一种芯片封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及芯片封装技术，尤其涉及一种芯片封装结构。


背景技术：

2.随着无人驾驶的不断发展，车载图像传感器需求量与日俱增，高可靠性图像传感器更是供不应求。图像传感器作为车载关键芯片，可以将行使过程中的图像信号转换为电信号，中央模组对电信号进行分析处理，实现车载无人驾驶需求。由于车载图像传感器芯片与人的安全息息相关，其可靠性至关重要，必须对图像传感器进行可靠的封装保护，以避免水汽进入感光区空腔结构，造成金属凸块腐蚀、感光区污染，影响图像传感器成像性能与可靠性。
3.已知的技术中，玻璃与晶圆之间采用环氧树脂胶粘接的方式键合在一起，其围堰材质为负性光刻胶。车载芯片，震动是造成器件失效的重要原因，而环氧树脂胶固化物性脆，耐机械冲击差，在持续的机械震动中，易发生环氧树脂胶与负性光刻胶产生裂缝，加之车载芯片长期在低湿环境中，会造成水汽沿裂缝进入感光区空腔，造成影像成像效果不佳，甚至损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种芯片封装结构，增加芯片包覆体积，延长水汽进入感光区腔室的路径，降低由于震动导致器件失效的可能性，减少了水汽进入感光区腔室的可能性，增加了芯片封装结构的可靠性。
5.本实用新型实施例提供一种芯片封装结构，包括：
6.基板；
7.芯片玻璃组合结构，位于所述基板的一侧，与所述基板通过金属引线电路互联；
8.塑封层，位于所述基板设置有所述芯片玻璃组合结构的一侧，包裹所述芯片玻璃组合结构和所述金属引线。
9.可选地，还包括透光区保护框架，所述透光区保护框架位于所述芯片玻璃组合结构远离所述基板一侧，至少部分被所述塑封层包裹。
10.可选地，还包括连接结构，所述连接结构位于所述基板远离所述芯片玻璃组合结构一侧。
11.可选地，所述芯片玻璃组合结构包括：芯片、围堰支撑和成品玻璃；
12.所述芯片设置有感光区；
13.所述围堰支撑围绕所述感光区设置，位于所述芯片与所述成品玻璃之间。
14.可选地，所述芯片玻璃组合结构还包括daf膜，所述daf膜位于所述芯片与所述基板之间。
15.可选地，垂直于所述基板的方向，所述围堰支撑的厚度大于或者等于30μm，且小于或者等于60μm。
16.可选地，所述成品玻璃的厚度大于或者等于300μm，且小于或者等于400μm。
17.可选地，所述芯片的厚度大于或者等于80μm，且小于或者等于300μm。
18.可选地，所述连接结构包括锡球或者锡膏。
19.本实用新型实施例提供的芯片封装结构，通过晶圆级与系统级相结合的方式，增加芯片包覆体积，延长水汽进入感光区腔室的路径，降低由于震动导致器件失效的可能性，减少了水汽进入感光区腔室的可能性，增加了芯片封装结构的可靠性。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的制作方法流程图；
21.图2-图14为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的制作过程示意图；
22.图15为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的制作方法流程图；
23.图16为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的制作方法流程图；
24.图17-图23为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的制作过程示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
26.图1为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的制作方法流程图，图2-图13为本实用新型实施例提供的一种芯片封装结构的制作过程示意图，结合参考图1-图13，芯片封装结构的制作方法包括：
27.s101、将芯片玻璃组合结构10贴覆在基板20上。
28.参考图9，芯片玻璃组合结构10与基板20相贴合。
29.s102、将芯片玻璃组合结构10与基板20通过金属引线22电路互联。
30.参考图10，示例性地，基板20包括基板金属凸块21，基板金属凸块21位于基板20设置有芯片玻璃组合结构10的一面。芯片玻璃组合结构10包括芯片金属凸块16。基板金属凸块21和芯片金属凸块16通过金属引线22电路互联，从而实现芯片玻璃组合结构10与基板20的电路互联。
31.s103、进行塑封，形成包裹芯片玻璃组合结构10和金属引线22的塑封层23。
32.参考图12，通过塑封工艺，将塑封材料注塑于基板20设置有芯片玻璃组合结构10的一侧，形成的塑封层23包裹芯片玻璃组合结构10和金属引线22。
33.本实用新型实施例提供的芯片封装结构的制作方法，将芯片玻璃组合结构10贴覆在基板20上，将芯片玻璃组合结构10与基板20通过金属引线22电路互联，进行塑封，形成包裹芯片玻璃组合结构和金属引线的塑封层。通过晶圆级与系统级相结合的方式，增加芯片包覆体积，延长水汽进入感光区腔室的路径，降低由于震动导致器件失效的可能性，减少了水汽进入感光区腔室的可能性，增加了芯片封装结构的可靠性，减少了制作芯片封装结构的流程，降低了制作成本。
34.图15为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的制作方法流程图，结合参考图2-图15，该制作方法包括：
35.s201、提供成品晶圆，成品晶圆包括至少一个芯片11。
36.参考图2，提供成品晶圆。可以在晶圆上通过刻蚀等工艺，形成实现特定功能电路，以形成芯片11。
37.其中，通常的制作工艺中，成品晶圆可以包括多个芯片11，以提高芯片11的制作效率。芯片11设置有感光区(图2中未示出)。芯片11可以为传感器芯片，用于实现光线感测功能。
38.示例性地，传感器芯片可以为图像传感器芯片。
39.s202、在芯片11设置有感光区的一侧贴覆光敏干膜120。
40.参考图3，在芯片11设置有感光区的一侧贴覆光敏干膜120。
41.其中，光敏干膜120是一种由聚酯薄膜、聚烯烃薄膜及感光胶膜组成的三层夹芯结构，具有一定的粘性和良好的感光性。
42.示例性地，可以通过粘附层将光敏干膜120贴覆于芯片11设置有感光区的一侧。
43.示例性地，光敏干膜120的厚度大于或者等于30μm，且小于或者等于60μm。
44.s203、光刻光敏干膜120形成围堰支撑12，暴露出感光区110。
45.示例性地，参考图4，利用光刻的方式，刻蚀光敏干膜120，形成围堰支撑12。由于去除感光区110上的光敏干膜120，因此，光刻后，暴露出感光区110。垂直于基板20的方向，围堰支撑12的厚度大于或者等于30μm，且小于或者等于60μm。
46.s204、将成品玻璃13以覆盖感光区110的方式，贴覆在围堰支撑12上。
47.示例性地，参考图5，在感光区110的上方，将成品玻璃13贴覆在围堰支撑12上。成品玻璃13、围堰支撑12和芯片11共同形成感光区腔室。
48.示例性地，可以通过粘附层将成品玻璃13贴覆在围堰支撑12上。
49.示例性地，成品玻璃13的厚度大于或者等于300μm，且小于或者等于400μm。
50.示例性地，如图5所示，成品晶圆包括两个芯片11，每一个芯片11设置有一个感光区110。可以将与感光区110数量相等的成品玻璃13分别对应地贴覆到围绕感光区110的围堰支撑12上。如此，一方面，省去切割成品玻璃的步骤，不会产生玻璃碎屑，避免了玻璃碎屑对芯片11造成损伤情况的发生。另一方面，成品玻璃13的厚度较小，尺寸也比较小，在芯片11上切割成品玻璃13的工艺难度较大，本实用新型实施例，通过将已经切割好的多个成品玻璃13分别贴覆到对应的围堰支撑12上，降低了芯片封装结构的制作难度。
51.s205、减薄芯片11背离感光区110的一侧。
52.示例性地，参考图6，减薄芯片11背离感光区110的一侧，减薄后的芯片11的厚度大于或者等于80μm，且小于或者等于300μm。
53.s206、在芯片11背离感光区110的一侧贴覆daf膜14。
54.参考图7，在减薄面贴覆daf膜14。其中，daf膜14可以由第一胶面、第二胶面和中间层高导热树脂层组成，daf膜14可以替代固晶胶。
55.s207、沿切割道15切割芯片11，形成单颗的芯片玻璃组合结构10。
56.参考图7和图8，成品晶圆包括至少两个芯片11，从而成品晶圆设置有至少两个感光区110时，可以沿切割道15切割芯片11，形成多个单颗的芯片玻璃组合结构10。
57.s208、将芯片玻璃组合结构10贴覆在基板20上。
58.s209、将芯片玻璃组合结构10与基板20通过金属引线22电路互联。
59.s210、在基板20贴覆有芯片玻璃组合结构10的一侧安装透光区保护框架24。
60.参考图11，安装透光区保护框架24，透光区保护框架24将芯片玻璃组合结构10和金属引线22罩住，即，芯片玻璃组合结构10、金属引线22位于透光区保护框架24和基板20形成的空间内。
61.本步骤中，设置透光区保护框架24，透光区保护框架24的机械强度比较好，透光区保护框架24起到固定加固的作用。设置透光区保护框架24，尤其有利于增加沿垂直于基板20方向上的强度。
62.s211、进行塑封，形成包裹芯片玻璃组合结构10和金属引线22的塑封层23。
63.示例性地，参考图12，在基板20贴覆有芯片玻璃组合结构10的一侧安装透光区保护框架24时，塑封层23还可以包裹透光区保护框架24。
64.s212、减薄塑封层23远离基板20的一侧，暴露出芯片玻璃组合结构10。
65.示例性地，参考图13，通过研磨工艺，减薄塑封层23远离基板20的一侧，直至将感光区110暴露出来，使感光区110能更好的接收外界光信号。
66.示例性地，参考图13，在基板20贴覆有芯片玻璃组合结构10的一侧安装透光区保护框架24时，还可以减薄透光区保护框架24远离基板20的一侧，将感光区110上方的透光区保护框架24去除，将感光区110暴露出来。
67.可以理解的是，设置透光区保护框架24，透光区保护框架24可以防止研磨时损坏芯片11，从而使芯片11免受机械损伤，提高了芯片11的成像效果。
68.s213、在基板20远离芯片玻璃组合结构10一侧设置连接结构25。
69.参考图14，在基板20远离芯片玻璃组合结构10一侧植入锡球。在其他实施方式中，还可以在基板20远离芯片玻璃组合结构10一侧印刷锡膏。
70.示例性地，在步骤s213之后，还可以对形成的芯片封装结构进行测试，以确保形成的芯片封装结构的电学和/或机械参数，符合预设要求。
71.本实用新型实施例，在上述实施例的基础上，在芯片11设置有感光区的一侧贴覆光敏干膜120，光刻光敏干膜120形成围堰支撑12，暴露出感光区110，将成品玻璃13以覆盖感光区110的方式，贴覆在围堰支撑12上，减薄芯片11背离感光区110的一侧，在芯片11背离感光区110的一侧贴覆daf膜14，沿切割道15切割芯片11，形成单颗的芯片玻璃组合结构10。
72.在其他实施方式中，上述的一个或者多个步骤的先后顺序可以互换。
73.图16为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的制作方法流程图，图17-图23为本实用新型实施例提供的另一种芯片封装结构的制作过程示意图，参考图16-图23，该制作方法包括：
74.s301、提供成品晶圆，成品晶圆包括至少一个芯片11。
75.参考图16，提供成品晶圆。可以在晶圆上通过刻蚀等工艺，形成实现特定功能电路，以形成芯片11。
76.s302、减薄芯片11背离感光区110的一侧。
77.参考图17，减薄芯片11背离感光区110的一侧。
78.s303、在芯片11设置有感光区的一侧贴覆光敏干膜120。
79.参考图18，在减薄后的芯片11的一侧贴覆光敏干膜120。
80.s304、光刻光敏干膜120形成围堰支撑12，暴露出感光区110。
81.参考图19，光刻减薄后的芯片11上的光敏干膜120，形成围堰支撑12。
82.s305、将成品玻璃13以覆盖感光区110的方式，贴覆在围堰支撑12上。
83.参考图20，将成品玻璃13贴覆到减薄后芯片11上光敏干膜120的一侧。
84.s306、在芯片11背离感光区110的一侧贴覆daf膜14。
85.参考图21，将daf膜14贴覆到减薄后芯片11上。
86.s307、沿切割道15切割芯片11，形成单颗的芯片玻璃组合结构10。
87.参考图21和图22，沿切割道15切割减薄后的芯片11，形成单颗的芯片玻璃组合结构10。
88.本实用新型实施例，在上述实施例的基础上，将减薄芯片11的工艺，设置于在芯片11设置有感光区的一侧贴覆光敏干膜120的步骤之前，从而优化了工艺流程，避免了制备过程中的良率损失。
89.示例性地，在步骤s307之后，芯片封装结构的制作方法还可以包括将芯片玻璃组合结构10贴覆在基板20上的步骤，以及将芯片玻璃组合结构10贴覆在基板20之后的步骤，即步骤s208至步骤s213。
90.基于同样的实用新型构思，本实用新型实施例还提供一种芯片封装结构，芯片封装结构包括基板20、芯片玻璃组合结构10和塑封层23。芯片玻璃组合结构10位于基板20的一侧，芯片玻璃组合结构10与基板20通过金属引线22电路互联。塑封层23位于基板20设置有芯片玻璃组合结构10的一侧，塑封层23包裹芯片玻璃组合结构10和金属引线22。
91.本实用新型实施例提供的芯片封装结构，可以由上述实施例提供的芯片封装结构的制作方法制作形成，通过晶圆级与系统级相结合的方式，增加芯片包覆体积，延长水汽进入感光区腔室的路径，降低由于震动导致器件失效的可能性，减少了水汽进入感光区腔室的可能性，增加了芯片封装结构的可靠性。
92.可选地，参考图14，芯片封装结构还包括透光区保护框架24，透光区保护框架24位于芯片玻璃组合结构10远离基板20一侧，透光区保护框架24至少部分被塑封层23包裹。安装透光区保护框架24，透光区保护框架24将芯片玻璃组合结构10和金属引线22罩住，即，芯片玻璃组合结构10、金属引线22位于透光区保护框架24和基板20形成的空间内。本实用新型实施例，设置透光区保护框架24，透光区保护框架24的机械强度比较好，透光区保护框架24起到固定加固的作用。设置透光区保护框架24，尤其有利于增加沿垂直于基板20方向上的强度。设置透光区保护框架24，透光区保护框架24可以防止研磨时损坏芯片11，从而使芯片11免受机械损伤，提高了芯片11的成像效果。
93.可选地，参考图14，芯片封装结构还包括连接结构25，连接结构25位于基板20远离芯片玻璃组合结构10一侧。
94.可选地，连接结构25包括锡球或者锡膏。
95.可选地，参考图14，芯片玻璃组合结构10包括芯片11、围堰支撑12和成品玻璃13。芯片11设置有感光区110。围堰支撑12围绕感光区110设置，围堰支撑12位于芯片11与成品玻璃13之间。垂直于基板20的方向上，成品玻璃13覆盖感光区110。成品玻璃13、围堰支撑12和芯片11共同形成感光区腔室。
96.可选地，参考图14，芯片玻璃组合结构10还包括daf膜14，daf膜14位于芯片11与基板20之间，用于粘接固定芯片11与基板20。其中，daf膜14可以由第一胶面、第二胶面和中间
层高导热树脂层组成，daf膜14可以替代固晶胶。
97.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。