本发明涉及半导体制造,尤其涉及一种晶圆封装结构及其制备方法。
背景技术:
1、目前,电子智能产品给人们的生活提供了极大的便利性,芯片决定了智能产品的使用寿命。半导体制造分为三个阶段,上游为芯片设计,中游为芯片制造,下游为芯片封测。虽说作为下游的芯片封测属于整个半导体流程的尾端,但是其作用却是至关重要的,电子智能产品的芯片的成品就是出自于芯片封测公司。
2、在现有的光学芯片封装制程中,通常先将晶圆切割为单个晶粒,然后对单个晶粒进行封测。图1是传统封测后的芯片封装结构的示意图,封测过程包括:在基板1’的正面贴附光学芯片2’并将两者通过连接线4’连接,接着在光学芯片2’表面贴装连接层3’,然后将玻璃5’粘附至连接层3’上,将透镜6’安装于玻璃5’上,最后,在基板1’的背面安装锡球7’。玻璃5’起到滤光片的作用,其可以使成像清晰,减少像差,获得拍照所需要的焦距,并实现其他与光学有关的功能,但其仅能透过红外光,对普通光并不适用。透镜6’的作用为汇聚光线,在光学芯片2’感光区域上形成景物的图像,大多数透镜6’的材质为塑脂料。现有的芯片封装结构,结构复杂,制作成本高,且加工工艺流程复杂,具有较高的制程风险。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种晶圆封装结构及其制备方法,旨在解决现有封装结构工艺流程长,结构复杂,制作成本高的问题,简化封装工艺,有效降低制程风险,提高封装效率。
2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:
3、晶圆封装结构,包括:
4、晶圆;
5、连接层,设于所述晶圆上;
6、硅透镜,包括底层和球面凸起部,所述底层通过所述连接层与所述晶圆键合连接,若干个所述球面凸起部间隔且均匀分布于所述底层远离所述连接层的一侧;
7、锡球,设有多个,且所述锡球设于所述晶圆远离所述连接层的一侧。
8、可选地,所述底层的厚度为200μm~400μm;所述球面凸起部的厚度为300μm~500μm。
9、可选地,所述晶圆的厚度为80μm~150μm。
10、可选地,所述晶圆远离所述连接层的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽,每个所述锥形凹槽均设于相邻两个所述球面凸起部的中间线上。
11、可选地,所述晶圆远离所述连接层的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽,两个所述球面凸起部形成一个球面凸起部组,每个所述锥形凹槽均设于相邻两个所述球面凸起部组的中间线上。
12、可选地,所述锥形凹槽的槽底设有焊垫,所述晶圆远离所述连接层的一侧设有线路层,所述焊垫用于导通所述线路层。
13、可选地,所述线路层远离所述晶圆的一侧涂布阻焊层,所述阻焊层上设有用于与所述锡球连接的焊盘位。
14、一种晶圆封装结构的制备方法,包括:
15、提供一硅片和一晶圆;
16、在所述硅片上涂覆光刻胶,并图案化所述光刻胶;
17、通过回流工艺使所述光刻胶形成球面结构;
18、对所述硅片和所述光刻胶进行刻蚀处理,去除所述光刻胶,并使所述硅片形成硅透镜,所述硅透镜包括底层和多个间隔且均匀分布于所述底层上的球面凸起部;
19、在所述晶圆上涂覆连接层,将所述硅透镜的底层设置于所述连接层上;
20、在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧设置锡球;
21、沿所述晶圆上的切割道将所述晶圆切割为多个单颗晶粒。
22、可选地,在将所述硅透镜的底层设置于所述连接层之后,在设置所述锡球之前,还包括:
23、在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧制备多个锥形凹槽,每个所述锥形凹槽均设于相邻两个所述球面凸起部的中间线上;
24、在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧依次制备线路层、保护层和阻焊层,所述阻焊层上预留出用于与所述锡球连接的焊盘位。
25、可选地,在将所述硅透镜的底层设置于所述连接层之后,在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧制备多个所述锥形凹槽之前,需先对所述晶圆远离所述硅透镜的一侧进行减薄处理。
26、本发明的有益效果:本发明提供的晶圆封装结构,硅透镜直接设置于连接层上,硅透镜同时起到滤光和汇聚光线的作用,且硅透镜的制作成本低,功耗低,简化了整体结构,降低了制作成本。
27、本发明提供的晶圆封装结构的制备方法,先通过刻蚀工艺制备硅透镜,加工过程简便,接着,在晶圆表面制备连接层,再将硅透镜粘接于连接层上,最后切割晶圆,以得到多个单颗晶粒,工艺步骤少,有效降低了制程风险,进而提高了产品的使用可靠性,降低了人力物力消耗,提高了封装效率。
1.晶圆封装结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的晶圆封装结构,其特征在于,所述底层(310)的厚度为200μm~400μm;所述球面凸起部(320)的厚度为300μm~500μm。
3.根据权利要求1所述的晶圆封装结构,其特征在于,所述晶圆(100)的厚度为80μm~150μm。
4.根据权利要求1所述的晶圆封装结构,其特征在于,所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽(110),每个所述锥形凹槽(110)均设于相邻两个所述球面凸起部(320)的中间线上。
5.根据权利要求1所述的晶圆封装结构,其特征在于,所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽(110),两个所述球面凸起部(320)形成一个球面凸起部组,每个所述锥形凹槽(110)均设于相邻两个所述球面凸起部组的中间线上。
6.根据权利要求4或5所述的晶圆封装结构,其特征在于,所述锥形凹槽(110)的槽底设有焊垫(600),所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧设有线路层(900),所述焊垫(600)用于导通所述线路层(900)。
7.根据权利要求6所述的晶圆封装结构,其特征在于,所述线路层(900)远离所述晶圆(100)的一侧涂布阻焊层(700),所述阻焊层(700)上设有用于与所述锡球(400)连接的焊盘位(710)。
8.一种晶圆封装结构的制备方法,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的晶圆封装结构的制备方法,其特征在于,在将所述硅透镜(300)的底层(310)设置于所述连接层(200)之后,在设置所述锡球(400)之前,还包括:
10.根据权利要求9所述的晶圆封装结构的制备方法,其特征在于,在将所述硅透镜(300)的底层(310)设置于所述连接层(200)之后,在所述晶圆(100)远离所述硅透镜(300)的一侧制备多个所述锥形凹槽(110)之前,需先对所述晶圆(100)远离所述硅透镜(300)的一侧进行减薄处理。