封装结构及其形成方法与流程

    技术2026-09-15  1


    本技术涉及半导体封装领域,尤其涉及一种封装结构及其形成方法。


    背景技术:

    1、感光芯片(又称图像传感器)已被广泛应用于照相机、医疗器械、便携式电话、汽车及其他场合,通常用于将光学信号转化为相应的电信号。

    2、现有感光芯片一般会与基板一体封装形成感光芯片封装体或封装结构,以提高感光芯片的性能。而为了实现抗电磁干扰,需要对感光芯片表面和封装体的四个侧面镀膜形成电磁屏蔽层,由于感光芯片需要透光,在其表面制备电磁屏蔽层后,外界光信号无法投射到感光芯片内部。目前现有技术为,在感光芯片表面和封装体的四个侧面表面制备所电磁屏蔽层后,需要采用激光去除感光芯片表面的部分电磁屏蔽层以露出透光通道,但是这种方法会存在膜层残留,热效应等问题,不利于感光芯片的封装。


    技术实现思路

    1、本技术要解决的问题提供一种封装结构及其形成方法,以防止感光芯片封装过程中的膜层残留和热效应问题。

    2、为解决上述问题,本技术一实施例首先提供了一种封装结构的形成方法,包括:

    3、提供感光芯片,所述感光芯片包括相对的上表面和下表面以及位于上表面和下表面之间的侧面,所述上表面具有感光通道,所述下表面具有凸起的第一焊接凸块,所述侧面表面具有第一金属屏蔽层;

    4、提供基板,所述基板包括相对的第一表面和第二表面,将所述感光芯片的下表面朝下贴装在所述基板的第一表面上,所述第一焊接凸块与所述基板焊接在一起;

    5、形成包覆所述感光芯片和覆盖所述基板的第一表面的塑封层,所述塑封层的表面低于所述感光芯片的上表面,且所述塑封层暴露出所述感光芯片的上表面和并暴露出所述侧面表面的部分第一金属屏蔽层;

    6、在所述塑封层的上表面和侧面表面、所述基板的侧面表面、所述感光芯片的上表面以及所述部分第一金属屏蔽层的表面形成第二金属屏蔽层;

    7、研磨去除所述感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层,暴露出所述感光芯片的上表面,保留所述塑封层的上表面和侧面表面、所述基板的侧面表面、以及所述部分第一金属屏蔽层的表面的第二金属屏蔽层。

    8、在可选的一实施例中,所述感光芯片的下表面还具有凸起的第二焊接凸块,所述第一金属屏蔽层与所述第二焊接凸块电连接;所述基板中具有第三金属屏蔽层,所述第三金属屏蔽层的一端与所述第二焊接凸块电连接,所述第三金属屏蔽层的另一端与所述基板侧面表面的第二金属屏蔽层电连接。

    9、在可选的一实施例中,所述基板的第一表面具有若干第一焊盘,所述基板的第二表面具有若干第二焊盘,所述基板中具有金属线路,所述金属线路与所述第一焊盘和第二焊盘电连接;所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块与对应的第一焊盘焊接在一起;所述第三金属屏蔽层具有供部分金属线路穿过的通孔。

    10、在可选的一实施例中,所述第一金属屏蔽层、第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层的材料为金属或合金。

    11、在可选的一实施例中,还包括:提供电子元器件,将所述电子元器件贴装在所述感光芯片一侧或多侧的基板的上表面,所述电子元器件与所述基板电连接,且所述电子元器件贴装在所述基板的上表面的高度小于所述感光芯片贴装在所述基板的上表面的高度;所述塑封层还包覆所述电子元器件。

    12、在可选的一实施例中,所述电子元器件为半导体芯片、封装体、有源器件、无源器件中的一种或几种。

    13、在可选的一实施例中,所述侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片的形成过程包括:提供晶圆衬底,所述晶圆衬底包括相对的正面和背面;在所述晶圆衬底中形成若干感光芯片晶粒,相邻所述芯片晶粒之间形成凹槽,所述凹槽的开口位于所述晶圆衬底的正面,且所述凹槽的深度小于所述晶圆衬底的厚度;在所述凹槽的侧壁表面以及凹槽的开口外侧的感光芯片晶粒的部分下表面形成第一金属屏蔽层;在所述感光芯片晶粒的下表面形成所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块,所述第二焊接凸块与所述第一金属屏蔽层电连接;沿所述晶圆衬底的背面对所述晶圆衬底进行减薄,直至暴露出所述凹槽的底部,使得所述若干感光芯片晶粒分离,形成若干分立的侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片。

    14、在可选的一实施例中,所述侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片的形成过程包括:提供载板和若干感光芯片;将所述若干感光芯片的上表面贴装在所述载板上;在所述感光芯片的侧面和部分下表面形成第一金属屏蔽层;在所述感光芯片晶粒的下表面形成所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块,所述第二焊接凸块与所述第一金属屏蔽层电连接;移除所述载板,得到若干分立的侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片。

    15、在可选的一实施例中,形成包覆所述感光芯片和覆盖所述基板的第一表面的塑封层的过程包括:在所述基板的第一表面上形成覆盖所述感光芯片的塑封材料层;研磨去除部分所述塑封材料层,暴露出所述感光芯片的上表面;刻蚀去除部分研磨后的所述塑封材料层,使得剩余的塑封材料层的表面低于所述感光芯片的上表面,将所述剩余的塑封材料层作为塑封层。

    16、在可选的一实施例中,所述研磨去除部分所述塑封材料层时所采用的磨轮的目数为1800目-2200目;所述研磨去除所述感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层时所采用的磨轮的目数为3800目-4200目。

    17、在可选的一实施例中,形成包覆所述感光芯片和覆盖所述基板的第一表面的塑封层的过程包括:提供模具,所述模具的顶部内壁表面具有内凹的凹槽;将所述贴装有感光芯片的基板置于所述模具内,所述感光芯片的第一表面和部分侧壁表面嵌于所述模具的凹槽内;在所述模具中注入塑封料,形成所述塑封层,所述塑封层的表面低于所述感光芯片的上表面;移除所述模具,对所述塑封层进行固化。

    18、在可选的一实施例中,所述塑封层的表面与所述感光芯片的上表面的高度差大于所述第二金属屏蔽层的厚度。

    19、本技术另一实施例还提供了一种封装结构,包括:

    20、基板,所述基板包括相对的第一表面和第二表面

    21、感光芯片,所述感光芯片包括相对的上表面和下表面以及位于上表面和下表面之间的侧面,所述上表面具有感光通道,所述下表面具有凸起的第一焊接凸块,所述侧面表面具有第一金属屏蔽层,所述感光芯片的下表面朝下贴装在所述基板的第一表面上,所述第一焊接凸块与所述基板焊接在一起;

    22、包覆所述感光芯片和覆盖所述基板的第一表面的塑封层,所述塑封层的表面低于所述感光芯片的上表面,且所述塑封层暴露出所述感光芯片的上表面和并暴露出所述侧面表面的部分第一金属屏蔽层;

    23、位于所述塑封层的上表面和侧面表面、所述基板的侧面表面、以及所述部分第一金属屏蔽层的表面的第二金属屏蔽层。

    24、在可选的一实施例中,所述感光芯片的下表面还具有凸起的第二焊接凸块,所述第一金属屏蔽层与所述第二焊接凸块电连接;所述基板中具有第三金属屏蔽层,所述第三金属屏蔽层的一端与所述第二焊接凸块电连接,所述第三金属屏蔽层的另一端与所述基板侧面表面的第二金属屏蔽层电连接。

    25、在可选的一实施例中,所述基板的第一表面具有若干第一焊盘,所述基板的第二表面具有若干第二焊盘,所述基板中具有金属线路,所述金属线路与所述第一焊盘和第二焊盘电连接;所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块与对应的第一焊盘焊接在一起;所述第三金属屏蔽层具有供部分金属线路穿过的通孔。

    26、在可选的一实施例中,所述第一金属屏蔽层、第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层的材料为金属或合金。

    27、在可选的一实施例中,还包括:电子元器件,所述电子元器件贴装在所述感光芯片一侧或多侧的基板的上表面,所述电子元器件与所述基板电连接,且所述电子元器件贴装在所述基板的上表面的高度小于所述感光芯片贴装在所述基板的上表面的高度;所述塑封层还包覆所述电子元器件。

    28、在可选的一实施例中,所述电子元器件为半导体芯片、封装体、有源器件、无源器件中的一种或几种。

    29、在可选的一实施例中,所述塑封层的表面与所述感光芯片的上表面的高度差大于所述第二金属屏蔽层的厚度。

    30、本技术的技术方案的优点在于:

    31、本技术前述实施例中的封装结构及其形成方法,所述形成方法,在形成包覆感光芯片和覆盖基板的第一表面的塑封层,所述塑封层的表面低于所述感光芯片的上表面,且所述塑封层暴露出所述感光芯片的上表面和并暴露出所述侧面表面的部分第一金属屏蔽层后;在所述塑封层的上表面和侧面表面、所述基板的侧面表面、所述感光芯片的上表面以及所述部分第一金属屏蔽层的表面形成第二金属屏蔽层;研磨去除所述感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层,暴露出所述感光芯片的上表面,保留所述塑封层的上表面和侧面表面、所述基板的侧面表面、以及所述部分第一金属屏蔽层的表面的第二金属屏蔽层。本技术中,通过研磨去除所述感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层,暴露出所述感光芯片的上表面,相比于激光去除工艺,研磨工艺在所述感光芯片的上表面产生的膜层的残留物较少,对所述感光芯片上表面的损伤也较小,并且不会存在热效应问题。并且,所述第一金属屏蔽层和第二金属屏蔽层相互配合,可以实现封装结构中不同器件的分区屏蔽,防止相互之间的电磁干扰。

    32、进一步,在一实施例中,所述感光芯片的下表面还具有凸起的第二焊接凸块,所述第一金属屏蔽层与所述第二焊接凸块电连接;所述基板中具有第三金属屏蔽层,所述第三金属屏蔽层的一端与所述第二焊接凸块电连接,所述第三金属屏蔽层的另一端与所述基板侧面表面的第二金属屏蔽层电连接,所述第一金属屏蔽层与第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层配合,形成多个屏蔽腔(第一金属屏蔽层包围的区域为一个屏蔽腔,第一金属屏蔽层、第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层包围的区域为另一个屏蔽腔),实现封装结构内部的分区电磁屏蔽(即实现封装结构中不同器件之间的电磁屏蔽,防止器件之间的电磁干扰,比如实现感光芯片与基板上贴装的电子元器件之间的分区电磁屏蔽,防止感光芯片与所述电子元器件之间的相互电磁干扰)。且所述第一金属屏蔽层、第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层还能同时屏蔽封装结构外部的电磁信号对感光芯片和电子元器件的干扰。


    技术特征:

    1.一种封装结构的形成方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述感光芯片的下表面还具有凸起的第二焊接凸块,所述第一金属屏蔽层与所述第二焊接凸块电连接;所述基板中具有第三金属屏蔽层,所述第三金属屏蔽层的一端与所述第二焊接凸块电连接,所述第三金属屏蔽层的另一端与所述基板侧面表面的第二金属屏蔽层电连接。

    3.如权利要求2所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述基板的第一表面具有若干第一焊盘,所述基板的第二表面具有若干第二焊盘,所述基板中具有金属线路,所述金属线路与所述第一焊盘和第二焊盘电连接;所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块与对应的第一焊盘焊接在一起;所述第三金属屏蔽层具有供部分金属线路穿过的通孔。

    4.如权利要求2所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述第一金属屏蔽层、第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层的材料为金属或合金。

    5.如权利要求1或3所述的封装结构的形成方法,其特征在于,还包括:提供电子元器件,将所述电子元器件贴装在所述感光芯片一侧或多侧的基板的上表面,所述电子元器件与所述基板电连接,且所述电子元器件贴装在所述基板的上表面的高度小于所述感光芯片贴装在所述基板的上表面的高度;所述塑封层还包覆所述电子元器件。

    6.如权利要求5所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述电子元器件为半导体芯片、封装体、有源器件、无源器件中的一种或几种。

    7.如权利要求2所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片的形成过程包括:提供晶圆衬底,所述晶圆衬底包括相对的正面和背面;在所述晶圆衬底中形成若干感光芯片晶粒,相邻所述芯片晶粒之间形成凹槽,所述凹槽的开口位于所述晶圆衬底的正面,且所述凹槽的深度小于所述晶圆衬底的厚度;在所述凹槽的侧壁表面以及凹槽的开口外侧的感光芯片晶粒的部分下表面形成第一金属屏蔽层;在所述感光芯片晶粒的下表面形成所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块,所述第二焊接凸块与所述第一金属屏蔽层电连接;沿所述晶圆衬底的背面对所述晶圆衬底进行减薄,直至暴露出所述凹槽的底部,使得所述若干感光芯片晶粒分离,形成若干分立的侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片。

    8.如权利要求2所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片的形成过程包括:提供载板和若干感光芯片;将所述若干感光芯片的上表面贴装在所述载板上;在所述感光芯片的侧面和部分下表面形成第一金属屏蔽层;在所述感光芯片晶粒的下表面形成所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块,所述第二焊接凸块与所述第一金属屏蔽层电连接;移除所述载板,得到若干分立的侧面表面具有第一金属屏蔽层的感光芯片。

    9.如权利要求1所述的封装结构的形成方法,其特征在于,形成包覆所述感光芯片和覆盖所述基板的第一表面的塑封层的过程包括:在所述基板的第一表面上形成覆盖所述感光芯片的塑封材料层;研磨去除部分所述塑封材料层,暴露出所述感光芯片的上表面;刻蚀去除部分研磨后的所述塑封材料层,使得剩余的塑封材料层的表面低于所述感光芯片的上表面,将所述剩余的塑封材料层作为塑封层。

    10.如权利要求9所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述研磨去除部分所述塑封材料层时所采用的磨轮的目数为1800目-2200目;所述研磨去除所述感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层时所采用的磨轮的目数为3800目-4200目。

    11.如权利要求1所述的封装结构的形成方法,其特征在于,形成包覆所述感光芯片和覆盖所述基板的第一表面的塑封层的过程包括:提供模具,所述模具的顶部内壁表面具有内凹的凹槽;将所述贴装有感光芯片的基板置于所述模具内,所述感光芯片的第一表面和部分侧壁表面嵌于所述模具的凹槽内;在所述模具中注入塑封料,形成所述塑封层,所述塑封层的表面低于所述感光芯片的上表面;移除所述模具,对所述塑封层进行固化。

    12.如权利要求1所述的封装结构的形成方法,其特征在于,所述塑封层的表面与所述感光芯片的上表面的高度差大于所述第二金属屏蔽层的厚度。

    13.一种封装结构,其特征在于,包括:

    14.如权利要求13所述的封装结构,其特征在于,所述感光芯片的下表面还具有凸起的第二焊接凸块,所述第一金属屏蔽层与所述第二焊接凸块电连接;所述基板中具有第三金属屏蔽层,所述第三金属屏蔽层的一端与所述第二焊接凸块电连接,所述第三金属屏蔽层的另一端与所述基板侧面表面的第二金属屏蔽层电连接。

    15.如权利要求14所述的封装结构,其特征在于,所述基板的第一表面具有若干第一焊盘,所述基板的第二表面具有若干第二焊盘,所述基板中具有金属线路,所述金属线路与所述第一焊盘和第二焊盘电连接;所述第一焊接凸块和所述第二焊接凸块与对应的第一焊盘焊接在一起;所述第三金属屏蔽层具有供部分金属线路穿过的通孔。

    16.如权利要求14所述的封装结构,其特征在于,所述第一金属屏蔽层、第二金属屏蔽层和第三金属屏蔽层的材料为金属或合金。

    17.如权利要求13或15所述的封装结构,其特征在于,还包括:电子元器件,所述电子元器件贴装在所述感光芯片一侧或多侧的基板的上表面,所述电子元器件与所述基板电连接,且所述电子元器件贴装在所述基板的上表面的高度小于所述感光芯片贴装在所述基板的上表面的高度;所述塑封层还包覆所述电子元器件。

    18.如权利要求17所述的封装结构,其特征在于,所述电子元器件为半导体芯片、封装体、有源器件、无源器件中的一种或几种。

    19.如权利要求13所述的封装结构,其特征在于,所述塑封层的表面与所述感光芯片的上表面的高度差大于所述第二金属屏蔽层的厚度。


    技术总结
    一种封装结构及其形成方法,形成方法,在形成包覆感光芯片和覆盖基板的第一表面的塑封层,且塑封层暴露出感光芯片的上表面和并暴露出侧面表面的部分第一金属屏蔽层后;在塑封层的上表面和侧面表面、基板的侧面表面、感光芯片的上表面以及部分第一金属屏蔽层的表面形成第二金属屏蔽层;研磨去除感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层,暴露出感光芯片的上表面,保留其他位置的第二金属屏蔽层。本申请中,通过研磨去除感光芯片的上表面上的第二金属屏蔽层,相比于激光去除工艺,研磨工艺在感光芯片的上表面产生的膜层的残留物较少,损伤也较小,且不会存在热效应问题。并且,第一金属屏蔽层和第二金属屏蔽层相互配合,实现不同器件的分区屏蔽。

    技术研发人员:邢发军,田忠原,郏晓彤
    受保护的技术使用者:江苏长电科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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