CN104377217B - 图像传感器的封装件和图像传感器的封装方法 - Google Patents

图像传感器的封装件和图像传感器的封装方法 Download PDF

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Abstract

一种图像传感器的封装件和图像传感器的封装方法。其中,所述图像传感器的封装方法包括:提供透光基板和支撑侧墙;提供晶圆,于所述晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片,每个所述图像传感器芯片表面具有感光区和非感光区,所述非感光区具有匹配于所述支撑侧墙的粘接区;在所述非感光区上制作引流结构;将所述支撑侧墙的上表面和所述透光基板粘接在一起,将所述支撑侧墙的下表面通过粘性物质和所述粘接区粘接在一起;沿所述切割道对所述晶圆进行切割。所述图像传感器的封装方法能够避免图像传感器芯片的感光区表面受到粘性物质的污染,改善图像传感器芯片的感光性能,提高图像传感器的封装良率和封装质量,并且减小芯片尺寸,降低成本。

Description

图像传感器的封装件和图像传感器的封装方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种图像传感器的封装件和图像传感器的封装方法。
背景技术
目前,主流的图像传感器(Image Sensor)芯片封装技术包括:COB(Chips OnBoard)和CSP(Chip Scale Packaging)。其中CSP是指芯片尺寸封装和芯片核心尺寸基本相同的芯片封装技术,CSP内核面积与封装面积的比例约为1:1.1,凡是符合这一标准的封装都可以称之为CSP。这样的封装形式大大提高了印刷电路板(PCB)上的集成度,减小了电子器件的体积和重量,提高了产品的性能。
在CSP的晶圆级(Wafer Level)封装的过程中,往往首先将包含有若干图像传感器芯片的晶圆本体键合于玻璃材质的封装基板上,在封装基板上预先制作对应环绕于每一图像传感器芯片的支撑侧墙中。其中,每个图像传感器芯片包括感光区(图像感应区)和环绕该感光区的非感光区(非图像感应区),通常在非感光区中通过支撑侧墙(dam)将晶圆级玻璃与晶圆邦定,支撑侧墙同时将该晶圆上相邻图像传感器芯片隔开。
然而,当支撑侧墙与晶圆之间通过液态胶粘剂进行粘合时,液态胶粘剂会在压力作用下向着支撑侧墙的两侧流动,其中流向支撑侧墙内侧的液态胶粘剂可能进入图像感应区,污染感光区表面,影响感光性能。
随着对单个芯片尺寸减小的需求日益强烈,感光区边缘与相邻支撑侧墙内侧边缘之间的距离也相应减小。在这种情况下,液态胶粘剂更加容易进入感光区,污染问题更加显著,严重影响产品良率。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种图像传感器的封装件和图像传感器的封装方法,以改善图像传感器芯片的感光性能,提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
为解决上述问题,本发明提供一种图像传感器的封装件,包括:
透光基板;
支撑侧墙,所述支撑侧墙的上表面粘接于所述透光基板;
图像传感器芯片,所述图像传感器芯片表面具有感光区和非感光区,所述非感光区具有匹配于所述支撑侧墙的粘接区,所述粘接区为围绕感光区的环形结构,所述支撑侧墙的下表面和所述粘接区通过粘性物质粘接在一起;
所述非感光区还具有用于引导粘性物质远离感光区流动的引流结构,所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,所述第一部分位于所述粘接区,所述第二部分位于所述粘接区外围。
可选的,所述引流结构为微透镜阵列。
可选的,所述引流结构为沟槽结构。
可选的,所述沟槽结构包括多个分别与其相邻的粘接区成一夹角并延伸到所述粘接区外围的沟槽。
可选的,所述引流结构沿着所述粘接区的环形连续地延伸。
可选的,所述引流结构沿着所述粘接区的环形非连续地延伸。
可选的,所述引流结构沿着所述粘接区延伸的总长度至少为所述粘接区的环形周长的50%。
可选的,所述引流结构的所述第一部分的宽度至少为所述粘接区的环形宽度的50%。
可选的,所述引流结构的所述第二部分的宽度至少为10μm。
可选的,粘性物质为液态胶粘剂。
可选的,所述透光基板为玻璃基板或塑料基板。
为解决上述问题,本发明还提供了一种图像传感器的封装方法,包括:
提供透光基板和支撑侧墙;
提供晶圆,于所述晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片,形成位于所述图像传感器芯片上的第一微透镜阵列;相邻所述图像传感器芯片之间具有切割道,每个所述图像传感器芯片表面具有感光区和非感光区,所述非感光区具有匹配于所述支撑侧墙的粘接区,所述粘接区为围绕感光区的环形结构;
在所述非感光区上制作引流结构,所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,所述第一部分位于所述粘接区,所述第二部分位于所述粘接区外围;
将所述支撑侧墙的上表面和所述透光基板粘接在一起,将所述支撑侧墙的下表面通过粘性物质和所述粘接区粘接在一起,其中,所述引流结构引导粘性物质远离感光区流动;
沿所述切割道对所述晶圆进行切割,以形成独立的封装件。
可选的,在制作位于所述感光区上的第一微透镜阵列时,同时在所述非感光区上制作第二微透镜阵列,所述第二微透镜阵列作为所述引流结构。
可选的,在所述非感光区上制作沟槽结构作为所述引流结构。
可选的,在所述非感光区上制作多个分别与其相邻的粘接区成一夹角并延伸到所述粘接区外围的沟槽,以作为所述引流结构。
可选的,沿着所述粘接区的环形连续地制作所述引流结构。
可选的,沿着所述粘接区的环形非连续地制作所述引流结构。
可选的,所述引流结构沿着所述粘接区延伸的总长度至少为所述粘接区的环形周长的50%。
可选的,所述引流结构的所述第一部分的宽度至少为所述粘接区的环形宽度的50%。
可选的,所述引流结构的所述第二部分的宽度至少为10μm。
可选的,粘性物质为液态胶粘剂。
可选的,所述透光基板为玻璃基板或塑料基板。
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,通过在图像传感器的非感光区上制作引流结构,所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,所述第一部分位于所述粘接区,所述第二部分位于所述粘接区外围;再将所述支撑侧墙的上表面和所述透光基板粘接在一起,将所述支撑侧墙的下表面通过粘性物质和所述粘接区粘接在一起,其中,所述引流结构引导粘性物质远离感光区流动。因此,在沿所述切割道对所述晶圆进行切割后,得到的图像传感器的封装件中,粘性物质在引流结构的引流作用下,不会向感光区流动,而是朝着远离感光区的方向流动。因此,能够改善图像传感器芯片的感光性能,提高了图像传感器的封装良率和封装质量。此外,由于引流结构改善了粘性物质向感光区流溢的问题,在提高封装良率的同时,也可以使得支撑侧墙离得感光区域更近一些,从而可以使得封装所要求的外围电路面积缩小,进而可以减少整个芯片的尺寸,降低成本。
附图说明
图1至图7是本发明第一实施例所提供的图像传感器的封装方法各步骤对应结构示意图;
图8至图10是本发明第三实施例所提供的图像传感器的封装方法各步骤对应结构示意图;
图11至图14是本发明第五实施例所提供的图像传感器的封装方法各步骤对应结构示意图;
图15至图17是本发明第七实施例所提供的图像传感器的封装方法各步骤对应结构示意图;
图18至图22是本发明第九实施例所提供的图像传感器的封装方法各步骤对应结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述,现有技术中,在将支撑侧墙和晶圆粘接在一起时,液态胶粘剂会在压力作用下向着支撑侧墙的两侧流动,其中流向支撑侧墙内侧的液态胶粘剂可能进入图像感应区,污染感光区表面,影响感光性能。
为此,本发明提供一种新的图像传感器的封装方法,所述封装方法通过在图像传感器的非感光区上制作引流结构,从而使得用于粘接支撑侧墙和晶圆的粘性物质在所述引流结构的引流作用下,朝着远离感光区的方向流动。从而避免图像传感器芯片的感光区表面受到粘性物质的污染,改善图像传感器芯片的感光性能,提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
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。
本发明实施例一提供一种图像传感器的封装方法,请结合参考图1至图7。
请参考图1,提供透光基板121。
本实施例中,透光基板121可以为玻璃基板、塑料基板或蓝宝石基板。透光基板121至少起到两个方面的作用:一、用于保证光线能够透过透光基板121而到达图像传感器芯片的感光区;二,用于保护图像传感器芯片的感光区不被外界环境污染。
请结合参考图2和图3,提供支撑侧墙111。图2显示了支撑侧墙111的俯视示意图,而图3显示支撑侧墙111的剖面结构示意图(图3为图2所示支撑侧墙111沿A-A点划线剖切得到的剖面结构)。由图2可知,支撑侧墙111的俯视平面呈四条边的环形结构,并且四条边两两垂直。由图3可知,支撑侧墙111的剖面呈矩形。结合图2和图3可知,支撑侧墙111为具有一定高度的四环柱形。
需要说明的是,在本发明的其它实施例中,支撑侧墙也可以为其它形状,只需要保证支撑侧墙具有足够的空腔空间(空腔空间为四环柱的中空部分)用于容置图像传感器芯片的感光区,并保证能够将图像传感器芯片和透光基板密闭封装在一起即可。
本实施例中,支撑侧墙111的材料可以为玻璃材质、有机材质(例如环氧树脂或耐燃树脂材质)、陶瓷材质或者硅材质,本发明对此不作限定。支撑侧墙111可以由一体成型制作而成,以节省制作流程,节约成本,并使得所形成的支撑侧墙111具有良好的整体结构。例如当支撑侧墙111为有机塑料材质时,支撑侧墙111可以采用注塑工艺一体成型制成。
请结合参考图4和图5,提供晶圆(未标注),并于晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片101。图4和图5显示了晶圆中相邻两个图像传感器芯片101作为代表。其中,图4显示了图像传感器芯片101的俯视结构示意图,图5显示了图像传感器芯片101的剖面结构示意图(即图5为图4所示结构沿B-B点划线剖切得到的剖面示意图)。
本实施例中,所述晶圆可以为硅晶圆,可以通过相应的半导体制造工艺制造出图像传感器芯片101。图像传感器芯片101可以是CMOS图像传感器芯片101(此时图像传感器晶圆为CMOS图像传感器晶圆),因此最终形成的图像传感器的封装件可以是CMOS图像传感器封装结构。
本实施例中,相邻图像传感器芯片101之间具有切割道,切割道虽未示出,但其中部分切割道具体位于图4中虚线在图像传感器芯片101表面部分的位置。
请继续参考图4,每个图像传感器芯片101表面具有感光区101A和非感光区101B。感光区101A为图4中图像传感器芯片101中间的微透镜阵列(此部分微透镜阵列为第一微透镜阵列105,请参考本说明书后续内容)所在区域。非感光区101B围绕感光区101A。非感光区101B具有匹配于支撑侧墙111的粘接区101c,粘接区101c为围绕感光区101A的环形结构。粘接区101c具体为图4中用虚线围成的环形区域。事实上,表示粘接区101c的所述环形区域面积和形状基本与图2中所示支撑侧墙111的俯视结构相同,从而保证粘接区101c与支撑侧墙111匹配。
本实施例中,感光区101A中形成有感光阵列103(例如光电二极管阵列),如图5所示。感光阵列103用于实现光电转换。图像传感器芯片101还可以形成有与所述感光阵列103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阵列103产生的光电信号进行处理,并使感光阵列103与相应的焊盘(未示出)实现电连接。
本实施例中,非感光区101B用于与支撑侧墙111粘接(具体支撑侧墙111与粘接区101c粘接),并且非感光区101B可以制作有上述焊盘,焊盘用于与封装结构中用于外部连接的导电结构电连接。
请继续参考图4和图5,形成位于图像传感器芯片101上的第一微透镜阵列105,第一微透镜阵列105位于上述感光阵列103上方,第一微透镜阵列105所在区域即上述感光区101A。并且,本实施例在制作位于感光区101A上的第一微透镜阵列105时,同时在非感光区101B上制作第二微透镜阵列107。第二微透镜阵列107作为引流结构。引流结构可以在后续采用粘性物质粘接支撑侧墙111和晶圆时,将粘性物质引流至支撑侧墙111外侧,从而防止粘性物质流向支撑侧墙111内侧而污染感光区101A。
本实施例中,采用在形成第一微透镜阵列105时,同时形成第二微透镜阵列107,因此可以减少工艺步骤,提高工艺效率。此时,第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107的结构(所述结构包括例如形状和尺寸大小等)基本相同。但是,在其它实施例中,也可以在制作第一微透镜阵列105之前或者之后,单独地制作第二微透镜阵列107。并且第二微透镜阵列107的结构也可以与第一微透镜阵列105不同。
本实施例中,第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107可以采用曝光和显影工艺形成。此时第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107的制作材料可以为光敏材料(例如光刻胶)。第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107也可以在采用曝光和显影工艺之后,增加一道回流工艺(reflow),从而使第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107中的每个微透镜的形状更加理想(例如接近球冠状),以利于感光阵列103更好地接收光线。此外,第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107可以由光敏材料层为掩模,刻蚀微透镜材料层(例如氧化层)而形成。具体过程可以包括:形成覆盖所述微透镜材料层的光敏材料层,然后采用曝光和显影工艺对所述光敏材料层进行图案化,再以图案化的所述光敏材料层为掩模,刻蚀所述微透镜材料层,从而形成第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107。此外,在对所述光敏材料层进行曝光和显影工艺后,还可以继续对其进行回流工艺,从而形成形状和结构更为理想的掩膜层(即图案化的光敏材料层),并以此为掩模刻蚀形成第一微透镜阵列105和第二微透镜阵列107。
本实施例中,第二微透镜阵列107具有阵列排布的多个微透镜结构,并且微透镜结构相互之间的排布较为紧密,因此,相邻微透镜结构之间具有许多微小的间隙,这些间隙相当于起到毛细管的作用,使得第二微透镜阵列107能够与浸润液体产生毛细现象,即:只要浸润液体接触到部分第二微透镜阵列107,浸润液体就会在液体表面张力作用下沿着微透镜结构之间的间隙向外(也即远离感光区101A)流动,从而使第二微透镜阵列107达到引流的作用。
请继续参考图4和图5,第二微透镜阵列107具有相连的第一部分和第二部分(第一部分和第二部分均未区别标注),其中,位于粘接区101c内的第二微透镜阵列107为第一部分,位于粘接区101c外围的第二微透镜阵列107为第二部分,即:所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区101c,第二部分位于粘接区101c外围。
本实施例中,引流结构的第一部分的宽度可以至少为粘接区101c的环形宽度的50%,即如图4所示,位于粘接区101c内的第二微透镜阵列107的宽度W1至少为粘接区101c的环形宽度W3的50%以上。设置宽度W1至少为粘接区101c的环形宽度W3的50%以上可以保证后续将晶圆与支撑侧墙111粘接时,相应的粘性物质能够更多地与引流结构(即第二微透镜阵列107)接触,从而保证引流结构起到更好的引流作用。
本实施例中,引流结构的第二部分的宽度W2可以至少为10μm。为了把粘性物质引流到粘接区101c的外围,需要引流结构延伸到外围并伸出10μm以上,即第二部分的宽度W2在10μm以上,从而保证粘接时粘性物质能够充分经过引流结构而被引流至粘接区101c外围,达到防止感光区101A表面受粘接物质污染的作用。虽然引流结构的第二部分宽度W2越大,引流效果越好,但是为了保证芯片的总体面积较小,第二部分宽度W2也不宜太大,需要控制在一定范围内。
从图4中可以看到,第二微透镜阵列107沿着粘接区101c的环形连续地制作,即本实施例中,沿着粘接区101c的环形连续地制作引流结构。这种方式有利于后续整体较好地防止感光区101A表面受到粘接物质的污染。但是,在本发明的其它实施例中,也可以不必沿着整个粘接区101c的环形连续地制作引流结构,例如仅在部分粘接区101c制作引流结构,同样能够达到引流作用。
请参考图6,将支撑侧墙111的上表面和透光基板121粘接在一起,并将支撑侧墙111的下表面通过粘性物质和粘接区101c粘接在一起。在将支撑侧墙111的下表面通过粘性物质和粘接区101c粘接在一起时,引流结构能够引导粘性物质远离感光区101A流动。
本实施例中,粘性物质可以为液态胶粘剂,具体可以为UV(紫外)胶。
本实施例中,将支撑侧墙111的上表面和透光基板121(的其中一个表面)粘接在一起的过程可以为:采用点胶、画胶、印刷胶或滚胶的方式将液态胶粘剂涂布在透光基板121表面,或者将液态胶粘剂涂布在支撑侧墙111的上表面,又或者在透光基板121表面和支撑侧墙111的上表面同时涂布液态胶粘剂;然后将支撑侧墙111的上表面和透光基板121压合在一起,其中液态胶粘剂粘接支撑侧墙111的上表面和透光基板121。
本实施例中,将支撑侧墙111的下表面通过粘性物质和粘接区101c粘接在一起的过程(即将晶圆和支撑侧墙111粘接在一起的过程)可以为:将粘性物质涂布在图像传感器芯片101表面的粘接区101c,或者在支撑侧墙111的下表面涂布粘性物质,或者在粘接区101c和支撑侧墙111的下表面同时涂布粘性物质;然后在支撑侧墙111的下表面压合在粘接区101c表面,从而使支撑侧墙111的下表面和粘接区101c通过粘性物质粘接在一起。
在上述将晶圆和支撑侧墙111粘接在一起的过程中,由于粘性物质为液态胶粘剂,因此支撑侧墙111压合在粘性物质时,现有通常情况下,粘性物质会向着支撑侧墙111的内侧和外侧同时流动。
但是由于本实施例中,图像传感器芯片101表面制作有第二微透镜阵列107,并且第二微透镜阵列107的第一部分位于粘接区101c中,粘性物质一开始时就是直接部分涂布在第一部分的第二微透镜阵列107上,并且粘性物质为液态胶粘剂,对于第二微透镜阵列107而言,液态胶粘剂为浸润液体。因此,粘性物质会开始在液体表面张力的作用下发生毛细现象,即沿着第二微透镜阵列107的第一部分向第二部分流动,也就是说,第二微透镜阵列107对粘性物质具有引流作用。而在支撑侧墙111压合粘性物质时,粘性物质会在第二微透镜阵列107第二部分的引流作用下,大部分向着支撑侧墙111的外侧流动,从而防止粘性物质流向支撑侧墙111的内侧而污染图像传感器芯片101的感光区101A表面。
本实施例选用先将透光基板121和支撑侧墙111的上表面粘接在一起,再将支撑侧墙111下表面和晶圆粘接在一起的方法进行封装。需要说明的是,在其它实施例中,也可以先将支撑侧墙111的下表面通过粘性物质和粘接区101c粘接在一起,再将支撑侧墙111的上表面和透光基板121粘接在一起的方法进行封装。其它实施例中,还可以采用将三者同时粘接在一起的封装方式。
请参考图7,沿所述切割道对图6所示晶圆进行切割,以形成独立的封装件。可以采用机械切割方法对晶圆进行切割,并且所述切割同时对所述透光基板121进行,即沿图6中的点划线(未标注)切割透光基板121和晶圆,从而分离出单个封装后的图像传感器芯片101,即图像传感器的封装件。
图中虽未示出,但是本实施例在对图6所示晶圆进行切割前,还可以包括对图像传感器芯片101进行以下步骤:对晶圆的背面进行减薄,可以将晶圆减薄至50μm~200μm,例如具体减薄至150μm;然后对晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺,从而在晶圆背面形成绝缘层和位于绝缘层中的金属导线,以及与金属导线电连接的焊接凸点。
请继续参考图7,切割后,所述图像传感器的封装件包括透光基板121和支撑侧墙111,支撑侧墙111的上表面粘接于透光基板121。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片101,图像传感器芯片101表面具有感光区101A和非感光区101B,非感光区101B具有匹配于支撑侧墙111的粘接区101c,粘接区101c为围绕感光区101A的环形结构,支撑侧墙111的下表面和粘接区101c通过粘性物质粘接在一起。非感光区101B还具有用于引导粘性物质远离感光区101A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区101c,第二部分位于粘接区101c外围。
本实施例所提供的图像传感器的封装方法中,由于在图像传感器芯片101表面的非感光区101B上制作第二微透镜阵列107作为引流结构,所述引流结构能够防止粘性物质向支撑侧墙111的内侧壁流动,从而避免图像传感器芯片101的感光区101A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片101的感光性能,从而提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
此外,本实施例提供的图像传感器的封装方法中,由于引流结构改善了液体胶水(即所述粘性物质)向感光区101A流溢的问题,在提高封装良率的同时,也可以使得支撑侧墙111离得感光区域更近一些,从而可以使得封装所要求的外围电路面积缩小,进而可以减少整个图像传感器芯片的尺寸,提高集成度,降低成本。
本发明实施例二还提供了一种图像传感器的封装件。所述封装件可以由前一实施例所提供的封装方法封装而成,因此,所述封装件的结构和性质可以参考前一实施例相应内容。
具体的,请参考图7,所述图像传感器的封装件包括透光基板121和支撑侧墙111,支撑侧墙111的上表面粘接于透光基板121。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片101,图像传感器芯片101表面具有感光区101A和非感光区101B(请参考图4),非感光区101B具有匹配于支撑侧墙111的粘接区101c,粘接区101c(请参考图4)为围绕感光区101A的环形结构,支撑侧墙111的下表面和粘接区101c通过粘性物质粘接在一起。非感光区101B还具有用于引导粘性物质远离感光区101A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区101c,第二部分位于粘接区101c外围。
本实施例中,所述引流结构可以为第二微透镜阵列107,其可以与图像传感器芯片101表面的第一微透镜阵列105同时制作。并且第二微透镜阵列107(即所述引流结构)沿着所述粘接区101c的环形连续地延伸。引流结构的所述第一部分的宽度可以至少为所述粘接区101c的环形宽度的50%。所述引流结构的所述第二部分的宽度可以至少为10μm。粘性物质可以为液态胶粘剂。透光基板121可以为玻璃基板或塑料基板。上述结构和参数的选择原因具体可以参考前一实施例相应内容。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于图像传感器芯片101的非感光区101B具有引流结构,并且引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区101c,第二部分位于粘接区101c外围,因此,在图像传感器的封装件封装过程中,粘性物质会先与引流结构的第一部分接触,并且在与支撑侧墙111的粘合过程中,粘性物质会引流结构的引流作用下,大部分从引流结构的第一部分向引流结构的第二部分流动,从而防止粘性物质进入图像传感器芯片101的感光区101A,即防止图像传感器芯片101的感光区101A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片101的感光性能,从而提高了图像传感器的封装质量。
此外,本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于引流结构改善了液体胶水(即所述粘性物质)向感光区101A流溢的问题,在提高封装良率的同时,也可以使得支撑侧墙111离得感光区域更近一些,从而可以使得封装所要求的外围电路面积缩小,进而可以减少整个芯片的尺寸,降低成本。
事实上,采用本实施例所提供的封装方法形成的封装件中,由于引流结构的引流作用,因此防止粘性物质进入图像传感器芯片101的感光区101A,从而允许单个芯片尺寸减小。经实验检验,相应的封装方法能够将使感光区101A到图像传感器芯片101的边缘距离由原来的300μm~350μm缩小至250μm~300μm,即可以缩小约50μm,从而提高图像传感器芯片的集成度,降低成本。
本发明实施例三提供一种图像传感器的封装方法,请结合参考图8至图10。
请参考图8,提供晶圆(未标注),并于晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片201。图8显示了晶圆中相邻两个图像传感器芯片201作为代表,且图8显示了图像传感器芯片201的俯视结构示意图。
本实施例中,所述晶圆可以为硅晶圆,可以通过相应的半导体制造工艺制造出图像传感器芯片201。图像传感器芯片201可以是CMOS图像传感器芯片201(此时图像传感器晶圆为CMOS图像传感器晶圆),因此最终形成的图像传感器的封装件可以是CMOS图像传感器封装结构。
本实施例中,相邻图像传感器芯片201之间具有切割道,所述切割道虽未示出,但其中部分所述切割道具体位于图8中虚线(未标注)在图像传感器芯片201表面部分的位置。
请继续参考图8,每个图像传感器芯片201表面具有感光区201A和非感光区201B。感光区201A为图8中图像传感器芯片201中间的微透镜阵列(此部分微透镜阵列为第一微透镜阵列205,请参考本说明书后续内容)所在区域。非感光区201B围绕感光区201A。非感光区201B具有匹配于支撑侧墙211的粘接区201c,粘接区201c为围绕感光区201A的环形结构。粘接区201c具体为图8中用虚线围成的环形区域。事实上,表示粘接区201c的所述环形区域面积和形状基本支撑侧墙211的俯视结构相同,从而保证粘接区201c与支撑侧墙211匹配。
请结合参考图8和图9,感光区201A中形成有感光阵列203(感光阵列203可以为例如光电二极管阵列)。感光阵列203用于实现光电转换。图像传感器芯片201还可以形成有与所述感光阵列203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阵列203产生的光电信号进行处理,并使感光阵列203与相应的焊盘(未示出)实现电连接。
本实施例中,非感光区201B用于与支撑侧墙211粘接(具体支撑侧墙211与粘接区201c粘接),并且非感光区201B可以制作有上述焊盘,焊盘用于与封装结构中用于外部连接的导电结构电连接。
请继续参考图8,形成位于图像传感器芯片201上的第一微透镜阵列205,第一微透镜阵列205位于上述感光阵列203上方,第一微透镜阵列205所在区域即上述感光区201A。并且,本实施例在制作位于感光区201A上的第一微透镜阵列205时,同时在非感光区201B上制作第二微透镜阵列207。第二微透镜阵列207作为引流结构。引流结构可以在后续采用粘性物质粘接支撑侧墙211和晶圆时,将粘性物质引流至支撑侧墙211外侧,从而防止粘性物质流向支撑侧墙211内侧而污染感光区201A。
本实施例中,采用在形成第一微透镜阵列205时,同时形成第二微透镜阵列207,因此可以减少工艺步骤,提高工艺效率。此时,第一微透镜阵列205和第二微透镜阵列207的结构(所述结构包括例如形状和尺寸大小等)基本相同。但是,在其它实施例中,也可以在制作第一微透镜阵列205之前或者之后,单独地制作第二微透镜阵列207。并且第二微透镜阵列207的结构也可以与第一微透镜阵列205不同。
本实施例中,第一微透镜阵列205和第二微透镜阵列207的形成方法可参考实施例一相应内容。
本实施例中,第二微透镜阵列207的引流的作用可以参考实施例一相应内容。
请继续参考图8,第二微透镜阵列207具有相连的第一部分和第二部分(第一部分和第二部分均未区别标注),其中,位于粘接区201c内的第二微透镜阵列207为第一部分,位于粘接区201c外围的第二微透镜阵列207为第二部分,即:所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区201c,第二部分位于粘接区201c外围。
本实施例中,引流结构的第一部分的宽度可以至少为粘接区201c的环形宽度的50%,即如图8所示,位于粘接区201c内的第二微透镜阵列207的宽度W4至少为粘接区201c的环形宽度W6的50%以上。设置宽度W4至少为粘接区201c的环形宽度W6的50%以上可以保证后续将晶圆与支撑侧墙211粘接时,相应的粘性物质能够更多地与引流结构(即第二微透镜阵列207)接触,从而保证引流结构起到更好的引流作用。
本实施例中,引流结构的第二部分的宽度W5可以至少为10μm。为了把粘性物质引流到粘接区201c的外围,需要引流结构延伸到外围并伸出10μm以上,即第二部分的宽度W5在10μm以上,从而保证粘接时粘性物质能够充分经过引流结构而被引流至粘接区201c外围,达到防止感光区201A表面受粘接物质污染的作用。虽然引流结构的第二部分宽度W5越大,引流效果越好,但是为了保证芯片的总体面积较小,第二部分宽度W5也不宜太大,需要控制在一定范围内。
与实施例一不同的是,实施例三中,沿着粘接区201c的环形非连续地制作引流结构。具体的,如图8所示,在粘接区201c的四个角落区域均未制作引流结构。这种方式仍然能够达到所需的引流作用,同时可以节省部分工艺。同时,粘接区201c的角落区域也是粘性物质不容易向内侧流动的地方,因此,这些区域不设置引流结构,整体的引流效果仍然较佳。
虽然本实施例中,沿着粘接区201c的环形非连续地制作引流结构,但是,同时保证引流结构沿着粘接区201c延伸的总长度至少为粘接区的环形周长的50%,即图8中,四个非连续的引流结构的总长度至少为粘接区201c的环形周长的50%(其中,粘接区201c的周长可以为粘接区中间位置环绕一周的长度)。
请参考图9,提供透光基板221和支撑侧墙211。透光基板可以为平面板状结构。支撑侧墙211可以为具有一定高度的四环柱结构。
本实施例中,透光基板221可以为玻璃基板、塑料基板或蓝宝石基板。透光基板221至少起到两个方面的作用:一、用于保证光线能够透过透光基板221而到达图像传感器芯片的感光区;二,用于保护图像传感器芯片的感光区不被外界环境污染。
本实施例中,支撑侧墙211的材料可以为玻璃材质、有机材质(例如环氧树脂或耐燃树脂材质)、陶瓷材质或者硅材质,本发明对此不作限定。支撑侧墙211可以由一体成型制作而成,以节省制作流程,节约成本,并使得所形成的支撑侧墙211具有良好的整体结构。例如当支撑侧墙211为有机塑料材质时,支撑侧墙211可以采用注塑工艺一体成型制成。
请继续参考图9,将支撑侧墙211的上表面和透光基板221粘接在一起,并将支撑侧墙211的下表面通过粘性物质和粘接区201c粘接在一起。在将支撑侧墙211的下表面通过粘性物质和粘接区201c粘接在一起时,引流结构能够引导粘性物质远离感光区201A流动。
本实施例中,粘性物质可以为液态胶粘剂,具体可以为UV(紫外)胶。
但是由于本实施例中,图像传感器芯片201表面制作有第二微透镜阵列207,并且第二微透镜阵列207的第一部分位于粘接区201c中,粘性物质一开始时就是直接部分涂布在第一部分的第二微透镜阵列207上,并且粘性物质为液态胶粘剂,对于第二微透镜阵列207而言,液态胶粘剂为浸润液体。因此,粘性物质会开始在液体表面张力的作用下发生毛细现象,即沿着第二微透镜阵列207的第一部分向第二部分流动,也就是说,第二微透镜阵列207对粘性物质具有引流作用。而在支撑侧墙211压合粘性物质时,粘性物质会在第二微透镜阵列207第二部分的引流作用下,大部分向着支撑侧墙211的外侧流动,从而防止粘性物质流向支撑侧墙211的内侧而污染图像传感器芯片201的感光区201A表面。
请参考图10,沿所述切割道对图9所示晶圆进行切割,以形成独立的封装件。可以采用机械切割方法对晶圆进行切割,并且所述切割同时对所述透光基板221进行,即沿图9中的点划线(未标注)切割透光基板221和晶圆,从而分离出单个封装后的图像传感器芯片201,即图像传感器的封装件。
图中虽未示出,但是本实施例在对图9所示晶圆进行切割前,还可以包括对图像传感器芯片201进行以下步骤:对晶圆的背面进行减薄,可以将晶圆减薄至50μm~200μm,例如具体减薄至150μm;然后对晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺,从而在晶圆背面形成绝缘层和位于绝缘层中的金属导线,以及与金属导线电连接的焊接凸点。
请继续参考图10,切割后,所述图像传感器的封装件包括透光基板221和支撑侧墙211,支撑侧墙211的上表面粘接于透光基板221。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片201,图像传感器芯片201表面具有感光区201A和非感光区201B,非感光区201B具有匹配于支撑侧墙211的粘接区201c,粘接区201c为围绕感光区201A的环形结构,支撑侧墙211的下表面和粘接区201c通过粘性物质粘接在一起。非感光区201B还具有用于引导粘性物质远离感光区201A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区201c,第二部分位于粘接区201c外围。
本实施例所提供的图像传感器的封装方法中,由于在图像传感器芯片201表面的非感光区201B上制作第二微透镜阵列207作为引流结构,所述引流结构能够防止粘性物质向支撑侧墙211的内侧壁流动,从而避免图像传感器芯片201的感光区201A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片201的感光性能,从而提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
本发明实施例四还提供了一种图像传感器的封装件。所述封装件可以由前一实施例所提供的封装方法封装而成,因此,所述封装件的结构和性质可以参考前一实施例相应内容。
具体的,请参考图10,所述图像传感器的封装件包括透光基板221和支撑侧墙211,支撑侧墙211的上表面粘接于透光基板221。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片201,图像传感器芯片201表面具有感光区201A和非感光区201B(请参考图8),非感光区201B具有匹配于支撑侧墙211的粘接区201c,粘接区201c(请参考图8)为围绕感光区201A的环形结构,支撑侧墙211的下表面和粘接区201c通过粘性物质粘接在一起。非感光区201B还具有用于引导粘性物质远离感光区201A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区201c,第二部分位于粘接区201c外围。
本实施例中,所述引流结构可以为第二微透镜阵列207,其可以与图像传感器芯片201表面的第一微透镜阵列205同时制作。并且第二微透镜阵列207(即所述引流结构)沿着所述粘接区201c的环形非连续地延伸。所述引流结构沿着所述粘接区201c延伸的总长度可以至少为所述粘接区201c的环形周长的50%。引流结构的所述第一部分的宽度可以至少为所述粘接区201c的环形宽度的50%。所述引流结构的所述第二部分的宽度可以至少为10μm。粘性物质可以为液态胶粘剂。透光基板221可以为玻璃基板或塑料基板。上述结构和参数的选择原因具体可以参考实施一例相应内容。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于图像传感器芯片201的非感光区201B具有引流结构,并且引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区201c,第二部分位于粘接区201c外围,因此,在图像传感器的封装件封装过程中,粘性物质会先与引流结构的第一部分接触,并且在与支撑侧墙211的粘合过程中,粘性物质会引流结构的引流作用下,大部分从引流结构的第一部分向引流结构的第二部分流动,从而防止粘性物质进入图像传感器芯片201的感光区201A,即防止图像传感器芯片201的感光区201A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片201的感光性能,从而提高了图像传感器的封装质量。
本发明实施例五提供另一种图像传感器的封装方法,请结合参考图11至图14。
请结合参考图11和图12,提供晶圆(未标注),并于晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片301。图11和图12显示了晶圆中相邻两个图像传感器芯片301作为代表。其中,图11显示了图像传感器芯片301的俯视结构示意图,图12显示了图像传感器芯片301的剖面结构示意图(即图12为图11所示结构沿C-C点划线剖切得到的剖面示意图)。
本实施例中,所述晶圆可以为硅晶圆,可以通过相应的半导体制造工艺制造出图像传感器芯片301。图像传感器芯片301可以是CMOS图像传感器芯片301(此时图像传感器晶圆为CMOS图像传感器晶圆),因此最终形成的图像传感器的封装件可以是CMOS图像传感器封装结构。
本实施例中,相邻图像传感器芯片301之间具有切割道,所述切割道虽未示出,但其中部分切割道具体位于图11中虚线(未标注)在图像传感器芯片301表面部分的位置。
请继续参考图11,每个图像传感器芯片301表面具有感光区301A和非感光区301B。感光区301A为图11中图像传感器芯片301中间的微透镜阵列(此部分微透镜阵列为第一微透镜阵列305,请参考本说明书后续内容)所在区域。非感光区301B围绕感光区301A。非感光区301B具有匹配于支撑侧墙311的粘接区301c,粘接区301c为围绕感光区301A的环形结构。粘接区301c具体为图11中用虚线围成的环形区域。事实上,表示粘接区301c的所述环形区域面积和形状基本与图13中所示支撑侧墙311的俯视结构相同,从而保证粘接区301c与支撑侧墙311匹配。
本实施例中,感光区301A中形成有感光阵列303(例如光电二极管阵列),如图12所示。感光阵列303用于实现光电转换。图像传感器芯片301还可以形成有与所述感光阵列303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阵列303产生的光电信号进行处理,并使感光阵列303与相应的焊盘(未示出)实现电连接。
本实施例中,非感光区301B用于与支撑侧墙311粘接(具体支撑侧墙311与粘接区301c粘接),并且非感光区301B可以制作有上述焊盘,焊盘用于与封装结构中用于外部连接的导电结构电连接。
请继续参考图11和图12,形成位于图像传感器芯片301上的第一微透镜阵列305,第一微透镜阵列305位于上述感光阵列303上方,第一微透镜阵列305所在区域即上述感光区301A。并且,本实施例在制作位于感光区301A上的第一微透镜阵列305时,同时在非感光区301B上制作沟槽结构307(例如在用于制作第一微透镜阵列305的光罩上,同时在需要制作沟槽的地方把相应图形制作在此光罩上)。沟槽结构307作为引流结构。引流结构可以在后续采用粘性物质粘接支撑侧墙311和晶圆时,将粘性物质引流至支撑侧墙311外侧,从而防止粘性物质流向支撑侧墙311内侧而污染感光区301A。
本实施例中,沟槽结构307可以在晶圆中形成微透镜之前制作,也可以在晶圆中形成微透镜之时制作,还可以在晶圆中形成微透镜之后制作。沟槽结构307的制作方法可以为:形成光刻胶层覆盖需要形成沟槽结构307的区域;采用光罩(mask)对所述光刻胶层进行曝光和显影工艺,以形成图案化的光刻胶,以此图案化的光刻胶层为掩模,刻蚀晶圆表面用于形成沟槽结构307的区域,以形成沟槽结构307;最后,去除残留的光刻胶层。
本实施例中,具体可以采取在非感光区301B上制作多个分别与其相邻的粘接区301c成一夹角并延伸到所述粘接区301c外围的(浅)沟槽,以作为所述引流结构。所述夹角具体可以为例如30度至90度。
本实施例中,沟槽结构307具体包括多个细长的浅沟槽,这些浅沟槽相当于毛细管,从而使得沟槽结构307能够与浸润液体产生毛细现象,即:只要浸润液体接触到部分沟槽结构307,浸润液体就会在液体表面张力作用下沿着其中每个沟槽向外(也即远离感光区301A)流动,从而使沟槽结构307达到引流的作用。
请继续参考图11和图12,沟槽结构307具有相连的第一部分和第二部分(第一部分和第二部分均未区别标注),其中,位于粘接区301c内的沟槽结构307为第一部分,位于粘接区301c外围的沟槽结构307为第二部分,即:每个所述浅沟槽可以分为相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区301c,第二部分位于粘接区301c外围。其中,第一部分的宽度W7和第二部分的宽度W8如图11所示。
本实施例中,引流结构的第一部分的宽度W7可以至少为粘接区301c的环形宽度的50%,即如图11所示,位于粘接区301c内的沟槽结构307的宽度W7至少为粘接区301c的环形宽度W9的50%以上。设置宽度W7至少为粘接区301c的环形宽度W9的50%以上可以保证后续将晶圆与支撑侧墙311粘接时,相应的粘性物质能够更多地与引流结构(即沟槽结构307)接触,从而保证引流结构起到更好的引流作用。
本实施例中,引流结构的第二部分的宽度W8可以至少为10μm。为了把粘性物质引流到粘接区301c的外围,需要引流结构延伸到外围并伸出10μm以上,即第二部分的宽度W8在10μm以上,从而保证粘接时粘性物质能够充分经过引流结构而被引流至粘接区301c外围,达到防止感光区301A表面受粘接物质污染的作用。虽然引流结构的第二部分宽度W8越大,引流效果越好,但是为了保证芯片的总体面积较小,第二部分宽度W8也不宜太大,需要控制在一定范围内。
从图11中可以看到,沟槽结构307沿着粘接区301c的环形连续地制作,即本实施例中,沿着粘接区301c的环形连续地制作引流结构。这种方式有利于后续整体较好地防止感光区301A表面受到粘接物质的污染。但是,在本发明的其它实施例中,也可以不必沿着整个粘接区301c的环形连续地制作引流结构,例如仅在部分粘接区301c制作引流结构,同样能够达到引流作用。
请参考图13,提供透光基板321。
本实施例中,透光基板321可以为玻璃基板、塑料基板或蓝宝石基板。透光基板321至少起到两个方面的作用:一、用于保证光线能够透过透光基板321而到达图像传感器芯片的感光区;二,用于保护图像传感器芯片的感光区不被外界环境污染。
请继续参考图13,提供支撑侧墙311。图13显示支撑侧墙311的剖面结构示意图。支撑侧墙311的俯视平面呈四条边的环形结构(未示出),并且四条边两两垂直。由图13可知,支撑侧墙311的剖面呈矩形,因此,支撑侧墙311为具有一定高度的四环柱形。
需要说明的是,在本发明的其它实施例中,支撑侧墙也可以为其它形状,只需要保证支撑侧墙具有足够的空腔空间(空腔空间为四环柱的中空部分)用于容置图像传感器芯片的感光区,并保证能够将图像传感器芯片和透光基板密闭封装在一起即可。
本实施例中,支撑侧墙311的材料可以为玻璃材质、有机材质(例如环氧树脂或耐燃树脂材质)、陶瓷材质或者硅材质,本发明对此不作限定。支撑侧墙311可以由一体成型制作而成,以节省制作流程,节约成本,并使得所形成的支撑侧墙311具有良好的整体结构。例如当支撑侧墙311为有机塑料材质时,支撑侧墙311可以采用注塑工艺一体成型制成。
请参考图13,将支撑侧墙311的上表面和透光基板321粘接在一起,并将支撑侧墙311的下表面通过粘性物质和粘接区301c粘接在一起。在将支撑侧墙311的下表面通过粘性物质和粘接区301c粘接在一起时,引流结构能够引导粘性物质远离感光区301A流动。
本实施例中,粘性物质可以为液态胶粘剂,具体可以为UV(紫外)胶。
本实施例中,将支撑侧墙311的上表面和透光基板321(的其中一个表面)粘接在一起的过程可以为:采用点胶、画胶、印刷胶或滚胶的方式将液态胶粘剂涂布在透光基板321表面,或者将液态胶粘剂涂布在支撑侧墙311的上表面,又或者在透光基板321表面和支撑侧墙311的上表面同时涂布液态胶粘剂;然后将支撑侧墙311的上表面和透光基板321压合在一起,其中液态胶粘剂粘接支撑侧墙311的上表面和透光基板321。
本实施例中,将支撑侧墙311的下表面通过粘性物质和粘接区301c粘接在一起的过程(即将晶圆和支撑侧墙311粘接在一起的过程)可以为:将粘性物质涂布在图像传感器芯片301表面的粘接区301c,或者在支撑侧墙311的下表面涂布粘性物质,或者在粘接区301c和支撑侧墙311的下表面同时涂布粘性物质;然后在支撑侧墙311的下表面压合在粘接区301c表面,从而使支撑侧墙311的下表面和粘接区301c通过粘性物质粘接在一起。
在上述将晶圆和支撑侧墙311粘接在一起的过程中,由于粘性物质为液态胶粘剂,因此支撑侧墙311压合在粘性物质时,现有通常情况下,粘性物质会向着支撑侧墙311的内侧和外侧同时流动。
但是由于本实施例中,图像传感器芯片301表面制作有沟槽结构307,并且沟槽结构307的第一部分位于粘接区301c中,粘性物质一开始时就是直接部分涂布在第一部分的沟槽结构307上,并且粘性物质为液态胶粘剂,对于沟槽结构307而言,液态胶粘剂为浸润液体。因此,粘性物质会开始在液体表面张力的作用下发生毛细现象,即沿着沟槽结构307的第一部分向第二部分流动,也就是说,沟槽结构307对粘性物质具有引流作用。而在支撑侧墙311压合粘性物质时,粘性物质会在沟槽结构307第二部分的引流作用下,大部分向着支撑侧墙311的外侧流动,从而防止粘性物质流向支撑侧墙311的内侧而污染图像传感器芯片301的感光区301A表面。
本实施例选用先将透光基板321和支撑侧墙311的上表面粘接在一起,再将支撑侧墙311下表面和晶圆粘接在一起的方法进行封装。需要说明的是,在其它实施例中,也可以先将支撑侧墙311的下表面通过粘性物质和粘接区301c粘接在一起,再将支撑侧墙311的上表面和透光基板321粘接在一起的方法进行封装。其它实施例中,还可以采用将三者同时粘接在一起的封装方式。
请参考图14,沿所述切割道对图13所示晶圆进行切割,以形成独立的封装件。可以采用机械切割方法对晶圆进行切割,并且所述切割同时对所述透光基板321进行,即沿图13中的点划线(未标注)切割透光基板321和晶圆,从而分离出单个封装后的图像传感器芯片301,即图像传感器的封装件。
图中虽未示出,但是本实施例在对图13所示晶圆进行切割前,还可以包括对图像传感器芯片301进行以下步骤:对晶圆的背面进行减薄,可以将晶圆减薄至50μm~200μm,例如具体减薄至150μm;然后对晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺,从而在晶圆背面形成绝缘层和位于绝缘层中的金属导线,以及与金属导线电连接的焊接凸点。
请继续参考图14,切割后,所述图像传感器的封装件包括透光基板321和支撑侧墙311,支撑侧墙311的上表面粘接于透光基板321。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片301,图像传感器芯片301表面具有感光区301A和非感光区301B,非感光区301B具有匹配于支撑侧墙311的粘接区301c,粘接区301c为围绕感光区301A的环形结构,支撑侧墙311的下表面和粘接区301c通过粘性物质粘接在一起。非感光区301B还具有用于引导粘性物质远离感光区301A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区301c,第二部分位于粘接区301c外围。
本实施例所提供的图像传感器的封装方法中,由于在图像传感器芯片301表面的非感光区301B上制作沟槽结构307作为引流结构,所述引流结构能够防止粘性物质向支撑侧墙311的内侧壁流动,从而避免图像传感器芯片301的感光区301A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片301的感光性能,从而提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
本发明实施例六还提供了一种图像传感器的封装件。所述封装件可以由前一实施例所提供的封装方法封装而成,因此,所述封装件的结构和性质可以参考前一实施例相应内容。
具体的,请参考图14,所述图像传感器的封装件包括透光基板321和支撑侧墙311,支撑侧墙311的上表面粘接于透光基板321。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片301,图像传感器芯片301表面具有感光区301A和非感光区301B(请参考图11),非感光区301B具有匹配于支撑侧墙311的粘接区301c,粘接区301c(请参考图11)为围绕感光区301A的环形结构,支撑侧墙311的下表面和粘接区301c通过粘性物质粘接在一起。非感光区301B还具有用于引导粘性物质远离感光区301A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区301c,第二部分位于粘接区301c外围。
本实施例中,所述引流结构可以为沟槽结构307,其可以与图像传感器芯片301表面的第一微透镜阵列305同时制作。并且沟槽结构307(即所述引流结构)沿着所述粘接区301c的环形连续地延伸。引流结构的所述第一部分的宽度可以至少为所述粘接区301c的环形宽度的50%。所述引流结构的所述第二部分的宽度可以至少为10μm。粘性物质可以为液态胶粘剂。透光基板321可以为玻璃基板或塑料基板。上述结构和参数的选择原因具体可以参考前一实施例相应内容。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于图像传感器芯片301的非感光区301B具有引流结构,并且引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区301c,第二部分位于粘接区301c外围,因此,在图像传感器的封装件封装过程中,粘性物质会先与引流结构的第一部分接触,并且在与支撑侧墙311的粘合过程中,粘性物质会引流结构的引流作用下,大部分从引流结构的第一部分向引流结构的第二部分流动,从而防止粘性物质进入图像传感器芯片301的感光区301A,即防止图像传感器芯片301的感光区301A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片301的感光性能,从而提高了图像传感器的封装质量。
此外,本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于引流结构改善了液体胶水(即所述粘性物质)向感光区301A流溢的问题,在提高封装良率的同时,也可以使得支撑侧墙311离得感光区域更近一些,从而可以使得封装所要求的外围电路面积缩小,进而可以减少整个芯片的尺寸,降低成本。
事实上,采用本实施例所提供的封装方法形成的封装件中,由于引流结构的引流作用,因此防止粘性物质进入图像传感器芯片301的感光区301A,从而允许单个芯片尺寸减小。经实验检验,相应的封装方法能够将使感光区301A到图像传感器芯片301的边缘距离由原来的300μm~350μm缩小至250μm~300μm,即可以缩小约50μm,从而提高图像传感器芯片的集成度,降低成本。
本发明实施例七提供另一种图像传感器的封装方法,请结合参考图15至图17。
请结合参考图15,提供晶圆(未标注),并于晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片401。图15显示了晶圆中相邻两个图像传感器芯片401作为代表,且图15显示了图像传感器芯片401的俯视结构示意图。
本实施例中,所述晶圆可以为硅晶圆,可以通过相应的半导体制造工艺制造出图像传感器芯片401。图像传感器芯片401可以是CMOS图像传感器芯片401(此时图像传感器晶圆为CMOS图像传感器晶圆),因此最终形成的图像传感器的封装件可以是CMOS图像传感器封装结构。
本实施例中,相邻图像传感器芯片401之间具有切割道,所述切割道虽未示出,但其中部分切割道具体位于图15中虚线(未标注)在图像传感器芯片401表面部分的位置。
请继续参考图15,每个图像传感器芯片401表面具有感光区401A和非感光区401B。感光区401A为图15中图像传感器芯片401中间的微透镜阵列(此部分微透镜阵列为第一微透镜阵列405,请参考本说明书后续内容)所在区域。非感光区401B围绕感光区401A。非感光区401B具有匹配于支撑侧墙411的粘接区401c,粘接区401c为围绕感光区401A的环形结构。粘接区401c具体为图15中用虚线围成的环形区域。事实上,表示粘接区401c的所述环形区域面积和形状基本与支撑侧墙411的俯视结构相同,从而保证粘接区401c与支撑侧墙411匹配。
请结合参考图15和图16,感光区401A中形成有感光阵列403(例如光电二极管阵列)。感光阵列403用于实现光电转换。图像传感器芯片401还可以形成有与所述感光阵列403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阵列403产生的光电信号进行处理,并使感光阵列403与相应的焊盘(未示出)实现电连接。
本实施例中,非感光区401B用于与支撑侧墙411粘接(具体支撑侧墙411与粘接区401c粘接),并且非感光区401B可以制作有上述焊盘,焊盘用于与封装结构中用于外部连接的导电结构电连接。
请继续参考图15和图16,形成位于图像传感器芯片401上的第一微透镜阵列405,第一微透镜阵列405位于上述感光阵列403上方,第一微透镜阵列405所在区域即上述感光区401A。并且,本实施例在制作位于感光区401A上的第一微透镜阵列405时,同时在非感光区401B上制作沟槽结构407。沟槽结构407作为引流结构。引流结构可以在后续采用粘性物质粘接支撑侧墙411和晶圆时,将粘性物质引流至支撑侧墙411外侧,从而防止粘性物质流向支撑侧墙411内侧而污染感光区401A。
本实施例中,沟槽结构407可以在晶圆中形成芯片之前制作,也可以在晶圆中形成芯片之时制作,还可以在晶圆中形成芯片之后制作。具体沟槽结构407的形成方法可以参考实施例五相应内容。
本实施例中,具体可以采取在非感光区401B上制作多个分别与其相邻的粘接区401c成一夹角并延伸到所述粘接区401c外围的(浅)沟槽,以作为所述引流结构。所述夹角具体可以为例如30度至90度。
本实施例中,沟槽结构407具体包括多个细长的浅沟槽,这些浅沟槽相当于毛细管,从而使得沟槽结构407能够与浸润液体产生毛细现象,即:只要浸润液体接触到部分沟槽结构407,浸润液体就会在液体表面张力作用下沿着其中每个沟槽向外(也即远离感光区401A)流动,从而使沟槽结构407达到引流的作用。
请继续参考图15和图16,沟槽结构407具有相连的第一部分和第二部分(第一部分和第二部分均未区别标注),其中,位于粘接区401c内的沟槽结构407为第一部分,位于粘接区401c外围的沟槽结构407为第二部分,即:每个所述浅沟槽可以分为相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区401c,第二部分位于粘接区401c外围。
本实施例中,引流结构的第一部分的宽度(未标注)可以至少为粘接区401c的环形宽度的50%,即如图15所示,位于粘接区401c内的沟槽结构407的宽度(未标注)至少为粘接区401c的环形宽度(未标注)的50%以上。设置第一部分的宽度至少为粘接区401c的环形宽度的50%以上可以保证后续将晶圆与支撑侧墙411粘接时,相应的粘性物质能够更多地与引流结构(即沟槽结构407)接触,从而保证引流结构起到更好的引流作用。
本实施例中,引流结构的第二部分的宽度(未标注)可以至少为10μm。为了把粘性物质引流到粘接区401c的外围,需要引流结构延伸到外围并伸出10μm以上,即第二部分的宽度在10μm以上,从而保证粘接时粘性物质能够充分经过引流结构而被引流至粘接区401c外围,达到防止感光区401A表面受粘接物质污染的作用。虽然引流结构的第二部分宽度越大,引流效果越好,但是为了保证芯片的总体面积较小,第二部分宽度也不宜太大,需要控制在一定范围内。
与实施例五不同的是,实施例七中,沿着粘接区401c的环形非连续地制作引流结构。具体的,如图15所示,在粘接区401c的四个角落区域均未制作引流结构。这种方式仍然能够达到所需的引流作用,同时可以节省部分工艺。同时,粘接区401c的角落区域也是粘性物质不容易向内侧流动的地方,因此,这些区域不设置引流结构,整体的引流效果仍然较佳。
虽然本实施例中,沿着粘接区401c的环形非连续地制作引流结构,但是,同时保证引流结构沿着粘接区401c延伸的总长度至少为粘接区401c的环形周长的50%,即图15中,四个非连续的引流结构的总长度至少为粘接区401c的环形周长的50%(其中,粘接区401c的周长可以为粘接区401c中间位置环绕一周的长度)。
请参考图16,提供透光基板421。
本实施例中,透光基板421可以为玻璃基板、塑料基板或蓝宝石基板。透光基板421至少起到两个方面的作用:一、用于保证光线能够透过透光基板421而到达图像传感器芯片的感光区;二,用于保护图像传感器芯片的感光区不被外界环境污染。
请继续参考图16,提供支撑侧墙411。图16显示支撑侧墙411的剖面结构示意图。支撑侧墙411的俯视平面呈四条边的环形结构(未示出),并且四条边两两垂直。由图16可知,支撑侧墙411的剖面呈矩形,因此,支撑侧墙411为具有一定高度的四环柱形。
需要说明的是,在本发明的其它实施例中,支撑侧墙也可以为其它形状,只需要保证支撑侧墙具有足够的空腔空间(空腔空间为四环柱的中空部分)用于容置图像传感器芯片的感光区,并保证能够将图像传感器芯片和透光基板密闭封装在一起即可。
本实施例中,支撑侧墙411的材料可以为玻璃材质、有机材质(例如环氧树脂或耐燃树脂材质)、陶瓷材质或者硅材质,本发明对此不作限定。支撑侧墙411可以由一体成型制作而成,以节省制作流程,节约成本,并使得所形成的支撑侧墙411具有良好的整体结构。例如当支撑侧墙411为有机塑料材质时,支撑侧墙411可以采用注塑工艺一体成型制成。
请参考图16,将支撑侧墙411的上表面和透光基板421粘接在一起,并将支撑侧墙411的下表面通过粘性物质和粘接区401c粘接在一起。在将支撑侧墙411的下表面通过粘性物质和粘接区401c粘接在一起时,引流结构能够引导粘性物质远离感光区401A流动。
本实施例中,粘性物质可以为液态胶粘剂,具体可以为UV(紫外)胶。
本实施例中,将支撑侧墙411的上表面和透光基板421(的其中一个表面)粘接在一起的过程可以为:采用点胶、画胶、印刷胶或滚胶的方式将液态胶粘剂涂布在透光基板421表面,或者将液态胶粘剂涂布在支撑侧墙411的上表面,又或者在透光基板421表面和支撑侧墙411的上表面同时涂布液态胶粘剂;然后将支撑侧墙411的上表面和透光基板421压合在一起,其中液态胶粘剂粘接支撑侧墙411的上表面和透光基板421。
本实施例中,将支撑侧墙411的下表面通过粘性物质和粘接区401c粘接在一起的过程(即将晶圆和支撑侧墙411粘接在一起的过程)可以为:将粘性物质涂布在图像传感器芯片401表面的粘接区401c,或者在支撑侧墙411的下表面涂布粘性物质,或者在粘接区401c和支撑侧墙411的下表面同时涂布粘性物质;然后在支撑侧墙411的下表面压合在粘接区401c表面,从而使支撑侧墙411的下表面和粘接区401c通过粘性物质粘接在一起。
在上述将晶圆和支撑侧墙411粘接在一起的过程中,由于粘性物质为液态胶粘剂,因此支撑侧墙411压合在粘性物质时,现有通常情况下,粘性物质会向着支撑侧墙411的内侧和外侧同时流动。
但是由于本实施例中,图像传感器芯片401表面制作有沟槽结构407,并且沟槽结构407的第一部分位于粘接区401c中,粘性物质一开始时就是直接部分涂布在第一部分的沟槽结构407上,并且粘性物质为液态胶粘剂,对于沟槽结构407而言,液态胶粘剂为浸润液体。因此,粘性物质会开始在液体表面张力的作用下发生毛细现象,即沿着沟槽结构407的第一部分向第二部分流动,也就是说,沟槽结构407对粘性物质具有引流作用。而在支撑侧墙411压合粘性物质时,粘性物质会在沟槽结构407第二部分的引流作用下,大部分向着支撑侧墙411的外侧流动,从而防止粘性物质流向支撑侧墙411的内侧而污染图像传感器芯片401的感光区401A表面。
本实施例选用先将透光基板421和支撑侧墙411的上表面粘接在一起,再将支撑侧墙411下表面和晶圆粘接在一起的方法进行封装。需要说明的是,在其它实施例中,也可以先将支撑侧墙411的下表面通过粘性物质和粘接区401c粘接在一起,再将支撑侧墙411的上表面和透光基板421粘接在一起的方法进行封装。其它实施例中,还可以采用将三者同时粘接在一起的封装方式。
请参考图17,沿所述切割道对图16所示晶圆进行切割,以形成独立的封装件。可以采用机械切割方法对晶圆进行切割,并且所述切割同时对所述透光基板421进行,即沿图16中的点划线(未标注)切割透光基板421和晶圆,从而分离出单个封装后的图像传感器芯片401,即图像传感器的封装件。
图中虽未示出,但是本实施例在对图16所示晶圆进行切割前,还可以包括对图像传感器芯片401进行以下步骤:对晶圆的背面进行减薄,可以将晶圆减薄至50μm~200μm,例如具体减薄至150μm;然后对晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺,从而在晶圆背面形成绝缘层和位于绝缘层中的金属导线,以及与金属导线电连接的焊接凸点。
请继续参考图17,切割后,所述图像传感器的封装件包括透光基板421和支撑侧墙411,支撑侧墙411的上表面粘接于透光基板421。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片401,图像传感器芯片401表面具有感光区401A和非感光区401B,非感光区401B具有匹配于支撑侧墙411的粘接区401c,粘接区401c为围绕感光区401A的环形结构,支撑侧墙411的下表面和粘接区401c通过粘性物质粘接在一起。非感光区401B还具有用于引导粘性物质远离感光区401A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区401c,第二部分位于粘接区401c外围。
本实施例所提供的图像传感器的封装方法中,由于在图像传感器芯片401表面的非感光区401B上制作沟槽结构407作为引流结构,所述引流结构能够防止粘性物质向支撑侧墙411的内侧壁流动,从而避免图像传感器芯片401的感光区401A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片401的感光性能,从而提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
本发明实施例八还提供了一种图像传感器的封装件。所述封装件可以由前一实施例所提供的封装方法封装而成,因此,所述封装件的结构和性质可以参考前一实施例相应内容。
具体的,请参考图17,所述图像传感器的封装件包括透光基板421和支撑侧墙411,支撑侧墙411的上表面粘接于透光基板421。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片401,图像传感器芯片401表面具有感光区401A和非感光区401B(请参考图15),非感光区401B具有匹配于支撑侧墙411的粘接区401c,粘接区401c(请参考图15)为围绕感光区401A的环形结构,支撑侧墙411的下表面和粘接区401c通过粘性物质粘接在一起。非感光区401B还具有用于引导粘性物质远离感光区401A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区401c,第二部分位于粘接区401c外围。
本实施例中,所述引流结构可以为沟槽结构407,其可以与图像传感器芯片401表面的第一微透镜阵列405同时制作。并且沟槽结构407(即所述引流结构)沿着所述粘接区401c的环形非连续地延伸。引流结构的所述第一部分的宽度可以至少为所述粘接区401c的环形宽度的50%。所述引流结构的所述第二部分的宽度可以至少为10μm。粘性物质可以为液态胶粘剂。透光基板421可以为玻璃基板或塑料基板。上述结构和参数的选择原因具体可以参考前一实施例相应内容。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于图像传感器芯片401的非感光区401B具有引流结构,并且引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区401c,第二部分位于粘接区401c外围,因此,在图像传感器的封装件封装过程中,粘性物质会先与引流结构的第一部分接触,并且在与支撑侧墙411的粘合过程中,粘性物质会引流结构的引流作用下,大部分从引流结构的第一部分向引流结构的第二部分流动,从而防止粘性物质进入图像传感器芯片401的感光区401A,即防止图像传感器芯片401的感光区401A表面受到粘性物质的污染,改善了图像传感器芯片401的感光性能,从而提高了图像传感器的封装质量。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于引流结构改善了液体胶水(即所述粘性物质)向感光区401A流溢的问题,在提高封装良率的同时,也可以使得支撑侧墙411离得感光区域更近一些,从而可以使得封装所要求的外围电路面积缩小,进而可以减少整个芯片的尺寸,降低成本。
事实上,采用本实施例所提供的封装方法形成的封装件中,由于引流结构的引流作用,因此防止粘性物质进入图像传感器芯片401的感光区401A,从而允许单个芯片尺寸减小。经实验检验,相应的封装方法能够将使感光区401A到图像传感器芯片401的边缘距离由原来的300μm~350μm缩小至250μm~300μm,即可以缩小约50μm,从而提高图像传感器芯片的集成度,降低成本。
本发明实施例九提供另一种图像传感器的封装方法,请结合参考图18至图22。
请结合参考图18和图19,提供晶圆(未标注),并于晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片501。图18和图19显示了晶圆中相邻两个图像传感器芯片501作为代表。其中,图18显示了图像传感器芯片501的俯视结构示意图,图19显示了图像传感器芯片501的剖面结构示意图(即图19为图18所示结构沿图18所示水平方向剖切得到的剖面示意图)。
本实施例中,所述晶圆可以为硅晶圆,可以通过相应的半导体制造工艺制造出图像传感器芯片501。图像传感器芯片501可以是CMOS图像传感器芯片501(此时图像传感器晶圆为CMOS图像传感器晶圆),因此最终形成的图像传感器的封装件可以是CMOS图像传感器封装结构。
本实施例中,相邻图像传感器芯片501之间具有切割道,切割道虽未示出,但其中部分切割道具体位于图18中虚线(未标注)在图像传感器芯片501表面部分的位置。
请继续参考图18,每个图像传感器芯片501表面具有感光区501A和非感光区501B。感光区501A为图18中图像传感器芯片501中间的微透镜阵列(此部分微透镜阵列为第一微透镜阵列505,请参考本说明书后续内容)所在区域。非感光区501B围绕感光区501A。非感光区501B具有匹配于支撑侧墙511的粘接区501c,粘接区501c为围绕感光区501A的环形结构。粘接区501c具体为图18中用虚线围成的环形区域。事实上,表示粘接区501c的所述环形区域面积和形状基本与图21中所示支撑侧墙511的俯视结构相同,从而保证粘接区501c与支撑侧墙511匹配。
本实施例中,感光区501A的结构和性质可以参考前述实施例相应内容。
请继续参考图18和图19,形成位于图像传感器芯片501上的第一微透镜阵列505,第一微透镜阵列505位于上述感光阵列503上方,第一微透镜阵列505所在区域即上述感光区501A。并且,本实施例中,可以以微透镜材料层(例如光刻胶层、氧化层)同时作为沟槽材料层509,在制作位于感光区501A上的第一微透镜阵列505时,同时在非感光区501B上制作沟槽结构507(例如在用于制作第一微透镜阵列505的光罩上,同时在需要制作沟槽的地方把相应图形制作在此光罩上)。沟槽结构507作为引流结构,其形成在沟槽材料层509中。
本实施例中,所述引流结构可以在后续采用粘性物质502粘接支撑侧墙511和晶圆时,将粘性物质502引流至支撑侧墙511外侧,从而防止粘性物质502流向支撑侧墙511内侧而污染感光区501A。
本实施例中,还可以在第一微透镜阵列505制作完成之后,另外形成沟槽材料层509覆盖非感光区501B,然后采用一张光罩在非感光区501B的沟槽材料层509上刻蚀出沟槽结构507。
本实施例中,具体可以采取在非感光区501B上制作多个分别与其相邻的粘接区501c成一夹角并延伸到所述粘接区501c外围的(浅)沟槽,以作为所述引流结构。所述夹角具体可以为例如50度至90度。
本实施例中,沟槽结构507具体包括多个细长的浅沟槽,这些浅沟槽相当于毛细管,从而使得沟槽结构507能够与浸润液体产生毛细现象,即:只要浸润液体接触到部分沟槽结构507,浸润液体就会在液体表面张力作用下沿着其中每个沟槽向外(也即远离感光区501A)流动,从而使沟槽结构507达到引流的作用。
请继续参考图18和图19,沟槽结构507具有相连的第一部分和第二部分(第一部分和第二部分均未区别标注),其中,位于粘接区501c内的沟槽结构507为第一部分,位于粘接区501c外围的沟槽结构507为第二部分,即:每个所述浅沟槽可以分为相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区501c,第二部分位于粘接区501c外围。其中,第一部分的宽度W51和第二部分的宽度W52如图18所示。
本实施例中,引流结构的第一部分的宽度W51可以至少为粘接区501c的环形宽度的50%,即如图18所示,位于粘接区501c内的沟槽结构507的宽度W51至少为粘接区501c的环形宽度W53的50%以上。设置宽度W51至少为粘接区501c的环形宽度W53的50%以上可以保证后续将晶圆与支撑侧墙511粘接时,相应的粘性物质502(请参考图21)能够更多地与引流结构(即沟槽结构507)接触,从而保证引流结构起到更好的引流作用。
本实施例中,引流结构的第二部分的宽度W52可以至少为10μm。为了把粘性物质502(请参考图21)引流到粘接区501c的外围,需要引流结构延伸到外围并伸出10μm以上,即第二部分的宽度W52在10μm以上,从而保证粘接时粘性物质502能够充分经过引流结构而被引流至粘接区501c外围,达到防止感光区501A表面受粘接物质污染的作用。虽然引流结构的第二部分宽度W52越大,引流效果越好,但是为了保证图像传感器芯片的总体面积较小,第二部分宽度W52也不宜太大,需要控制在一定范围内。
从图18中可以看到,沟槽结构507沿着粘接区501c的环形连续地制作,即本实施例中,沿着粘接区501c的环形连续地制作引流结构。这种方式有利于后续整体较好地防止感光区501A表面受到粘接物质的污染。但是,在本发明的其它实施例中,也可以不必沿着整个粘接区501c的环形连续地制作引流结构,例如仅在部分粘接区501c制作引流结构,同样能够达到引流作用。
需要说明的是,在其它实施例中,沟槽结构507也可以沿着粘接区501c的环形非连续地制作引流结构。例如,可以不必在粘接区501c的四个角落区域制作引流结构(可参考图15)。这种方式仍然能够达到所需的引流作用,同时可以节省部分工艺。同时,粘接区501c的角落区域也是粘性物质502不容易向内侧流动的地方,因此,这些区域不设置引流结构,整体的引流效果仍然较佳。虽然,沿着粘接区501c的环形非连续地制作引流结构,但是,通常同时保证引流结构沿着粘接区501c延伸的总长度至少为粘接区501c的环形周长的50%,即非连续的引流结构的总长度至少为粘接区501c的环形周长的50%。
请参考图20,图20为图18所示结构沿D-D折线(点划线)剖切得到的剖面示意图,由于DD折线部分位于沟槽材料层509,部分位于非感光区501B(此部分具体位于粘接区501c中),因此,在图20中以虚线(未标注)隔开两部分。从图20可知,本实施例中,沟槽结构507的两侧侧壁凸出于图像传感器芯片501表面(即沟槽结构507的两侧侧壁凸出于晶圆表面),并且沟槽结构507的底部也高于图像传感器芯片501表面。由于粘性物质502具有液体流动性能,相当于浸润液体,并且引流结构具有毛细结构(例如沟槽或者微透镜之间的间隙和细小沟壑),相当于毛细管。只要粘性物质502接触到部分引流结构(即沟槽结构507)的间隙或沟槽,粘性物质502就会在液体表面张力作用下沿着引流结构的间隙或沟槽向外(也即远离感光区501A)流动,从而达到引流的目的,因此即使引流结构的侧壁或引流结构的底部凸出于芯片表面也不会影响其引流作用。因此引流结构的顶部可以高于图像传感器芯片501表面,也可以与图像传感器芯片501表面相平,还可以低于图像传感器芯片501表面。并且引流结构的底部(即沟槽结构507的沟槽底部)可以略高于图像传感器芯片501表面(如图20所示),也可以与图像传感器芯片501表面相平,还可以低于图像传感器芯片501表面,本发明对此不作限定。
请参考图21,提供透光基板521。
本实施例中,透光基板521可以为玻璃基板、塑料基板或蓝宝石基板。透光基板521至少起到两个方面的作用:一、用于保证光线能够透过透光基板521而到达图像传感器芯片的感光区;二,用于保护图像传感器芯片的感光区不被外界环境污染。
请继续参考图21,提供支撑侧墙511。图21显示支撑侧墙511的剖面结构示意图。支撑侧墙511的俯视平面呈四条边的环形结构(未示出),并且四条边两两垂直。由图21可知,支撑侧墙511的剖面呈矩形,因此,支撑侧墙511为具有一定高度的四环柱形。
需要说明的是,在本发明的其它实施例中,支撑侧墙也可以为其它形状,只需要保证支撑侧墙具有足够的空腔空间(空腔空间为四环柱的中空部分)用于容置图像传感器芯片的感光区,并保证能够将图像传感器芯片和透光基板密闭封装在一起即可。
本实施例中,支撑侧墙511的材料可以为玻璃材质、有机材质(例如环氧树脂或耐燃树脂材质)、陶瓷材质或者硅材质,本发明对此不作限定。支撑侧墙511可以由一体成型制作而成,以节省制作流程,节约成本,并使得所形成的支撑侧墙511具有良好的整体结构。例如当支撑侧墙511为有机塑料材质时,支撑侧墙511可以采用注塑工艺一体成型制成。
请参考图21,将支撑侧墙511的上表面和透光基板521粘接在一起,并将支撑侧墙511的下表面通过粘性物质502和粘接区501c粘接在一起。在将支撑侧墙511的下表面通过粘性物质502和粘接区501c粘接在一起时,引流结构能够引导粘性物质502远离感光区501A流动。
本实施例中,粘性物质502可以为液态胶粘剂,具体可以为UV(紫外)胶。
本实施例中,将支撑侧墙511的上表面和透光基板521(的其中一个表面)粘接在一起的过程可以为:采用点胶、画胶、印刷胶或滚胶的方式将液态胶粘剂涂布在透光基板521表面,或者将液态胶粘剂涂布在支撑侧墙511的上表面,又或者在透光基板521表面和支撑侧墙511的上表面同时涂布液态胶粘剂;然后将支撑侧墙511的上表面和透光基板521压合在一起,其中液态胶粘剂粘接支撑侧墙511的上表面和透光基板521。
本实施例中,将支撑侧墙511的下表面通过粘性物质502和粘接区501c粘接在一起的过程(即将晶圆和支撑侧墙511粘接在一起的过程)可以为:将粘性物质502涂布在图像传感器芯片501表面的粘接区501c,或者在支撑侧墙511的下表面涂布粘性物质502,或者在粘接区501c和支撑侧墙511的下表面同时涂布粘性物质502;然后在支撑侧墙511的下表面压合在粘接区501c表面,从而使支撑侧墙511的下表面和粘接区501c通过粘性物质502粘接在一起。
在上述将晶圆和支撑侧墙511粘接在一起的过程中,由于粘性物质502为液态胶粘剂,因此支撑侧墙511压合在粘性物质502时,现有通常情况下,粘性物质502会向着支撑侧墙511的内侧和外侧同时流动。
但是由于本实施例中,图像传感器芯片501表面制作有沟槽结构507,并且沟槽结构507的第一部分位于粘接区501c中,粘性物质502一开始时就是直接部分涂布在第一部分的沟槽结构507上,并且粘性物质502为液态胶粘剂,对于沟槽结构507而言,液态胶粘剂为浸润液体。因此,粘性物质502会开始在液体表面张力的作用下发生毛细现象,即沿着沟槽结构507的第一部分向第二部分流动,也就是说,沟槽结构507对粘性物质502具有引流作用。而在支撑侧墙511压合粘性物质502时,粘性物质502会在沟槽结构507第二部分的引流作用下,大部分向着支撑侧墙511的外侧流动,从而防止粘性物质502流向支撑侧墙511的内侧而污染图像传感器芯片501的感光区501A表面。
本实施例选用先将透光基板521和支撑侧墙511的上表面粘接在一起,再将支撑侧墙511下表面和晶圆粘接在一起的方法进行封装。需要说明的是,在其它实施例中,也可以先将支撑侧墙511的下表面通过粘性物质502和粘接区501c粘接在一起,再将支撑侧墙511的上表面和透光基板521粘接在一起的方法进行封装。其它实施例中,还可以采用将三者同时粘接在一起的封装方式。
请参考图22,沿切割道对图21所示晶圆进行切割,以形成独立的封装件。可以采用机械切割方法对晶圆进行切割,并且所述切割同时对所述透光基板521进行,即沿图21中的点划线(未标注)切割透光基板521和晶圆,从而分离出单个封装后的图像传感器芯片501,即图像传感器的封装件。
图中虽未示出,但是本实施例在对图21所示晶圆进行切割前,还可以包括对图像传感器芯片501进行以下步骤:对晶圆的背面进行减薄,可以将晶圆减薄至50μm~200μm,例如具体减薄至150μm;然后对晶圆进行背面布线工艺和凸点工艺,从而在晶圆背面形成绝缘层和位于绝缘层中的金属导线,以及与金属导线电连接的焊接凸点。
请继续参考图22,切割后,所述图像传感器的封装件包括透光基板521和支撑侧墙511,支撑侧墙511的上表面粘接于透光基板521。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片501,图像传感器芯片501表面具有感光区501A和非感光区501B,非感光区501B具有匹配于支撑侧墙511的粘接区501c,粘接区501c为围绕感光区501A的环形结构,支撑侧墙511的下表面和粘接区501c通过粘性物质502粘接在一起。非感光区501B还具有用于引导粘性物质502远离感光区501A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区501c,第二部分位于粘接区501c外围。
本实施例所提供的图像传感器的封装方法中,由于在图像传感器芯片501表面的非感光区501B上制作沟槽结构507作为引流结构,所述引流结构能够防止粘性物质502向支撑侧墙511的内侧壁流动,从而避免图像传感器芯片501的感光区501A表面受到粘性物质502的污染,改善了图像传感器芯片501的感光性能,从而提高了图像传感器的封装良率和封装质量。
本发明实施例十还提供了一种图像传感器的封装件。所述封装件可以由前一实施例所提供的封装方法封装而成,因此,所述封装件的结构和性质可以参考前一实施例相应内容。
具体的,请参考图22,所述图像传感器的封装件包括透光基板521和支撑侧墙511,支撑侧墙511的上表面粘接于透光基板521。所述图像传感器的封装件还包括图像传感器芯片501,图像传感器芯片501表面具有感光区501A和非感光区501B(请参考图18),非感光区501B具有匹配于支撑侧墙511的粘接区501c,粘接区501c(请参考图18)为围绕感光区501A的环形结构,支撑侧墙511的下表面和粘接区501c通过粘性物质502粘接在一起。非感光区501B还具有用于引导粘性物质502远离感光区501A流动的引流结构,引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区501c,第二部分位于粘接区501c外围。
本实施例中,所述引流结构可以为沟槽结构507,其可以与图像传感器芯片501表面的第一微透镜阵列505同时制作。并且沟槽结构507(即所述引流结构)沿着所述粘接区501c的环形连续地延伸。引流结构的所述第一部分的宽度可以至少为所述粘接区501c的环形宽度的50%。所述引流结构的所述第二部分的宽度可以至少为10μm。粘性物质502可以为液态胶粘剂。透光基板521可以为玻璃基板或塑料基板。上述结构和参数的选择原因具体可以参考前一实施例相应内容。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于图像传感器芯片501的非感光区501B具有引流结构,并且引流结构具有相连的第一部分和第二部分,第一部分位于粘接区501c,第二部分位于粘接区501c外围,因此,在图像传感器的封装件封装过程中,粘性物质502会先与引流结构的第一部分接触,并且在与支撑侧墙511的粘合过程中,粘性物质502会引流结构的引流作用下,大部分从引流结构的第一部分向引流结构的第二部分流动,从而防止粘性物质502进入图像传感器芯片501的感光区501A,即防止图像传感器芯片501的感光区501A表面受到粘性物质502的污染,改善了图像传感器芯片501的感光性能,从而提高了图像传感器的封装质量。
本实施例提供的图像传感器的封装件中,由于引流结构改善了液体胶水(即所述粘性物质)向感光区501A流溢的问题,在提高封装良率的同时,也可以使得支撑侧墙511离得感光区域更近一些,从而可以使得封装所要求的外围电路面积缩小,进而可以减少整个芯片的尺寸,降低成本。
采用本实施例所提供的封装方法形成的封装件中,由于引流结构的引流作用,因此防止粘性物质502进入图像传感器芯片501的感光区501A,从而允许单个芯片尺寸减小。经过实验检验,相应的封装方法能够将使感光区501A到图像传感器芯片501的边缘距离由原来的300μm~350μm缩小至250μm~300μm,即可以缩小约50μm,从而提高图像传感器芯片的集成度,降低成本。
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 (22)

1.一种图像传感器的封装件,其特征在于,包括:
透光基板;
支撑侧墙,所述支撑侧墙的上表面粘接于所述透光基板;
图像传感器芯片,所述图像传感器芯片表面具有感光区和非感光区,所述非感光区具有匹配于所述支撑侧墙的粘接区,所述粘接区为围绕感光区的环形结构,所述支撑侧墙的下表面和所述粘接区通过粘性物质粘接在一起;
所述非感光区还具有用于引导粘性物质远离感光区流动的引流结构,所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,所述第一部分位于所述粘接区,所述第二部分位于所述粘接区外围。
2.如权利要求1所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构为微透镜阵列。
3.如权利要求1所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构为沟槽结构。
4.如权利要求3所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述沟槽结构包括多个分别与其相邻的粘接区成一夹角并延伸到所述粘接区外围的沟槽。
5.如权利要求1-4中任一项所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构沿着所述粘接区的环形连续地延伸。
6.如权利要求1-4中任一项所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构沿着所述粘接区的环形非连续地延伸。
7.如权利要求6所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构沿着所述粘接区延伸的总长度至少为所述粘接区的环形周长的50%。
8.如权利要求1-4中任一项所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构的所述第一部分的宽度至少为所述粘接区的环形宽度的50%。
9.如权利要求1-4中任一项所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述引流结构的所述第二部分的宽度至少为10μm。
10.如权利要求1-4中任一项所述的图像传感器的封装件,其特征在于,粘性物质为液态胶粘剂。
11.如权利要求1-4中任一项所述的图像传感器的封装件,其特征在于,所述透光基板为玻璃基板或塑料基板。
12.一种图像传感器的封装方法,其特征在于,包括:
提供透光基板和支撑侧墙;
提供晶圆,于所述晶圆上形成间隔排布的多个图像传感器芯片,形成位于所述图像传感器芯片上的第一微透镜阵列;相邻所述图像传感器芯片之间具有切割道,每个所述图像传感器芯片表面具有感光区和非感光区,所述非感光区具有匹配于所述支撑侧墙的粘接区,所述粘接区为围绕感光区的环形结构;
在所述非感光区上制作引流结构,所述引流结构具有相连的第一部分和第二部分,所述第一部分位于所述粘接区,所述第二部分位于所述粘接区外围;
将所述支撑侧墙的上表面和所述透光基板粘接在一起,将所述支撑侧墙的下表面通过粘性物质和所述粘接区粘接在一起,其中,所述引流结构引导粘性物质远离感光区流动;
沿所述切割道对所述晶圆进行切割,以形成独立的封装件。
13.如权利要求12所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,在制作位于所述感光区上的第一微透镜阵列时,同时在所述非感光区上制作第二微透镜阵列,所述第二微透镜阵列作为所述引流结构。
14.如权利要求12所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,在所述非感光区上制作沟槽结构作为所述引流结构。
15.如权利要求14所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,在所述非感光区上制作多个分别与其相邻的粘接区成一夹角并延伸到所述粘接区外围的沟槽,以作为所述引流结构。
16.如权利要求12-15中任一项所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,沿着所述粘接区的环形连续地制作所述引流结构。
17.如权利要求12-15中任一项所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,沿着所述粘接区的环形非连续地制作所述引流结构。
18.如权利要求17所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,所述引流结构沿着所述粘接区延伸的总长度至少为所述粘接区的环形周长的50%。
19.如权利要求12-15中任一项所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,所述引流结构的所述第一部分的宽度至少为所述粘接区的环形宽度的50%。
20.如权利要求12-15中任一项所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,所述引流结构的所述第二部分的宽度至少为10μm。
21.如权利要求12-15中任一项所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,粘性物质为液态胶粘剂。
22.如权利要求12-15中任一项所述的图像传感器的封装方法,其特征在于,所述透光基板为玻璃基板或塑料基板。
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