CN113471152B - 封装结构及封装方法、摄像头模组、电子设备 - Google Patents

封装结构及封装方法、摄像头模组、电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种封装结构及封装方法、摄像头模组、电子设备，涉及封装技术领域，有效减小了封装结构的体积。封装结构包括：透光衬底；再布线层，位于透光衬底一侧，再布线层包括金属走线，再布线层具有第一连接区域和第二连接区域，第二连接区域中的金属走线用于与外部信号处理装置电连接；感光芯片，位于再布线层背向透光衬底一侧，感光芯片的引脚与第一连接区域的金属走线电连接，感光芯片包括用于感测光信号的感光面，感光面面向透光衬底，感光面包括感光区域，在垂直于透光衬底所在平面的方向上，金属走线与感光区域不交叠；塑封层，包覆感光芯片。

Description

封装结构及封装方法、摄像头模组、电子设备
【技术领域】
本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种封装结构及封装方法、摄像头模组、电子设备。
【背景技术】
CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)芯片是一种能够感受外部光线并将其转化为电信号的电子器件，广泛应用于摄像机等电子设备中。CIS芯片通常采用半导体制造工艺进行芯片制作，再通过对CIS芯片进行一系列封装工艺形成封装结构。然而，现有的CIS芯片的封装结构体积较大，不利于实现电子设备的轻薄化设计。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种封装结构及封装方法、摄像头模组、电子设备，有效减小了封装结构的体积。
一方面，本发明实施例提供了一种封装结构，包括：
透光衬底；
再布线层，位于所述透光衬底一侧，所述再布线层包括金属走线，所述再布线层具有第一连接区域和第二连接区域，所述第二连接区域中的所述金属走线用于与外部信号处理装置电连接；
感光芯片，位于所述再布线层背向所述透光衬底一侧，所述感光芯片的引脚与所述第一连接区域的所述金属走线电连接，所述感光芯片包括用于感测光信号的感光面，所述感光面面向所述透光衬底，所述感光面包括感光区域，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述金属走线与所述感光区域不交叠；
塑封层，包覆所述感光芯片。
另一方面，本发明实施例提供了一种封装方法，包括：
在透光衬底的第一侧采用成膜工艺形成包括有金属走线的再布线层，所述再布线层具有第一连接区域和第二连接区域，所述第二连接区域中的所述金属走线用于与外部信号处理装置电连接；
在所述再布线层背向所述透光衬底一侧的所述第一连接区域绑定感光芯片，所述感光芯片包括用于感测光信号的感光面，所述感光面面向所述透光衬底，所述感光面包括感光区域，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述金属走线与所述感光区域不交叠；
形成包覆所述感光芯片的塑封层。
再一方面，本发明实施例提供了一种摄像头模组，包括：
上述封装结构；
镜头组件，位于所述封装结构中透光衬底背向感光芯片一侧，所述镜头组件包括壳体和位于所述壳体内的至少一个透镜，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述透镜与感光芯片的感光区域交叠。
又一方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
上述摄像头模组；
驱动芯片，用于根据所述摄像头模组中感光芯片所转换的电信号生产图像。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
与现有技术不同的是，在本发明实施例中，感光芯片倒装在透光衬底上，当芯片封装模组应用在电子设备中时，透光衬底位于感光芯片的外侧，外界环境光首先透过透光衬底，然后再射入感光芯片的感光面，从而使感光芯片实现对外界环境光的采集，并将采集到的光信号转换为电信号。而且，通过令再布线层中的金属走线与感光区域不交叠，还可以使外界环境光透过透光衬底射入感光芯片的过程中不会受到金属走线的遮挡，提高光线射入率。
本发明实施例基于扇出型板级封装工艺对感光芯片进行封装，感光芯片通过再布线层中的走线与外部信号处理装置之间实现信号互通。一方面，透光衬底和再布线层的厚度很小，例如，透光衬底的厚度仅在零点几毫米甚至零点零几毫米的数量级，透光衬底和再布线层的总厚度远小于现有技术中用于承载感光芯片的线路板的厚度，相较于现有技术，本发明实施例所提供的封装结构更薄。另一方面，本发明实施例省去了现有技术中的印刷线路板，因而减小了封装成本。再一方面，本发明实施例中感光芯片的引脚直接与再布线层中的金属走线电连接，无需设置用于连接在引脚与印刷线路板之间的导电线，因而可以避免由导电线数量较多导致的封装结构边框宽度较大、连接精度较差、良率较低以及功耗较高的问题。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中封装结构的一种结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的封装结构的结构示意图；
图3为图2对应的俯视图；
图4为本发明实施例所提供的再布线层的成膜工艺示意图；
图5为本发明实施例所提供的封装结构的另一种结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的红外滤光膜的另一种结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的红外滤光膜的再一种结构示意图；
图8为本发明实施例所提供的封装结构的再一种结构示意图；
图9为图8对应的俯视图；
图10为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图；
图11为图10对应的俯视图；
图12为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图；
图13为图12对应的俯视图；
图14为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图；
图15为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图；
图16为本发明实施例所提供的柔性基底膜的另一种结构示意图；
图17为本发明实施例所提供的柔性基底膜的再一种结构示意图；
图18为本发明实施例所提供的层间介质层的结构示意图；
图19为本发明实施例所提供的层间介质层的再一种结构示意图；
图20为本发明实施例所提供的遮光层的结构示意图；
图21为本发明实施例所提供的填充胶的结构示意图；
图22为本发明实施例所提供的封装方法的流程图；
图23为本发明实施例所提供的封装方法的结构流程图；
图24为本发明实施例所提供的封装方法的另一种结构流程图；
图25为本发明实施例所提供的封装方法的又一种结构流程图；
图26为本发明实施例所提供的摄像头模组的结构示意图；
图27为本发明实施例所提供的电子设备的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在阐述本发明实施例所提供的技术方案之前，本发明首先对现有技术中的封装结构进行说明。
在现有技术中，通常采用将CIS芯片固定在印刷线路板(Chip on Board，COB)或将CIS芯片固定在柔性线路板(Chip on FPC，COF)的封装工艺对CIS芯片进行封装。
以COB封装结构为例，如图1所示，图1为现有技术中封装结构的一种结构示意图，封装结构包括印刷线路板101和CIS芯片102，CIS芯片102通过胶水粘接在印刷线路板101的表面，CIS芯片102的引脚通过导电线103(如铜线或金线)与印刷线路板101的衬垫(pad)电连接。后续印刷线路板101会与外部信号装置电连接，进而实现CIS芯片102与外部信号装置之间的信号传输。
但是，由于印刷线路板101较厚，因而封装结构整体厚度较大。而且，由于封装结构内需要设置大量导电线103，不仅导致封装结构的边框宽度也较大，还导致良率较低。
本发明实施例提供了一种封装结构，如图2和图3所示，图2为本发明实施例所提供的封装结构的结构示意图，图3为图2对应的俯视图，该封装结构包括透光衬底1、再布线层2、感光芯片3和塑封层4。
其中，再布线层2位于透光衬底1一侧，再布线层2包括金属走线5，再布线层2具有第一连接区域6和第二连接区域7，第二连接区域7中的金属走线5用于与外部信号处理装置电连接，外部信号处理装置具体可包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等。需要说明的是，再布线层2具体可包括单层金属走线5或多层金属走线5，当再布线层2包括多层金属走线5时，相邻两层金属走线5之间还设置有透光的层间介质层18，相邻两层金属走线5之间通过过孔51电连接。
感光芯片3具体可为CIS芯片，用于将感测到的光信号转换为电信号，感光芯片3位于再布线层2背向透光衬底1一侧，感光芯片3的引脚与第一连接区域6的金属走线5电连接，感光芯片3包括用于感测光信号的感光面8，感光面8面向透光衬底1，感光面8包括感光区域9，在垂直于透光衬底1所在平面的方向上，金属走线5与感光区域9不交叠。
塑封层4包覆感光芯片3，用以对感光芯片3进行保护，塑封层4具体可由环氧模塑化合物(Epoxy Molding Compound，EMC)等材料形成。
需要说明的是，在本发明实施例中，再布线层2采用成膜工艺形成在透光衬底1一侧。例如，再布线层2可采用图案化电镀、图案化光刻或图案化刻蚀等成膜工艺形成。以再布线层2采用图案化电镀工艺形成为例，如图4所示，图4为本发明实施例所提供的再布线层的成膜工艺示意图，形成再布线层2中金属走线5的工艺流程包括：
步骤W1：采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺在透光衬底1上溅射Cu种子层30。
步骤W2：在Cu种子层30上形成光刻胶40，并对光刻胶40进行图案化处理，形成开口50。
步骤W3：采用电镀工艺在开口50内形成Cu层60。
步骤W4：去除光刻胶40。
步骤W5：湿刻掉多余的Cu，以形成金属走线5。
步骤W6：涂覆层间介质层18，并对层间介质层18进行刻蚀显影以形成过孔，其中，层间介质层18具体可为聚酰亚胺(Polyimide，PI)薄膜。
然后，循环以上流程即可根据需求制备具有多层金属走线5的再布线层2。
其中，透光衬底1可以是玻璃，例如可以是石英玻璃，此时，透光衬底1不仅具有较高的光线透过率，而且还耐高温，足以耐受再布线层2成膜工艺中较高的工艺温度。
与现有技术不同的是，在本发明实施例中，感光芯片3倒装在透光衬底1上，当芯片封装模组应用在电子设备中时，透光衬底1位于感光芯片3的外侧，外界环境光首先透过透光衬底1，然后再射入感光芯片3的感光面8，从而使感光芯片3实现对外界环境光的采集，并将采集到的光信号转换为电信号。而且，通过令再布线层2中的金属走线5与感光区域9不交叠，还可以使外界环境光透过透光衬底1射入感光芯片3的过程中不会受到金属走线5的遮挡，提高光线射入率。
本发明实施例基于扇出型板级封装工艺(FOPLP)对感光芯片3进行封装，感光芯片3通过再布线层2中的金属走线5与外部信号处理装置之间实现信号互通。一方面，透光衬底1和再布线层2的厚度很小，例如，透光衬底1的厚度仅在零点几毫米甚至零点零几毫米的数量级，透光衬底1和再布线层2的总厚度远小于现有技术中用于承载感光芯片的线路板的厚度，相较于现有技术，本发明实施例所提供的封装结构更薄。另一方面，本发明实施例省去了现有技术中的印刷线路板，因而减小了封装成本，且总体积也更小。再一方面，本发明实施例中感光芯片3的引脚直接与再布线层2中的金属走线5电连接，无需设置用于连接在引脚与印刷线路板之间的导电线，因而可以避免由导电线数量较多导致的封装结构边框宽度较大、连接精度较差、良率较低以及功耗较高的问题。
此外，还需要说明的是，相较于采用其它在透光衬底1上设置金属走线5的方式，例如将形成有金属走线的载板粘在透光衬底上，本发明实施例中的再布线层2采用成膜工艺直接形成在透光衬底1上，再布线层2与透光衬底1对位精度更高，因而再布线层2中的金属走线5与感光芯片3引脚之间的连接准确性更高。
此外，请再次参见图2，再布线层2上还可设置有抗氧化层10，抗氧化层10具体可由镍合金或氧化铟锡等不易氧化的导电材料形成，抗氧化层10覆盖再布线层2中裸露在外的金属走线5，以防止这部分金属走线5被氧化，进而提高金属走线5与感光芯片3之间的连接可靠性。
在现有技术中，为对外界环境光中的红外光进行过滤，在感光芯片背向印刷线路板的一侧，还需单独设置一个红外滤光片。而在本发明实施例中，可以直接将一层红外滤光膜设置在透光衬底1上，利用设置有红外滤光膜的透光衬底1复用为滤光结构。
具体地，如图5所示，图5为本发明实施例所提供的封装结构的另一种结构示意图，封装结构还包括位于透光衬底1一侧的红外滤光膜11，在垂直于透光衬底1所在平面的方向上，红外滤光膜11与感光区域9交叠。其中，红外滤光膜11具体可采用成膜工艺形成在透光衬底1一侧，也可贴附在透光衬底1一侧。
基于透光衬底1和感光芯片3的相对位置关系，当封装结构应用在电子设备中时，透光衬底1位于感光芯片3的外侧，外界环境光首先透过透光衬底1，并被透光衬底1一侧的红外滤光膜11进行红外光的过滤，然后再射入感光芯片3。如此设置，带有红外滤光膜11的透光衬底1既作为再布线层2工艺制程中的承载衬底，还复用为了滤光结构，因此，封装结构中无需再设置额外的红外滤光片，不仅进一步减薄了封装结构的整体厚度，而且还节省了制作成本。
需要说明的是，请再次参见图5，红外滤光膜11可以仅覆盖透光衬底1的部分区域，以节省封装成本。或者，在另一种实施方式中，如图6所示，图6为本发明实施例所提供的红外滤光膜的另一种结构示意图，在垂直于透光衬底1所在平面的方向上，红外滤光膜11也可覆盖整个透光衬底1，例如，红外滤光膜11整面贴附在透光衬底1一侧，从而避免由对位偏差等因素导致的红外滤光膜11无法完全覆盖住感光区域9的情况。
进一步地，请再次参见图5，红外滤光膜11位于透光衬底1背向感光芯片3一侧，此时，红外滤光膜11和再布线层2分别位于透光衬底1的相对两侧，红外滤光膜11不会对再布线层2的成膜工艺造成影响，而且也不会造成再布线层2与透光衬底1脱离的风险。
或者，在另一种实施方式中，如图7所示，图7为本发明实施例所提供的红外滤光膜的再一种结构示意图，红外滤光膜11位于透光衬底1朝向感光芯片3一侧，且位于透光衬底1与再布线层2之间。此时，红外滤光膜11和再布线层2制作在透光衬底1的一侧，无需在形成红外滤光膜11后将透光衬底1倒置进一步形成再布线层2，或是在形成再布线层2后将透光衬底1倒置进一步形成红外滤光膜11，工艺制程更加简单，且能够降低由透光衬底2倒置导致的膜层脱离的风险。而且，如此设置，红外滤光膜11位于封装结构的盒内，当封装结构受到外力冲击或挤压时，可以对红外滤光膜11进行有效保护，防止其脱离。
在一种实施方式中，如图8和图9所示，图8为本发明实施例所提供的封装结构的再一种结构示意图，图9为图8对应的俯视图，封装结构还包括有源芯片12，有源芯片12用于对感光芯片3所转换的电信号进行处理，有源芯片12具体可包括数字信号处理(DigitalSignal Process，DSP)芯片。有源芯片12位于再布线层2背向透光衬底1一侧，有源芯片12的引脚与第一连接区域6的金属走线5电连接，此外，塑封层4还包覆有源芯片12，用以对有源芯片12进行保护。
在现有技术中，请再次参见图1，有源芯片104绑定在印刷线路板101上，在该种设置方式下，为了实现有源芯片104与印刷线路板101的可靠电连接，有源芯片104的引脚尺寸及引脚间距需要与印刷线路板101中金属走线的线宽及间距相匹配，而由于印刷线路板101中金属走线的线宽及间距较大，因此，有源芯片104中引脚的尺寸及间距也需要设置地大一些，这就导致现有封装结构中所采用的有源芯片体积较大，这部分有源芯片会占用较大空间。
而在本发明实施例中，有源芯片12与感光芯片3均电连接在再布线层2上，相较于印刷线路板来说，再布线层2中的金属走线5精度较高，线宽及线距均较小，因此，当有源芯片12与再布线层2中的金属走线5电连接时，有源芯片12的引脚尺寸及引脚间距也可设计地更小一些，即，本发明实施例中的封装结构可以采用体积更小的有源芯片12，该种设置方式不仅集成度更高，而且进一步减小了封装结构的整体体积。
在一种实施方式中，如图10和图11所示，图10为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图，图11为图10对应的俯视图，封装结构还包括无源电子器件13，无源电子器件13具体可包括无源电阻和无源电容，无源电子器件13位于再布线层2背向透光衬底1一侧，无源电子器件13的引脚与第一连接区域6的金属走线5电连接，从而实现与有源芯片12之间的电连接，进而与有源芯片12构成用于实现滤波、耦合等功能的电路。
在现有技术中，与有源芯片104类似，请再次参见图1，无源电子器件105也绑定在印刷线路板101上，为了与印刷线路板101中的金属走线更好地匹配，封装结构中采用的无源电子器件105尺寸较大，因而也需占用较大空间。
而在本发明实施例中，无源电子器件13也电连接在再布线层2上，为与再布线层2中精度较高的金属走线5相匹配，封装结构可以采用引脚尺寸及间距更小，也即体积更小的无源电子器件13，从而减小了无源电子器件13在封装结构内占用的空间，进一步减小了封装结构的体积。
而且，如若有源芯片12和无源电子器件13不封装在透光衬底1上，有源芯片12和无源电子器件13就只能设置在其它的电路板，例如设置在封装结构与外部连接装置之间的柔性电路板上。本发明实施例将有源芯片12和无源电子器件13与感光芯片3一同封装在透光衬底1上，有源芯片12和无源电子器件13无需在其它位置，从而可以对柔性电路板的空间进行更加合理的设计，甚至还可以省去柔性电路板。此外，采用上述设置方式，感光芯片3、有源芯片12和无源电子器件13之间仅需依靠再布线层2中的金属走线5即可实现互联，三者连接可靠性更高。
在一种实施方式中，请再次参见图8和图9，在垂直于透光衬底1所在平面的方向上，塑封层4与第二连接区域7不交叠，从而将第二连接区域7中的金属走线5暴露出来，使其更好地与外部信号装置电连接。具体可选地，可以在进行塑封的时候进行区域化处理，例如，通过使用掩膜版的方式将第二连接区域7中的金属走线5遮挡住后再进行塑封。当然，本申请提供的实施方式并非局限于此，也可以先整体塑封之后再刻蚀塑封层以暴露出第二连接区域7中的金属走线5。
在一种实施方式中，透光衬底1为刚性透光衬底，此时，透光衬底1硬度较高，封装结构受到外力冲击或挤压后不易弯折变形，可以对感光芯片3进行有效保护，提高感光芯片3的稳定性与可靠性。进一步需要说明的是，刚性透光衬底1能够保持要求的平整度，制作再布线层2时能够保持形状，提高再布线层2的位置控制精度。
进一步地，如图12和图13所示，图12为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图，图13为图12对应的俯视图，当透光衬底1为刚性透光衬底时，封装结构还包括柔性电路板14，柔性电路板14的引脚与第二连接区域7的金属走线5电连接，柔性电路板14还用于与外部信号处理装置电连接。
在该种设置方式中，感光芯片3和有源芯片12输出的信号经由再布线层2中的金属走线5传输至柔性电路板14，进而经由柔性电路板14传输至外部信号处理装置，以实现与芯片与外部信号处理装置之间的信号传输。
需要说明的是，柔性电路板14的引脚具体可通过焊接的方式与第二连接区域7中的金属走线5电连接，此时，请再次参见图12，柔性电路板14的引脚和与其相连的金属走线5之间还设置有焊盘15。需要说明的是，在该实施方式中，由于透光衬底1为刚性透光衬底1，柔性电路板14与第二连接区域7中的金属走线5可以采用良率和精度较高的绑定工艺。
进一步地，如图14所示，图14为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图，封装结构还包括柔性基底膜16，柔性基底膜16位于再布线层2与透光衬底1之间。当封装结构受到外力冲击或挤压后，柔性基底膜16可以起到缓冲作用，从而对感光芯片3进行保护，防止感光芯片3被外力击伤。具体地，当刚性透光衬底1发生破裂时，由于柔性基底膜16的保护，还可避免碎屑掉落到感光芯片3对其划伤。
进一步地，请再次参见图14，在垂直于再布线层2所在平面的方向上，透光衬底1与第二连接区域7不交叠，柔性基底膜16与第二连接区域7交叠。此时，封装结构在第二连接区域7处可以进行弯折，弯折后的封装结构能够具有更小的尺寸。具体地，柔性基底膜16超出刚性透光衬底1的部分可以进行弯折到其他部件或者塑封层4远离刚性透光衬底1的一侧，从而提高感光区的面积占比，减少封装结构的占地面积。在一种实施方式中，请再次参见图14，封装结构还包括柔性电路板14，柔性电路板14的引脚与第二连接区域7的金属走线5电连接，柔性电路板14还用于与外部信号处理装置电连接。在该种设置方式中，感光芯片3和有源芯片12输出的信号经由再布线层2中的金属走线5传输至柔性电路板14，进而经由柔性电路板14传输至外部信号处理装置，以实现与芯片与外部信号处理装置之间的信号传输。需要说明的是，在柔性电路板14绑定到第二连接区域7中的金属走线5时，对应位置处的刚性透光衬底1仍然存在，只是在绑定结束后才进行取下，例如，采用激光将刚性透光衬底1进行局部取下。
或者，在另一种实施方式中，如图15所示，图15为本发明实施例所提供的封装结构的又一种结构示意图，第二连接区域7中的金属走线5用于直接与外部信号处理装置电连接。由于封装结构在第二连接区域7处可以进行弯折，因此，在该种设置方式中，第二连接区域7中的金属走线5可以与外部信号处理装置直接电连接，无需借助柔性电路板14作为中间连接板，简化了封装结构的结构设计。
需要说明的是，当第二连接区域7中的金属走线5用于直接与外部信号处理装置电连接时，柔性基底膜16超出透光衬底1的部分不宜过短，否则，再布线层2中用于与外部信号处理装置绑定的位置离塑封层4过近，导致绑定效果不佳甚至难以与外部信号处理装置进行绑定，而且，柔性基底膜16超出透光衬底1的那部分也难以弯折到透光衬底1背向塑封层4一侧，导致弯折效果不佳。为此，请再次参见图15，在本发明实施例中，在垂直于柔性基底膜16所在平面的方向上，透光衬底1的投影中靠近第二连接区域7一侧的边缘与柔性基底膜16中靠近第二连接区域7一侧的边缘之间的距离L大于或等于5mm，也就是柔性基底膜16超出透光衬底1至少5mm，以保证具有良好的绑定效果和弯折效果。
在一种实施方式中，如图16所示，图16为本发明实施例所提供的柔性基底膜的另一种结构示意图，柔性基底膜16具有第一镂空区域17，在垂直于感光芯片3所在平面的方向上，第一镂空区域17与感光区域9交叠。
如此设置，外界环境光透过透光衬底1射入时，至少部分环境光会透过第一镂空区域17直接射入，无需再穿过柔性基底膜16的膜层，从而减小了柔性基底膜16对光线的损耗程度，增大了感光芯片3所采集到的环境光的量，有效提高了成像精度。
在一种实施方式中，如图17所示，图17为本发明实施例所提供的柔性基底膜的再一种结构示意图，柔性基底膜16具有多个分散设置的第一镂空区域17。通过在柔性基底膜16中设置多个小的镂空区域，在利用第一镂空区域17减小柔性基底膜16对环境光的损耗的同时，感光芯片3朝向透光衬底1一侧仍存在柔性基底膜16的部分膜层，当封装结构受到外力冲击或挤压时，这部分柔性基底膜16可以起到缓冲作用，对感光芯片3进行防护。
或者，在另一种实施方式中，为更大程度地减小柔性基底膜16对环境光的损耗，请再次参见图16，在垂直于感光芯片3所在平面的方向上，第一镂空区域17覆盖感光区域9。而且，由于感光区域9上方的柔性基底膜16全部被去除，因此，感光区域9的各子区域接收的光线强度均一，此时，封装结构用于进行成像或者是拍照无需考虑不同位置的光亮有差异，可以降低成像色彩调整、画质调整的计算难度，从而能够降低驱动芯片价格。
在一种实施方式中，如图18所示，图18为本发明实施例所提供的层间介质层的结构示意图，再布线层2还包括层间介质层18，层间介质层18位于相邻两层金属走线5之间，层间介质层18具有第二镂空区域19，在垂直于感光芯片3所在平面的方向上，第二镂空区域19与感光区域9交叠，从而在外界环境光透过透光衬底1射入时，减小层间介质层18对光线的损耗，增大感光芯片3所采集到的环境光的量。
在一种实施方式中，如图19所示，图19为本发明实施例所提供的层间介质层的再一种结构示意图，层间介质层18具有多个分散设置的第二镂空区域19。通过在层间介质层18中设置多个小的镂空区域，在利用第二镂空区域19减小层间介质层18对环境光的损耗的同时，感光芯片3朝向透光衬底1一侧仍存在层间介质层18的部分膜层，当封装结构受到外力冲击或挤压时，这部分层间介质层18可以起到缓冲作用，对感光芯片3进行防护。
或者，在另一种实施方式中，为更大程度地减小层间介质层18对环境光的损耗，请再次参见图18，在垂直于感光芯片3所在平面的方向上，第二镂空区域19覆盖感光区域9。而且，由于感光区域9上方的层间介质层18全部被去除，因此，感光区域9的各子区域接收的光线强度均一，此时，封装结构用于进行成像或者是拍照无需考虑不同位置的光亮有差异，可以降低成像色彩调整、画质调整的计算难度，从而能够降低驱动芯片价格。
在一种实施方式中，如图20所示，图20为本发明实施例所提供的遮光层20的结构示意图，封装结构还包括遮光层20，遮光层20位于透光衬底1朝向感光芯片3一侧，遮光层20位于透光衬底1背向感光芯片3一侧。在垂直于感光芯片3所在平面的方向上，遮光层20的投影围绕感光区域9且与感光区域9不交叠，从而利用遮光层20对杂散光进行遮挡，避免杂散光透过透光衬底1进一步传输至感光芯片3，提高成像精度。
在一种实施方式中，如图21所示，图21为本发明实施例所提供的填充胶21的结构示意图，封装结构还包括填充胶21，填充胶21填充在感光芯片3的四周边缘并与再布线层2相接触。填充胶21不仅能够使感光芯片3与再布线层2之间贴合地更加牢靠，而且能够防止杂质进入到感光芯片3与再布线层2之间的空腔内，避免杂质对感光芯片3的感光面8造成污染。
进一步地，填充胶21可包括吸光材料或遮光材料，此时填充胶21兼具吸光或遮光效果，不仅能避免在感光芯片3与再布线层2之间连接的四周边缘位置处产生漏光，还能够避免杂散光进入感光面8。
在一种实施方式中，请再次参见图20，透光衬底1的厚度为d，为保证封装结构整体厚度较小，可以令d满足：0.05mm≤d≤0.7mm。此外，当透光衬底1为玻璃时，由于要在透光衬底1上进行成膜工艺，透光衬底必须要有一定的厚度以保持良好的刚性，且能承受成膜工艺的温度、酸碱度等，因此，透光衬底1的厚度需要大于等于0.5mm。另一方面，在满足成膜工艺条件的情况下，随着透光衬底1的厚度增加，会导致整体厚度增加，而且透光率也会有降低，因此，综合考虑，透光衬底1的厚度不宜超过1mm，否则整体的厚度与现有芯片封装结构相比优势并不明显，可选地，透光衬底的厚度小于等于0.7mm。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种封装方法，结合图2和图3，如图22和图23所示，图22为本发明实施例所提供的封装方法的流程图，图23为本发明实施例所提供的封装方法的结构流程图，该封装方法包括：
步骤S1：在透光衬底1的第一侧采用成膜工艺形成包括有金属走线5的再布线层2，再布线层2具有第一连接区域6和第二连接区域7，第二连接区域7中的金属走线5用于与外部信号处理装置电连接。再布线层3具体可采用的成膜工艺已在上述实施例中进行说明，此处不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中的再布线层2采用成膜工艺直接形成在透光衬底1上，再布线层2与透光衬底1对位精度更高，因而再布线层2中的金属走线5与感光芯片3引脚之间的连接可靠性更高。
步骤S2：在再布线层2背向透光衬底1一侧的第一连接区域6绑定感光芯片3，感光芯片3包括用于感测光信号的感光面8，感光面8面向透光衬底1，感光面8包括感光区域9，在垂直于透光衬底1所在平面的方向上，金属走线5与感光区域9不交叠。
步骤S3：形成包覆感光芯片3的塑封层4。
本发明实施例基于扇出型板级封装工艺对感光芯片3进行封装，感光芯片3通过再布线层2中的走线与外部信号处理装置之间实现信号互通。一方面，透光衬底1和再布线层2的厚度很小，例如，透光衬底1的厚度仅在零点几毫米甚至零点零几毫米的数量级，透光衬底1和再布线层2的总厚度远小于现有技术中用于承载感光芯片的线路板的厚度，相较于现有技术，本发明实施例所提供的封装结构更薄。另一方面，本发明实施例省去了现有技术中的印刷线路板，因而减小了封装成本。再一方面，本发明实施例中感光芯片3的引脚直接与再布线层2中的金属走线5电连接，无需设置用于连接在引脚与印刷线路板之间的导电线，因而可以避免由导电线数量较多导致的封装结构边框宽度较大、连接精度较差、良率较低以及功耗较高的问题。
在一种实施方式中，结合图5，封装方法还包括：在透光衬底1的第二侧设置红外滤光膜11，其中，第二侧为第一侧的相对侧。
此时，带有红外滤光膜11的透光衬底1既作为再布线层2的承载衬底，还复用为了红外滤光结构，因此封装结构中无需再设置额外的红外滤光片，不仅进一步减薄了封装结构的整体厚度，还节省了制作成本。而且，红外滤光膜11和再布线层2分别位于透光衬底1的相对两侧，红外滤光膜11不会对再布线层2的成膜工艺造成影响，降低了再布线层2从玻璃衬底上脱离的风险。
进一步地，设置红外滤光膜11的过程包括：采用成膜工艺在透光衬底1的第二侧形成红外滤光膜11；或，在透光衬底1的第二侧贴附红外滤光膜11，两种设置方式下，红外滤光膜11与透光衬底1之间的粘附性均较高，红外滤光膜11不易脱离。
在一种实施方式中，结合图8和图9，封装方法还包括：在再布线层2背向透光衬底1一侧的第一连接区域6绑定有源芯片12。
在本发明实施例中，有源芯片12则与感光芯片3均电连接在再布线层2上，相较于印刷线路板来说，再布线层2中的金属走线5精度较高，线宽及线距均较小，因此，当有源芯片12与再布线层2中的金属走线5电连接时，有源芯片12的引脚尺寸及引脚间距也可设计地更小一些，即，本发明实施例中的封装结构可以采用体积更小的有源芯片12，该种设置方式不仅集成度更高，而且进一步减小了封装结构的整体体积。
在一种实施方式中，结合图10和图11，封装方法还包括：在再布线层2背向透光衬底1一侧的第一连接区域6绑定无源电子器件13。
在本发明实施例中，无源电子器件13也电连接在再布线层2上，为与再布线层2中精度较高的金属走线5相匹配，封装结构可以引脚尺寸及间距更小，也即体积更小的无源电子器件13，从而减小了无源电子器件13在封装结构内占用的空间，进一步减小了封装结构的体积。
在一种实施方式中，结合图12，封装方法还包括：在再布线层2的第二连接区域7绑定柔性电路板14，柔性电路板14还用于与外部信号处理装置电连接；此时，感光芯片3和有源芯片12输出的信号经由再布线层2中的金属走线5传输至柔性电路板14，进而经由柔性电路板14传输至外部信号处理装置，以实现与芯片与外部信号处理装置之间的信号传输。
在一种实施方式中，结合图14，如图24所示，图24为本发明实施例所提供的封装方法的另一种结构流程图，在透光衬底1上形成再布线层2之前，封装方法还包括：步骤S0：在透光衬底1一侧形成柔性基底膜16，柔性基底膜16在垂直于再布线层2所在平面的方向上与第二连接区域7交叠。形成包覆感光芯片3的塑封层4之后，封装方法还包括：步骤S4：对透光衬底1进行切割，使透光衬底1在垂直于再布线层2所在平面的方向上与第二连接区域7不交叠。具体地，可先采用激光对透光衬底1进行照射，然后再将透光衬底1中与第二连接区域7交叠的那部分切割掉。
通过在再布线层2与透光衬底1之间设置一层柔性基底膜16，当封装结构受到外力冲击或挤压后，柔性基底膜16可以起到缓冲作用，对感光芯片3进行有效保护，防止感光芯片3被外力击伤。而且，当透光衬底1发生破裂时，由于柔性基底膜16的保护，还可避免碎屑掉落到感光芯片3对其划伤。此外，通过采用对透光衬底1进行局部切割，使其与第二连接区域7不交叠，封装结构在第二连接区域7处可以利用柔性基底膜16弯折到其他部件或者塑封层4远离刚性透光衬底1的一侧，从而提高感光区的面积占比，减少封装结构的占地面积。
在一种实施方式中，结合图21，如图25所示，图25为本发明实施例所提供的封装方法的又一种结构流程图，在再布线层2背向透光衬底1一侧绑定感光芯片3之后，封装方法还包括：步骤S2'：在感光芯片3的四周边缘填涂填充胶21，填充胶21填充在感光芯片3的四周边缘并与再布线层2相接触。
如此设置，填充胶21不仅能够使感光芯片3与再布线层2之间贴合地更加牢靠，而且能够防止杂质进入到感光芯片3与再布线层2之间的空腔内，避免杂质对感光芯片3的感光面8造成污染。
进一步地，填充胶21可包括吸光材料或遮光材料，此时填充胶21兼具吸光或遮光效果，不仅能避免在感光芯片3与再布线层2之间连接的四周边缘位置处产生漏光，还能够避免杂散光进入感光面8。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种摄像头模组，如图26所示，图26为本发明实施例所提供的摄像头模组的结构示意图，该摄像头模组包括上述封装结构100和镜头组件200，其中，封装结构100的具体结构已经在上述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。镜头组件200包括壳体201和位于壳体201内的至少一个透镜202，透镜202位于封装结构中透光衬底12背向感光芯片3一侧，在垂直于透光衬底1所在平面的方向上，透镜202与感光芯片3的感光区域9交叠。
由于本发明实施例所提供的摄像头模组包括上述封装结构100，因此，该摄像头模组的厚度和边框均较小，更加轻薄。
进一步地，请再次参见图26，镜头组件200还包括位于壳体201内的对焦马达203，用于在摄像过程中，精准调整透镜202的位置，保证对焦效果。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图27所示，图27为本发明实施例所提供的电子设备的结构示意图，该电子设备包括摄像头模组1000和驱动芯片2000，驱动芯片2000用于根据摄像头模组中感光芯片3所转换的电信号生产图像。当然，图27所示的电子设备仅仅为示意说明，该显示装置可以是例如手机、笔记本电脑或摄像机等任何具有显示功能的电子设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (27)

1.一种封装结构，其特征在于，包括：
透光衬底；
再布线层，位于所述透光衬底一侧，所述再布线层包括金属走线，所述再布线层具有第一连接区域和第二连接区域，所述第二连接区域中的所述金属走线用于与外部信号处理装置电连接；
感光芯片，位于所述再布线层背向所述透光衬底一侧，所述感光芯片的引脚与所述第一连接区域的所述金属走线电连接，所述感光芯片包括用于感测光信号的感光面，所述感光面面向所述透光衬底，所述感光面包括感光区域，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述金属走线与所述感光区域不交叠；
塑封层，包覆所述感光芯片；
所述透光衬底为刚性透光衬底；
所述封装结构还包括柔性基底膜，所述柔性基底膜位于所述再布线层与所述透光衬底之间；
在垂直于所述再布线层所在平面的方向上，所述透光衬底与所述第二连接区域不交叠，所述柔性基底膜与所述第二连接区域交叠。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述封装结构还包括位于所述透光衬底一侧的红外滤光膜，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述红外滤光膜与所述感光区域交叠。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，
所述红外滤光膜位于所述透光衬底背向所述感光芯片一侧。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述封装结构还包括有源芯片，所述有源芯片位于所述再布线层背向所述透光衬底一侧，所述有源芯片的引脚与所述第一连接区域的所述金属走线电连接；
所述塑封层还包覆所述有源芯片。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述封装结构还包括无源电子器件，所述无源电子器件位于所述再布线层背向所述透光衬底一侧，所述无源电子器件的引脚与所述第一连接区域的所述金属走线电连接。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述塑封层与所述第二连接区域不交叠。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述封装结构还包括柔性电路板，所述柔性电路板的引脚与所述第二连接区域的所述金属走线电连接，所述柔性电路板还用于与所述外部信号处理装置电连接。
8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述第二连接区域中的所述金属走线用于直接与所述外部信号处理装置电连接。
9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述柔性基底膜具有第一镂空区域，在垂直于所述感光芯片所在平面的方向上，所述第一镂空区域与所述感光区域交叠。
10.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，
在垂直于所述感光芯片所在平面的方向上，所述第一镂空区域覆盖所述感光区域。
11.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述再布线层还包括层间介质层，所述层间介质层具有第二镂空区域，在垂直于所述感光芯片所在平面的方向上，所述第二镂空区域与所述感光区域交叠。
12.根据权利要求11所述的封装结构，其特征在于，
在垂直于所述感光芯片所在平面的方向上，所述第二镂空区域覆盖所述感光区域。
13.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述封装结构还包括遮光层，所述遮光层位于所述透光衬底朝向所述感光芯片一侧，或，所述遮光层位于所述透光衬底背向所述感光芯片一侧，在垂直于所述感光芯片所在平面的方向上，所述遮光层的投影围绕所述感光区域且与所述感光区域不交叠。
14.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述再布线层背向所述透光衬底一侧还设有抗氧化层，所述抗氧化层覆盖所述再布线层中裸露在外的所述金属走线。
15.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述封装结构还包括填充胶，所述填充胶填充在所述感光芯片的四周边缘并与所述再布线层相接触。
16.根据权利要求15所述的封装结构，其特征在于，
所述填充胶包括吸光材料或遮光材料。
17.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，
所述透光衬底的厚度为d，0.05mm≤d≤0.7mm。
18.一种封装方法，其特征在于，包括：
在透光衬底的第一侧采用成膜工艺形成包括有金属走线的再布线层，所述再布线层具有第一连接区域和第二连接区域，所述第二连接区域中的所述金属走线用于与外部信号处理装置电连接；
在所述再布线层背向所述透光衬底一侧的所述第一连接区域绑定感光芯片，所述感光芯片包括用于感测光信号的感光面，所述感光面面向所述透光衬底，所述感光面包括感光区域，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述金属走线与所述感光区域不交叠；
形成包覆所述感光芯片的塑封层；
在所述透光衬底上形成所述再布线层之前，所述封装方法还包括：在所述透光衬底一侧形成柔性基底膜，所述柔性基底膜在垂直于所述再布线层所在平面的方向上与所述第二连接区域交叠；
形成包覆所述感光芯片的塑封层之后，所述封装方法还包括：对所述透光衬底进行切割，使所述透光衬底在垂直于所述再布线层所在平面的方向上与所述第二连接区域不交叠。
19.根据权利要求18所述的封装方法，其特征在于，
所述封装方法还包括：在所述透光衬底的第二侧设置红外滤光膜，其中，所述第二侧为所述第一侧的相对侧。
20.根据权利要求19所述的封装方法，其特征在于，
设置所述红外滤光膜的过程包括：
采用成膜工艺在所述透光衬底的所述第二侧形成所述红外滤光膜；
或，在所述透光衬底的所述第二侧贴附所述红外滤光膜。
21.根据权利要求18所述的封装方法，其特征在于，
所述封装方法还包括：在所述再布线层背向所述透光衬底一侧的所述第一连接区域绑定有源芯片。
22.根据权利要求18所述的封装方法，其特征在于，
所述封装方法还包括：在所述再布线层背向所述透光衬底一侧的所述第一连接区域绑定无源电子器件。
23.根据权利要求18所述的封装方法，其特征在于，
所述封装方法还包括：在所述再布线层的所述第二连接区域绑定柔性电路板，所述柔性电路板还用于与所述外部信号处理装置电连接。
24.根据权利要求18所述的封装方法，其特征在于，
在所述再布线层背向所述透光衬底一侧绑定感光芯片之后，所述封装方法还包括：在所述感光芯片的四周边缘填涂填充胶，所述填充胶填充在所述感光芯片的四周边缘并与所述再布线层相接触。
25.一种摄像头模组，其特征在于，包括：
如权利要求1~17任一项所述的封装结构；
镜头组件，位于所述封装结构中透光衬底背向感光芯片一侧，所述镜头组件包括壳体和位于所述壳体内的至少一个透镜，在垂直于所述透光衬底所在平面的方向上，所述透镜与感光芯片的感光区域交叠。
26.根据权利要求25所述的摄像头模组，其特征在于，
所述镜头组件还包括位于所述壳体内的对焦马达。
27.一种电子设备，其特征在于，包括：
如权利要求25或26所述的摄像头模组；
驱动芯片，用于根据所述摄像头模组中感光芯片所转换的电信号生产图像。
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