薄型传感器芯片的扇出封装结构及其封装方法技术

本发明专利技术公开了薄型传感器芯片的扇出封装结构，包括玻璃载具组、芯片级封装和扇出型封装，所述玻璃载具组包括晶圆级玻璃载具和薄玻璃，所述薄玻璃的底部粘附有保护胶带，且保护胶带的表面粘结有金属层，本发明专利技术涉及半导体封装技术领域。该薄型传感器芯片的扇出封装结构，通过影像传感器用薄型的封装，图像信号处理器也做在薄型封装体内，再将两者整合成一个封装体，透过特殊的设计及制程方法，可以将玻璃、芯片、封装体变薄，又有足够的强度，不会造成影像变形。成影像变形。成影像变形。

Fan out packaging structure and packaging method of thin sensor chip

【技术实现步骤摘要】
薄型传感器芯片的扇出封装结构及其封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体为薄型传感器芯片的扇出封装结构及其封装方法，应用于影像传感器。

技术介绍

[0002]目前影像传感器封装方式，主要有两大类，板上芯片型封装与芯片级封装。板上芯片型封装，是将影像传感器芯片黏在有机基板上，有机基板四周有压模树脂环绕，打线连接芯片与基板，让信号从芯片导通到基板，若影像传感器芯片内没有设计图像信号处理器，则在基板内嵌ISP(image signal processor，图像信号处理器)，将玻璃黏在压模树脂上，基板的背面植锡球，板上芯片型封装的体积较大，若系统对体积有要求，则选用芯片级封装，芯片传感器的上方有玻璃，芯片内有TSV(through siliconvia,通过硅通孔)，作为芯片上下表面信号的连接。接着在芯片背面制作复数层的RDL(redistribution layer，再分配层)，最后在接点处有铜凸块，在铜凸块处植锡球。
[0003]不论板上芯片型封装与芯片级封装，玻璃厚度在250～400微米(um)以上，在某些应用上，被要求更薄的封装厚度，目前的做法很难再进一步薄化，因为COB(COB,chip on board)用的基板厚度及强度，COB及CSP用的玻璃厚度及强度有极限，太薄在制程时容易碎裂，封装体的强度不够，会造成影像变形。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了薄型传感器芯片的扇出封装结构及其封装方法，解决了因为COB用的基板厚度及强度，COB及CSP用的玻璃厚度及强度有极限，太薄在制程时容易碎裂，封装体的强度不够，会造成影像变形的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：薄型传感器芯片的扇出封装结构，包括玻璃载具组、芯片级封装和扇出型封装，所述玻璃载具组包括晶圆级玻璃载具和薄玻璃，所述薄玻璃的底部粘附有保护胶带，且保护胶带的表面粘结有金属层，所述薄玻璃的底部与晶圆级玻璃载具的顶部粘结，所述芯片级封装通过黏胶固定在薄玻璃的上方，所述扇出型封装通过焊锡固定在芯片级封装的上方，所述扇出型封装的顶部连接有锡球。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：所述薄玻璃的厚度小于250微米。
[0007]作为本专利技术进一步的方案：所述扇出型封装顶部设置有位于树脂封装上方且与锡球连接的铜凸块。
[0008]本专利技术还公开了薄型传感器芯片的扇出封装结构的封装方法，具体包括以下步骤：
[0009]步骤一、扇出型封装：在玻璃载具上刷涂上黏胶层，然后在黏胶层上制作第一面锡铜接点及复数层RDL，然后在RDL最上层长出铜柱，然后将图像信号处理器(ISP)黏接在上层RDL上，铜柱的高度高于图像信号处理器(ISP)芯片厚度及芯片上铜凸块的高度，将芯片表面的铜凸块(Cubump)朝上，然后压模灌树脂，再对压模树脂的表面进行研磨，铜凸块级铜柱
露出树脂的表面达到设计的厚度后停止研磨，制作复数层RDL(再分配层)，在最后一层RDL接点处长出铜凸块(第二面接点)，然后将玻璃载具上的黏胶层溶解，移除玻璃载具后，将封装的芯片切成单颗，得到扇出型封装；
[0010]步骤二、芯片级封装：先制作芯片级封装，晶圆级薄玻璃的第一面有保护胶带(Protection Tape)，保护胶带上有金属层，金属层的目的是用来阻挡雷射照射玻璃载具脱粘时，镭射光穿透玻璃破坏芯片上的传感器，将薄玻璃(厚度小于250微米)带有保护胶带的第一面(有保护胶片)黏在厚的晶圆级玻璃载具上，制得玻璃载具组，在影像传感器晶圆传感器四周的表面涂上黏胶，然后将影像传感器晶圆倒装黏在薄玻璃背离晶圆级玻璃载具的一面，然后将影像传感器晶圆背面研磨到设计的厚度，为有厚的玻璃载具支撑，薄玻璃与薄晶圆在制程时不会碎裂，在影像传感器晶圆背面制作TSV，作为芯片上下表面信号的连接，接着在影像传感器晶圆背面制作复数层的RDL再分配层，最后在接点处电镀出锡铜凸块，得到芯片级封装。
[0011]步骤三、芯片级封装与扇出型封装整合：将扇出型封装第一面锡铜接点对芯片级封装的锡铜凸块，通过焊锡焊接形成电性导通，将扇出型封装第二面接点的铜凸块朝上，压模灌树脂得到树脂封装，研磨压模树脂封装表面，直到扇出型封装第二面接点的铜凸块露出及达到设计的厚度，制作复数层RDL，在最后一层RDL接点处长出铜凸块，在铜凸块处植锡球，镭射扫描照射穿透玻璃载具组，将玻璃载具组与薄玻璃间的黏胶解离，移除晶圆级玻璃载具、保护胶带和金属层，将晶圆切成单颗，完成制程，影像传感器芯片及玻璃虽然很薄，但是有压模树脂及扇出型封装支撑住，整个封装体的强度足够防止画质模糊变形，解决了因为COB用的基板厚度及强度，COB及CSP用的玻璃厚度及强度有极限，太薄在制程时容易碎裂，封装体的强度不够，会造成影像变形的问题。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤一中铜柱的高度高于图像信号处理器芯片厚度及芯片上铜凸块的高度。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤一中的铜凸块级铜柱露出树脂的表面达到设计的厚度后停止研磨。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤二中的制得玻璃载具组通过将薄玻璃带有保护胶带的一面黏在厚的晶圆级玻璃载具上。
[0015]作为本专利技术进一步的方案：所述步骤三中移除玻璃载具组及保护胶带通过雷射扫描照射穿透玻璃载具组，将玻璃载具组与薄玻璃间的黏胶解离。
[0016]本专利技术与现有技术相比具备以下有益效果：通过影像传感器用薄型的封装，图像信号处理器也做在薄型封装体内，再将两者整合成一个封装体，通过特殊的设计及制程方法，可以将玻璃、芯片、封装体变薄，又有足够的强度，不会造成影像变形。
附图说明
[0017]图1为本专利技术制备状态的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术的扇出型封装的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术成品的结构示意图。
[0020]图中：1、芯片级封装；2、扇出型封装；3、晶圆级玻璃载具；4、薄玻璃；5、保护胶带；6、金属层；7、树脂封装；8、锡球；9、黏胶；10、焊锡。
具体实施方式
[0021]为更进一步阐述本专利技术为实现预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0022]请参阅图1－图3，本专利技术提供一种技术方案：薄型传感器芯片的扇出封装结构，包括玻璃载具组、芯片级封装1和扇出型封装2，玻璃载具组包括晶圆级玻璃载具3和薄玻璃4，薄玻璃4的底部粘附有保护胶带5，且保护胶带5的表面粘结有金属层6，金属层6的目的是用来阻挡雷射照射玻璃载具脱粘时，镭射光穿透玻璃破坏芯片上的传感器，薄玻璃4的底部与晶圆级玻璃载具3的顶部粘结，芯片级封装1通过黏胶9固定在薄玻璃4的上方，扇出型封装2通过焊锡10固定在芯片级封装1的上方，扇出型封装2的顶部连接有锡球8，像传感器芯片及玻璃虽然很薄，但是有压模树脂及扇出型封装2支撑住，整个封装体的强度足够防止画质模糊变形。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.薄型传感器芯片的扇出封装结构，包括玻璃载具组、芯片级封装(1)和扇出型封装(2)，其特征在于：所述玻璃载具组包括晶圆级玻璃载具(3)和薄玻璃(4)，所述薄玻璃(4)的底部粘附有保护胶带(5)，且保护胶带(5)的表面粘结有金属层(6)，所述薄玻璃(4)的底部与晶圆级玻璃载具(3)的顶部粘结，所述芯片级封装(1)通过黏胶(9)固定在薄玻璃(4)的上方，所述扇出型封装(2)通过焊锡(10)固定在芯片级封装(1)的上方，所述扇出型封装(2)的顶部连接有锡球(8)，所述扇出型封装(2)和芯片级封装(1)的表面均压模有树脂封装(7)。2.根据权利要求1所述的薄型传感器芯片的扇出封装结构，其特征在于：所述薄玻璃(4)的厚度小于250微米。3.根据权利要求1所述的薄型传感器芯片的扇出封装结构，其特征在于：所述扇出型封装(2)顶部设置有位于树脂封装(7)上方且与锡球(8)连接的铜凸块。4.一种如权利要求1所述的薄型传感器芯片的扇出封装结构的封装方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、扇出型封装(2)制备：在玻璃载具上刷涂上黏胶层，然后在黏胶层上制作第一面锡铜接点及复数层RDL，然后在RDL最上层长出铜柱，然后将图像信号处理器黏接在上层RDL上，将芯片表面的铜凸块朝上，然后压模灌树脂，再对压模树脂的表面进行研磨，制作复数层RDL，在最后一层RDL接点处长出铜凸块，然后将玻璃载具上的黏胶层溶解，移除玻璃载具后，将封装的芯片切成单颗，得到扇出型封装(2)；步骤二、芯片级封装(1)制备：制得玻璃载具组，在影像传感器晶圆传感器四周的表面涂上黏胶(9)，然后将影像传感器晶圆倒装...

【专利技术属性】
技术研发人员：方立志，
申请(专利权)人：艾司博国际有限公司，
类型：发明
国别省市：