半导体影像感测组件的封装方法技术

一种半导体影像感测组件的封装方法，其是以单晶硅芯片为制程基材，利用蚀刻方式将基材部分蚀穿，而在基材上半部形成一容置部，并于基材下半部形成数个穿孔，之后在基材表面形成电性绝缘层，再将锡球加温加压使其填满并固定于各穿孔，而后将影像感测芯片装置于容置部，并于影像感测芯片与各穿孔的锡球间打线，以完成电性连接，最后以透明板封合容置部，即完成封装工作。本发明专利技术可有效降低影像感测组件封装后的体积，且单晶硅的基材有利于提升散热效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
现有的影像感测组件结构，如台湾公告第551610号专利案(图5所示)，其是在一基板71上先设置数个间隔的金属片72、73、74，其中金属片72、74是向外延伸出该基板71，并于各金属片72、74的外侧端黏设一框坝75，使基板71与框坝75间界定出一容置部76，再在金属片73上电性连接一影像感测芯片77，且以导线78电性连接影像感测芯片77与各金属片72、74，最后以一透光板79黏合于框坝75，而将影像感测芯片77封装于容置部76中，完成影像感测组件的制作。前述的结构，由于需先黏设框坝75，才能再在框坝75黏设透光板79，其程序较繁琐成本较高，而且由于各金属片72、74需向外延伸出该基板71以供与电路板连接，因此整个影像感测组件封装后的体积会较大，而难以达到轻薄短小的需求，此外，由于框坝75与各金属片72、74交接处是呈直角形态容易藏有杂质，且不易清洗，而易影响成品品质。为克服前述问题便有业者研发出改进的影像感测组件，如台湾公告第577636号专利案(图6所示)，其是先制备数个间隔的金属片82、83、84，其中金属片82、84分别具有一倾斜段821、841，而在射出成型基板81的过程中，使各金属片82、83、84与基材81结合，并且于各金属片82、83、84与基材81间形成一容置部85，再在金属片83上电性连接一影像感测芯片86，且以导线87电性连接影像感测芯片86与各金属片82、84，最后以一透光板88黏合于各金属片82、84与基板81底缘，而将影像感测芯片86封装于容置部85中，完成影像感测组件的制作。以此一方法制成的影像感测组件，只需进行一次透光板88的黏合，其制程较单纯，再者，由于各金属片82、84分别具有倾斜段821、841，因此容置部85中不会产生屯积杂质的死角，而能避免杂质影响成品品质的问题。但是，为了与外部电路连接，各金属片82、84仍必需延伸出透光板88一段距离，如此的结构仍不能解决影像感测组件封装后体积较大的问题。再者，前述的两种影像感测组件均是以塑料为基材，但是塑料的热传导性不佳且易变形，因此整个影像感测组件会有散热不良的问题，故而前述的两种影像感测组件仍有加以改进的必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题在于，克服现有的影像感测元件结构存在的缺陷，而提供一种，其可达到减少影像感测组件封装后的体积与提升散热效果的功效。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种，其特征在于，包括下列步骤a.备料选用单晶硅芯片为制程基材；b.形成保护层将基材置于炉管内，在基材的两面形成一保护层；c.定义蚀刻孔利用微影制程分别于基材的两面，以蚀刻方式将部分保护层去除，使欲蚀刻的基材表面区域裸露；d.蚀刻利用非等向性湿蚀刻方式，对基材两面不具保护层的部分进行蚀刻，将基材部分蚀穿，而在基材上半部形成一容置部，并于基材下半部形成数个穿孔；e.形成电性绝缘层将完成蚀刻步骤的基材置于炉管内，而在容置部及各穿孔周面形成电性绝缘层； f.填满穿孔将锡球逐一植入各穿孔，利用直接加温加压的方式，使锡球软化后填满并固定于各穿孔；g.装置影像感测芯片将影像感测芯片装置于容置部，且位于各穿孔之间，并于影像感测芯片与各穿孔的锡球间打线，以完成电性连接；h.封盖以一透明板结合于基材顶面的保护层，而将影像感测芯片封装于容置部中。前述的，其中步骤b.形成保护层时是以热氧化方式成长一层二氧化硅作为保护层。前述的，其中步骤b.形成保护层时是以沉积方式成长一层氮化硅作为保护层。前述的，其中步骤c.定义蚀刻孔时是以BOE湿蚀刻方式对保护层进行蚀刻。前述的，其中步骤c.定义蚀刻孔时是以RIE干蚀刻方式对保护层进行蚀刻。前述的，其中步骤d.非等向性湿蚀刻方式是以KOH对基材两面不具保护层的部分进行蚀刻。前述的，其中步骤d.非等向性湿蚀刻方式是以TMAH对基材两面不具保护层的部分进行蚀刻。前述的，其中步骤e.形成电性绝缘层时以热氧化方式成长一层二氧化硅作为电性绝缘层。前述的，其中步骤e.形成电性绝缘层时是以沉积方式成长一层氮化硅作为电性绝缘层。前述的，其中步骤f.锡球固定于各穿孔是将锡球逐一置入孔洞，并利用探针直接加温加压锡球，使其软化后填满孔洞并在冷却后产生固定作用。前述的，其中步骤f.锡球固定于各穿孔是将锡球逐一置入穿孔，并置于烤箱内以加温加压的方式，使锡球软化后填满并固定于各穿孔。前述的，其中步骤f.锡球固定于各穿孔是将锡球逐一置入穿孔，并置于加热板上以加温加压的方式，使锡球软化后填满并固定于各穿孔。本专利技术可有效降低影像感测组件封装后的体积，且单晶硅的基材有利于提升散热效果。此外，通过整个硅基材湿蚀刻批量制造的方式，在结合整个上面的封盖之后，也可以达到晶圆级封装的目的。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术封装结构的制程步骤示意2是本专利技术蚀刻步骤后基材外观示意3是本专利技术封装完成后的结构示意4是本专利技术的影像感测组件单体的外观示意5是现有的影像感测组件的结构示意6是现有的改进型影像感测组件的结构示意图具体实施方式请参阅图1及图4，本实施例的，其包括下列步骤a.备料选用单晶硅芯片为制程基材1。b.形成保护层将基材1置于炉管内，在基材1的两面以热氧化方式成长一层二氧化硅或者以沉积方式成长一层氮化硅作为一保护层11、12。c.定义蚀刻孔利用微影制程分别在基材1的两面以BOE湿蚀刻方式或RIE干蚀刻方式将部分保护层去除，使欲进行后续蚀刻的基材1表面区域裸露。d.蚀刻利用KOH或TMAH非等向性湿蚀刻方式，对基材1两面不具保护层11、12的部分进行蚀刻，将基材1蚀穿，而在基材1上半部角成一容置部13，并于基材1下半部形成数个穿孔14，如图2所示。e.形成电性绝缘层将完成蚀刻步骤的基材1置于炉管内，以热氧化方式成长一层二氧化硅或者以沉积方式成长一层氮化硅，在容置部13及各穿孔14周面，形成一电性绝缘层15。f.填满穿孔将锡球16逐一植入各穿孔14，并予以加温加压，在本实施例中是置于烤箱内或加热板上进行，当然亦可利用探针直接对锡球加温加热，使锡球16软化后填满并固定于各穿孔14。g.装置影像感测芯片将影像感测芯片2装置于容置部13，且位于各穿孔14之间，并在影像感测芯片2与各锡球16间打线17，以完成电性连接。h.封盖以一透明板18结合于基材1顶面的保护层11，而将影像感测芯片2封装于容置部13中，如此即完成影像感测组件的封装，如图3所示，之后再进行切割而形成影像感测组件的单体，如图4所示。由于本专利技术的封装方法中是以蚀刻方式在单硅晶材质的基材1上分别蚀刻出容置部13与数个穿孔14，容置部13可供装置影像感测芯片2，而且各穿孔14中可植入锡球16，在将锡球16加温加压后，便能使锡球16填满并固定于各穿孔14。如此一来，在影像感测芯片2与各锡球16间打线后，便能由各锡球16的底部与外部电路板的线路连接，因此，本专利技术不需如现有技术那样将金属向外延伸出基板来与电路板连接，而有效减少封装后的体积，更符合轻薄短小的需求。再者，本专利技术是以单晶硅芯片为制程基材，与现有技术使用塑料材料为基材相比，本专利技术所使用的单晶硅具有较佳的热传导性，而能提高影像感测芯片2的散热效率。综上所述，本专利技术确能达到减少影像感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体影像感测组件的封装方法，其特征在于，包括下列步骤：ａ．备料：选用单晶硅芯片为制程基材；ｂ．形成保护层：将基材置于炉管内，在基材的两面形成一保护层；ｃ．定义蚀刻孔：利用微影制程分别于基 材的两面，以蚀刻方式将部分保护层去除，使欲蚀刻的基材表面区域裸露；ｄ．蚀刻：利用非等向性湿蚀刻方式，对基材两面不具保护层的部分进行蚀刻，将基材部分蚀穿，而在基材上半部形成一容置部，并于基材下半部形成数个穿孔；ｅ．形成 电性绝缘层：将完成蚀刻步骤的基材置于炉管内，而在容置部及各穿孔周面形成电性绝缘层；ｆ．填满穿孔：将锡球逐一植入各穿孔，利用直接加温加压的方式，使锡球软化后填满并固定于各穿孔；ｇ．装置影像感测芯片：将影 像感测芯片装置于容置部，且位于各穿孔之间，并于影像感测芯片与各穿孔的锡球间打线，以完成电性连接；ｈ．封盖：以一透明板结合于基材顶面的保护层，而将影像感测芯片封装于容置部中。...

【技术特征摘要】
1.一种半导体影像感测组件的封装方法，其特征在于，包括下列步骤a.备料选用单晶硅芯片为制程基材；b.形成保护层将基材置于炉管内，在基材的两面形成一保护层；c.定义蚀刻孔利用微影制程分别于基材的两面，以蚀刻方式将部分保护层去除，使欲蚀刻的基材表面区域裸露；d.蚀刻利用非等向性湿蚀刻方式，对基材两面不具保护层的部分进行蚀刻，将基材部分蚀穿，而在基材上半部形成一容置部，并于基材下半部形成数个穿孔；e.形成电性绝缘层将完成蚀刻步骤的基材置于炉管内，而在容置部及各穿孔周面形成电性绝缘层；f.填满穿孔将锡球逐一植入各穿孔，利用直接加温加压的方式，使锡球软化后填满并固定于各穿孔；g.装置影像感测芯片将影像感测芯片装置于容置部，且位于各穿孔之间，并于影像感测芯片与各穿孔的锡球间打线，以完成电性连接；h.封盖以一透明板结合于基材顶面的保护层，而将影像感测芯片封装于容置部中。2.根据权利要求1所述的半导体影像感测组件的封装方法，其特征在于所述步骤b.形成保护层时是以热氧化方式成长一层二氧化硅作为保护层。3.根据权利要求1所述的半导体影像感测组件的封装方法，其特征在于所述步骤b.形成保护层时是以沉积方式成长一层氮化硅作为保护层。4.根据权利要求1所述的半导体影像感测组件的封装方法，其特征在于所述步骤c.定义蚀刻孔时是以BOE湿蚀刻方式对保护层进行蚀刻。5.根据权利要求1所述的半导体影像感...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹庆福，黄裕盛，
申请(专利权)人：邹庆福，黄裕盛，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]