TWI612651B - 封裝結構及封裝方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種封裝結構和封裝方法，所述封裝結構包括：晶片單元，所述晶片單元的第一表面包括感應區域；上蓋板，所述上蓋板的第一表面具有支撐結構，所述上蓋板覆蓋所述晶片單元的第一表面，所述支撐結構位於所述上蓋板和所述晶片單元之間，且所述感應區域位於所述支撐結構和所述晶片單元的第一表面圍成的空腔之內；其中，所述上蓋板具有預設厚度，使得從所述上蓋板的側壁反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域。本發明的封裝結構和封裝方法可以減少入射至所述感應區域的干擾光線。

Description

封裝結構及封裝方法
本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種封裝結構和一種封裝方法。
傳統技術上，IC晶片與外部電路的連接是透過金屬打線接合(Wire Bonding)的方式實現。隨著IC晶片特徵尺寸的縮小和積體電路規模的擴大，打線接合技術不再適用。
晶圓級晶片封裝(Wafer Level Chip size Packaging，WLCSP)技術是對整片晶圓進行封裝測試後再切割得到單個成品晶片的技術，封裝後的晶片尺寸與裸片一致。晶圓級晶片封裝技術顛覆了傳統封裝如陶瓷無引線晶片載具(Ceramic Leadless Chip Carrier)、有機無引線晶片載具(Organic Leadless Chip Carrier)的模式，順應了市場對微電子產品日益輕、小、短、薄化和低價化要求。經晶圓級晶片封裝技術封裝後的晶片達到了高度微型化，晶片成本隨著晶片的減小和晶圓尺寸的增大而顯著降低。晶圓級晶片封裝技術是可以將IC設計、晶圓製造、封裝測試、整合為一體的技術，是當前封裝領域的熱點和發展趨勢。
影像感測器晶片作為一種可以將光學圖像轉換成電子信號的晶片，其具有感應區域。當利用習知的晶圓級晶片封裝技術對影像感測器晶片進行封裝時，為了在封裝過程中保護上述的感應區域不受損傷和污染，通常會在感應區域位置形成一個上蓋基板。所述上蓋基板在完成晶圓級晶片封裝後，可以繼續保留，在影像感測器晶片的使用過程中繼續保護感應區域免受損傷和污染。
但是，採用上述晶圓級晶片封裝技術形成的影像感測器性能不佳。
本發明解決的問題是習知技術形成的影像感測器性能不佳。
為解決上述問題，本發明實施例提供了一種封裝結構。所述封裝結構包括：晶片單元，所述晶片單元的第一表面包括感應區域；上蓋板，所述上蓋板的第一表面具有支撐結構，所述上蓋板覆蓋所述晶片單元的第一表面，所述支撐結構位於所述上蓋板和所述晶片單元之間，且所述感應區域位於所述支撐結構和所述晶片單元的第一表面圍成的空腔之內；其中，所述上蓋板具有預設厚度，使得從所述上蓋板的側壁反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域。
可選地，所述預設厚度為50μm~200μm。
可選地，所述預設厚度為100μm。
可選地，所述預設厚度基於所述感應區域的寬度，所述支撐結構的寬度和高度確定。
可選地，所述預設厚度與所述支撐結構寬度的比值小於所述支撐結構高度與所述感應區域寬度的比值
可選地，所述上蓋板的材料為透光材料。
可選地，所述晶片單元還包括：位於所述感應區域外的焊墊；從所述晶片單元的與第一表面相對的第二表面貫穿所述晶片單元的通孔，所述通孔暴露出所述焊墊；覆蓋所述晶片單元第二表面和所述通孔側壁表面的絕緣層；位於所述絕緣層表面且與所述焊墊電連接的金屬層；位於所述金屬層和所述絕緣層表面的阻焊層，所述阻焊層具有暴露出部分所述金屬層的開孔；填充所述開孔，並暴露在所述阻焊層表面之外的外接凸起。
對應于上述的封裝結構，本發明實施例還提供了一種封裝方法，所述封裝方法包括：提供待封裝晶圓，所述待封裝晶圓的第一表面包括多個晶片單元和位於晶片單元之間的切割道區域，所述晶片單元包括感應區域；提供封蓋基板，在所述封蓋基板的第一表面形成多個支撐結構，所述支撐結構與所述待封裝晶圓上的感應區域相對應；將所述封蓋基板的第一表面與所述待封裝晶圓的第一表面相對結合，使得所述支撐結構與所述待封裝晶圓的第一表面圍成空腔，所述感應區域位於所述空腔內；沿所述切割道區域對所述待封裝晶圓和所述封蓋基板進行切割，形成多個封裝結構，所述封裝結構包括所述晶片單元和由切割所述封蓋基板形成的上蓋板，所述上蓋板具有預設厚度，使得從所述上蓋板的側壁反射的光線不能直接照射 所述感應區域。
可選地，所述預設厚度為50μm~200μm。
可選地，所述預設厚度與支撐結構寬度的比值小於支撐結構高度與感應區域寬度的比值。
可選地，提供的所述封蓋基板具有所述預設厚度。
可選地，提供的所述封蓋基板的厚度大於所述預設厚度，所述封裝方法還包括：對所述封蓋基板進行減薄，使得減薄後的封蓋基板具有所述預設厚度。
所述封裝方法還包括，對所述封蓋基板進行減薄，使所述封蓋基板具有所述預設厚度，所述預設厚度為50μm~200μm。
可選地，沿所述切割道區域對所述待封裝晶圓和所述封蓋基板進行切割包括：執行第一切割工藝，包括沿所述切割道區域從所述待封裝晶圓的與第一表面相對的第二表面開始切割，直至到達所述待封裝晶圓的第一表面形成第一切割溝槽；執行第二切割工藝，包括繼續切割所述封蓋基板，形成與所述第一切割溝槽貫通的第二切割溝槽，同時形成多個封裝結構。
可選地，所述晶片單元還包括焊墊，所述焊墊位於所述感應區域外，當將所述封蓋基板的第一表面與所述待封裝晶圓的第一表面相結合後，所述封裝方法還包括：從所述待封裝晶圓的與第一表面相對的第二表面進行減薄；從所述待封裝晶圓的第二表面蝕刻所述待封裝晶圓，形成通孔，所述通孔暴露出所述晶片單元的焊墊；在所述待封裝晶圓的第二表面以及通孔的側壁表面形成絕緣層；在所述絕緣層表面形成連接焊墊的金屬層；在所述金屬層表面以及絕緣層表面形成具有開孔的阻焊層，所述開孔暴露出部分金屬層表面；在所述阻焊層表面上形成外接凸起，所述外接凸起填充所述開孔。
與習知技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下優點：本發明實施例的封裝結構包括晶片單元和上蓋板，所述晶片單元的第一表面包括感應區域，所述上蓋板的第一表面具有支撐結構，所述上蓋板覆蓋所述晶片單元的第一表面，所述支撐結構位於所述上蓋板和所述晶片單元之間，且所述感應區域位於所述支撐結構和所述晶片單元的第一表面圍成的空腔之內，並且所述上蓋板具有預設厚度，厚度較薄，使得從所述 上蓋板的側壁反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域，因此提高了作為影像感測器的封裝結構的成像品質。
對應地，本發明實施例的封裝方法用於形成上述的封裝結構，也具有上述的優點。
10‧‧‧襯底
11、20、211‧‧‧感應區域
12‧‧‧線路層
13、215‧‧‧阻焊層
14‧‧‧焊球
21、212‧‧‧焊墊
30‧‧‧上蓋基板
30s、330s‧‧‧側壁
31‧‧‧空腔壁
200‧‧‧待封裝晶圓
210‧‧‧晶片單元
200a、210a、300a、330a‧‧‧第一表面
200b、210b、300b、330b‧‧‧第二表面
213‧‧‧絕緣層
214‧‧‧金屬層
216‧‧‧外接凸起
220‧‧‧切割道區域
300‧‧‧封蓋基板
320‧‧‧支撐結構
330‧‧‧上蓋板
410‧‧‧第一切割溝槽
420‧‧‧第二切割溝槽
I1‧‧‧入射光線
I2‧‧‧部分光線
I3‧‧‧干擾光線
I4‧‧‧反射光線
I5‧‧‧反射光線
圖1顯示出了習知技術的影像感測器晶片的剖面結構示意圖；圖2顯示出了本發明一實施例的封裝結構的剖面結構示意圖；圖3至圖9顯示出了本發明一實施例的封裝方法中所形成的中間結構的結構示意圖。
由先前技術可知，習知技術形成的影像感測器的性能不佳。
本發明的發明人對習知技術採用晶圓級晶片封裝技術對影像感測器晶片進行封裝的工藝進行了研究，發現習知技術形成的影像感測器的性能不佳的原因在於，在晶片封裝過程中形成於感應區域之上的上蓋基板會對進入感應區域的光線產生干擾，降低了成像品質。
具體地，參考圖1，圖1顯示出了習知技術形成的影像感測器晶片的剖面結構示意圖。所述影像感測器晶片包括：襯底10；位於所述襯底10第一表面的感應區域20；位於所述襯底10第一表面，所述感應區域20兩側的焊墊21；從所述襯底10的與所述第一表面相對的第二表面貫穿所述襯底10的通孔(未標示)，所述通孔暴露出所述焊墊21；位於所述通孔側壁及襯底10第二表面的絕緣層11；從所述第二表面覆蓋所述焊墊21及部分絕緣層11的線路層12；覆蓋所述線路層12和絕緣層11的阻焊層13，所述阻焊層13具有開口；位於所述阻焊層13開口內透過所述線路層12與所述焊墊21電連接的焊球14；位於所述襯底10第一表面的感應區域20周圍的空腔壁31；以及位於所述空腔壁上的上蓋基板30。所述上蓋基板30與空腔壁31以及襯底10的第一表面構成空腔，使得所述感應器域20位於所述空腔內，避免感應區域20在封裝和使用過程中受到污染和損傷。通常所述上蓋基板30的厚度較大，例如400微米。
本發明的發明人發現，在上述的影像感測器晶片的使用過程中，光線I1 入射影像感測器的上蓋基板30，進入上蓋基板30的部分光線會照射至上蓋基板30的側壁30s，產生折射和反射現象，反射光線如果入射至所述感應區域20，就會對影像感測器的成像造成干擾。在具體影像感測器的成像過程中，所述干擾體現為在反射光線I2光路的反方向上構成虛像，降低了成像品質。
此外，隨著晶圓級晶片封裝的微型化趨勢，晶圓級晶片上集成的感測器晶片的封裝體越多，單個成品晶片封裝體的尺寸越小，上蓋基板30的側壁與感應區域20邊緣的距離也越來越近，上述的干擾現象也更為明顯。
基於以上研究，本發明實施例提供了一種封裝結構和形成所述封裝結構的封裝方法。所述封裝結構包括晶片單元和上蓋板，所述晶片單元的第一表面包括感應區域，所述上蓋板的第一表面具有支撐結構，所述上蓋板覆蓋所述晶片單元的第一表面，所述支撐結構位於所述上蓋板和所述晶片單元之間，且所述感應區域位於所述支撐結構和所述晶片單元的第一表面圍成的空腔之內。本發明的封裝結構中，所述上蓋板具有預設厚度，使得從所述上蓋板的側壁反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域，減少了進入感應區域的干擾光線，提高了所述感應區域的成像品質。對應的，本發明實施例形成上述封裝結構的封裝方法也具有以上優點。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
需要說明的是，提供這些附圖的目的是有助於理解本發明的實施例，而不應解釋為對本發明的不當的限制。為了更清楚起見，圖中所示尺寸並未按比例繪製，可能會做放大、縮小或其他改變。
首先，本發明實施例提供了一種封裝結構。參考圖2，所述封裝結構包括晶片單元210，所述晶片單元210具有第一表面210a和與所述第一表面210a相對的第二表面210b，所述第一表面210a包括感應區域211；上蓋板330，所述上蓋板330包括第一表面330a和與所述第一表面330a相對的第二表面330b，所述第一表面330a具有支撐結構320，所述上蓋板330覆蓋所述晶片單元210的第一表面210a，所述支撐結構320位於所述上蓋板330和所述晶片單元210之間，且所述感應區域211位於所述支撐結構320和所述晶片單元210的第一表面210a圍成的空腔之內；其中，所述上蓋板330具有預設厚度， 使得從所述上蓋板330的側壁330s反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域211。
本發明實施例中，所述上蓋板330的預設厚度為50μm~200μm，例如100μm。由於所述上蓋板330的厚度較薄，可以使得從所述上蓋板330的側壁330s反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域211。所述直接照射是指光線不經過其他介面的反射而產生的照射。具體地，本發明實施例的封裝結構與圖1所示的習知技術的影像感測器相比，相同的入射光線I1，在圖1中，會入射所述影像感測器的上蓋基板30，並在上述上蓋基板30的側壁30s處發生反射，照射感應區域20，干擾感應區域20的成像；而參考圖2，在本發明實施例的封裝結構中，所述上蓋板330具有預設厚度，例如100μm，厚度較薄，所述光線I1不會進入所述上蓋板330，也就不會在所述上蓋板330的側壁330s產生反射光線，不會對感應區域211產生干擾。
在一些實施例中，所述上蓋板330的預設厚度基於所述感應區域330的寬度，所述支撐結構320的寬度和高度確定。具體地，繼續參考圖2，假設光線I3可以入射所述上蓋板330，並在側壁330s發生反射，在一些情況下，所述反射光線為I4，I4經所述上蓋板330的側壁330s反射後，照射至所述支撐結構320的頂表面，因此，反射光線I4能否直接照射至所述感應區域211與所述支撐結構320的寬度有關；在另一些情況下，所述反射光線為I5，I5經過所述上蓋板330的側壁330s反射後，進入所述感應區域211所在的空腔，並越過所述感應區域211照射至相對側的支撐結構320上，因此，反射光線I5能否直接照射至所述感應區域211還與所述支撐結構320的高度和所述感應區域221的寬度有關，也就是與所述感應區域211所在的空腔的形狀有關。綜上，本發明實施中，為了使得從所述上蓋板330的側壁330s反射的光線不能直接照射所述感應區域211，所述上蓋板330的預設厚度需要基於所述感應區域211的寬度，所述支撐結構320的寬度和高度確定，例如，設置蓋板預設厚度與支撐結構寬度的比值小於支撐結構高度與感應區域寬度的比值。
在其他一些實施例中，所述上蓋板330的預設厚度的確定還需要考慮所述感應區域211與所述支撐結構320內側壁之間的距離，以及所述上蓋板330的折射率等因素。總之，只要所述上蓋板330的預設厚度使得從所述上蓋板 330的側壁330s發射的所有光線都不能直接照射所述感應區域211即可。
本實施例中，所述封裝結構還包括：位於所述感應區域211外的焊墊212；從所述晶片單元210的與第一表面210a相對的第二表面210b貫穿所述晶片單元210的通孔(未標示)，所述通孔暴露出所述焊墊212；覆蓋所述晶片單元210第二表面210b和所述通孔側壁表面的絕緣層213；位於所述絕緣層213表面且與所述焊墊212電連接的金屬層214；位於所述金屬層214和所述絕緣層213表面的阻焊層215，所述阻焊層215具有暴露出部分所述金屬層214的開孔(未標示)；填充所述開孔，並暴露在所述阻焊層215表面之外的外接凸起216。上述的結構可以將感應區域211透過所述焊墊212、金屬層214和外接凸起216與外部電路連接，傳輸相應的電信號。
對應地，本發明實施例提供了一種封裝方法，用於形成如圖2所示的封裝結構。請參考圖3至圖9，為本發明實施例的封裝方法的封裝過程中形成的中間結構示意圖。
首先，參考圖3和4，提供待封裝晶圓200，其中，圖3為所述待封裝晶圓200的俯視結構示意圖，圖4為圖3沿AA1方向的剖視圖。
所述待封裝晶圓200具有第一表面200a和與所述第一表面200a相對的第二表面200b。所述待封裝晶圓200的第一表面200a上具有多個晶片單元210和位於所述晶片單元210之間的切割道區域220。
本實施例中，所述待封裝晶圓200上的多個晶片單元210呈陣列排列，所述切割道區域220位於相鄰的晶片單元210之間，後續沿所述切割道區域220對所述待封裝晶圓200進行切割，可以形成多個包括所述晶片單元210的晶片封裝結構。
本實施例中，所述晶片單元210為圖像感測器晶片單元，所述晶片單元210具有感應區211和位於所述感應區域211之外的焊墊212。所述感應區域211為光學感應區，例如，可以由多個光電二極體陣列排列形成，所述光電二極體可以將照射至所述感應區域211的光學信號轉化為電信號。所述焊墊212作為所述感應區域211內器件與外部電路連接的輸入和輸出端。在一些實施例中，所述晶片單元210形成於矽襯底上，所述晶片單元210還包括形成於所述矽襯底內的其他功能器件。
需要說明的是，在本發明實施例的封裝方法的後續步驟中，為了簡單 明瞭起見，僅以圖3所示的沿所述待封裝晶圓200的AA1方向的截面圖為例進行說明，在其他區域執行相似的工藝步驟。
接著，參考圖5，提供封蓋基板300，所述封蓋基板300包括第一表面300a以及與所述第一表面300a相對的第二表面300b，在所述封蓋基板300的第一表面300a上形成多個支撐結構320，所述支撐結構320與所述第一表面300a圍成的凹槽結構與所述待封裝晶圓200上的感應區域211相對應。
本實施例中，所述封蓋基板300在後續工藝中覆蓋所述待封裝晶圓200的第一表面200a，用於對所述待封裝晶圓200上的感應區域211進行保護。由於需要光線透過所述封蓋基板300到達感應區域211，因此，所述封蓋基板300具有較高的透光性，為透光材料。所述封蓋基板300的兩個表面300a和300b均平整、光滑，不會對入射光線產生散射、漫反射等。具體地，所述封蓋基板300的材料可以為無機玻璃、有機玻璃或者其他具有特定強度的透光材料。
在一些實施例中，所述支撐結構320透過在所述封蓋基板300的第一表面300a上沉積支撐結構材料層後蝕刻形成。具體地，首先形成覆蓋所述封蓋基板300第一表面300a的支撐結構材料層(未示出)，接著對所述支撐結構材料層進行圖形化，去除部分所述支撐結構材料層後，形成所述支撐結構320。所述支撐結構320與所述第一表面300a圍成的凹槽結構在所述封蓋基板300上的位置與所述感應區域211在所述待封裝晶圓200上位置相對應，從而使得在後續的結合工藝後，所述感應區域211可以位於所述支撐結構320與所述凹槽內。在一些實施例中，所述支撐結構材料層的材料為濕膜或乾膜光刻膠，透過噴塗、旋塗或者黏貼等工藝形成，對所述支撐結構材料層進行曝光和顯影進行圖形化後形成所述支撐結構320。在一些實施例中，所述支撐結構材料層還可以為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽等絕緣介質材料，透過沉積工藝形成，後續採用光刻和蝕刻工藝進行圖形化形成所述支撐結構320。
在其他一些實施例中，所述支撐結構320還可以透過對所述封蓋基板300進行蝕刻後形成。具體地，可以在所述封蓋基板300上形成圖形化的光刻膠層，然後再以所述圖形化的光刻膠層為遮罩蝕刻所述封蓋基板300，在所述封蓋基板300內形成所述支撐結構320，所述支撐結構320即為所述封蓋 基板300第一表面300a上的凸起部分。
本發明實施例中，所述封蓋基板300具有預設厚度，後續在將所述封蓋基板進行切割形成封裝結構的上蓋板後，所述上蓋板也具有所述預設厚度，使得從所述上蓋板的側壁反射的光線不能直接照射所述晶片單元的感應區域211。在一些實施例中，所述預設厚度可以為50μm~200μm，例如，100μm。
在一些實施例中，直接提供具有預設厚度的封蓋基板300，後續在所述封蓋基板300上形成支撐結構320並與所述待封裝晶圓200結合。在另一些實施例中，提供具有大於所述預設厚度的封蓋基板300，在所述封蓋基板300的第一表面300a上形成支撐結構320後，再從所述第二表面300b對所述封蓋基板300進行減薄至所述預設厚度，具有較大厚度的封蓋基板300可以在形成所述支撐結構320的過程中提供更強的機械支撐，避免損壞。在另一些實施例中，提供具有大於所述預設厚度的封蓋基板300，在所述封蓋基板300形成支撐結構320，並將所述封蓋基板320與所述待封裝晶圓200結合後，再從所述封蓋基板的第二表面300b對所述封蓋基板300進行減薄至所述預設厚度，同樣地，具有較大厚度的封蓋基板300可以為後續工藝提供更強的機械支撐。上述的減薄工藝可以採用遮罩、蝕刻等工藝，本發明對此不作限定。
接著，參考圖6，將所述封蓋基板300的第一表面300a與所述待封裝晶圓200的第一表面200a相對結合，所述支撐結構320位於所述封蓋基板300的第一表面300a與所述待封裝晶圓200的第一表面200a之間，使得所述支撐結構320與所述待封裝晶圓200的第一表面200a圍成空腔(未標示)，所述感應區域211位於所述空腔內。
本實施例中，透過黏合層(未示出)將所述封蓋基板300和所述待封裝晶圓200相結合。例如，可以在所述封蓋基板300第一表面300a的支撐結構320的頂表面上，及/或所述待封裝晶圓200的第一表面200a上，透過噴塗、旋塗或者黏貼的工藝形成所述黏合層，再將所述封蓋基板300的第一表面300a與所述待封裝晶圓200的第一表面200a相對壓合，透過所述黏合層結合。所述黏合層既可以實現黏接作用，又可以起到絕緣和密封作用。所述黏合層可以為高分子黏接材料，例如矽膠、環氧樹脂、苯並環丁烯等聚合 物材料。
本實施例中，將所述封蓋基板300的第一表面300a與所述待封裝晶圓200的第一表面200a相對結合後，所述支撐結構320與所述待封裝晶圓200的第一表面200a圍成空腔。所述空腔的位置與所述感應區域211的位置相對應，且所述空腔面積略大於所述感應區域211的面積，可以使得所述感應區域211位於所述空腔內。本實施例中，將所述封蓋基板300和所述待封裝晶圓200相結合後，所述待封裝晶圓200上的焊墊212被所述封蓋基板300上的支撐結構320覆蓋。所述封蓋基板300可以在後續工藝中，起到保護所述待封裝晶圓200的作用。
接著，參考圖7，對所述待封裝晶圓200進行封裝處理。
具體地，首先，從所述待封裝晶圓200的第二表面200b對所述待封裝晶圓200進行減薄，以便於後續通孔的蝕刻，對所述待封裝晶圓200的減薄可以採用機械研磨、化學機械研磨工藝等；接著，從所述待封裝晶圓200的第二表面200b對所述待封裝晶圓200進行蝕刻，形成通孔(未標示)，所述通孔暴露出所述待封裝晶圓200第一表面200a一側的焊墊212；接著，在所述待封裝晶圓200的第二表面200b上以及所述通孔的側壁上形成絕緣層213，所述絕緣層213暴露出所述通孔底部的焊墊212，所述絕緣層213可以為所述待封裝晶圓200的第二表面200b提供電絕緣，還可以為所述通孔暴露出的所述待封裝晶圓200的襯底提供電絕緣，所述絕緣層213的材料可以為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或者絕緣樹脂；接著，在所述絕緣層213表面形成連接所述焊墊212的金屬層214，所述金屬層214可以作為再佈線層，將所述焊墊212引至所述待封裝晶圓200的第二表面200b上，再與外部電路連接，所述金屬層214經過金屬薄膜沉積和對金屬薄膜的蝕刻後形成；接著，在所述金屬層214表面及所述絕緣層213表面形成具有開孔(未標示)的阻焊層215，所述開孔暴露出部分所述金屬層214的表面，所述阻焊層215的材料為氧化矽、氮化矽等絕緣介質材料，用於保護所述金屬層214；再接著，在所述阻焊層215的表面上形成外接凸起216，所述外接凸起216填充所述開孔，所述外接凸起216可以為焊球、金屬柱等連接結構，材料可以為銅、鋁、金、錫或鉛等金屬材料。
對所述待封裝晶圓200進行封裝處理後，可以使得後續切割獲得的晶片 封裝結構透過所述外接凸起216與外部電路連接。所述晶片單元的感應區域211在將光信號轉換為電信號後，所述電信號可以依次透過所述焊墊212、金屬層214和外接凸起216，傳輸至外部電路進行處理。
接著，參考圖8和圖9，沿所述切割道區域220(同時參考圖4)對所述待封裝晶圓200和所述封蓋基板300進行切割，形成多個如圖2所示的封裝結構。所述封裝結構包括晶片單元210；以及位於所述晶片單元210上的由切割所述封蓋基板300形成的上蓋板330，所述上蓋板330具有預設厚度，使得從所述上蓋板330的側壁330s反射的光線不能直接照射所述感應區域。
本實施例中，對所述待封裝晶圓200和所述封蓋基板300的切割包括第一切割工藝和第二切割工藝。具體地，參考圖8，首先，執行第一切割工藝，所述第一切割工藝沿如圖4所示的切割道區域220從所述待封裝晶圓200的第二表面200b開始切割，直至到達所述待封裝晶圓200的第一表面200a形成第一切割溝槽410。所述第一切割工藝可以採用切片刀切割或者雷射切割，所述切片刀切割可以採用金屬刀或者樹脂刀。
接著，參考圖9，執行第二切割工藝，所述第二切割工藝沿與圖4所述的切割道區域220對應的區域從所述封蓋基板300的第二表面300b開始，對所述封蓋基板300切割，直至到達所述待封裝晶圓200的第一表面200a，形成貫通所述第一切割溝槽410的第二切割溝槽420，同時形成多個封裝結構，從而完成切割工藝。所述第二切割工藝也可以採用切片刀切割或者雷射切割。
在其他一些實施例中，所述第二切割工藝也可以沿所述第一切割溝槽410從所述封蓋基板300的第一表面300a繼續切割所述封蓋基板300，形成貫穿所述封蓋基板300的第二切割溝槽420，完成切割。
需要說明的是，在其他一些實施例中，所述第一切割工藝可以在所述第二切割工藝之後執行；在其他一些實施例中，還可以僅透過一次切割工藝完成對所述待封裝晶圓200和所述封蓋基板300的切割，本發明對此不作限定。
關於本發明實施例的封裝方法所形成的封裝結構的具體描述可以參考對於圖2所示的封裝結構的描述，在此不再贅述。
雖然本發明揭露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員， 在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以請求項所限定的範圍為准。
本申請要求於2015年9月2日提交中國專利局，申請號201510552405.0，發明名稱為“封裝結構及封裝方法”的中國專利申請的優先權，以及申請號201520673688.X，發明名稱為“封裝結構”的中國專利申請的優先權，其全部內容透過於此引用結合在本申請中。
210‧‧‧晶片單元
210a‧‧‧第一表面
210b‧‧‧第二表面
211‧‧‧感應區域
212‧‧‧焊墊
213‧‧‧絕緣層
214‧‧‧金屬層
215‧‧‧阻焊層
216‧‧‧外接凸起
320‧‧‧支撐結構
330‧‧‧上蓋板
330a‧‧‧第一表面
330b‧‧‧第二表面
330s‧‧‧側壁
I1‧‧‧入射光線
I3‧‧‧干擾光線
I4‧‧‧反射光線
I5‧‧‧反射光線

Claims (11)

  1. 一種封裝結構，其包括：晶片單元，所述晶片單元的第一表面包括感應區域；以及上蓋板，所述上蓋板的第一表面具有支撐結構，所述上蓋板覆蓋所述晶片單元的第一表面，所述支撐結構位於所述上蓋板和所述晶片單元之間，且所述感應區域位於所述支撐結構和所述晶片單元的第一表面圍成的空腔之內；其中，所述上蓋板具有預設厚度，所述預設厚度與所述支撐結構寬度的比值小於所述支撐結構高度與所述感應區域寬度的比值，使得從所述上蓋板的側壁反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域。
  2. 如請求項1所述的封裝結構，其中所述預設厚度為50μm~200μm。
  3. 如請求項2所述的封裝結構，其中所述預設厚度為100μm。
  4. 如請求項1所述的封裝結構，其中所述上蓋板的材料為透光材料。
  5. 如請求項1所述的封裝結構，其中所述晶片單元還包括：位於所述感應區域外的焊墊；從所述晶片單元的與第一表面相對的第二表面貫穿所述晶片單元的通孔，所述通孔暴露出所述焊墊；覆蓋所述晶片單元第二表面和所述通孔側壁表面的絕緣層；位於所述絕緣層表面且與所述焊墊電連接的金屬層；位於所述金屬層和所述絕緣層表面的阻焊層，所述阻焊層具有暴露出部分所述金屬層的開孔；以及填充所述開孔，並暴露在所述阻焊層表面之外的外接凸起。
  6. 一種形成如請求項1-5中任一項所述的封裝結構的封裝方法，其還包括：提供待封裝晶圓，所述待封裝晶圓的第一表面包括多個晶片單元和位於晶片單元之間的切割道區域，所述晶片單元包括感應區域；提供封蓋基板，在所述封蓋基板的第一表面形成多個支撐結構，所述支撐結構與所述待封裝晶圓上的感應區域相對應；將所述封蓋基板的第一表面與所述待封裝晶圓的第一表面相對結合，使 得所述支撐結構與所述待封裝晶圓的第一表面圍成空腔，所述感應區域位於所述空腔內；以及沿所述切割道區域對所述待封裝晶圓和所述封蓋基板進行切割，形成多個封裝結構，所述封裝結構包括所述晶片單元和由切割所述封蓋基板形成的上蓋板，所述上蓋板具有預設厚度，所述預設厚度與支撐結構寬度的比值小於支撐結構高度與感應區域寬度的比值，使得從所述上蓋板的側壁反射的所有光線都不能直接照射所述感應區域。
  7. 如請求項6所述的封裝方法，其中所述預設厚度為50μm~200μm。
  8. 如請求項6所述的封裝方法，其中提供的所述封蓋基板具有所述預設厚度。
  9. 如請求項6所述的封裝方法，其中提供的所述封蓋基板的厚度大於所述預設厚度，而所述封裝方法還包括：對所述封蓋基板進行減薄，使得減薄後的封蓋基板具有所述預設厚度。
  10. 如請求項6所述的封裝方法，其中沿所述切割道區域對所述待封裝晶圓和所述封蓋基板進行切割包括：執行第一切割工藝，包括沿所述切割道區域從所述待封裝晶圓的與第一表面相對的第二表面開始切割，直至到達所述待封裝晶圓的第一表面形成第一切割溝槽；以及執行第二切割工藝，包括切割所述封蓋基板，形成與所述第一切割溝槽貫通的第二切割溝槽，同時形成多個封裝結構。
  11. 如請求項6所述的封裝方法，其中所述晶片單元還包括焊墊，所述焊墊位於所述感應區域外，當將所述封蓋基板的第一表面與所述待封裝晶圓的第一表面相結合後，而所述封裝方法還包括：從所述待封裝晶圓的與第一表面相對的第二表面進行減薄；從所述待封裝晶圓的第二表面蝕刻所述待封裝晶圓，形成通孔，所述通孔暴露出所述晶片單元的焊墊；在所述待封裝晶圓的第二表面以及通孔的側壁表面形成絕緣層；在所述絕緣層表面形成連接焊墊的金屬層；在所述金屬層表面以及絕緣層表面形成具有開孔的阻焊層，所述開孔暴 露出部分金屬層表面；以及在所述阻焊層表面上形成外接凸起，所述外接凸起填充所述開孔。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114242870B (zh) * 2021-12-22 2022-09-20 鸿利智汇集团股份有限公司 一种晶片支架、晶片支架板以及晶片的封装方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201027641A (en) * 2009-01-06 2010-07-16 Xintec Inc Electronic device package and fabrication method thereof
TW201327732A (zh) * 2011-12-21 2013-07-01 Xintec Inc 晶片封裝體及其製作方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111873A (ja) * 1999-10-12 2001-04-20 Sony Corp 撮像装置及びカメラシステム
KR100752713B1 (ko) * 2005-10-10 2007-08-29 삼성전기주식회사 이미지센서의 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지 및 그제조방법
JP4794283B2 (ja) * 2005-11-18 2011-10-19 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP4307497B2 (ja) * 2007-05-14 2009-08-05 シャープ株式会社 固体撮像素子、固体撮像装置および電子情報機器
JP2009064839A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Panasonic Corp 光学デバイス及びその製造方法
JP5091066B2 (ja) * 2008-09-11 2012-12-05 富士フイルム株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2013118206A (ja) * 2010-03-25 2013-06-13 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法
JP5990867B2 (ja) * 2011-02-15 2016-09-14 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP2014216394A (ja) * 2013-04-23 2014-11-17 株式会社ニコン 固体撮像装置及び電子カメラ
CN104637967A (zh) * 2015-02-13 2015-05-20 苏州晶方半导体科技股份有限公司 封装方法及封装结构
CN204991710U (zh) * 2015-09-02 2016-01-20 苏州晶方半导体科技股份有限公司 封装结构
CN105118843B (zh) * 2015-09-02 2018-09-28 苏州晶方半导体科技股份有限公司 封装结构及封装方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201027641A (en) * 2009-01-06 2010-07-16 Xintec Inc Electronic device package and fabrication method thereof
TW201327732A (zh) * 2011-12-21 2013-07-01 Xintec Inc 晶片封裝體及其製作方法

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