CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù) 第1張" title="圖像傳感器封裝：CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù) 第1張-傳感器知識(shí)網(wǎng)"/>
圖像傳感器封裝：CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)
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CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)
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《CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)》是電子工業(yè)出版社，出版的圖書(shū)，作者是陳榕庭。
書(shū) 名
CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)
作 者
陳榕庭
出版社
電子工業(yè)出版社
出版時(shí)間
2006年07月01日
頁(yè) 數(shù)
294 頁(yè)
開(kāi) 本
16 開(kāi)
裝 幀
平裝
ISBN
目錄
1
內(nèi)容簡(jiǎn)介
2
圖書(shū)目錄
CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)內(nèi)容簡(jiǎn)介
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語(yǔ)音
本書(shū)首先介紹整個(gè)半導(dǎo)體封裝業(yè)的歷史及演進(jìn)過(guò)程，然后以光感芯片為例說(shuō)明晶圓廠(chǎng)的芯片制造過(guò)程，光感應(yīng)芯片的應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)及各種常見(jiàn)的CMOS模塊種類(lèi)等。具體內(nèi)容涉及了材料使用、設(shè)備及各工序簡(jiǎn)介、缺陷模式及熱效應(yīng)分析、產(chǎn)品可靠性的測(cè)試方法，最后闡述了目前CMOS光感測(cè)試的最新技術(shù)及多樣化工序。本書(shū)可作為微電子專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，也可作為想從事或剛從事封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)的工程師或技術(shù)人員的參考。本書(shū)中文簡(jiǎn)體字版臺(tái)灣全華科技圖書(shū)股份公司獨(dú)家授權(quán)，僅限于中國(guó)大陸地區(qū)出版發(fā)行，未經(jīng)許可，不得以任何方式復(fù)制或抄襲本書(shū)的任何部分。
[1]
CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)圖書(shū)目錄
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語(yǔ)音
第1章 半導(dǎo)體封裝基本知識(shí)及CMOS圖像傳感器發(fā)展歷史1—1 半導(dǎo)體的定義微電子工業(yè)發(fā)展微電子材料1—2何謂半導(dǎo)體封裝1—3 現(xiàn)今半導(dǎo)體封裝與圖像傳感器發(fā)展趨勢(shì)1—4 何謂半導(dǎo)體圖像傳感器CMOS(Complementary metal—Oxide Semiconductor)CMOS圖像傳感器1—5 半導(dǎo)體圖像傳感器演變歷程1—6 CMOS傳感器應(yīng)用及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估CMOS傳感器的應(yīng)用1—7 CMOS/CCD圖像傳感器的未來(lái)發(fā)展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)趨勢(shì)可照相手機(jī)市場(chǎng)趨勢(shì)日本市場(chǎng)趨勢(shì)光學(xué)鼠標(biāo)市場(chǎng)趨勢(shì)參考文獻(xiàn)第2章 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝流程2—l CMOS光學(xué)圖像處理流程圖示2—2 CMOS圖像光感應(yīng)原理BIn#(缺陷判定)的定義視覺(jué)成像圖素2—3 半導(dǎo)體圖像傳感器——芯片制造流程參考文獻(xiàn)第3章 半導(dǎo)體圖像傳感器基本結(jié)構(gòu)3—1 半導(dǎo)體圖像傳感器與數(shù)碼相機(jī)3—2 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝技術(shù)的層次及功能3—3 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝種類(lèi)3—4 CMOS圖像傳感器模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)第4章 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝材料簡(jiǎn)介4—1 封裝材料簡(jiǎn)介基板材料引線(xiàn)框材料引線(xiàn)框的制作程序粘膠材料4—2 高分子封裝材料的性質(zhì)結(jié)晶化、熔融及玻璃轉(zhuǎn)換現(xiàn)象結(jié)晶化(crystallization)熔融(melting)玻璃轉(zhuǎn)換(glass transition)熔點(diǎn)及玻璃轉(zhuǎn)換溫度高分子材料的粘彈性熱塑性和熱固性材料(thermoplastic/thermosetting polymers)4—3 金屬引線(xiàn)框和高分子基板的受力分析引線(xiàn)框的彈性和塑性形變引線(xiàn)框金屬部分的塑性形變方式——滑移與孿晶引線(xiàn)框金屬體內(nèi)的晶體滑移高分子基板的受力斷裂(fracture of polymers)參考文獻(xiàn)第5章 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝工藝介紹(半自動(dòng))5—1 CMOS封裝設(shè)備簡(jiǎn)介(半自動(dòng))5—2 CMOS封裝前段制作工序(1)晶圓進(jìn)料檢驗(yàn)貼片研磨(grinding)撕片(de—taping)晶圓貼片(wafer mount)工序關(guān)鍵要點(diǎn)提示5—3 CMOS封裝前段制作工序(2)晶圓切割(wafer saw/clean)切割后目檢(post saw inspection)上片(die attach)銀膠烘烤(epoxy cure)引線(xiàn)鍵合(wire bond)工序關(guān)鍵點(diǎn)提示5—4 后段工序點(diǎn)膠/封蓋(dispensor/sealing)膠體固化(UV/thermo cure)蓋印(marking)蓋印后烘烤/UV并檢測(cè)(post marking cure)參考文獻(xiàn)第6章 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝工藝介紹(全自動(dòng))6—1 CMOS封裝工藝簡(jiǎn)介(全自動(dòng))6—2 前段工藝(1)、(2)6—3 前段工序(3)、(4)全自動(dòng)工藝人員檢測(cè)部分關(guān)鍵工藝第7章 半導(dǎo)體圖像傳感器封裝可靠性分析第8章 材料界面的失效分析與設(shè)計(jì)第9章 測(cè)試概論第10章 新型工藝藝術(shù)第11章 半導(dǎo)體圖像傳感器相關(guān)技術(shù)名詞解釋附錄A 常見(jiàn)的CMOS圖像傳感器各封裝工序失效模式
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1.
CMOS圖像傳感器封裝與測(cè)試技術(shù)
．豆瓣[引用日期2019-03-14]
圖像傳感器封裝：CMOS圖像傳感器的晶圓級(jí)封裝方法與流程
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種cmos圖像傳感器的晶圓級(jí)封裝方法。
背景技術(shù)：
目前，主流的cis（cmosimagesensor）芯片封裝技術(shù)包括：cob(chipsonboard)、csp(chipscalepackaging)。
在csp的晶圓級(jí)（waferlevel）封裝的過(guò)程中，往往首先將包含有若干cis芯片的晶圓本體鍵合于玻璃材質(zhì)的封裝基板上，在封裝基板上預(yù)先制作對(duì)應(yīng)環(huán)繞于每一cis芯片的支撐側(cè)墻。然后進(jìn)行對(duì)晶圓背面線(xiàn)路工藝的處理例如：tsv（throughsiliconvia）或t-contact，在完成相關(guān)的工藝后針對(duì)晶圓進(jìn)行切割，形成單個(gè)cis芯片的封裝結(jié)構(gòu)。封裝基板的作用在于：可形成一密閉的空間，無(wú)論是在封裝的過(guò)程中還是封裝完畢后的模組制造中防止塵埃、水汽以及外部的直接接觸等因素污染cis芯片的感光面，并且封裝基板在封裝加工中會(huì)提供一定的支撐以加強(qiáng)加工強(qiáng)度。但是，csp封裝芯片存在如下問(wèn)題：1、表面的封裝基板會(huì)帶來(lái)入光線(xiàn)損失并帶來(lái)反射光的眩擾（flare）；2、由于csp封裝的結(jié)構(gòu)是由上表面（玻璃）和下表面（硅片）及四周側(cè)墻所形成的的密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)芯片尺寸較大時(shí)，在模組制作的熱過(guò)程中，封裝基板和硅片之間的氣壓變化容易造成硅片的應(yīng)力過(guò)大，帶來(lái)芯片的失效的問(wèn)題。
由于csp封裝的上述問(wèn)題，目前csp封裝主要被用于中低端、低像素cmos圖像傳感器產(chǎn)品。而高像素或超高像素cis芯片的封裝采用的是cob技術(shù)，以滿(mǎn)足性能和可靠性方面的要求。但是另一方面，cob封裝也存在量產(chǎn)規(guī)模化投資巨大，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不靈活等劣勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了提高cmos圖像傳感器的封裝性能，本發(fā)明提供一種cmos圖像傳感器的晶圓級(jí)封裝方法，包括：
提供第一晶圓，所述第一晶圓具有多個(gè)圖像傳感器芯片，所述圖像傳感器芯片相互之間具有切割道，所述圖像傳感器芯片具有感光區(qū)域和非感光區(qū)域，所述感光區(qū)域上具有像素單元，所述非感光區(qū)域上具有焊盤(pán)；
提供塑模，所述塑模的第一表面有若干第一凹槽，所述第一凹槽對(duì)應(yīng)于圖像傳感器的感光區(qū)域和部分非感光區(qū)域；貼附金屬薄片于所述塑模的第一表面，去除對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽的部分金屬薄片；彎折金屬薄片至貼附于所述第一凹槽的側(cè)表面；于所述第一凹槽中粘合透光蓋板；
將所述塑模的第一表面與第一晶圓進(jìn)行鍵合，所述焊盤(pán)與金屬薄片的水平區(qū)域電氣連接；去除塑模，暴露出透光蓋板、金屬薄片，填充覆蓋金屬薄片之間的第二凹槽；
沿所述切割道切割鍵合的晶圓形成封裝件。
優(yōu)選的，所述步驟還包括：于所述金屬薄片對(duì)應(yīng)于芯片感光區(qū)域外與焊盤(pán)之間的區(qū)域覆蓋膠水；在所述塑模與第一晶圓進(jìn)行鍵合后，膠水固化與透光蓋板密封單個(gè)感光區(qū)域。
優(yōu)選的，采用臨時(shí)膠合方式貼附金屬薄片于所述塑模的第一表面，所述臨時(shí)膠合方式為：水溶膠合方式、uv照射膠合方式、加熱膠合方式。
優(yōu)選的，去除塑模及臨時(shí)膠水清除后，填充膠水于金屬薄片與傳感器非感光區(qū)域之間的間隙，保護(hù)焊盤(pán)的電氣連接點(diǎn)。
優(yōu)選的，填充膠水于彎折的金屬薄片之間的第二凹槽，固化后，膠水的高度低于彎折的金屬薄片的高度。
優(yōu)選的，永久粘合透光蓋板和金屬薄片；所述透光蓋板低于彎折的金屬薄片的頂部。
優(yōu)選的，所述暴露出透光蓋板的步驟后，減薄第一晶圓。
優(yōu)選的，所述金屬薄片的材質(zhì)為銅、鋁、金或合金。
優(yōu)選的，于所述第一晶圓的焊盤(pán)表面形成合金材質(zhì)凸點(diǎn)，所述合金材質(zhì)凸點(diǎn)于晶圓鍵合時(shí)電氣連接于所述金屬薄片。
優(yōu)選的，采用銀漿連接、異方性導(dǎo)電膠連接、脈沖焊接連接、超聲波連接、焊球熱連接的方式鍵合所述焊盤(pán)和金屬薄片。
優(yōu)選的，所述第一凹槽的深度為100微米至400微米，寬度為大于芯片感光區(qū)域的寬度。
優(yōu)選的，所述透光蓋板為紅外濾光片、藍(lán)玻璃。
本發(fā)明提供一種cmos圖像傳感器晶圓級(jí)封裝方法，于圖像傳感器的芯片正面進(jìn)行電氣連接，可以通過(guò)bga、bump及l(fā)ead的多種結(jié)構(gòu)，并在組裝過(guò)程中采用表面貼裝技術(shù)smt、脈沖焊接及異方性導(dǎo)電膠方式進(jìn)行貼裝；可實(shí)現(xiàn)cmos圖像傳感器封裝件的超薄及光學(xué)高性能；并且工藝簡(jiǎn)單，封裝成本低。
附圖說(shuō)明
通過(guò)說(shuō)明書(shū)附圖以及隨后與說(shuō)明書(shū)附圖一起用于說(shuō)明本發(fā)明某些原理的具體實(shí)施方式，本發(fā)明所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或得以更為具體地闡明。其中：
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中塑模的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中第一晶圓的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3至11本發(fā)明一實(shí)施例中涉及的cmos圖像傳感器晶圓級(jí)封裝方法的各步驟的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為本發(fā)明一實(shí)施例cmos圖像傳感器的晶圓級(jí)封裝的步驟示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明在基于現(xiàn)有的cmos圖像傳感器的芯片級(jí)封裝及晶圓級(jí)封裝分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)性的提供高性能的cmos圖像傳感器的晶圓級(jí)封裝方法，并且整個(gè)封裝件的電氣連接接觸區(qū)域位于其上部，在后續(xù)的裝配過(guò)程中具有優(yōu)勢(shì)，結(jié)合如下具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖1、圖2、圖3至圖11，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中塑模的部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中第一晶圓的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3至11本發(fā)明一實(shí)施例中涉及的cmos圖像傳感器晶圓級(jí)封裝方法的各步驟的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參考圖2，圖2中，提供第一晶圓400，第一晶圓400具有多個(gè)圖像傳感器芯片500，在本實(shí)施例中舉例兩個(gè)圖像傳感器芯片500。圖像傳感器芯片500相互之間具有切割道410，圖像傳感器芯片具有感光區(qū)域和非感光區(qū)域，所述感光區(qū)域上具有像素單元，所述非感光區(qū)域上具有焊盤(pán)510；
圖1中，提供塑模100，所述塑模100的第一表面有若干第一凹槽110，在本實(shí)施例中舉例對(duì)應(yīng)于圖像傳感器芯片的兩個(gè)第一凹槽110。第一凹槽110對(duì)應(yīng)于圖像傳感器芯片500的感光區(qū)域和部分非感光區(qū)域；請(qǐng)繼續(xù)參考圖3至圖11貼附金屬薄片200于塑模100的第一表面，去除對(duì)應(yīng)于第一凹槽110的部分金屬薄片；彎折金屬薄片至貼附于所述第一凹槽的側(cè)表面，金屬薄片包括水平方向的水平部分220及彎折部分230；于所述第一凹槽110中粘合透光蓋板300；
塑模100的第一表面與第一晶圓400進(jìn)行鍵合，焊盤(pán)510與金屬薄片的水平部分220電氣連接；去除塑模100，暴露出透光蓋板300、金屬薄片200，填充膠水700覆蓋金屬薄片之間的第二凹槽240；
沿切割道410切割鍵合的晶圓形成單個(gè)的封裝件。
在一實(shí)施方式中，圖7中，于金屬薄片200對(duì)應(yīng)于芯片感光區(qū)域外與焊盤(pán)之間的區(qū)域600覆蓋膠水；塑模100與第一晶圓400進(jìn)行鍵合后，膠水固化與透光蓋板密封單個(gè)感光區(qū)域。
圖3中，采用臨時(shí)膠合方式貼附金屬薄片200于塑模100的第一表面，臨時(shí)膠合方式為：水溶膠合方式、uv照射膠合方式、加熱膠合方式。
圖9中，去除塑模100及臨時(shí)膠水清除后，填充膠水于金屬薄片與傳感器非感光區(qū)域之間的間隙800，保護(hù)焊盤(pán)的電氣連接點(diǎn)。
圖9中，填充膠水于彎折的金屬薄片之間的第二凹槽，固化后，膠水的高度低于彎折的金屬薄片的高度。
圖6中，永久粘合透光蓋板300和金屬薄片的彎折部分230；透光蓋板300低于彎折的金屬薄片的頂部。
圖10中，暴露出透光蓋板的步驟后，減薄第一晶圓。
在一實(shí)施例中，金屬薄片200的材質(zhì)為銅、鋁、金或合金。
圖7中，于第一晶圓400的焊盤(pán)510表面形成合金材質(zhì)凸點(diǎn)520，合金材質(zhì)凸點(diǎn)520于晶圓鍵合時(shí)電氣連接于所述金屬薄片200。
在一實(shí)施例中，采用銀漿連接、異方性導(dǎo)電膠連接方式、脈沖焊接連接、超聲波連接、焊球熱連接的方式鍵合所述焊盤(pán)和金屬薄片。
在一實(shí)施例中，第一凹槽110的深度為100微米至400微米，寬度為大于芯片感光區(qū)域的寬度。
在一實(shí)施例中，透光蓋板300為紅外濾光片、藍(lán)玻璃。
圖12為本發(fā)明一實(shí)施例cmos圖像傳感器的晶圓級(jí)封裝的步驟示意圖，
提供第一晶圓，所述第一晶圓具有多個(gè)圖像傳感器芯片，所述圖像傳感器芯片相互之間具有切割道，所述圖像傳感器芯片具有感光區(qū)域和非感光區(qū)域，所述感光區(qū)域上具有像素單元，所述非感光區(qū)域上具有焊盤(pán)；
提供塑模，所述塑模的第一表面有若干第一凹槽，所述第一凹槽對(duì)應(yīng)于圖像傳感器的感光區(qū)域和部分非感光區(qū)域；貼附金屬薄片于所述塑模的第一表面，去除對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽的部分金屬薄片；彎折金屬薄片至貼附于所述第一凹槽的側(cè)表面；于所述第一凹槽中粘合透光蓋板；
將所述塑模的第一表面與第一晶圓進(jìn)行鍵合，所述焊盤(pán)與金屬薄片的水平區(qū)域電氣連接；去除塑模，暴露出透光蓋板、金屬薄片，填充覆蓋金屬薄片之間的第二凹槽；
沿所述切割道切割鍵合的晶圓形成封裝件。
本發(fā)明提供一種cmos圖像傳感器晶圓級(jí)封裝方法，于圖像傳感器的芯片正面進(jìn)行電氣連接，可以通過(guò)bga、bump及l(fā)ead的多種結(jié)構(gòu)，并在組裝過(guò)程中采用表面貼裝技術(shù)smt、脈沖焊接及異方性導(dǎo)電膠方式進(jìn)行貼裝；可實(shí)現(xiàn)cmos圖像傳感器封裝件的超薄及光學(xué)高性能；并且工藝簡(jiǎn)單，封裝成本低。
雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
圖像傳感器封裝：一種CMOS圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
摘要：
一種CMOS圖像傳感器封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法,屬傳感器領(lǐng)域.光學(xué)交互區(qū)位于硅襯底正面第一表面的中央,在光學(xué)交互區(qū)的上方形成有金屬互連層,微鏡頭陣列放置在金屬互聯(lián)層上方,金屬互聯(lián)層外側(cè)有第一保護(hù)層;在第一表面制作未穿透硅襯底的硅通孔和重分布層,光學(xué)交互區(qū)周?chē)腎/O通過(guò)重分布層連接硅通孔;硅通孔孔壁上有作鈍化層并填充;在重分布層上有第二保護(hù)層;硅襯底同玻璃片鍵合,玻璃片和硅襯底之間設(shè)空腔;硅襯底的第二表面減薄暴露出硅通孔;硅襯底第二表面上制作線(xiàn)路層將硅通孔連接到焊盤(pán)墊,線(xiàn)路層上制作防焊層并暴露出焊盤(pán)墊;焊球在焊盤(pán)墊上.本發(fā)明改善了封裝結(jié)構(gòu)中玻璃和硅襯底之間的分層問(wèn)題,提高了可靠性,封裝結(jié)構(gòu)適合更大尺寸芯片.
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圖像傳感器封裝：圖像傳感器用零部件
圖像傳感器用零部件
京瓷提供用于 CCD/CMOS 圖像傳感器的陶瓷封裝、光學(xué)膜蒸鍍玻璃板以及芯片的組裝。由于陶瓷具備高強(qiáng)度、高剛性的物理特性，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以可以更好地滿(mǎn)足產(chǎn)品的小型化、薄型化要求。此外，陶瓷本身很少產(chǎn)生灰塵，對(duì)防塵要求很高的圖像傳感器來(lái)說(shuō)，陶瓷封裝是合適的封裝材料。
除可視光外，我司同時(shí)也提供紫外線(xiàn)傳感器、紅外線(xiàn)傳感器陶瓷封裝，歡迎咨詢(xún)。
※CCD：電荷耦合器件
※CMOS：互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體
→ 圖像傳感器用陶瓷管殼及光學(xué)部品(0.2MB)
※硼硅酸鹽玻璃（熱膨脹系數(shù)：7.2ppm/K）條件下，推薦使用氧化鋁陶瓷封裝（熱膨脹系數(shù)：7.1-7.3ppm/K）。
※可提供在表面形成環(huán)氧樹(shù)脂涂層的玻璃。
※在需要?dú)饷苊芊獾挠猛尽⑻峁в胁ＡТ暗慕饘偕w帽。
※承接防紅外線(xiàn)膜蒸鍍玻璃鏡頭支架的組裝（使用環(huán)氧樹(shù)脂）服務(wù)。
