背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明不僅公開了一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法，本發(fā)明還公開了一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝部件，本發(fā)明屬于半導體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來隨著圖像傳感器(CIS)芯片像素值的越來越大，傳感器單個像素的物理尺寸越來越小，這樣對于芯片中傳感器部分的集成電路制造工藝也越來越復(fù)雜，以至于該部分已經(jīng)很難與信號處理模塊在同一道工藝中被制造出來。此外由于單個像素的感光區(qū)域越來越小，為了防止圖像失真，其對入射光子的量也有了較嚴格的限制。
[0003]之前的晶圓級封裝，是從晶圓的背部做互聯(lián)線，光子從晶圓的正面透過金屬互聯(lián)層進入像素感光區(qū)域，復(fù)雜的金屬互聯(lián)層往往會擋住一部分光子，造成感光區(qū)域得到的光子數(shù)目不能滿足成像的要求。為了解決上面所說的問題，目前的封裝都逐漸趨向于采用背照式工藝(BSI )，將原來處于鏡頭與感光半導體之間的電路部分轉(zhuǎn)移到感光半導體周圍或下面，使得光線直接可以進入感光區(qū)域，防止了互聯(lián)線路對光線的阻擋，大幅提高單個像素單元對光的利用效率。
[0004]背照式晶圓級封裝需要把晶圓背部研磨到5um左右，使光線能夠透過硅激發(fā)感光區(qū)域，而5um的晶圓支撐能力有限，需要在晶圓的正面使用負載晶圓。目前一般工藝就是用負載晶圓做支撐來做CIS晶圓的背部減薄，在減薄后的晶圓背面做微透鏡和濾光鏡的工藝，然后用封蓋保護該面，繼續(xù)減薄負載晶圓，在負載晶圓上做TSV工藝和RDL工藝，引出PAD，最后把晶圓切割成單一的芯片。
[0005]但是就目前來說，后道的TSV工藝復(fù)雜，一般包括減薄、拋光、光刻、沉積種子層、電鍍、再研磨等過程，這些步驟增大了封裝的難度和成本。本發(fā)明拋開了 TSV工藝，直接在晶圓正面的PAD上面進行RDL布線，然后臨時鍵合負載晶圓，等做好CIS晶圓背部的BSI工藝后，用透光的膠和封蓋保護住感光面，然后去除臨時鍵合負載晶圓，降低了封裝成品厚度、工藝難度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可以降低封裝成品厚度、工藝難度和成本的一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝結(jié)構(gòu)。
[0008]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、在CIS晶圓的正面打出焊柱孔，用電鍍的方式在焊柱孔內(nèi)沉積出焊柱，焊柱與CIS晶圓內(nèi)的引線導通，再在焊柱的柱頂沉積出導電層；
b、在CIS晶圓的正面通過臨時鍵合膠鍵合負載晶圓，以負載晶圓為支撐，減薄CIS晶圓的背面，再在CIS晶圓的背面對應(yīng)圖像傳感器位置添加濾光鏡和微透鏡； C、在CIS晶圓的背面涂上透光膠，在透光膠的背面鍵合透光封蓋；d、以透光封蓋為支撐，去除負載晶圓和臨時鍵合膠，清洗CIS晶圓上殘留的臨時鍵合膠，清洗后，以透光封蓋為支撐進行切割。
[0009]作為優(yōu)選:所述CIS晶圓的材質(zhì)為硅，且CIS晶圓的厚度為100~500 μπι。
[0010]作為優(yōu)選:所述導電層的材質(zhì)為金、銅、鎳、錫或其合金，導電層的厚度為0.1?10 μ m。
[0011]作為優(yōu)選:所述臨時鍵合膠為熱固環(huán)氧樹脂或者UV環(huán)氧樹脂，臨時鍵合膠的厚度為50nm~100 μπι，且臨時鍵合膠的上膠方式為噴涂方式、掛膠方式、滾膠方式或者直接貼膜方式。
[0012]作為優(yōu)選:步驟b中，在CIS晶圓的正面通過臨時鍵合膠鍵合負載晶圓的鍵合方式是熱壓鍵合或者激光輻射方式鍵合。
[0013]作為優(yōu)選:所述激光為紫外波段激光、紅外波段激光或者可見光波段激光。
[0014]作為優(yōu)選:所述負載晶圓的材質(zhì)是硅晶圓、有機玻璃、無機玻璃、樹脂、半導體材料、氧化物晶體、陶瓷、金屬、有機塑料、無機氧化物或者陶瓷材料，負載晶圓的厚度為200?600 μ mD
[0015]作為優(yōu)選:所述透光膠為環(huán)氧樹脂、有機硅膠、酸性玻璃膠或者酚醛樹脂，透光膠的厚度為50~100μπι，且透光膠的上膠方式為噴涂方式、掛膠方式、滾膠方式或者直接貼膜方式。
[0016]作為優(yōu)選:所述透光封蓋的材質(zhì)為有機玻璃、無機玻璃、陶瓷、塑料或者有機薄膜，透光封蓋的厚度為100~500 μπι。
[0017]作為優(yōu)選:步驟c中，在透光膠的背面鍵合透光封蓋的鍵合方式是熱壓鍵合或者福射方式鍵合。
[0018]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝結(jié)構(gòu)，它包括CIS晶圓、焊柱、導電層、臨時鍵合膠、負載晶圓、濾光鏡、微透鏡、透光膠、透光封蓋、圖像傳感器與引線；在(:15晶圓的正面通過臨時鍵合膠連接有負載晶圓，在CIS晶圓的背面連接有透光膠，在透光膠的背面連接有透光封蓋，在CIS晶圓內(nèi)設(shè)有焊柱、導電層、濾光鏡、圖像傳感器與引線，在圖像傳感器的背面設(shè)有濾光鏡，在濾光鏡的背面設(shè)有微透鏡，微透鏡嵌入透光膠內(nèi)，圖像傳感器的正面與引線的下端部相連，引線的上端部與焊柱的下端部相連，焊柱的上端面與導電層的背面相連，導電層的正面與CIS晶圓的正面平齊。
[0019]本發(fā)明直接在CIS晶圓正面進行RDL工藝，降低了封裝的工藝難度和成本；以臨時鍵合負載晶圓為支撐做BSI工藝，最后用透光的膠和封蓋保護住CIS晶圓感光面并分離臨時負載晶圓，降低了封裝成品的厚度。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本發(fā)明中CIS晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明步驟a得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明步驟b得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明步驟c得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明步驟d得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0027]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實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)明的保護范圍內(nèi)。
[0028]此外，在不同的實施例中可能使用重復(fù)的標號或標示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地敘述本發(fā)明，不代表所討論的不同實施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。
[0029]本發(fā)明的各實施方式中提到的有關(guān)于步驟的標號，僅僅是為了描述的方便，而沒有實質(zhì)上先后順序的聯(lián)系。各【具體實施方式】中的不同步驟，可以進行不同先后順序的組合，實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
[0030]實施例1
本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、在厚度為100μπι的硅質(zhì)CIS晶圓I的正面打出焊柱孔，用電鍍的方式在焊柱孔內(nèi)沉積出焊柱2，焊柱2與CIS晶圓I內(nèi)的引線11導通，再在焊柱2的柱頂沉積出厚度為0.1 μπι的氧化物材質(zhì)的導電層3，該CIS晶圓的正面為前道互連工藝做的線路，該線路最上面一層金屬層包含bonding PAD區(qū)域；在PAD金屬層上面沉積導電層3，該導電層3可以是鎳；用大馬士革和電鍍工藝在PAD上面進行RDL工藝，該RDL工藝可以是單層的也可以是多層的，最終通過互連和重新布線，在CIS晶圓的正面定義出焊盤；焊盤定義好之后，用電鍍的方式在焊盤上進行焊柱的沉積，如圖2所示；
b、在CIS晶圓I的正面以噴涂方式上厚度為1nm的臨時鍵合膠4，臨時鍵合膠4選擇熱固環(huán)氧樹脂，在臨時鍵合膠4上以熱壓鍵合方式鍵合負載晶圓5，負載晶圓5是厚度為200 μπι的有機玻璃薄片，以負載晶圓5為支撐，減薄CIS晶圓I的背面，再在CIS晶圓I的背面對應(yīng)圖像傳感器的位置添加濾光鏡6和微透鏡7，如圖3所示；
C、在CIS晶圓I的背面以噴涂方式上厚度為50 μπι透光膠8，透光膠8的材質(zhì)是環(huán)氧樹月旨，在透光膠8的背面以熱壓鍵合方式鍵合透光封蓋9，如圖4所示；
d、以透光封蓋9為支撐，去除負載晶圓5和臨時鍵合膠4，清洗CIS晶圓I上殘留的臨時鍵合膠4，清洗后，以透光封蓋9為支撐進行切割，得到背照式圖像傳感器的晶圓級封裝部件，如圖5所示。
[0031]實施例2
本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、在厚度為500μπι的硅質(zhì)CIS晶圓I的正面打出焊柱孔，用電鍍的方式在焊柱孔內(nèi)沉積出焊柱2，焊柱2與CIS晶圓I內(nèi)的引線11導通，再在焊柱2的柱頂沉積出10 μπι的錫材質(zhì)的導電層3，如圖2所示；
b、在CIS晶圓I的正面以掛膠方式上厚度為200μπι的臨時鍵合膠4，臨時鍵合膠4選擇熱固環(huán)氧樹脂，在臨時鍵合膠4上以熱壓鍵合方式鍵合負載晶圓5，負載晶圓5是厚度為600 μπι的有機玻璃薄片，以負載晶圓5為支撐，減薄CIS晶圓I的背面，再在CIS晶圓I的背面對應(yīng)圖像傳感器的位置添加濾光鏡6和微透鏡7，如圖3所示；
C、在CIS晶圓I的背面以掛膠方式上厚度為100 μπι透光膠8，透光膠8的材質(zhì)是有機硅膠，在透光膠8的背面以熱壓鍵合方式鍵合透光封蓋9，如圖4所示；
d、以透光封蓋9為支撐，去除負載晶圓5和臨時鍵合膠4，清洗CIS晶圓I上殘留的臨時鍵合膠4，清洗后，以透光封蓋9為支撐進行切割，得到背照式圖像傳感器的晶圓級封裝部件，如圖5所示。
[0032]實施例3
本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、在厚度為400μπι的硅質(zhì)CIS晶圓I的正面打出焊柱孔，用電鍍的方式在焊柱孔內(nèi)沉積出焊柱2，焊柱2與CIS晶圓I內(nèi)的引線11導通，再在焊柱2的柱頂沉積出5 μπι的銅材質(zhì)的導電層3，如圖2所示；
b、在CIS晶圓I的正面以滾膠方式上厚度為120μ m的臨時鍵合膠4，臨時鍵合膠4選擇UV環(huán)氧