[发明专利]基于硅衬底和玻璃封盖的透光封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透光封装结构及封装方法，尤其是一种基于硅衬底和玻璃封盖的透光封装结构及封装方法，属于半导体封装的技术领域。

背景技术

目前，透光的感测芯片在封装时以陶瓷基板或具有预封树脂的基板为载体，将感测芯片粘着并打线，接着粘上高透光率玻璃，接着传感器封装体和可绕性软板粘着。但是，现有的封装陶瓷基板成本高，预封树脂的基板封装结构较差，不能满足现代半导体发展的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于硅衬底和玻璃封盖的透光封装结构及封装方法，其结构紧凑，封装工艺可靠，适应范围广，安全实用。

按照本发明提供的技术方案，所述基于硅衬底和玻璃封盖的透光封装结构，包括硅衬底，所述硅衬底内凹设有封装槽，所述封装槽的侧壁及部分底壁覆盖有绝缘支撑层，且所述绝缘支撑层延伸覆盖封装槽槽口外侧硅衬底的表面；绝缘支撑层上设有第一连接层，所述第一连接层上设有第二连接层，封装槽中心区的底部由绝缘支撑层、第一连接层及第二连接层间形成安装孔，所述安装孔贯通绝缘支撑层、第一连接层及第二连接层；安装孔内安装有透光芯片，所述透光芯片通过连接线与第二连接层电连接；第二连接层上设有玻璃封盖，所述玻璃封盖位于封装槽槽口的正上方，玻璃封盖与下方的封装槽间形成用于透光的空腔；第二连接层上设有与第二连接层电连接的连接电极。

所述透光芯片通过芯片连接层安装于安装孔内，并支撑于封装槽槽底对应的硅衬底表面。

所述连接电极为金属连接球形电极或带状电极。

所述玻璃封盖上设有连接凸块，所述连接凸块上设有封盖连接层，玻璃封盖通过封盖连接层与第二连接层连接固定。

所述透光芯片包括影像传感器、环境光源传感器或发光二极管。

一种基于硅衬底和玻璃封盖的透光封装方法，所述透光封装方法包括如下步骤：

a、提供所需的硅衬底，并在所述硅衬底的表面淀积掩膜层，所述掩膜层覆盖硅衬底的表面；

b、在所述掩膜层上涂布第一光刻胶层；

c、对上述第一光刻胶层进行曝光和显影，在掩膜层上得到第一窗口，掩膜层与第一窗口对应的区域裸露；

d、利用上述第一窗口对掩膜层进行刻蚀，刻蚀与第一窗口对应的掩膜层，并在硅衬底得到第二窗口；

e、去除上述第一光刻胶层；

f、利用上述掩膜层及第二窗口对硅衬底进行刻蚀，以在硅衬底内得到所需的封装槽；

g、去除硅衬底表面上的掩膜层；

h、在上述硅衬底表面淀积绝缘支撑层，所述绝缘支撑层覆盖封装槽的侧壁、底壁及封装槽槽口外侧硅衬底的表面；

i、在上述绝缘支撑层上设置第一连接层；

j、在上述第一连接层上涂布第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行曝光和显影，以利用第二光刻胶层遮挡所需的第一连接层区域；

k、在上述第一连接层上设置第二连接层，所述第二连接层覆盖第一连接层对应的表面区域；

l、去除第一连接层上的第二光刻胶层，以在封装槽的下部得到贯通第二连接层的第三窗口；

m、利用上述第三窗口刻蚀第一连接层，以得到贯通第一连接层及第二连接层的第四窗口；

n、利用上述第四窗口刻蚀绝缘支撑层，以在硅衬底上方得到贯通绝缘支撑层、第一连接层及第二连接层的第五窗口；

o、提供所需的透光芯片，并将所述透光芯片安装于第五窗口的底部，透光芯片支撑于硅衬底上；

p、将上述透光芯片利用连接线与第二连接层电连接；

q、提供高透光性玻璃晶圆；

r、在上述高透光性玻璃晶圆上涂布第三光刻胶层，并对所述第三光刻胶层进行曝光和显影，以在高透光性玻璃晶圆上方得到第六窗口；

s、利用上述第六窗口对高透光性玻璃晶圆进行刻蚀，并去除所述第三光刻胶层，以得到位于高透光性玻璃晶圆上的连接凸块；

t、在上述连接凸块上印刷封盖连接层；

u、将上述高透光性玻璃晶圆利用封盖连接层连接固定在上述硅衬底上方的第二连接层上，封盖连接层位于封装槽槽口的外侧；

v、对上述高透光性玻璃晶圆进行切割，以在硅衬底上得到位于封装槽正上方的玻璃封盖；

w、对上述硅衬底进行所需的硅晶圆切割，以得到所需的透光封装结构；

x、在上述透光封装结构上制造所需的连接电极。

所述步骤x中，所述连接电极为金属连接球形电极或带状电极，连接电极与第二连接层电连接。