一种图像传感器的封装结构及其封装工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电子封装技术领域，具体来说，涉及一种图像传感器的封装结构及其封装工艺。
[0002]
【背景技术】
[0003]现有的图像传感器通常将芯片安装在基部(如CLCC陶瓷基座、PLCC有机基部)腔体中，用金丝或铝丝等将芯片与基部互连起来，再用玻璃板光窗粘接密封;再就是以硅通孔技术(TSV)作垂直导通的圆片级封装，前者存在高度大、尺寸大，后者投资大、封装成本高等不足，不能满足超薄、超小型尺寸要求的图像传感器封装需求。
[0004]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种图像传感器的封装结构，以克服目前现有技术存在的上述不足。
[0007]为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种图像传感器的封装结构，包括基板，该基板包括基部，所述基部的上表面边缘处均向上延伸形成封闭式的支撑部，所述支撑部与所述基部所形成腔体内的所述基部上表面由粘接层通过粘接的方式固定有图像传感器芯片，所述图像传感器芯片上端面边缘的引出端为焊料凸点;所述支撑部与所述基部之间形成了上部具有开口的结构，在该开口上具有一个可封闭所述开口且与所述支撑部横截面大小相等的薄膜玻璃光窗，所述薄膜玻璃光窗底端面边缘处通过光刻、蒸发或溅射的方式由外至内依次制作有封接环、外焊盘、互连线以及内焊盘，其中，所述互连线两端分别与所述内焊盘和所述外焊盘相连接，所述凸点与所述内焊盘相配合，所述支撑部上端面边沿靠近所述图像传感器芯片的一侧设有与所述外焊盘相配合的支撑部焊盘，该支撑部焊盘外侧的所述支撑部上端面上设有与所述封接环相配合的支撑部封接环，所述基部四周边缘等间距的设有若干缺口朝外且下端与该基部下端面相贯通的半圆通孔，该基部底端面设有用于遮挡所述半圆通孔下贯通口且朝向所述基部底端面内延伸的基部外焊盘，所述支撑部焊盘下端面处的所述支撑部上设有向下延伸且与所述基部底端面的所述基部外焊盘以及所述半圆通孔相连的埋孔。
[0008]进一步的，所述图像传感器芯片四周边沿与所述支撑部的内侧面之间形成围绕所述图像传感器芯片的空腔。
[0009]进一步的，所述图像传感器芯片其引出端凸点的底层金属结构材料为铜-镍-金或铜-镍-锡，凸点材料为锡或锡银铜合金;或所述图像传感器芯片引出端凸点为铜柱上带锡帽结构。
[0010]进一步的，所述薄膜玻璃光窗由符合互补金属氧化物半导体图像传感器的光学玻璃制成。
[0011 ]进一步的，所述封接环和所述支撑部封接环上通过电镀或化镀或蒸发或溅射有焊料层，其中，焊料层的焊料为锡或锡银铜。
[0012]进一步的，所述支撑部焊盘、所述支撑部封接环、所述基部外焊盘、所述半圆通孔的表面结构材料为镍-金或镍-锡。
[0013]—种图像传感器的封装工艺，包括如下步骤:
步骤I):材料制作，选取多层有机基板，并采用多层有机基板工艺制作基板，通过下料、内层制作、压合、钻孔、化学镀/沉铜、阻焊层和文字印刷、电镀镍-金或化镀镍-钯-金或电镀/化镀镍，然后再在支撑部封接环、支撑部焊盘金属化层上电镀或化镀或蒸发或溅射或热喷焊料层，其中，焊料为锡、锡银铜，制作出支撑部焊盘、支撑部封接环、埋孔、基部外焊盘、半圆通孔、腔体的有机材料的基板，最后切割分选出合格基板；
选取薄膜玻璃，并在薄膜玻璃上采用光刻、蒸发或溅射制作多层金属结构封接环、外焊盘、互连线以及内焊盘，并通过砂轮或激光切割分选出合格薄膜玻璃光窗；
在图像传感器芯片的引出端焊盘上制作具有金属层、焊料的凸点；
步骤2):将图像传感器芯片通过导电胶粘接于基板上腔体的中部，并且保证图像传感器芯片与基板位于同一平面；
步骤3):清洗，将粘接好后的图像传感器芯片采用氩、氢离子进行清洗；
步骤4):封装，将薄膜玻璃光窗有金属布线层的面扣于基板和图像传感器芯片上，封接环与支撑部封接环对应、外焊盘与支撑部焊盘对应、内焊盘与凸点对应，在惰性或还原性气氛下经过高温、加压整平，将焊料熔融使薄膜玻璃光窗、图像传感器芯片、基板上的支撑部完成互连焊接和密封；
步骤5):检测，对压合后的封装器件进行外观检查、性能测试以及打标。
[0014]进一步的，所述步骤4)需在氮氢保护气氛中经260°C±10°C保温I分钟±0.5分钟。
[0015]进一步的，所述步骤4)中压合力的大小根据封口周长值乘以5g/mm?50g/mm进行计算。
[0016]进一步的，所述步骤4)中的互连、密封为同步完成。
[0017]本发明的有益效果:封装工艺中用薄膜玻璃光窗取代玻璃盖板，降低了光窗厚度；通过图像传感器芯片上凸点焊料熔融、焊盘、封接环焊料熔融完成电气互连、封接，省去了引线键合工艺，降低了键合高度，实现了互补金属氧化物半导体图像传感器超薄封装，并将互连和封接改为一个工序完成，大大缩短了工艺流程，降低了封装成本。
[0018]
【附图说明】
[0019]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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0020]图1是根据本发明实施例所述的图像传感器的封装结构的主视图；
图2是根据本发明实施例所述的图像传感器的封装结构的俯视图； 图3是根据本发明实施例所述的薄膜玻璃光窗的仰视图；
图4是根据本发明实施例所述的基板的俯视图；
图5是根据本发明实施例所述的基板的仰视图。
[0021]图中:
1、基板；11、基部；111、半圆通孔；112、基部外焊盘;12、支撑部；121、支撑部焊盘；122、支撑部封接环；123、埋孔;2、图像传感器芯片;21、凸点；3、粘接层;4、薄膜玻璃光窗;41、封接环;42、外焊盘;43、互连线;44、内焊盘;5、空腔;6、焊料层。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]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所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]如图1至图5所示，根据本发明的实施例所述的一种图像传感器的封装结构，包括基板I，该基板I包括基部U，所述基部11的上表面边缘处均向上延伸形成封闭式的支撑部12，所述支撑部12与所述基部11所形成腔体内的所述基部11上表面由粘接层3通过粘接的方式固定有图像传感器芯片2，所述图像传感器芯片2上端面边缘的引出端为焊料凸点21;所述支撑部12与所述基部11之间形成了上部具有开口的结构，在该开口上具有一个可封闭所述开口且与所述支撑部12横截面大小相等的薄膜玻璃光窗4，所述薄膜玻璃光窗4底端面边缘处通过光刻、蒸发或溅射的方式由外至内依次制作有封接环41、外焊盘42、互连线43以及内焊盘44，其中，所述互连线43两端分别与所述内焊盘44和所述外焊盘42相连接，所述凸点21与所述内焊盘44相配合，所述支撑部12上端面边沿靠近所述图像传感器芯片2的一侧设有与所述外焊盘42相配合的支撑部焊盘121，该支撑部焊盘121外侧的所述支撑部12上端面上设有与所述封接环41相配合的支撑部封接环122，所述基部11四周边缘等间距的设有若干缺口朝外且下端与该基部11下端面相贯通的半圆通孔111，该基部11底端面设有用于遮挡所述半圆通孔111下贯通口且朝向所述基部11底端面内延伸的基部外焊盘112，所述支撑部焊盘121下端面处的所述支撑部12上设有向下延伸且与所述基部11底端面的所述基部外焊盘112以及所述半圆通孔111相连的埋孔123。
[0025]进一步的，所述图像传感器芯片2四周边沿与所述支撑部12的内侧面之间形成围绕所述图像传感器芯片2的空腔5。
[0026]进一步的，所述图像传感器芯片2其引出端凸点21的底层金属结构材料为铜-镍-金或铜-镍-锡，凸点21材料为锡或锡银铜合金;或所述图像传感器芯片2引出端凸点21为铜柱上带锡帽结构。
[0027]进一步的，所述薄膜玻璃光窗4由符合互补金属氧化物半导体图像传感器的光学玻璃制成。
[0028]进一步的，所述封接环41和所述支撑部封接环122上通过电镀或化镀或蒸发或溅射有焊料层6，其中，焊料层6的焊料为锡或锡银铜。
[0029]进一步的，所述支撑部焊盘121、所述支撑部封接环122、所述基部外焊盘112、所述半圆通孔111的表面结构材料为镍-金或镍-锡。
[0030]—种图像传感器的封装工艺，包括如下步骤:
步骤I):材料制作，选取多层有机基板，并采用多层有机基板工艺制作基板I，通过下料、内层制作、压合、钻孔、化学镀/沉铜、阻焊层和文字印刷、电镀镍-金或化镀镍-钯-金或电镀/化镀镍，然后再在支撑部封接环122、支撑部焊盘121金属化层上电镀或化镀或蒸发或溅射或热喷焊料层6，其中，焊料为锡、锡银铜，制作出支撑部焊盘121、支撑部封接环122、埋孔123、基部外焊盘112、半圆通孔111、腔体的有机材料的基板I，最后切割分选出合格基板I;
选取薄膜玻璃，并在薄膜玻璃上采用光刻、蒸发或溅射制作多层金属结构封接环41、夕卜焊盘