影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)，尤其涉及影像傳感芯片封裝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]影像傳感芯片作為影像獲取的功能芯片，常用于電子產(chǎn)品的攝像頭中。受益于照相手機(jī)(Camera Phone)的持續(xù)蓬勃發(fā)展，影像傳感芯片市場(chǎng)未來(lái)的需求將不斷攀升。與此同時(shí)，Skype等網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通訊服務(wù)的流行、安全監(jiān)控市場(chǎng)的興起，以及全球汽車電子的快速成長(zhǎng)，亦為影像傳感芯片創(chuàng)造可觀的應(yīng)用規(guī)模。與此同時(shí)，影像傳感芯片的封裝技術(shù)也有著長(zhǎng)足發(fā)展。
[0003 ]層疊封裝技術(shù)(POP，package-on-package)是針對(duì)移動(dòng)設(shè)備如智能手機(jī)、平板電腦等的1C封裝而發(fā)展起來(lái)的可用于系統(tǒng)集成的非常受歡迎的三維疊加技術(shù)之一。當(dāng)蘋果公司的iPhone在2007年亮相時(shí)，隨即便被拆開(kāi)展現(xiàn)在眾人面前，層疊封裝技術(shù)進(jìn)入了人們的視野。其超薄化的封裝結(jié)構(gòu)使其成為了時(shí)下的封裝技術(shù)熱點(diǎn)，順應(yīng)了市場(chǎng)對(duì)高度集成化的需求。
[0004]如何順應(yīng)市場(chǎng)需求，將層疊封裝技術(shù)融入到影像傳感芯片的封裝領(lǐng)域成為本領(lǐng)域技術(shù)人員噬待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明通過(guò)將層疊封裝技術(shù)融入影像傳感芯片封裝中，提供一種新的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法，降低了影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)尺寸，提高了影像傳感芯片的集成度。
[0006]本發(fā)明提供一種影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)，具有影像傳感芯片以及用于控制所述影像傳感芯片的控制芯片，所述影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括:基板，具有彼此相對(duì)的第一表面以及第二表面;所述影像傳感芯片電連接至所述基板，且位于所述基板的第一表面;所述控制芯片電連接至所述基板，且位于所述基板的第二表面;所述影像傳感芯片與所述控制芯片彼此相對(duì)。
[0007]優(yōu)選的，所述影像傳感芯片具有彼此相對(duì)的第一面以及第二面，所述影像傳感芯片的第一面設(shè)置有感光區(qū)以及位于感光區(qū)外的焊墊，所述影像傳感芯片的第二面具有與所述焊墊電連接的焊球，所述焊球與所述基板電連接。
[0008]優(yōu)選的，所述影像傳感芯片的第一面上覆蓋有保護(hù)蓋板，所述保護(hù)蓋板與所述影像傳感芯片之間形成密封的腔體，所述感光區(qū)位于所述腔體內(nèi)。
[0009]優(yōu)選的，所述保護(hù)蓋板為減反射玻璃。
[0010]優(yōu)選的，所述基板的第二表面設(shè)置有用于與外部電路電連接的焊接凸塊，所述焊接凸塊的高度大于所述控制芯片的高度，當(dāng)所述焊接凸塊與所述外部電路電連接時(shí)，所述控制芯片與所述外部電路之間具有間距。
[0011 ]優(yōu)選的，所述控制芯片倒裝于所述基板上。
[0012]優(yōu)選的，所述控制芯片與所述基板通過(guò)焊線實(shí)現(xiàn)電連接。
[0013]本發(fā)明還提供一種影像傳感芯片的封裝方法，包括:提供影像傳感芯片以及用于控制所述影像傳感芯片的控制芯片;還包括:提供基板，所述基板具有彼此相對(duì)的第一表面以及第二表面;將所述控制芯片電連接至所述基板的第二表面;將所述影像傳感芯片電連接至所述基板的第一表面，且所述影像傳感芯片與所述控制芯片彼此相對(duì)。
[0014]優(yōu)選的，將影像傳感芯片電連接至所述基板之前包括:提供晶圓，所述晶圓上具有陣列排布的影像傳感芯片，所述影像傳感芯片具有彼此相對(duì)的第一面以及第二面，所述影像傳感芯片的第一面設(shè)置有感光區(qū)以及位于感光區(qū)外的焊墊;提供與所述晶圓尺寸一致的保護(hù)蓋板，所述保護(hù)蓋板的其中一面上設(shè)置有陣列排布的支撐單元，每一支撐單元對(duì)應(yīng)一個(gè)影像傳感芯片;將所述晶圓與所述保護(hù)蓋板對(duì)位壓合，在每一影像傳感芯片與保護(hù)蓋板之間形成密封的腔體，所述感光區(qū)位于所述腔體內(nèi)；采用硅通孔工藝在所述影像傳感芯片的第二面形成多個(gè)硅通孔，每一硅通孔對(duì)應(yīng)一個(gè)焊墊，所述硅通孔的底部暴露所述焊墊;在所述硅通孔中形成金屬布線層，所述金屬布線層與所述焊墊電連接;在所述影像傳感芯片的第二面形成焊球，所述焊球與所述金屬布線層電連接;切割所述影像傳感芯片以及所述保護(hù)蓋板，使彼此相連的多個(gè)影像傳感芯片分離。
[0015]優(yōu)選的，所述保護(hù)蓋板為減反射玻璃。
[0016]優(yōu)選的，采用倒裝工藝將所述控制芯片電連接至所述基板。
[0017]優(yōu)選的，采用引線鍵合工藝將所述控制芯片電連接至所述基板。
[0018]優(yōu)選的，將所述控制芯片電連接至所述基板的第二表面之后且將所述影像傳感芯片電連接至所述基板的第一表面之前，在所述基板的第二表面設(shè)置用于與外部電路電連接的焊接凸塊，所述焊接凸塊的高度大于所述控制芯片的高度，當(dāng)所述焊接凸塊與所述外部電路電連接時(shí)，所述控制芯片與所述外部電路之間具有間距。
[0019]本發(fā)明的有益效果是通過(guò)將層疊封裝技術(shù)融入影像傳感芯片封裝中，提供一種新的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法，降低了影像傳感芯片的封裝結(jié)構(gòu)尺寸，提高了影像傳感芯片的集成度。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2(a)-圖2(g)為本發(fā)明一實(shí)施例影像傳感芯片的封裝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0023]需要說(shuō)明的是，提供這些附圖的目的是為了有助于理解本發(fā)明的實(shí)施例，而不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)?shù)南拗啤榱烁宄鹨?jiàn)，圖中所示尺寸并未按比例繪制，可能會(huì)做放大、縮小或其他改變。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0024]請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)1包括影像傳感芯片10、控制芯片20以及基板30;基板30具有彼此相對(duì)的第一表面31以及第二表面32;影像傳感芯片10電連接至基板30且位于基板30的第一表面31;控制芯片20電連接至基板30且位于基板30的第二表面31;影像傳感芯片10與控制芯片20彼此相對(duì)，如此，形成了影像傳感芯片的層疊封裝結(jié)構(gòu)。
[0025]影像傳感芯片的層疊封裝結(jié)構(gòu)，提高了集成度，縮小了封裝尺寸。
[0026]影像傳感芯片10為至少具有影像傳感單元的半導(dǎo)體芯片，影像傳感單元可以是CMOS傳感器或者CCD傳感器，影像傳感芯片10中還可以具有與影像傳感單元相連接的關(guān)聯(lián)電路。
[0027]控制芯片20用于控制影像傳感芯片10，本發(fā)明不限定控制芯片20的具體功能，只要是控制芯片20與影像傳感芯片10之間建立電信號(hào)傳輸即滿足本發(fā)明所說(shuō)的“控制”。
[0028]本實(shí)施例中的影像傳感芯片10為具有CMOS傳感器的半導(dǎo)體芯片。影像傳感芯片10具有彼此相對(duì)的第一面101以及第二面102，在第一面101設(shè)置有感光區(qū)103以及位于感光區(qū)103外的焊墊104，焊墊104與感光區(qū)103電連接(圖1中未繪示)。
[0029]影像傳感芯片10與基板30電連接且位于基板30的第一表面31。具體的，在影像傳感芯片10的第二面102形成與焊墊104電連接的焊球105，通過(guò)焊球105與基板30焊接實(shí)現(xiàn)影像傳感芯片10與基板30電連接。
[0030]為了保護(hù)影像傳感芯片10且避免粉塵等污染感光區(qū)103，在影像傳感芯片10的第一面101上覆蓋保護(hù)蓋板106，在保護(hù)蓋板106與影像傳感芯片10之間形成密封的腔體107，感光區(qū)103位于腔體107內(nèi)，杜絕粉塵等污染感光區(qū)103。本實(shí)施例中，在保護(hù)蓋板106的表面形成有支撐單元108，支撐單元108位于保護(hù)蓋板106與影像傳感芯片10之間，三者包圍形成腔體107。
[0031]保護(hù)蓋板106的材質(zhì)為透光材料，于本實(shí)施例中，保護(hù)蓋板106為減反射玻璃，具有較好的透光性方便光線投射到感光區(qū)103。
[0032]于本實(shí)施例中，支撐單元108的材質(zhì)為感光膠，采用曝光顯影工藝形成于保護(hù)蓋板106的其中一面上。
[0033]控制芯片20與基板30電連接且位于基板30的第二表面32?？刂菩酒?0上具有多個(gè)電連接墊21，在電連接墊21上形成焊接凸點(diǎn)22，焊接凸點(diǎn)22的材質(zhì)可以為金、錫鉛或者其他無(wú)鉛金屬材質(zhì)，采用倒裝工藝通過(guò)焊接凸點(diǎn)22在電連接墊21與基板30之間建立電連接實(shí)現(xiàn)控制芯片20與基板30電連接。
[0034]另一實(shí)施例中，控制芯片20與基板30采用引線鍵合的方式實(shí)現(xiàn)電連接，即兩者通過(guò)焊線實(shí)現(xiàn)電連接，焊線的材質(zhì)可以是銅、鎢、鋁、金、銀等金屬材質(zhì)。更進(jìn)一步，為了保護(hù)控制芯片20以及焊線，對(duì)控制芯片20以及焊線進(jìn)行塑封形成塑封結(jié)構(gòu)。在此，不再繪圖贅述。
[0035]本實(shí)施例中，基板30的材質(zhì)為塑膠材質(zhì)。為了消除應(yīng)力影響，可以在影像傳感芯片10以及控制芯片20與基板30電連接的過(guò)程中引入了底部填充工藝。如圖1所示，在控制芯片10與基板30電連接的間隙處以及控制芯片20的周圍包裹有底部填充膠23。
[0036]為了實(shí)現(xiàn)影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)與其他外部電路電連接，于基板30的第二表面32設(shè)置有用于與外部電路電連接的焊接凸塊33，焊接凸塊33的高度大于控制芯片20的高度，焊接凸塊