度切割。

(A5)在标记为(A4)的芯片尺寸影像传感器封装方法中,所述形成步可包含形成黑色屏蔽而使得用于每一芯片尺寸封装的影像传感器的黑色屏蔽,在平行于光轴的维度上沿着侧面的整个高度延伸。

(A6)在标记为(A3)至(A5)的任一芯片尺寸影像传感器封装方法中,所述黏附步骤可包含将所述影像传感器直接黏附于胶带,使得所述共同玻璃基板背向胶带。

(A7)在标记为(A6)的芯片尺寸影像传感器封装方法中,所述形成步骤可包含:(a)沉积黑色光阻于所述复合晶圆上,以及(b)以光刻方式对黑色光阻进行显影,使得用于每一芯片尺寸封装的影像传感器的黑色屏蔽沿着所述盖玻片的至少一部分光接收表面向内延伸,以界定一用于接收光线的开孔。

(A8)标记为(A6)及(A7)的芯片尺寸影像传感器封装方法中的一或二者可包含:在形成步骤中,(a)沉积黑色光阻于所述复合晶圆上,以及(b)以光刻方式对黑色光阻进行显影,使得用于每一芯片尺寸封装的影像传感器的黑色屏蔽包含一在平行于光轴的维度上延伸超过所述盖玻片的光接收表面之突出部。

(A9)标记为(A8)的芯片尺寸影像传感器封装方法可包含(a)穿过所述狭缝中的黑罩切块以分割出复数个芯片尺寸封装的影像传感器,其每一者包含所述影像传感器中的一者且所述盖玻片黏合于所述影像传感器上,以及(b)在切块步骤之后,对于所述芯片尺寸封装的影像传感器中的每一者,使用耦接于所述突出部的拾放设备而从胶带移除所述芯片尺寸封装的影像传感器。

(A10)在标记为(A3)至(A5)的任一芯片尺寸影像传感器封装方法中,所述黏附步骤可包含将所述共同玻璃基板直接黏附于胶带。

(A11)在标记为(A10)的芯片尺寸影像传感器封装方法中,所述形成步骤可包含:沉积黑色光阻于所述复合晶圆上,以及以光刻方式对黑色光阻进行显影,使得在形成黑色屏蔽之后所述影像传感器的电接点是可接取的。

(A12)在标记为(A1)及(A2)的芯片尺寸影像传感器封装方法中的一或二者中,所述切割步骤可包含在平行于光轴的维度上于所述影像传感器之间切割到所述共同玻璃基板内之仅部分高度的共同玻璃基板,使得所述狭缝仅延伸至其部分高度。

(A13)在标记为(A12)的芯片尺寸影像传感器封装方法中,所述形成步骤可包含通过全部的部分高度共同玻璃基板而形成所述黑色屏蔽。

(A14)在标记为(A12)及(A13)的芯片尺寸影像传感器封装方法中的一或二者中,所述形成步骤可包含:(a)以包含所述狭缝中及所述影像传感器的表面上的方式背向共同玻璃基板分别沉积黑色光阻于所述复合晶圆上,以及(b)以光刻方式对黑色光阻进行显影,以在所述狭缝中及在所述影像传感器的表面上皆形成黑色屏蔽,且在所述黑色屏蔽中设有开口,所述开孔匹配所述影像传感器的焊料凸块电接点的预期位置。

(A15)标记为(A14)的芯片尺寸影像传感器封装方法可进一步包含使用所述黑色屏蔽做为阻焊膜而制造所述影像传感器的焊料凸块电接点。

(A16)标记为(A12)至(A15)的任一芯片尺寸影像传感器封装方法可进一步包含,在切割步骤之前将复合晶圆的共同玻璃基板黏附至胶带以稳定复合晶圆。

(B1)一种芯片尺寸封装的影像传感器,其可包含一影像传感器、一黏合于所述影像传感器的盖玻片、以及一设于所述盖玻片背向所述影像传感器光轴的侧面上的黑色屏蔽。

(B2)在标记为(B1)的芯片尺寸封装的影像传感器中,黑色屏蔽可以是所述侧面上的一覆盖层。

(B3)在标记为(B1)及(B2)的芯片尺寸封装的影像传感器中的一或二者中,所述黑色屏蔽可从影像传感器沿着侧面延伸以在平行于光轴的方向上跨越盖玻片的整个高度。

(B4)在标记为(B1)至(B3)的任一芯片尺寸封装的影像传感器中,所述黑色屏蔽在平行于光轴的方向上可延伸超过所述盖玻片的整个高度。

(B5)在标记为(B1)至(B4)的任一芯片尺寸封装的影像传感器中,所述黑色屏蔽可从侧面沿着盖玻片的光接收表面向内延伸,以形成用于接收光线的开孔。

(B6)在标记为(B1)至(B5)的任一芯片尺寸封装的影像传感器中,所述黑色屏蔽可从侧面沿着盖玻片的光接收表面向内延伸,以形成用于耦接拾放设备的突出部。

(B7)在标记为(B1)及(B2)的芯片尺寸封装的影像传感器中的一或二者中,所述黑色屏蔽可从影像传感器沿着侧面仅延伸至远离所述影像传感器的盖玻片的部分高度。

(B8)在标记为(B7)的芯片尺寸封装的影像传感器中,所述黑色屏蔽可沿着所述影像传感器从侧面向内延伸,以覆盖所述影像传感器除了(a)黏合盖玻片的表面与(b)电接点之外的全部表面。

(B9)在标记为(B7)及(B8)的芯片尺寸封装的影像传感器中的一或二者中,未被黑色屏蔽覆盖的侧面部分可进一步向外延伸且远离所述影像传感器的光轴而与黑色屏蔽齐平

可在不偏离本发明范畴的情形下对上述系统及方法做出改变。因此应注意到,包含在上述说明及显示于附图中的事项应解释为说明性的而非限制性的。下列申请专利范围意欲涵盖本文所述的一般性特征及特定特征,且由于语言的关系,本系统及方法的范畴的所有陈述皆应落入其间。

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