CN202405259U - 摄像模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种摄像模组。该摄像模组包括图像传感器以及所述图像传感器感光区域一侧上方的光学镜头，其中，所述图像传感器感光区域与所述光学镜头之间没有固体透光介质。由于感光区域与光学镜头之间不存在固体透光介质，因而光线在穿透光学镜头后，没有光的损失并且不会由于散射或折射引起所采集的图像变差，从而提高了图像传感器的灵敏度。此外，由于不需要玻璃，该摄像模组还具有较低的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体领域，更具体地，涉及一种摄像模组。
背景技术
图像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓图像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。图像传感器可以提高人眼的视觉范围，使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等等。可见图像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可以说，现代人类活动已经无法离开图像传感器。
在实际应用中，图像传感器是以图像传感器芯片的形式发挥其感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的功能的。在半导体生产过程中，通过对图像传感器晶圆进行一系列封装工艺从而形成封装好的图像传感器以用于诸如数码相机、数码摄像机等等的多种光学应用。传统的对图像传感器晶圆进行的封装工艺一般包括以下步骤：首先，通过包括环氧树脂的封装粘合剂诸如AB胶水将图像传感器晶圆的感光面与玻璃相粘结；其次，将图像传感器晶圆的感光面的相对面通过诸如磨削工艺进行减薄；再次，在所述图像传感器晶圆减薄之后，对所述图像传感器晶圆进行蚀刻以形成通孔，并将通孔中注入金属液例如铜，待冷却后通过铜将晶片的焊盘与锡球进行电连接；最后，切割所述图像传感器晶圆以获得分离的图像传感器芯片。从而形成了如图1所示的图像传感器芯片。图示的封装好的芯片都会包含一个芯片以及一片覆盖在其感光面上的玻璃，优选为光学玻璃。
如图1所示的图像传感器芯片10，包括玻璃101、晶圆基板102、焊接材料103、电接触部104、粘合剂105(诸如包含环氧树脂的AB胶)、感光面106、焊盘107，由于其感光面106上通过粘合剂105粘有玻璃101，优选为光学玻璃，从而光线在通过玻璃101进入图像传感器芯片的感光面106的过程中会有损失，并且会由于散射而形成图像变差，加之光学玻璃的价格相对昂贵，从而也增加了图像传感器芯片的成本。
实用新型内容
因此本实用新型的任务在于，提出一种具有高灵敏度的摄像模组。
根据本实用新型的一个方面，提出了一种摄像模组，包括图像传感器以及所述图像传感器感光区域一侧上方的光学镜头，其中，所述图像传感器感光区域与所述光学镜头之间没有固体透光介质。其优点在于，保证了光线从镜头到图像传感器芯片之间没有光的损失和由于散射引起的所采集的图像变差，由于不需要光学玻璃，成本也会相应地下降。
附图说明
图1示出了根据传统的封装方法所制造的图像传感器芯片的截面图；
图2示出了根据本实用新型的封装方法的流程图；
图3a-3k示出了根据本实用新型的一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图；
图4a-4h示出了根据本实用新型的又一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图；
图5a-5g示出了根据本实用新型的又一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图；
图6a-6g示出了根据本实用新型的又一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图；
图7示出了根据本实用新型一个实施例的摄像模组。
具体实施方式
尽管下面的文本阐述了本实用新型的各种不同实施方式的详细描述，但是应当理解到，本实用新型的法律范围由本专利所附的权利要求的文字来界定。详细描述应当被解释为仅是示范性的，并非描述本实用新型的每种可能的实施方式，因为描述每种可能的实施方式，即使有可能，也是不切实际的。利用当前技术或在本专利申请日之后研发的技术，能够实现各种可替换的实施方式，这仍将落入界定本实用新型的权利要求的范围内。
图2示出了根据本实用新型的封装方法20的流程图。参照图2，首先，在步骤S201中通过粘度可变的粘合剂将图像传感器晶圆的感光面与基板相粘合，其中该粘度可变的粘合剂可以是紫外光敏胶或者是热熔胶；随后，在步骤S202中将图像传感器的焊盘连接到所述图像传感器晶圆背面的焊接材料，诸如锡球，其中一般常用的连接方式有两种，即通过对芯片侧面进行引线的方式或者通过通孔的方式；再后，在步骤S203中，将经过了上述步骤S201和S202后的图像传感器晶圆进行切割以获得分离的图像传感器芯片；最后在步骤S204中，对于切割后的分离的图像传感器芯片进行剥离所述基板的工序，即改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如果所述粘度可变的粘合剂采用的为紫外光敏胶，那么则通过紫外光照射所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离；如果所述粘度可变的粘合剂采用的为热熔胶，那么则通过加热所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离。
优选地，根据图2的流程图中的本实用新型的方法，在所述步骤S201之后，还包括以下步骤，即从所述图像传感器晶圆的背面对所述图像传感器晶圆进行减薄。通过减薄的步骤，可以把图像传感器晶圆尽可能地薄化到其最小能接受的厚度，从而满足半导体器件的小型化和高集成化的要求。
下面根据本实用新型的具体实施例对根据本实用新型的图像传感器芯片的封装方法进行具体描述。
图3a-3k示出了根据本实用新型的一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图。
在图3a-3k所示出的方法的实施例中，提供图像传感器晶圆310，该图像传感器晶圆310中形成有多个图像传感器，该多个图像传感器之间还形成有切割道，以隔离不同的图像传感器。每个图像传感器具有用于感光的感光区域，其共同地分布在图像传感器晶圆310的一侧，即感光面306。通常地，对于每个图像传感器，其还包括信号处理电路区，该信号处理电路区分布在每个图像传感器感光区域的外围，并邻近切割道，其中该切割道、信号处理电路区以及感光面306的其他不用于感光的区域共同构成了非感光区域。在实际应用中，图像传感器感光面306上还形成有介质层以及位于其中的互连层(图中未示出)，以将该图像传感器中形成的电路元件引出，其中，该互连层还包括焊盘307。
然后，提供基板301，该基板301例如为玻璃板、不锈钢板等刚性基板，或者为蓝膜等柔性基板，或者为柔性基板与刚性基板的组合。该基板301应当覆盖图像传感器晶圆310中的图像传感器以避免在封装，测试，运输等过程中灰尘、金属颗粒等接触并粘附到图像传感器的感光区域，从而影响该图像传感器的感光效果及可靠性。
根据本实施例的方法步骤，首先，在基板301例如玻璃上涂布粘度可变的粘合剂309，例如紫外光敏胶或者热熔胶。对于该粘度可变的粘合剂309，其具有经过处理后粘度发生改变的特性。基于该特性，由粘度可变的粘合剂309粘合的两个面易于通过该处理来分离。例如，对于热熔胶，其具有受热后粘度显著降低的特性。而紫外光敏胶则具有受紫外光照射后粘度降低的特性。可以理解，在本实施例中以热熔胶或紫外光敏胶示意地说明了粘度可变的粘合剂，但在实际应用中，该粘度可变的粘合剂并不限于此。图3a示出了涂布了紫外光敏胶或者热熔胶后的基板301以及完成了封装前工艺的图像传感器晶圆310，涂布的该粘度可变的粘合剂309的厚度为2微米至100微米。优选地，可以通过旋涂方式或喷涂方式涂布该粘度可变的粘合剂309，以使得所涂布的粘度可变的粘合剂309具有较好的均匀性。
随后，对所涂布的所述粘度可变的粘合剂309进行部分刻蚀，使之只保留对应于图像传感器晶圆310的各个传感器之间处的部分，即非感光区域，而图像传感器感光区域的粘度可变的粘合剂309被移除，如图3b所示。
随后，将基板301粘合到图像传感器晶圆310的感光面306，如图3c所示。
随后，可选择地，可以对所述图像传感器晶圆310的感光面306相对的背面进行减薄，例如通过背面磨削工艺将该图像传感器晶圆310减薄到200微米以下。然后，对图像传感器晶圆310背面的部分区域进行刻蚀直至露出互连层，以在其背面形成凹槽311。通常地，所刻蚀的区域为图像传感器晶圆310中的各个图像传感器的中间连接部分，即切割道区域，以将其中的焊盘307露出，其中，切割面通常略微倾斜，如图3d所示出。
然后，在图3c中刻蚀后的图像传感器晶圆310的背面沉积金属材料以形成金属层312，所述金属层312亦会覆盖凹槽311的侧壁与底部，如图3e所示。随后，部分刻蚀该金属层312以形成多根导电引线304，如图3f所示出。该导电引线304分别地将图像传感器的各个焊盘307引出至图像传感器晶圆310背面的预定区域，该预定区域用于作为设置焊点的焊点区域。
随后，在该焊点区域形成焊接材料303，例如锡球，如图3g所示。
再后，将经过了上述步骤后的图像传感器晶圆310进行切割以获得分离的图像传感器芯片，如图3h所示。
最后，从各个分离的图像传感器芯片剥离基板301，即改变粘度可变的粘合剂309的粘性以将基板301从分离的图像传感器芯片剥离，其中，如果粘度可变的粘合剂309采用的为紫外光敏胶，那么则通过紫外光照射所述图像传感器芯片的方式来降低粘合剂309的粘性以将基板301从分离的图像传感器芯片剥离；如果粘合剂309采用的为热熔胶，那么则通过加热图像传感器芯片的方式来降低粘合剂309的粘性以将基板301从分离的图像传感器芯片剥离，具体地来说就是，采用上述两种方式中任意一种改变粘度可变的粘合剂309的粘度，使之处于可去除状态，随后固定图像传感器芯片，对基板施加一个使之脱离的力，诸如施加在其背部的吸附力(真空或者静电)，使之分开，分开后粘度可变的粘合剂309位于基板301一侧。其中，如图3h所示出的分离的图像传感器芯片在剥离所述基板之后得到图形传感器芯片如图3i所示。在实际应用中，对于热熔胶而言，其粘度改变的转变温度通常不会超过260度，但是需要一定时间(10分钟后)粘度变化才会比较大，而在此温度范围内对图像传感器芯片进行热处理，例如回流焊，到达260度的时间很短，通常只有十几秒，因而并不会影响其上形成的器件封装结构(例如，导电引线304)。而对于紫外光敏胶，该基板301通常由具有紫外光可透过特性的材料构成，例如光学玻璃，因而易于通过紫外光照射该基板301来使得该紫外光敏胶被透过的紫外光照射，从而使得其粘度降低。
在剥离所述基板之后得到图形传感器芯片之后，应将该图形传感器芯片立即通过支架313与镜头314安装在一起，以避免空气中的灰尘粘附到图像传感器的感光面上，如图3j所示，并随后与电路板集成在一起，如图3k示出了与镜头安装在一起并与电路板315集成在一起的示意图。
图4a-4h示出了根据本实用新型的又一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图。在该实施例中，提供图像传感器晶圆410，该图像传感器晶圆410中形成有多个图像传感器，该多个图像传感器之间还形成有切割道，以隔离不同的图像传感器。每个图像传感器具有用于感光的感光区域，其共同地分布在图像传感器晶圆410的一侧，即感光面406。
根据本实施例的方法步骤，首先，在图像传感器晶圆410的感光面406上涂布所述粘度可变的粘合剂409，例如紫外光敏胶或者热熔胶，图4a示出了涂布了紫外光敏胶或者热熔胶后的图像传感器晶圆410以及基板401，，涂布的该粘度可变的粘合剂409的厚度为2微米至100微米。优选地，可以通过旋涂方式或喷涂方式涂布该粘度可变的粘合剂409，以使得所涂布的粘度可变的粘合剂409具有较好的均匀性。
随后，对所涂布的所述粘度可变的粘合剂409进行部分刻蚀，使之只保留对应于图像传感器晶圆410的各个传感器之间处的部分，即非感光区域，如图4b所示。
随后，将基板401粘合到图像传感器晶圆410的感光面406，如图4c所示。该基板401例如为玻璃板、不锈钢板等刚性基板，或者为蓝膜等柔性基板，或者为柔性基板与刚性基板的组合。该基板401应当覆盖图像传感器晶圆410中的图像传感器以避免在封装，测试，运输等过程中灰尘、金属颗粒等接触并粘附到图像传感器的感光区域，从而影响该图像传感器的感光效果及可靠性。
随后，可选择地，可以对所述图像传感器晶圆410的感光面相对的背面进行减薄，例如通过背面磨削工艺将该图像传感器晶圆410减薄到200微米以下。然后，通过通孔的方式将图像传感器的焊盘连接到所述图像传感器晶圆背面的焊接材料403，具体来说，就是从所述图像传感器晶圆背面通过蚀刻产生通孔，如图4d所示。然后在通孔中填充金属材料408，例如铜，经由该金属材料408使多个焊盘407分别地连接到图像传感器晶圆410背面的焊点区域，如图4e所示。接着，在该焊点区域形成焊接材料403，例如锡球，从而使得焊盘407被电连接到焊接材料403，如图4f所示。
再后，将经过了上述步骤后的图像传感器晶圆410进行切割以获得分离的图像传感器芯片，如图4g所示。
最后，从各个分离的图像传感器芯片上剥离所述基板，即改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如果所述粘度可变的粘合剂采用的为紫外光敏胶，那么则通过紫外光照射所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离；如果所述粘度可变的粘合剂采用的为热熔胶，那么则通过加热所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如图4f所示出的分离的图像传感器芯片在剥离所述基板之后得到图形传感器芯片如图4h所示。
图5a-5g示出了根据本实用新型的又一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图。在该实施例中，提供图像传感器晶圆510，该图像传感器晶圆510中形成有多个图像传感器，该多个图像传感器之间还形成有切割道，以隔离不同的图像传感器。每个图像传感器具有用于感光的感光区域，其共同地分布在图像传感器晶圆510的一侧，即感光面506。
首先，在所述基板501上涂布所述粘度可变的粘合剂509，例如紫外光敏胶或者热熔胶，图5a示出了涂布了紫外光敏胶或者热熔胶后的基板501以及完成了封装前工艺的图像传感器晶圆510，，涂布的该粘度可变的粘合剂509的厚度为2微米至100微米。优选地，可以通过旋涂方式或喷涂方式涂布该粘度可变的粘合剂509，以使得所涂布的粘度可变的粘合剂509具有较好的均匀性。
随后，在所述涂布了粘度可变的粘合剂509后的基板上涂布封装粘合剂520，该封装粘合剂可以是包括环氧树脂的AB胶，如图5b所示。
随后，部分刻蚀封装粘合剂520，使之只保留对应于图像传感器晶圆的各个传感器之间处的部分521。在刻蚀封装粘合剂520的同时，对应位置的粘度可变的粘合剂509亦会部分或完全地被刻蚀掉，如图5c所示。
随后，将基板501粘合到图像传感器晶圆510的感光面506，其中经过部分蚀刻而保留下来的封装粘合剂520的部分521对应于所述图像传感器晶圆510的非感光区域上，如图5d所示。该基板501例如为玻璃板、不锈钢板等刚性基板，或者为蓝膜等柔性基板，或者为柔性基板与刚性基板的组合。该基板501与图像传感器晶圆510的感光面506粘合之后应当覆盖图像传感器晶圆510中的图像传感器以避免在封装，测试，运输等过程中灰尘、金属颗粒等接触并粘附到图像传感器的感光区域，从而影响该图像传感器的感光效果及可靠性。此外，由于封装粘合剂520将基板501与图像传感器晶圆510相对隔离，从而使得图像传感器的感光区域不会粘附粘度可变的粘合剂，进而避免了在后续处理中粘度可变的粘合剂不能够充分移除所带来的感光区域的沾污。
随后，可选择地，可以对所述图像传感器晶圆510的感光面相对的背面进行减薄，例如通过背面磨削工艺将该图像传感器晶圆510减薄到200微米以下。然后，通过通孔的方式将图像传感器的焊盘连接到所述图像传感器晶圆510背面的焊接材料503，具体来说，就是从所述图像传感器晶圆510背面通过蚀刻产生通孔，然后在通孔中填充金属材料508，例如铜，经由该金属材料508使多个焊盘507分别地引出至图像传感器晶圆510背面的焊点区域。接着，在该焊点区域形成焊接材料503，例如锡球，以使得焊盘507与该焊接材料503电连接，如图5e所示。
再后，将经过了上述步骤后的图像传感器晶圆510进行切割以获得分离的图像传感器芯片，如图5f所示。
最后，对于各个分离的图像传感器芯片进行剥离所述基板的工序，即改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如果所述粘度可变的粘合剂采用的为紫外光敏胶，那么则通过紫外光照射所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离；如果所述粘度可变的粘合剂采用的为热熔胶，那么则通过加热所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如图5f所示出的分离的图像传感器芯片在剥离所述基板之后得到图形传感器芯片如图5g所示。
图6a-6g示出了根据本实用新型的又一个实施例的图像传感器芯片的封装方法的截面示意图。在该实施例中，提供图像传感器晶圆610，该图像传感器晶圆610中形成有多个图像传感器，该多个图像传感器之间还形成有切割道，以隔离不同的图像传感器。每个图像传感器具有用于感光的感光区域，其共同地分布在图像传感器晶圆610的一侧，即感光面606。
首先，在图像传感器晶圆610的感光面606上涂布所述封装粘合剂620，该封装粘合剂可以是包括环氧树脂的AB胶，如图6a所示。
随后，部分刻蚀封装粘合剂620，使之只保留对应于图像传感器晶圆的各个传感器之间处的部分621，其中经过部分蚀刻而保留下来的封装粘合剂620的部分621对应于所述图像传感器晶圆的非感光区域上，如图6b所示。
随后，在所述基板601上涂布所述粘度可变的粘合剂609，例如紫外光敏胶或者热熔胶，图6c示出了涂布了紫外光敏胶或者热熔胶后的图像传感器晶圆610以及基板601，涂布的该粘度可变的粘合剂609的厚度为2微米至100微米。优选地，可以通过旋涂方式或喷涂方式涂布该粘度可变的粘合剂609，以使得所涂布的粘度可变的粘合剂609具有较好的均匀性。
随后，将601基板粘合到图像传感器晶圆610的感光面606，如图6d所示。该基板601例如为玻璃板、不锈钢板等刚性基板，或者为蓝膜等柔性基板，或者为柔性基板与刚性基板的组合。该基板601与图像传感器晶圆610的感光面606粘合之后应当覆盖图像传感器晶圆610中的图像传感器以避免在封装，测试，运输等过程中灰尘、金属颗粒等接触并粘附到图像传感器的感光区域，从而影响该图像传感器的感光效果及可靠性。
随后，可选择地，可以对所述图像传感器晶圆610的感光面相对的背面进行减薄，例如通过背面磨削工艺将该图像传感器晶圆610减薄到200微米以下。然后，通过通孔的方式将图像传感器的焊盘连接到所述图像传感器晶圆背面的焊接材料603，具体来说，就是从所述图像传感器晶圆背面通过蚀刻产生通孔，然后在通孔中填充金属材料608，例如铜，经由该金属材料608使多个焊盘607分别地引出至图像传感器晶圆610背面的焊点区域，接着，在该焊点区域形成焊接材料603，例如锡球，从而使得焊盘607与焊点材料603电连接，如图6e所示。
再后，将经过了上述步骤后的图像传感器晶圆610进行切割以获得分离的图像传感器芯片，如图6f所示。
最后，从各个分离的图像传感器芯片剥离所述基板，即改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如果所述粘度可变的粘合剂采用的为紫外光敏胶，那么则通过紫外光照射所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离；如果所述粘度可变的粘合剂采用的为热熔胶，那么则通过加热所述图像传感器芯片的方式来改变所述粘度可变的粘合剂的粘性以将所述基板从所述分离的图像传感器芯片剥离，其中，如图6f所示出的分离的图像传感器芯片在剥离所述基板之后得到图形传感器芯片如图6g所示。
图7示出了根据本实用新型一个实施例的摄像模组。该摄像模组可以采用前述实施例中的封装方法形成。该摄像模组包括：图像传感器701以及所述图像传感器701感光区域702一侧上方的光学镜头706。该光学镜头706通过支架703连接到图像传感器701上。其中，该图像传感器701感光区域702相对的另一侧具有多个焊点704，该焊点704使得图像传感器701的焊盘705引出。根据具体应用的不同，可以采用侧面引线或通孔来电连接该焊盘705与焊点704。特别地，图像传感器701感光区域702与光学镜头706之间没有玻璃或其他固体透光介质，从而保证了光线从光学镜头706到图像传感器701之间没有光的损失和由于散射引起的图像变差，从而提高了图像传感器的灵敏度与成像质量。此外，还有效降低了制作成本。
尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本实用新型，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本实用新型不限于所上述实施方式。
那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在实用新型的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。
Claims (2)
1.一种摄像模组，包括图像传感器以及所述图像传感器感光区域一侧上方的光学镜头，其中，所述图像传感器感光区域与所述光学镜头之间没有固体透光介质。
2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，还包括多个焊点，其位于所述图像传感器与所述感光区域相对的另一侧，所述多个焊点分别通过侧面引线或通孔连接至所述图像传感器的焊盘。
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Cited By (2)
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