感光芯片封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及感光芯片的封装技术。
【背景技术】
[0002]随着摄像等光影技术的发展，感光芯片作为可以将接收的光信号转换为电信号的功能芯片，常用于电子产品的摄像头中，有巨大的市场需求。
[0003]与此同时，感光芯片的封装技术也有着长足发展，现今主流的感光芯片封装技术是晶圆级芯片尺寸封装技术（Wafer Level Chip Size Packaging，WLCSP)，是对整片晶圆进行封装并测试后再切割得到单个成品芯片的技术。利用此种封装技术封装后的单个成品芯片尺寸与单个晶粒尺寸差不多，顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。晶圆级芯片尺寸封装技术是当前封装领域的热点和未来发展的趋势。
[0004]感光芯片在其一面设置有感光区，为了在封装过程中保护感光区不受损伤和污染，通常，在感光芯片晶圆上具有感光区的一面覆盖保护盖板，保护盖板在完成晶圆级封装并切割后可以继续保留，在后续的工序以及以后的使用中持久保护感光芯片。
[0005]保护盖板具有透光性，以方便感光芯片的感光区对外界光线的摄取，但是由于保护盖板的存在，其在保护感光芯片的同时也引入了一些不良，常见的是，光线在进入保护盖板之后在其内部发生光学反射，导致成像不良以及鬼影等现象。此种不良成为本领域技术人员噬待解决的技术问题。
[0006]举例说明，参考图1，图I为现有技术中一种感光芯片封装结构示意图。感光芯片封装结构包括：感光芯片10，具有彼此相对的第一面以及第二面；位于感光芯片10第一面的感光区20 ;位于感光芯片10第一面且位于感光区20侧边的焊垫21 ;从感光芯片10的第二面向感光芯片10的第一面延伸的通孔（未标号），所述通孔暴露出焊垫21 ;位于所述通孔侧壁及感光芯片10的第二表面的绝缘层11 ;位于绝缘层11的表面上以及通孔底部的金属布线层12，金属布线层12与焊垫21电连接；覆盖所述金属布线层12和绝缘层11的阻焊层13，阻焊层13具有开孔；位于阻焊层13开孔内且通过所述金属布线层12与所述焊垫21电连接的焊球14 ;保护基板30，其覆盖至感光芯片10的第一面；支撑坝21设置于保护基板30上，且位于保护基板30与感光芯片10之间，支撑坝21包围感光区。
[0007]在上述的感光芯片的使用过程中，光线11入射至保护基板30，部分光线12会照射至保护基板30的侧壁30s，产生光学反射现象，反射光线如果入射至所述感光区20，就会对感光芯片的成像造成干扰。尤其是，如果光线12的入射角度满足特定条件，例如，当所述保护基板30为玻璃，玻璃外为空气，而所述光线12的入射角大于由玻璃到空气的临界角时，所述光线12会在所述保护基板30的侧壁30s处发生全反射，全反射光线12在所述保护基板30内传播，并折射至感光区20，会对感光区20造成严重干扰，使感光芯片的成像不良或者产生鬼影，降低了其成像质量。
[0008]此外，随着晶圆级芯片封装的微型化趋势，晶圆级芯片上集成的感光芯片越多，单个成品芯片封装体的尺寸越小，保护基板30的侧壁与感应区20边缘的距离也越来越近，上述的干扰现象也更为明显。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型解决的问题是通过改进保护盖板，消除感光芯片成像不良以及鬼影等缺陷，提尚感光芯片的成像质量。
[0010]为解决上述问题，本实用新型提供一种感光芯片封装结构，包括：感光芯片，具有彼此相对的第一面以及第二面，所述第一面设置有感光区；保护盖板，具有彼此相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面覆盖至所述第一面；遮光层，设置于所述保护盖板的第二表面，所述遮光层上设置有开口，所述开口暴露所述感光区；所述遮光层包括位于所述第二表面上的吸光层以及位于所述吸光层上的金属层。
[0011]优选的，所述吸光层的材质为黑胶。
[0012]优选的，所述吸光层的材质为黑色感光胶。
[0013]优选的，所述金属层经过表面黑化处理。
[0014]优选的，所述金属层的材质为铝。
[0015]优选的，所述保护盖板的第一表面设置有支撑坝，所述支撑坝与所述保护盖板的第一表面形成空腔，所述感光区位于所述空腔内。
[0016]优选的，所述感光芯片封装结构还包括：设置于所述第一面且位于所述感光区外的焊垫；从所述第二面向所述第一面延伸的通孔，所述通孔暴露出所述焊垫；覆盖所述第二面和所述通孔侧壁表面的绝缘层；位于所述绝缘层上以及通孔底部的金属布线层，所述金属布线层与所述焊垫电连接；位于所述金属布线层以及所述绝缘层上的阻焊层，所述阻焊层上设置有开孔，所述开孔底部暴露出金属布线层；填充所述开孔的焊球，所述焊球与所述金属布线层电连接。
[0017]本实用新型的有益效果是通过在感光芯片封装结构的保护盖板上形成遮光层，消除感光芯片成像不良以及鬼影等缺陷，提尚感光芯片的成像质量。
【附图说明】
[0018]图I为现有技术感光芯片封装结构示意图；
[0019]图2为本实用新型一实施例感光芯片封装结构示意图；
[0020]图3为晶圆的俯视结构不意图；
[0021]图4为图3沿A-Al的剖视图；
[0022]图5为本实用新型一实施例中基板的剖视示意图；
[0023]图6(a)至图6(e)为本实用新型一实施例在基板上形成遮光层的工艺流程图；
[0024]图7(a)至图7(e)为本实用新型另一实施例在基板上形成遮光层的工艺流程图；
[0025]图8为晶圆与基板对位压合之后的结构不意图；
[0026]图9为对晶圆封装处理后的结构不意图；
【具体实施方式】
[0027]以下将结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
[0028]需要说明的是，提供这些附图的目的是为了有助于理解本实用新型的实施例，而不应解释为对本实用新型的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其他改变。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0029]请参考图2，为本实用新型一实施例感光芯片封装结构示意图，感光芯片封装结构包括：感光芯片210，具有彼此相对的第一面210a和第二面210b，第一面210a设置有感光区211 ;保护盖板330，具有彼此相对的第一表面330a和第二表面330b，第一表面330a覆盖至第一面210a ;所述第一表面330a具有支撑坝320，支撑坝320位于保护盖板330和感光芯片210之间，且感光区211位于支撑坝320和保护盖板330的第一表面330a围成的空腔之内。
[0030]保护盖板330的第二表面330b上设置有遮光层511，遮光层511上设置有开口，开口暴露出第二表面330b对应感光区211的区域，即开口暴露感光区211。在一些实施例中，开口的面积等于或者大于感光区211的面积，从开口入射至保护盖板330的光线可以穿透保护盖板330进入感光区211，避免遮光层511对感光区211的干扰。
[0031]遮光层511包括位于保护盖板330的第二表面330b的吸光层501以及位于吸光层501上的金属层502。吸光层501的主要作用在于吸收保护盖板330内部投射至第二表面330b的光线，金属层502的主要作用在于阻挡外界入射至遮光层511区域的光线进入保护盖板330内部以及对吸光层501提供防护。
[0032]于本实施例中，吸光层501的材质为黑色感光胶或者黑胶。金属层502的材质为铝，且金属层502的表面经过黑化处理，可以防止光线入射至其表面发生镜面反射而干扰感光芯片210的成像质量。
[0033]由于吸光层501的材质为有机材质，材质较软，如果不设置金属层502，吸光层501在后续的工艺中容易被划伤，金属层502具有足够的硬度，抗划伤抗磨损能力较强，通过在吸光层501上形成金属层502，可以防止吸光层501在后续的工艺中被划伤。
[0034]且由于金属层502不透光，因此，吸光层501的厚度可以减薄且可以选取吸光率较低的吸光材料。如果不设置金属层502，对吸光层501的吸光率有较高的要求，比如，吸光率要高于95%才能达到好的遮光效果，通过增加金属层502，对吸光层501的吸光率要求降低，选取吸光率为90%的吸光材料即可达到很好的遮光效果，越高吸光率要求的吸光材料意味着更高成本，通过增设金属层502降低了成本。
[0035]感光芯片210的第一面210设置有位于感光区211之外的焊垫212，于本实施例中，感光芯片210上设置有：从感光芯片210的第二面210b向第一面210a延伸的通孔，通孔暴露出焊垫212 ;位于第二面210b和通孔侧壁的绝缘层213 ;位于绝缘层213以及通孔底部的金属布线层214，金属布线层214与焊垫212电连接；位于金属布线层214以及绝缘层213上的阻焊层215，阻焊层215上设置有开孔，开孔底部暴露出金属布线层214 ;填充开孔的焊球216，焊球216与金属布线层214电连接。如此，使得焊垫212通过金属布线层214与焊球216实现电连接，且利用焊球216与外部其他电路电连接实现感光芯片210与外部其他电路的电连接。
[0036]对应地，本实用新型实施例提供了感光芯片封装方法，用于形成如图2所示的感光芯片封装结构。请参考图3至，为本实用新型实施例封装过程中形成的中间结构示意图。
[0037]首先，参考图3和图4，提供晶圆200，其中，图3为晶圆200的俯视结构示意图，图4为图3沿A-Al的剖视图。
[0038]晶圆200具有彼此相对的第一面200a和第二面200b。晶圆200具有多颗阵列排布的感光芯片210和位于相邻感光芯片210之间的切割道区域220，在完成晶圆200的封装后，沿切割道区域220进行切割，可以形成多个感光芯片封装结构。
[0039]感光芯片210具有感应区211和位于感光区211之外的焊垫212。感光区211可以包括多个光电二极管阵列排布，用于将照射至感光区211的光信号转化为电信号。焊垫212作为感光区211内器件与外部电路连接的输入和输出端。感光芯片210还可以包括其他功能器件，本实用新型对此不作限制，只要具有感光功能的半导体芯片即可以认为是本实用新型所指的感光芯片。
[0040]需要说明的是，在本实用新型实施例的封装方法的后续步骤中，为了简单明了起见，仅以图3所示的沿晶圆200的A-Al方向的截面图为例进行说明，在其他区域执行相似的工艺步骤。
[0041]接着，参考图5，提供基板300，基板300在后续工艺中覆