图像传感器芯片的封装方法与流程

本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种图像传感器芯片的封装方法。

背景技术：

现有便携式移动设备中一般集成有微型图像采集装置，用于简单快捷地实现拍照功能。在手持移动设备对物体拍照时，影响图像拍摄质量的重要原因是手持方式产生的抖动。光学防抖是依靠特殊的镜头或者感光元件最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。光学防抖技术是在镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动，并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组或移动感光元件，根据抖动方向及位移量加以补偿，从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。现有的光学防抖主要采用如下方式：

1.镜片移动式光学防抖

此类光学防抖主要是通过镜片的运动来补偿相机的晃动。在佳能的防抖镜头中，都装有陀螺传感器，它可以准确的检测到手的振动，并把它转化为电信号，经过镜头内置的计算机处理之后，控制一组修正光学部件作与胶片或CCD、CMOS平面平行的移动，抵消由于手震引起的成像光线偏移。这个系统能够有效地改善手持拍摄的效果。

镜头能够通过一对内置陀螺仪传感器探测相机的抖动，并将镜头组件向抖动的方向调整，以抵消这种抖动，防止画面模糊。如果在启用图像稳定功能的情况下半按快门，镜头会在0.5秒后启动相机抖动补偿。此类镜头在理论上可以降低二至三级快门速度。由于镜头的潜在光学性能得到了优化，可以捕捉到美丽的图像。

2.感光元件移动式光学防抖

基于镜片移动式光学防抖在生产技术和成本方面的考虑，部分厂商开发出了感光元件移动式光学防抖（CCD或CMOS防抖）系统。这种技术是随着数码相机的出现而出现的，因为其原理决定胶片机不可能以这种方式做到防抖。感光元件移动式光学防抖（CCD或CMOS防抖）就是将数码相机的感光元件（CCD/CMOS）固定在一个可以通过电磁效应平行滑动的平台上，拍摄的时候，平台会利用电磁的迟滞性造成（CCD或CMOS防抖）短时间内固定不动，于是一定程度上达到防抖的目的。

在感光元件移动式光学防抖中，美国专利US9264,591B2，发明名称：《Comb DriveAnd Leaf Spring Camera Actuator》公开一种技术，其通过设置在图像传感器芯片（Imagesensor 490）周围的Flexible Linkage450连接OIS Leaf-Spring Flexures430再连接至AFLeaf-Spring Flexures420并通过Outline of Pre-Deflection Body410的结构，当进行对焦时，上述结构能发生弹性形变，带动图像传感器芯片发生移动，进一步实现光学防抖。除此之外美国专利申请，申请号：2015/0341534A1 ,发明名称：《Electrical Bar LatchingFor Low Stiffness Flexure MEMS Actuator》公开了一种适用于图像传感器模组的MEMSActuator结构，通过flexure arrays313连接至movable platform311，图像传感器芯片位于movable platform311上，再通过内框和外框的协同作用实现图像传感器芯片在对焦过程中的移动，进一步实现光学防抖。上述感光元件移动式光学防抖方法结构较复杂，在图像传感器模组中需要多个机械结构协同作用。综上所述，亟需一种新型的感光元件移动式光学防抖方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种图像传感器芯片的封装方法，实现图像传感器的光学防抖功能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器芯片的封装方法，包括：

提供支撑基板，将图像传感器芯片粘合于所述支撑基板上；

在所述图像传感器芯片上形成金属线；

提供上基板，将所述图像传感器芯片与上基板装配为一体，且所述金属线靠近图像传感器芯片的内侧具有弹性结构；所述金属线远离图像传感器芯片的一侧电气连接至外部；

去除所述支撑基板形成封装件；所述封装件可沿水平方向移动。

可选的，将所述封装件与一驱动部件接触，所述驱动部件用于驱动所述图像传感器芯片水平方向移动或旋转。

可选的，所述驱动部件上与图像传感器芯片的焊盘相对应的位置处具有焊盘，所述金属线远离图像传感器芯片的一侧电性连接至所述驱动部件的焊盘。

可选的，所述金属线远离图像传感器芯片的一侧具有延伸部，所述延伸部向外悬空，适于电性连接至外部电路板。

可选的，所述上基板上具有一压靠端，当上基板与图像传感器芯片装配时，所述压靠端压靠金属线的延伸部，致使延伸部向下方弯折与水平面之间呈大于10°的夹角。

可选的，所述支撑基板为透明基板，采用临时键合胶将所述图像传感器芯片粘合于所述支撑基板上；所述临时键合胶为光敏胶或热敏胶。

可选的，所述支撑基板远离所述图像传感器芯片的一侧面具有孔洞，清洗溶液通过所述孔洞去除所述临时键合胶。

可选的，于所述透明基板的表面形成第一凹槽，所述第一凹槽适于粘合所述图像传感器芯片；

于所述透明基板的表面形成第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽之间具有凸起结构，所述第二凹槽适于放置所述金属线的延伸部。

可选的，所述金属线部分区域设置于所述凸起结构上部；当上基板与图像传感器芯片装配时，所述上基板粘合于凸起结构对应的金属线部分区域。

可选的，所述金属线的一端与所述图像传感器芯片的焊盘电性连接，所述金属线的另一端具有延伸部，所述延伸部与外部电路板电性连接。

可选的，所述金属线的高度大于金属线的宽度。

可选的，采用电镀工艺形成所述金属线。

相对于现有技术，本发明的图像传感器芯片的封装方法具有以下有益效果：

本发明中，图像传感器芯片通过金属线与上基板装配为一体，金属线靠近图像传感器芯片的内侧具有弹性结构。图像传感器芯片与上基板形成的封装件通过弹性结构能够在水平或垂直方向移动，实现图像传感器芯片的光学防抖功能。

附图说明

图1为本发明一实施例中图像传感器芯片的封装方法的流程图；

图2a为本发明实施例一中支撑基板的剖面结构示意图；

图2b为本发明实施例一中形成第一图案化光阻的剖面结构示意图；

图2c为本发明实施例一中形成第一凹槽的剖面结构示意图；

图2d为本发明实施例一中形成第二图案化光阻的剖面结构示意图；

图2e为本发明实施例一中形成第二凹槽的剖面结构示意图；

图2f为本发明实施例一中形成第三图案化光阻的剖面结构示意图；

图2g为本发明实施例一中形成孔洞的剖面结构示意图；

图2h为本发明实施例一中形成临时键合胶的剖面结构示意图；

图2i为本发明实施例一中键合图像传感器芯片的剖面结构示意图；

图2j为本发明实施例一中形成第四图案化光阻的剖面结构示意图；

图2k为本发明实施例一中沉积种子层的剖面结构示意图；

图2l为本发明实施例一中沉积金属层的剖面结构示意图；

图2m为本发明实施例一中形成金属线的剖面结构示意图；

图2n为本发明实施例一中去除第四图案化光阻的剖面结构示意图；

图2o为本发明实施例一中键合上基板的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例一中封装件的结构示意图；

图4a为本发明实施例二中金属线的结构示意图；

图4b为本发明实施例二中封装件的结构示意图；

图4c为本发明实施例二中驱动部件与封装件粘合的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本发明的图像传感器芯片封装方法进行详细描述。图1为本发明的图像传感器芯片封装方法的流程图，图2a~图2n为各步骤对应的器件结构的剖面示意图，图3为封装件的结构示意图，本发明的图像传感器芯片的封装方法包括如下步骤：

实施例一

首先，执行步骤S1，参考图2a，提供支撑基板10，所述支撑基板10为透明基板，例如可以为玻璃基板。参考图2b所示，于所述透明基板10的表面形成第一图案化光阻11，第一图案化光阻11覆盖所述支撑基板10的边缘，本实施例中，采用涂胶、曝光、显影等工艺形成第一图案化光阻11。以第一图案化光阻11为掩膜刻蚀所述支撑基板10，于所述支撑基板10中形成第一凹槽21，参考图2c所示，所述第一凹槽21用于粘合图像传感器芯片，使得所述第一凹槽21的宽度为5.0mm~10.0mm。之后，去除所述第一图案化光阻11，本实施例中，例如可以采用等离子体灰化工艺或丙醇等有机溶液湿法清洗工艺去除所述第一图案化光阻11。

接着，参考图2d所示，于所述透明基板10的表面形成第二图案化光阻12，所述第二图案化光阻12覆盖第一凹槽11及部分所述支撑基板10，且暴露出所述第一凹槽21周围的部分所述支撑基板10，以所述第二图案化光阻12为掩膜刻蚀所述支撑基板10形成第二凹槽22，参考图2e中所示。所述第二凹槽22围绕于所述第一凹槽21的周围，并且，所述第一凹槽21与第二凹槽22之间具有凸起结构23。之后，去除所述第二图案化光阻12。本实施例中，第二凹槽22的宽度为0.5mm~2.0mm。进一步的，所述第二凹槽22适用于放置金属线的延伸部，使得金属线的延伸部悬空于第二凹槽22中，所述凸起结构23作为金属线与上基板粘合的支撑结构，因此使得所述第二凹槽22的深度大于所述第一凹槽21的深度。例如，所述第一凹槽21的深度为0.1mm~1.0mm，所述第二凹槽22的深度为0.5mm~2.0mm，所述第一凹槽21与所述第二凹槽22之间的宽度（凸起结构23的宽度）为0.5mm~1.0mm。

再次，参考图2f所示，在所述支撑基板10上形成第三图案化光阻13，第三图案化光阻13覆盖第一凹槽21、第二凹槽22，并暴露出第一凹槽21中的部分支撑基板10，以所述第三图案化光阻13为掩膜刻蚀所述支撑基板10，形成如图2g所示的孔洞24。之后，去除所述第三图案化光阻13。本实施例中，所述孔洞24与所述第一凹槽21连通，且贯穿所述支撑基板10，孔洞23的宽度例如为0.5mm~1.0mm，孔洞24用于后续清洗溶液通过支撑基板10，去除临时键合胶。

需要说明的是，本实施例中依次在支撑基板10上形成第一凹槽21、第二凹槽22及孔洞24，然而，本领域技术人员可以理解的是，形成第一凹槽21、第二凹槽22及孔洞24的顺序并不限于此，在本发明的其他实施例中还可以在支撑基板10上依次形成第二凹槽22、第一凹槽21及孔洞24，或者依次形成孔洞24、第一凹槽21及第二凹槽22，此亦在本发明保护的思想范围之内，本发明对此不予限制。

之后，参考图2h所示，在所述支撑基板10上形成临时键合胶30，临时键合胶30覆盖所述第一凹槽21、所述凸起结构23、所述第二凹槽22及剩余的所述支撑基板10，本实施例中，所述临时键合胶30例如可以为光敏胶或热敏胶，临时键合胶30用于将图像传感器芯片40粘合于所述支撑基板10上。参考图2i所示，将图像传感器芯片40通过临时键合胶30粘合于所述支撑基板10上，且所述图像传感器芯片40粘合于支撑基板10的第一凹槽21中。本领域技术人员可以理解的是，图像传感器芯片40为感光元件，将光信号转换为电信号，此为本领域技术人员可以理解的，在此不做赘述。

再次，执行步骤S2，在所述图像传感器芯片40上形成金属线，金属线用于将图像传感器芯片与外部电路板电性连接。形成金属线的具体包括如下子步骤：

参考图2j所示，在所述支撑基板10上形成第四图案化光阻14，第四图案化光阻14覆盖部分所述临时键合胶30，且暴露出所述凸起结构23上方的临时键合胶，并且第四图案化光阻14还覆盖部分所述图像传感器芯片40，例如，暴露出靠近凸起结构23的部分所述图像传感器芯片40，并且，暴露出的图像传感器芯片40的表面具有焊盘，用于后续将图像传感器芯片电性接出。

参考图2k所示，在所述支撑基板10上形成种子层（Seed layer）50，种子层50覆盖暴露出的临时键合胶30、暴露出的图像传感器芯片40及第四图案化光阻14。本实施例中，种子层50为金的金属层，可以采用物理气相沉积工艺形成种子层50，种子层50覆盖第四图案化光阻14、所述凸起结构23及暴露出的部分图像传感器芯片40，种子层50用于电镀工艺后续沉积金属层。

参考图2l所示，在所述种子层50上形成第五图案化光阻15，第五图案化光阻15暴露出所述凸起结构23上方的种子层50及所述图像传感器芯片40上方的种子层50，之后，采用电镀工艺在部分种子层50上沉积金属层60，金属层60为金的金属层，金属层60覆盖暴露出的种子层50。

参考图2m所示，去除所述第五图案化光阻15及位于第五图案化光阻15下方的种子层50，暴露出所述第四图案化光阻14。

参考图2n所示，去除所述第四图案化光阻14，剩余的种子层50与金属层60形成金属线70。所述金属线70的一端与所述图像传感器芯片40的焊盘电性连接，用于将图像传感器芯片40电性接出，所述金属线70的另一端具有延伸部，所述延伸部72与外部电路板电性连接。具体的，所述金属线70靠近图像传感器芯片40的内侧具有弹性结构71，所述金属线70远离图像传感器芯片40的外侧具有延伸部72，所述延伸部72向外悬空，且悬空于第二凹槽22中，延伸部72适用于将图像传感器芯片40电性连接至外部电路板（图2n中未示出），从而金属线70将图像传感器芯片与外部电路板电性连接。此外，本实施例中，所述金属线70的高度（垂直于图像传感器芯片感光面所在的高度）大于金属线70的宽度（平行于图像传感器芯片感光面所在的宽度），例如，所述金属线70的高度为50μm~200μm，所述金属线70的宽度为20μm~100μm。

之后，执行步骤S3，参考图2o所示，提供上基板80，将所述图像传感器芯片40与上基板80装配为一体。所述金属线70的部分区域设置于所述凸起结构23的上部，当上基板80与图像传感器芯片40装配时，所述上基板80粘合于凸起结构23对应的金属线70的部分区域，例如，所述上基板80为塑料材质，在凸起结构23上方对应的金属线70的部分区域形成封装胶，通过封装胶将上基板80与金属线70粘合。

此外，所述上基板80上远离所述图像传感器芯片的一端具有一压靠端81，装配过程中，压靠端81面向所述金属线70，当上基板80与图像传感器芯片40装配时，所述压靠端81压靠金属线70的延伸部72，致使延伸部72向下方弯折，由于金属金良好的延展性，弯折过程中金属线70保持良好的电性连接，使得所述延伸部72与水平面（图像传感器芯片的感光面）之间呈大于10°的夹角a，例如，所述延伸部72与水平面之间呈10°~30°的夹角，并且所述延伸部72向第二凹槽22中弯折，从而悬空于第二凹槽72中。

执行步骤S4，继续参考图2o所示，将清洗溶液通过所述孔洞24进入所述图像传感器芯片40与所述支撑基板10之间，去除所述临时键合胶30，从而同时将支撑基板10与图像传感器芯片40剥离，去除所述支撑基板10，使得上基板80通过金属线70与所述图像传感器芯片40形成封装件90，封装件90的结构参考图3中所示。本实施例中，可以采用丙酮的有机溶液去除所述临时键合胶30。

需要说明的是，封装件90中所述图像传感器芯片40与所述上基板80之间具有弹性结构71，使得所述封装件90可沿水平方向平移或旋转。将本发明中的封装件90用于形成摄像头模组，摄像头模组拍摄的过程中，当出现抖动的过程中，封装件90中的弹性结构能够对摄像头模组的抖动进行校正，从而实现图像传感器芯片的光学防抖功能。

实施例二

与实施例一中不同的是，所述金属线远离图像传感器芯片的一侧不具有延伸部，去除所述支撑基板之后，将图像传感器芯片与驱动部件接触，驱动部件用于支撑和驱动所述图像传感器芯片的移动，并且通过驱动部件将图像传感器芯片与外部电路板电性连接。

具体的，参考图4a所示，所述金属线70’包括种子层50’和金属层60’，金属线70’靠近图像传感器芯片40的一侧具有弹性结构71’。之后，参考图4b所示，提供上基板80’，将上基板80’与图像传感器40通过金属线70’粘合，并采用清洗溶液去除临时键合胶，同时去除所述支撑基板，形成封装件，此工艺步骤与实施例一方法相同，在此不做赘述。此外，由于金属线70’不具有延伸部，本实施例中，上基板80’还可以不具有实施例一中所示的压靠端。

接着，参考图4c所示，将封装件与驱动部件100连接，驱动部件100用于支撑、驱动图像传感器芯片40在水平方向上的移动。所述驱动部件100上与图像传感器芯片40的焊盘相对应的位置处具有焊盘（图中未示出），所述金属线70’远离图像传感器芯片40的一侧电性连接至所述驱动部件100的焊盘。本实施例中，采用打线的方式将所述金属线70’电性连接至驱动部件100的焊盘，接着，可以采用硅通孔技术（TSV）将驱动部件100的焊盘电性接出，并采用锡球与外部电路板电性连接，从而将金属线70’与外部电路板电性连接。

综上所述，本发明提供的图像传感器的封装方法中，所述图像传感器芯片通过金属线与上基板装配为一体，金属线靠近图像传感器芯片的内侧具有弹性结构，金属线将图像传感器芯片与外部电路板电性连接，图像传感器芯片与上基板形成的封装件通过弹性结构能够在水平水平方向平移或旋转，实现图像传感器芯片的光学防抖功能。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。