一种影像传感器模组的制作方法

一种影像传感器模组的制作方法
【专利摘要】一种影像传感器模组，包括：基底，所述基底具有正面和与所述正面相对的背面；位于所述基底正面的缓冲层、以及位于缓冲层表面的金属层；倒装在基底上方的晶粒，所述晶粒具有影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘，且所述焊盘和金属层电连接；位于所述金属层表面的焊接凸起；形成镜头组件，所述镜头组件包括镜座和镜片，其中，所述镜片通过镜座与所述基底背面相连接。本实用新型提高了影像传感器模组的性能以及可靠性。
【专利说明】一种影像传感器模组

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及半导体封装技术，特别涉及一种影像传感器模组。

【背景技术】
[0002] 影像传感器芯片是一种能够感受外部光线并将其转换成电信号的芯片。在影像传 感器芯片制作完成后，再通过对影像传感器芯片进行一系列封装工艺，从而形成封装好的 影像传感器，以用于诸如数码相机、数码摄像机等等的各种电子设备。
[0003] 传统的影像传感器封装方法通常是采用引线键合（Wire Bonding)进行封装，但随 着集成电路的飞速发展，较长的引线使得产品尺寸无法达到理想的要求，因此，晶圆级封装 (WLP :Wafer Level Package)逐渐取代引线键合封装成为一种较为常用的封装方法。
[0004] 影像传感器模组是在影像传感器封装结构的基础上，安装镜头模组后形成的，镜 头模组包括镜座、滤光玻璃和镜片。
[0005] 图1为一种影像传感器模组，包括：基底101 ;位于基底101表面的围堤结构102 ; 倒装在基底101上方的晶粒100,晶粒100正面具有影像感应区103和环绕所述影像感应区 103的焊盘104,且所述焊盘102上表面与围堤结构102表面相接触；位于所述晶粒100内的 通孔，所述通孔暴露出焊盘102下表面；位于通孔侧壁、以及晶粒100背面的保护层105,且 暴露出通孔底部的焊盘102下表面；位于通孔侧壁以及晶粒100背面的金属再分布层106 ; 位于所述金属再分布层表面的绝缘层107 ;位于所述绝缘层107内的开口，且所述开口暴露 出金属再分布层106 ;位于所述开口内的焊接凸起108 ;位于基底101背面的镜头模组，镜 头模组包括镜座110、镜片111以及滤光玻璃112,其中，镜座110位于基底101背面，镜片 111通过镜座110与基底101之间相互固定，且镜片111的位置对应于影像感应区103的位 置，镜座110内侧壁具有环绕所述镜座110同心轴环形凹槽，所述卡配于所述镜座110内侧 壁的环形凹槽内。
[0006] 然而，上述提供的影像传感器|旲组的性能有待进一步提 实用新型内容
[0007] 本实用新型解决的问题是如何进一步提高影像传感器模组的性能。
[0008] 为解决上述问题，本实用新型提供一种影像传感器模组，包括：基底，所述基底具 有正面和与所述正面相对的背面；位于所述基底正面的缓冲层、以及位于缓冲层表面的金 属层；倒装在基底上方的晶粒，所述晶粒具有影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘，且 所述焊盘和金属层电连接；位于所述金属层表面的焊接凸起；镜头组件，所述镜头组件包 括镜座和镜片，其中，所述镜片通过镜座与所述基底背面相连接。
[0009] 可选的，所述基底的材料为无机玻璃或有机玻璃。
[0010] 可选的，还包括：滤光玻璃，所述滤光玻璃卡配于镜座上。
[0011] 可选的，所述基底正面或背面形成有滤光涂层。
[0012] 可选的，所述滤光涂层为IR涂层或AR涂层。
[0013] 可选的，还包括：支撑部，通过所述支撑部将镜片与镜座相互固定。
[0014] 可选的，所述支撑部外侧壁具有外螺纹，所述镜座内侧壁具有内螺纹，所述支撑部 和所述镜座通过螺纹螺合相互固定。
[0015] 可选的，还包括：覆盖于金属层层以及晶粒表面的塑封层；位于塑封层内的通孔， 所述通孔底部暴露出金属层表面，且焊接凸起填充满所述通孔，焊接凸起顶部高于塑封层 表面。
[0016] 可选的，所述焊接凸起顶部至塑封层表面的距离为20μπι至ΙΟΟμπι。
[0017] 可选的，所述塑封层覆盖于金属层侧壁表面。
[0018] 可选的，还包括：金属凸块，金属凸块位于焊盘和金属层之间，通过所述金属凸块 连接所述焊盘和金属层。
[0019] 可选的，还包括：覆盖于晶粒侧壁表面和金属凸块侧壁表面的点胶层。
[0020] 可选的，所述金属层侧壁与基底侧壁齐平。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：
[0022] 本实用新型实施例提供了一种结构性能优越的影像传感器模组，包括，基底，所述 基底具有正面和与所述正面相对的背面；位于所述基底正面的缓冲层、以及位于缓冲层表 面的金属层；倒装在基底上方的晶粒，所述晶粒具有影像感应区和环绕所述影像感应区的 焊盘，且所述焊盘和金属层电连接；位于所述金属层表面的焊接凸起；形成镜头组件，所述 镜头组件包括镜座和镜片，其中，所述镜片通过镜座与所述基底背面相连接。本实用新型实 施例提供的影像传感器模组中，在金属层表面设置有焊接凸起，通过焊接凸起与金属层相 连接，使影像传感器模组与外部电路电连接，，避免在晶粒内设置通孔、并且避免在晶粒内 或晶粒表面形成焊接凸起，减少了晶粒受到的损伤和污染，因此，本实用新型实施例提供的 影像传感器模组的性能优越、可靠性高。
[0023] 进一步，向靠近基底背面方向移动镜片时，所述镜片能够非常的靠近滤光涂层表 面，而本实用新型实施例中在所述基底背面形成有滤光涂层，因此所述镜片能够非常的靠 近基底背面，使得本实用新型提供的影像传感器模组的厚度较薄。
[0024] 进一步，还包括支撑部，所述支撑部的外侧壁具有外螺纹，镜座的内侧壁具有内螺 纹，所述支撑部和镜座通过螺纹螺合的方式相互固定，因此，通过旋转所述支撑部，能够调 节镜片的位置，以满足影像传感器模组的不同需求。
[0025] 更进一步，焊接凸起填充满所述通孔，且所述焊接凸起的顶部高于塑封层表面，焊 接凸起顶部至塑封层表面的距离为20 μ m至100 μ m，因此所述焊接凸起大部分侧壁表面被 塑封层包覆住，减少了焊接凸起暴露在外界环境中的面积，从而降低了焊接凸起被外界环 境造成氧化或污染的可能性，提高影像传感器模组的稳定性和可靠性；并且，由于焊接凸起 顶部至塑封层表面的距离非常小，为20 μ m至100 μ m，因此进一步降低影像传感器模组的 厚度。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 图1为现有技术影像传感器模组的结构示意图；
[0027] 图2至图13为本实用新型一实施例影像传感器模组形成过程的结构示意图；
[0028] 图14至图16为本实用新型另一实施例影像传感器模组形成过程的结构示意图。

【具体实施方式】
[0029] 由【背景技术】可知，现有技术形成的影像传感器模组的封装性能以及可靠性有待进 一步提1?，封装成本较
[0030] 经研究发现，影像传感器模组的封装性能和可靠性有待提高的原因在于：
[0031] 形成前述影像传感器模组的封装工艺极为复杂，晶粒是由对待封装晶圆（待封装 影像传感器芯片）进行一系列封装工艺后切割形成的；待封装晶圆经历减薄、刻蚀形成通 孔、形成保护层、形成金属层、形成绝缘层等多道封装制程，所述封装制程对待封装晶圆的 性能造成不良影响，因此切割待封装晶圆形成的晶粒的性能较差，造成形成的影像传感器 模组性能难以达到最佳状态。
[0032] 并且，针对影像传感器模组进行进一步研究发现，影像传感器模组的厚度也有待 进一步减小。这是由于：
[0033] -方面，由于待封装晶圆需要经历刻蚀形成通孔、形成金属层等多道封装制程，所 述待封装晶圆必须具有较高的机械强度，防止待封装晶圆在所述封装制程过程中破裂；为 保证待封装晶圆的机械强度，待封装晶圆需要保持较厚的厚度，切割待封装晶圆形成的晶 粒也具有较厚的厚度，从而导致形成的影像传感器模组的厚度偏厚。
[0034] 另一方面，由于晶圆级封装工艺的工艺条件较为苛刻，若在切割待封装晶圆之前 在基底背面形成滤光片，在经历封装工艺后滤光片的良率会降低，因此通常在切割待封装 晶圆之后设置滤光片。并且，在切割待封装晶圆后，滤光片通常卡配于镜座上，以使镜座 和滤光片同时设置在基底背面，以提商封装效率，因此滤光片和基底之间会具有一定的距 离；当向靠近基底背面方向移动镜片时，由于镜片和基底背面之间滤光片的存在，镜片达到 滤光片表面所在位置后将无法再向基底背面移动，使得镜片与基底背面之间具有一定的距 离，这也是造成影像传感器模组厚度较厚的原因之一。
[0035] 为此，本实用新型提供一种影像传感器模组，包括：基底，所述基底具有正面和与 所述正面相对的背面；位于所述基底正面的缓冲层、以及位于缓冲层表面的金属层；倒装 在基底上方的晶粒，所述晶粒具有影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘，且所述焊盘 和金属层电连接；位于所述金属层表面的焊接凸起；镜头组件，所述镜头组件包括镜座和 镜片，其中，所述镜片通过镜座与所述基底背面相连接。本实用新型作用在晶粒上的封装制 程少，从而提高形成的影像传感器模组的封装性能以及可靠性。
[0036] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本 实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0037] 图2至图13为本实用新型一实施例影像传感器模组形成过程的结构示意图。
[0038] 请参考图2,提供待封装晶圆200,所述待封装晶圆200具有第一面和与所述第一 面相对的第二面，所述待封装晶圆200的第一面形成有若干影像感应区201和环绕所述影 像感应区201的焊盘202。
[0039] 本实施中，所述待封装晶圆200包括若干呈矩阵排列的芯片区域210和位于芯片 区域210之间的第一切割道区域220,所述芯片区域210用于形成晶粒，后续沿着第一切割 道区域220对待封装晶圆200进行切割形成若干个分立的晶粒，每一个晶粒对应形成一个 影像传感器模组。
[0040] 所述待封装晶圆200的芯片区域210第一面具有影像感应区201和环绕所述影像 感应区201的焊盘202。本实施例中，为了便于布线，影像感应区201位于单个芯片区域210 的中间位置，焊盘202位于芯片区域210的边缘位置，且所述焊盘202位于影像感应区201 的四侧，呈矩形分布，每一个侧边形成有若干个焊盘202 (焊盘202的数量取决于芯片的类 型），后续将焊盘202与金属层相连接，通过金属层使晶粒与外部电路连接。
[0041] 需要说明的是，在其他实施例中，焊盘202和影像感应区201的位置可以根据实际 工艺的要求灵活调整，例如，本实施例中，焊盘位于影像感应区201的四侧，在其他实施例 中，焊盘和位于影像感应区的一侧、两侧或三侧，且各侧的焊盘的数量可以根据实际工艺的 要求灵活调整。
[0042] 在本实施例中，不同芯片区域210的焊盘202为独立设置的；在其他实施例中，在 相邻的芯片区域内可形成相连接的焊盘，即形成的焊盘跨越第一切割道区域，由于后续在 切割待封装晶圆后，所述跨越第一切割道区域的焊盘会被切割开，因此不会影响晶粒的电 学性能。
[0043] 请继续参考图2,在所述焊盘202表面形成金属凸块203。
[0044] 所述金属凸块203的作用为：一方面，通过所述金属凸块203使焊盘202与后续形 成的金属层电连接；另一方面，通过设置所述金属凸块203的顶部高于影像感应区201的顶 部，后续将焊盘202与金属层电连接时，防止金属层的表面碰到影像感应区201，起到保护 影像感应区201的作用，从而提高封装良率。
[0045] 所述金属凸块203的形状为方形或球形。本实施例以所述金属凸块203的形状为 方形为例做示范性说明，所述金属凸块203的形成工艺为网板印刷工艺。
[0046] 作为一个实施例，采用网板印刷工艺形成所述金属凸块203具体的过程为：提供 具有网孔的网板，所述网孔与金属凸块203的位置相对应（即，所述网孔的位置与焊盘202 的位置相对应）；将网板与待封装晶圆200的第一面贴合，使得网板中的网孔暴露出焊盘 202的表面，在网孔中刷入金、锡或者锡合金等材料，去除所述具有网孔的网版，在焊盘202 表面形成金属凸块203。
[0047] 所述金属凸块203的材料可以为金、锡或者锡合金，所述锡合金可以为锡银、锡 铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑等。
[0048] 在其他实施例中，金属凸块的形状为球形时，所述金属凸块的形成工艺为：植球工 艺或网板印刷和回流工艺。
[0049] 需要说明的是，在本实施例中，在对待封装晶圆200第二面进行减薄处理之前形 成所述金属凸块203,由于待封装晶圆200的厚度较厚使得待封装晶圆200具有非常好的 机械强度，从而避免形成金属凸块203的工艺过程导致待封装晶圆200出现破裂的问题； 并且，在减薄待封装晶圆200之前形成金属凸块203,使得减薄后的待封装晶圆200经历的 封装制程变少，因此，可以进一步减小后续减薄待封装晶圆200后待封装晶圆200具有的 厚度，使得后续形成的封装结构的厚度更薄，更有利于满足半导体小型化、微型化的发展趋 势。
[0050] 在本实用新型另一实施例中，也可以在对待封装晶圆第二面进行减薄处理后，在 焊盘表面形成金属凸块。
[0051] 请参考图3,对所述待封装晶圆200(请参考图2)的第二面进行减薄处理；沿所述 第一切割道区域220 (请参考图2)切割所述待封装晶圆200 (请参考图2)，形成若干单个的 晶粒230。
[0052] 具体的，研磨所述待封装晶圆200的背面，直至待封装晶圆200的厚度至预定厚 度，所述研磨可以为机械研磨或化学机械研磨。
[0053] 由于待封装晶圆200的第二面一般未形成有功能元件（例如，焊盘和影像感应 区），因此，对待封装晶圆200的第二面进行一定程度的减薄，既保证待封装晶圆200内功能 元件的性能不受到影响，也可以使后续形成的封装结构的厚度较薄。
[0054] 并且，本实施例中后续不会对待封装晶圆200(即任意单颗的晶粒）进行刻蚀形 成通孔的工艺，后续对晶粒本身进行的工艺制程较少，因此，晶粒不需要具有很高的机械强 度，即在减薄待封装晶圆200后，晶粒可以具有较小的预定厚度，使后续形成的封装结构的 厚度尽可能的薄，从而减少形成的影像传感器模组的厚度，满足产品小型化的发展趋势。
[0055] 所述切割工艺为激光切割或切片刀切割。由于激光切割工艺具有更小的切口宽 度，因此，本实施例中采用激光切割工艺切割所述待封装晶圆200,形成若干单个晶粒230。
[0056] 待封装晶圆200中具有若干矩阵排列的晶粒230,在这些晶粒230中，可能会存在 一些良率较差的晶粒230,所述良率较差的晶粒230的性能未达到设计需求，如果对这些良 率较差的晶粒230进行封装，形成的影像传感器模组的性能会比较差，既会造成封装成本 的浪费，也会造成封装效率低。
[0057] 而本实施例中，在切割待封装晶圆200形成若干单个晶粒220后，挑选良率满足工 艺标准的晶粒230进行后续的封装工艺，避免封装成本的浪费且提1?封装效率，提1?后续 形成的影像传感器模组的良率。
[0058] 请参考图4,提供基底204,所述基底204具有正面和与所述正面相对的背面，所述 基底204包括若干功能区240以及位于相邻功能区240之间的第二切割道区域250。
[0059] 后续在所述基底204功能区240上方倒装设置晶粒230,以进行封装工艺；且在封 装工艺的最后，沿第二切割道区域250切割基底204,以形成单个的封装结构。所述功能区 240的面积以及第二切割道区域250的面积可根据实际封装工艺需求设定。后续在所述基 底204正面形成缓冲层以及金属层。
[0060] 所述基底204为晶粒230提供支撑作用，并且，后续在基底204表面形成缓冲层以 及金属层后，所述金属层用于连接焊盘202和外部电路，使晶粒230与外部电路电连接。
[0061] 所述基底204为无机玻璃或有机玻璃，并且，本实施例中，晶粒230内具有影像感 应区201，所述影像感应区201接收光线后转化为电学信号，因此，在形成封装结构后，影像 感应区201应该能够接收外部光线，以使封装结构能够正常工作。
[0062] 本实施例中，提供的基底204为透光玻璃，基底204的材料为有机玻璃或无机玻 3? 〇
[0063] 由于任何在绝对零度（_237°C )以上的物体都对外发射红外线（红外光），也就是 说，影像感应区201能同时感应到可见光和红外光，根据光的折射远离和定律可得出：波长 越长，折射率越小；波长越短，折射率越大。因此，当可见光和红外光同时进入影像感应区 201后，可见光和红外光会在不同的靶面成像，可见光的成像为彩色图形，红外光的成像为 黑白成像，当将可见光所成图像调试好后，红外光会在靶面形成虚像，从而影响图像的颜色 和质量，因此，需要基底204正面或背面形成滤光涂层，将光线中的红外光滤去，解决图像 色彩失真的问题。
[0064] 在实施例中，在基底204功能区240正面或背面形成滤光涂层，所述滤光涂层为IR 涂层（红外滤光涂层，Infrared Radiation)或AR涂层（抗反射涂层，Anti-Refletance)， 所述滤光涂层起到滤除红外光的作用。作为一个实施例，在基底正面形成滤光涂层；作为 另一实施例，在基底背面形成滤光涂层；作为其他实施例，在基底正面和背面均形成滤光涂 层。
[0065] 采用喷涂或旋涂工艺形成所述滤光涂层，且滤光涂层的尺寸与基底204尺寸一 致。
[0066] 请继续参考图4,在所述基底204功能区240正面形成缓冲层207、以及位于缓冲 层207表面的金属层208,在同一功能区240表面的缓冲层207内具有开口 209,所述开口 209暴露出基底204表面。
[0067] 由于本实施例中，所述基底204为玻璃基底，在所述玻璃基底表面形成金属材质 的线路层时，所述金属材质的线路层与玻璃基底表面的粘性较差，在封装过程中容易造成 基底204与晶粒230之间分离；为了提高基底204与晶粒230之间的粘合性，在基底204与 金属层208之间形成缓冲层207。
[0068] 所述缓冲层207的材料为有机高分子光刻胶，例如，环氧树脂或丙烯酸树脂；所述 金属层208的材料为Cu、Al、W、Sn、Au或Sn-Au合金。所述缓冲层207与基底204表面之 间具有较强的粘性，并且所述缓冲层207与金属层208之间也具有较强的粘性，从而提高封 装性能。
[0069] 所述缓冲层207和金属层208的叠层结构内具有若干开口 209,后续在焊盘202和 金属层208相连接后影像感应区201位于开口 209上方，本实施例中，所述开口 209暴露出 基底204表面，且所述开口 209的宽度大于或等于影像感应区201的宽度，以使影像感应区 201能最大范围的接收外界光线。
[0070] 本实用新型实施例中，基底204同一功能区204形成若干分立的金属层208,且分 立的金属层208的数量和位置与单颗晶粒230具有的焊盘202的数量和位置相对应，例如， 晶粒230的影像感应区201四侧均形成有焊盘202,则开口 209的四侧均形成有金属层208， 且开口 209每一侧的分立的金属层208的数量与影像感应区201对应一侧的焊盘202的数 量相同；在本实用新型其他实施例中，影像感应区相对的两侧形成有焊盘，则开口相对的两 侧形成有金属层，且开口每一侧分立的金属层的数量与影像感应区对应一侧的焊盘的数量 相同。
[0071] 本实施例中，相邻功能区240表面的金属层208相连接，即金属层208除位于基底 204功能区240表面外，所述金属层208还位于第二切割道区域250 ;由于第二切割道区域 250在封装工艺的最后会被切割开，所述跨越第二切割道区域250的金属层208被切割开， 因此不会影响单颗封装结构的性能。
[0072] 请参考图5,将所述晶粒230倒装置于基底204功能区240上方，且所述焊盘202 和金属层208电连接。
[0073] 本实施例中，挑选良率满足标准的晶粒230倒装置于基底204的上方。
[0074] 具体的，所述焊盘202和金属层208通过金属凸块203相连接，且每一个焊盘202 对应于一个分立的金属层208。采用焊接键合工艺将焊盘202与金属层208相连接，所述焊 盘202和金属层208通过金属凸块203中的材料焊接在一起。
[0075] 所述焊接键合工艺为共晶键合、超声热压、热压焊接、超声波压焊等。例如，当所述 金属层208的材料为A1时，所述金属凸块203的材料为Au，焊接键合工艺为超声热压方式； 当所述金属层208的材料为Au时，所述金属凸块203的材料为Sn，焊接键合工艺为共晶键 合方式。
[0076] 在焊盘202和金属层208电连接后，影像感应区201位于开口 209上方，外部光线 透过基底204后传播至开口 209上方的影像感应区201，以利于影像感应区201接收外部光 线；并且，本实施例中，开口 209的宽度大于影像感应区201的宽度，能够使影像感应区201 最大限度的接收外部光线，提高影像感应区201的光线利用率。
[0077] 同时，由于金属凸块203的厚度大于影像感应区201内感光元件的厚度，使得在将 晶粒230倒装在基底204上方时，影像感应区201不会触碰到金属层208表面，防止影像感 应区201受到损伤。
[0078] 请参考图6,形成覆盖于所述金属层208表面以及晶粒230第二面和侧壁表面的塑 封层211。
[0079] 形成所述塑封层211的作用为：一方面，形成的塑封层211起到保护晶粒230的作 用，防止在外界环境的影响下造成的晶粒230性能失效，防止湿气由外部侵入、与外部电气 绝缘；另一方面，所述塑封层211起到支撑晶粒230的作用，将晶粒230固定好以便于后续 的电路连接，并且，在封装完成后，使得芯片不易损坏；另外，所述塑封层211还起到固定后 续形成的焊接凸起的作用，为焊接凸起提供保护。
[0080] 采用塑封工艺（molding)形成所述塑封层211，所述塑封工艺采用转移方式或压 合方式，所述塑封层211的顶部表面与晶粒230第二面齐平或高于晶粒230第二面。
[0081] 采用整个模块或若干分立模块的方式形成所述塑封层211。
[0082] 本实施例中，采用整个模块的方式形成所述塑封层211，S卩，对整块的基底204上 方的金属层208和晶粒230进行塑封工艺，形成的塑封层211除覆盖于功能区240的金属 层208表面和晶粒230第二面外，还覆盖于第二切割道区域250的金属层208表面。采用 整个模块的方式形成塑封层211时，能够避免对准问题，从而降低塑封工艺的难度。
[0083] 在其他实施例中，采用若干分立模块的方式形成所述塑封层211，一个模块的塑封 层211至少覆盖于一个功能区240上的金属层208表面和晶粒230第二面表面，所述塑封 层211可覆盖整个功能区240的金属层208,也可仅覆盖功能区240部分面积的金属层208。 所述塑封层211的材料为树脂或防焊油墨材料，例如，环氧树脂或丙烯酸树脂。
[0084] 请参考图7,在所述塑封层211内形成通孔，所述通孔底部暴露出金属层208表面； 形成填充满所述通孔的焊接凸起215。
[0085] 采用激光打孔工艺或刻蚀工艺形成所述通孔。作为一个实施例，采用刻蚀工艺形 成通孔的工艺步骤包括：在所述塑封层211表面形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜 层内具有凹槽，所述凹槽的位置和宽度对应于后续形成通孔的位置和宽度；以所述图形化 的掩膜层为掩膜，刻蚀所述塑封层211直至暴露出金属层208表面，在所述塑封层211内形 成暴露出金属层208表面的通孔；去除所述图形化的掩膜层。
[0086] 形成的通孔的数量与焊盘202的数量相同，或者说，所述通孔的数量与分立的金 属层208的数量相同，每一个分立的金属层208上方均形成有一个通孔，使得晶粒230的每 一个焊盘202均能与外部电路电连接。
[0087] 本实施例中，通过在塑封层211内形成通孔的方式，实现焊盘202与外部电路电连 接的目的，避免了在晶粒230内形成通孔带来的不良影响，提高了后续形成的影像传感器 模组的性能。
[0088] 通过所述焊接凸起215使焊盘202与外部电路电连接，从而使晶粒230正常工作。 所述焊接凸起215顶部表面形状为弧形，焊接凸起215的材料为金、锡或者锡合金，所述锡 合金可以为锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑 等。
[0089] 作为一个实施例，焊接凸起215的材料为锡，形成所述焊接凸起215的步骤包括： 形成填充满所述通孔的金属材料，采用回流工艺，形成所述焊接凸起215。
[0090] 作为一个具体实施例，所述焊接凸起215顶部至塑封层211表面之间的距离为 20 μ m Μ 100 μ m。
[0091] 大部分的焊接凸起215表面被塑封层211包覆，仅保留极少的焊接凸起215表面 在外界环境中，有效的防止焊接凸起215被外界环境所氧化，提高后续形成的封装结构的 可靠性和稳定性。并且，在塑封层211内形成焊接凸起215,所述焊接凸起215的顶部略高 于塑封层211表面，即可使晶粒230与外部电路电连接，而焊接凸起215顶部略高于塑封层 211表面（焊接凸起215顶部至塑封层211表面的距离为20 μ m至100 μ m)，可进一步减小 后续形成的封装结构的整体厚度，有利于提高封装集成度。
[0092] 请参考图8,沿所述第二切割道区域250(请参考图7)切割所述塑封层211以及基 底204,形成若干单颗封装结构。
[0093] 本实施例中，采用切片刀切割或激光切割工艺切割所述塑封层211、金属层208、 缓冲层207以及基底204,形成若干单个的封装结构。
[0094] 所述切割工艺仅对基底204、塑封层211、金属层208和缓冲层207进行切割处理， 避免了对晶粒230的切割处理；并且，由于前述在对待封装晶圆进行减薄处理后，形成了具 有较薄厚度的晶粒230,因此，本实施例形成的封装结构的厚度较薄；同时，本实施例形成 封装结构的封装工艺简单，且对晶粒230进行的封装制程极少（晶粒230本身仅经历了减 薄以及形成金属凸块203的封装制程），使得封装结构具有非常好的封装性能，封装良率得 到提升；最后，本实施例可以挑选良率较好的晶粒230进行封装，从而进一步提1? 了封装良 率，有效的降低了封装成本。
[0095] 并且，由于焊接凸起215顶部至塑封层211表面的距离非常小，为20μπι至 100 μ m，因此进一步降低了形成的封装结构的整体厚度；同时，由于焊接凸起215大部分被 塑封层211包覆住，减少了焊接凸起215暴露在外界环境中的面积，从而防止焊接凸起215 被外界环境所破坏，进一步提高封装结构的可靠性。
[0096] 在本实用新型另一实施例中，请参考图9，形成焊接凸起215之前，包括步骤：在晶 粒230侧壁形成点胶层214,且所述点胶层214还覆盖于金属凸块203侧壁表面。
[0097] 所述点胶层214起到保护晶粒230的作用，使影像感应区201处于密封状态；在金 属层208表面形成焊接凸起215,且所述焊接凸起215顶部高于晶粒230表面。
[0098] 具体的，采用植球工艺形成所述焊接凸起215,且焊接凸起215顶部至晶粒230表 面的距离为20 μ m至100 μ m。
[0099] 当晶粒230侧壁表面形成有点胶层214时，切割所述基底204后，形成的封装结构 如图10所示。
[0100] 请参考图11，在所述封装结构的基底204背面形成镜头组件，所述镜头组件包括 镜座292和镜片290,其中，所述镜片290通过镜座292与所述基底204相连接。
[0101] 本实施例中，在切割基底204之前，在基底204正面或背面形成有滤光涂层，所述 滤光涂层起到滤除红外光的作用。在其他实施例中，若在切割基底之前，基底正面或背面未 形成滤光涂层，则可以在切割基底之后，在基底背面形成滤光涂层。
[0102] 所述镜座292为中空结构，镜座292与基底204的之间形成凹槽，镜片290位于所 述凹槽内或凹槽上方，所述镜片290的位置对应于开口 209的位置，即所述镜片290的位置 对应于所述影像感应区201的位置，且镜片290的尺寸大于或等于开口 209的尺寸，使得外 界光线能透过所述镜片290照射到影像感应区201表面。
[0103] 本实施例中，镜片290通过支撑部291与镜座292相连接，并且，在所述支撑部291 的外侧壁形成外螺纹，相应的，在所述镜座292的内侧壁形成相应的内螺纹，通过所述外螺 纹和内螺纹之间相互螺合，将镜片290与镜座292相互固定，并且，通过旋转所述支撑部291 能调节镜片290的位置
[0104] 作为一个实施例，在基底204背面形成有滤光涂层时，镜片290能够非常的靠近滤 光涂层，因此所述镜片290能够非常的靠近基底204,，可以有效的减少形成的影像传感器 模组的厚度，有利于满足产品的小型化的发展趋势。作为另一实施例，在基底204正面形成 有滤光涂层而背面未形成滤光涂层时，则所述镜片290能更靠近基底204,从而进一步减小 影像传感器模组的厚度。
[0105] 并且，由于本实施例中形成的封装结构本身的厚度也比现有技术形成的封装结构 的厚度更薄，因此，在所述封装结构的基础上形成的影像传感器模组的厚度进一步减少了， 更能满足产品小型化的发展趋势。
[0106] 在本实用新型其他实施例中，如图12所示，若在基底204正面或背面未形成有滤 光涂层时，则在镜座292上形成滤光玻璃280,所述滤光玻璃280起到滤除红外光的作用。 当在晶粒230侧壁表面形成有点胶层214时，形成的影像传感器模组如图13所示。
[0107] 相应的，本实施例提供一种影像传感器模组，请参考图11，所述影像传感器模组包 括：
[0108] 基底204,所述基底204具有正面和与所述正面相对的背面；位于所述基底204正 面缓冲层207、以及位于缓冲层207表面的金属层208 ;倒装在基底204上方的晶粒230,所 述晶粒230具有影像感应区201和环绕所述影像感应区201的焊盘202,且所述焊盘202和 金属层208电连接；位于金属层208表面的焊接凸起215 ;镜头组件，所述镜头组件包括镜 座292和镜片290,其中，所述镜片290通过镜座292与所述基底204背面相连接。
[0109] 所述基底204的材料为无机玻璃或有机玻璃或滤光玻璃。
[0110] 在本实用新型实施例中，在基底204正面或背面形成有滤光涂层，所述滤光涂层 为IR涂层或AR涂层，所述滤光涂层的尺寸与基底204尺寸一致，且所述滤光涂层起到滤除 红外光的作用。作为一个实施例，在基底204正面形成有滤光涂层；作为另一实施例，在基 底204背面形成有滤光涂层；作为其他实施例，在基底204正面和背面均形成有滤光涂层。
[0111] 所述缓冲层207增加基底204与金属层208之间的粘附性，从而提高基底204和 晶粒230之间的粘附性，防止晶粒230与基底204之间分离。
[0112] 所述缓冲层207的材料为有机高分子光刻胶，所述有机高分子光刻胶为环氧树脂 胶、丙烯酸树脂、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶；所述金属层208的材料为Cu、 Al、W、Sn、Au 或 Sn_Au 合金。
[0113] 所述缓冲层207内具有暴露出基底204的开口 209,所述影像感应区201位于开口 209上方，影像感应区201可通过所述开口 209接收外界光线，本实施例中，所述开口 209宽 度大于影像感应区201宽度，提高影像感应区201对光的利用率。
[0114] 本实施例中，金属层208的侧壁与基底204的侧壁齐平。所述影像传感器模组还 包括：金属凸块203,所述金属凸块203位于焊盘202和金属层208之间，通过所述金属凸 块203连接所述焊盘202和金属层208。
[0115] 所述金属凸块203的位置和数量与所述焊盘202的位置和数量相对应，金属凸块 203的数量与焊盘202的数量相同，且相邻金属凸块203的间距与相邻焊盘202的间距相 等。所述金属凸块203的形状为方形或球形，所述金属凸块203的材料为锡、金或锡合金。
[0116] 本实施例中，还包括：位于所述金属层208表面以及晶粒230表面的塑封层211 ; 位于所述塑封层211内的通孔，且所述通孔底部暴露出金属层208表面，焊接凸起215填充 满所述通孔，且焊接凸起215顶部高于塑封层211表面。
[0117] 本实施例中，所述焊接凸起215的顶部形状为球形，所述焊接凸起215的材料为 锡、金或锡合金。作为一个具体实施例，所述焊接凸起215顶部至塑封层211表面的距离为 20 μ m Μ 100 μ m。
[0118] 本实施例提供的封装结构，塑封层211将晶粒230包覆住，防止外界环境对晶粒 230造成不良影响，提高封装结构的可靠性和稳定性；在塑封层211内形成有暴露出金属层 208表面的通孔，在通孔内形成有焊接凸起215,通过焊接凸起215使焊盘212与外部电路 电连接，既避免了对晶粒230本身造成的损伤或污染，使封装结构的封装性能得到提高；并 且，焊接凸起215大部分被塑封层211包覆住，减少了焊接凸起215与外界环境接触的面 积，从而大大的降低了焊接凸起215被氧化或受到其他损伤的可能性，进一步提高封装结 构的可靠性。
[0119] 同时，从所述封装结构中可以看出，与现有技术相比，形成本实施例提供的封装结 构中的封装工艺中，作用晶粒230中的封装制程明显比现有技术少的多，本实施例封装结 构中的晶粒230的厚度小于现有技术的晶粒的厚度，因此，本实施例中封装结构的厚度明 显小于现有技术的封装结构的厚度。
[0120] 本实施例中，影像传感器模组还包括：支撑部291，通过所述支撑部291将镜片290 与镜座292相互固定。所述支撑部291外侧壁具有外螺纹，所述镜座292内侧壁具有内螺 纹，所述支撑部291和所述镜座292通过螺纹螺合相互固定，通过旋转所述支撑部291，能够 调整镜片290与基底204之间的距离。
[0121] 由于本实施例中，在基底204正面或背面形成滤光涂层，因此通过调节所述支撑 部291，能够使镜片290非常靠近基底204背面，因此镜片290非常靠近基底204背面，从而 进一步减少影像传感器模组的厚度。
[0122] 在本实用新型其他实施例中，如图12所示，在基底204正面或背面未形成有滤光 涂层时，所述影像传感器模组还包括：滤光玻璃280滤光玻璃280卡配于镜座292上，则滤 光玻璃280与基底204背面之间具有一定的距离。
[0123] 在本实用新型另一实施例中，如图13所示，还包括：覆盖于所述晶粒230侧壁表面 的点胶层214,且所述点胶层214还覆盖于金属凸块203侧壁表面。所述点胶层214起到保 护晶粒230的作用，防止外界环境对晶粒230造成不良影响，提高封装结构的可靠性。
[0124] 作为一个具体实施例，焊接凸起215顶部至晶粒230表面的垂直距离为20μπι至 100 μ m，其中，所述垂直距离指的是垂直于金属层208表面所在平面方向上的距离，所述晶 粒230表面指的是未形成有焊盘202的表面。通过在金属层208表面设置焊接凸起215,使 得焊盘202与外部电路进行电连接，避免了对晶粒230本身造成的损伤或污染，使封装结构 的封装性能得到提高；并且，焊接凸起215顶部至晶粒230表面的距离非常小，为20 μ m至 100 μ m，使得封装结构具有较小的厚度，满足半导体小型化微型化的发展趋势。
[0125] 本实用新型另一实施例还提供一种封装方法，图14至图16为本实用新型另一实 施例影像传感器模组形成过程的结构示意图，需要说明的是，本实施例中与上述实施例中 相同结构的参数和作用等限定在本实施例中不再赘述，具体请参考上述实施例。
[0126] 请参考图14,提供若干单个的晶粒230 ;提供基底204,所述基底204具有正面和 与所述正面相对的背面，所述基底204包括若干功能区240以及位于相邻功能区240之间 的第二切割道区域250 ;在所述基底204表面形成缓冲层207以及位于缓冲层207表面的 金属层208,且同一功能区240的缓冲层207内形成有暴露出基底204表面的开口 209 ;在 所述金属层208表面形成金属凸块203 ;将所述晶粒230倒装在基底204功能区240上方， 焊盘202与金属层208通过金属凸块203相连接；形成覆盖所述基底204功能区240内的 金属层208和晶粒230表面的塑封层211 ;在所述塑封层211内形成通孔，所述通孔底部暴 露出金属层208表面；形成填充满所述通孔的焊接凸起215,且所述焊接凸起215顶部高于 塑封层211表面。
[0127] 本实施例中，所述缓冲层207以及金属层208仅位于功能区240内，且在形成塑封 层211之前，暴露出金属层208侧壁和第二切割道区域250边界之间的基底204功能区240 表面，即金属层208远离开口 209的侧壁与第二切割道区域250边界之间具有一定距离，且 所述距离内的基底240功能区表面被暴露出来。其好处在于：
[0128] 在形成塑封层211时，塑封层211覆盖于所述基底204功能区240表面，因此，形 成的塑封层211覆盖于金属层208侧壁表面以及缓冲层207侧壁表面，避免金属层208侧 壁暴露在外界环境中，防止金属层208的侧壁与外部电路发生不必要的电连接，还可以防 止金属层208的材料被氧化，从而提高后续形成影像传感器模组的可靠性。
[0129] 本实施例中，形成的塑封层211覆盖于同一功能区240内的金属层208侧壁表面， 艮P，位于一个功能区240内的金属层208侧壁表面被塑封层211覆盖。
[0130] 本实施例中，在金属层208表面形成金属凸块203,进一步减少了作用在晶粒230 上的工艺步骤，从而使得晶粒230的性能更优良，有利于提高形成的影像传感器模组的性 能。
[0131] 作为一个实施例，在基底204正面形成滤光涂层；作为另实施例，在基底204背面 形成滤光涂层；作为其他实施例，在基底204正面和背面形成滤光涂层。
[0132] 本实施例中，采用若干分立模块的方式形成塑封层211，保证同一功能区240上的 塑封层211完全覆盖于晶粒230表面，并且塑封层211覆盖于金属层208侧壁表面。作为 一个具体实施例，同时形成所述具有若干分立模块的塑封层211的方法为：采用多个模具， 且每个模具中填充塑封层211材料，将模具按压在基底204的金属层208表面，进行烘干处 理后撤除模具，形成具有若干分立模块的塑封层211。
[0133] 所述焊接凸起215的材料、形成方法以及作用可参考前述实施例的说明，在此不 再赘述。
[0134] 需要说明的是，本实施例以形成塑封层，在塑封层内形成通孔后形成焊接凸起为 例做示范性说明，在本实用新型其他实施例中，也可以在晶粒侧壁以及金属凸块侧壁表面 形成点胶层，然后在金属层表面形成焊接凸起，且所述焊接凸起顶部高于晶粒表面，具体可 参考前述实施例的说明。
[0135] 请参考图15,在所述基底204功能区240背面形成镜头组件，所述镜头组件包括镜 座292和镜片290,其中，所述镜片290通过镜座292与所述基底204背面相连接。
[0136] 还包括步骤：形成支撑部291。形成镜头组件的方法可参考前述实施例，在此不再 赘述。
[0137] 本实施例在切割基底204之前形成镜头组件，节约了封装工艺所需时间，提高了 封装效率。
[0138] 在本实用新型其他实施例中，若基底正面或背面未形成有滤光涂层时，则在镜座 上形成滤光玻璃，具体可参考前述实施例的说明，在此不再赘述。
[0139] 请参考图16,沿所述第二切割道区域250 (请参考图15)切割所述基底204,形成 若干单颗的封装结构，所述封装结构包括镜片290以及镜座292等镜头组件。
[0140] 本实施例中，对多个晶粒230进行封装工艺形成封装结构，与晶圆级封装工艺相 t匕，本实施例中的封装工艺条件更温和，在经历本实施例中的封装工艺之后，滤光涂层仍然 能够保持较1?的良率，从而提1?形成影像传感器I旲组的良率。
[0141] 本实施例中，金属层208侧壁离第二切割道区域250边界具有一定的距离，因此， 沿第二切割道区域250切割基底204,形成若干单颗封装结构。由于切割工艺并未切割金属 层208,因此金属层208侧壁仍然被塑封层211覆盖，从而防止金属层208侧壁暴露出外界 环境中，提高影像传感器模组的可靠性和稳定性。
[0142] 本实施例中，作用在晶粒230封装制程很少（晶粒230仅经历了减薄和切割处 理），使得晶粒230保持较高的性能，形成的封装结构的良率得到提升，封装结构的封装性 能优；并且，本实施例通过在塑封层211内形成通孔，在通孔内形成焊接凸起215的方式，使 晶粒230能与外部电路电连接，进一步减少了封装工艺步骤，封装工艺简单。
[0143] 并且，焊接凸起215大部分被包覆在塑封层211内，减少了外界环境对焊接凸起 215的不良影响，提高封装结构的可靠性和稳定性；同时，由于晶粒230被减薄至较薄的厚 度，使得形成的封装结构也具有较薄的厚度。而且本实施例可以挑选良率较好的晶粒230 进行封装，大大的提高了封装效率以及封装结构的封装良率，降低封装工艺成本。
[0144] 本实施例以在切割基底204之前形成镜头组件为例做示范性说明在其他实施例 中，也可以在切割基底之后形成镜头组件。
[0145] 相应的，请参考图16,本实施例提供一种影像传感器模组，包括：
[0146] 基底204,所述基底204具有正面和与所述正面相对的背面；位于所述基底204正 面的缓冲层207、以及位于缓冲层207表面的金属层208 ;倒装在基底204上方的晶粒230， 所述晶粒230具有影像感应区201和环绕所述影像感应区201的焊盘202,且所述焊盘202 和金属层208电连接；位于所述金属层208表面以及晶粒230表面的塑封层211 ;位于所 述塑封层211内的通孔，且所述通孔底部暴露出金属层208表面；填充满通孔的焊接凸起 215,且焊接凸起215顶部高于塑封层211表面；镜头组件，所述镜头组件包括镜座292以及 镜片290,其中，所述镜片290通过镜座292与所述封装结构相连接。
[0147] 所述影像传感器模组还包括：金属凸块203,所述金属凸块203位于焊盘202和金 属层208之间，通过所述金属凸块203连接所述焊盘202和金属层208。
[0148] 所述基底204、缓冲层207、金属层208塑封层211、金属凸块203、焊接凸起215、镜 片290和镜座292可参考前述实施例的描述，在此不再赘述。
[0149] 本实施例提供的影像传感器模组中，缓冲层207内具有暴露出部分基底204表面 的开口 209,即所述金属层208暴露出远离所述开口 209的基底204部分表面，所述塑封层 211覆盖于所述暴露出的基底204部分表面，因此塑封层211覆盖于金属层208侧壁表面， 防止金属层208的侧壁暴露在外界环境中，避免暴露在外界环境中的金属层208与外部电 路发生不必要的电连接，还可以防止金属层208的材料被外界环境所氧化，提高影像传感 器模组的可靠性。
[0150] 在其他实施例中，金属层侧壁也可以暴露出来，金属层侧壁与基底侧壁齐平。
[0151] 本实施例以包括覆盖于金属层208表面以及晶粒230表面的塑封层211为例做示 范性说明，在其他实施例中，包括：覆盖于所述晶粒侧壁表面的点胶层，且所述点胶层还覆 盖于金属凸块侧壁表面。所述点胶层起到保护晶粒230的作用，防止外界环境对晶粒造成 不良影响，提高封装结构的可靠性。
[0152] 本实施例中，影像传感器模组还包括：支撑部291，通过所述支撑部291将镜片290 与镜座292相互固定。所述支撑部291外侧壁具有外螺纹，所述镜座292内侧壁具有内螺 纹，所述支撑部291和所述镜座292通过螺纹螺合相互固定，通过旋转所述支撑部291，能够 调整镜片290与基底204之间的距离。
[0153] 本实施例中，在基底204正面或背面形成有滤光涂层，所述滤光涂层为IR涂层或 AR涂层。当滤光涂层位于基底204背面时，通过调节所述支撑部291，能够使镜片290非常 靠近滤光涂层，并且由于本实施例中滤光涂层位于基底204背面，因此镜片290非常靠近基 底204背面，从而进一步减小影像传感器模组的厚度。
[0154] 在其他实施例中，若在基底正面或背面未形成有滤光涂层时，影像传感器模组还 包括：滤光玻璃，所述滤光玻璃卡配于镜座上。
[0155] 虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在 不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围 应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1. 一种影像传感器模组，其特征在于，包括： 基底，所述基底具有正面和与所述正面相对的背面； 位于所述基底正面的缓冲层、以及位于缓冲层表面的金属层； 倒装在基底上方的晶粒，所述晶粒具有影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘，且 所述焊盘和金属层电连接； 位于所述金属层表面的焊接凸起； 镜头组件，所述镜头组件包括镜座和镜片，其中，所述镜片通过镜座与所述基底背面相 连接。
2. 如权利要求1所述影像传感器模组，其特征在于，所述基底的材料为无机玻璃或有 机玻璃。
3. 如权利要求2所述影像传感器模组，其特征在于，还包括：滤光玻璃，所述滤光玻璃 卡配于镜座上。
4. 如权利要求2所述影像传感器模组，其特征在于，所述基底正面或背面形成有滤光 涂层。
5. 如权利要求4所述影像传感器模组，其特征在于，所述滤光涂层为IR涂层或AR涂 层。
6. 如权利要求1所述影像传感器模组，其特征在于，还包括：支撑部，通过所述支撑部 将镜片与镜座相互固定。
7. 如权利要求6所述影像传感器模组，其特征在于，所述支撑部外侧壁具有外螺纹，所 述镜座内侧壁具有内螺纹，所述支撑部和所述镜座通过螺纹螺合相互固定。
8. 如权利要求1所述影像传感器模组，其特征在于，还包括：覆盖于金属层层以及晶粒 表面的塑封层；位于塑封层内的通孔，所述通孔底部暴露出金属层表面，且焊接凸起填充满 所述通孔，焊接凸起顶部高于塑封层表面。
9. 如权利要求8所述影像传感器模组，其特征在于，所述焊接凸起顶部至塑封层表面 的距离为20 μ m至100 μ m。
10. 如权利要求8所述影像传感器模组，其特征在于，所述塑封层覆盖于金属层侧壁表 面。
11. 如权利要求1所述影像传感器模组，其特征在于，还包括：金属凸块，金属凸块位于 焊盘和金属层之间，通过所述金属凸块连接所述焊盘和金属层。
12. 如权利要求11所述影像传感器模组，其特征在于，还包括：覆盖于晶粒侧壁表面和 金属凸块侧壁表面的点胶层。
13. 如权利要求1所述影像传感器模组，其特征在于，所述金属层侧壁与基底侧壁齐 平。
【文档编号】H01L27/146GK203895461SQ201420258957
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】王之奇, 喻琼, 王蔚 申请人:苏州晶方半导体科技股份有限公司