影像传感芯片的封装方法以及封装结构的制作方法_2

文档序号:9472855阅读:来源:国知局
防焊油墨与再布线层完全接触,导致在后续的回流焊以及信赖性测试中,防焊油墨的收缩膨胀形成的力拉扯再布线层,容易使再布线层与焊垫脱离。
[0031]为解决上述问题,本发明通过在开孔中形成空腔,使防焊油墨不与开孔底部的布线层接触,能够有效防止再布线层与焊垫脱离。
[0032]请参考图2,为晶圆级影像传感芯片的结构不意图,晶圆100具有多颗网格排布的影像传感芯片110,在影像传感芯片110之间预留有空隙,后续完成封装工艺以及测试之后,沿空隙分离影像传感芯片。
[0033]每一影像传感芯片110具有影像传感区111以及多个焊垫112,焊垫112位于影像传感区111的侧边且与影像传感区111位于晶元100的同一表面侧。
[0034]请参考图3,为本发明一实施例晶圆级影像传感芯片封装结构的剖面示意图。保护基板200的其中一面设置有网格排布的多个支撑单元210,当晶圆100与保护基板200对位压合后,支撑单元210位于晶圆100与保护基板200之间使两者之间形成间隙,且支撑单元210与影像传感芯片110——对应,支撑单元210包围影像传感区111。
[0035]晶圆100具有第一表面101以及与第一表面101相背的第二表面102,影像传感区111以及焊垫112位于第一表面101侧,在晶圆的第二表面102具有朝向第一表面101延伸的切割槽103以及开孔113,每一开孔113与每一焊垫112的位置对应,且开孔113的底部暴露出焊垫112。
[0036]利用再布线层115以及焊球116方便焊垫112与其他线路连接,具体的,开孔113的侧壁以及晶圆100的第二表面102具有绝缘层114,在绝缘层114上以及开孔113的底部形成再布线层115,再布线层115与焊垫112电连接,且在晶圆100的第二表面102上设置有焊球116,焊球116与再布线层115电连接,通过焊球116电连接其他电路实现焊垫112与其他电路之间形成电连接。
[0037]切割槽103内填充有第一感光油墨117,第二感光油墨118覆盖开口 113且在开口113中形成空腔119,第二感光油墨118上具有通孔,通孔暴露出再布线层115,焊球116位于通孔内并与再布线层115电连接。
[0038]于本实施例中,参阅图3,第一感光油墨117部分溢出切割槽103,当然,本发明不限定第一感光油墨117必须充满或者溢出切割槽103,第一感光油墨117填充切割槽103的下半部分,第二感光油墨118填充切割槽103的上半部分并覆盖切割槽103。本发明中的第一感光油墨填充切割槽应理解为第一感光油墨至少填充切割槽的下半部分,而不限定必须充满或者溢出切割槽。
[0039]对应的,为了在开孔113中形成空腔119,具体的封装工艺如下。
[0040]提供晶圆100,晶圆100的结构不意图请参考图1 ;
[0041]提供保护基板200,在保护基板200的其中一面有网格排布的多个支撑单元210,于本实施例中,支撑单元210的材质为感光油墨,通过曝光显影的方式形成于保护基板200的其中一面。
[0042]请参考图4,将晶圆100与保护基板200对位压合,利用粘合胶将晶圆100与保护基板200粘合,支撑单元210位于晶圆100与保护基板200之间,三者包围形成多个网格排布的密封空间。每一密封空间对应一个影像传感芯片110,支撑单元210包围影像传感芯片110的影像传感区111。
[0043]请参考图5,对晶圆100的第二表面102进行研磨减薄。减薄前晶圆100的厚度为D,减薄后晶圆100的厚度为d。
[0044]请参考图6,利用刻蚀工艺在晶圆100的第二表面102刻蚀出朝向晶圆100第一表面101的预切割槽103’以及开孔113。开孔113底部暴露出焊垫112。于本实施例中,预切割槽103’与开孔113的深度相同。当然,于此步骤中也可以仅仅刻蚀出开孔113而不刻蚀出预切割槽103’。
[0045]请参考图7,从晶圆100的第二表面102朝向第一表面101的方向,利用切刀沿预切割槽103’切割,直至切透晶圆100的第一表面101形成切割槽103,即切刀切入支撑单元210 —部分。由于晶圆100的材质较脆,韧性、延展性较差,切刀采用硬度较大的刀,如金属刀。
[0046]请参考图8(a),在晶圆100的第二表面102、开孔113的侧壁和底部以及切割槽103的内壁形成绝缘层114,于本实施例中,绝缘层114为有机绝缘材料,具有绝缘以及一定的柔性,采用喷涂或者旋涂工艺形成绝缘层114,然后通过镭射或者曝光显影的方式暴露出焊垫112。
[0047]请参考图8(b),也可以在晶圆100的第二表面102、开孔113的侧壁和底部以及切割槽103的内壁沉积绝缘层114’,绝缘层114’的材质为无机材料,通常为二氧化硅。由于二氧化硅抗冲击能力不如有机绝缘材料114,还需要通过曝光显影工艺在晶圆101的第二表面形成缓冲层1140以方便后续上焊球,然后采用刻蚀工艺刻蚀掉开孔113底部的绝缘层露出焊垫112。
[0048]请参考图9,在绝缘层114 (或者绝缘层114’)上形成再布线层115,再布线层115与焊垫112电连接。
[0049]本发明关键要在切割槽103充满感光油墨,而在开孔113中形成空腔119使感光油墨不接触开孔113底部,避免感光油墨充满开孔113。关键工艺如下。
[0050]请参考图10,在切割槽103中填充第一感光油墨117,于本实施例中,通过旋涂工艺从晶圆100的第二表面102整面旋涂第一感光油墨117,再采用曝光显影工艺将切割槽103区域以外的第一感光油墨117去除。
[0051]为了保证第一感光油墨117至少充满切割槽103的下半部分,可以采用粘度较低的感光油墨或者降低旋涂工艺中的旋涂速率,使第一感光油墨充分填充至切割槽103的底部。通过添加稀释剂可以降低感光油墨的粘度,优选的,第一感光油墨117的粘度小于8Kcps0
[0052]请参考图11,在晶圆100的第二表面102涂布第二感光油墨118,使第二感光油墨118覆盖开孔113并在开孔113中形成空腔119。第二感光油墨118形成阻焊层,方便后续上焊球工艺,起阻焊、保护芯片的作用。
[0053]为了方便后续上焊球,需要在第二感光油墨118对应再布线层115的位置形成通孔,具体的,通过从晶圆100第二表面102整面涂布第二感光油墨118,再固化、曝光显影工艺形成通孔,通孔暴露出再布线层115。当然,也可以通过丝网印刷的方式将第二感光油118墨涂布至晶圆100的第二表面102且形成暴露再布线层115的通孔。
[0054]为了保证在开孔113中形成空腔119,可以采用粘度较高的感光油墨或者提高旋涂第二感光油墨118的旋涂速率,使第二感光油墨118无法填充开孔113的底部而只是覆盖在开孔113的上半部分。优选的,第二感光油墨118的粘度大于12Kcps。
[0055]优选的,旋涂第一感光油墨117的旋涂速率小于旋涂第二感光油墨118的旋涂速率。
[0056]优选的,第一感光油墨117的粘度小于第二感光油墨118的粘度。
[0057]请参考图12,采用上焊球工艺,在通孔中形成焊球116使焊球116与再布线层电连接。
[0058]最后,沿
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