摄像组件及其封装方法、镜头模组、电子设备与流程

文档序号:21805446发布日期:2020-08-11 21:04阅读:284来源:国知局
摄像组件及其封装方法、镜头模组、电子设备与流程

本发明实施例涉及半导体制造领域,尤其涉及一种摄像组件及其封装方法、镜头模组、电子设备。



背景技术:

随着人们生活水平的不断提高,业余生活也更加丰富,摄影逐渐成为人们记录出游以及各种日常生活的常用手段,因此具有拍摄功能的电子设备(例如:手机、平板电脑和照相机等)越来越多地应用到人们的日常生活以及工作中,具有拍摄功能的电子设备逐渐成为当今人们不可或缺的重要工具。

具有拍摄功能的电子设备通常都设有镜头模组,镜头模组的设计水平是决定拍摄质量的重要因素之一。镜头模组通常包括具有感光芯片的摄像组件以及固定于所述摄像组件上方且用于形成被摄物体影像的镜头组件。



技术实现要素:

本发明实施例解决的问题是提供一种摄像组件及其封装方法、镜头模组、电子设备,在提高封装效率和封装可靠性的同时,使摄像组件满足小型化、薄型化的需求。

为解决上述问题,本发明实施例提供一种摄像组件的封装方法,包括:提供基板、感光芯片和滤光片,所述基板上具有第一电极,所述感光芯片上形成有第二电极;将所述滤光片贴装至所述感光芯片上,所述滤光片露出所述第二电极;将所述感光芯片贴装至所述基板上;通过载带自动键合工艺,将载带上的引线的内焊接端键合至所述第二电极上;将所述感光芯片贴装至所述基板上,且将所述引线的内焊接端键合至所述第二电极上后,通过所述载带自动键合工艺,将所述引线的外焊接端键合至所述第一电极上;或者,将所述感光芯片贴装至所述基板上后,通过载带自动键合工艺,将载带上的引线的内焊接端键合至所述第二电极上;将载带上的引线的内焊接端键合至所述第二电极上后,通过所述载带自动键合工艺,将所述引线的外焊接端键合至所述第一电极上;其中,所述引线的一端具有所述内焊接端,所述引线的另一端具有所述外焊接端。

相应的,本发明实施例还提供一种摄像组件,包括:基板,所述基板上具有第一电极;感光组件,包括贴装在所述基板上的感光芯片和贴装在所述感光芯片上的滤光片,所述感光芯片上形成有第二电极,所述滤光片露出所述第二电极;箔片状引线,所述引线的一端具有内焊接端,所述引线的另一端具有外焊接端,所述内焊接端和外焊接端通过载带自动键合工艺分别键合于所述第二电极和第一电极上。

相应的,本发明实施例还提供一种镜头模组,包括:本发明实施例所述的摄像组件;镜头组件,包括支架以及组装在所述支架上的透镜组,所述支架贴装在所述基板上且环绕所述感光组件和引线。

相应的,本发明实施例还提供一种电子设备,包括:本发明实施例所述的镜头模组。

与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:

本发明实施例通过载带自动键合(tapeautomatedbonding,tab)工艺,将载带上的引线的内焊接端键合至感光芯片的第二电极上,且在实现感光芯片和基板的贴装后,将引线的外焊接端键合至基板的第一电极上;与采用引线键合(wirebond,wb)工艺相比,tab工艺可以实现多点焊或群焊的效果(例如:将一个感光芯片上的所有第二电极与引线一次性完成键合),这显著提高了封装效率;而且,tab工艺所采用的引线为箔片状导线(例如:其纵截面形状为矩形或正方形等)且长度较短,这有利于降低所述引线的电感,从而降低发生信号传递延迟和畸变的概率,相应提高了封装可靠性,且在tab工艺中,在最终封装前可进行预测试和通电老化,以剔除坏芯片,以免坏芯片流入下一道工序,这节省了成本、提高了封装可靠性;此外,tab工艺的键合面积较小,这不仅可以增加i/o(输入/输出)引脚密度,以适应超级计算机与微处理器的更新换代,并使得摄像组件实现小型化,tab工艺所采用引线的键合平面也较低,使得摄像组件实现薄型化;综上,本发明实施例通过采用tab工艺,在提高封装效率和封装可靠性的同时,使摄像组件满足小型化、薄型化的需求。

附图说明

图1至图10是本发明摄像组件的封装方法一实施例中各步骤对应的结构示意图;

图11至图12是本发明摄像组件的封装方法另一实施例中各步骤对应的结构示意图;

图13是本发明镜头模组一实施例的结构示意图;

图14是本发明电子设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

目前的摄像头封装工艺主要采用板上芯片(chiponboard,cob)工艺,且将感光芯片贴装至具有电路结构的基板(例如:电路板)上后,通常采用引线键合工艺实现感光芯片和基板的电连接。

但是,引线键合工艺所采用的引线通常为圆形导线,引线的长度也较长,引线中往往存在高频电流的趋肤效应,趋肤效应会导致电感的增加,从而造成信号传递的延迟和畸变,进而导致摄像组件的性能下降。

而且,在传统引线键合工艺中,在完成引线键合工艺后,通常采用目检的方式确认引线是否与感光芯片或基板上的电极相连,且在完成整个封装制程后再进行电性测试。目检的方式难以精确判定引线的电连接可靠性,而且坏芯片不能在第一时间被剔除,即坏芯片还会流入下一道工序直至完成整个封装制程,上述两点,不仅会造成成本的浪费,还会降低封装可靠性。

此外,引线键合所形成的引线呈拱起状,即引线的键合平面较高,导致摄像组件无法满足薄型化的需求,且引线键合工艺的键合面积较大,导致摄像组件无法满足小型化的需求。

为了解决所述技术问题,本发明实施例通过tab工艺,将引线的内焊接端键合至感光芯片的第二电极上,且在实现感光芯片和基板的贴装后,将引线的外焊接端键合至基板的第一电极上;与采用引线键合工艺相比,tab工艺可以实现多点焊或群焊的效果,显著提高了封装效率;而且,tab工艺所采用的引线为箔片状导线且长度较短,这有利于降低所述引线的电感,从而降低发生信号传递延迟和畸变的概率,相应提高了封装可靠性,且在tab工艺中,在最终封装前可进行预测试和通电老化,以剔除坏芯片,以免坏芯片流入下一道工序,这节省了成本、提高了封装可靠性;此外,tab工艺的键合面积较小,这不仅可以增加i/o引脚密度,以适应超级计算机与微处理器的更新换代,并使得摄像组件实现小型化,tab工艺所采用引线的键合平面也较低,使得摄像组件实现薄型化;综上,本发明实施例通过采用tab工艺,在提高封装效率和封装可靠性的同时,使摄像组件满足小型化、薄型化的需求。

为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1至图10是本发明摄像组件的封装方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。

参考图1,提供基板100,所述基板100上具有第一电极(图未示)。

后续将感光芯片贴装至所述基板100上后,所述基板100用于对所述感光芯片起到机械支撑作用;而且,所述基板100还起到电信号传输的作用,从而将所述感光芯片的电信号传输到后端。

因此,所述基板100指的是具有电路结构的基底,其可以为具有i/o引脚的电子封装体外壳,也可以为电路板。本实施例中,所述基板100为电路板。根据实际需求,所述电路板包括但不限于pcb板(printedcircuitboard,印刷电路板)、fpc板(flexibleprintedcircuitboard,柔性电路板)或rfpc板(rigid-flexprintedcircuitboard,软硬结合板)。本实施例中,所述电路板为fpc板。

所述基板100具有第一电极,用于实现该基板100与其他芯片或元件的电连接。其中,所述第一电极表面镀有金属镀层(图未示),以提高后续键合工艺的键合可靠性。本实施例中,所述第一电极表面的金属镀层的材料为金。在其他实施例中,该金属镀层的材料还可以为锡。

本实施例中,所述基板100上形成有第一粘合层150。所述第一粘合层150用于实现后续感光芯片和基板100之间的物理连接。因此,所述第一粘合层150形成于所述基板100上的预设区域上,其形成区域根据后续感光芯片在所述基板100上的贴装区域而定。本实施例中,所述第一粘合层150的材料为红胶。

需要说明的是,感光芯片的尺寸通常小于基板100的尺寸,因此,本实施例中,所述第一粘合层150在所述基板100上的投影位于所述基板100内。

还需要说明的是,基板100设置于载体(即filmframe)10上,所述载体10用于容纳并支撑该基板100,并为后续实现感光芯片和基板100的贴装、以及所述基板100和引线的电连接提供工艺平台。本实施例中,所述基板100在所述载体10上呈矩阵排列。例如,如图1所示,所述基板100构成6×2的矩阵。

结合参考图2至图4,提供感光芯片400(如图3所示)和滤光片200(如图2所示),所述感光芯片400上形成有第二电极(未标示)。

所述感光芯片400为图像传感器芯片。本实施例中,所述感光芯片400为cmos图像传感器(cmosimagesensor,cis)芯片。在其他实施例中,所述感光芯片还可以为ccd(chargecoupleddevice,电荷耦合器)图像传感器芯片。

如图3和图4所示,图4是图3中一个感光芯片的放大图,所述感光芯片400包括感光区400c(如图4所示)以及环绕感光区400c的外围区400e(如图4所示),且感光芯片400具有位于感光区400c的光信号接收面401,感光芯片400通过该光信号接收面401接收感测光辐射信号。所述感光芯片400包含有多个半导体光敏器件(图未示)、位于半导体光敏器件上的滤光膜(图未示)、以及位于滤光膜上的微透镜(microlens)430(如图4所示),所述微透镜430与所述半导体光敏器件一一对应,从而将接收的光辐射信号光线聚焦至所述半导体光敏器件。本实施例中,所述光信号接收面401指的是微透镜430的顶面。

所述感光芯片400具有第二电极,用于作为该感光芯片400的外接电极,从而实现感光芯片400与基板100(如图1所示)的电连接。本实施例中,感光芯片400的外围区400e形成有焊垫410,所述焊垫410上形成有凸块420,所述凸块420用于作为所述第二电极。

具体地,采用凸块(bump)工艺形成凸块420。因此,形成凸块420的步骤通常包括:进行金属化工艺,在完成钝化制程的感光芯片400上依次形成粘附层以及位于粘附层上的阻挡层,粘附层覆盖钝化层(图未示)以及钝化层露出的焊垫410;在阻挡层上形成图形化的光刻胶层,用于定义出压焊区;通过电镀工艺,在光刻胶层和阻挡层所围成的区域内形成所述凸块420;形成所述凸块420后,去除光刻胶层、以及所述凸块420露出的阻挡层和粘附层。

本实施例中,凸块420的材料为金,粘附层的材料为钛,阻挡层的材料为钨,凸块420相应与粘附层和阻挡层构成钛/钨/金结构,该结构是传统凸块制作工艺中较为典型的结构。在其他实施例中,所述凸块的材料还可以为铜-金合金、金-锡合金或铅-锡合金。

需要说明的是,感光芯片400采用半导体制造工艺所制成,所述凸块420可以在该感光芯片400的制造工艺中形成。而且,感光芯片400通过对集成有多个感光芯片400的晶圆(图未示)进行切割所获得。对晶圆进行切割之前,通常还包括:在所述晶圆背向光信号接收面401的面上贴附第一uv(ultravioletrays,紫外)膜310,用于对晶圆进行定位,以提高切割精度,且还能在切割后对所述感光芯片400进行固定和定位。其中,第一uv膜310在紫外光的照射下粘附力会减弱,后续易于将所述感光芯片400从所述第一uv膜310上取下。

具体地,采用贴膜机使第一uv膜310紧贴晶圆表面,且还贴附于直径大于晶圆直径的第一框架315底部,通过第一框架315,以起到绷膜的作用,以便后续工艺的进行。对第一uv膜310和第一框架315的描述,在此不再赘述。

如图2所示,所述滤光片200用于与感光芯片400相贴合,以免后续封装工艺对感光芯片400的光信号接收面401(如图3所示)造成污染,相应避免后续封装工艺对感光芯片400的性能造成不良影响。所述滤光片200可以为红外滤光玻璃片或全透光玻璃片。本实施例中,所述滤光片200为红外滤光玻璃片,还用于消除入射光中的红外光对感光芯片性能的影响,有利于提高成像效果。例如,所述滤光片400可以为红外截止滤光片(infraredcutfilter,ircf)。

本实施例中,所述滤光片200包括光入射面201。其中,所述光入射面201指的是所述滤光片200中用于使外部入射光进入的面,即后续用于背向感光芯片400的面。

继续参考图2,并结合参考图5,将所述滤光片200贴装至所述感光芯片400上,用于和感光芯片400构成感光组件500,所述滤光片200露出所述感光芯片400的第二电极(未标示)。

本实施例中,所述滤光片200背向光入射面201的面通过第二粘合层205贴装在感光芯片400上,所述第二粘合层205用于实现滤光片200和感光芯片400的物理连接。其中,第二粘合层205环绕光信号接收面401,滤光片200、第二粘合层205和感光芯片400围成空腔(未标示),避免滤光片200与感光芯片400直接接触,并使得光信号接收面401上方的滤光片200位于感光芯片400的感光路径上,从而使所述感光芯片400的性能得到保障。而且,所述滤光片200露出感光芯片400的第二电极,从而为后续引线与第二电极的键合做好工艺准备。本实施例中,所述滤光片200露出所述凸块420。

本实施例中,第二粘合层205的材料为可光刻材料,形成第二粘合层205的步骤通常包括可光刻材料的涂布、曝光、显影和固化,这不仅有利于提高第二粘合层205的形貌质量和尺寸精度、提高封装效率和生产产能,且还能够减小对第二粘合层205的粘结强度所产生的影响。需要说明的是,后续制程还包括键合工艺,为了减小键合工艺的工艺温度对第二粘合层205的粘结强度造成的影响,所述第二粘合层205为至少耐200℃的材料(例如:耐400℃的材料)。

为此,本实施例中,所述第二粘合层205的材料为可光刻的干膜(dryfilm)。在其他实施例中,所述第二粘合层的材料还可以为可光刻的聚酰亚胺(polyimide,pi)、可光刻的聚苯并恶唑(pbo)或可光刻的苯并环丁烯(bcb)。

本实施例中,为了降低形成第二粘合层205的工艺难度、减小其形成工艺对光信号接收面401的影响,所述第二粘合层205形成于滤光片200上。

具体地,如图2所示,将滤光片200的光入射面201临时键合于承载基板300上;在该临时键合步骤后,在滤光片200的边缘区形成环形第二粘合层205;如图5所示,使光信号接收面401面向第二粘合层205,将感光芯片400的外围区400e(如图4所示)贴装于第二粘合层205上,以形成所述感光单元500。

本实施例中,所述承载基板300为载体晶圆(carrierwafer)。在其他实施例中,所述承载基板还可以为其他类型的基板。具体地,通过临时键合层305将滤光片200临时键合于承载基板300上;临时键合层305用于作为剥离层,便于后续实现解键合。本实施例中,所述临时键合层305为发泡膜。发泡膜包括相对的微粘面和发泡面,发泡膜在常温下具有粘性,且发泡面贴附于承载基板300上,后续通过对发泡膜进行加热,即可使发泡面失去粘性,从而实现解键合。在其他些实施例中,该临时键合层还可以为粘片膜(dieattachfilm,daf)。

本实施例中,将感光芯片400贴装于第二粘合层205上之前,对待贴装感光芯片400位置处的第一uv膜310进行紫外光照射,使受到紫外光照射的第一uv膜310失去粘性,从而逐一将感光芯片400从所述第一uv膜310上剥离下来并将所述感光芯片400贴装于第二粘合层205上。需要说明的是,其他实施例中,也可以在感光芯片上形成所述第二粘合层。

结合参考图6,形成感光组件500(如图5所示)后,还包括:将感光芯片400背向光信号接收面401的面贴附至第二uv膜320上;在贴附步骤后,进行解键合处理,去除所述承载基板300(如图5所示)。

通过所述贴附步骤,为后续tab工艺做好工艺准备,降低后续感光组件500逐个通过tab中的载带实现传送的工艺复杂度和可行性。本实施例中,所述临时键合层305(如图5所示)为发泡膜,因此采用热解键合工艺进行该解键合处理。具体地,对所述临时键合层305进行加热处理,使所述发泡膜的发泡面失去粘性,从而去除所述承载基板300;去除所述承载基板300后,采用撕除的方式去除所述临时键合层305。

参考图7至图8,通过载带自动键合工艺,将载带600上的引线610(如图7所示)的内焊接端610a(如图7所示)键合至感光芯片400的第二电极上;将感光芯片400贴装至基板100(如图8所示)上;将引线610的内焊接端610a键合至感光芯片400的第二电极(未标示)上、且将感光芯片400贴装至基板100上后,将引线610的外焊接端610b(如图7所示)键合至基板100的第一电极(图未示)上;其中,所述引线610的一端具有所述内焊接端610a,所述引线610的另一端具有所述外焊接端610b。

tab工艺主要利用搭载有蜘蛛式引线610的载带600以内引线键合技术完成引线610与芯片的连线,再以外引线键合技术完成该引线与电子封装体外壳的i/o引脚或电路板上的布线焊区的连线,也就是将芯片上的焊点(例如:预先形成的凸块)与电子封装体外壳的i/o引脚或基板上的布线焊区采用具有引线图形的金属箔实现连接。tab工艺可实现标准化(制备相匹配的载带600)和自动化的互连。相应的,根据芯片上的焊点尺寸和节距、i/o引脚的数量和布局以及引线610的焊接强度来设计该金属箔的图形、形状和尺寸。

其中,载带600即作为芯片的支撑体,又作为芯片同周围电路的连接引线,且根据工艺需求和i/o引脚的数量、待封装结构性能要求的高低以及成本的要求等,来确定选用单层带(例如:铜箔单层带)、双层带(例如:铜-聚酰亚胺双层带)、三层带(例如:铜-粘接剂-聚酰亚胺三层带)或双金属带(例如:铜-聚酰亚胺-铜双金属带)。本实施例中,所述tab工艺选用双层带。tab双层带具有可弯曲、制备成本低、设计灵活度高、可制作高精度图形、能老化、可筛选测试芯片等特性。

具体地,引线610形成于载带600上,该载带600则缠绕于一带卷605上,在载带600的特定位置上开设有芯片窗口605,一个芯片窗口605适于与一个感光芯片400相对应,引线610的内焊接端610a从该芯片窗口605中伸出,外焊接端610b则与载带600相连,载带600上还形成有供传输带用的齿轮孔(图未示),当载带600转动时,载带600依靠齿轮往前运动(运动方向如7中v方向所示),使芯片窗口605与其下方相对应的感光芯片400精确对准,再利用热压头将引线610的内焊接端610a精确地键合到所述感光芯片400的第二电极上,并通过所述载带600的运动,将感光芯片400传送至基板100上的对应位置处并将该感光芯片400直接贴装在基板100上,实现引线610的外焊接端610b与基板100的第一电极的键合。

所述载带600上通常还开设有多个外引线焊接(outerleadbonding,olb)窗口(图未示),所述olb窗口位于每一个芯片窗口605的四周并露出部分引线610,后续通过该olb窗口使所述引线610和载带600分离并将所述引线610的外焊接端610b键合至基板100的第一电极上。

至少所述引线610的内焊接端610a和外焊接端610b表面镀有金属镀层(图未示),以提高后续与感光芯片400和基板100的键合可靠性。本实施例中,所述金属镀层的材料为金。在其他实施例中,其材料还可以为锡。

tab工艺可以将一个感光芯片400上的所有第二电极与相对应的引线610一次性完成键合,即tab工艺可实现多点焊或群焊的效果,与传统wb工艺相比,显著提高了封装效率。且与采用传统wb工艺所形成的圆形引线相比,tab工艺所采用的引线610为箔片状导线且长度较短,其纵截面形状通常为矩形或正方形,这有利于降低所述引线610的电感,从而降低发生信号传递延迟和畸变的概率,进而提高摄像组件的性能。此外,tab工艺的键合面积较小,例如,传统wb工艺要求键合面积至少为4mil2,而tab工艺的内引线键合(即内焊接端610a的键合)面积仅为2mil2,这不仅增加i/o引脚密度,以适应超级计算机与微处理器的更新换代,且使得摄像组件小型化,tab工艺所采用引线的键合平面也较低,使得摄像组件薄型化,因此,通过采用tab工艺,有利于满足摄像组件小型化、薄型化的需求。再次,在tab工艺中,在最终封装前即可进行预测试和通电老化,以剔除坏芯片,以免坏芯片流入下一道工序,这节省了成本、提高了封装可靠性。综上,本实施例通过采用tab工艺,在提高封装效率和封装可靠性的同时,使摄像组件满足小型化、薄型化的需求。

引线610材料具有较高的导电性、强度和延展性,且表面平滑度良好、与各种载带600的粘接性好、不易剥离,易于通过图形化工艺获得精细复杂的图形,且易于进行表面电镀。为此,本实施例中,引线610为铜箔,以保证引线610的导热性、导电性和机械强度。在其他实施例中,该引线也可以为铝箔。

具体地,所述tab工艺的步骤包括:提供载带600,所述载带600包括多个键合单元区600s,每一个所述键合单元区600s适于对应一个感光芯片400,且在每一个键合单元区600s中,所述载带600上形成有所述引线610;将所述键合单元区600s对准设置于相对应的感光芯片400上方,并使所述引线610面向所述感光芯片400;进行内引线键合处理,将所述引线610的内焊接端内焊接端610a键合至所述第二电极上。相应的,每一个所述键合单元区600s的载带600上开设有所述芯片窗口605以及环绕所述芯片窗口605的olb窗口。

本实施例中,所述载带600依靠齿轮往前运动(运动方向如7中v方向所示),使所述芯片窗口605与其下方相对应的感光芯片400精确对准,并使所述内焊接端610a与所述凸块410精确对准,再利用第一热压头710将引线610的内焊接端610a键合到所述感光芯片400的所述凸块410上。

本实施例中,在tab工艺过程中,所述感光芯片400置于工作台上,所述工作台用于为感光芯片400提供支撑并未该内引线键合处理提供工艺平台。

所述内引线键合处理的工艺可以为热压焊工艺、热压再流焊工艺或超声热压焊工艺。根据所述引线610表面的金属镀层材料以及所述凸块410的材料,通常存在金-金和金-锡这两种不同的金属化结构。热压再流焊工艺要求该金属化结构中的一种金属能够熔化并与另一种金属形成合金,通常在金-锡结构的情况下选用该工艺方式;热压焊工艺依靠的是压力作用下的塑性变形,材料在不熔化状态下相互扩散而达到牢固结合,通常在金-金结构的情况下选用该工艺方式。此外,当采用单点焊的方式时,则键合工艺的参数设置中还需设定超声波能量,使用超声有利于焊点的形成,所选用的键合工艺相应为超声热压焊工艺。

本实施例中,所述凸块410的材料为金,所述内焊接端610a表面的金属镀层材料为金,因此,所述内引线键合处理的工艺为热压焊工艺。热压焊工艺的键合强度、导电导热性能、耐电迁移性能以及机械连接性能较高。

随着键合温度的升高,材料间的相互扩散更为明显,此外,键合温度的升高还能有利于消除分界面,使内焊接端610a和凸块410接触面的材料融为一体。但是,如果键合温度过高,容易对所述感光芯片200的性能和可靠性产生不良影响,尤其是对所形成摄像组件中的敏感元件,且工艺温度过高还会产生热应力、引起对准精度下降、封装效率降低等问题,且还容易降低所述第二粘合层205的粘接强度。为此,本实施例中,所述热压焊工艺的键合温度为100摄氏度至300摄氏度,例如为150摄氏度、200摄氏度、250摄氏度。其中,所述键合温度通过所述第一热压头710产生。

工作台的主要作用在于提供机械支撑,因此其温度不宜过大,否则也会对所述感光芯片200的性能和可靠性产生不良影响。本实施例中,所述工作台的温度为小于200摄氏度。

在键合温度的设定下,通过增加键合压力,使材料间相互扩散更加容易,从而提高键合可靠性,但键合压力过大,容易影响感光芯片200的性能和可靠性。本实施例中,通过群焊的方式实现键合,因此热压焊工艺的键合压力为0.78牛顿每根引线至0.98牛顿每根引线,例如为0.8牛顿每根引线、0.9牛顿每根引线、0.95牛顿每根引线。其中,所述键合压力通过所述第一热压头710产生。

增加键合时间也有利于提高键合可靠性。为此,本实施例中,所述热压焊工艺的键合时间为0.3秒至0.8秒,例如为0.4秒、0.5秒、0.7秒。

在实际工艺过程中,可合理调节所述键合温度、键合压力、键合时间和工作台的温度,并相互配合,以保证键合可靠性和键合效率。其中,为了降低接触面发生氧化或污染的概率,可在真空环境下进行所述内引线键合处理。

本实施例中,将引线610的内焊接端610a键合至感光芯片400的凸块420上后,再将感光芯片贴装至基板100上,这种方式降低了载带600的承重,进而降低引线610从载带600上脱落、内焊接端610a和凸块420之间发生分离的概率,有利于降低工艺风险、提高封装可靠性。而且,感光芯片400的尺寸较小,这有利于提高所述载带600单位长度上的键合单元区600s数量。此外,所述凸块410用于作为所述感光芯片400的第二电极,即所述tab工艺为凸块式芯片tab,形成于感光芯片400上的凸块410不仅能够提供感光芯片400的i/o引脚所需的金属化条件,且还能降低i/o引脚与感光芯片400之间发生短路的可能性,有利于提高封装可靠性。

本实施例中,在进行内引线键合处理的过程中,感光芯片400贴附于uv膜310上,uv膜310置于工作台上,因此,进行内引线键合处理之前,对待键合的感光芯片400位置处的uv膜310进行紫外光照射,使受到紫外光照射的uv膜310失去粘性,在完成内引线键合处理后,第一热压头710抬起,即可通过载带600实现感光芯片400的转移,降低了感光芯片400的传送复杂度。

结合参考图8,本实施例中,在完成内引线键合处理后,所述感光芯片400固定于该载带600上,从而通过所述载带600的运动将所述感光芯片400传送至所述基板100上方,并将所述感光芯片400贴装至所述基板100上。

具体地,所述基板100上形成有所述第一粘合层150,因此,通过所述载带600将所述感光芯片400置于所述第一粘合层150上后,所述感光芯片400通过所述第一粘合层150贴装至所述基板100上。

继续参考图8,将感光芯片400贴装至基板100上之后,进行外引线键合处理,将所述引线610的外焊接端610b键合至基板100的第一电极上。

通过前述内引线键合处理,使所述引线610的内焊接端610a电连接所述凸块410,通过所述外引线键合处理,使所述引线610的外焊接端610b电连接所述第二电极,从而实现所述感光芯片400和基板100之间的电连接。

所述外引线键合处理的工艺可以为热压焊工艺、热压再流焊工艺或超声热压焊工艺。本实施例中,基板100的第二电极表面镀有材料为金的金属镀层,外焊接端610b表面的金属镀层材料也为金,因此,所述外引线键合处理的工艺为热压焊工艺。本实施例中,采用第二热压头720进行所述热压焊工艺。

为了保证键合可靠性和键合效率,降低对其他结构(例如;感光芯片400或第二粘合层205)的影响,在外引线键合处理的步骤中,热压焊工艺的参数包括:键合温度为100摄氏度至300摄氏度,工作台温度小于200摄氏度,键合压力为0.78牛顿每根引线至0.98牛顿每根引线,键合时间为0.3秒至0.8秒。

本实施例中,在完成所述外引线键合处理后,所述第二热压头720抬起,从而为后续制程做好准备。

对所述外引线键合处理的具体描述,可参考前述对内引线键合处理的相关描述,在此不再赘述。

结合参考图9,完成所述外引线键合处理之后,所述tab工艺的步骤还包括:对所述引线610内焊接端610a(如图7所示)进行压合处理。

通过对内焊接端610a进行压合处理,使感光芯片400受到向下的力,从而使所述感光芯片400和基板100均与所述第一粘合层150充分接触,进而使所述感光芯片400和基板100之间通过该第一粘合层150获得更高的粘接强度。

本实施例中,通过第三热压头730进行所述压合处理,且同时对各个焊接端610a进行所述压合处理。压合处理的工艺温度不宜过低,也不宜过高。如果其工艺温度过低,则容易导致感光芯片400和基板100之间的粘接强度无法满足需求,不利于提高封装可靠性;如果其工艺温度过高,则容易对感光芯片200的性能和可靠性产生不良影响,尤其是对所形成摄像组件中的敏感元件。为此,本实施例中,考虑到第一粘合层150的玻璃转化温度,设定工艺温度为0摄氏度至100摄氏度。

压合处理的压力不宜过小,也不宜过大。如果压力过小,则提高所述感光芯片400和基板100之间的物理连接强度的效果相应不明显;如果压力过大,则容易影响所述感光芯片200的性能和可靠性。为此,本实施例中,所述压合处理的压力为0.1千克/平方厘米至5千克/平方厘米。其中,1千克等于1公斤,千克/平方厘米是公斤压力的单位,公斤压力常用来作为压强的单位,1公斤压力表示在1平方厘米的面积上方有1公斤物体产生的作用力,相当于0.1兆帕;此外,所述压合处理是对每一个感光芯片400进行的,因此,此处的压力指的是每一个感光芯片400上的压力。

增加所述压合处理的工艺时间,有利于提高所述感光芯片400和基板100之间的物理连接强度。但是,如果其工艺时间过长,在达到较佳效果后,相应也会导致工艺时间和成本的浪费。为此,本实施例中,所述压合处理的工艺时间为0.1毫秒至500毫秒。

在完成压合处理后,所述第三热压头730抬起,从而为后续制程做好准备。

需要说明的是,在完成压合处理后,所述第一粘合层150仍呈熔融状态,因此还包括:对所述第一粘合层150进行固化(curing)处理。

还需要说明的是,在完成所述固化处理之后,还包括:采用离心设备进行二流体清洗处理,以提高后续所形成摄像组件的清洁度,从而提高封装可靠性。

此外,在完成外引线键合处理后,还包括:进行电性测试,用于确认感光芯片400和基板100之间的电连接可靠性,还用于确认该感光芯片400的热性能、电性能和机械性能等,从而在第一时间确认封装可靠性。例如:采用电性测试设备,该设备的一测试端与所述引线600的内焊接端610a相连,另一测试端与引线600的外焊接端610b相连,用于确认感光芯片400和基板100之间是否通过该引线600实现了导通;或者,通过具有预设温度的烘箱进行加热筛选;或者,对感光芯片400进行通电老化测试。其中,可以在所述压合处理之前进行该电性测试,也可以在所述压合处理之后进行该电性测试,还可以在所述二流体清洗处理之后进行该电性测试。

参考图10,在所述tab工艺之后,还包括:形成包覆所述引线600、第一电极(图未示)和第二电极(即所述凸块420)的包封层650,所述包封层650至少露出所述滤光片200的顶部。

所述包封层650用于保护所述引线600、第一电极和凸块420,从而降低外界的压力、震动和水汽等因素引起的破坏,进而提高封装可靠性。而且,所述包封层650至少露出所述滤光片200的顶部,从而防止对所述感光芯片400的感光性能造成不良影响。此外,所述包封层650覆盖部分基板100,从而为后续镜头组件中支架的装配预留空间。

本实施例中,包封层650除了包覆引线600、第一电极和第二电极之外,仅覆盖完成内引线键合处理的感光芯片400顶面以及其侧壁,并露出滤光片200,以减小其对其他部件(例如:感光芯片400或滤光片200)的应力。,其他实施例中,包封层也可以覆盖滤光片露出的整个感光芯片表面。

所述包封层650的材料为高分子材料,包括环氧树脂(epoxy)、硅胶(silicone)和聚酰亚胺(pi)中的一种或多种。本实施例中,所述包封层650的材料为环氧树脂。环氧树脂是常用的密封材料,其具有较好的可操作性,其热膨胀系数和硅相差较小,且价格低廉、固化程序简单,运用自动点胶设备即可实现自动化生产。

本实施例中,通过点胶工艺形成该包封层650。通过选用点胶工艺,提高了形成所述包封层650的步骤与目前封装工艺的兼容性,且工艺简单;而且,还能有选择性地在部分区域形成所述包封层650,便于使所述包封层650露出所述滤光片200的顶部。

需要说明的是,形成包封层650的工艺步骤通常包括依次进行的涂覆处理和固化处理。所述固化处理使涂覆处理后的包封层650材料固化成型,且还用于提高所述包封层650的硬度。具体地,采用烘烤工艺进行所述固化处理。

其中,所述固化处理的工艺温度不宜过低,也不宜过高。如果所述工艺温度过低,则所述包封层650固化成型的效果相应较差,其硬度也较低;如果所述工艺温度过高,则容易在所述包封层650中产生气泡,从而导致所述包封层650的硬度下降,且还容易导致所述包封层650中的应力增大,这相应会增大滤光片200因应力而发生破裂的概率。为此,本实施例中,所述固化处理的工艺温度为180摄氏度至220摄氏度。例如:该工艺温度可以为200摄氏度。

本实施例中,形成所述包封层650后,还包括:采用离心设备进行二流体清洗处理,以提高所形成摄像组件的清洁度,从而提高封装可靠性。

需要说明的是,在传统的cob封装工艺中,由于感光芯片的光信号接收面暴露在外,因此对车间的洁净度要求、投资及维护成本均较高,而且感光芯片容易受到污染,最终影响到良率,而本实施例中,将滤光片200贴装在感光芯片400上之后,进行感光芯片400和基板100的贴装以及该tab工艺,使得光信号接收面401在滤光片200的作用下得到了保护,从而使得良率得到提升。

本实施例以所述tab工艺为凸块式芯片tab为例进行说明。在其他实施例中,tab工艺还可以为凸块化载带tab,也就是说,感光芯片上未形成有凸块,感光芯片的焊垫相应用于作为第二电极,此时,感光芯片可以仅完成金属化工艺,也可以未进行金属化工艺;载带上芯片窗口露出的引线一端具有凸块,所述凸块用于作为该引线的内焊接端。其中,所述引线上的凸块可以通过凸块转移的方式键合在该引线上,该凸块转移的步骤通常包括:形成凸块,所述凸块位于载板(例如:玻璃载板或硅晶圆)上;将所述凸块键合至相对应的所述引线的一端上,并实现引线和载板的分离。其中在采用单层带的情况下,也可以配合金属箔的刻蚀制成所述凸块,即所述引线和凸块为一体结构。

本实施例中,封装方法还包括:提供被动元件120;采用表面贴装工艺(surfacemountedtechnology,smt)将所述被动元件120贴装至基板100上。

通过表面贴装工艺,将所述被动元件120贴装至基板100上,并通过表面贴装工艺所采用的锡膏实现所述被动元件120和基板100的电连接。所述被动元件120用于为感光芯片400的感光工作起到特定作用,可以包括电阻、电容、电感、二极管、三极管、电位器、继电器或驱动器等体积较小的电子元器件。为了便于图示,仅示意出了一个被动元件120。

本实施例中,在形成所述包封层650之后,将被动元件120贴装至所述基板100上,以免前述步骤影响所述被动元件120。在其他实施例中,也可以在将感光芯片贴装至基板上之前,将被动元件贴装至基板上。

图11至图12是本发明摄像组件的封装方法另一实施例中各步骤对应的结构示意图。

本实施例与前述实施例的相同之处,在此不再赘述。本实施例与前述实施例的不同之处在于:将感光芯片400a贴装至基板100a上之后,进行载带自动键合工艺。

通过先将感光芯片400a贴装至基板100a上,易于提高感光芯片400a和基板100a之间的对准精度,可实现+/-3μm的偏差,从而易于将感光芯片400a设置于基板100a的特定区域中,进而使后续镜头组件中的透镜组位于该感光芯片400a的感光路径上。

参考图11,形成感光组件(未标示)后,将感光芯片400a贴装至基板100a上。

具体地,所述基板100a设置于载体(图未示)上,所述载体用于容纳并支撑该基板100a,并为感光芯片和基板100a的贴装、以及基板100a和引线的电连接提供工艺平台。对所述载体的具体描述,可参考前述实施例中的相应描述,在此不再赘述。

参考图12,将感光芯片400a贴装至基板100a上后,将基板100a贴装至uv膜320a上。

所述uv膜320a用于为后续tab工艺提供工艺平台。对所述uv膜320a的具体描述,可参考前述实施例中第二uv膜的相应描述,在此不再赘述。

继续参考图12,通过tab工艺进行内引线键合处理,将引线610a的内焊接端(未标示)键合至感光芯片400a的第二电极(即导电凸块420a)上。

对所述内引线键合处理的具体描述,可参考前述实施例中的相应描述,在此不再赘述。

本实施例中,在进行所述内引线键合处理之前,对待键合感光芯片400a所对应基板100a位置处的uv膜320a进行紫外光照射,使受到紫外光照射的uv膜310a失去粘性,在完成所述内引线键合处理后,即可通过载带600a实现感光组件和基板100a的转移。

在完成内引线键合处理后,感光芯片400a固定于该载带600a上,从而通过所述载带600的运动(运动方向如12中v方向所示)将基板100再次传送回载体的对应位置上,从而能够通过所述tab工艺,将所述引线610a的外焊接端(未标示)键合至基板100a的第一电极(图未示)上。其中,在摄像头封装领域中,基板100a的尺寸通常较小,因此,对载带600承重的影响相对较小。

后续步骤与前述实施例相同,在此不再赘述。对本实施例所述封装的具体描述,可参考前述实施例中的相应描述,在此不再赘述。

相应的,本发明还提供一种摄像组件。继续参考图10,示出了本发明摄像组件一实施例的结构示意图。

所述摄像组件包括:基板100,所述基板100上具有第一电极(图未示);感光组件500(如图5所示),包括贴装在所述基板100上的感光芯片400和贴装在所述感光芯片400上的滤光片200,所述感光芯片400上形成有第二电极(未标示),所述滤光片200露出所述第二电极;引线610,所述引线610的一端具有内焊接端610a(如图7所示),所述引线610的另一端具有外焊接端610b(如图7所示),所述内焊接端610a和外焊接端610b通过载带自动键合工艺分别键合于所述第二电极和第一电极上。

所述基板100指的是具有电路结构的基底,其可以为具有i/o引脚的电子封装体外壳,也可以为电路板。本实施例中,所述基板100为电路板。根据实际需求,所述基板100包括但不限于pcb板、fpc板或rfpc板。本实施例中,所述基板100为fpc板。

所述基板100和感光芯片400之间形成有第一粘合层150,用于实现感光芯片400和基板100之间的物理连接。本实施例中,所述第一粘合层150的材料为红胶。

所述感光芯片400为图像传感器芯片。本实施例中,该感光芯片400为cmos图像传感器芯片。在其他实施例中,还可以为ccd图像传感器芯片。

如图4所示,图4是一个感光芯片的放大图,感光芯片400包括感光区400c以及环绕所述感光区400c的外围区400e,且感光芯片400具有位于感光区400c的光信号接收面401。其中,感光芯片400通过该光信号接收面401接收感测光辐射信号。具体地,该感光芯片400具有微透镜430,所述光信号接收面401指的是所述微透镜430的顶面。

所述感光芯片400具有第二电极,所述第二电极用于作为该感光芯片400的外接电极,从而实现感光芯片400与基板100的电连接。本实施例中,所述感光芯片400的外围区400e形成有焊垫410,所述焊垫410上形成有凸块420,所述凸块420用于作为所述第二电极。本实施例中,所述凸块420的材料为金。在其他实施例中,其材料还可以为铜-金合金、金-锡合金或铅-锡合金。

所述滤光片200与感光芯片400相贴合,以免封装工艺对感光芯片400的光信号接收面401造成污染,且有利于减小镜头模组的整体厚度,以满足镜头模组小型化、薄型化的需求。所述滤光片200可以为红外滤光玻璃片或全透光玻璃片。本实施例中,所述滤光片200为红外滤光玻璃片,还用于消除入射光中的红外光对感光芯片性能的影响。

本实施例中,所述滤光片200通过第二粘合层205贴装在感光芯片400上,第二粘合层205用于实现滤光片200和感光芯片400的物理连接。具体地,第二粘合层205环绕光信号接收面401,滤光片200、第二粘合层205和感光芯片400围成空腔(未标示),避免滤光片200与感光芯片400直接接触,并使得光信号接收面401上方的滤光片200位于感光芯片400的感光路径上,以保障感光芯片400的性能。本实施例中,所述滤光片200露出所述凸块420,从而便于实现引线610与凸块420的键合。

本实施例中,所述第二粘合层205的材料为干膜。在其他实施例中,所述粘合结构的材料还可以为聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯。

所述引线610用于实现感光芯片400和基板100的电学连接。本实施例中,所述内焊接端610a和外焊接端610b通过tab工艺分别键合于所述凸块420a和第一电极上。与传统wb工艺所形成的引线相比,本实施例所述引线610为箔片状且长度较短,这有利于降低该引线610的电感,从而降低发生信号传递延迟和畸变的概率,进而提高摄像组件的性能。此外,tab工艺的键合面积较小,这不仅可以增加i/o引脚密度,以适应超级计算机与微处理器的更新换代,且使得摄像组件满足小型化需求,tab工艺的键合平面也较低,使得摄像组件满足薄型化需求。本实施例中,所述引线610为铜箔,以保证该引线610的导热性、导电性和机械强度。在其他实施例中,该引线也可以为铝箔或金箔。

需要说明的是,在其他实施例中,所述感光芯片上也可以仅形成有焊垫,该焊垫则用于作为所述感光芯片的第二电极,所述引线的一端相应具有凸块,所述凸块用于作为所述引线的内焊接端。其中,所述凸块和所述引线可以为一体结构,也可以通过键合的方式相结合。

所述摄像组件还包括:包封层650,包覆引线610、第一电极(图未示)和第二电极(即所述凸块420),所述包封层650至少露出所述滤光片200顶部。

所述包封层650用于保护引线610、第一电极和凸块420,从而降低外界的压力、震动和水汽等因素引起的破坏,进而提高该摄像组件的性能。而且,所述包封层650至少露出滤光片200的顶部,从而防止对感光芯片400的感光性能造成不良影响。此外,所述包封层650覆盖部分基板100,从而为后续镜头组件中支架的装配预留空间。所述包封层650的材料为高分子材料,包括环氧树脂、硅胶和聚酰亚胺中的一种或多种。本实施例中,所述包封层650的材料为环氧树脂。

本实施例中,所述包封层650除了包覆引线610、第一电极和第二电极之外,仅覆盖引线610下方的感光芯片400顶面以及其侧壁,并露出滤光片200。在其他实施例中,所述包封层也可以覆盖所述滤光片露出的整个感光芯片表面。

所述摄像组件还包括:被动元件120,位于包封层650一侧的基板100上且与基板100电连接。被动元件120用于为感光芯片400的感光工作起到特定作用,可以包括电阻、电容、电感、二极管、三极管、电位器、继电器或驱动器等体积较小的电子元器件。为了便于图示,仅示意出了一个被动元件120。

具体地,被动元件120通过smt工艺贴装于基板100上,相应的,被动元件120和基板100通过设置于两者之间的锡膏实现物理连接和电学连接。

所述摄像组件可以采用前述实施例所述的形成方法所形成,也可以采用其他形成方法所形成。对本实施例所述半导体结构的具体描述,可参考前述实施例中的相应描述,在此不再赘述。

相应的,本发明实施例还提供一种镜头模组。参考图13,示出了本发明镜头模组一实施例的结构示意图。

所述镜头模组800包括:本发明实施例所述的摄像组件(未标示);镜头组件530,包括支架531以及组装在支架531上的透镜组532,所述支架531贴装在基板100上且环绕所述摄像组件中的感光组件、引线和被动元件。

镜头组件530通常包括支架531、安装于所述支架531上的马达(图未示)、以及安装于所述马达上的透镜组532,通过所述支架531,以便于实现所述镜头组件530和摄像组件的装配,并使得透镜组位于感光组件的感光路径上。

所述摄像组件中的引线通过tab工艺实现与基板和感光芯片的电连接,该引线为箔片状且长度较短,其电感较小,从而降低发生信号传递延迟和畸变的概率,相应提高了该镜头模组800的性能;此外,tab工艺的键合面积较小、键合平面较低,使得所述镜头模组800能够适应超级计算机与微处理器的更新换代,且能够满足小型化和薄型化的需求。

对本实施例所述摄像组件的具体描述,可参考前述实施例中的相应描述,本实施例在此不再赘述。

相应的,本发明实施例还提供一种电子设备。参考图14,示出了本发明电子设备一实施例的结构示意图。

本实施例中,所述电子设备900包括本发明实施例所述的镜头模组800。

所述镜头模组800的性能较高,相应提高了所述电子设备800的性能。而且,所述镜头模组800的整体厚度和尺寸较小,有利于提高用户的使用感受度。

具体地,该电子设备900可以为手机、平板电脑、照相机或摄像机等各种具备拍摄功能的设备。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1