| 标题 | TSV—CIS封装技术综述 |
| 范文 | 邢栗 王延明 张晨阳 摘 要：TSV-CIS封装技术是目前先进的封装技术，它可以有效降低中低端CIS封装成本，使得芯片面积达到最小，实现晶圆级封装。本文简单介绍了TSV-CIS封装技术工艺的背景、结构、工艺流程及沈阳芯源公司可以应用的机台等内容。 关键词：TSV-CIS封装技术；工艺流程 1 绪论 图像传感器是将光信号转换为电信号的装置。受益于照相手机（Camera Phone）的持续蓬勃发展，图像传感器市场未来的需求将不断攀升。与此同时，Skype 等网络实时通讯服务的流行、安全监控市场的兴起，以及全球汽车电子的快速成长，亦为图像传感器创造可观的应用规模。影像传感芯片主要有两种：CCD 和CMOS，前者由光电耦合器件构成，后者由金属氧化物器件构成。与CCD 相比，CMOS 影像传感器（CMOS Image Sensor即CIS）具有图框显示率快，高度的整合性（可减少周边组件使用量，降低系统成本），以及较低的功耗等特性，且CIS是标准工艺制程，在制造成本、产品售价方面具有明显的优势，因此CIS近年来在照相手机应用中得到快速发展，2008 年全球CIS出货数首次超越CCD 影像传感器出货数。未来几年，随着CIS技术的发展，CCD 技术在市场中所占比重將日益下降。 TSV技术是通过芯片和芯片之间制作垂直导通，实现芯片之间互联的最新技术。基于TSV技术的三维方向堆叠的集成电路封装技术（3D IC）是目前较新的封装技术，它具有最小的尺寸和质量，有效的降低寄生效应，改善芯片速度和降低功耗等特点。 从2007年3月日本的Toshiba公司首次展出的采用TSV-CIS晶圆级封装技术开始至今，这项技术不断吸引全球主要图像传感器厂商陆续投入进来。它可有效降低中低端CIS封装成本，目前在500万像素以下的CIS封装领域已经取代传统CSP封装成为主流技术。 沈阳芯源公司作为国内半导体装备制造产业链的龙头企业，为TSV-CIS封装技术做出了重大贡献，芯源公司自主研发生产的匀胶显影机、喷胶机、去胶机、清洗机、刻蚀机等多种设备均可在该工艺中发挥不可或缺的作用。 2 TSV-CIS封装技术 2.1 TSV-CIS封装技术结构 图1是某器件的TSV-CIS封装结构图。图中的 Si是半导体（Si）图像传感器集成电路芯片。涂覆在芯片正面四周的PAD上的树脂墙与光学玻璃连接，并在芯片正面与光学玻璃形成空腔。将芯片正面的金属PAD通过在背面打孔、金属镀覆、光刻刻蚀等技术垂直引向背面（即TSV技术）。在芯片背面将PAD重新分布，再制作BGA焊锡球。这种TSV-CIS封装技术使得芯片面积达到最小，实现晶圆级封装。 2.2 TSV-CIS封装技术工艺流程 经过小批量、中批量的生产型实验和不断的研究改进，TSV-CIS封装技术的工艺流程基本成熟。具体概括为：1树脂空腔形成--2树脂墙和硅晶圆正面对准压合--3硅晶圆背面减薄--4硅晶圆背面正面刻蚀、划道刻蚀--5硅背面盲孔制作--6电镀绝缘层--7盲孔处激光打孔--8溅镀铝层--9电镀光刻胶、刻蚀铝、去胶--10电镀金属层--11形成防焊层--12 BGA焊锡球成型&激光打标--13切割--14终检--15包装出货。 上述每步工艺流程又由N步工艺组成，需不同工艺设备完成。芯源公司自主研发生产的匀胶显影机、喷胶机、去胶机、清洗机、刻蚀机等多种设备均可在上述工艺中发挥不可或缺的作用。下面本文列举两个芯源设备可应用到的工艺环节。 ①树脂空腔形成工艺，此步工艺流程图为： 由流程图可见，沈阳芯源公司清洗机、匀胶显影机可应用其中。图2为此步工艺示意图及沈阳芯源公司设备图片。 ②硅晶圆背面正面刻蚀、划道刻蚀，此工艺工艺流程图为： 由流程图可见，沈阳芯源公司清洗机、匀胶显影机可应用其中（参见图3）。 由于本文篇幅有限，而可以应用到沈阳芯源公司设备的工艺步骤较多，其它工艺步骤本文不进行具体说明。总结如下表： 2.3 TSV-CIS封装技术工艺中SEM举例图片 图4为TSV-CIS封装技术工艺中SEM一些举例图片，分别为Si刻蚀、钝化、盲孔处激光打孔、导通线路。 3 结论 本文简单介绍了TSV-CIS封装技术工艺的背景、结构、工艺流程及沈阳芯源公司可以应用的机台等内容。TSV-CIS封装技术未来应用会更广泛，技术会更成熟。 |
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