一种晶圆级玻璃上芯片封装结构的制作方法

本发明涉及一种半导体封装技术领域，具体是一种晶圆级玻璃上芯片封装结构。

背景技术：

影像传感器芯片已经广泛用于各种终端设备，如智能手机、平板电脑等。最常见应用于影像传感器芯片的摄像头模组封装通常包括芯片尺寸封装（CSP封装），线路板上芯片封装（COB封装）、芯片倒装焊接（FCB）等，这些封装都需要将线路板置于影像传感器芯片的背面，导致摄像头模组封装的高度取决于芯片厚度、线路板厚度和它们之间的焊接层厚度，因此摄像头模组封装的高度无法更薄。本发明提供一种晶圆级玻璃上芯片封装形式，中文全称为晶圆级玻璃上芯片封装（简称：WLCOG，即Wafer Level Chip On Glass），是全球首创的一种全新的半导体封装技术方法，此封装形式不仅集有CSP、COB、FCB 三者全部的优点，并且比CSP、COB、FCB三者更少的缺点，因此WLCOG封装将是未来的一种方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种晶圆级玻璃上芯片封装结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种晶圆级玻璃上芯片封装结构，包括影像传感器芯片、第一重布线路、第一输入输出凸块、密封体、覆盖玻璃、第二重布线路、导通金属、第三重布线路和第二输入输出凸块；所述影像传感器芯片与覆盖玻璃焊接，所述第一输入输出凸块把影像传感器芯片的新输入输出焊盘和覆盖玻璃的底面的新输入输出焊盘进行电性连接；所述第一重布线路通过重布线路工艺布置在影像传感器芯片的正面，影像传感器芯片与第一重布线路进行电性连接；所述覆盖玻璃的上表面布置有第三重布线路，在覆盖玻璃的下表面布置有第二重布线路，所述第二重布线路与第三重布线路通过导通金属进行电性连接；所述的第一输入输出凸块设置在第一重布线路上的焊盘上，第一重布线路与第一输入输出凸块进行电性连接；所述第一输入输出凸块通过倒装工艺连接至第二重布线路上的焊盘，第一输入输出凸块与第二重布线路进行电性连接；所述的第二输入输出凸块设置在第三重布线路的焊盘上，第三重布线路与第二输入输出凸块进行电性连接；所述的密封体填充在影像传感器芯片和覆盖玻璃的四周。

作为本发明进一步的方案：所述的影像传感器芯片是由硅晶圆铸造出来的具有影像传感器的集成电路裸片。

作为本发明再进一步的方案：所述影像传感器芯片上还设置有铝焊盘，第一重布线路沿着影像传感器芯片的铝焊盘四周设置粘附层、BCB1阻挡层和BCB2阻挡层，并从铝焊盘引出第一重布多层金属线，在第一重布多层金属线上布置溅射凸点下金属层；并在溅射凸点下金属层上植第一输入输出凸块；再通过倒装工艺将第一输入输出凸块焊接到所述的覆盖玻璃的第二重布线路的金属线上形成电性连接，并在第二重布线路的金属线增加钝化层进行保护。

作为本发明再进一步的方案：所述的第一重布线路、第二重布线路和第三重布线路均是利用重布线路工艺在晶圆材料上增加一些金属和电介质层；重布线路工艺采用BCB/PI作为再分布的介质层，以铜作为再分布连线金属，采用溅射法积凸块底部金属层，丝绸印刷法沉积焊膏并回流。

作为本发明再进一步的方案：所述密封体是一种坚固与保护材料，材质为硅胶、玻璃胶和环氧树脂中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述导通金属为电镀铜柱、电镀钨和高分子导体涂布中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述的第二输入输出凸块用于外部的电性连装，连装方式采用表面贴装技术或热压焊接技术。

作为本发明再进一步的方案：所述密封体分别与影像传感器芯片和所述的覆盖玻璃粘接。

作为本发明再进一步的方案：所述的第一输入输出凸块为矩形金凸块、球形锡凸块和柱状铜凸块中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述覆盖玻璃为普通玻璃、蓝宝石玻璃和镀膜玻璃中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本晶圆级玻璃上芯片封装结构提出了一种晶圆级芯片封装结构，有效解决了智能移动终端摄像头模组封装的高度无法更薄的问题，能够实现传感器芯片封装更轻薄化、更高性能和更低成本。

附图说明

图1为晶圆级玻璃上芯片封装结构的剖面图。

图2为晶圆级玻璃上芯片封装结构的俯视图。

图3为晶圆级玻璃上芯片封装结构的仰视图。

图4为晶圆级玻璃上芯片封装结构中第一输入输出凸块的连接图。

图中：11-影像传感器芯片，12-覆盖玻璃，13-第一重布线路，14-第一输入输出凸块，15-密封体，16-第二重布线路，17-导通金属，18-第三重布线路，19-第二输入输出凸块，111-铝焊盘，131-粘附层，132-BCB1阻挡层，133-BCB2阻挡层，134-第一重布多层金属线，135-溅射凸点下金属层，161-钝化层，162-金属线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-4，一种晶圆级玻璃上芯片封装结构，包括影像传感器芯片11、第一重布线路13、第一输入输出凸块14、密封体15、覆盖玻璃12、第二重布线路16、导通金属17、第三重布线路18和第二输入输出凸块19；

所述的影像传感器芯片11是由硅晶圆铸造出来的具有影像传感器的集成电路裸片；然后通过重布线路工艺在裸片的正面上进行重新布置线路，通过增加金属和电介质层，把裸片正面的铝焊盘111通过金属线引出来并使用电介质进行裹护并形成新的输入输出焊盘；

所述覆盖玻璃12为光学的晶圆玻璃，包括但不限于普通玻璃、蓝宝石玻璃、镀膜玻璃等；覆盖玻璃12是玻璃晶圆铸造出来的光学玻璃片，然后对晶圆玻璃进行穿透处理形成孔洞，对孔洞进行金属化填埋步骤得到所述的导通金属17；然后通过重布线路工艺在光学玻璃片的底面和顶面分别得到的第二重布线路16和的第三重布线路18，从而得到上下层线路连通并分别在底面和顶面形成新的输入输出焊盘。

所述影像传感器芯片11与覆盖玻璃12焊接，所述第一输入输出凸块14把影像传感器芯片11的新输入输出焊盘和覆盖玻璃12的底面的新输入输出焊盘进行电性连接；

所述第一重布线路13通过重布线路工艺布置在影像传感器芯片11的正面，影像传感器芯片11与第一重布线路13进行电性连接；所述覆盖玻璃12的上表面布置有第三重布线路18，在覆盖玻璃12的下表面布置有第二重布线路16，所述第二重布线路16与第三重布线路18通过导通金属17进行电性连接；所述的第一输入输出凸块14设置在第一重布线路13上的焊盘上，第一重布线路13与第一输入输出凸块14进行电性连接；所述第一输入输出凸块14通过倒装工艺连接至第二重布线路16上的焊盘，第一输入输出凸块14与第二重布线路16进行电性连接；所述的第二输入输出凸块19设置在第三重布线路18的焊盘上，第三重布线路18与第二输入输出凸块19进行电性连接；所述的密封体15填充在影像传感器芯片11和覆盖玻璃12的四周，目的起到保护和加固作用；

所述影像传感器芯片11上还设置有铝焊盘111，第一重布线路13沿着影像传感器芯片11的铝焊盘111四周增加粘附层131和BCB1阻挡层132和BCB2阻挡层133，并从铝焊盘111引出第一重布多层金属线134，并在第一重布多层金属线134上布置溅射凸点下金属层135；并在溅射凸点下金属层135上植第一输入输出凸块14；再通过倒装工艺将第一输入输出凸块14焊接到所述的覆盖玻璃12的第二重布线路16的金属线162上形成电性连接，并在第二重布线路16的金属线162增加钝化层161进行保护。

所述的第一重布线路13、第二重布线路16和第三重布线路18均是利用重布线路工艺在晶圆材料上增加一些金属和电介质层；重布线路工艺采用BCB/PI作为再分布的介质层，以铜(Cu)作为再分布连线金属，采用溅射法积凸块底部金属层，丝绸印刷法沉积焊膏并回流；

所述密封体15是一种坚固与保护材料，包括但不限于硅胶、玻璃胶、环氧树脂等。所述密封体15分别与影像传感器芯片11和所述的覆盖玻璃12粘接，目的是起到固定、保护、支撑、可靠等作用。

所述导通金属17包括但不限于电镀铜柱、电镀钨、高分子导体涂布等。

所述的第一输入输出凸块14包括但不限于矩形金凸块、球形锡凸块、柱状铜凸块等。

所述的第二输入输出凸块19用于外部的电性连装，连装方式包括但不限于表面贴装技术、热压焊接技术等。

所述第一输入输出凸块14在所述第一重布线路13上进行印刷助焊剂，接着植球头通过模板开孔放置焊球，再经过回流炉进行回流焊接得到共晶焊料凸块；所述第一输入输出凸块14被植在所述影像传感器芯片11上的新输入输出焊盘上。

可选地或进一步地，所述的第一输入输出凸块14在所述的第一重布线路13上形成溅射凸点下金属层135，构成粘附层、阻挡层和浸润层金属，形成电镀的种子层；接着对溅射凸点下金属层135进行厚胶光刻形成电镀孔；接着采用挂镀方法，将阳极和阴极的被镀件分别浸入电镀液内，位置相对放并且晃动被镀件，于是电镀液喷射到电镀孔内得到金凸块；所述的第一输入输出凸块14被植在所述的影像传感器芯片11的新输入输出焊盘上。

所述第二输入输出凸块19在所述第三重布线路18上进行印刷助焊剂，接着植球头通过模板开孔放置焊球，再经过回流炉进行回流焊接得到共晶焊料凸块；所述的第二输入输出凸块19被植在覆盖玻璃12的新输入输出焊盘上。

可选地或进一步地，所述的第二输入输出凸块在所述的第三重布线路进行溅射凸点下金属层135，构成粘附层、阻挡层和浸润层金属，形成电镀的种子层；接着对溅射凸点下金属层135进行厚胶光刻形成电镀孔；接着采用挂镀方法，将阳极和阴极的被镀件分别浸入电镀液内，位置相对放并且晃动被镀件，于是电镀液喷射到电镀孔内得到金凸块；所述的第二输入输出凸块被植在所述的覆盖玻璃的新输入输出焊盘上。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。