晶圆封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体制造技术领域，公开了一种晶圆封装结构及其制备方法。该晶圆封装结构包括晶圆、连接层、硅透镜和锡球，连接层设于晶圆上；硅透镜包括底层和球面凸起部，底层通过连接层与晶圆键合连接，若干个球面凸起部间隔且均匀分布于底层远离连接层的一侧；锡球设有多个，且锡球设于晶圆远离连接层的一侧。本发明专利技术提供的晶圆封装结构的制备方法，包括提供一硅片和一晶圆；在硅片上涂覆光刻胶，并图案化光刻胶；对硅片和光刻胶进行刻蚀处理，去除光刻胶，并使硅片形成硅透镜；在晶圆上涂覆连接层，将硅透镜设置于连接层上；在晶圆远离硅透镜的一侧设置锡球；沿晶圆上的切割道将晶圆切割为多个单颗晶粒。该制备方法步骤少，降低了制程风险。制程风险。制程风险。

【技术实现步骤摘要】
晶圆封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶圆封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，电子智能产品给人们的生活提供了极大的便利性，芯片决定了智能产品的使用寿命。半导体制造分为三个阶段，上游为芯片设计，中游为芯片制造，下游为芯片封测。虽说作为下游的芯片封测属于整个半导体流程的尾端，但是其作用却是至关重要的，电子智能产品的芯片的成品就是出自于芯片封测公司。
[0003]在现有的光学芯片封装制程中，通常先将晶圆切割为单个晶粒，然后对单个晶粒进行封测。图1是传统封测后的芯片封装结构的示意图，封测过程包括：在基板1
’
的正面贴附光学芯片2
’
并将两者通过连接线4
’
连接，接着在光学芯片2
’
表面贴装连接层3
’
，然后将玻璃5
’
粘附至连接层3
’
上，将透镜6
’
安装于玻璃5
’
上，最后，在基板1
’
的背面安装锡球7
’
。玻璃5
’
起到滤光片的作用，其可以使成像清晰，减少像差，获得拍照所需要的焦距，并实现其他与光学有关的功能，但其仅能透过红外光，对普通光并不适用。透镜6
’
的作用为汇聚光线，在光学芯片2
’
感光区域上形成景物的图像，大多数透镜6
’
的材质为塑脂料。现有的芯片封装结构，结构复杂，制作成本高，且加工工艺流程复杂，具有较高的制程风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种晶圆封装结构及其制备方法，旨在解决现有封装结构工艺流程长，结构复杂，制作成本高的问题，简化封装工艺，有效降低制程风险，提高封装效率。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]晶圆封装结构，包括：
[0007]晶圆；
[0008]连接层，设于所述晶圆上；
[0009]硅透镜，包括底层和球面凸起部，所述底层通过所述连接层与所述晶圆键合连接，若干个所述球面凸起部间隔且均匀分布于所述底层远离所述连接层的一侧；
[0010]锡球，设有多个，且所述锡球设于所述晶圆远离所述连接层的一侧。
[0011]可选地，所述底层的厚度为200μm～400μm；所述球面凸起部的厚度为300μm～500μm。
[0012]可选地，所述晶圆的厚度为80μm～150μm。
[0013]可选地，所述晶圆远离所述连接层的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽，每个所述锥形凹槽均设于相邻两个所述球面凸起部的中间线上。
[0014]可选地，所述晶圆远离所述连接层的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽，两个所述球面凸起部形成一个球面凸起部组，每个所述锥形凹槽均设于相邻两个所述球面凸起部组的中间线上。
[0015]可选地，所述锥形凹槽的槽底设有焊垫，所述晶圆远离所述连接层的一侧设有线路层，所述焊垫用于导通所述线路层。
[0016]可选地，所述线路层远离所述晶圆的一侧涂布阻焊层，所述阻焊层上设有用于与所述锡球连接的焊盘位。
[0017]一种晶圆封装结构的制备方法，包括：
[0018]提供一硅片和一晶圆；
[0019]在所述硅片上涂覆光刻胶，并图案化所述光刻胶；
[0020]通过回流工艺使所述光刻胶形成球面结构；
[0021]对所述硅片和所述光刻胶进行刻蚀处理，去除所述光刻胶，并使所述硅片形成硅透镜，所述硅透镜包括底层和多个间隔且均匀分布于所述底层上的球面凸起部；
[0022]在所述晶圆上涂覆连接层，将所述硅透镜的底层设置于所述连接层上；
[0023]在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧设置锡球；
[0024]沿所述晶圆上的切割道将所述晶圆切割为多个单颗晶粒。
[0025]可选地，在将所述硅透镜的底层设置于所述连接层之后，在设置所述锡球之前，还包括：
[0026]在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧制备多个锥形凹槽，每个所述锥形凹槽均设于相邻两个所述球面凸起部的中间线上；
[0027]在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧依次制备线路层、保护层和阻焊层，所述阻焊层上预留出用于与所述锡球连接的焊盘位。
[0028]可选地，在将所述硅透镜的底层设置于所述连接层之后，在所述晶圆远离所述硅透镜的一侧制备多个所述锥形凹槽之前，需先对所述晶圆远离所述硅透镜的一侧进行减薄处理。
[0029]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的晶圆封装结构，硅透镜直接设置于连接层上，硅透镜同时起到滤光和汇聚光线的作用，且硅透镜的制作成本低，功耗低，简化了整体结构，降低了制作成本。
[0030]本专利技术提供的晶圆封装结构的制备方法，先通过刻蚀工艺制备硅透镜，加工过程简便，接着，在晶圆表面制备连接层，再将硅透镜粘接于连接层上，最后切割晶圆，以得到多个单颗晶粒，工艺步骤少，有效降低了制程风险，进而提高了产品的使用可靠性，降低了人力物力消耗，提高了封装效率。
附图说明
[0031]图1是现有芯片封装结构的示意图；
[0032]图2是本专利技术实施例提供的晶圆封装结构的示意图；
[0033]图3是本专利技术实施例提供的硅片上涂覆光刻胶后的结构示意图；
[0034]图4是本专利技术实施例提供的光刻胶形成球面结构后的结构示意图；
[0035]图5是本专利技术实施例提供的对硅片和光刻胶进行刻蚀处理的示意图；
[0036]图6是本专利技术实施例提供的硅透镜设置于连接层后的结构示意图；
[0037]图7是本专利技术实施例提供的对晶圆减薄后的结构示意图；
[0038]图8是本专利技术实施例提供的在晶圆上依次制备锥形凹槽、线路层、保护层和阻焊层
后的结构示意图；
[0039]图9是本专利技术实施例提供的制备锡球后的结构示意图；
[0040]图10是本专利技术实施例提供的单镜头晶圆封装结构的示意图；
[0041]图11是本专利技术实施例提供的双镜头晶圆封装结构的示意图。
[0042]图中：
[0043]1’
、基板；2
’
、光学芯片；3
’
连接层；4
’
、连接线；5
’
、玻璃；6
’
、透镜；7
’
、锡球；
[0044]100、晶圆；110、锥形凹槽；200、连接层；300、硅透镜；310、底层；320、球面凸起部；400、锡球；500、硅片；600、焊垫；700、阻焊层；710、焊盘位；800、光刻胶；900、线路层；1000、保护层；1100、单颗晶粒。
具体实施方式
[0045]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.晶圆封装结构，其特征在于，包括：晶圆(100)；连接层(200)，设于所述晶圆(100)上；硅透镜(300)，包括底层(310)和球面凸起部(320)，所述底层(310)通过所述连接层(200)与所述晶圆(100)键合连接，若干个所述球面凸起部(320)间隔且均匀分布于所述底层(310)远离所述连接层(200)的一侧；锡球(400)，设有多个，且所述锡球(400)设于所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧。2.根据权利要求1所述的晶圆封装结构，其特征在于，所述底层(310)的厚度为200μm～400μm；所述球面凸起部(320)的厚度为300μm～500μm。3.根据权利要求1所述的晶圆封装结构，其特征在于，所述晶圆(100)的厚度为80μm～150μm。4.根据权利要求1所述的晶圆封装结构，其特征在于，所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽(110)，每个所述锥形凹槽(110)均设于相邻两个所述球面凸起部(320)的中间线上。5.根据权利要求1所述的晶圆封装结构，其特征在于，所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧设有多个等间距设置的锥形凹槽(110)，两个所述球面凸起部(320)形成一个球面凸起部组，每个所述锥形凹槽(110)均设于相邻两个所述球面凸起部组的中间线上。6.根据权利要求4或5所述的晶圆封装结构，其特征在于，所述锥形凹槽(110)的槽底设有焊垫(600)，所述晶圆(100)远离所述连接层(200)的一侧设有线路层(900)，所述焊垫(600)用于导通所述线路层(900)。7.根据权利要求6所述的晶圆封装结构，其特征在于，所述线路层(900)远离所述晶圆(100)的一侧涂布阻焊层(700)，所述阻焊层(700)上设有用于与所述锡球(400)连接的焊盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖芳奇，欧家林，赵飞龙，李媛媛，李帅，房玉亮，任鹏，庾亚运，谢春雷，
申请(专利权)人：广东越海集成技术有限公司，
类型：发明
国别省市：