[发明专利]CMOS图像传感器的晶圆级封装方法

说明书

本发明提供一种CMOS图像传感器的晶圆级封装方法，提供第一晶圆，第一晶圆具有多个图像传感器芯片，图像传感器芯片相互之间具有切割道，图像传感器芯片具有感光区域和非感光区域，感光区域上具有像素单元，非感光区域上具有焊盘；提供塑模，塑模的第一表面有若干第一凹槽，第一凹槽对应于感光区域和部分非感光区域；贴附金属薄片于塑模的第一表面，去除对应于第一凹槽的部分金属薄片；弯折金属薄片至贴附于第一凹槽的侧表面；于第一凹槽中粘合透光盖板；将塑模的第一表面与第一晶圆进行键合，焊盘与金属薄片的水平区域电气连接；去除塑模，暴露出透光盖板、金属薄片，填充覆盖金属薄片之间的第二凹槽；沿切割道切割键合的晶圆形成封装件。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器的晶圆级封装方法。

背景技术

目前，主流的CIS（CMOS Image Sensor）芯片封装技术包括：COB (Chips OnBoard)、CSP(Chip Scale Packaging)。

在CSP的晶圆级（Wafer Level）封装的过程中，往往首先将包含有若干CIS芯片的晶圆本体键合于玻璃材质的封装基板上，在封装基板上预先制作对应环绕于每一CIS芯片的支撑侧墙。然后进行对晶圆背面线路工艺的处理例如：TSV（Through Silicon Via）或T-Contact，在完成相关的工艺后针对晶圆进行切割，形成单个CIS芯片的封装结构。封装基板的作用在于：可形成一密闭的空间，无论是在封装的过程中还是封装完毕后的模组制造中防止尘埃、水汽以及外部的直接接触等因素污染CIS芯片的感光面，并且封装基板在封装加工中会提供一定的支撑以加强加工强度。但是，CSP封装芯片存在如下问题：1、表面的封装基板会带来入光线损失并带来反射光的眩扰（flare）；2、由于CSP封装的结构是由上表面（玻璃）和下表面（硅片）及四周侧墙所形成的的密封结构，当芯片尺寸较大时，在模组制作的热过程中，封装基板和硅片之间的气压变化容易造成硅片的应力过大，带来芯片的失效的问题。

由于CSP封装的上述问题，目前CSP封装主要被用于中低端、低像素CMOS图像传感器产品。而高像素或超高像素CIS芯片的封装采用的是COB技术，以满足性能和可靠性方面的要求。但是另一方面，COB封装也存在量产规模化投资巨大，设计、生产周期长、不灵活等劣势。

发明内容

为了提高CMOS图像传感器的封装性能，本发明提供一种CMOS图像传感器的晶圆级封装方法，包括：

提供第一晶圆，所述第一晶圆具有多个图像传感器芯片，所述图像传感器芯片相互之间具有切割道，所述图像传感器芯片具有感光区域和非感光区域，所述感光区域上具有像素单元，所述非感光区域上具有焊盘；

提供塑模，所述塑模的第一表面有若干第一凹槽，所述第一凹槽对应于图像传感器的感光区域和部分非感光区域；贴附金属薄片于所述塑模的第一表面，去除对应于所述第一凹槽的部分金属薄片；弯折金属薄片至贴附于所述第一凹槽的侧表面；于所述第一凹槽中粘合透光盖板；

将所述塑模的第一表面与第一晶圆进行键合，所述焊盘与金属薄片的水平区域电气连接；去除塑模，暴露出透光盖板、金属薄片，填充覆盖金属薄片之间的第二凹槽；

沿所述切割道切割键合的晶圆形成封装件。

优选的，所述步骤还包括：于所述金属薄片对应于芯片感光区域外与焊盘之间的区域覆盖胶水；在所述塑模与第一晶圆进行键合后，胶水固化与透光盖板密封单个感光区域。

优选的，采用临时胶合方式贴附金属薄片于所述塑模的第一表面，所述临时胶合方式为：水溶胶合方式、UV照射胶合方式、加热胶合方式。

优选的，去除塑模及临时胶水清除后，填充胶水于金属薄片与传感器非感光区域之间的间隙，保护焊盘的电气连接点。

优选的，填充胶水于弯折的金属薄片之间的第二凹槽，固化后，胶水的高度低于弯折的金属薄片的高度。