高像素影像传感芯片的封装结构及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及影像传感芯片的封装，具体是涉及一种高像素影像传感芯片的封装结构及封装方法。
【背景技术】
[0002]高像素影像传感芯片的封装，要求感测区与透光基板之间有较大的间隙，否则透光基板上的颗粒会对感测区产生较大影响，且容易产生鬼影或炫光等不良现象；一种封装工艺是在基底表面利用硅通孔工艺将影像传感芯片的焊垫露出，并在该基底表面铺设绝缘层、金属线路层、保护层将芯片上的接点连接到导线架上之内引脚上，进而将芯片之电路讯号传输到外界电路板上，这样制作成本高，工艺复杂，不利于影像传感芯片内部应力的释放。另一种封装工艺是利用C0B封装技术，采用粘接剂或自动带焊、丝焊、倒装焊等方法，将影像传感器芯片直接贴装在电路板上，再通过引线键合技术实现影像传感器芯片上的焊垫与电路板上的连接点的电连接，这样制作虽然封装的产品性能可靠稳定，封装后的产品体积小，封装的成本低，但是，影像传感器芯片的感测区在C0B封装过程中容易受到污染或损伤，需要对影像传感器芯片的感测区进行防护，同时，需要通过复杂的工艺步骤(比如，先采用切割工艺去除大部分防护材料、然后通过刻蚀工艺去除靠近焊垫的防护材料)将影像传感器芯片的焊垫暴露出来，进行引线键合，同样，存在工艺复杂、可靠性和稳定性等技术问题。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提出一种高像素影像传感芯片的封装结构及封装方法，具有工艺简单、封装体积小、经济成本低、可靠性及稳定性好等优点。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]—种高像素影像传感芯片的封装结构，包括载板单元、影像传感芯片、透光基板和功能基板，所述影像传感芯片的功能面具有感测区和位于感测区周围的若干焊垫，所述载板单元上形成有贯通其上下表面的第一空腔和至少一第二空腔，所述载板单元的下表面粘结于所述影像传感芯片的功能面上，使所述第一空腔罩住所述感测区，所述第二空腔暴露所述焊垫；所述透光基板固接于所述载板单元的上表面，且罩住所述第一空腔的上表面开口 ；所述影像传感芯片的非功能面键合于所述功能基板上，所述影像传感芯片的焊垫电性通过打线接合工艺导出至所述功能基板上的连接点上。
[0006]进一步的，所述透光基板为IR光学镀膜玻璃。
[0007]进一步的，一个所述第二空腔暴露一个所述焊垫或一个所述第二空腔同时暴露两个或多个所述焊垫。
[0008]进一步的，所述透光基板的下表面尺寸大于所述第一空腔的尺寸，且小于所述载板单元的上表面尺寸。
[0009]进一步的，所述第一空腔的垂直截面形状为矩形或梯形。
[0010]—种高像素影像传感芯片的封装方法，包含如下步骤:
[0011 ] 步骤1、提供一包含若干影像传感芯片的晶片，每个影像传感芯片的功能面上具有感测区及位于感测区周围的若干焊垫，相邻影像传感芯片之间具有切割道；
[0012]步骤2、选取与影像传感芯片基底材质相同的载板，所述载板包括对应若干影像传感芯片的若干载板单元，在每个载板单元上同时制作贯通其上下表面的第一空腔和至少一第二空腔；所述第一空腔对应影像传感芯片的感测区位置，并能够罩住影像传感芯片的感测区；所述第二空腔对应影像传感芯片的焊垫位置，并能够暴露出影像传感芯片的焊垫；
[0013]步骤3、在每个载板单元的第一空腔的上表面开口上盖上一透光基板；
[0014]步骤4、通过粘结剂将所述载板的下表面与所述晶片的功能面键合在一起，使每个载板单元上的第一空腔罩住其对应的影像传感芯片的感测区，每个载板单元上的第二空腔暴露其对应的影像传感芯片的焊垫；
[0015]步骤5、对步骤4中键合之后的晶片的非功能面进行减薄，达到设定厚度；
[0016]步骤6、切割步骤5中减薄之后的晶片及载板，形成单颗影像传感芯片准封装结构；
[0017]步骤7、利用打线键合工艺，将影像传感芯片的非功能面键合于一功能基板上，将影像传感芯片的焊垫电性打线导出至所述功能基本上的连接点上，形成单颗影像传感芯片封装结构。
[0018]进一步的，减薄之后，影像传感芯片厚度为50um?300um。
[0019]进一步的，一个所述第二空腔暴露一个所述焊垫，或者一个所述第二空腔同时暴露两个或多个所述焊垫。
[0020]进一步的，打线的材质为铜、铝、银和金中的一种或多种。
[0021]进一步的，打线的高度不超过载板的上表面。
[0022]本发明的有益效果是:本发明提供一种高像素影像传感芯片的封装结构及封装方法，该封装工艺在载板上制作贯通的第一空腔的同时，制作了贯通的第二空腔，第一空腔对应芯片的感测区，第二空腔使影像传感芯片的焊垫暴露出来，这样，通过载板及其上的第一空腔可为高像素影像传感芯片的感测区与透光基板之间提供较大的间隙，并在封装过程中起到防护感测区受到污染或损伤的作用，提高封装的可靠性及稳定性；通过第二空腔暴露影像传感芯片的焊垫，可以直接打线将影像传感芯片的电性引出至功能基板，如印刷电路板或者其他中介片。这样，功能基板直接与影像传感芯片相连接，能够使芯片的散热性较好，并且打线工艺与传统的硅通孔工艺相比不需要铺设绝缘层、金属线路层等而直接将电性导出，制程简单，封装体的体积较小，同时能够有效地节约经济成本。通过在载板上制作第一空腔的同时制作贯通的第二空腔，这样，制作工艺步骤较少，工艺非常简单。
【附图说明】
[0023]图1为本发明包含若干影像传感芯片的晶片的剖面图(示例出了两个影像传感芯片);
[0024]图2为本发明具有第一空腔和第二空腔的载板的剖面图(示例出了两个载板单元);
[0025]图3为本发明具有第一空腔和第二空腔的载板的俯视图；
[0026]图4为本发明中载板与透光基板结合后的剖面图；
[0027]图5为本发明中载板与晶片键合后的剖面图；
[0028]图6为本发明中载板与晶片键合后的俯视图(省略了透光基板);
[0029]图7为本发明对键合之后的晶片的非功能面进行减薄后的剖面图；
[0030]图8为本发明单颗影像传感芯片准封装结构的剖面图；
[0031]图9为本发明单颗影像传感芯片封装结构的剖面图；
[0032]结合附图做以下说明
[0033]100——载板单元101——第一空腔
[0034]102——第二空腔200——影像传感芯片
[0035]201——焊垫202——感测区
[0036]300 透光基板400 粘结剂
[0037]500——功能基板
【具体实施方式】
[0038]为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。为方便说明，实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。
[0039]如图9所示，一种高像素影像传感芯片的封装结构，包括载板单元100、影像传感芯片200、透光基板300和功能基板500，所述影像传感芯片的功能面具有感测区202和位于感测区周围的若干焊垫201，所述载板单元上形成有贯通其上下表面的第一空腔101和至少一第二空腔102，所述载板单元的下表面粘结于所述影像传感芯片的功能面上，使所述第一空腔罩住所述感测区，所述第二空腔暴露所述焊垫；所述透光基板固接于所述载板单元的上表面，且罩住所述第一空腔的上表面开口 ；所述影像传感芯片的非功能面键合于所述功能基板上，所述影像传感芯片的焊垫电性通过打线接合工艺导出至所述功能基板上的连接点上。这样，通过载板及其上的第一空腔可为高像素影像传感芯片的感测区与透光基板之间提供较大的间隙，并在封装过程中起到防护感测区受到污染或损伤的作用，提高封装的可靠性及稳定性；通过第二空腔暴露影像传感芯片的焊垫，可以直接打线将影像传感芯片的电性引出至功能基板，如印刷电路板或者其他中介片。功能基板直接与影像传感芯片相连接，能够使芯片的散热性较好，并且打线工艺与传统的硅通孔工艺相比不需要铺设绝缘层、金属线路层等而直接将电性导出，制程简单，封装体的体积较小，同时能够有效地节约经济成本。
[0040]优选的，所述透光基板为IR光学镀膜玻璃。如IR滤光玻璃，阻挡红外线的透射，以提高影像传感器的光学性能。
[0041]优选的，一个所述第二空腔暴露一个所述焊垫或一个所述第二空腔同时暴露两个或多个所述焊垫。更优的，通过一个第二空腔同时暴露影像传感芯片同侧的所有焊垫，工艺简单。
[0042]优选的，所述透光基板的下表面尺寸大于所述第一空腔的尺寸，且小于所述载板单元的上表面尺寸。即透光基板的下表面面积大于第一空腔上表面开口的面积，且小于载板单元上表面面积，这样，在封装制作过程中，透光基板能顺利贴置在载板单元的上表面上并盖住第一空腔的上表面开口。
[0043]优选的，所述第一空腔的垂直截面形状为矩形或梯形