CN109860211B - 图像传感器的封装方法 - Google Patents
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Abstract
一种图像传感器的封装方法，包括：提供图像传感器芯片、支撑框架；将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘，金属导线的第二端悬空于图像传感器芯片；将所述图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖所述焊盘，增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响。
Description
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方法。
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：芯片级封装（Chip Scale Package，CSP）、板上集成封装（Chip On Board，COB）及倒装芯片封装（FlipChip，FC）。
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封装具有如下明显的问题：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；3 投资规模大、环境污染控制要求大，生产周期较长，单位芯片成本较高尤其对于高像素大尺寸图像传感器产品。
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；
图1为现有技术的一种封装方法，金属导线120的第一端键合于图像传感器芯片100的焊盘130，金属导线的另一端悬空于图像传感器芯片100，在图像传感器芯片100的感光区域110的上部装配有支撑框架200，及位于支撑框架200上的透光盖板300,在现有技术中，支撑框架200的支撑区域位于感光区域110的旁边，在光线照射至图像传感器芯片100时，由于支撑框架200的支撑区域距离感光区域110较近，会带来杂散光，影响图像的成像质量。
综上所述，亟需一种降低杂散光影响的图像传感器封装结构技术。
发明内容
鉴于对背景技术中的技术问题的理解，如果能够提出一种适于金属线悬空的图像传感器的封装方法，是非常有益的。
本发明提供一种图像传感器的封装方法，包括：提供图像传感器芯片、支撑框架；将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘，金属导线的第二端悬空于图像传感器芯片；将所述图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖所述焊盘，增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响。
优选的，采用楔焊的方式，将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘。
优选的，将所述图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体, 粘接区域包括所述图像传感器芯片的至少部分焊盘和至少部分金属导线的第一端，通过粘接，提高所述的金属导线第一端和所述的图像传感器芯片，所述的支撑框架的结合强度。
优选的，所述支撑框架包括底部接触部及台阶部，所述底部接触部支撑于所述图像传感器芯片，所述台阶部对应于所述焊盘。
优选的，所述金属导线的第一端的延伸方向与水平方向的夹角小于45度。
优选的，所述感光区域至支撑框架内侧的距离大于150微米。
优选的，所述支撑框架还包括：位于窗口区域的透光盖板。
优选的，所述透光盖板为红外截止滤光膜。
优选的，提供镜头模块，将镜头模块装配于支撑框架上部。
本发明金线悬空的图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖图像传感器的焊盘，以增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响。
附图说明
图1是现有技术中图像传感器的封装结构示意图；
图2是本发明一实施例中图像传感器的封装结构示意图；
图3是本发明图像传感器的封装方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种图像传感器的封装方法，包括如下步骤：提供图像传感器芯片、支撑框架；将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘，金属导线的第二端悬空于图像传感器芯片；将所述图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖所述焊盘，增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响。
以下结合具体实施例对本发明内容进行阐述，
请参考图2，图2为本发明一实施例中图像传感器的封装结构示意图，提供具有金属悬线的图像传感器芯片，图像传感器芯片100’的焊盘130’键合有金属导线120’，其中，金属导线120’的第一端与焊盘130’电性连接，在本实施例中，采用楔焊（wedge bonding）的方式，将金属导线120’的第一端键合于图像传感器芯片100’的焊盘130’，金属导线的第一端的延伸方向与水平方向的夹角小于45度，金属导线120’的第二端悬空于图像传感器芯片100’。
提供支撑框架200’，支撑框架200’包括底部接触部210’及台阶部220’,底部接触部210’支撑于图像传感器芯片100’，台阶部220’对应于焊盘130’，图像传感器芯片100’的感光区域110’至支撑框架200’内侧的距离大于150微米，图像传感器芯片100’与支撑框架200’粘接为一体, 粘接区域包括图像传感器芯片100’的至少部分焊盘130’和至少部分金属导线120’的第一端，通过粘接，提高金属导线120’第一端和图像传感器芯片100’，支撑框架200’的结合强度。
支撑框架200’还包括：位于窗口区域的透光盖板300’，本实施例中透光盖板300’是红外截止滤光膜；
在另一实施例中，还提供有镜头模块（为标注），将镜头模块装配于支撑框架200’的上部。
请参考图3，图3是本发明图像传感器的封装方法的流程示意图；
S100：提供图像传感器芯片、支撑框架；
S200：将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘，金属导线的第二端悬空于图像传感器芯片；
S300：将所述图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖所述焊盘，增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响。
本发明金线悬空的图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖图像传感器的焊盘，以增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响。
尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本发明不限于上述实施方式。
那些本技术领域的一般技术人员能够通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在本发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。
Claims (6)
1.一种图像传感器的封装方法，其特征在于，
提供图像传感器芯片、支撑框架；
将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘，金属导线的第二端悬空于图像传感器芯片；
将所述图像传感器芯片与支撑框架粘接为一体，支撑框架完全或部分遮盖所述焊盘，增大图像传感器感光区域至支撑框架内侧的距离，降低杂散光的影响；
其中，粘接区域包括所述图像传感器芯片的至少部分焊盘和至少部分金属导线的第一端，通过粘接，提高所述的金属导线第一端和所述的图像传感器芯片，所述的支撑框架的结合强度；
所述支撑框架包括底部接触部及台阶部，所述底部接触部支撑于所述图像传感器芯片，所述台阶部对应于所述焊盘；
所述感光区域至支撑框架内侧的距离大于150微米。
2.根据权利要求1所述的图像传感器的封装方法，其特征在于，采用楔焊的方式，将金属导线的第一端键合于图像传感器芯片的焊盘。
3.根据权利要求1所述的图像传感器的封装方法，其特征在于，所述金属导线的第一端的延伸方向与水平方向的夹角小于45度。
4.根据权利要求1所述的图像传感器的封装方法，其特征在于，所述支撑框架还包括：位于窗口区域的透光盖板。
5.根据权利要求4所述的图像传感器的封装方法，其特征在于，所述透光盖板为红外截止滤光膜。
6.根据权利要求1所述的图像传感器的封装方法，其特征在于，提供镜头模块，将镜头模块装配于支撑框架上部。
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| EP2315249A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-04-27 | Fondazione Bruno Kessler | Semiconductor sensor for detecting electromagnetic radiation |
| CN103560139A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-05 | 苏州晶方半导体科技股份有限公司 | 影像传感器封装结构及其封装方法 |
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