CN103956366B - 晶圆级芯片封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种晶圆级芯片封装结构，包括图像传感芯片透明盖板，钝化层与图像传感芯片相背的表面和盲孔内具有与引脚焊盘电连接的金属导电图形层；支撑围堰由上下叠放的第一支撑围堰层和第二支撑围堰层组成，第二支撑围堰层内侧面具有若干个连续排列的V形缺口，所述第二支撑围堰层四个拐角处均设有弧形缺口，支撑围堰与图像传感芯片接触的表面均匀设有若干凹孔，金属导电图形层由钛层、铜层、镍层和钯层依次叠放组成，所述钛层与钝化层接触。本发明缓解了应力，不易被氧化腐蚀，减小了器件的响应时间且增加了产品的可靠性，且能满足高深宽比的深孔内金属层连续覆盖孔内壁的要求。

Description

晶圆级芯片封装结构
技术领域
本发明涉及一种晶圆级芯片封装结构，属于半导体封装技术领域。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC 产品。现有晶圆级芯片封装结构主要存在以下技术问题：
（1）现有的在晶圆上的盲孔内填充的金属良率有一定的局限性，应力大，可靠性水平低，暴露环境中，极易被氧化腐蚀，导致产品失效，化学性质稳定差，且随着晶圆级封装通孔硅互连技术朝高深宽比的方向发展，法满足高深宽比的深孔内金属层连续覆盖孔内壁的要求，其次，危害，对环境有污染。所以需要找到一种对环境友好，功能上可以与镀金层媲美的金属镀层来替代镀金；
（2）现有封装结构中围堰边缘与感应芯片感光区都需要保留一定的距离，防止在玻璃滚胶、压合的过程中，胶体溢到感应芯片感光区，影响成像品质。由于溢胶的限制，围堰的宽度纯在比较大的局限性，直接影响到CIS产品的可靠性，容易出现分层的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种晶圆级芯片封装结构，该晶圆级芯片封装结构缓解了应力，不易被氧化腐蚀，减小了器件的响应时间且增加了产品的可靠性，且能满足高深宽比的深孔内金属层连续覆盖孔内壁的要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆级芯片封装结构，包括图像传感芯片透明盖板，此图像传感芯片的上表面具有感光区，所述透明盖板边缘和图像传感芯片的上表面边缘之间具有支撑围堰从而在透明盖板和图像传感芯片之间形成空腔，此支撑围堰与图像传感芯片之间通过胶水层粘合，图像传感芯片下表面的四周边缘区域分布有若干个盲孔，所述图像传感芯片下表面和盲孔侧表面具有钝化层，此盲孔底部具有图像传感芯片的引脚焊盘，所述钝化层与图像传感芯片相背的表面和盲孔内具有与引脚焊盘电连接的金属导电图形层，一防焊层位于金属导电图形层与钝化层相背的表面，此防焊层上开有若干个通孔，一焊球通过所述通孔与金属导电图形层电连接；
所述支撑围堰由上下叠放的第一支撑围堰层和第二支撑围堰层组成，此第一支撑围堰层与透明盖板接触，此第二支撑围堰层与图像传感芯片接触，所述第二支撑围堰层内侧面具有若干个连续排列的V形缺口，所述第二支撑围堰层四个拐角处均设有弧形缺口，所述支撑围堰与图像传感芯片接触的表面均匀设有若干凹孔，所述金属导电图形层由钛层、铜层、镍层和钯层依次叠放组成，所述钛层与钝化层接触。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
上述方案中，所述盲孔中心处具有防焊柱。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本发明晶圆级芯片封装结构，其钝化层与图像传感芯片相背的表面和盲孔内具有与引脚焊盘电连接的金属导电图形层，金属导电图形层由钛层、铜层、镍层和钯层依次叠放组成，所述钛层与钝化层接触，缓解了应力，可靠性高，暴露环境中，不易被氧化腐蚀，化学性质稳定好，且能满足高深宽比的深孔内金属层连续覆盖孔内壁的要求；其次，盲孔中心处具有防焊柱有效缓冲盲孔两侧金属在冷热环境下所发生的应力形变，防止产品在恶劣环境下失效，且减小了器件的响应时间。
2. 本发明晶圆级芯片封装结构，其透明盖板边缘和图像传感芯片的上表面边缘之间具有支撑围堰从而在透明盖板和图像传感芯片之间形成空腔，此支撑围堰与图像传感芯片之间通过胶水层粘合，支撑围堰由上下叠放的第一支撑围堰层和第二支撑围堰层组成，第二支撑围堰层与图像传感芯片接触，第二支撑围堰层内侧面具有若干个连续排列的V形缺口，第二支撑围堰层四个拐角处均设有弧形缺口，支撑围堰与图像传感芯片接触的表面均匀设有若干凹孔，与透明盖板接触的第一支撑围堰层采取光滑设计，胶水在键合的过程中，缺口部位可以有效的聚集溢出的胶水，防止胶水扩散，同时与玻璃接错的围堰部分，可以保证原来的宽度，在不减少支撑围堰宽度保图像传感器件封装结合力的前提下，流动的部分聚集到缺口中，防止了胶水扩散，可靠性增加同时进一步减少了器件体积。
附图说明
附图1为本发明晶圆级芯片封装结构结构示意图；
附图2为本发明晶圆级芯片封装结构中支撑围堰结构示意图；
附图3为本发明晶圆级芯片封装结构中局部结构示意图。
以上附图中：1、图像传感芯片；2、透明盖板；3、感光区；4、支撑围堰；41、第一支撑围堰层；42、第二支撑围堰层；5、胶水层；6、盲孔；7、钝化层；8、引脚焊盘；9、金属导电图形层；10、防焊层；11、通孔；12、焊球；13、空腔；14、V形缺口；15、弧形缺口；16、凹孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种晶圆级芯片封装结构，包括图像传感芯片1、透明盖板2，此图像传感芯片1的上表面具有感光区3，所述透明盖板2边缘和图像传感芯片1的上表面边缘之间具有支撑围堰4从而在透明盖板2和图像传感芯片1之间形成空腔13，此支撑围堰4与图像传感芯片1之间通过胶水层5粘合，图像传感芯片1下表面的四周边缘区域分布有若干个盲孔6，所述图像传感芯片1下表面和盲孔6侧表面具有钝化层7，此盲孔6底部具有图像传感芯片1的引脚焊盘8，所述钝化层7与图像传感芯片1相背的表面和盲孔6内具有与引脚焊盘8电连接的金属导电图形层9，一防焊层10位于金属导电图形层9与钝化层7相背的表面，此防焊层10上开有若干个通孔11，一焊球12通过所述通孔11与金属导电图形层9电连接；
所述支撑围堰4由上下叠放的第一支撑围堰层41和第二支撑围堰层42组成，此第一支撑围堰层41与透明盖板2接触，此第二支撑围堰层42与图像传感芯片1接触，所述第二支撑围堰层42内侧面具有若干个连续排列的V形缺口14，所述第二支撑围堰层42四个拐角处均设有弧形缺口15，所述支撑围堰4与图像传感芯片1接触的表面均匀设有若干凹孔16，所述金属导电图形层9由钛层17、铜层18、镍层19和钯层20依次叠放组成，所述钛层17与钝化层7接触。
实施例2：一种晶圆级芯片封装结构，包括图像传感芯片1、透明盖板2，此图像传感芯片1的上表面具有感光区3，所述透明盖板2边缘和图像传感芯片1的上表面边缘之间具有支撑围堰4从而在透明盖板2和图像传感芯片1之间形成空腔13，此支撑围堰4与图像传感芯片1之间通过胶水层5粘合，图像传感芯片1下表面的四周边缘区域分布有若干个盲孔6，所述图像传感芯片1下表面和盲孔6侧表面具有钝化层7，此盲孔6底部具有图像传感芯片1的引脚焊盘8，所述钝化层7与图像传感芯片1相背的表面和盲孔6内具有与引脚焊盘8电连接的金属导电图形层9，一防焊层10位于金属导电图形层9与钝化层7相背的表面，此防焊层10上开有若干个通孔11，一焊球12通过所述通孔11与金属导电图形层9电连接；
所述支撑围堰4由上下叠放的第一支撑围堰层41和第二支撑围堰层42组成，此第一支撑围堰层41与透明盖板2接触，此第二支撑围堰层42与图像传感芯片1接触，所述第二支撑围堰层42内侧面具有若干个连续排列的V形缺口14，所述第二支撑围堰层42四个拐角处均设有弧形缺口15，所述支撑围堰4与图像传感芯片1接触的表面均匀设有若干凹孔16，所述金属导电图形层9由钛层17、铜层18、镍层19和钯层20依次叠放组成，所述钛层17与钝化层7接触。上述盲孔6中心处具有防焊柱21。
采用上述晶圆级芯片封装结构时，其缓解了应力，可靠性高，暴露环境中，不易被氧化腐蚀，化学性质稳定好，且能满足高深宽比的深孔内金属层连续覆盖孔内壁的要求；其次，盲孔中心处具有防焊柱有效缓冲盲孔两侧金属在冷热环境下所发生的应力形变，防止产品在恶劣环境下失效，且减小了器件的响应时间；再次，其防止胶水扩散，同时与玻璃接错的围堰部分，可以保证原来的宽度，在不减少支撑围堰宽度保图像传感器件封装结合力的前提下，流动的部分聚集到缺口中，防止了胶水扩散，可靠性增加同时进一步减少了器件体积。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种晶圆级芯片封装结构，其特征在于：包括图像传感芯片（1）、透明盖板（2），此图像传感芯片（1）的上表面具有感光区（3），所述透明盖板（2）边缘和图像传感芯片（1）的上表面边缘之间具有支撑围堰（4）从而在透明盖板（2）和图像传感芯片（1）之间形成空腔（13），此支撑围堰（4）与图像传感芯片（1）之间通过胶水层（5）粘合，图像传感芯片（1）下表面的四周边缘区域分布有若干个盲孔（6），所述图像传感芯片（1）下表面和盲孔（6）侧表面具有钝化层（7），此盲孔（6）底部具有图像传感芯片（1）的引脚焊盘（8），所述钝化层（7）与图像传感芯片（1）相背的表面和盲孔（6）内具有与引脚焊盘（8）电连接的金属导电图形层（9），一防焊层（10）位于金属导电图形层（9）与钝化层（7）相背的表面，此防焊层（10）上开有若干个通孔（11），一焊球（12）通过所述通孔（11）与金属导电图形层（9）电连接；
所述支撑围堰（4）由上下叠放的第一支撑围堰层（41）和第二支撑围堰层（42）组成，此第一支撑围堰层（41）与透明盖板（2）接触，此第二支撑围堰层（42）与图像传感芯片（1）接触，所述第二支撑围堰层（42）内侧面具有若干个连续排列的V形缺口（14），所述第二支撑围堰层（42）四个拐角处均设有弧形缺口（15），所述支撑围堰（4）与图像传感芯片（1）接触的表面均匀设有若干凹孔（16），所述金属导电图形层（9）由钛层（17）、铜层（18）、镍层（19）和钯层（20）依次叠放组成，所述钛层（17）与钝化层（7）接触。
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