一种影像传感芯片封装结构与实现工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体芯片封装结构及其制作方法，尤其涉及一种影像传感芯片封装结构及其制作方法，属于半导体封装领域。
【背景技术】
[0002]影像传感芯片是一种半导体模块，是一种将光学影像转换成为电子信号的设备，电子信号可以用来进一步处理或数字化后进行存储，或用于将影像传递至显示装置进行显示等。它被广泛应用于数码相机和其他电子光学设备中。影像传感芯片主要分为电荷耦合器件(CXD)和CMOS影像传感器(CIS)两类。虽然CCD影像传感器在影像质量以及噪声等方面优于CMOS影像传感器，但是CMOS传感器可用传统的半导体生产技术制造，生产成本较低。同时由于所用的元件数相对较少以及信号传输距离短，CMOS影像传感器具备功耗低、电容、电感和寄生延迟降低等优点。
[0003]随着各种先进封装技术的出现，影像传感芯片的封装形式也向着更轻、更薄、更便携的方向发展，同时也要求更高的性能、更快的速度以及更低的成本。
[0004]目前的影响传感芯片结构一般利用支撑墙(高分子材料)将芯片与玻璃盖板的四周粘接在一起，同时需要在芯片感光区与玻璃盖板之间留有一定的距离，这就要求支撑墙必须具有一定的厚度。然而由于目前采用的支撑墙强度和刚度较小，且厚度均一性较差，不足以保证芯片感光区与玻璃盖板之间有足够的距离，一般仅有30?50μπι，并且会造成芯片与玻璃盖板接合处平整度差和玻璃表面不平整等问题。另外，由于支撑墙材料与其他材料的热膨胀系数差异较大，使得支撑墙与其他材料的界面处容易发生由热应力引起的裂纹、分层等问题，从而导致产品失效。除此以外，现有的影像传感芯片结构一般将芯片感光区的信号经由芯片四周的硅通孔或者硅槽通过金属线路传递至芯片背面，信号传递路径较长，信号延迟较为严重。
[0005]因此，迫切需要一种高可靠性、高性能的影像传感芯片封装结构。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种影像传感芯片封装结构及其制作方法，通过本发明实施的封装结构，可以保证芯片与玻璃盖板之间有足够的间距，可以改善芯片与玻璃盖板的分层问题，能够缩短信号传递路径，提高芯片速度。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]—种影像传感芯片封装结构，其特征在于，包括:
[0009]影像传感芯片104，所述影像传感芯片具有感光区100a、芯片钝化层100b、芯片焊盘100c和芯片凸点下金属层100d，所述芯片凸点下金属层上制作有芯片微凸点119;
[0010]透明基板105，所述透明基板一侧依次沉积有金属钛层106、金属铜层107和基板钝化层109，所述透明基板外侧制作有基板微凸点121，所述透明基板中间位置留有透光区116。[0011 ]作为本发明的进一步改进，所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述影像传感芯片104通过芯片微凸点119与透明基板105实现互连，芯片感光区100a面向透明基板并与透光区116对中。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述芯片钝化层100b可以是氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺PI等材质。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述芯片微凸点119可以是铜微凸点或者金微凸点。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述透明基板105可以是玻璃、石英、陶瓷等材质。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述基板钝化层109可以是氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺PI等材质。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述基板微凸点121可以是铜微凸点或者金微凸点。
[0017]—种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，包括以下步骤:
[0018]步骤1，提供一晶圆100，所述晶圆功能面为正面，与其相反的一面为反面。正面具有感光区100a、芯片钝化层100b、若干芯片焊盘100c，所述芯片焊盘上形成有芯片凸点下金属层100d;
[0019]步骤2，于所述晶圆100正面涂覆第一光阻层101，并通过曝光、显影制程在与芯片凸点下金属层对应处形成第一光阻层第一开口 110以暴露底部的芯片凸点下金属层100d;
[0020]步骤3，于所述第一光阻层第一开口 110内沉积芯片铜凸点102，凸点高度为50?ΙΟΟμπι；
[0021]步骤4，于所述芯片铜凸点102上沉积芯片焊料层103，焊料层厚度为10?20μπι;
[0022]步骤5，去除第一光阻层101，并将所述芯片焊料层103进行回流形成芯片微凸点119；
[0023]步骤6，对所述晶圆100进行切割，将晶圆分立为单颗芯片104;
[0024]步骤7，提供一透明基板105，于所述透明基板一侧沉积金属钛层106，钛层厚度为2?3μπι;
[0025]步骤8，于所述金属钛层106上沉积金属铜层107，铜层厚度为为2?3μηι;
[0026]步骤9，于所述金属铜层107上涂覆第二光阻层108，并通过曝光、显影制程在与金属线路和透光区对应处形成第二光阻层第二开口 120以暴露底部的金属铜层107;
[0027]步骤10，以第二光阻层108为掩膜进行各向同性湿法刻蚀，去除暴露的金属铜层107和金属钛层106以露出透光区116;
[0028]步骤11，去除第二光阻层108;
[0029]步骤12，于所述金属铜层107上沉积一层基板钝化层109，并暴露出透光区116、基板凸点下金属层117和基板焊盘118;
[0030]步骤13，于所述基板钝化层109上涂覆第三光阻层111，并通过曝光、显影制程在与基板凸点下金属层对应处形成第三开口 130以暴露底部基板凸点下金属层117;
[0031 ]步骤14，于所述第三光阻层第三开口 130内沉积基板铜凸点112，凸点高度为200?300μηι；
[0032]步骤15，于所述基板铜凸点112上沉积基板焊料层113，焊料层厚度为20?30μπι;
[0033]步骤16，去除第三光阻层111;
[0034]步骤17，于所述芯片104的芯片微凸点119上涂覆助焊剂114，并将芯片微凸点与透明基板105上的基板焊盘118对准；
[0035]步骤18，将所述芯片104的芯片微凸点119放置到透明基板105的基板焊盘118上，并进行回流形成互连焊点115和基板微凸点121;
[0036]步骤19，对所述透明基板105进行切割得到单个影像传感芯片封装。
[0037]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，步骤1至步骤6可与步骤7至步骤16同步进行，或者先做步骤7至步骤16然后再执行步骤1至步骤6。
[0038]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述芯片铜凸点102的形成方法为电镀法。
[0039]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述芯片焊料层103为锡银焊料或锡银铜焊料。
[0040]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述芯片焊料层103的沉积方法为电镀法或丝网印刷法。
[0041]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述第一光阻层101的去除方式为剥离或刻蚀。
[0042]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述晶圆100的割方法为机械切割或激光烧蚀。
[0043]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述金属钛层106和金属铜层107的形成方法为PVD。
[0044]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，去除暴露的金属钛层106和金属铜层107的方法为湿法刻蚀。
[0045]作为本发明的进一步改进，所述的一种影像传感芯片封装结构的实现工艺，其特征在于，所述第二光阻层108的去除方式为剥离或刻蚀。
[0046]作为本发明的