封装结构及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种封装结构和一种封装方法。
【背景技术】
[0002]传统技术上，IC芯片与外部电路的连接是通过金属引线键合(Wire Bonding)的方式实现。随着IC芯片特征尺寸的缩小和集成电路规模的扩大，引线键合技术不再适用。
[0003]晶圆级芯片封装(WaferLevel Chip size Packaging，WLCSP)技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片的技术，封装后的芯片尺寸与裸片一致。晶圆级芯片封装技术颠覆了传统封装如陶瓷无引线芯片载具(Ceramic Leadless ChipCarrier)、有机无引线芯片载具(Organic Leadless Chip Carrier)的模式，顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。经晶圆级芯片封装技术封装后的芯片达到了高度微型化，芯片成本随着芯片的减小和晶圆尺寸的增大而显著降低。晶圆级芯片封装技术是可以将IC设计、晶圆制造、封装测试、整合为一体的技术，是当前封装领域的热点和发展趋势。
[0004]影像传感器芯片作为一种可以将光学图像转换成电子信号的芯片，其具有感应区域。当利用现有的晶圆级芯片封装技术对影像传感器芯片进行封装时，为了在封装过程中保护上述的感应区域不受损伤和污染，通常会在感应区域位置形成一个上盖基板。所述上盖基板在完成晶圆级芯片封装后，可以继续保留，在影像传感器芯片的使用过程中继续保护感应区域免受损伤和污染。
[0005]但是，采用上述晶圆级芯片封装技术形成的影像传感器性能不佳。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是现有技术形成的影像传感器性能不佳。
[0007]为解决上述问题，本发明实施例提供了一种封装结构。所述封装结构包括:芯片单元，所述芯片单元的第一表面包括感应区域；以及上盖板结构，所述上盖板结构的第一表面具有多个凹槽结构；其中，所述芯片单元的第一表面与所述上盖板结构的第一表面相对结合，所述感应区域位于所述凹槽结构和所述芯片单元的第一表面围成的空腔之内；所述上盖板结构还包括与第一表面相对的第二表面，且所述上盖板结构第二表面的面积小于第一表面的面积。
[0008]可选地，所述上盖板结构还包括侧壁，所述侧壁包括垂直壁和倾斜壁，所述倾斜壁的第一端与所述上盖板结构的第二表面的边缘连接，其相对的第二端与所述垂直壁的顶端连接。
[0009]可选地，所述倾斜壁与所述垂直壁之间的夹角为120°?150°。
[0010]可选地，所述垂直壁顶端与所述上盖板结构第二表面的高度差基于所述上盖板结构的厚度、所述凹陷结构内侧壁与所述上盖板结构垂直壁之间的距离、以及所述上盖板结构的折射率确定。
[0011]可选地，所述垂直壁顶端与所述上盖板结构第二表面的高度差为所述上盖板结构厚度的1/5?4/5。
[0012]可选地，所述上盖板结构的材料为透光材料。
[0013]可选地，所述上盖板结构的材料为无机玻璃或者有机玻璃，厚度为300 μπι?500 μ mD
[0014]可选地，所述芯片单元还包括:位于所述感应区域外的焊垫；从所述芯片单元的与第一表面相对的第二表面贯穿所述芯片单元的通孔，所述通孔暴露出所述焊垫；覆盖所述芯片单元第二表面和所述通孔侧壁表面的绝缘层；位于所述绝缘层表面且与所述焊垫电学连接的金属层；位于所述金属层和所述绝缘层表面的阻焊层，所述阻焊层具有暴露出部分所述金属层的开口 ；填充所述开口，并暴露在所述阻焊层表面之外的外接凸起。
[0015]对应于上述的封装结构，本发明实施例还提供了一种封装方法，所述封装方法包括:提供待封装晶圆，所述待封装晶圆的第一表面包括多个芯片单元和位于芯片单元之间的切割道区域，所述芯片单元包括感应区域；提供封盖基板，在所述封盖基板的第一表面形成多个凹槽结构，所述凹槽结构与所述待封装晶圆上的感应区域相对应；将所述封盖基板的第一表面与所述待封装晶圆的第一表面相对结合，使得所述凹槽结构与所述待封装晶圆的第一表面围成空腔，所述感应区域位于所述空腔内；沿所述切割道区域对所述待封装晶圆和所述封盖基板进行切割，形成多个芯片封装结构，所述芯片封装结构包括所述芯片单元和位于所述芯片单元上的由切割所述封盖基板形成的上盖板结构，所述上盖板结构包括位于所述芯片单元一侧的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且所述切割使得所述上盖板结构的第二表面的面积小于第一表面的面积。
[0016]可选地，沿所述切割道区域对所述待封装晶圆和所述封盖基板进行切割包括:执行第一切割工艺，包括沿所述切割道区域从所述待封装晶圆的与第一表面相对的第二表面开始切割，直至到达所述待封装晶圆的第一表面形成第一切割沟槽；执行第二切割工艺，包括沿所述切割道区域从所述封盖基板的与第一表面相对的第二表面开始切割到达预设深度，形成第二切割沟槽，所述第二切割沟槽的宽度沿从所述封盖基板的第二表面到第一表面的方向逐渐减小；以及执行第三切割工艺，包括继续切割所述封盖基板，直至形成贯通所述第一切割沟槽和所述第二切割沟槽的第三切割沟槽，同时形成多个芯片封装结构。
[0017]可选地，所述预设深度基于所述芯片封装结构的上盖板结构的厚度、所述凹陷结构内侧壁与所述上盖板结构侧壁之间的距离、以及所述上盖板结构的折射率确定。
[0018]可选地，所述预设深度为所述封盖基板厚度的1/5?4/5。
[0019]可选地，所述第二切割工艺采用钻头研磨工艺，使得所述第二切割工艺形成的第二切割沟槽的剖面为倒三角形、倒梯形、圆弧形或者抛物线形。
[0020]可选地，所述第二切割工艺采用钻头研磨工艺。
[0021]可选地，所述第二切割沟槽的侧壁与所述封盖基板的第二表面之间的夹角为120。?150。。
[0022]可选地，所述芯片单元还包括焊垫，所述焊垫位于所述感应区域外，当将所述封盖基板的第一表面与所述待封装晶圆的第一表面相结合后，所述封装方法还包括:从所述待封装晶圆的与第一表面相对的第二表面进行减薄；从所述待封装晶圆的第二表面刻蚀所述待封装晶圆，形成通孔，所述通孔暴露出所述芯片单元的焊垫；在所述待封装晶圆的第二表面以及通孔的侧壁表面形成绝缘层；在所述绝缘层表面形成连接焊垫的金属层；在所述金属层表面以及绝缘层表面形成具有开口的阻焊层，所述开口暴露出部分金属层表面；在所述阻焊层表面上形成外接凸起，所述外接凸起填充所述开口。
[0023]与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点:
[0024]本发明实施例的封装结构的上盖板结构的第二表面的面积小于第一表面的面积。例如，所述上盖板结构的侧壁包括了垂直壁和倾斜壁，所述倾斜壁的第一端与所述上盖板结构的第二表面的边缘连接，其相对的第二端与所述垂直壁的顶端连接。与现有技术的封装结构相比，具有倾斜壁的侧壁结构可以使得原来在所述侧壁上发生反射的光线不能再进入上盖板结构，减少了从所述上盖板结构侧壁反射进入感应区域的干扰光线，从而可以提高作为影像传感器的芯片封装结构的成像质量。
[0025]进一步地，本发明的封装结构中所述垂直壁顶端与所述上盖板结构第二表面的高度差基于所述上盖板结构的厚度、所述凹陷结构内侧壁与所述上盖板结构侧壁之间的距离、以及所述上盖板结构的折射率确定，可以使得从所述上盖板结构的侧壁全反射光线的只能照射至所述空腔壁的顶表面，而不会照射至所述感应区域，进一步减少了进入所述感应区域的干扰光线。
[0026]对应地，本发明实施例的封装方法也具有上述优点。
【附图说明】
[0027]图1示出了现有技术的影像传感器芯片的剖面结构示意图；
[0028]图2至图9示出了本发明一实施例封装方法中所形成的中间结构的结构示意图；
[0029]图10示出了本发明一实施例的封装结构的剖面结构示意图；
[0030]图11示出了图10所示的封装结构的局部放大图。
【具体实施方式】
[0031]由【背景技术】可知，现有技术形成的影像传感器的性能不佳。
[0032]本发明的发明人对现有技术采用晶圆级芯片封装技术对影像传感器芯片进行封装的工艺进行了研究，发现现有技术形成的影像传感器的性能不佳的原因在于，在芯片封装过程中形成于感应区域之上的上盖基板会对进入感应区域的光线产生干扰，降低成像质量。
[0033]具体地，参考图1，图1示出了现有技术形成的影像传感器芯片的剖面结构示意图。所述影像传感器芯片包括:衬底10 ;位于所述衬底10第一表面的感应区域20 ;位于所述衬底10第一表面，所述感应区域20两侧的焊垫21 ;从所述衬底10的与所述第一表面相对的第二表面贯穿所述衬底10的通孔(未标示)，所述通孔暴露出所述焊垫21 ;位于所述通孔侧壁及衬底10第二表面的绝缘层11 ;从所述第二表面覆盖所述焊垫21及部分绝缘层11的线路层12 ;覆盖所述线