CN104078479B - 图像传感器的晶圆级封装方法和图像传感器封装结构 - Google Patents

Abstract

一种图像传感器的晶圆级封装方法和图像传感器封装结构。其中所述图像传感器的晶圆级封装方法包括：提供内嵌有若干透明基片的封装基板和包含若干图像传感器芯片的图像传感器晶圆；粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆，其中，所述透明基片对应所述图像传感器芯片的感光区，粘性材质覆盖所述图像传感器芯片的焊盘区域；对所述图像传感器晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺；对所述封装基板进行减薄，切割所述封装基板与所述图像传感器晶圆，形成独立的封装结构。所述封装方法步骤简单，简化了封装工艺，并且减小了封装结构的厚度。

Description

图像传感器的晶圆级封装方法和图像传感器封装结构

技术领域

本发明涉及图像传感器领域，尤其是涉及一种图像传感器的晶圆级封装方法和图像传感器封装结构。

背景技术

目前，主流的图像传感器(CIS：CMOS Image Sensor)的封装方法包括：CSP(ChipScale Package)、COB(Chip On Board)及FC(Flip Chip)。

CIS CSP是一种目前普遍应用在中低端、低像素(2M像素或以下)图像传感器的Wafer level(晶圆级)封装技术。该封装技术使用晶圆级玻璃与晶圆邦定并在晶圆的图像传感器芯片之间使用围堰隔开，然后在研磨后的晶圆的焊盘区域通过制作焊盘表面或焊盘面内孔侧面环金属连接的硅穿孔技术(TSV：Through Silicon Via)或切割后焊盘侧面的T型金属接触芯片尺寸封装技术，并在晶圆背面延伸线路后制作焊球栅阵列(BGA：Ball GridArray)，然后切割后形成单个密封空腔的图像传感器单元。后端通过SMT的方法形成模块组装结构。但是，CSP封装如下明显的问题：1、影响产品性能：厚的支撑玻璃对光的吸收、折射、反射及散射对图像传感器尤其是小像素尺寸产品的性能具有很大的影响；2、可靠性问题：封装结构中的构件之间的热膨胀系数差异及空腔内密封气体在后面的SMT工艺或产品使用环境的变化中出现可靠性问题。

CIS COB封装是一种目前普遍应用在高端、高像素产品(5M像素或以上)图像传感器的Die Level(芯片级)封装技术。该封装技术把经研磨切割后的芯片背面邦定在PCB板的焊盘上使用键合金属导线，装上具有IR玻璃片的支架和镜头，形成组装模块结构。但是，COB封装如下明显的问题：1、微尘控制非常困难，需要超高的洁净室等级，制造维持成本高；2、产品设计定制化、周期长、灵活度不够；3、不容易规模化生产；

CIS FC封装最近兴起的高端、高像素(5M像素或以上)图像传感器的Die Level(芯片级)封装技术。该封装技术把在焊盘做好金素凸块经研磨切割的芯片焊盘直接与PCB的焊盘通过热超声的作用一次性所有接触凸块与焊盘进行连接，形成封装结构。后端通过PCB外侧的焊盘或锡球采用SMT的方法形成模块组装结构。但是，FC封装如下明显的问题：1、该封装对PCB基板要求很高，与Si具有相近的热膨胀系数，成本很高；2、制造可靠性难度很大，热超声所有凸块与焊盘连接的一致性要求非常高，凸块与焊盘硬连接，延展性不好；3、微尘控制难度大、工艺环境要求高，成本很高。

综上所述，亟需一种实现高像素、大芯片尺寸图像传感器的低成本、高性能、高可靠性、超薄及大规模高良品率量产的封装结构技术。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器的晶圆级封装方法和图像传感器封装结构，以提高图像传感器的晶圆级封装方法的封装效率和可靠性，减小封装结构的厚度，并适应大尺寸高像素图像传感器的封装。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器的晶圆级封装方法，包括：

提供内嵌有若干透明基片的封装基板和包含若干图像传感器芯片的图像传感器晶圆；

粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆，其中，所述透明基片对应所述图像传感器芯片的感光区，粘性材质覆盖所述图像传感器芯片的焊盘区域；

对所述图像传感器晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺；

对所述封装基板进行减薄，切割所述封装基板与所述图像传感器晶圆，形成独立的封装结构。

可选的，所述封装基板的形成过程包括：

提供原始晶圆；

于所述原始晶圆的其中一个表面形成若干分隔的凹槽；

将所述透明基片内嵌至所述凹槽以形成所述封装基板。

可选的，所述封装基板的主体为包含有若干凹槽的陶瓷基板。

可选的，所述封装基板的形成过程包括：

提供透明基板；

切割所述透明基板形成所述透明基片。

可选的，所述透明基板为玻璃基板、蓝宝石基板或塑料基板。

可选的，在切割所述透明基板前，在所述透明基板的上表面或下表面镀上红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

可选的，在切割所述透明基板前，在所述透明基板的上表面和下表面镀上红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

可选的，所述封装基板的形成过程还包括：在所述凹槽底部形成子凹槽。

可选的，所述子凹槽包括靠近所述凹槽的第一端和背离所述凹槽的第二端；在对所述封装基板进行减薄时，减薄至所述子凹槽的第二端，以暴露出所述透明基片。

可选的，所述子凹槽的范围对应于所述图像传感器芯片感光区的范围。

可选的，采用点胶、画胶、印刷胶、滚胶或光刻工艺图案化胶的方式，粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆。

可选的，采用焊盘面接触的硅穿孔工艺，焊盘激光通孔的环形侧面接触工艺或焊盘切割后的T型接触工艺进行所述背面布线工艺。

可选的，在粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆后，且在切割所述图像传感器晶圆前，减薄所述图像传感器晶圆的厚度。

可选的，在粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆后，且在切割所述图像传感器晶圆前，减薄所述图像传感器晶圆的厚度和所述封装基板的厚度。

可选的，减薄所述图像传感器晶圆的厚度至50μm～200μm。

可选的，切割时，斜切所述封装基板，直至所述封装基板位于所述凹槽底部的部分被完全去除。

可选的，在对所述封装基板进行减薄时，减薄至所述封装基板位于所述凹槽底部的部分被完全去除。

可选的，切割后，所述子凹槽形成开口正对所述透明基片的表面。

可选的，采用机械切割或激光切割的切割方式进行所述切割。

为解决上述问题，本发明还提供了一种图像传感器封装结构，包括：

图像传感器芯片，所述图像传感器芯片的正面具有：感光区和环绕所述感光区的焊盘区域；

封装基板，粘合架设于所述图像传感器芯片上，粘性材质覆盖所述焊盘区域；所述封装基板包括：凹槽和内嵌于所述凹槽的透明基片；所述透明基片对应于所述感光区。

可选的，所述透明基片为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。

可选的，所述透明基片的上表面或下表面具有红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

可选的，所述透明基片上表面和下表面具有红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

可选的，所述图像传感器芯片的背面有：金属导线与突出于背面的焊料凸点。

可选的，所述透明基片靠近图像传感器芯片的一面距所述感光区的距离为15μm～300μm。

可选的，所述封装基板的厚度为80μm～300μm。

可选的，所述凹槽设置有向竖直方向延伸的子凹槽，所述子凹槽对应于感光区。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案中，通过提供内嵌有若干透明基片的封装基板和含若干图像传感器芯片的图像传感器晶圆，然后将两者粘合，再进行切割，得到封装可靠性高的图像传感器封装结构。由于封装基板内嵌有各自分离的透明基片，因此，每个透明基片的厚度均可以较小，从而可以减小封装结构的厚度。并且整个封装过程步骤简单，简化了封装工艺。

进一步的，由于透明基片本身厚度较小，并且其表面又可以设置光学膜，因此可以提高封装结构的适用范围，即所述方法可运用在大尺寸高像素图像传感器的封装。

附图说明

图1至图12是本发明实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法各步骤对应的结构示意图；

图13至图14是本发明又一实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法各步骤对应的结构示意图；

图15至图17是本发明再一实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法各步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有图像传感器的封装方法所形成的封装结构可靠性低，封装过程复杂和封装厚度大，并且现有封装方法无法适应大尺寸高像素图像传感器的封装。

为此，本发明提供一种图像传感器的晶圆级封装方法和图像传感器封装结构，所述封装方法通过提供内嵌有若干透明基片的封装基板和含若干图像传感器芯片的图像传感器晶圆，然后将两者粘合，再进行切割，得到封装可靠性高的图像传感器封装结构。由于封装基板内嵌有各自分离的透明基片，因此，每个透明基片的厚度均可以较小，从而可以减小封装结构的厚度。并且整个封装过程步骤简单，简化了封装工艺。

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。

本发明实施例提供了一种图像传感器的晶圆级封装方法，请结合参考图1至图12。

请参考图1，提供透明基板110。

本实施例中，透明基板110可以为玻璃基板、蓝宝石基板或塑料基板。例如透明基板110具体可以为大片玻璃基板。

请参考图2，在透明基板110的上表面和下表面镀上光学膜111。

本实施例中，光学膜111可以为红外滤光膜(IR-cut)和光学增透膜(anti-reflect，AR)的至少其中之一。红外滤光膜可以允许可见光透过透明基板110而截止或反射红外光，从而使感光结构201不会受到不必要的红外线影响。光学增透膜可以减少反射光，从而增加透明基板110的透光量。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以选择仅在透明基板的上表面或下表面镀上光学膜，并且所述光学膜同样可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

请参考图3，切割图2所示透明基板110形成透明基片110a，由于透明基板110上表面和下表面镀有光学膜111，因此透明基片110a上表面和下表面保留有光学膜111。

本实施例中，可以通过机械切割方法将图2所示透明基板110切割成多个面积较小的透明基片110a。由于可以在封装芯片前先切割形成透明基片110a，因此，透明基片110a的厚度可以控制在较小的范围，即可以采用厚度很小的透明基板110以得到厚度很小的透明基片110a。

请参考图4，提供原始晶圆120。

本实施例中，原始晶圆120可以为硅晶圆。

请参考图5，于原始晶圆120的其中一个表面形成若干分隔的凹槽121，此时原始晶圆120形成了封装基板130(请参考图6)的主体120a。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，封装基板的主体也可以不必采用晶圆制作，而是采用陶瓷材料制作，即封装基板的主体也可以为包含有若干凹槽的陶瓷基板，此外，封装基板的主体也可以是耐燃树脂材质。

请参考图6，将图3所示透明基片110a内嵌至图5所示凹槽121以形成封装基板130。

本实施例中，透明基片110a的长度、宽度和厚度尺寸与图5所示凹槽121的长度、宽度和深度尺寸相匹配，因此，透明基片110a能够直接容纳在凹槽121中，并且在封装过程中透明基片110a能很好地被限制在凹槽121内。

本实施例中，封装基板130位于凹槽121底部的部分被虚线框122所包围，此部分后续需要全部去除，以使得光线能够通过设置在凹槽121内的透明基片110a(请参考图7)。

至此，本实施例提供了内嵌有若干透明基片110a的封装基板130。

请参考图7，提供包含若干图像传感器芯片(未标注)的图像传感器晶圆200。图7显示了其中两个图像传感器芯片，所述图像传感器芯片之间具有切割道(未示出)，后续在对图像传感器晶圆200进行切割时，可以沿所述切割道进行。图像传感器晶圆200的正面(图7所示上表面，亦即感光面，未标注)具有感光区(未标注)和围绕在感光区周边的焊盘区域(未标注)。所述感光区具有感光结构201，所述焊盘区域具有焊盘202。

本实施例中，图像传感器晶圆200中所包含的图像传感器芯片可以是CMOS图像传感器芯片(此时图像传感器晶圆200为CMOS图像传感器晶圆)，因此最终形成的图像传感器封装结构可以是CMOS图像传感器封装结构。其中，感光结构201具体可以包括有光学透镜层、彩膜层和光电二极管等结构。感光结构201用于实现光电转换，图像传感器芯片还可以形成有与所述光电二极管配合的MOS管、浮置扩散区、放大电路和互连结构等，这些半导体器件和结构对感光结构201产生的光电信号进行处理，并使感光结构201与焊盘202实现电连接。

请参考图8，粘合封装基板130(图8至图12中未对封装基板130进行标注，请参考图7)与图像传感器晶圆200，其中，透明基片110a对应图像传感器芯片的感光区，粘性材质301覆盖图像传感器芯片的焊盘区域。

本实施例中，粘性材质301可以为胶，可以采用点胶、画胶、印刷胶、滚胶或光刻工艺图案化胶的方式，以粘合封装基板130与图像传感器晶圆200。其中光刻工艺图案化胶是指在涂胶之后，通过曝光和显影等工艺去除胶层中不需要的部分，从而得到所需的图案化胶层。

本实施例中，粘性材质301进一步渗透至透明基片110a与主体120a之间。事实上，可以在将封装基板130和图像传感器晶圆200粘合之前，先在封装基板130的表面点胶(注意胶不能涂在透明基片表面需要透光的部分)，以使粘性材质301渗透至透明基片110a与主体120a之间的缝隙(未示出)，然后再将封装基板130和图像传感器晶圆200粘合，从而形成图8所示结构。

请参考图9，减薄图像传感器晶圆200的厚度。

本实施例中，可以通过研磨或刻蚀的方法减薄图像传感器晶圆200，也可以结合采用研磨和刻蚀的方法减薄图像传感器晶圆200，当然也可以采用其它方法(例如激光切割)进行减薄，本发明对减薄方式不作限制。

本实施例中，减薄图像传感器晶圆200的厚度至50μm～200μm，在此厚度范围内，不仅能够保证后续形成的封装结构整体厚度较小，而且保证封装结构具有足够的强度。

请参考图10，对图像传感器晶圆200进行背面布线工艺和凸点工艺，从而在图像传感器晶圆200背面形成绝缘层203和位于绝缘层203中的金属导线204，以及与金属导线204末端电连接的焊料凸点205。

本实施例中，绝缘层203可以为多层结构，并且多层结构可以分别在金属导线204形成前后制作，以使金属导线204位于绝缘层203内，从而利用绝缘层203保护金属导线204。

本实施例中，背面布线工艺可以采用本领域技术人员熟知的焊盘面接触的硅穿孔工艺，也可以采用焊盘激光通孔的环形侧面接触工艺或焊盘切割后的T型接触工艺。焊料凸点205的制作工艺也为本领域技术人员熟知，在此不再赘述。

请参考图11，对封装基板130进行减薄，减薄至封装基板130位于凹槽121底部的部分(请参考图5中虚线框122包围封装基板130的部分)被完全去除，即减薄至重新暴露透明基片。

本实施例中，以通过研磨或刻蚀的方法对封装基板130进行减薄，也可以结合采用研磨和刻蚀的方法对封装基板130进行减薄。

请参考图12，切割封装基板130与图像传感器晶圆200，形成独立的封装结构。

本实施例中，可以沿位于图像传感器晶圆200表面的切割道进行切割，并且图11中所示虚线经过所述切割道。可以采用机械切割或激光切割的切割方式进行切割。

本实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法中，通过先提供内嵌有若干透明基片110a的封装基板130和含若干图像传感器芯片的图像传感器晶圆200，然后将两者粘合，再对粘合后的两者进行切割，得到封装可靠性高的图像传感器封装结构。并且由于封装基板130内嵌有各自分离的透明基片110a，因此，每个透明基片110a的厚度均可以较小，从而可以减小封装结构的厚度。并且整个封装过程步骤简单，简化了封装工艺。

同时，由于透明基片110a本身厚度较小，并且其表面又可以设置光学膜111，因此可以提高封装结构的适用范围，即所述方法可运用在大尺寸高像素图像传感器的封装。

本发明实施例还提供了一种图像传感器封装结构，所述图像传感器封装结构可以由前述实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法形成，因此，所述图像传感器封装结构可以参考图12及前述实施例相应内容。

具体的，请参考图12，所述图像传感器封装结构包括图像传感器芯片，图像传感器芯片的正面具有感光区和环绕感光区的焊盘区域，所述焊盘区域具有焊盘202。所述图像传感器封装结构还包括封装基板130，封装基板130粘合架设于图像传感器芯片上，粘性材质301覆盖焊盘区域。封装基板130包括凹槽121(请参考图5)和内嵌于凹槽121的透明基片110a。对应于感光区，即透明基片110a正对感光区所在区域。

本实施例中，透明基片110a可以为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。透明基片110a的上表面和下表面具有光学膜111，光学膜111可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以仅透明基片110a的上表面或下表面上设置有光学膜，所述光学膜可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

本实施例中，图像传感器芯片的背面有绝缘层203，位于绝缘层203中的金属导线204，以及突出于图像传感器芯片背面的焊料凸点205。

本实施例中，透明基片110a靠近图像传感器芯片的一面距感光区的距离为15μm～300μm，从而保证整个封装结构的厚度较小。

本实施例中，封装基板130的厚度(此时为图12中减薄后的封装基板130的厚度，亦约为透明基片110a的厚度)可以为80μm～300μm，从而使整个封装结构的厚度较小。

本实施例所提供的图像传感器封装结构的制作工艺简单，整个结构通过粘性材质301粘合在一起，厚度小，散热性能好，并且可靠性高。

本发明又一实施例提供了另一种图像传感器的晶圆级封装方法，请结合参考图13至图14。

请参考图13，提供内嵌有若干透明基片410的封装基板(未标注)。所述封装基板除了包括透明基片410，还包括主体420，主体420具有容纳透明基片410的凹槽(未示出，可参考图5)。

本实施例中，透明基片410可以为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。透明基片410的上表面和下表面镀上光学膜411。光学膜411可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以选择仅在透明基片的上表面或下表面镀上光学膜，并且所述光学膜同样可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

本实施例中，透明基片410可以由大片的透明基板切割而成，并且光学膜411可以先镀在透明基板上，再对透明基板进行切割，从而提高透明基片410的制作效率。

本实施例中，封装基板的主体420可以通过在原始晶圆的其中一个表面形成若干分隔的凹槽而形成。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，封装基板的主体也可以不必采用晶圆制作，而是采用陶瓷材料制作，即封装基板的主体也可以为包含有若干凹槽的陶瓷基板，此外，封装基板的主体也可以是包含有若干凹槽的耐燃树脂基板。

请继续参考图13，提供包含若干图像传感器芯片(未标注)的图像传感器晶圆500。图13显示了其中两个图像传感器芯片，所述图像传感器芯片之间具有切割道(未示出)，后续在对图像传感器晶圆500进行切割时，可以沿所述切割道进行。图像传感器晶圆500的正面(图13所示上表面，亦即感光面，未标注)具有感光区(未标注)和围绕在感光区周边的焊盘区域(未标注)。所述感光区具有感光结构501，所述焊盘区域具有焊盘502。

本实施例中，感光结构501具体可以包括有光学透镜层、彩膜层和光电二极管等结构。感光结构501用于实现光电转换，图像传感器芯片还可以形成有与所述光电二极管配合的MOS管、浮置扩散区、放大电路和互连结构等，这些半导体器件和结构对感光结构501产生的光电信号进行处理，并使感光结构501与焊盘502实现电连接。

需要特别说明的是，图13所示图像传感器晶圆500已进行了减薄工艺、背面布线工艺和凸点工艺，从而在图像传感器晶圆500背面形成绝缘层503和位于绝缘层503中的金属导线504，以及与金属导线504末端电连接的焊料凸点505。其中，绝缘层503可以为多层结构，并且多层结构可以分别在金属导线504形成前后制作，以使金属导线504位于绝缘层503内，从而利用绝缘层503保护金属导线504。

图像传感器晶圆500的厚度可以为50μm～200μm，在此厚度范围内，不仅能够保证后续形成的封装结构整体厚度较小，而且保证封装结构具有足够的强度。

请继续参考图13，通过粘性材质601将所述封装基板与图像传感器晶圆500粘合在一起，其中，透明基片410对应图像传感器芯片的感光区，粘性材质601覆盖图像传感器芯片的焊盘区域。

本实施例中，粘性材质601可以为胶，可以采用点胶、画胶、印刷胶、滚胶或光刻工艺图案化胶的方式，以粘合封装基板与图像传感器晶圆500。

本实施例中，粘性材质601进一步渗透至透明基片410与主体420之间。

请参考图14，切割图像传感器晶圆500和封装基板时，斜切封装基板和图像传感器晶圆500，直至封装基板位于凹槽底部的部分被完全去除。具体的，沿图13所示虚线(未标注)切割图像传感器晶圆500和封装基板。

由于封装基板位于凹槽底部的部分与透明基片410之间没有通过粘性材质601连接，因此，当沿图13所示虚线切割封装基板之后，主体420正对透明基片410表面(具有光学膜411的表面)的部分(可参考图5中虚线框122所包围的部分)就会与透明基片410分离，因而无需再对封装基板进行减薄，即可得到如图14所示的图像传感器封装结构。

本实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法中，通过斜切封装基板，省略了对封装基板进行减薄的步骤，进一步简化了封装工艺。

本发明实施例还提供了另一种图像传感器封装结构，所述图像传感器封装结构可以由前述实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法形成，因此，所述图像传感器封装结构可以参考图14及前述实施例相应内容。

具体的，请参考图14，所述图像传感器封装结构包括图像传感器芯片，图像传感器芯片的正面具有感光区和环绕感光区的焊盘区域，所述焊盘区域具有焊盘502。所述图像传感器封装结构还包括封装基板，封装基板粘合架设于图像传感器芯片上，粘性材质601覆盖焊盘区域。封装基板包括凹槽121(请参考图5)和内嵌于凹槽121的透明基片410。对应于感光区，即透明基片410正对感光区所在区域。

本实施例中，透明基片410可以为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。透明基片410的上表面和下表面具有光学膜411，光学膜411可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以仅透明基片410的上表面或下表面上设置有光学膜，所述光学膜可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

本实施例中，图像传感器芯片的背面有绝缘层503，位于绝缘层503中的金属导线504，以及突出于图像传感器芯片背面的焊料凸点505。

本实施例中，透明基片410靠近图像传感器芯片的一面距感光区的距离为15μm～300μm。

本实施例中，封装基板的厚度(亦约为透明基片410的厚度)可以为80μm～300μm。

本实施例所提供的图像传感器封装结构的制作工艺更加简单，并且形成的封装结构的剖面呈梯形，因此其外表面面积更大，更加有利于图像传感器的散热。

本发明又一实施例提供了再一种图像传感器的晶圆级封装方法，请结合参考图15至图17。

请参考图15，提供原始晶圆(未示出)，在原始晶圆表面形成凹槽721，并继续在凹槽721底部形成子凹槽722，图15中以未标注的虚线隔开凹槽721和子凹槽722。子凹槽722的范围对应于图像传感器芯片感光区的范围，从而使原始晶圆形成封装基板的主体720。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，封装基板的主体也可以不必采用晶圆制作，而是采用陶瓷材料制作，即封装基板的主体也可以为包含有若干凹槽的陶瓷基板，此外，封装基板的主体也可以是包含有若干凹槽的耐燃树脂基板。

本实施例中，封装基板的主体720中，位于子凹槽722底部的部分被虚线框723所包围，此部分后续需要全部去除，以使得光线能够通过设置在凹槽721内的透明基片710(请参考图16)。

请参考图16，形成内嵌有若干透明基片710的封装基板(未标注)。所述封装基板包括主体720，主体720的凹槽721容纳透明基片710。并且透明基片710的其中一个表面正对子凹槽722。

本实施例中，透明基片710可以为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。透明基片710的上表面和下表面镀上光学膜711。光学膜711可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以选择仅在透明基片的上表面或下表面镀上光学膜，并且所述光学膜同样可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

本实施例中，透明基片710可以由大片的透明基板切割而成，并且光学膜711可以先镀在透明基板上，再对透明基板进行切割，从而提高透明基片710的制作效率。

请继续参考图16，提供包含若干图像传感器芯片(未标注)的图像传感器晶圆800。图16显示了其中两个图像传感器芯片，所述图像传感器芯片之间具有切割道(未示出)，后续在对图像传感器晶圆800进行切割时，可以沿所述切割道进行。图像传感器晶圆800的正面(图13所示上表面，亦即感光面，未标注)具有感光区(未标注)和围绕在感光区周边的焊盘区域(未标注)。所述感光区具有感光结构801，所述焊盘区域具有焊盘802。

本实施例中，感光结构801具体可以包括有光学透镜层、彩膜层和光电二极管等结构。感光结构801用于实现光电转换，图像传感器芯片还可以形成有与所述光电二极管配合的MOS管、浮置扩散区、放大电路和互连结构等，这些半导体器件和结构对感光结构801产生的光电信号进行处理，并使感光结构801与焊盘802实现电连接。

需要特别说明的是，图16所示图像传感器晶圆800已进行了减薄工艺、背面布线工艺和凸点工艺，从而在图像传感器晶圆800背面形成绝缘层803和位于绝缘层803中的金属导线804，以及与金属导线804末端电连接的焊料凸点805。其中，绝缘层803可以为多层结构，并且多层结构可以分别在金属导线804形成前后制作，以使金属导线804位于绝缘层803内，从而利用绝缘层803保护金属导线804。

图像传感器晶圆800的厚度可以为50μm～200μm，在此厚度范围内，不仅能够保证后续形成的封装结构整体厚度较小，而且保证封装结构具有足够的强度。

请继续参考图16，通过粘性材质901将所述封装基板与图像传感器晶圆800粘合在一起，其中，透明基片710对应图像传感器芯片的感光区，粘性材质901覆盖图像传感器芯片的焊盘区域。

本实施例中，粘性材质901可以为胶，可以采用点胶、画胶、印刷胶、滚胶或光刻工艺图案化胶的方式，以粘合封装基板与图像传感器晶圆800。

本实施例中，粘性材质901进一步渗透至透明基片710与主体720之间。

请参考图17，切割图像传感器晶圆800和封装基板的粘合结构。具体的，沿图16所示虚线(未标注)切割图像传感器晶圆800和封装基板。在切割之后，对封装基板进行减薄，直至子凹槽722形成开口724正对透明基片的表面，形成独立的图像传感器封装结构，如图17所示。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以先对封装基板进行减薄，再切割图像传感器晶圆800和封装基板的粘合结构。

本实施例中，子凹槽722的第一端(未标注)与凹槽721连接，于子凹槽722的第二端(未标注)即为子凹槽722的底部，由于封装基板位于子凹槽722底部的部分(即图15中虚线框723所包围的部分)需要去除以使光线能够进入感光区，因而在对封装基板进行减薄时，减薄至子凹槽722的第二端，即重新暴露出透明基片710。

本实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法中，通过设置子凹槽722，可以使得在对封装基板进行减薄时，只需要减薄至子凹槽722的第二端，使子凹槽722转变为开口724，因此不需要减薄至凹槽721，从而可以防止减薄过程对透明基片710造成破坏，更好地保护了透明基片710，使封装结构的可靠性进一步提高。

本发明实施例还提供了再一种图像传感器封装结构，所述图像传感器封装结构可以由前述实施例所提供的图像传感器的晶圆级封装方法形成，因此，所述图像传感器封装结构可以参考图17及前述实施例相应内容。

具体的，请参考图17，所述图像传感器封装结构包括图像传感器芯片，图像传感器芯片的正面具有感光区和环绕感光区的焊盘区域，所述焊盘区域具有焊盘802。所述图像传感器封装结构还包括封装基板，封装基板粘合架设于图像传感器芯片上，粘性材质901覆盖焊盘区域。封装基板包括凹槽721(请参考图15)，位于凹槽721底部的开口724，内嵌于凹槽721的透明基片710。开口724对应于感光区，透明基片710也正对感光区所在区域。

本实施例中，透明基片710可以为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。透明基片710的上表面和下表面具有光学膜711，光学膜711可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，也可以仅透明基片710的上表面或下表面上设置有光学膜，所述光学膜可以为红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

本实施例中，图像传感器芯片的背面有绝缘层803，位于绝缘层803中的金属导线804，以及突出于图像传感器芯片背面的焊料凸点805。

本实施例中，透明基片710靠近图像传感器芯片的一面距感光区的距离为15μm～300μm。

本实施例中，封装基板的厚度(亦约为透明基片710的厚度)可以为80μm～300μm。

本实施例所提供的图像传感器封装结构的制作工艺简单，并且通过在封装过程中在封装基板的凹槽721底部设置子凹槽722，从而使最终得到的封装结构具有开口724，进而使透明基片710具有高于其表面的部分封装基板主体720部分，因此可以使透明基片710得到更好的保护。

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 (25)

1.一种图像传感器的晶圆级封装方法，包括：

提供内嵌有若干透明基片的封装基板和包含若干图像传感器芯片的图像传感器晶圆，所述封装基板具有凹槽，所述凹槽底部的部分为封闭结构；

粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆，其中，所述透明基片对应所述图像传感器芯片的感光区，粘性材质覆盖所述图像传感器芯片的焊盘区域，所述透明基片被粘合的所述封装基板与所述图像传感器晶圆包覆；

对所述图像传感器晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺；

对所述封装基板进行减薄，减薄至所述封闭结构被完全去除，重新暴露所述透明基片，切割所述封装基板与所述图像传感器晶圆，形成独立的封装结构。

2.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述封装基板的形成过程包括：

提供原始晶圆；

于所述原始晶圆的其中一个表面形成若干分隔的所述凹槽；

将所述透明基片内嵌至所述凹槽以形成所述封装基板。

3.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述封装基板的主体为包含有若干所述凹槽的陶瓷基板。

4.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述封装基板的形成过程包括：

提供透明基板；

切割所述透明基板形成所述透明基片。

5.根据权利要求4所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述透明基板为玻璃基板、蓝宝石基板或塑料基板。

6.根据权利要求4所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，在切割所述透明基板前，在所述透明基板的上表面或下表面镀上红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

7.根据权利要求4所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，在切割所述透明基板前，在所述透明基板的上表面和下表面镀上红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

8.根据权利要求2或3所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述封装基板的形成过程还包括：在所述凹槽底部形成子凹槽。

9.根据权利要求8所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述子凹槽包括靠近所述凹槽的第一端和背离所述凹槽的第二端；在对所述封装基板进行减薄时，减薄至所述子凹槽的第二端，以暴露出所述透明基片。

10.根据权利要求8所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，所述子凹槽的范围对应于所述图像传感器芯片感光区的范围。

11.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，采用点胶、画胶、印刷胶、滚胶或光刻工艺图案化胶的方式，粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆。

12.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，采用焊盘面接触的硅穿孔工艺，焊盘激光通孔的环形侧面接触工艺或焊盘切割后的T型接触工艺进行所述背面布线工艺。

13.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，在粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆后，且在切割所述图像传感器晶圆前，减薄所述图像传感器晶圆的厚度。

14.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，在粘合所述封装基板与所述图像传感器晶圆后，且在切割所述图像传感器晶圆前，减薄所述图像传感器晶圆的厚度和所述封装基板的厚度。

15.根据权利要求13或14所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，减薄所述图像传感器晶圆的厚度至50μm～200μm。

16.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，切割时，斜切所述封装基板，直至所述封装基板位于所述凹槽底部的部分被完全去除。

17.根据权利要求9所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，切割后，所述子凹槽形成开口正对所述透明基片的表面。

18.根据权利要求1所述的图像传感器的晶圆级封装方法，其特征在于，采用机械切割或激光切割的切割方式进行所述切割。

19.一种图像传感器封装结构，其特征在于，包括：

图像传感器芯片，所述图像传感器芯片的正面具有：感光区和环绕所述感光区的焊盘区域；

封装基板，粘合架设于所述图像传感器芯片上，粘性材质覆盖所述焊盘区域；所述封装基板包括：凹槽和内嵌于所述凹槽的透明基片；所述透明基片对应于所述感光区；

所述凹槽设置有向竖直方向延伸的子凹槽，所述子凹槽对应于感光区。

20.根据权利要求19所述的图像传感器封装结构，其特征在于，所述透明基片为玻璃基片、蓝宝石基片或塑料基片。

21.根据权利要求19所述的图像传感器封装结构，其特征在于，所述透明基片的上表面或下表面具有红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

22.根据权利要求19所述的图像传感器封装结构，其特征在于，所述透明基片上表面和下表面具有红外滤光膜和光学增透膜的至少其中之一。

23.根据权利要求19所述的图像传感器封装结构，其特征在于，所述图像传感器芯片的背面有：金属导线与突出于背面的焊料凸点。

24.根据权利要求19所述的图像传感器封装结构，其特征在于，所述透明基片靠近图像传感器芯片的一面距所述感光区的距离为15μm～300μm。

25.根据权利要求19所述的图像传感器封装结构，其特征在于，所述封装基板的厚度为80μm～300μm。