影像传感芯片的封装方法以及封装结构与流程

本发明涉及芯片封装技术领域，更具体的说，涉及一种影像传感芯片的封装方法以及封装结构。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的电子设备应用到人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

对于具有图像采集功能的电子设备，影像传感芯片是其实现图像采集功能的核心部件。为了便于影像传感芯片与电子设备的绑定，以及为了保护影像传感芯片，需要对影像传感芯片进行封装保护，形成封装结构。

现有的封装方法对影像传感芯片进行封装保护时，工艺复杂，制作成本高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种影像传感芯片的封装结构以及封装方法，对影像传感芯片进行封装保护时，工艺简单，降低了制作成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种影像传感芯片的封装方法，所述封装方法包括：

提供一影像传感芯片，所述影像传感芯片具有相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面包括感光区；

将所述影像传感芯片与一电路板贴合固定，其中，所述第二表面贴合在所述电路板的表面，所述影像传感芯片与所述电路板电连接，所述电路板用于连接外部电路；

在所述第一表面固定透光盖板，所述透光盖板通过第一光学胶层与所述影像传感芯片无间隙贴合固定；

在所述电路板固定有所述影像传感芯片的表面设置封装胶，所述封装胶包围所述影像传感芯片以及所述透光盖板，且露出所述透光盖板的顶面。

优选的，在上述封装方法中，所述影像传感芯片的制作方法包括：

提供一晶圆，所述晶圆包括多个影像传感芯片，相邻影像传感芯片之间具有切割沟道，所述影像传感芯片的第一表面包括感光区以及包围所述感光区的边框区；所述感光区设置有微透镜阵列；所述微透镜阵列包括多个阵列排布的微透镜；所述边框区设置有焊垫；

在所述微透镜阵列表面无间隙覆盖第二光学胶层，所述第二光学胶层的折射率小于所述第一光学胶层的折射率；

基于所述切割沟道分割所述晶圆，形成多个单粒的所述影像传感芯片。

优选的，在上述封装方法中，所述第二光学胶层的顶面形貌与所述微透镜阵列的顶面形貌一致。

优选的，在上述封装方法中，所述第二光学胶层的顶面为平坦表面。

优选的，在上述封装方法中，所述第二光学胶层还覆盖所述边框区，且露出所述焊垫。

优选的，在上述封装方法中，所有所述焊垫位于所述感光区的同一侧的边框区。

优选的，在上述封装方法中，所述第二光学胶层的折射率小于1.4。

优选的，在上述封装方法中，所述第二光学胶层的厚度范围是1μm-2μm，包括端点值。

优选的，在上述封装方法中，所述将所述影像传感芯片与一电路板贴合固定包括：

提供一所述电路板，所述电路板具有相对的正面以及背面，所述正面用于固定所述影像传感芯片；

将所述影像传感芯片通过金属线与所述电路板电连接。

优选的，在上述封装方法中，所述在所述第一表面固定透光盖板包括：

提供一尺寸与所述影像传感芯片匹配的所述透光盖板；

在所述透光盖板的一个表面均匀涂覆一层所述第一光学胶层；

通过所述第一光学胶层，将所述透光盖板固定在所述影像传感芯片的第一表面；

其中，所述透光盖板的周缘与所述影像传感芯片的周缘齐平。

优选的，在上述封装方法中，所述电路板具有相对的正面以及背面，所述正面具有用于固定所述影像传感芯片的第一区域以及包围所述第一区域的第二区域，所述影像传感芯片固定在所述第一区域；

所述在所述电路板固定有所述影像传感芯片的表面设置封装胶包括：

通过注塑成型工艺，在所述第二区域上形成封装胶，所述封装胶的高度与所述透光盖板背离所述影像传感芯片的一侧表面齐平。

优选的，在上述封装方法中，所述第一光学胶层的透光率不小于60％。

优选的，在上述封装方法中，所述第一光学胶层的厚度范围是20μm-60μm。

优选的，在上述封装方法中，所述透光盖板的厚度范围是100μm-300μm，包括端点值。

本发明还提供了一种影像传感芯片的封装结构，所述封装结构包括：

电路板，所述电路板用于连接外部电路；

影像传感芯片，所述影像传感芯片具有相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面包括感光区；所述第二表面贴合固定在所述电路板的表面，所述影像传感芯片与所述电路板电连接；

透光盖板，所述透光盖板通过第一光学胶层与所述影像传感芯片的第一表面无间隙贴合固定；

封装胶，所述封装胶设置在所述电路板固定有所述影像传感芯片的表面，所述封装胶包围所述影像传感芯片以及所述透光盖板。

优选的，在上述封装结构中，所述影像传感芯片第一表面包括所述感光区以及包围所述感光区的边框区，所述感光区具有微透镜阵列，所述边框区设置有焊垫；

所述微透镜阵列表面无间隙覆盖有第二光学胶层，所述第二光学胶层的折射率小于所述第一光学胶层的折射率。

优选的，在上述封装结构中，所述第二光学胶层的顶面形貌与所述微透镜阵列的顶面形貌一致。

优选的，在上述封装结构中，所述第二光学胶层的顶面为平坦表面。

优选的，在上述封装结构中，所述第二光学胶层还覆盖所述边框区，且露出所述焊垫。

优选的，在上述封装结构中，所有所述焊垫位于所述感光区的同一侧的边框区。

优选的，在上述封装结构中，所述第二光学胶层的折射率小于1.4。

优选的，在上述封装结构中，所述第二光学胶层的厚度范围是1μm-2μm，包括端点值。

优选的，在上述封装结构中，所述电路板具有相对的正面以及背面，所述正面用于固定所述影像传感芯片；

所述影像传感芯片通过金属线与所述电路板电连接。

优选的，在上述封装结构中，所述透光盖板的周缘与所述影像传感芯片的周缘齐平。

优选的，在上述封装结构中，所述电路板具有相对的正面以及背面，所述正面具有用于固定所述影像传感芯片的第一区域以及包围所述第一区域的第二区域，所述影像传感芯片固定在所述第一区域；

所述封装胶位于所述第二区域，所述封装胶的高度与所述透光盖板背离所述影像传感芯片的一侧表面齐平。

优选的，在上述封装结构中，所述第一光学胶层的透光率不小于60％。

优选的，在上述封装结构中，所述第一光学胶层的厚度范围是20μm-60μm。

优选的，在上述封装结构中，所述透光盖板的厚度范围是100μm-300μm，包括端点值。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的影像传感芯片的封装方法以及封装结构具有如下有益效果：

本发明技术方案中透光盖板与影像传感芯片通过第一光学胶层进行无间隙贴合固定，透光盖板与影像传感芯片之间无空腔，透光盖板可以承受较大的压力，在通过封装胶对影像传感芯片进行密封保护时，注塑成型的塑封模具可以直接作用在透明盖板上，通过一次塑封工艺即可完成对所述影像传感芯片的封装保护，工艺简单，降低了制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1-图12为本发明实施例提供的一种影像传感芯片的封装方法的工艺流程图；

图13为本发明实施例提供的一种影像传感芯片的封装结构示意图；

图14为本发明实施例提供的另一种影像传感芯片的封装结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对影像传感芯片进行封装时，将影像传感芯片绑定在电路板上后，需要在影像传感芯片的上方固定透光盖板，透光盖板与影像传感芯片的周缘之间通过胶层固定，在透光盖板与影像传感芯片之间形成空腔结构。

由于现有技术中透光盖板与影像传感芯片之间具有空腔，透明盖板承受压力能力较弱，为了避免透光盖板破碎，透明盖板无法直接承载注塑成型的塑封模具，因此，需要首先在不使用塑封模具的条件下先形成一次封装胶，然后以第一次形成的封装胶承载塑封模具，再形成一次封装胶，以形成具有规则结构的封装胶结构。可见，现有技术需要采用两次封装胶的形成过程，制作工艺复杂，增加了制作成本。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种影像传感芯片的封装方法以及封装结构，相对于传统的有空腔结构，本发明实施例技术方案中，透光盖板与影像传感芯片直接通过第一光学胶层无间隙贴合固定，透光盖板可以承受较大的压力，可以采用塑封模具一次性形成封装胶，相对于现有技术，制作工艺简单，降低了制作成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1-12，图1-图12为本发明实施例提供的一种影像传感芯片的封装方法的工艺流程图，该封装方法包括：

步骤s11：如图1-图6所示，提供一影像传感芯片12。

其中，所述影像传感芯片12具有相对的第一表面以及第二表面。所述第一表面包括感光区。

所述影像传感芯片12的制作方法包括：

首先，如图1和图2所示，提供一晶圆100，所述晶圆100包括多个影像传感芯片12，相邻影像传感芯片12之间具有切割沟道20，所述影像传感芯片12的第一表面包括感光区以及包围所述感光区的边框区；所述感光区设置有微透镜阵列；所述微透镜阵列包括多个阵列排布的微透镜121；所述边框区设置有焊垫122。图2为图1在p-p’方向的切面图。

然后，如图3所示，在所述微透镜阵列表面无间隙覆盖第二光学胶层13。在后续工艺中，如图10所示，需要再影像传感芯片12的上方通过第一光学胶层15固定透光盖板14。所述第二光学胶层13的折射率小于所述第一光学胶层15的折射率。影像传感芯片12的第一表面具有感光像素，感光像素用于检测光线进行成像。微透镜阵列覆盖感光像素。设置所述第二光学胶层13的折射率小于所述第一光学胶层15的折射率，这样，光线入射角满足全反射入射角时，可以在第二光学胶层13与第一光学胶层15界面发生全反射，进而使得大角度斜入射的光线发生全反射，使得微透镜阵列具有更好的准直效果，避免不同感光像素之间的检测结果产生串扰问题。第二光学胶层13与第一光学胶层15均为透光胶层。

最后，如图4，基于所述切割沟道20分割所述晶圆100，形成多个单粒的所述影像传感芯片12。切割后的单粒影像传感芯片的切面图如图5所示，俯视图如图6所示，图5为图6在a-a’方向的切面图。

在该实施方式中，第二光学胶层13仅覆盖感光区，与边框区无交叠。在形成所述第二光学胶层13时，可以仅在各个影像传感芯片12的感光区形成光学胶层13，也可以在晶圆100的整个表面形成第二光学胶层13，通过等离子处理等方式去除感光区之外的所述第二光学胶层13。所述第二光学胶层13的顶面为平坦表面。

在该方式中，所有所述焊垫122位于所述感光区的同一侧的边框区。一般的，影像传感芯片12的感光区为矩形，将所有焊垫均设置在感光区的同一侧边框区，可以减小另外三侧边框区的宽度，便于窄边框设计，降低影像传感芯片12的尺寸。

需要说明的时，影像传感芯片12中焊垫122的布局方式不局限于图6所示方式，可以根据需求设定焊垫122的布局，也可以在感光区的四周边框区均设置焊垫122，也可以将焊垫分为两组分别设置在感光区相对的两侧边框区。

步骤s12：如图7-9所示，将所述影像传感芯片12与一电路板11贴合固定。

其中，所述第二表面贴合在所述电路板11的表面，所述影像传感芯片12与所述电路板11电连接，所述电路板11用于连接外部电路。

该步骤中，在电路板11表面固定影像传感芯片12的方法包括：

首先，如图7所示，提供一电路板11，电路板11具有相对的正面以及背面。所述正面用于固定所述影像传感芯片12。具体的，将影像传感芯片12的第二表面朝向电路板11的正面设置。电路板11的背面具有焊接端111，所述焊接端111用于和外部电路连接。电路板11内设置有互联电路，互联电路与所述焊接端111连接。

然后，如图8所示，将影像传感芯片12的第二表面与电路板11的第一侧表面贴合固定。二者可以通过胶层贴合固定，或是通过焊接工艺焊接固定。

最后，如图9所示，将所述影像传感芯片12通过金属线17与所述电路板11电连接。其中，所述影像传感芯片12与所述电路板11的电连接方式不局限于通金属线17连接。还可以通过tsv(硅通孔)工艺在影像传感芯片12的第二表面形成互联结构，直接通过该互联结构所述电路板11的电连接。焊垫122通过金属线17与互联电路连接。可以通过打线工艺，将所述影像传感芯片12通过金属线17与所述电路板11电连接。

步骤s13：如图10和图11所示，在所述第一表面固定透光盖板14，所述透光盖板14通过第一光学胶层15与所述影像传感芯片12无间隙贴合固定。

该步骤中，所述在所述第一表面固定透光盖板14包括：

首先，如图10所示，提供一尺寸与所述影像传感芯片12匹配的所述透光盖板14；在所述透光盖板14的一个表面均匀涂覆一层所述第一光学胶层15；然后，如图11所示，通过所述第一光学胶层15，将所述透光盖板14固定在所述影像传感芯片12的第一表面。本发明实施例中，透光盖板14与影像传感芯片12的尺寸相同，这样，所述透光盖板14的周缘与所述影像传感芯片12的周缘齐平。

该方式中，由于第二光学胶层13仅覆盖感光区，故第一光学胶层15一部分直接与第一光学胶层13固定，另一部分与影像传感芯片12的边框区固定。

步骤s14：如图12所示，在所述电路板11固定有所述影像传感芯片12的表面设置封装胶16，所述封装胶16包围所述影像传感芯片12以及所述透光盖板14，且露出所述透光盖板14的顶面。

所述电路板11具有相对的正面以及背面，所述正面具有用于固定所述影像传感芯片12的第一区域以及包围所述第一区域的第二区域，所述影像传感芯片12固定在所述第一区域；

该步骤中，所述在所述电路板11固定有所述影像传感芯片12的表面设置封装胶6包括：通过注塑成型工艺，在所述第二区域上形成封装胶16，所述封装胶16的高度与所述透光盖板14背离所述影像传感芯片12的一侧表面齐平，也就是说设置所述封装胶16的顶面与所述透光盖板14的顶面齐平，这样便于采用塑封模具进行注塑成型工艺。由于盖板14直接通过整层的第一光学胶层15与影像传感芯片12无间隙贴合固定，故可以直接采用塑封模具通过一次性形成结构规则的封装胶层16。

参考图13，图13为本发明实施例提供的一种影像传感芯片的封装结构示意图，图13与图12所示封装结构不同仅在于第二光学胶层13不同，其他工艺步骤以及其他结构均相同。图13所示方式中，所述第二光学胶层13的顶面形貌与所述微透镜阵列的顶面形貌一致。

参考图14，图14为本发明实施例提供的另一种影像传感芯片的封装结构示意图，图14与图12所示封装结构不同仅在于第二光学胶层13的形成结构不同，图14所示方式中，所述第二光学胶层13还覆盖所述边框区，且露出所述焊垫122。在制备该方式所示影像传感芯片12时，可以先形成覆盖整个晶圆100的第二光学胶层13，然后去除覆盖焊垫122的第二光学胶层13。其他制作工艺相同在此不再赘述。

优选的，所述第二光学胶层13的折射率小于1.4，第二光学胶层13的折射率尽可能的小，这样可以使得其与第一光学胶层15具有较大的折射率差，可以较为容易的发生全反射，提高准直性。第二光学胶层13的折射率小于或者等于1.2，即越接近1效果越好。第二光学胶层13的厚度在1μm-2μm之间。

优选的，第一光学胶层15的透光率大于或者等于60％，更优选的大于或者等于75％，即第一光学胶层15具有高透光率。第一光学胶层15的厚度在20μm-60μm之间。可选的，透光盖板14的厚度在100μm-300μm之间。第一光学胶层15的厚度大于第二光学胶层13的厚度，以便于将透光盖板14较为平整的贴合固定在影像传感芯片12的上方。

通过上述描述可知，本发明实施例所述封装方法中，采用可以形成无空腔的封装结构，塑封模具可以直接作用在透明盖板14上，通过一次塑封工艺即可完成对所述影像传感芯片12的封装保护，工艺简单，降低了制作成本。

基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种影像传感芯片的封装结构，所述封装结构可以如图12所示，包括：电路板11，所述电路板11用于连接外部电路；影像传感芯片12，所述影像传感芯片12具有相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面包括感光区；所述第二表面贴合固定在所述电路板11的表面，所述影像传感芯片12与所述电路板11电连接；透光盖板14，所述透光盖板14通过第一光学胶层15与所述影像传感芯片12的第一表面无间隙贴合固定；封装胶16，所述封装胶16设置在所述电路板11固定有所述影像传感芯片12的表面，所述封装胶16包围所述影像传感芯片12以及所述透光盖板14。

所述影像传感芯片12第一表面包括所述感光区以及包围所述感光区的边框区，所述感光区具有微透镜阵列，所述边框区设置有焊垫122；所述微透镜阵列表面无间隙覆盖有第二光学胶层13，所述第二光学胶层13的折射率小于所述第一光学胶层15的折射率。

在图12所示方式中，所述第二光学胶层13的顶面为平坦表面。仅覆盖感光区。其他方式中，还可以如图14所示，所述第二光学胶层13还覆盖所述边框区，且露出所述焊垫122。其他方式中，还可以如图13所示，所述第二光学胶层13的顶面形貌与所述微透镜阵列的顶面形貌一致，具有对应于微透镜阵列的突起结构。

所述封装结构中，所述影像传感芯片12的所有所述焊垫122位于所述感光区的同一侧的边框区。这样，便于芯片的窄边框设计。

所述封装结构中，所述第二光学胶层13的折射率小于1.4。所述第二光学胶层13的厚度范围是1μm-2μm，包括端点值。所述第一光学胶层15的透光率不小于60％。所述第一光学胶层15的厚度范围是20μm-60μm。

所述封装结构中，所述电路板11具有相对的正面以及背面，所述正面用于固定所述影像传感芯片12；所述影像传感芯片11通过金属线17与所述电路板11电连接。所述透光盖板14的周缘与所述影像传感芯片12的周缘齐平。所述透光盖板14的厚度范围是100μm-300μm，包括端点值。所述透光盖板可以为玻璃板。

所述电路板11具有相对的正面以及背面，所述正面具有用于固定所述影像传感芯片12的第一区域以及包围所述第一区域的第二区域，所述影像传感芯片12固定在所述第一区域；所述封装胶16位于所述第二区域，所述封装胶16的高度与所述透光盖板14背离所述影像传感芯片12的一侧表面齐平。

本发明实施例所述封装结构中，采用无空腔结构，可以直接通过一次注塑成型工艺形成封装胶16，对影像传感芯片12进行密封保护，制作工艺简单，制作成本低。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。