影像芯片模组及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种影像芯片模组及其制作方法。所述影像芯片模组包括影像芯片、软硬结合板和红外滤光片；所述影像芯片正面的铝焊点处电镀有金属凸点；所述软硬结合板的金属焊点与所述影像芯片的金属凸点焊接相连；所述软硬结合板中心设置有镂空区且所述镂空区对应所述影像芯片的像素区；所述软硬结合板的柔性线路板引出端上安置有连接器；所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附有红外滤光片。解决了现有Tessera影像芯片模组制造工艺复杂且仅能用于获取低像素影像、信号传输不稳定且功耗高、以及厚度高的问题，提供了一种制造工艺简单、可用于获取高像素影像、信号传输稳定且功耗低、以及低厚度的影像芯片模组。
【专利说明】
影像芯片模组及其制作方法
技术领域
[0001]本发明实施例涉及半导体封装技术，尤其涉及一种影像芯片模组及其制作方法。 【背景技术】
[0002]影像芯片模组被广泛应用于诸如相机、手机、监控设备和电子玩具等数字装置中。 利用影像芯片模组可以接收光学图像信息，并将该光学图像信息转换成可用的数字输出信号。
[0003]目前，影像芯片模组采用美国Tessera的专利(专利号US6,777,767B2)提出的封装方式，如图1所示，在玻璃基板101上制作围坝102后并上键合胶，将晶圆103和玻璃基板101 键合在一起;采用硅通孔(TSV)工艺在晶圆103背面硅上刻通孔后，再利用重布线(RDL)技术，使金属导线104与铝焊点105焊接相连;完成晶圆级封装后再切割成多个影像芯片。影像芯片利用金属导线104焊接印刷电路板106后形成影像芯片模组。
[0004]可见，上述Tessera影像芯片模组采用了晶圆背面通孔的硅通孔(TSV)工艺以及重布线(RDL)技术，具有制造工艺复杂且仅能用于获取低像素影像、信号传输不稳定且功耗尚、以及厚度尚等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种影像芯片模组及其制作方法，以提供一种制造工艺简单、可获取高像素影像、信号传输稳定且功耗低、以及低厚度的影像芯片模组。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种影像芯片模组，包括影像芯片、软硬结合板和红外滤光片；
[0007]所述影像芯片正面的铝焊点处电镀有金属凸点；
[0008]所述软硬结合板的金属焊点与所述影像芯片的金属凸点焊接相连；
[0009]所述软硬结合板中心设置有镂空区且所述镂空区对应所述影像芯片的像素区；
[0010]所述软硬结合板的柔性线路板引出端上安置有连接器；
[0011]所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附有红外滤光片。
[0012]进一步地，所述影像芯片正面的铝焊点与所述金属凸点间沉积有金属保护层。
[0013]进一步地，所述软硬结合板与所述影像芯片焊接处的间隙填充有填充胶。
[0014]进一步地，所述影像芯片背部的硅面上涂有滤光油墨。
[0015]第二方面，本发明实施例还提供了一种影像芯片模组的制作方法，包括:
[0016]在晶圆片正面的铝焊点处生成金属凸点；
[0017]将所述晶圆片分切成多个影像芯片；
[0018]在所述软硬结合板中心设置镂空区，将软硬结合板的金属焊点焊接至所述影像芯片的金属凸点，所述镂空区对应所述影像芯片的像素区；[〇〇19]在所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附红外滤光片；[〇〇2〇]在所述软硬结合板的柔性线路板引出端上安置连接器。
[0021]进一步地，所述在晶圆片正面的铝焊点处生成金属凸点，包括:[〇〇22]在所述晶圆片的正面沉积金属保护层；[〇〇23]在所述晶圆片正面的铝焊点处利用光刻显影方式定义出金属凸点及金属围坝的位置；[〇〇24]在定义出的所述金属凸点位置电镀复合金属层；
[0025]去除光刻胶以及光刻胶被去除后所暴露出来的多余金属保护层；[〇〇26]生成所述金属凸点。
[0027]进一步地，在所述将所述晶圆片分切成多个影像芯片之前，还包括:[〇〇28]研磨晶圆片背面的硅；
[0029]在减薄后的所述晶圆片的背部硅面上涂滤光油墨。
[0030]进一步地，在所述软硬结合板中心设置镂空区，将软硬结合板的金属焊点焊接至所述影像芯片的金属凸点，所述镂空区对应所述影像芯片的像素区之后，还包括:
[0031]利用填充胶填充所述软硬结合板与所述影像芯片焊接处的间隙。
[0032]本发明通过在影像芯片正面的铝焊点处电镀金属凸点，并将软硬结合板的金属焊点与影像芯片的金属凸点焊接相连，解决了现有Tessera影像芯片模组制造工艺复杂且仅能用于获取低像素影像、信号传输不稳定且功耗高、以及厚度高的问题，提供了一种制造工艺简单、可用于获取高像素影像、信号传输稳定且功耗低、以及低厚度的影像芯片模组。【附图说明】
[0033]图1为现有技术中影像芯片模组的结构示意图；
[0034]图2是本发明实施例一中的一种影像芯片模组的结构图；
[0035]图3是本发明实施例二中的一种影像芯片模组的制作方法流程图。【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。[〇〇37] 实施例一
[0038]图2为本发明实施例一提供的一种影像芯片模组的结构图，本实施例可适用于需要获取光学影像图像信息，并将光学影像图像信息转换成可用的数字输出信号的情况。参考图2,本实施例提供的影像芯片模组的具体结构包括:影像芯片201、软硬结合板202和红外滤光片203;[〇〇39]所述影像芯片201正面的铝焊点204处电镀有金属凸点205;[〇〇4〇]所述软硬结合板202的金属焊点与所述影像芯片201的金属凸点205焊接相连；
[0041]所述软硬结合板202中心设置有镂空区且所述镂空区对应所述影像芯片的像素区 206；[〇〇42]所述软硬结合板202的柔性线路板引出端207上安置有连接器208;[〇〇43]所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附有红外滤光片203。
[0044]具体的，
[0045]所述软硬结合板202中心镂空区的设置是用以防止软硬结合板遮挡影像芯片的像素区。
[0046]所述红外滤光片203用于防止所述影像芯片的像素区被污染以及提高影像芯片模组的光学性能。即，红外滤光片203的设置，一方面是为了保护影像芯片的像素区不受污染； 另一方面是为了提高产品的光学性能。[〇〇47]所述金属凸点205是由复合金属在影像芯片正面的铝焊点处经电镀工艺制作而成。可以为铜锡材质;也可以为铜银，铜锡银，铜镍锡，铜镍银，铜镍锡银等材质。[〇〇48]所述影像芯片的像素区206涂覆有光敏材料保护层或气体沉积薄膜保护层，所述光敏材料保护层或气体沉积薄膜保护层用于保护影像芯片的像素区。[〇〇49]其中，所述影像芯片201正面的铝焊点204与所述金属凸点205间沉积有金属保护层。
[0050]具体的，所述金属保护层为电镀金属凸点205提供种子层。所述金属保护层可以为钛和铜材质。[0051 ]其中，所述软硬结合板202与所述影像芯片201焊接处的间隙填充有填充胶209。 [〇〇52]具体的，为了实现影像芯片的功能，在所述软硬结合板202上已经做好了相应的外围电路及金属焊点。在所述软硬结合板202上集成有电容等电子元器件，用于消除一些线路的干扰信号。采用倒装焊的方式将影像芯片的金属凸点205与软硬结合板202的金属焊点焊接相连，从而可大大减小影像芯片模组的总厚度;再用填充胶将软硬结合板202与所述影像芯片201焊接处的间隙填充，以加固软硬结合板与影像芯片之间的焊接。[〇〇53]所述软硬结合板202也可以用有机或陶瓷硬性线路板，与柔性线路板(FPC)结合的方式代替。[〇〇54]其中，所述影像芯片201背部的硅面上涂有滤光油墨210。
[0055]具体的，影像芯片201背面的硅可以先研磨减薄至一定的厚度后，再在其上涂覆滤光油墨210,用以消除影像芯片在接收光线过程中的杂光干扰。影像芯片背面的硅经研磨减薄处理，可使影像芯片201的厚度减小，从而进一步减小整个影像芯片模组的总厚度。
[0056]将本实施例一提供的影像芯片模组通过软硬结合板的柔性线路板引出端上安置的连接器与相机、手机、监控设备或者电子玩具等数字装置相连接，并将所述影像芯片模组置于所述相机、手机、监控设备或者电子玩具等数字装置的影像镜头内部，可用来接收光学图像信息，并将该光学图像信息转换成可用的数字输出信号，以获取高像素的影像。
[0057]本实施例一的技术方案，通过在影像芯片的铝焊点处电镀金属凸点来实现与软硬结合板的正面焊接;软硬结合板中心设置有镂空区以避免遮挡影像芯片的像素区，从而使软硬结合板倒装焊接在金属凸点上，解决了现有Tessera影像芯片模组制造工艺复杂且仅能用于获取低像素影像、信号传输不稳定且功耗高、以及厚度高的问题，提供了一种制造工艺简单、可用于获取高像素影像、信号传输稳定且功耗低、以及低厚度的影像芯片模组。 [〇〇58] 实施例二
[0059]图3为本发明实施例二中的一种影像芯片模组的制作方法流程图，本实施例可适用于需要制作影像芯片模组，以获取光学影像图像信息，并将光学影像图像信息转换成可用的数字输出信号的情况。参考图3,本实施例提供的影像芯片模组的制作方法具体可以包括如下:
[0060]S301、在晶圆片正面的铝焊点处生成金属凸点。
[0061]S302、将所述晶圆片分切成多个影像芯片。
[0062]S303、在所述软硬结合板中心设置镂空区，将软硬结合板的金属焊点焊接至所述影像芯片的金属凸点，所述镂空区对应所述影像芯片的像素区。[〇〇63]S304、在所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附红外滤光片。[〇〇64]S305、在所述软硬结合板的柔性线路板引出端上安置连接器。
[0065]具体的，在影像芯片的铝焊点处电镀金属凸点来实现与软硬结合板的正面焊接， 铝焊点下面的硅层是完整的，铝焊点不会出现断裂现象，且支撑力更好;采用这种正面焊接方式可使生产出的影像芯片模组在抗热冲击以及水汽冲击等可靠性方面表现效果更佳。
[0066]具体的，可使用倒装焊机器将软硬结合板与影像芯片焊接在一起。可利用点胶机点胶，再使用晶片键合机将红外滤光片贴附到软硬结合板的中心镂空区上方，然后烘烤并清洗干净。[〇〇67] 其中，S301具体可以包括:[〇〇68] A、在所述晶圆片的正面沉积金属保护层。
[0069]具体的，由于铝焊点在晶圆片后续所要进行的表面处理工艺中容易被腐蚀，从而造成像素区裸露被污染。为防止铝焊点被腐蚀及像素区被污染，将整个晶圆片表面沉积金属保护层。所述金属保护层还可为后续电镀生成金属凸点提供种子层。在所述晶圆片正面的像素区涂覆有光敏材料保护层或气体沉积薄膜保护层，用于保护像素区。在所述晶圆片正面的像素区涂覆光敏材料保护层或气体沉积薄膜保护层后，再沉积金属保护层，从而实现对像素区的双重保护。
[0070]其实现方式可以为:通过PVD沉积方式在晶圆片表面沉积金属层(钛和铜)。[〇〇71] B、在所述晶圆片正面的铝焊点处利用光刻显影方式定义出金属凸点及金属围坝的位置。
[0072]具体的，通过光刻显影方式定义出金属凸点的位置，为后续电镀金属凸点做准备； 此步骤也可以增加金属围坝位置定义。金属凸点的作用是为了影像芯片与软硬结合板的焊接，而金属围坝是可以更好的防止影像芯片模组制作过程中底部填充胶溢出到像素区域。
[0073]C、在定义出的所述金属凸点位置电镀复合金属层。
[0074]具体的，可采用电镀方式在金属凸点位置上，长出一层金属铜，然后在铜上再继续生长一层金属锡。也可以为铜银，铜锡银，铜镍锡，铜镍银，铜镍锡银等。[〇〇75] D、去除光刻胶以及光刻胶被去除后所暴露出来的多余金属保护层。
[0076]具体的，可采用浸泡，超生波，刷洗，旋转等湿法去胶或者等离子干法去胶等方式将光刻胶去除。为了实现影像芯片的电性功能，可使用湿法蚀刻的方式将光刻胶被去除后所暴露出来的多余金属保护层蚀刻掉。[〇〇77] E、生成所述金属凸点。[〇〇78] 其中，在S302之前，还可以包括:[〇〇79]研磨晶圆片背面的硅；[〇〇8〇]在减薄后的所述晶圆片的背部硅面上涂滤光油墨。
[0081]具体的，可使用研磨机将晶圆片背面多余的硅进行研磨去除，使晶圆片的厚度减小，从而进一步减小整个影像芯片模组的总厚度。晶圆片背面多余的硅先被研磨减薄至一定的厚度后，再在其上涂覆滤光油墨，用以消除影像芯片在接收光线过程中的杂光干扰，涂覆滤光油墨的方式可选择光刻显影的方式。
[0082]其中，在S303之后，还可以包括:
[0083]利用填充胶填充所述软硬结合板与所述影像芯片焊接处的间隙。具体可利用点胶机实现此步骤。
[0084]将利用本实施例二制造出的影像芯片模组通过软硬结合板的柔性线路板引出端上安置的连接器与相机、手机、监控设备或者电子玩具等数字装置相连接，并将所述影像芯片模组置于所述相机、手机、监控设备或者电子玩具等数字装置的影像镜头内部，可用来接收光学图像信息，并将该光学图像信息转换成可用的数字输出信号，以获取高像素的影像。
[0085]本实施例二的技术方案，通过在影像芯片的铝焊点处电镀金属凸点来实现与软硬结合板的正面焊接;软硬结合板中心设置有镂空区以避免遮挡影像芯片的像素区，从而使软硬结合板倒装焊接在金属凸点上，解决了现有Tessera影像芯片模组制造工艺复杂且仅能用于获取低像素影像、信号传输不稳定且功耗高、以及厚度高的问题，提供了一种制造工艺简单、可用于获取高像素影像、信号传输稳定且功耗低、以及低厚度的影像芯片模组的制作方法。[〇〇86]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解， 本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、 重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种影像芯片模组，其特征在于，包括影像芯片、软硬结合板和红外滤光片；所述影像芯片正面的铝焊点处电镀有金属凸点；所述软硬结合板的金属焊点与所述影像芯片的金属凸点焊接相连；所述软硬结合板中心设置有镂空区且所述镂空区对应所述影像芯片的像素区；所述软硬结合板的柔性线路板引出端上安置有连接器；所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附有红外滤光片。2.根据权利要求1所述的一种影像芯片模组，其特征在于，所述影像芯片正面的铝焊点 与所述金属凸点间沉积有金属保护层。3.根据权利要求1所述的一种影像芯片模组，其特征在于，所述软硬结合板与所述影像 芯片焊接处的间隙填充有填充胶。4.根据权利要求1所述的一种影像芯片模组，其特征在于，所述影像芯片背部的硅面上 涂有滤光油墨。5.—种影像芯片模组的制作方法，其特征在于，包括:在晶圆片正面的铝焊点处生成金属凸点；将所述晶圆片分切成多个影像芯片；在所述软硬结合板中心设置镂空区，将软硬结合板的金属焊点焊接至所述影像芯片的 金属凸点，所述镂空区对应所述影像芯片的像素区；在所述软硬结合板的中心镂空区上方贴附红外滤光片；在所述软硬结合板的柔性线路板引出端上安置连接器。6.根据权利要求5所述的一种影像芯片模组的制作方法，其特征在于，所述在晶圆片正 面的铝焊点处生成金属凸点，包括:在所述晶圆片的正面沉积金属保护层；在所述晶圆片正面的铝焊点处利用光刻显影方式定义出金属凸点及金属围坝的位置； 在定义出的所述金属凸点位置电镀复合金属层；去除光刻胶以及光刻胶被去除后所暴露出来的多余金属保护层；生成所述金属凸点。7.根据权利要求5所述的一种影像芯片模组的制作方法，其特征在于，在所述将所述晶 圆片分切成多个影像芯片之前，还包括:研磨晶圆片背面的硅；在减薄后的所述晶圆片的背部硅面上涂滤光油墨。8.根据权利要求5所述的一种影像芯片模组的制作方法，其特征在于，在所述软硬结合 板中心设置镂空区，将软硬结合板的金属焊点焊接至所述影像芯片的金属凸点，所述镂空 区对应所述影像芯片的像素区之后，还包括:利用填充胶填充所述软硬结合板与所述影像芯片焊接处的间隙。
【文档编号】H01L27/146GK105977270SQ201610348360
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】赖芳奇, 吕军, 邵峰, 王邦旭, 李伟
【申请人】苏州科阳光电科技有限公司