一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构制造技术

本发明专利技术属于半导体封装技术领域，具体提出一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，在晶圆级封装探测器沿晶圆级焊料环内侧位置和/或基板晶圆背面的划片槽区域形成的多圈或纵横交叉分布的应力释放槽。在整片晶圆封装工艺按压键合时，键合时的应力会沿着应力释放槽释放键合应力，从而减小键合按压时对焦平面阵列结构的影响，保证探测器焦平面阵列器件结构的稳固。固。固。

【技术实现步骤摘要】
一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体涉及一种应力释放的非制冷红外探测器的晶圆级封装结构。

技术介绍

[0002]现有红外焦平面探测器封装窗口主要采用小片单元式的生产工艺，成本高、工艺繁杂。但是，在整个封装工艺流程中，晶圆级封装的封装盖帽与器件晶圆采用直接按压式键合，按压压力过大会导致成像焦平面阵列倾斜或坍塌问题，键合压力过小，则会导致真空漏气等问题，无法为后续工艺提供一个平整的基面，进而影响后续工艺的良率，甚至无法开展后续工艺。
[0003]由此，目前需要有一种方案来解决现有技术中的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，在整片晶圆封装工艺按压键合时，键合时的应力会沿着应力释放槽释放键合应力，从而减小键合按压时对焦平面阵列结构的影响，保证探测器焦平面阵列器件结构的稳固，至少可以解决现有技术中存在的部分问题。
[0005]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，包括基板晶圆以及盖封于基板晶圆上的封装盖帽，所述基板晶圆的顶部或底部形成有应力释放槽。
[0007]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述基板晶圆和所述封装盖帽之间通过焊料环连接，所述应力释放槽沿基板晶圆顶部的焊料环内侧位置设置。
[0008]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述封装盖帽包括封装盖板和封装支柱，所述封装支柱垂直设置在封装盖板与基板晶圆之间，所述封装支柱与基板晶圆之间通过所述焊料环连接。
[0009]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述基板晶圆上设置有绝缘层，所述应力释放槽形成于所述绝缘层上且深度小于绝缘层厚度。
[0010]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述应力释放槽的深度为500nm～2000nm。
[0011]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述基板晶圆上制作有焦平面阵列器件，所述焦平面阵列器件位于基板晶圆和封装盖帽形成的封装腔内，所述应力释放槽环绕焦平面阵列器件设置一圈或多圈。
[0012]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述应力释放槽沿所述基板晶圆的顶部或底部切割形成。
[0013]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述应力释放槽沿基板晶圆底部的划片槽区域设置。
[0014]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述应力释放槽沿着划片槽区域纵横交叉分布。
[0015]作为本专利技术所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构的优选方案，其中：所述应力释放槽的深度为2μm～10μm。
[0016]本专利技术的有益效果如下：
[0017]本专利技术提出一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，在晶圆级封装探测器沿基板晶圆顶部的焊料环内侧位置和/或基板晶圆背面的划片槽区域形成的多圈和/或纵横交叉分布的应力释放槽。在整片晶圆封装工艺按压键合时，键合时的应力会沿着应力释放槽释放键合应力，从而减小键合按压时对焦平面阵列结构的影响，保证探测器焦平面阵列器件结构的稳固。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例1中单芯片键合应力释放槽示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例1中晶圆键合应力释放布局图；
[0021]图3为本专利技术实施例1中晶圆键合应力释放工艺剖面图；
[0022]图4为本专利技术实施例2中晶圆背面划片槽区域应力释放槽示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例2中晶圆键合释放应力图；
[0024]图6为本专利技术实施例2中晶圆键合应力释放工艺剖面图。
[0025]附图标号说明：
[0026]1‑
焊料环，2
‑
微桥结构，3
‑
应力释放槽，4
‑
封装支柱，5
‑
绝缘层，6
‑
封装盖板，7
‑
器件反射层，8
‑
划片槽区域。
[0027]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技
术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0031]本专利技术提出一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，减小键合按压时对焦平面阵列结构的影响，保证探测器焦平面阵列器件结构的稳固，在晶圆级封装探测器沿基板晶圆顶部的焊料环内侧位置和/或基板晶圆背面的划片槽区域形成的多圈和/或纵横交叉分布的应力释放槽，在整片晶圆封装工艺按压键合时，键合时的应力会沿着应力释放槽释放键合应力。
[0032]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0033]一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，包括基板晶圆，所述基板晶圆内置有读出电路，基板晶圆的顶面设置有焦平面阵列器件，在所述基板晶圆的顶部或底部形成有应力释放槽，还包括封装盖板和封装支柱，封装盖板与封装支柱构成封装盖帽，所述封装支柱垂直设置在晶圆级焊料环上。焊料环用于连接封装支柱与基板晶圆。形成应力释放槽的方式可以为例如但不限于切割、刻蚀或腐蚀等方式。
[0034]所述沿基板晶圆顶部的晶圆级焊料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，其特征在于：包括基板晶圆以及盖封于基板晶圆上的封装盖帽，所述基板晶圆的顶部或底部形成有应力释放槽。2.根据权利要求1所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，其特征在于：所述基板晶圆和所述封装盖帽之间通过焊料环连接，所述应力释放槽沿基板晶圆顶部的焊料环内侧位置设置。3.根据权利要求2所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，其特征在于：所述封装盖帽包括封装盖板和封装支柱，所述封装支柱垂直设置在封装盖板与基板晶圆之间，所述封装支柱与基板晶圆之间通过所述焊料环连接。4.根据权利要求1所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，其特征在于：所述基板晶圆上设置有绝缘层，所述应力释放槽形成于所述绝缘层上且深度小于绝缘层厚度。5.根据权利要求4所述的一种非制冷红外探测器的晶圆级封装结构，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，蔡光艳，高健飞，王春水，汪超，叶帆，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：