一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构及其封装方法与流程

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1.本发明属于半导体芯片的封装技术领域，特别涉及一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构及其封装方法。


背景技术：

2.在晶圆级封装技术中，对影像传感器进行封装时，为了在封装过程中保护影像传感器的感光区不受损伤及污染，通常需要在感光区形成密闭的空腔。目前，影像传感器的晶圆级封装方法为：首先，将影像传感器晶圆的功能面与带支撑围堰的基板进行键合；然后，在影像传感器晶圆背部制作金属布线层、保护层、焊球灯；最后，将影像传感器晶圆切割成单颗的图像传感器芯片。
3.然而，这类影像传感器晶圆在键合时会出现键合胶溢出围堰的问题，从而在影像成像时出现眩光的问题，而眩光会直接影响芯片的成像效果，进一步降低芯片的影像品质。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构及其封装方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构，该结构包括：
7.玻璃基板；
8.影像传感器晶圆，其焊盘和感光区设置于所述影像传感器晶圆的第一表面；所述影像传感器晶圆的第二表面向第一表面延伸开孔，所述开孔处露出所述焊盘；
9.围堰，设置于所述影像传感器晶圆的第一表面和所述玻璃基板的第一表面之间，与所述影像传感器晶圆的第一表面、所述玻璃基板的第一表面形成密闭空腔；
10.遮光层，设置于所述围堰的表面或者所述围堰的底部；
11.绝缘层，设置于所述影像传感器晶圆的第二表面；
12.金属线路层，设置于所述绝缘层的表面，所述金属线路层通过所述开孔处与焊盘电连接；
13.焊球，设置于所述影像传感器晶圆的第二表面上的金属线路层上；
14.阻焊层，所述阻焊层覆盖金属线路层。
15.进一步的，作为优选，所述遮光层通过丝网印刷或者3d打印制备。
16.进一步的，作为优选，所述焊盘和感光区突出于所述影像传感器晶圆的第一表面。
17.进一步的，本发明还提供一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，该方法包括以下步骤：
18.1)在玻璃基板上制备围堰；
19.2)在围堰表面制备一层遮光层；
20.3)将影像传感器晶圆焊接到围堰上，围堰与影像传感器晶圆、玻璃基板形成密闭空腔；
21.4)在影像传感器晶圆上封装阻焊层；
22.5)将封装好的影像传感器晶圆切割成单颗芯片。
23.进一步的，作为优选，所述步骤1)和步骤2)顺序可以互换。
24.进一步的，作为优选，所述遮光层通过丝网印刷或者3d打印的方式制备。
25.进一步的，作为优选，所述影像传感器晶圆具有第一表面和第二表面，所述第一表面设有焊盘和感光区；第一表面上的焊盘焊接到围堰上。
26.进一步的，作为优选，所述第二表面向第一表面延伸有开孔，开孔处露出焊盘；所述第二表面上依次预先制备有绝缘层和金属线路层，金属线路层从开孔处与焊盘电连接；所述金属线路层上制备有焊球。
27.进一步的，作为优选，所述阻焊层覆盖金属线路层，且焊球裸露到阻焊层外。
28.与现有技术相比，本发明的一个方面具有如下有益效果：
29.本发明在围堰的表面或者底部制作遮光层，然后再键合影像传感器晶圆，可降低成像时出现眩光的问题，避免影响芯片的成像效果，从而保证芯片的影像品质。
附图说明：
30.图1为本发明的实施例1的流程示意图；
31.图2为本发明的实施例2的流程示意图。
32.附图标记：1-玻璃基板、2-围堰、3-黑色遮光层、4-影像传感器晶圆、5-阻焊层、6-焊盘、7-感光区、8-开孔、9-绝缘层、10-金属线路层、11-焊球。
具体实施方式：
33.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
34.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
35.实施例1：
36.如图1所示，一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，包括以下步骤：
37.(1)在玻璃基板1上制作围堰2；
38.(2)在围堰2表面通过丝网印刷或者3d打印的方式制备一层黑色遮光层3；
39.(3)将影像传感器晶圆4键合到围堰2上的黑色遮光层3上；
40.(4)在影像传感器晶圆4上封装阻焊层5；
41.(5)将封装好的影像传感器晶圆切割成单颗芯片即可。
42.在本实施例中，影像传感器晶圆4具有第一表面和第二表面，第一表面具有焊盘6和感光区7，通过焊盘6处键合到围堰2上的黑色遮光层3上；键合后，围堰2与影像传感器晶
圆4、玻璃基板1形成密闭空腔，感光区7位于密闭空腔处，由于在感光区7的周围具有一层黑色遮光层3，该黑色遮光层3具有吸收眩光的作用，因此可以降低成像时出现眩光的问题，保证影像传感器晶圆的影像品质；
43.第二表面向第一表面延伸有开孔8，开孔8处露出焊盘6；第二表面上依次预先制作绝缘层9和金属线路层10，金属线路层10从开孔8处与焊盘6电连接；在金属线路层10上预先制作焊球11；
44.在本实施例中，阻焊层5覆盖住金属线路层10，并将焊球11露出。
45.实施例2：
46.如图2所示，一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，包括以下步骤：
47.(1)通过丝网印刷或者3d打印的方式在玻璃基板1上制备一层黑色遮光层3；
48.(2)在黑色遮光层3上制备围堰2；
49.(3)将影像传感器晶圆4键合到围堰2上；
50.(4)在影像传感器晶圆4上封装阻焊层5；
51.(5)将封装好的影像传感器晶圆切割成单颗芯片即可。
52.在本实施例中，影像传感器晶圆4具有第一表面和第二表面，第一表面具有焊盘6和感光区7，通过焊盘6处键合到围堰2上的黑色遮光层3上；键合后，围堰2与影像传感器晶圆4、玻璃基板1形成密闭空腔；感光区7位于密闭空腔处，由于在感光区7的周围具有一层黑色遮光层3，该黑色遮光层3具有吸收眩光的作用，因此可以降低成像时出现眩光的问题，保证影像传感器晶圆的影像品质；
53.第二表面向第一表面延伸有开孔8，开孔8处露出焊盘6；第二表面上依次预先制作绝缘层9和金属线路层10，金属线路层10从开孔8处与焊盘6电连接；在金属线路层10上预先制作焊球11；
54.在本实施例中，阻焊层5覆盖住金属线路层10，并将焊球11露出。
55.本发明在围堰的表面或者底部制作遮光层，然后再键合影像传感器晶圆，可避免影响成像时出现眩光的问题，避免影响芯片的成像效果，从而保证芯片的影像品质。
56.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构，其特征在于，包括：玻璃基板；影像传感器晶圆，其焊盘和感光区设置于所述影像传感器晶圆的第一表面；所述影像传感器晶圆的第二表面向第一表面延伸开孔，所述开孔处露出所述焊盘；围堰，设置于所述影像传感器晶圆的第一表面和所述玻璃基板的第一表面之间，与所述影像传感器晶圆的第一表面、所述玻璃基板的第一表面形成密闭空腔；遮光层，设置于所述围堰的表面或者所述围堰的底部；绝缘层，设置于所述影像传感器晶圆的第二表面；金属线路层，设置于所述绝缘层的表面，所述金属线路层通过所述开孔处与焊盘电连接；焊球，设置于所述影像传感器晶圆的第二表面上的金属线路层上；阻焊层，所述阻焊层覆盖金属线路层。2.根据权利要求1所述的一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构，其特征在于，所述遮光层通过丝网印刷或者3d打印制备。3.根据权利要求1所述的一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构，其特征在于，所述焊盘和感光区突出于所述影像传感器晶圆的第一表面。4.一种制备权利要求1-3任一项所述的改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在玻璃基板上制备围堰；2)在围堰表面制备一层遮光层；3)将影像传感器晶圆焊接到围堰上，围堰与影像传感器晶圆、玻璃基板形成密闭空腔；4)在影像传感器晶圆上封装阻焊层；5)将封装好的影像传感器晶圆切割成单颗芯片。5.根据权利要求4所述的一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤2)顺序可以互换。6.根据权利要求4所述的一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，其特征在于：所述遮光层通过丝网印刷或者3d打印的方式制备。7.根据权利要求4所述的一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，其特征在于：所述影像传感器晶圆具有第一表面和第二表面，所述第一表面设有焊盘和感光区；第一表面上的焊盘焊接到围堰上。8.根据权利要求7所述的一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，其特征在于：所述第二表面向第一表面延伸有开孔，开孔处露出焊盘；所述第二表面上依次预先制备有绝缘层和金属线路层，金属线路层从开孔处与焊盘电连接；所述金属线路层上制备有焊球。9.根据权利要求8所述的一种制备改善感光区眩光的晶圆级封装结构的方法，其特征在于：所述阻焊层覆盖金属线路层，且焊球裸露到阻焊层外。

技术总结
本发明公开了一种改善感光区眩光的晶圆级封装结构及方法，该结构包括：玻璃基板；影像传感器晶圆，其焊盘和感光区设置于所述影像传感器晶圆的第一表面；所述影像传感器晶圆的第二表面向第一表面延伸开孔，开孔处露出焊盘；围堰，设置于所述影像传感器晶圆的第一表面和所述玻璃基板的第一表面之间，与影像传感器晶圆的第一表面、玻璃基板的第一表面形成密闭空腔；遮光层，设置于所述围堰的表面或者所述围堰的底部；绝缘层，设置于所述影像传感器晶圆的第二表面；金属线路层，设置于所述绝缘层的表面，所述金属线路层通过所述开孔处与焊盘电连接；焊球，设置于所述影像传感器晶圆的第二表面上的金属线路层上；阻焊层，所述阻焊层覆盖金属线路层。盖金属线路层。盖金属线路层。


技术研发人员：马书英 刘轶 闫立
受保护的技术使用者：华天科技（昆山）电子有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/13