專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像傳感器的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件(wafer-levelchip-scale package)及其制造方法。在該方法中，在晶片級(jí)階段(waferlevel stage)進(jìn)行玻璃連接，以便形成作為外部接線端子的金屬凸塊(bump)。將晶片薄化之后，通過(guò)干法蝕刻形成長(zhǎng)通孔，并用金屬填充長(zhǎng)通孔。從而，可以省略傳統(tǒng)的焊球。因此，可以縮短制造工序，提高量產(chǎn)能力，以及將由外部物質(zhì)引起的缺陷降到最低。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工業(yè)的一個(gè)主要趨勢(shì)是半導(dǎo)體器件的小型化。在半導(dǎo)體晶片封裝工業(yè)中，對(duì)小型化的需要是非常強(qiáng)烈的。通過(guò)使用塑料或陶瓷樹(shù)脂密封集成電路(IC)芯片形成封裝件，以便IC芯片能夠安裝在實(shí)際的電子器件中。
傳統(tǒng)典型的封裝件要比安裝在其內(nèi)的IC芯片大很多。因此，封裝工程師努力將封裝件尺寸降低到接近晶片尺寸。
由于上面的努力，最近，開(kāi)發(fā)出了芯片規(guī)模封裝(CSP)和晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝(WLCSP)。芯片規(guī)模封裝也稱(chēng)作“芯片尺寸封裝”。在傳統(tǒng)的封裝制造方法中，在分開(kāi)的封裝件基體上進(jìn)行封裝裝配。另一方面，在WLCSP方法中，在晶片級(jí)同時(shí)裝配和制造多個(gè)封裝件。
半導(dǎo)體IC芯片的開(kāi)發(fā)對(duì)封裝技術(shù)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)，產(chǎn)生了高密度、高速度、小型化和微小的封裝。封裝器件的結(jié)構(gòu)已經(jīng)從引腳插入型或通孔安裝型發(fā)展到表面安裝型，從而提高了電路板的安裝密度。最近，對(duì)芯片尺寸封裝進(jìn)行了積極的探索，其在封裝狀態(tài)下保持裸芯片特性的同時(shí)，可以將封裝尺寸降低到接近芯片尺寸。
WLCSP是一種芯片尺寸封裝。在WLCSP中，將芯片焊盤(pán)(pad)在芯片表面上重布線(再分布線)或重新分配，隨后形成焊球。在WLCSP中，通過(guò)使用倒裝芯片法，將芯片或管芯直接安裝在電路板上，將在芯片的重新分配電路上形成的焊球焊接到電路板的導(dǎo)電焊盤(pán)上。在這一點(diǎn)上，焊球也能在導(dǎo)電焊盤(pán)上形成，從而焊接到封裝件的焊球上。
最近，引入了各種可以將封裝件尺寸降低到接近半導(dǎo)體芯片尺寸的CSP技術(shù)。由于半導(dǎo)體器件的小型化和高集成化，使得這些技術(shù)能迅速普及。
晶片級(jí)封裝(WLP)技術(shù)被認(rèn)為是下一代CSP技術(shù)。在WLP技術(shù)中，在芯片未被切割的情況下在晶片級(jí)完成整個(gè)組裝工序。在WLP技術(shù)中，在多個(gè)彼此連接的芯片的晶片狀態(tài)下，完成一系列裝配工序，例如管芯焊接、引線焊接以及成型(molding))，隨后將這樣獲得的結(jié)構(gòu)切割以制造最終產(chǎn)品。
因此，與CSP技術(shù)相比，WLP技術(shù)可以進(jìn)一步降低總封裝成本。
通常，在WLCSP中，在半導(dǎo)體芯片的有源側(cè)上形成焊球。這種結(jié)構(gòu)使得難以堆疊WLCSP或?qū)LCSP應(yīng)用于傳感器封裝件(例如電荷耦合器件(CCD))的制造。
傳統(tǒng)的封裝IC器件，包括使用WLCSP技術(shù)制造的圖像傳感器封裝件，其披露在韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)2002-74158中。傳統(tǒng)封裝IC器件的結(jié)構(gòu)將參照?qǐng)D1進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。
圖1示出了具有內(nèi)腔的傳統(tǒng)晶體基板器件。
參考圖1，在晶體基板102的頂面上形成有微透鏡陣列100。通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂104將封裝層106(通常由玻璃制成)密閉地連接到晶體基板102的底面上。沿著封裝層106的每個(gè)邊緣形成電接觸部108。焊球凸塊110形成于封裝層106的底面上，以及導(dǎo)電焊盤(pán)112形成在晶體基板102的頂面上。電接觸部108連接到焊球凸塊110上，并電連接至導(dǎo)電焊盤(pán)112上。
通過(guò)粘合劑(例如環(huán)氧樹(shù)脂)118，將封裝層114(通常由玻璃制成)以及相連的隔離部件116密封地連接到晶體基板102的頂部，使得在微透鏡陣列100和封裝層114之間形成空腔120。
電接觸部108通過(guò)例如電鍍?cè)诃h(huán)氧樹(shù)脂104和封裝層106的傾斜表面上形成。
由于導(dǎo)電焊盤(pán)112和電接觸部108彼此相對(duì)且接觸，所以傳統(tǒng)IC在連接可靠性上是低的。同樣，由于傳統(tǒng)IC是通過(guò)堆疊多個(gè)元件制造的，其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且制造工序也變得很復(fù)雜。
使用SLCSP技術(shù)形成的具有高可靠性球柵陣列(BGA)的傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件披露于國(guó)際專(zhuān)利公開(kāi)第WO99/040624號(hào)、韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第2000-2962號(hào)以及韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第2002-49940號(hào)中。在傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件中，焊料凸塊被形成為具有電連接至焊盤(pán)電極上的焊球。制造焊球需要許多工序，并且這些工序是復(fù)雜的。這會(huì)降低器件的量產(chǎn)能力和產(chǎn)量。
此外，傳統(tǒng)WLCSP具有這樣的結(jié)構(gòu)，多個(gè)焊球被形成為從WLCSP的底部突出。因此，在進(jìn)行用于制造插槽型(socket-type)相機(jī)模塊的熱壓加工(hot bar process)期間，不能將封裝件的側(cè)面或底面直接連接到單獨(dú)的PCB或陶瓷基板上，這樣另外的接觸件必須插入其間用于封裝件的電連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種制造圖像傳感器的WLCSP方法。在該方法中，在晶片級(jí)階段將玻璃連接到氣腔形成的表面上。將晶片蝕刻以薄化晶片的相對(duì)面，在晶片表面上形成長(zhǎng)通孔，且用金屬填充長(zhǎng)通孔。將晶片再次蝕刻，使得只有金屬部分突出，從而完成CSP。這樣，可以滿(mǎn)足超薄電子封裝部件的要求，并采用成批處理工藝。
本發(fā)明還提供了一種圖像傳感器的WLCSP，其中，在蝕刻的晶片兩側(cè)形成金屬凸塊，使得其突出于晶片表面之外。金屬凸塊起到傳統(tǒng)焊球的作用。因此，由于可以省略用于連接傳統(tǒng)焊球的傳統(tǒng)工序，可以極大地提高WLCSP的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中部分地陳述，并且部分地將通過(guò)這些描述變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)總的發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施而被理解。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，圖像傳感器的WLCSP包括晶片，其具有設(shè)置在其頂面的圖像傳感器以及設(shè)置在圖像傳感器兩側(cè)的焊盤(pán)；玻璃，其兩個(gè)邊緣部分由支承部件支承，并連接于支承部件；以及金屬凸塊，其電連接至焊盤(pán)上，并被形成為突出于晶片底面之外。
將晶片薄化到可能的最小厚度，圖像傳感器形成在晶片頂面的中心區(qū)域內(nèi)，支承部件是由包括隔離物(spacer)的硬化樹(shù)脂形成，以便保護(hù)設(shè)置在其兩側(cè)的焊盤(pán)。
玻璃是能起到IR濾光片作用的IR濾光玻璃。將該玻璃連接到晶片的頂面上，使得在微透鏡單元的上方形成氣腔?？商鎿Q地，使用透明粘合劑連接玻璃而不形成氣腔。
用來(lái)將玻璃連接到晶片上的粘合劑(即，構(gòu)成支承部件的樹(shù)脂)優(yōu)選是氣體排放量低的環(huán)氧基粘合劑、硅基粘合劑、苯并環(huán)丁烯(BCB)粘合劑或UV可固化樹(shù)脂。
粘合劑包含用于保護(hù)焊盤(pán)的隔離物以及熱膨脹和吸濕性低的高粘結(jié)性材料。
通過(guò)銅電鍍(ECP)工序或印刷和硬化導(dǎo)電漿工序，在晶片的蝕刻部分形成金屬凸塊，從而電連接到焊盤(pán)的暴露部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制造圖像傳感器的WLCSP方法包括在晶片級(jí)形成圖像傳感器并在其上連接玻璃以提供氣腔；實(shí)施薄化工序，以使晶片底面變?。粚?shí)施蝕刻工序，以便在晶片的玻璃連接面的相對(duì)面上形成長(zhǎng)通孔；用導(dǎo)電漿料填充長(zhǎng)通孔，以形成導(dǎo)線；對(duì)除了填充長(zhǎng)通孔的金屬外的晶片進(jìn)行蝕刻，以便使金屬凸塊突出；以及把這樣獲得的晶片級(jí)封裝件切割成單獨(dú)的封裝件。
在薄化工序中，將晶片的底面薄化到小于100μm或更小的厚度，以便成為小型化的封裝件。
在蝕刻工序中，在晶片上進(jìn)行干法蝕刻工序或濕法蝕刻步驟，以形成長(zhǎng)通孔。在干法蝕刻工序中，實(shí)施光刻工序，以形成抗蝕層，并實(shí)施DRIE工序，以便僅露出蝕刻目標(biāo)部分。
在濕法蝕刻工序中，將Si3N4外延層生長(zhǎng)在對(duì)應(yīng)于焊盤(pán)的晶片底面上，并使用KOH蝕刻劑來(lái)蝕刻這樣獲得的結(jié)構(gòu)。通過(guò)晶片蝕刻，長(zhǎng)通孔的壁表面形成為直角或斜面形狀的傾斜角(相對(duì)于底面)。
使用金屬形成導(dǎo)線包括在晶片表面用于印刷導(dǎo)電漿料或焊膏的漿料注射工序，和通過(guò)回流硬化印刷的漿料；以及用于形成晶種層、進(jìn)行銅鍍的鍍覆工序；通過(guò)CMP將電鍍表面平面化，以形成導(dǎo)線。
在將填充長(zhǎng)通孔的金屬電連接至相應(yīng)焊盤(pán)上之后，晶片表面除了用金屬填充的部分以外，將再次蝕刻，使得金屬?gòu)木砻嫱怀鰩爪蘭的厚度，以起到凸塊焊盤(pán)的作用。
此后，將填充長(zhǎng)通孔的金屬部分沿著其中心線切割成單獨(dú)的封裝件，該封裝件具有形成于其兩側(cè)的金屬凸塊。


通過(guò)以下與附圖相結(jié)合的對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更顯然和易于理解，附圖中圖1為具有內(nèi)部空腔的傳統(tǒng)晶體基板的截面圖；
圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的WLCSP的截面圖；以及圖3至圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于制造WLCSP的連續(xù)工序(步驟)，其中圖3為示出將樹(shù)脂印刷到晶片上的工序的截面圖；圖4為示出將玻璃連接至晶片上的工序的截面圖；圖5為示出薄化晶片工序的截面圖；圖6A和6B分別為示出蝕刻晶片工序的截面圖和平面圖；圖7A和7B分別為示出為了用金屬填充晶片蝕刻的部分，進(jìn)行金屬印刷操作的工序的截面圖和平面圖；圖8A和8B分別為示出選擇性地蝕刻晶片表面工序的截面圖和平面圖；圖9A和9B分別為示出最終切割工序的截面圖和平面圖；圖10A和10B分別為示出在最終切割工序前晶片級(jí)封裝件的形狀的俯視平面圖和仰視平面圖；具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)參照本發(fā)明的總的發(fā)明構(gòu)思的具體實(shí)施例，這些實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明，其中，相同的參考標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。通過(guò)參考附圖將實(shí)施例描述如下以便說(shuō)明本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思。
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
WLCSP的結(jié)構(gòu)圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的WLCSP的截面圖。
參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器的WLCSP包括晶片10、圖像傳感器11、氣腔12以及一對(duì)焊盤(pán)13。圖像傳感器11和氣腔12在晶片10頂面的中心部分形成，并且焊盤(pán)對(duì)13分別設(shè)置在圖像傳感器11的兩側(cè)。玻璃20連接到圖像傳感器11的頂部，使得該玻璃覆蓋晶片10的整個(gè)頂面。金屬凸塊對(duì)30形成在晶片10的兩側(cè)，以便金屬凸塊對(duì)30形成用于焊盤(pán)13的導(dǎo)線。
晶片10由硅形成。圖像傳感器11可以包括微透鏡。支承部件14形成在焊盤(pán)13上，以便支撐玻璃20的兩個(gè)底側(cè)。
該支承部件14使用光敏樹(shù)脂通過(guò)光刻工序形成為壩形。支承部件14形成為預(yù)定高度，以便在圖像傳感器11的頂面和玻璃20的底面之間，支承部件14能保持用于形成氣腔12的空間。
當(dāng)包含隔離物的光敏樹(shù)脂(密封劑)被印刷或分配以將支承部件14連接于玻璃20上，隔離物被加入到密封劑中，這樣玻璃20與圖像傳感器11以預(yù)定的距離分隔開(kāi)。在這一點(diǎn)上，隔離物的尺寸可以根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。
密封劑優(yōu)選地由熱膨脹和吸濕性低的高粘性材料形成。密封劑優(yōu)選地使用紫外光(UV)、熱或其結(jié)合(即，UV+熱)進(jìn)行硬化。
焊盤(pán)13可以是普通尺寸焊盤(pán)或延伸焊盤(pán)(extension pad)。
當(dāng)硬化支承部件14時(shí)，玻璃20能直接連接到支承部件14上。
可選地，支承部件14的頂面可以用另外的粘合劑涂覆，以將玻璃20連接到支承部件14上。優(yōu)選地，該另外的粘合劑是在支承部件14硬化期間氣體排放量低的環(huán)氧基粘合劑、硅基粘合劑、苯并環(huán)丁烯(BCB)粘合劑或UV可固化樹(shù)脂。
玻璃20可以是能夠起IR濾光片作用的紅外(IR)濾光片玻璃。
在封裝工序的初始階段，通過(guò)薄化工序，晶片10形成為小于或等于100μm的較小厚度。以使金屬凸塊30突出于晶片10的底面這樣的方式在晶片10的兩側(cè)形成金屬凸塊30。
金屬凸塊30使用金屬鍍覆法或硬化法形成，其中，導(dǎo)電漿料被注入到在硅晶片10初始蝕刻工序期間形成的長(zhǎng)通孔內(nèi)。金屬凸塊30電連接至通過(guò)蝕刻工序暴露的焊盤(pán)13的部分，從而形成導(dǎo)線。
在這一點(diǎn)上，金屬凸塊30對(duì)應(yīng)于焊盤(pán)13形成導(dǎo)線。此外，金屬凸塊30突出于晶片10的底面之外，以使其直接接觸到在晶片10的底面形成的電組裝部件。因此，金屬凸塊30的突出部分的底側(cè)可以直接且安全地安裝在插槽型照相機(jī)模塊上。
如上所述，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的WLCSP具有突出的球形凸塊，必須使用另外的印刷電路板(PCB)或陶瓷基板，以將插槽型相機(jī)模塊連接到傳統(tǒng)WLCSP底面或側(cè)面。相反，根據(jù)本發(fā)明的WLCSP的金屬凸塊30突出于晶片10的底面之外僅幾個(gè)微米差距，從而可以直接連接到插槽型相機(jī)模塊上。這可以簡(jiǎn)化相機(jī)模塊制造工序、減少需要裝配元件的數(shù)量，且能降低制造成本。
通過(guò)以下連續(xù)工序來(lái)制造根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器的WLCSP在具有設(shè)置在其上的圖像傳感器的晶片上，以規(guī)律的間隔印刷樹(shù)脂；連接玻璃以提供氣腔；進(jìn)行薄化工序，以使晶片底面變??；進(jìn)行蝕刻工序，以便在晶片的玻璃連接面的相對(duì)面上形成長(zhǎng)通孔；用導(dǎo)電漿料填充長(zhǎng)通孔，以形成導(dǎo)線；對(duì)除了填充長(zhǎng)通孔的金屬外的晶片蝕刻，以便使金屬凸塊突出；以及把這樣獲得的晶片級(jí)封裝件切割成單獨(dú)的芯片規(guī)模封裝件。
下面將參照?qǐng)D3至圖9詳細(xì)描述用于制造WLCSP的連續(xù)工序。
制造WLCSP的方法圖3至圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于制造WLCSP的連序工序。
圖3為示出將樹(shù)脂印刷到晶片上的工序的截面圖。
參照?qǐng)D3，圖像傳感器11在晶片10上形成，而氣腔12要在圖像傳感器11上形成。以規(guī)律間隔將長(zhǎng)的焊盤(pán)13形成在位置線(scribeline)兩側(cè)，該位置線設(shè)置在每一圖像傳感器11兩邊。
在最終切割工序中，位置線被用作切割線。
將壩形支承部件14形成在焊盤(pán)13上，以便在晶片10上形成氣腔12。支承部件14由包含隔離物的樹(shù)脂形成。將光敏樹(shù)脂沉積在焊盤(pán)13上之后，通過(guò)光刻工序形成具有預(yù)定高度的圖案形狀的支承部件14。
該支承部件14的圖案可以通過(guò)在所獲得的結(jié)構(gòu)上沉積光敏樹(shù)脂和沉積另外的粘合劑形成?？商鎿Q地，支承部件14的圖案可以用BSB樹(shù)脂而不使用另外的粘合劑來(lái)形成。
圖4為示出將玻璃連接到晶片上的工序的截面圖。
參照?qǐng)D4，將玻璃20安裝在這樣獲得的結(jié)構(gòu)上，以便玻璃20接觸支承部件14。此后，將支承部件14完全硬化，以將玻璃20連接到這樣獲得的結(jié)構(gòu)上。
可以使用UV、熱或其結(jié)合(即，UV+熱)來(lái)硬化形成支承部件14的樹(shù)脂。通過(guò)連接玻璃20，在玻璃20與圖像傳感器11之間形成氣腔12，達(dá)到在焊盤(pán)13上形成的支承部件14的高度。
圖5為示出薄化晶片10工序的截面圖。
參照?qǐng)D5，將通常由厚度“h”為750μm的硅形成的晶片10薄化到厚度為小于或等于100μm。
做這些以便使WLCSP小型化，且在隨后的工序中，容易在晶片10的兩側(cè)形成金屬凸塊。
可以形成抗蝕層(未示出)，以便在隨后蝕刻工序中實(shí)施濕法蝕刻操作。使用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)裝置，通過(guò)Si3N4外延生長(zhǎng)層可以形成抗蝕層。
圖6A和6B分別為示出蝕刻晶片10工序的截面圖和平面圖。
參照?qǐng)D6A和6B，如果在薄化工序中形成抗蝕層，僅抗蝕層的蝕刻目標(biāo)部分被露出，并使用干法反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)工藝進(jìn)行干法蝕刻，從而形成長(zhǎng)通孔16。
可選地，在晶片10上實(shí)施使用蝕刻劑的濕法蝕刻，以形成長(zhǎng)通孔16，其中，在通過(guò)Si3N4外延生長(zhǎng)層沒(méi)有形成長(zhǎng)通孔型抗蝕圖案的部分上實(shí)施濕法蝕刻工序。
用于濕法蝕刻工藝的蝕刻劑可以是70～90℃的40％KOH，晶片10的蝕刻面積約為600μm2，并且晶片10的蝕刻深度約為90～10μm。用于晶片10的這種蝕刻條件可以不同，其取決于晶片10的形狀和種類(lèi)。
例如，晶片10的蝕刻特性要根據(jù)晶片10的材料、蝕刻劑的種類(lèi)、濃度和溫度等來(lái)確定。通過(guò)調(diào)整蝕刻劑的種類(lèi)、濃度和溫度，可以增加或降低晶片10的蝕刻速率。
在硅晶片的情況下，單晶硅和多晶硅通常均使用HNO3和HF的混合物進(jìn)行濕法蝕刻。也有顯示出蝕刻特性取決于硅取向(晶體取向)的蝕刻劑。硅取向依賴(lài)的蝕刻劑的實(shí)例為KOH和異丙醇的混合物。
通過(guò)濕法蝕刻工藝或干法蝕刻工藝，長(zhǎng)通孔16具有形成為斜面狀的蝕刻壁表面。
如上所述，將金屬漿料注入晶片10的長(zhǎng)通孔16內(nèi)，以形成對(duì)應(yīng)于焊盤(pán)13的導(dǎo)線。在長(zhǎng)通孔16兩側(cè)均形成為直角的情況下，很難形成對(duì)焊盤(pán)13有效的導(dǎo)線。因此，優(yōu)選長(zhǎng)通孔16的兩側(cè)均形成為傾斜表面。
然而，在使用鍍覆金屬的工序代替通過(guò)晶片10的長(zhǎng)通孔16注入金屬漿的工序的情況下，即使形成的長(zhǎng)通孔16的兩側(cè)均呈直角，也能使用均勻填充工序形成良好導(dǎo)線。因此，本發(fā)明不限于長(zhǎng)通孔16的兩側(cè)均形成為具有斜度的情況。
圖7A和圖7B分別為示出使用金屬來(lái)填充晶片10蝕刻的部分，進(jìn)行金屬印刷操作工序的截面圖和平面圖。
參照?qǐng)D7A和7B，用金屬漿料30填充長(zhǎng)通孔16(其以規(guī)律間隔形成在晶片10上)。金屬漿料30電連接至位于圖像傳感器11與玻璃20之間的圖案化的焊盤(pán)13上，從而形成想要的導(dǎo)線。
通過(guò)包含焊膏的印刷導(dǎo)電漿料工序或鍍覆金屬工序，實(shí)施用金屬漿料30填充長(zhǎng)通孔16。
導(dǎo)電漿料印刷工序包括印刷導(dǎo)電漿料，以便將導(dǎo)電漿料注入長(zhǎng)通孔16內(nèi)；以及通過(guò)烘箱或回流，硬化注入的導(dǎo)電漿料。金屬鍍覆工序包括沉積晶種金屬；進(jìn)行銅鍍；以及進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)，以便僅使填充長(zhǎng)通孔16的金屬留下。
此后，相對(duì)于晶片10的頂面將硬化的金屬部分30平坦化。
圖8A和圖8B分別為示出選擇性地蝕刻晶片10表面的工序的截面圖和平面圖。
如圖8A和圖8B所示，僅晶片10和硬化的金屬部分30位于封裝件的底面上。在上述晶片蝕刻的情況下，僅將晶片10蝕刻幾個(gè)至幾十個(gè)μm，使得硬化的金屬部分30從晶片10的表面突出。
在這一點(diǎn)上，優(yōu)選用高電導(dǎo)率材料諸如銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)鍍覆突出于晶片10表面之外的硬化的金屬部分30，以便形成柱形電極。
圖9A和圖9B分別為示出最終切割工序的截面圖和平面圖。
參照?qǐng)D9A和圖9B，利用突出的、硬化的金屬部分30的中心線(即，在焊盤(pán)13之間的位置線)作為切割線，將這樣獲得的晶片級(jí)封裝件切割成單獨(dú)的WLCSP。在單獨(dú)WLCSP中，金屬凸塊對(duì)30形成于晶片10的兩側(cè)，使得它們突出于晶片10的底面之外，并且在晶片10上對(duì)應(yīng)于焊盤(pán)13形成導(dǎo)線。
圖10A和圖10B分別為示出在最終切割工序前晶片級(jí)封裝件的形狀的俯視平面圖和仰視平面圖。
參照?qǐng)D10A和圖10B，在盤(pán)式硅晶片上以規(guī)律間隔形成多個(gè)封裝件。此后，沿著在封裝件的中心線形成的切割線，切割這樣獲得的晶片級(jí)封裝件，從而完全分離矩形的WLCSP。
在如上文所描述的本發(fā)明的WLCSP中，在其上形成有圖像傳感器的晶片被薄薄地形成。在晶片的兩側(cè)形成金屬凸塊，使得該金屬凸塊能在晶片上直接接觸焊盤(pán)，且突出于晶片底面外。因此，甚至不使用單獨(dú)的PCB或陶瓷基板，就可以將封裝件直接連接到相機(jī)模塊上。從而，可以降低模塊裝配空間，以使產(chǎn)品微型化。同樣，可以降低基板制造成本，以降低產(chǎn)品的單價(jià)。
此外，金屬凸塊起到傳統(tǒng)焊球的作用，從而可以省略為了在焊球之間形成導(dǎo)線的傳統(tǒng)的再分布線的形成步驟。因此，可以減少用于制造封裝件的工序的數(shù)量，以減少制造時(shí)間，從而提高量產(chǎn)能力。
此外，由于在WLCSP的晶片級(jí)階段將玻璃直接連接，可以使外來(lái)物質(zhì)導(dǎo)致的缺陷最小化。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的幾個(gè)實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不偏離本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的原理和精神的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明總的發(fā)明構(gòu)思的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)及其等同物所限定。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件(WLCSP)，包括晶片，其具有圖像傳感器和設(shè)置在其上的焊盤(pán)對(duì)，所述傳感器的底面的一部分從所述晶片兩端向外暴露；支承部件，設(shè)置在焊盤(pán)上，用來(lái)支承玻璃的兩個(gè)底側(cè)，所述支承部件形成為預(yù)定的厚度，以提供用于形成氣腔的空間；所述玻璃牢固地定位在所述支承部件上，使得在所述晶片上形成所述氣腔；以及金屬凸塊，對(duì)應(yīng)于所述焊盤(pán)設(shè)置在所述晶片的兩側(cè)，所述金屬凸塊的底面突出于所述晶片的所述底面外，并形成電連接至所述焊盤(pán)的導(dǎo)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件，其中，所述晶片被形成為等于或小于100μm的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件，其中，所述焊盤(pán)由延伸焊盤(pán)或具有覆蓋所述支承部件的尺寸的焊盤(pán)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件，其中，所述支承部件由氣體排放量低的環(huán)氧基樹(shù)脂、硅基樹(shù)脂、苯并環(huán)丁烯(BCB)樹(shù)脂以及UV可固化樹(shù)脂中的一種形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件，其中，所述金屬凸塊用銅(Cu)、鎳(Ni)和金(Au)中的一種鍍覆，以便形成柱形電極。
6.一種制造圖像傳感器的晶片級(jí)芯片規(guī)模封裝件(WLCSP)的方法，所述方法包括以規(guī)律的間隔在其上設(shè)置有圖像傳感器的晶片上形成焊盤(pán)，并相對(duì)于所述焊盤(pán)之間的位置線涂布樹(shù)脂以形成支承部件，所述支承部件朝向焊盤(pán)的頂側(cè)延伸；將玻璃安裝在所述支承部件上，并且完全硬化所述支承部件，以使所述玻璃連接到所述支承部件上，使得在所述晶片上形成氣腔；進(jìn)行薄化工序，使得所述晶片形成為預(yù)定的更小的厚度；進(jìn)行晶片蝕刻工序，以便以規(guī)律的間隔在所述晶片上形成長(zhǎng)通孔，使得所述焊盤(pán)部分朝向所述長(zhǎng)通孔暴露；進(jìn)行金屬印刷工序，以便用金屬漿料填充所述長(zhǎng)通孔，并且硬化所述金屬漿料，使得所述硬化的金屬漿料電連接到位于所述晶片兩側(cè)頂部表面的圖樣化焊盤(pán)上，以形成導(dǎo)線；進(jìn)行選擇性晶片蝕刻工序，以便選擇性地蝕刻除用金屬漿料填充的長(zhǎng)通孔外的所述晶片，使得使所述硬化的金屬漿料的底面突出于所述晶片的底面外；以及進(jìn)行切割工序，以便沿著從所述晶片突出的所述長(zhǎng)通孔型金屬部分的中心線切割所述晶片，這樣形成具有從所述晶片底面兩側(cè)突出的金屬凸塊對(duì)的單獨(dú)的封裝件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括在所述薄化工序和所述晶片蝕刻工序之間，形成用于實(shí)施濕法蝕刻工序的抗蝕層，所述抗蝕層使用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)裝置由Si3N4外延生長(zhǎng)層形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述長(zhǎng)通孔具有形成為傾斜表面形狀的蝕刻壁表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述長(zhǎng)通孔具有形成為直角的蝕刻壁表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在所述金屬印刷工序期間的用所述金屬漿料填充所述長(zhǎng)通孔是通過(guò)印刷導(dǎo)電漿料進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在所述金屬印刷工序期間的用所述金屬漿料填充所述長(zhǎng)通孔是通過(guò)鍍覆金屬進(jìn)行的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述金屬漿料包含焊膏。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括在所述選擇性晶片蝕刻工序和所述切割工序之間，在所述金屬凸塊上鍍覆銅(Cu)、鎳(Ni)或金(Au)，以便形成柱形電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像傳感器的WLCSP及其制造方法。該WLCSP包括晶片、支承部件、玻璃以及金屬凸塊。晶片具有圖像傳感器和設(shè)置在其上的焊盤(pán)對(duì)，圖像傳感器的底面部分從晶片兩端向外暴露。支承部件設(shè)置在焊盤(pán)上，以支承玻璃的兩底側(cè)，支承部件形成為預(yù)定的厚度，以提供用于形成氣腔的空間。所述玻璃牢固地定位在支承部件上，以便在晶片上形成氣腔。金屬凸塊對(duì)應(yīng)于焊盤(pán)設(shè)置在晶片兩側(cè)，這樣使金屬凸塊的底面突出于晶片的底面外，并形成電連接到焊盤(pán)上的導(dǎo)線。因此，即使不使用另外的PCB或陶瓷基板，也可以將封裝件直接連接到相機(jī)模塊上。從而，可以降低所述模塊的裝配空間，使產(chǎn)品微型化。并且，可以降低基板制造成本，以降低產(chǎn)品的單價(jià)。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1949527SQ20061015249
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者柳真文 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社