CN103560138A - 影像传感器封装结构及其封装方法 - Google Patents

Abstract

一种影像传感器封装结构及其封装方法，所述封装方法，包括：提供第一基板，第一基板的上表面形成有若干影像感应区和环绕影像感应区的焊盘；提供第二基板，第二基板中形成有若干空腔；在第二基板的上表面形成胶带膜；将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合，使影像感应区位于空腔内；切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板，形成环绕影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板，暴露出焊盘的表面；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。该方法防止了影像感应区的污染或损伤。

Description

影像传感器封装结构及其封装方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术，特别涉及一种影像传感器封装结构及其封装方法。

背景技术

影像传感器从物体接收光信号且将光信号转化为电信号，电信号可以被传输用于进一步的处理，诸如数字化，然后在诸如存储器、光盘或磁盘的存储器件中存储，或用于在显示器上显示等。影像传感器通常用于诸如数码相机、摄像机、扫描仪、传真机等装置。影像传感器通常包括电荷耦合器件(CCD)影像传感器和CMOS影像传感器(CIS，CMOS Image Sensor)。相比于CCD影像传感器，CMOS影像传感器具有集成度高、功耗小、生成成本低等优点。

随着影像传感器的尺寸越来越小，焊垫数目不断增多，焊垫间距越来越窄，相应地，对影像传感器封装提出了更高的要求。

目前对于影像传感器芯片的封装技术有很多种，其中板上芯片（Chip onBoard，COB）封装技术由于其封装的产品性能可靠稳定，集成度高，封装后的产品体积小，易用性强，产品工艺流程简单，封装的成本低等等一系列优点，是目前影像传感器芯片封装中应用较为广泛的一种。

如图1所示，COB封装是采用粘接剂或自动带焊、丝焊、倒装焊等方法，将影像传感器芯片31直接贴装在电路板34上，再通过引线键合技术实现影像传感器芯片31上的焊盘32与电路板34上的连接点的电连接。由于影像传感器芯片31在COB封装过程中并没有被保护装置隔离，因此在影像传感器芯片的COB封装过程中容易对影像传感器芯片31的影像感应区33造成污染或损伤。

发明内容

本发明解决的问题是怎样防止影像传感器芯片的封装过程中的芯片污染或损伤，并提高封装的生产效率。

为解决上述问题，本发明提供一种影像传感器的封装方法，包括：提供第一基板，所述第一基板的上表面形成有若干影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；提供第二基板，所述第二基板中形成有若干空腔；在第二基板的上表面形成胶带膜，胶带膜封闭空腔的开口；将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合，使影像感应区位于空腔内；切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板，形成环绕所述影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。

可选的，采用刀片切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板。

可选的，所述相邻空腔之间的第一基板上剩余第二基板的厚度小于20微米。

可选的，所述第二基板的材料为树脂。

可选的，所述第二基板的材料为玻璃、硅或陶瓷。

可选的，所述第二基板下表面上形成有粘合层，第二基板下表面和第一基板的上表面通过粘合层压合。

可选的，所述粘合层的材料为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。

可选的，形成空腔壁的过程为：切割去除相邻空腔之间的胶带膜、第二基板和部分厚度的粘合层，形成环绕所述影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的粘合层，曝露出焊盘的表面。

可选的，激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料的过程为：激光头发射的激光聚焦在焊盘上的剩余的第二基板材料或粘合层材料中；激光头相对于第一基底来回运动，去除焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料，形成开口，暴露出焊盘的表面。

可选的，激光去胶工艺时，所述激光的脉冲宽度为1ns～200ns，脉冲频率为80～200KHz，激光在聚焦点处的能量大于1E18W/cm²，激光头移动的相对速度为1mm/s～25mm/s。

可选的，所述激光去胶工艺包括多次激光刻蚀，每次激光刻蚀去除部分厚度的剩余的第二基板材料，直至暴露出焊盘的表面。

可选的，激光刻蚀为多次时，每一次激光刻蚀的功率相同或不相同。

可选的，所述激光刻蚀的次数至少包括第一次激光刻蚀和第二次激光刻蚀，第一次激光刻蚀去除部分厚度的第二基底材料或粘合层材料，形成凹槽，第二次激光刻蚀去除凹槽底部剩余的第二基底材料或粘合层材料，形成暴露出焊盘表面的开口。

可选的，第一激光刻蚀时的激光的功率大于第二次激光刻蚀时的激光功率。

可选的，第一次激光刻蚀时去除的第二基底材料或粘合层材料的厚度大于第二次激光刻蚀时去除的第二基底材料或粘合层材料的厚度。

可选的，所述焊盘的数量为多个，激光去胶工艺去除每个焊盘上的剩余的部分第二基板材料或粘合层材料，形成与每个焊盘对应的开口。

可选的，所述焊盘的数量为多个，多个焊盘分布在感应区两侧，激光去胶工艺去除感应区一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的第二基板材料或粘合层材料，形成暴露出感应区一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第一开口，激光去胶工艺去除感应区另一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的第二基板材料或粘合层材料，形成暴露出感应区另一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第二开口。

可选的，所述胶带膜为UV解胶胶带或热解胶胶带。

本发明实施例还提供了一种影像传感器的封装方法，包括：提供第一基板，所述第一基板的上表面形成有若干影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；提供第二基板，将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合；切割去除焊盘上部分厚度的第二基板；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。

本发明还提供了一种影像传感器的封装结构，包括：影像传感器芯片，所述影像传感器芯片的上表面上具有影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；空腔壁，位于影像感应区和焊盘之间的影像传感器芯片的上表面上，空腔壁环绕所述影像感应区，在影像感应区上形成空腔；胶带层，位于空腔壁的顶部表面，封闭所述空腔；保护层，覆盖所述空腔壁两侧的影像传感器芯片的上表面和空腔壁的部分侧壁，保护层中具有暴露焊盘表面的开口；第三基板，第三基板上形成有电路，第三基板的上表面与影像传感器芯片的下表面贴合；引线，将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路电连接。

可选的，所述空腔壁的材料为树脂。

可选的，所述空腔壁的材料为玻璃、硅或陶瓷。

可选的，所述空腔壁和第一基板之间具有粘合层。

可选的，所述粘合层的材料为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。

可选的，所述保护层的材料与空腔壁的材料或粘合层的材料相同。

可选的，所述保护层的厚度小于空腔壁的高度。

可选的，所述保护层的厚度小于20微米。

可选的，所述胶带层为UV解胶胶带或热解胶胶带。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明影像传感器的封装方法，在第一基板的上表面形成若干影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；在所述第二基板中形成有若干空腔，在第二基板的上表面形成胶带膜；然后将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合，使影像感应区位于影像感应区上方；接着切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板，形成环绕所述影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。通过形成空腔壁和胶带层，空腔壁和胶带层的将影像感应区密封，防止影像感应区裸露在外，从而在影像传感器的封装过程中，防止影像传感器的影像感应区受到污染或损伤，并且封装效率提高。另外，通过压合、切割和激光去胶工艺相结合的方式形成空腔壁和胶带层，防止了采用其他的形成工艺对影像感应区的损伤及污染，并且通过激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料时，无需形成掩膜层，即可选择性的去除焊盘上剩余的第二基板材料，不会对胶带层和焊盘的造成损伤或损坏，从而在封装的过程中，胶带层的保护效果更好，并且，切割工艺为低温制程，激光去胶时产生的热量只会集中在焊盘上需要去除的剩余的第二基板材料中，影像感应区不会受到激光去胶时和切割工艺的热量影响，使得影像感应区的不会因为高温工艺产生损伤而使其检测灵敏度降低，另外，通过激光去胶工艺选择性的去除焊盘上方的第二基板材料，焊盘之间剩余的第二基板材料可以作为保护层保护第一基板内的半导体器件，焊盘与空腔壁之间剩余的第二基板材料与空腔壁结合为一体，使得空腔壁呈“L”型，空腔壁与第一基板表面的接触面积增大，提高了空腔壁的机械稳定性。

进一步，采用刀片切割工艺切割所述胶带膜和部分厚度的第二基板，相比于干法或湿法刻蚀工艺，采用刀片切割工艺效率高、工艺简单、污染小，并且采用刀片切割工艺无需形成掩膜层，可以防止在形成掩膜层和去除掩膜层时对影像感应区的损伤或污染。

进一步，激光去胶工艺时，所述激光的脉冲宽度为1ns～200ns，脉冲频率为80～200KHz，激光在聚焦点处的能量大于1E18W/cm²，激光头移动的相对速度为1mm/s～25mm/s，能精确的去除焊盘上的第二基板材料或粘合层材料，不会产生或减少第二基板材料或粘合层材料的残留，防止或减小对焊盘的损伤，并且不会损伤胶带层。

进一步，所述激光刻蚀的次数至少包括第一次激光刻蚀和第二次激光刻蚀，第一次激光刻蚀去除部分厚度的第二基底材料，形成凹槽，第二次激光刻蚀去除凹槽底部剩余的第二基底材料，形成暴露出焊盘表面的开口，第一激光刻蚀时的激光的功率大于第二次激光刻蚀时的激光功率，在干净的去除焊盘上的第二基板材料的同时，减小了对焊盘的损伤。

本发明的影像传感器封装结构的影像感应区的损伤或污染较少，提高了封装器件的稳定性和可靠性，并且所述胶带层的损伤很小。

附图说明

图1为现有技术影像传感器封装结构的结构示意图；

图2～图8为本发明一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图；

图9～图12为本发明另一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所言，现有技术在对影像传感器芯片进行封装时，由于影像传感器的影响感应区是完全裸露在外的，极易造成污染或损伤，影响形成的影响传感器封装结构的可靠性和稳定性。

为此，本发明提供了一种影像传感器封装结构及其封装方法，其中影像传感器的封装方法，在第一基板的上表面形成若干影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；在所述第二基板中形成有若干空腔，在第二基板的上表面形成胶带膜；然后将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合，使影像感应区位于影像感应区上方；接着切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板，形成环绕所述影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。空腔壁和胶带层的将影像感应区密封，防止影像感应区裸露在外，从而在影像传感器的封装过程中，防止影像传感器的影像感应区受到污染或损伤。另外，通过压合和切割的方式形成空腔壁和胶带层，防止了采用其他的形成工艺对影像感应区的损伤及污染，通过激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，防止采用其他工艺对胶带层和焊盘的损伤或损坏，从而在封装的过程中，胶带层的保护效果更好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

图2～图8为本发明一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图。

首先，请参考图2和图3，图3为图2沿切割线AB方向的剖面结构示意图，提供第一基板100，所述第一基板100的上表面形成有若干影像感应区101和环绕所述影像感应区101的焊盘102。

所述第一基板100可以为晶圆，本实施中，所述第一基板100包括若干呈行列排列的芯片区域11和位于芯片区域11之间的切割道区域12，所述芯片区域11用于形成影像传感器芯片，后续沿着切割道区域12对第一基板100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芯片。

所述第一基板100的芯片区域11上具有影像感应区101和环绕所述影像感应区101的焊盘102，所述芯片区域11还形成有将影像感应区101和焊盘102电连接的金属互连结构（图中未示出），所述影像感应区101内形成有影像传感器单元和与影像传感器单元相连接的关联电路，影像感应区101将外界光线接收并转换成电学信号，并将所述电学信号通过金属互连结构、焊盘和后续形成的引线，传送给第三基板上的其他电路。

在本实施例中，所述影像感应区101位于芯片区域11的中间位置，所述焊盘102位于芯片区域11的边缘位置。在其他实施例中，所述焊盘和影像感应区的位置也可以根据布线要求灵活调整。

在本实施例中，不同芯片区域11的焊盘102独立设置。在其他实施例中，相邻芯片区域的焊盘相连接，即所述焊盘跨越切割道区域，由于切割道区域在封装完成后会被切割开，所述跨越切割道区域的焊盘被切割开，因此不会影响任意一个影像传感芯片的电学性能。

接着，参考图4，提供第二基板200，所述第二基板200中形成有若干空腔201；在第二基板200的上表面形成胶带膜202，胶带膜202封闭空腔201一端的开口。

所述第二基板200的材料为树脂，比如PCB树脂等，可以通过冲压或钻孔等方式在第二基板200中形成空腔201，在第二基板200的上表面形成胶带膜202后，将第二基板200与第一基板直接压合，保护影像感应区不会受到损伤，后续通过切割工艺和激光去胶工艺暴露出焊盘，提高了封装效率，另外，可以通过切割工艺和激光去胶工艺去除焊盘上方的部分胶带膜和第二基板形成空腔壁和胶带层，并暴露出焊盘表面，避免了现有的沉积工艺和刻蚀工艺形成空腔和空腔壁时对焊盘及影像感应区的损伤或污染。

在第二基板200中形成空腔201后，在所述第二基板200的上表面形成胶带膜202，所述胶带膜202用于封闭空腔201一端的开口，后续在切割和刻蚀焊盘上的第二基板200时，可以防止影像感应区暴露在外部环境中，防止影像感应区被污染或损伤。

所述胶带膜202可以为UV解胶胶带或热解胶胶带或其他合适的胶带材料，所述胶带膜202直接粘贴形成在第二基板200的上表面，形成工艺简单，胶带膜202在后续形成胶带层，在封装过程中胶带层可以很好的保护影像传感器的影像感应区不会被污染或损伤，在影像传感器封装结构形成之后，在后续的组装过程中可以通过UV光照射的方式很方便的将胶带层揭除，揭除时也不会对影像感应区产生损伤或污染。

本实施例中，所述第二基板200内形成空腔201，第二基板200上表面形成密封空腔201的胶带膜202，后续可以形成空腔壁和胶带层将影像感应区与外部环境隔离。在本发明的其他实施例中，所述第二基板也可以没有空腔，后续直接将第二基板下表面与第一基板的上表面压合；然后，切割去除焊盘上部分厚度的第二基板；接着，激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；然后，将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；接着，将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。在切割和去除第二焊盘上的第二基板材料时，影像感应区上的第二基板材料也可以防止影像感应区的损伤或污染。

接着，请参考图5，将第二基板200的下表面与第一基板100的上表面压合，使影像感应区101位于空腔201内。

由于第二基板200的材料为树脂，可以直接将第二基板200和第一基板100进行压合，形成一体。在本发明的其他实施例中，也可以采用点胶工艺在第二基板下表面形成点胶层，再将第二基板和第一基板通过点胶层进行压合，形成一体。

通过将第一基板100和第二基板200压合，使得第二基板200中空腔201位于影像感应区101的正上方，通过第二基板200和胶带膜202将影像感应区101密封或与外部环境隔离，第一基板100上的影像感应区101的其他区域被第二基板200覆盖。

然后，请参考图6，切割去除相邻空腔201之间（或者焊盘102和切割道区域12上）的胶带膜202（参考图5）和部分厚度的第二基板200，形成环绕所述影像感应区101的空腔壁204、以及位于空腔壁204顶部表面封闭空腔201的胶带层203。

采用刀片切割所述胶带膜202和部分厚度的第二基板200，相比于干法或湿法刻蚀工艺，采用刀片切割工艺效率高、工艺简单、污染小，无需根据待刻蚀材料选择刻蚀气体或刻蚀溶液，并且采用刀片切割工艺无需形成掩膜层，可以防止在形成掩膜层和去除掩膜层时对影像感应区101的损伤或污染。本实施例中，采用刀片31对胶带膜202和部分厚度的第二基板200进行切割。

本实施例中，在切割完成后，相邻空腔201之间的第一基板100（或者焊盘102和切割道区域12上）上剩余部分厚度的第二基板200材料，防止切割过程中的过切割对焊盘102造成损伤，后续可以通过激光去胶工艺去除焊盘102上剩余的的第二基板200材料暴露出焊盘102的表面，以进行引线工艺，将焊盘102与第三基板上的电路相连接。

本实施例中，相邻空腔201之间的第一基板100上剩余的第二基板200的厚度小于20微米，减小了后续激光去胶工艺的负担。

接着，请参考图7，激光去胶工艺去除焊盘102上剩余的第二基板200材料（参考图6），形成开口32，所述开口32，暴露出焊盘102的表面。

刻蚀去除焊盘102上剩余的第二基板200材料采用激光去胶工艺，激光去胶工艺是将强激光作为热源对第二基板200材料进行加热，使得第二基板200快速升温，激光照射区域的第二基板200材料发生气化，所述气化可以为直接物理气化或者化学反应气化。具体的，激光去胶工艺去除焊盘102上剩余的第二基板200材料的过程为：激光头发射的激光33聚焦在焊盘102上的剩余的第二基板200材料中；激光头相对于第一基底100来回运动，去除焊盘102上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘102的表面。采用激光去胶工艺无需形成掩膜就可以选择性的去除焊盘上的第二基板200材料，不会对空腔壁204顶部上的胶带层203带来损伤，保证胶带层203的完整性，以更好的在后续的封装过程中保护影像感应区101不会被损伤或沾污，并且，激光去胶时产生的热量只会集中在焊盘上需要去除的剩余的第二基板材料中，影像感应区不会受到激光去胶时的热量影响，使得影像感应区的不会因为高温工艺产生损伤而使其检测灵敏度降低，另外激光去胶工艺为非接触刻蚀，反应副产物为气态，污染小。

激光去胶工艺时，所述激光的脉冲宽度为1ns～200ns，脉冲频率为80～200KHz，激光在聚焦点处的能量大于1E18W/cm²，激光头移动的相对速度为1mm/s～25mm/s，能精确的去除焊盘上的第二基板200材料，不会产生第二基板材料的残留，防止对焊盘102的损伤，并且不会损伤胶带层203。

所述激光去胶工艺包括多次激光刻蚀，每次激光刻蚀去除部分厚度的剩余的第二基板200材料，直至暴露出焊盘102的表面，以达到较好的去除效果，干净的去除焊盘102上的第二基板200材料。

激光刻蚀为多次时，每一次激光刻蚀的功率相同或不相同。本实施例中，所述激光刻蚀的次数至少包括第一次激光刻蚀和第二次激光刻蚀，第一次激光刻蚀去除部分厚度的第二基底材料，形成凹槽，第二次激光刻蚀去除凹槽底部剩余的第二基底材料，形成暴露出焊盘表面的开口，第一激光刻蚀时的激光的功率大于第二次激光刻蚀时的激光功率，在干净的去除焊盘102上的第二基板材料的同时，减小了对焊盘102的损伤。第一激光刻蚀时去除的第二基板材料的厚度大于第二激光刻蚀时去除的第二基板材料的厚度，提高去除第二基板200材料时的效率。

所述焊盘102的数量为多个，激光去胶工艺分别去除每个焊盘102上的剩余的部分第二基板材料200，形成与每个焊盘201对应的开口。

在本发明的其他实施例中，所述焊盘的数量为多个，多个焊盘分布在感应区两侧，激光去胶工艺去除感应区一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的第二基板材料，形成暴露出感应区一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第一开口，激光去胶工艺去除感应区另一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的第二基板材料，形成暴露出感应区另一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第二开口。

本实施例，形成的开口32暴露出焊盘102的全部表面。在本发明的其他实施例中，所述开口可以只暴露出焊盘102的部分表面。

本实施例中，采用激光去胶工艺只需去除焊盘102上的第二基板200材料，暴露出焊盘102的表面，提高刻蚀的效率，另外，焊盘102之间剩余的第二基板材料200可以作为保护层保护第一基板100内的半导体器件，焊盘102与空腔壁204之间剩余的第二基板200材料与空腔壁204结合为一体，使得空腔壁204呈“L”型，空腔壁204与第一基板100表面的接触面积增大，提高了空腔壁204的机械稳定性，防止空腔壁204倒塌。

最后，请参考图8，将第一基板100（参考图7）进行分割，形成单个的影像传感器芯片106；将影像传感器芯片106的下表面与第三基板300的上表面贴合；将影像传感器芯片106上的焊盘102与第三基板300上的电路（图中未示出）通过引线301电连接，从而形成影像传感器的封装结构104。

对第一基板100的分割工艺，第一基板100和第三基板300的压合工艺，以及引线键合形成引线301的工艺请参考现有的工艺，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种上述封装方法形成的影像传感器封装结构，请参考图8，包括：

影像传感器芯片106，影像传感器芯片106的上表面上具有影像感应区101和环绕所述影像感应区101的焊盘102；

空腔壁204，位于影像感应区101和焊盘102之间的影像传感器芯片106的上表面上，空腔壁204环绕所述影像感应区101，在影像感应区101上形成空腔201；

胶带层203，位于空腔壁204的顶部表面，封闭所述空腔201；

覆盖所述空腔壁204两侧的影像传感器芯片106的上表面和空腔壁204的部分侧壁的保护层200，保护层200中具有暴露焊盘表面102的开口32；

第三基板300，第三基板300上形成有电路（图中未示出），第三基板300的上表面与影像传感器芯片106的下表面贴合；

引线301，将影像传感器芯片106上的焊盘102与第三基板300上的电路电连接。

具体的，所述空腔壁204的材料可以为树脂。所述胶带层203可以为UV解胶胶带或热解胶胶带。

所述保护层200的材料与空腔壁204的材料相同。

所述保护层200的厚度小于空腔壁204的高度，所述保护层200的厚度小于20微米。

图9～图12为本发明另一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图，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。

首先，请参考图9，提供第一基板100，所述第一基板100的上表面形成有若干影像感应区101和环绕所述影像感应区101的焊盘102；提供第二基板200，所述第二基板200中形成有若干空腔201；在第二基板200的上表面形成胶带膜202，胶带膜202封闭空腔201的一端开口；所述第二基板200下表面上形成有粘合层205；将第二基板200下表面和第一基板100的上表面通过粘合层205压合。

本实施例中，所述第二基板200的材料为玻璃、硅或陶瓷等，通过喷沙或刻蚀工艺在第二基板200中形成空腔201。

本实施例中，通过在第二基板200的下表面形成粘合层205，通过粘合层205可以将第二基板200和第一基板压合为一体，减小了工艺的难度。在本发明的其他实施例中，也可以通过直接键合或阳极键合等工艺，将第二基板和第一基板键合在一起。

所述粘合层205的材料可以为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶等。本实施例中，所述粘合层205的材料为环氧树脂胶。通过贴膜工艺、印胶工艺或滚胶工艺在所述第二基板200的下表面上形成粘合层205，然后对粘合层205进行曝光显影，在粘合层205中形成暴露空腔201的开口。

本实施例的粘合层205具有粘合第一基板100和第二基板200的作用，并且后续在切割去除空腔201之间的第二基板200以及部分厚度的粘合层205，形成空腔壁后，可以采用激光去胶工艺很方便的去除焊盘102上剩余的粘合层以暴露出焊盘102表面，而激光去胶工艺不会对胶带层造成损伤或损害。

接着，请参考图10，切割去除相邻空腔201之间的胶带膜202（参考图9）、第二基板200（参考图9）和部分厚度的粘合层205，形成环绕所述影像感应区101的空腔壁204、以及位于空腔壁204顶部表面封闭空腔201的胶带层203。

切割所述胶带膜202、第二基板200和部分厚度的粘合层205采用刀片切割工艺，相比于干法或湿法刻蚀工艺，采用刀片切割工艺效率高、工艺简单、污染小，并且采用刀片切割工艺无需形成掩膜层，可以防止在形成掩膜层和去除掩膜层时对影像感应区101的损伤或污染。

本实施例中，在切割完成后，相邻空腔201之间的第一基板100（或者焊盘102和切割道区域12上）上剩余部分厚度的粘合层205材料，防止切割过程中的过切割对焊盘102造成损伤，而后续可以通过激光去胶工艺去除焊盘102上剩余的粘合层205材料暴露出焊盘102的表面，以进行引线工艺，将焊盘102与第三基板上的电路相连接。

本实施例中，相邻空腔201之间的第一基板100上剩余的粘合层205的厚度小于20微米。

接着，请参考图11，激光去胶工艺焊盘102上剩余的粘合层205（参考图10），形成开口32，曝露出焊盘102的表面。

刻蚀剩余的粘合层205采用激光去胶工艺。激光去胶工艺去除焊盘102上剩余的粘合层205的过程为：激光头发射的激光33聚焦在焊盘102上的剩余的粘合层205材料中；激光头相对于第一基底100来回运动，去除焊盘102上剩余的粘合层205材料，形成开口32，暴露出焊盘102的表面。采用激光去胶工艺无需形成掩膜就可以选择性的去除焊盘上的粘合层205材料，不会对空腔壁204顶部上的胶带层203带来损伤，保证胶带层203的完整性，以更好的在后续的封装过程中保护影像感应区101不会被损伤或沾污，另外激光去胶工艺为非接触刻蚀，反应副产物为气态，污染小。

激光去胶工艺时，所述激光的脉冲宽度为1ns～200ns，脉冲频率为80～200KHz，激光在聚焦点处的能量大于1E18W/cm²，激光头移动的相对速度为1mm/s～25mm/s，能精确的去除焊盘上的粘合层205材料，不会产生粘合层205材料的残留，防止对焊盘102的损伤，并且不会损伤胶带层203。

所述激光去胶工艺包括多次激光刻蚀，每次激光刻蚀去除部分厚度的剩余的粘合层205材料，直至暴露出焊盘的表面，以达到较好的去除效果，干净的去除焊盘102上的粘合层205材料。

激光刻蚀为多次时，每一次激光刻蚀的功率相同或不相同。本实施例中，所述激光刻蚀的次数至少包括第一次激光刻蚀和第二次激光刻蚀，第一次激光刻蚀去除部分厚度的粘合层材料，形成凹槽，第二次激光刻蚀去除凹槽底部剩余的粘合层材料，形成暴露出焊盘表面的开口，第一激光刻蚀时的激光的功率大于第二次激光刻蚀时的激光功率，在干净的去除焊盘102上的粘合层材料的同时，减小了对焊盘102的损伤。第一激光刻蚀时去除的粘合层材料的厚度大于第二激光刻蚀时去除的粘合层材料的厚度，提高去除粘合层材料的效率。

所述焊盘102的数量为多个，激光去胶工艺分别去除每个焊盘102上的剩余的粘合层材料，形成与每个焊盘201对应的开口。

在本发明的其他实施例中，所述焊盘的数量为多个，多个焊盘分布在感应区两侧，激光去胶工艺去除感应区一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的粘合层材料，形成暴露出感应区一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第一开口，激光去胶工艺去除感应区另一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的粘合层材料，形成暴露出感应区另一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第二开口。本实施例，形成的开口32暴露出焊盘102的全部表面。在本发明的其他实施例中，所述开口可以只暴露出焊盘102的部分表面。

本实施例中，采用激光去胶工艺只需去除焊盘102上的粘合层205材料，暴露出焊盘102的表面，从而提高刻蚀的效率，另外，焊盘102之间剩余的粘合层205可以作为保护层207保护第一基板100内的半导体器件，焊盘102与空腔壁204之间剩余的粘合层205材料与空腔壁204结合为一体，使得空腔壁204和粘合层205结合一体呈“L”型，空腔壁204与第一基板100表面的接触面积增大，提高了空腔壁204的机械稳定性，防止空腔壁204倒塌。

最后，请参考图12，将第一基板100（参考图11）进行分割，形成单个的影像传感器芯片106；将影像传感器芯片106的下表面与第三基板300的上表面贴合；将影像传感器芯片106上的焊盘102与第三基板300上的电路（图中未示出）通过引线301电连接，形成影像传感器的封装结构104。

上述方法形成的影像传感器的封装结构，请参考图12，包括：

影像传感器芯片106，影像传感器芯片106上表面具有影像感应区101和环绕所述影像感应区101的焊盘102；

空腔壁204，位于影像感应区101和焊盘102之间的影像传感器芯片106的上表面上，空腔壁204环绕所述影像感应区101，在影像感应区101上形成空腔201；

粘合层205，位于空腔壁204和影像传感器芯片106的上表面之间；

覆盖所述空腔壁204两侧的影像传感器芯片106的上表面和粘合层205的部分侧壁的保护层207，保护层207中具有暴露焊盘102表面的开口32；

胶带层203，位于空腔壁204的顶部表面，封闭所述空腔201；

第三基板300，第三基板300上形成有电路（图中未示出），第三基板300的上表面与影像传感器芯片106的下表面贴合；

引线301，将影像传感器芯片106上的焊盘102与第三基板300上的电路电连接。

具体的，所述空腔壁204的材料为玻璃、硅或陶瓷。

所述粘合层205的材料为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。本实施例，所述粘合层205的材料为环氧树脂胶。

所述胶带层203为UV解胶胶带或热解胶胶带。在本发明的其他实施例中，所述胶带层还可以采用其他合适的胶带材料。

所述保护层200的材料与粘合层205的材料相同。

所述保护层200的厚度小于空腔壁204的高度，所述保护层200的厚度小于20微米。

综上，本发明实施例的影像传感器封装结构及其封装方法，通过形成空腔壁和胶带层，空腔壁和胶带层的将影像感应区密封，防止影像感应区裸露在外，从而在影像传感器的封装过程中，防止影像感应区受到污染或损伤。焊盘是通过切割及激光去胶工艺的方式暴露出来，防止了采用其它的形成工艺对焊盘的损伤及污染，并且激光去胶工艺过程不会对胶带层造成损伤，保证胶带膜的完整性，另外，空腔壁和胶带层是通过压合和切割的方式形成，防止了采用其他的形成工艺对影像感应区的损伤及污染。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (28)

1.一种影像传感器的封装方法，其特征在于，包括：

提供第一基板，所述第一基板的上表面形成有若干影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；

提供第二基板，所述第二基板中形成有若干空腔；

在第二基板的上表面形成胶带膜，胶带膜封闭空腔的开口；

将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合，使影像感应区位于空腔内；

切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板，形成环绕所述影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；

激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；

将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；

将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。

2.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，采用刀片切割去除相邻空腔之间的胶带膜和部分厚度的第二基板。

3.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述相邻空腔之间的第一基板上剩余第二基板的厚度小于20微米。

4.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述第二基板的材料为树脂。

5.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述第二基板的材料为玻璃、硅或陶瓷。

6.如权利要求5所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述第二基板下表面上形成有粘合层，第二基板下表面和第一基板的上表面通过粘合层压合。

7.如权利要求6所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述粘合层的材料为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。

8.如权利要求6所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，形成空腔壁的过程为：切割去除相邻空腔之间的胶带膜、第二基板和部分厚度的粘合层，形成环绕所述影像感应区的空腔壁、以及位于空腔壁顶部表面封闭空腔的胶带层；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的粘合层，曝露出焊盘的表面。

9.如权利要求4或8所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料的过程为：激光头发射的激光聚焦在焊盘上的剩余的第二基板材料或粘合层材料中；激光头相对于第一基底来回运动，去除焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料，形成开口，暴露出焊盘的表面。

10.如权利要求9所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，激光去胶工艺时，所述激光的脉冲宽度为1ns～200ns，脉冲频率为80～200KHz，激光在聚焦点处的能量大于1E18W/cm²，激光头移动的相对速度为1mm/s～25mm/s。

11.如权利要求9所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述激光去胶工艺包括多次激光刻蚀，每次激光刻蚀去除部分厚度的剩余的第二基板材料，直至暴露出焊盘的表面。

12.如权利要求9所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，激光刻蚀为多次时，每一次激光刻蚀的功率相同或不相同。

13.如权利要求12所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述激光刻蚀的次数至少包括第一次激光刻蚀和第二次激光刻蚀，第一次激光刻蚀去除部分厚度的第二基底材料或粘合层材料，形成凹槽，第二次激光刻蚀去除凹槽底部剩余的第二基底材料或粘合层材料，形成暴露出焊盘表面的开口。

14.如权利要求13所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，第一激光刻蚀时的激光的功率大于第二次激光刻蚀时的激光功率。

15.如权利要求14所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，第一次激光刻蚀时去除的第二基底材料或粘合层材料的厚度大于第二次激光刻蚀时去除的第二基底材料或粘合层材料的厚度。

16.如权利要求9所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述焊盘的数量为多个，激光去胶工艺去除每个焊盘上的剩余的部分第二基板材料或粘合层材料，形成与每个焊盘对应的开口。

17.如权利要求9所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述焊盘的数量为多个，多个焊盘分布在感应区两侧，激光去胶工艺去除感应区一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的第二基板材料或粘合层材料，形成暴露出感应区一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第一开口，激光去胶工艺去除感应区另一侧的多个焊盘上和相邻焊盘之间的第一基板上的剩余的第二基板材料或粘合层材料，形成暴露出感应区另一侧的多个焊盘和焊盘之间的第一基板的第二开口。

18.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述胶带膜为UV解胶胶带或热解胶胶带。

19.一种影像传感器的封装方法，其特征在于，包括：

提供第一基板，所述第一基板的上表面形成有若干影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；

提供第二基板，将第二基板的下表面与第一基板的上表面压合；

切割去除焊盘上部分厚度的第二基板；激光去胶工艺去除焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出焊盘的表面；

将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；

将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路通过引线电连接。

20.一种影像传感器的封装结构，其特征在于，包括：

影像传感器芯片，所述影像传感器芯片的上表面上具有影像感应区和环绕所述影像感应区的焊盘；

空腔壁，位于影像感应区和焊盘之间的影像传感器芯片的上表面上，空腔壁环绕所述影像感应区，在影像感应区上形成空腔；

胶带层，位于空腔壁的顶部表面，封闭所述空腔；

保护层，覆盖所述空腔壁两侧的影像传感器芯片的上表面和空腔壁的部分侧壁，保护层中具有暴露焊盘表面的开口；

第三基板，第三基板上形成有电路，第三基板的上表面与影像传感器芯片的下表面贴合；

引线，将影像传感器芯片上的焊盘与第三基板上的电路电连接。

21.如权利要求20所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述空腔壁的材料为树脂。

22.如权利要求20所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述空腔壁的材料为玻璃、硅或陶瓷。

23.如权利要求22所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述空腔壁和第一基板之间具有粘合层。

24.如权利要求23所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述粘合层的材料为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。

25.如权利要求23所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述保护层的材料与空腔壁的材料或粘合层的材料相同。

26.如权利要求20所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述保护层的厚度小于空腔壁的高度。

27.如权利要求26所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述保护层的厚度小于20微米。

28.如权利要求20所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述胶带层为UV解胶胶带或热解胶胶带。

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