CN103904094B - 影像传感器封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种影像传感器封装结构及其封装方法，所述封装结构，包括：影像传感器芯片，影像传感器芯片的上表面上具有影像感应区和环绕影像感应区的第一焊盘；空腔壁，位于影像感应区和第一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；金属凸点，位于所述第一焊盘上；位于影像传感器芯片上的PCB基板，PCB基板中具有贯穿PCB基板的第一开口，第一开口的周围的PCB基板上具有第二焊盘，PCB基板的远离第二焊盘的表面上具有镜头模组，PCB基板上的第二焊盘与的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合。本发明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。
Description
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 ImageSensor)。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 on Board，COB）封装技术由于其封装的产品性能可靠稳定，集成度高、光线穿透率高，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，首先，提供影像传感器芯片31，影像传感器芯片31包括影像感应区33和包围所述影像感应区31的焊盘32，然后，将影像传感器芯片31直接贴装在PCB基板34上，接着，通过引线键合技术实现影像传感器芯片31上的焊盘32与PCB基板34上的连接点的电连接，然后，在PCB基板34上形成镜头组件38，所述镜头组件38包括位于PCB基板34上的透镜支架37，以及透镜支架37固定的透镜36，所述透镜36位于影像感应区33上方。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第一焊盘；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；去除第一焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出第一焊盘的表面；在所述第一焊盘的表面上形成金属凸点；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；去除所述空腔壁顶部的胶带层；提供PCB基板，所述PCB基板中具有贯穿PCB基板的第一开口，所述第一开口的周围具有第二焊盘，所述PCB基板的远离第二焊盘的表面上具有镜头模组；将PCB基板置于单个的影像传感器芯片上方，将PCB基板上的第二焊盘与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合。
可选的，所述镜头组件包括透镜和透镜支架。
可选的，所述透镜的位置对应于PCB基板的第一开口的位置。
可选的，所述第一开口的尺寸大于空腔壁的尺寸，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度。
可选的，所述空腔壁高于金属凸点顶部的高度为10～50微米。
可选的，所述第一开口的尺寸小于空腔壁的尺寸。
可选的，所述空腔壁的高度小于所述金属凸点的高度，将PCB基板上的第二焊盘与单个影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁与PCB板的表面接触。
可选的，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度，第二焊盘和第一开口之间的PCB板内形成有凹槽，凹槽的位置与空腔壁的位置对应，所述金属凸点的高度与凹槽的深度之和大于空腔壁的高度，将PCB基板上的第二焊盘与单个影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁的顶部位于凹槽内。
可选的，所述第一开口两侧的PCB基板上形成有凸块，空腔壁与凸块的总高度小于所述金属凸点的高度，将PCB基板上的第二焊盘与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁的顶部与凸块相接触。
可选的，所述金属凸点的形成工艺为植球工艺或印刷和回流工艺。
可选的，所述金属凸点的材料为锡、金或者锡合金。
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，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；去除第一焊盘上剩余的粘合层，暴露出第一焊盘的表面。
可选的，去除所述第一焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料采用激光去胶工艺或者等离子干法去胶工艺。
可选的，激光去胶工艺去除第一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第一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，去除第一焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料，暴露出第一焊盘的表面。
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，所述胶带膜为UV解胶胶带或热解胶胶带。
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第一焊盘；空腔壁，位于影像感应区和第一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；金属凸点，位于所述第一焊盘上；位于影像传感器芯片上的PCB基板，所述PCB基板中具有贯穿PCB基板的第一开口，所述第一开口的周围的PCB基板上具有第二焊盘，所述PCB基板的远离第二焊盘的表面上具有镜头模组，所述PCB基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合。
可选的，所述镜头组件包括透镜和透镜支架。
可选的，所述透镜的位置对应于PCB基板的第一开口的位置，所述第一开口的尺寸大于空腔壁的尺寸。
可选的，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度。
可选的，所述空腔壁高于金属凸点顶部的高度为10～50微米。
可选的，所述第一开口的尺寸小于空腔壁的尺寸。
可选的，所述空腔壁的高度小于所述金属凸点的高度，所述空腔壁与PCB板的表面接触。
可选的，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度，第一开口两侧的PCB板内形成有凹槽，凹槽的位置与空腔壁的位置对应，所述金属凸点的高度与凹槽的深度之和大于空腔壁的高度，所述空腔壁位于凹槽内且与凹槽的底部接触。
可选的，所述第一开口两侧的PCB基板上形成有凸块，空腔壁与凸块的总高度小于所述金属凸点的高度，所述空腔壁的顶部与凸块相接触。
可选的，其特征在于，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，所述空腔壁和影像传感器芯片表面之间具有粘合层。
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。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的影像传感器的封装方法，在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第一焊盘；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；去除第一焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出第一焊盘的表面；在所述第一焊盘的表面上形成金属凸点；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；去除所述空腔壁顶部的胶带层；提供PCB基板，所述PCB基板中具有贯穿PCB基板的第一开口，所述第一开口的周围具有第二焊盘，所述PCB基板的远离第二焊盘的表面上具有镜头模组；将PCB基板上的第二焊盘与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合。本发明形成的空腔壁和胶带层将影像感应区密封，防止影像感应区裸露在外，在切割第二基板材料和去除焊盘上剩余的第二基板材料、以及形成金属凸点和分割第一基板的过程中，防止影像传感器的影像感应区受到污染或损伤；并且，在去除胶带层后，空腔壁得以保留，在将PCB基板第二焊盘和影像传感器芯片上的第一焊盘键合时，所述空腔壁能对键合过程中产生的污染物或者外部的污染物产生阻挡的作用，防止键合过程中产生的污染物或者外部的污染物沾污或损伤影像感应区，另外，在进行影像传感器封装结构摔落测试中，所述空腔壁还可以防止震出的颗粒进入影像感应区；
另外，本发明的影像传感器的封装方法，由于第一焊盘与空腔壁之间的位置是固定的，在将PCB基板置于单个的影像传感器芯片时，所述空腔壁可以作为对准标记，通过检测该对准标记，提高了PCB基板上的第二焊盘与金属凸点的对准精度；
另外，本发明的影像传感器的封装方法，通过金属凸点实现第一焊盘和第二焊盘的键合连接，相比于引线键合工艺，提高了器件的集成度。
进一步，所述第一开口的尺寸大于空腔壁的尺寸，所述空腔壁的高度大于金属凸点的高度（空腔壁的底部表面高于金属凸点的顶部表面），在将PCB基板上的第二焊盘与金属凸点键合时，空腔壁能够深入PCB基板的第一开口内，在键合过程中，所述空腔壁能更好的阻挡外部的污染物向影像感应区的方向的横向移动，防止影像感应区被污染或者损伤。另外，空腔壁的高度大于金属凸点的高度，使得空腔壁与金属凸点之间存在高低差异、空腔壁与影像感应区表面具有高低差异，当空腔壁作为对准标记时，使得通过光学检测的方法获得的电信号具有明显的边界区分，方便了空腔壁（对准标记）的识别。
进一步，所述空腔壁高于金属凸点顶部的高度为10～50微米，在键合过程中，所述空腔壁能更好的阻挡外部的污染物向影像感应区的方向的横向移动的同时，所述空腔壁不会对影像感应区上方入射的光线产生影响，并且在空腔壁作为对准标记时，识别效果较好。
进一步，采用激光去胶工艺去除第一焊盘上剩余的第二基板材料时，无需形成掩膜层，即可选择性的去除第一焊盘上剩余的第二基板材料，不会对胶带层和第一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第一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，使得影像感应区不会因为高温工艺产生损伤而使其检测灵敏度降低。
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，能精确的去除第一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，防止或减小对第一焊盘的损伤，并且不会损伤胶带层。
进一步，所述PCB基板中的第一开口的尺寸小于影像传感器芯片上空腔壁的尺寸，且空腔壁的高度小于或等于金属凸点的高度，在将PCB基板置于影像传感器芯片上方，将基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁与PCB基板的形成有第二焊盘的表面接触，空腔壁与PCB基板以及镜头组件将影像感应区密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁在键合的过程中还可以支撑PCB基板，使得金属凸点与第二焊盘具有较好的键合形貌和键合面状态。
进一步，第二焊盘与第一开口之间的PCB基板内形成有凹槽，凹槽的位置与空腔壁的位置对应，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度，并且所述PCB基板中的第一开口的尺寸小于影像传感器芯片上空腔壁的尺寸，所述金属凸点的高度与凹槽的深度之和大于空腔壁的高度，在将PCB基板置于影像传感器芯片上方，将PCB基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁与凹槽的底部表面接触或者嵌入凹槽内，空腔壁与PCB基板以及镜头组件将影像感应区密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁在键合的过程中还可以支撑PCB基板，使得金属凸点与第二焊盘具有较好的键合形貌和键合面状态。进一步，在键合过程中，当空腔壁是嵌入凹槽内时，使得形成的整个封装结构的力学性能和机械稳定性增强，封装结构在受到外力作用时，PCB基板不容易从影像传感器芯片上脱离。
进一步，所述第二焊盘与第一开口之间的PCB基板上形成有凸块，凸块的位置与空腔壁的位置对应，所述PCB基板中的第一开口的尺寸小于影像传感器芯片上空腔壁的尺寸，所述空腔壁的高度小于所述金属凸点的高度，所述金属凸点的高度与凸块的高度之和要小于金属凸点的高度，在将PCB基板置于影像传感器芯片上方，将PCB基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁与凸块的表面接触，空腔壁、凸块、PCB基板以及镜头组件将影像感应区密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁和凸块在键合的过程中还可以支撑基板，使得金属凸点与第二焊盘具有较好的键合形貌和键合面状态。
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，影像传感器封装结构中的空腔壁在键合的过程中防止影像感应区的污染，并且不会对影像感应区上方的入射光线产生影响，具体的，在将PCB基板第二焊盘和影像传感器芯片上的第一焊盘键合时，所述空腔壁能对键合过程中产生的污染物或者外部的污染物产生阻挡的作用，防止键合过程中产生的污染物或者外部的污染物沾污或损伤影像感应区。另外，由于第一焊盘与空腔壁之间的位置是固定的，在将PCB基板置于单个的影像传感器芯片上时，所述空腔壁可以作为对准标记，通过检测该对准标记，提高了PCB基板上的第二焊盘与金属凸点的对准精度。
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12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13～图18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；
图19～图20为本发明又一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图；
图21～图22为本发明又一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图；
图23～图24为本发明又一实施例影像传感器的封装过程的结构示意图；
图25～图26为本发明又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像感应区是完全裸露在外的，极易造成污染或损伤，影响形成的影像传感器封装结构的可靠性和稳定性。并且，影像传感器芯片上的焊盘与PCB通过金属引线连接的方式使得器件尺寸无法达到理想的要求，不利于器件集成度的提高。
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，形成的空腔壁和胶带层将影像感应区密封，防止影像感应区裸露在外，在切割第二基板材料和去除焊盘上剩余的第二基板材料、以及形成金属凸点和分割第一基板的过程中，防止影像传感器的影像感应区受到污染或损伤。并且，在去除胶带层后，空腔壁得以保留，在将PCB基板第二焊盘和影像传感器芯片上的第一焊盘键合时，所述空腔壁能对键合过程中产生的污染物或者外部的污染物产生阻挡的作用，防止键合过程中产生的污染物或者外部的污染物沾污或损伤影像感应区，另外，在进行影像传感器封装结构摔落测试中，所述空腔壁还可以防止震出的颗粒进入影像感应区。另外，由于第一焊盘与空腔壁之间的位置是固定的，在将PCB基板置于单个的影像传感器芯片时，所述空腔壁可以作为对准标记，通过检测该对准标记，提高了PCB基板上的第二焊盘与金属凸点的对准精度。
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12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的第一焊盘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的第一焊盘102，所述芯片区域11还形成有将影像感应区101和第一焊盘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、第一焊盘和金属凸点，传送给PCB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，所述第一焊盘102位于芯片区域11的边缘位置。在其他实施例中，所述第一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的第一焊盘102独立设置。在其他实施例中，相邻芯片区域的第一焊盘相连接，即所述第一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第一焊盘被切割开，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（或等离子干法去胶工艺）暴露出第一焊盘，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第一焊盘上方的部分胶带膜和第二基板形成空腔壁和胶带层，并暴露出第一焊盘表面，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第一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，后续在切割和刻蚀第一焊盘上的第二基板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。
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（或者第一焊盘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（或者第一焊盘102和切割道区域12上）上剩余部分厚度的第二基板材料，防止切割过程中的过切割对第一焊盘102造成损伤，后续可以通过激光去胶工艺（或等离子干法去胶工艺）去除第一焊盘102上剩余的第二基板材料暴露出第一焊盘102的表面，以在第一焊盘102上形成金属凸点，通过金属凸点将第一焊盘102与PCB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（或等离子干法去胶工艺）的负担。
接着，请参考图7，去除第一焊盘102上剩余的第二基板材料（参考图6），暴露出第一焊盘102的表面。
去除第一焊盘102上剩余的第二基板材料（参考图6）采用激光去胶工艺或等离子体干法去胶工艺。
去除第一焊盘102上剩余的第二基板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，激光去胶工艺去除第一焊盘102上剩余的第二基板材料的过程为：激光头发射的激光33聚焦在第一焊盘102上的剩余的第二基板材料中；激光头相对于第一基底100来回运动，去除第一焊盘102上剩余的第二基板材料，暴露出第一焊盘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第一焊盘上的第二基板材料，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第一焊盘102上需要去除的剩余的第二基板材料中，影像感应区101不会受到激光去胶时的热量影响，使得影像感应区101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，能精确的去除第一焊盘102上的第二基板材料，不会产生第二基板材料的残留，防止对第一焊盘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材料，直至暴露出第一焊盘102的表面，以达到较好的去除效果，干净的去除第一焊盘102上的第二基板材料。
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，形成暴露出第一焊盘表面的开口，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，在干净的去除第一焊盘102上的第二基板材料的同时，减小了对第一焊盘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，提高去除第二基板材料时的效率。
所述第一焊盘102的数量为多个，激光去胶工艺分别去除每个第一焊盘102上的剩余的部分第二基板材料200，形成与每个第一焊盘201对应的开口。
在本发明的其他实施例中，所述第一焊盘的数量为多个，多个第一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第一焊盘上和相邻第一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第一焊盘和第一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第一焊盘上和相邻第一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第一焊盘和第一焊盘之间的第一基板的第二开口。
在本发明的其他实施例中，去除剩余的第二基板材料还可以采用等离子干法去胶工艺，所述等离子干法去胶工艺采用的气体为氧气，氧气在射频功率的作用下形成等离子体，等离子体对第一基板上剩余的第二基板材料进行刻蚀。干法去胶过程中，空腔壁和胶带层保护影像感应区不会受到损伤。
本实施例，去除第一焊盘102上和切割道区域12上剩余的第二基板材料。
在本发明的其他实施例中，请参考图8，也可以只去除第一焊盘102正上方的部分或全部的剩余的第二基板材料，保留切割道区域12上以及第一焊盘102和空腔壁204之间的剩余的第二基板材料，保留的剩余的第二基板材料可以作为保护层保护第一基板100内的半导体器件，第一焊盘102与空腔壁204之间剩余的第二基板材料与空腔壁204结合为一体，使得空腔壁呈“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，防止空腔壁倒塌。
参考图9，在第一焊盘102上形成金属凸点105。
所述金属凸点105用于后续PCB基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘102的键合焊接。
所述金属凸点105的形状为球形，金属凸点105的形成工艺为植球工艺。由于空腔壁204和胶带层203将影像感应区101与外部环境隔离，在形成金属凸点105的过程中，所述空腔壁204和胶带层203能防止在植球过程中对影像感应区的污染或损伤。
所述金属凸点105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。
在本发明的其他实施例中，所述金属凸点的形成工艺还可以为网板印刷和回流工艺，其具体的过程为：提供具有网孔的网板，所述网孔与金属凸点的位置相对应，本实施例中，由于第一基底100上还具有空腔壁204和胶带层203，为了防止印刷过程中胶带层203和空腔壁的损伤，在进行网板的设计时，所述网板中还可以具有若干凹槽，凹槽的位置与空腔壁的位置相对应，在将网板与第一基底100表面贴合时，使得空腔壁204和胶带层203刚好位于网板内的凹槽内，网孔则暴露出第一焊盘102的表面；将网板与第一基底100的表面贴合，使得网板中的网孔暴露出第一焊盘102的表面，在网孔中刷入金、锡或者锡合金等材料；移除网板，对刷入金、锡或者锡合金等材料进行回流工艺，在第一焊盘102上形成金属凸点105。
所述空腔壁204的高度大于金属凸点105的高度，或者空腔壁204的顶部表面高于金属凸点105的顶部表面，后续在将PCB基板上的第二焊盘与金属凸点105键合时，由于空腔壁204的顶部表面高于第二焊盘和金属凸点105的键合面，在键合过程中，所述空腔壁能更好的阻挡外部的污染物向影像感应区101的方向的横向移动，防止影像感应区被污染或者损伤。需要说明的是，本实施例和后续实施例中，所述空腔壁204的高度是指空腔壁的底部表面与顶部表面的垂直距离，所述金属凸点105的高度是指金属凸点的底部表面与顶部表面之间的垂直距离。
另外，由于空腔壁204与金属凸点105（或者第一焊盘102）之间的位置是固定的，所述空腔壁204可以作为后续在将PCB基板置于影像传感器芯片上进行对准时的对准标记，通过检测对准标记可以准确的获得PCB基板上的第二焊盘与金属凸点105的位置，提高了键合的精度。空腔壁204的高度大于金属凸点105的高度，使得空腔壁204与金属凸点105之间存在高低差异、空腔壁105与影像感应区101表面具有高低差异，当通过光学检测的方法检测空腔壁204时，获得的电信号具有明显的边界区分，方便了空腔壁204（对准标记）的识别。
所述空腔壁204高于金属凸点105顶部的高度为10～50微米，在键合过程中，所述空腔壁能更好的阻挡外部的污染物向影像感应区101的方向的横向移动的同时，所述空腔壁204不会对影像感应区上方入射的光线产生影响，并且在空腔壁204作为对准标记时，识别效果较好。
请参考图10，将第一基板100（参考图9）进行分割，形成若干单个的影像传感器芯片；去除所述空腔壁204顶部表面的胶带层203（参考图9）。
沿第一基板100的切割道区域12（参考图9）对第一基板100进行分割，形成若干单个的影像传感器芯片。
对第一基板100进行分割采用现有的切割工艺，在此不再赘述，在进行切割时，所述胶带层203和空腔壁204继续对影像感应区101进行保护。
在切割完成后，采用UV光照射所述胶带层203，然后揭除所述胶带层203，暴露出空腔201底部的影像感应区101。
当所述胶带层203的材料为热解胶胶带时，对所述胶带层203进行加热，然后揭除所述胶带层203。
接着，请参考图11，提供PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板300上具有第二焊盘301，所述PCB基板300的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304。
所述第一开口305数量为一个或多个，后续将PCB基板300与影像传感器芯片进行封装时，所述第一开口305暴露出影像传感器芯片的影像感应区101（参考图10）。
所述第一开口305的尺寸大于或等于所述影像感应区101的尺寸，且小于所述影像传感器芯片的尺寸。利用所述第一开口305，使得入射光可直接入射到影像感应区101表面。
所述第一开口305的尺寸W2大于空腔壁204（参考图10）的尺寸W1，当影像传感器芯片中空腔壁204的顶部表面高于金属凸点105（参考图10）的顶部表面时，后续在将PCB基板300上的第二焊盘301与影像传感器芯片上的金属凸点105键合时，空腔壁204能够深入PCB基板300的第一开口305内，在键合的过程中，能更好的阻挡外部的污染物进入到影像感应区。需要说明的是，本实施例和后续实施例中，所述第一开口305的尺寸是指第一开口305的两相对侧壁的最大距离，空腔壁204的尺寸是指空腔壁204的两相对的外侧壁之间的最长距离。
所述第一开口305周围的PCB基板300的表面上具有第二焊盘301，所述第二焊盘301的材料为Al、Au、Cu等。后续将PCB基板置于影像传感器芯片上时，所述第二焊盘301的位置与第一焊盘102的位置相对应。在具体的实施例中，所述第一焊盘102可以位于所述影像感应区101的四个侧边，呈矩形分布，每一个边形成有若干个第一焊盘102，则所述第二焊盘301也位于第一开口305的四个侧边，呈矩形分布，每一个边形成有同样多个第二焊盘301，且所述相邻第二焊盘301的间距与相邻第一焊盘102的间距相同。在其他实施例中，当所述第一焊盘102位于影像感应区101的两侧或某一侧时，所述第二焊盘301也位于第一开口305的两侧或某一侧。
所述PCB基板300形成有第二焊盘301相对的表面上形成有镜头组件304，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303。所述透镜302的位置对应于所述第一开口305的位置，且所述透镜302的尺寸大于或等于所述第一开口305的尺寸，使得外界光能透过所述透镜302照射到影像传感器芯片的影像感应区101表面。
其他实施例中，在所述透镜支架和PCB基板之间的PCB基板300表面上具有其他器件，例如电阻、电感、电容、集成电路块或光学组件等，具体器件的类型可根据PCB基板和芯片的类型进行选择。由于在透镜支架和第一开口边缘有一定的距离，且所述PCB基板和透镜之间也有一定的距离，在所述透镜支架和PCB基板之间的PCB基板第二表面形成有其他器件可实现有限空间内的高密度堆叠结构。此外，在所述透镜和第一开口之间还可以形成光学组件，例如偏振镜、红外线滤镜等，用于提高影像传感器的成像质量。
参考图12，将PCB基板300置于单个的影像传感器芯片上方，将PCB基板300上的第二焊盘301与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘102通过金属凸点105键合。
第二焊盘301与第一焊盘102的键合为焊接键合，第一焊盘301和第二焊盘105通过金属凸点105中的材料焊接在一起。
所述焊接方式包括共晶键合、超声热压、热压焊接、超声波压焊等。在本实施例中，当所述第一焊盘102和第二焊盘301的材料为Al时，所述金属凸点105的材料为Au，连接工艺为超声热压方式；当所述第一焊盘102和第二焊盘301的材料为Au时，所述金属凸点105的材料为Sn，连接工艺为共晶键合方式。由于所述超声热压方式和共晶键合方式为本领域技术人员的公知技术，在此不作详述。
在键合的过程中，所述空腔壁204可以有效的防止外部的污染物对影像感应区的污染，并且所述空腔壁204还可以作为PCB基板上300的第二焊盘301与金属凸点105对准时的对准标记。
上述封装方法形成的影像传感器封装结构，请参考图12，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101和环绕所述影像感应区101的第一焊盘102；
空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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；
金属凸点105，位于所述第一焊盘102上；
位于所述影像传感器芯片上的PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口，所述第一开口的周围的PCB基板上具有第二焊盘301，所述PCB基板的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304，所述PCB基板300上的第二焊盘301与影像传感器芯片上的第一焊盘102通过金属凸点105键合。
具体的，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303。
所述透镜302的位置对应于PCB基板300的第一开口的位置，所述第一开口的尺寸大于空腔壁204的尺寸。
所述空腔壁204的高度大于所述金属凸点105的高度。
所述空腔壁204高于金属凸点105顶部的高度为10～50微米。
所述空腔壁204的材料为树脂。
所述空腔壁204的材料还可以为玻璃、硅或陶瓷。所述空腔壁204的材料为玻璃、硅或陶瓷时，所述空腔壁204和影像传感器芯片表面之间具有粘合层（图中未示出）。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。
图13～图18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。
参考图13，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的第一焊盘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，所述粘合层205作为第二基板200的一部分，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（或等离子干法去胶工艺）很方便的去除第一焊盘102上剩余的粘合层以暴露出第一焊盘102表面，而激光去胶工艺（或等离子干法去胶工艺）不会对胶带层造成损伤或损害。
参考图14，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13），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，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13）的同时，还可以切割去除部分厚度的粘合层205。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上剩余的粘合层材料暴露出焊盘102的表面，以进行键合工艺，将焊盘102与PCB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。
参考图15，去除第一焊盘102上剩余的粘合层材料（参考图14），暴露出第一焊盘102的表面，空腔壁204底部剩余的粘合层205作为空腔壁的一部分。
去除剩余的粘合层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聚焦在第一焊盘102上的剩余的粘合层材料中；激光头相对于第一基底100来回运动，去除第一焊盘102上剩余的粘合层材料，暴露出第一焊盘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第一焊盘102上的粘合层材料，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，能精确的去除第一焊盘102上的粘合层材料，不会产生粘合层材料的残留，防止对第一焊盘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材料，直至暴露出第一焊盘102的表面，以达到较好的去除效果，干净的去除第一焊盘102上的粘合层材料。
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，形成暴露出第一焊盘102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，在干净的去除第一焊盘102上的粘合层材料的同时，减小了对第一焊盘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。
所述第一焊盘102的数量为多个，激光去胶工艺分别去除每个第一焊盘102上的剩余的粘合层材料，形成与每个第一焊盘102对应的开口。
在本发明的其他实施例中，所述第一焊盘的数量为多个，多个第一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第一焊盘上和相邻第一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第一焊盘和第一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第一焊盘上和相邻第一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第一焊盘和第一焊盘之间的第一基板的第二开口。
在本发明的其他实施例中，去除剩余的粘合层材料还可以采用等离子干法去胶工艺，所述等离子干法去胶工艺采用的气体为氧气，氧气在射频功率的作用下形成等离子体，等离子体对第一基板100上剩余的粘合层材料进行刻蚀。等离子干法去胶过程中，空腔壁204和胶带层203保护影像感应区101不会受到损伤。
参考图16，在第一焊盘102上形成金属凸点105。
所述金属凸点105用于后续PCB基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘102的键合焊接。
所述金属凸点105的形状为球形，金属凸点105的形成工艺为植球工艺。所述金属凸点105的形成工艺也可以为印刷和回流工艺。
由于空腔壁204和胶带层203将影像感应区101与外部环境隔离，在形成金属凸点105的过程中，所述空腔壁204和胶带层203能防止在植球过程中对影像感应区的污染或损伤。
所述金属凸点105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。
请参考图17，将第一基板100（参考图16）进行分割，形成若干单个的影像传感器芯片106；去除所述空腔壁204顶部表面的胶带层203（参考图16）。
沿第一基板100的切割道区域12对第一基板100进行分割，形成若干单个的影像传感器芯片。
对第一基板100进行分割采用现有的切割工艺，在此不再赘述，在进行切割时，所述胶带层203和空腔壁204继续对影像感应区101进行保护。
在切割完成后，采用UV光照射所述胶带层203，然后揭除所述胶带层203，暴露出空腔201底部的影像感应区101。
参考图18，提供PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板300上具有第二焊盘301，所述PCB基板300的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304；将PCB基板300置于单个的影像传感器芯片106上方，将PCB基板300上的第二焊盘301与单个的影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合。
所述PCB基板300形成有第二焊盘301相对的表面上形成有镜头组件304，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303。所述透镜302的位置对应于所述第一开口305的位置，且所述透镜302的尺寸大于或等于所述第一开口305的尺寸，使得外界光能透过所述透镜302照射到影像传感器芯片的影像感应区101表面。
第二焊盘301与第一焊盘102的键合为焊接键合，第一焊盘301和第二焊盘105通过金属凸点105中的材料焊接在一起。
所述焊接方式包括共晶键合、超声热压、热压焊接、超声波压焊等。
在键合的过程中，所述空腔壁204可以有效的防止外部的污染物对影像感应区的污染，并且所述空腔壁204还可以作为PCB基板上300的第二焊盘301与金属凸点105对准时的对准标记。
上述封装方法形成的影像传感器封装结构，请参考图18，包括：
影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102；
空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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；
金属凸点105，位于所述第一焊盘102上；
位于所述影像传感器芯片106上的PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口，所述第一开口的周围的PCB基板上具有第二焊盘301，所述PCB基板的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304，所述PCB基板300上的第二焊盘301与的影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合。
在本发明的另一实施例还提供了一种影像传感器的封装方法，请参考图19，提供PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板300上具有第二焊盘301；PCB基板300的远离第二焊盘301的表面上具有镜头组件304，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303，所述透镜302的位置对应于PCB基板300的第一开口305的位置。
PCB基板300的形成过程在此不再赘述，请参考前述实施例。
请继续参考图19，提供影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102，所述第一焊盘102的位置与第二焊盘301的位置相对应；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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；第一焊盘102上具有金属凸点105。
影像传感器芯片106的形成过程为：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第一焊盘；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；去除第一焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出第一焊盘的表面；在所述第一焊盘的表面上形成金属凸点；将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；去除所述空腔壁顶部的胶带层。关于影像传感器芯片106的形成具体过程的描述和其他相关限定，请参考前述实施例，在此不再赘述。
本实施例中，所述PCB基板300中的第一开口305的尺寸W2小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸W1，且空腔壁204的高度小于或等于金属凸点105的高度，后续将PCB基板300置于影像传感器芯片106上方，将PCB基板上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合时，所述空腔壁204与PCB基板300的形成有第二焊盘301的表面接触，空腔壁204与PCB基板300以及镜头组件304将影像感应区101密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔201而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁204在键合的过程中还可以支撑PCB基板300，使得金属凸点105与第二焊盘301具有较好的键合形貌和键合面状态。
参考图20，将PCB基板300置于单个的影像传感器芯片106上方，将PCB基板300上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合。
上述方法形成的影像传感器封装结构，请参考图20，包括：影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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；金属凸点105，位于所述第一焊盘102上，空腔壁204的高度小于或等于金属凸点105的高度；位于所述影像传感器芯片106上的PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，PCB基板300中的第一开口305的尺寸小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸；所述第一开口305的周围的PCB基板上具有第二焊盘301；所述PCB基板的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304，所述PCB基板300上的第二焊盘301与的影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合。
在本发明的另一实施例还提供了一种影像传感器的封装方法，请参考图21，提供PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板300上具有第二焊盘301；第二焊盘301和第一开口305之间的PCB基板300内具有凹槽307，所述凹槽307的一侧与第一开口305相互贯穿；PCB基板300的远离第二焊盘301的表面上具有镜头组件304，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303，所述透镜302的位置对应于PCB基板300的第一开口305的位置。
PCB基板300的形成过程在此不再赘述，请参考前述实施例。
请继续参考图21，提供影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102，所述第一焊盘102的位置与第二焊盘301的位置相对应；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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，所述空腔壁204的位置与凹槽307的位置对应；第一焊盘102上具有金属凸点105。关于影像传感器芯片的具体形成过程请参考前述实施例，在此不再赘述。
本实施例中，由于PCB基板300中凹槽307的存在，所述空腔壁204的高度可以大于所述金属凸点105的高度，以减小空腔壁204形成的工艺难度，并且所述PCB基板300中的第一开口305的尺寸W2小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸W1，所述金属凸点105的高度与凹槽307的深度之和要大于空腔壁204的高度，后续将PCB基板300置于影像传感器芯片106上方，将PCB基板上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合时，所述空腔壁204与凹槽307的底部表面接触，空腔壁204与PCB基板300以及镜头组件304将影像感应区101密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔201而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁204在键合的过程中还可以支撑PCB基板300，使得金属凸点105与第二焊盘301具有较好的键合形貌和键合面状态。
参考图22，将PCB基板300置于单个的影像传感器芯片106上方，将PCB基板300上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合，键合时，所述空腔壁204与凹槽的底部表面接触。
上述方法形成的影像传感器封装结构，请参考图22，包括：影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘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；金属凸点105，位于所述第一焊盘102上，空腔壁204的高度大于金属凸点105的高度；位于所述影像传感器芯片106上的PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板上具有第二焊盘301，PCB基板300中的第一开口305的尺寸小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸；位于所述第二焊盘301和第一开口305之间的PCB基板300内的凹槽，所述凹槽的一侧与第一开口305相互贯穿，凹槽的位置与空腔壁204的位置对应，所述金属凸点105的高度与凹槽的深度之和大于空腔壁204的高度；所述PCB基板的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304，PCB基板300中的第一开口的尺寸小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸，所述PCB基板300上的第二焊盘301与的影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合，所述空腔壁204位于凹槽内且与凹槽的底部接触。
本实施例中，所述凹槽307的一侧与第一开口305相互贯穿。在本发明的其他实施例中，请结合参考图23和图24，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板300上具有第二焊盘301；第二焊盘301和第一开口305之间的PCB基板300内具有凹槽307，所述凹槽307为两侧侧壁和底部均位于PCB基板中；PCB基板300的远离第二焊盘301的表面上具有镜头组件304，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303，所述透镜302的位置对应于PCB基板300的第一开口305的位置。
所述影像传感器芯片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的第一焊盘102，所述第一焊盘102的位置与第二焊盘301的位置相对应；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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，所述空腔壁204的位置和宽度与凹槽307的位置和宽度对应；第一焊盘102上具有金属凸点105。
由于凹槽307的存在，所述空腔壁204的高度可以大于所述金属凸点105的高度，以减小空腔壁204形成的工艺难度，并且所述PCB基板300中的第一开口305的尺寸W2小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸W1，所述金属凸点105的高度与凹槽307的深度之和要大于空腔壁204的高度，在将PCB基板300置于影像传感器芯片106上方，将PCB基板上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合时，所述空腔壁204嵌入凹槽307内，空腔壁204与PCB基板300以及镜头组件304将影像感应区101密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔201而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁204在键合的过程中还可以支撑PCB基板300，使得金属凸点105与第二焊盘301具有较好的键合形貌和键合面状态；进一步，空腔壁204是嵌入凹槽307内，使得整个封装结构的力学性能和机械稳定性增强，封装结构在受到外力作用时，PCB基板300不容易从影像传感器芯片106上脱离。
在本发明的又一实施例还提供了一种影像传感器的封装方法，请参考图25，提供PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板300上具有第二焊盘301；第二焊盘301和第一开口305之间的PCB基板表面上形成有凸块308，所述凸块308与第二焊盘位于PCB基板300的同一表面；PCB基板300的远离第二焊盘301的表面上具有镜头组件304，所述镜头组件304包括透镜302和透镜支架303，所述透镜302的位置对应于PCB基板300的第一开口305的位置。
所述凸块308后续用于与影像传感器上的空腔壁接触，以在键合的过程时形成封闭的环境。
所述凸块308的材料可以为高分子光刻胶，在键合过程中（包括加热过程），凸块308会与空腔壁粘附在一起，高分子光刻胶可以为环氧树脂胶、聚酰亚胺胶、苯并环丁烯胶或聚苯并恶唑胶。在本发明的其他实施例中，所述凸块308还可以为其他合适的材料。
所述凸块308形成过程为：采用湿膜或干膜工艺在PCB基板表面形成光刻胶层；然后对光刻胶层进行曝光和显影，在第二焊盘301与第一开口305之间的PCB基板上形成凸块。
所述凸块308可以在第一开口305形成之后形成，也可以在第一开口形成之前形成。
请继续参考图25，提供影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102，所述第一焊盘102的位置与第二焊盘301的位置相对应；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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，所述空腔壁204的位置与凸块308的位置对应；第一焊盘102上具有金属凸点105。
本实施例中，所述PCB基板300中的第一开口305的尺寸W2小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸W1，所述空腔壁204的高度小于所述金属凸点105的高度，所述金属凸点105的高度与凸块308的高度之和要小于或等于金属凸点105的高度，后续将PCB基板300置于影像传感器芯片106上方，将PCB基板上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合时，所述空腔壁204与凸块308的表面接触，空腔壁204、凸块308、PCB基板300以及镜头组件304将影像感应区101密封，能很好和有效的防止键合过程中产生的污染物进入空腔201而对影像感应区产生污染或沾污，另外，所述空腔壁204和凸块308在键合的过程中还可以支撑PCB基板300，使得金属凸点105与第二焊盘301具有较好的键合形貌和键合面状态。
参考图26，将PCB基板300置于单个的影像传感器芯片106上方，将PCB基板300上的第二焊盘301与影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合，键合时，所述空腔壁204与凸块308的表面接触。
上述方法形成的影像传感器封装结构，请参考图26，包括：影像传感器芯片106，所述影像传感器芯片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的第一焊盘102；空腔壁204，位于影像感应区101和第一焊盘102之间的影像传感器芯片的上表面上，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；金属凸点105，位于所述第一焊盘102上，空腔壁204的高度小于金属凸点105的高度；位于所述影像传感器芯片106上的PCB基板300，所述PCB基板300中具有贯穿PCB基板300的第一开口305，所述第一开口305的周围的PCB基板上具有第二焊盘301，PCB基板300中的第一开口305的尺寸小于影像传感器芯片106上空腔壁204的尺寸；第二焊盘301和第一开口305之间的PCB基板表面上形成有凸块308，所述凸块308与第二焊盘301位于PCB基板300的同一表面，所述凸块308的位置与空腔壁204的位置对应，所述金属凸点105的高度与凸块308的深度之和小于空腔壁204的高度；所述PCB基板的远离第二焊盘301的表面上具有镜头模组304，所述PCB基板300上的第二焊盘301与的影像传感器芯片106上的第一焊盘102通过金属凸点105键合，所述空腔壁204于凸块308的表面接触。
综上，本发明实施例的影像传感器的封装方法，形成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，在切割第二基板材料和去除焊盘上剩余的第二基板材料、以及形成金属凸点和分割第一基板的过程中，防止影像传感器的影像感应区受到污染或损伤；并且，在去除胶带层后，空腔壁得以保留，在将PCB基板第二焊盘和影像传感器芯片上的第一焊盘键合时，所述空腔壁能对键合过程中产生的污染物或者外部的污染物产生阻挡的作用，防止键合过程中产生的污染物或者外部的污染物沾污或损伤影像感应区，另外，在进行影像传感器封装结构摔落测试中，所述空腔壁还可以防止震出的颗粒进入影像感应区；另外，本发明的影像传感器的封装方法，由于第一焊盘与空腔壁之间的位置是固定的，在将PCB基板置于单个的影像传感器芯片时，所述空腔壁可以作为对准标记，通过检测该对准标记，提高了PCB基板上的第二焊盘与金属凸点的对准精度；另外，本发明的影像传感器的封装方法，通过金属凸点实现第一焊盘和第二焊盘的键合连接，相比于引线键合工艺，提高了器件的集成度。
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。
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 (33)
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第一焊盘；
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；
去除第一焊盘上剩余的第二基板材料，暴露出第一焊盘的表面；
在所述第一焊盘的表面上形成金属凸点；
在形成金属凸点后，将第一基板进行分割，形成单个的影像传感器芯片；
在进行分割后，去除所述空腔壁顶部的胶带层；
提供PCB基板，所述PCB基板中具有贯穿PCB基板的第一开口，所述第一开口的周围具有第二焊盘，所述PCB基板的远离第二焊盘的表面上具有镜头模组；
将PCB基板置于单个影像传感器芯片上方，将PCB基板上的第二焊盘与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合，且进行键合时，所述空腔壁深入第一开口内或者所述空腔壁与PCB基板的形成有第二焊盘的表面接触。
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，所述镜头模组包括透镜和透镜支架。
3.如权利要求2所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述透镜的位置对应于PCB基板的第一开口的位置。
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，所述第一开口的尺寸大于空腔壁的尺寸，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度。
5.如权利要求4所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述空腔壁高于金属凸点顶部的高度为10～50微米。
6.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述第一开口的尺寸小于空腔壁的尺寸。
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，所述空腔壁的高度小于所述金属凸点的高度，将PCB基板上的第二焊盘与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁与PCB板的表面接触。
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，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度，第二焊盘和第一开口之间的PCB板内形成有凹槽，凹槽的位置与空腔壁的位置对应，所述金属凸点的高度与凹槽的深度之和大于空腔壁的高度，将PCB基板上的第二焊盘与单个影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁的顶部位于凹槽内。
9.如权利要求6所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述第一开口两侧的PCB基板上形成有凸块，空腔壁与凸块的总高度小于所述金属凸点的高度，将PCB基板上的第二焊盘与单个的影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合时，所述空腔壁的顶部与凸块相接触。
10.如权利要求1所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述金属凸点的形成工艺为植球工艺或印刷和回流工艺。
11.如权利要求1或10所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，所述金属凸点的材料为锡、金或者锡合金。
12.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。
13.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。
14.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。
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，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。
16.如权利要求15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；去除第一焊盘上剩余的粘合层，暴露出第一焊盘的表面。
17.如权利要求13或16所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，去除所述第一焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料采用激光去胶工艺或者等离子干法去胶工艺。
18.如权利要求17所述的影像传感器的封装方法，其特征在于，激光去胶工艺去除第一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第一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，去除第一焊盘上剩余的第二基板材料或粘合层材料，暴露出第一焊盘的表面。
19.如权利要求18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。
20.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。
21.一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第一焊盘；
空腔壁，位于影像感应区和第一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；
金属凸点，位于所述第一焊盘上；
位于影像传感器芯片上的PCB基板，所述PCB基板中具有贯穿PCB基板的第一开口，所述第一开口的周围的PCB基板上具有第二焊盘，所述PCB基板的远离第二焊盘的表面上具有镜头模组，所述PCB基板上的第二焊盘与影像传感器芯片上的第一焊盘通过金属凸点键合，且键合时，所述空腔壁深入第一开口内或者所述空腔壁与PCB基板的形成有第二焊盘的表面接触。
22.如权利要求21所述的影像传感器的封装结构，所述镜头模组包括透镜和透镜支架。
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，所述透镜的位置对应于PCB基板的第一开口的位置，所述第一开口的尺寸大于空腔壁的尺寸。
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，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度。
25.如权利要求24所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述空腔壁高于金属凸点顶部的高度为10～50微米。
26.如权利要求21所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述第一开口的尺寸小于空腔壁的尺寸。
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，所述空腔壁的高度小于所述金属凸点的高度，所述空腔壁与PCB板的表面接触。
28.如权利要求26所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述空腔壁的高度大于所述金属凸点的高度，第一开口两侧的PCB板内形成有凹槽，凹槽的位置与空腔壁的位置对应，所述金属凸点的高度与凹槽的深度之和大于空腔壁的高度，所述空腔壁位于凹槽内且与凹槽的底部接触。
29.如权利要求26所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述第一开口两侧的PCB基板上形成有凸块，空腔壁与凸块的总高度小于所述金属凸点的高度，所述空腔壁的顶部与凸块相接触。
30.如权利要求21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。
31.如权利要求21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。
32.如权利要求31所述的影像传感器的封装结构，其特征在于，所述空腔壁和影像传感器芯片表面之间具有粘合层。
33.如权利要求32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。
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