[发明专利]多摄像头模组及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种多摄像头模组的装配方法。

背景技术

目前，主流的图像传感器（CIS：CMOSImageSensor）的封装方法包括：芯片级封装（ChipScalePackage，CSP）、板上集成封装（ChipOnBoard，COB）及倒装芯片封装（FlipChip，FC）。

CISCSP是一种目前普遍应用在中低端、低像素（2M像素或以下）图像传感器的封装技术，可采用Dielevel（芯片级）或Waferlevel（晶圆级）封装技术。该封装技术通常使用晶圆级玻璃与晶圆bonding并在晶圆的图像传感器芯片之间使用围堰隔开，然后在研磨后的晶圆的焊盘区域通过制作焊盘表面或焊盘面内孔侧面环金属连接的硅穿孔技术（TSV：ThroughSiliconVia）或切割后焊盘侧面的T型金属接触芯片尺寸封装技术，并在晶圆背面延伸线路后制作焊球栅阵列（BGA：BallGridArray），然后切割后形成单个密封空腔的图像传感器单元。后端通过SMT的方法形成模块组装结构。但是，CSP封装具有如下明显的问题：1影响产品性能：厚的支撑玻璃对光的吸收、折射、反射及散射对图像传感器尤其是小像素尺寸产品的性能具有很大的影响；2可靠性问题：封装结构中的构件之间的热膨胀系数差异及空腔内密封气体在后面的SMT工艺或产品使用环境的变化中出现可靠性问题；3投资规模大、环境污染控制要求大，生产周期较长，单位芯片成本较高尤其对于高像素大尺寸图像传感器产品。

CISCOB封装是一种目前普遍应用在高端、高像素产品（5M像素或以上）图像传感器的DieLevel（芯片级）封装技术。该封装技术把经研磨切割后的芯片背面bonding在PCB板的焊盘上使用键合金属导线，装上具有IR玻璃片的支架和镜头，形成组装模块结构。但是，COB封装如下明显的问题：1、微尘控制非常困难，需要超高的洁净室等级，制造维持成本高；2、产品设计定制化、周期长、灵活度不够；3不容易规模化生产；

CISFC封装最近兴起的高端、高像素（5M像素或以上）图像传感器的DieLevel（芯片级）封装技术。该封装技术把在焊盘做好金素凸块经研磨切割的芯片焊盘直接与PCB的焊盘通过热超声的作用一次性所有接触凸块与焊盘进行连接，形成封装结构。后端通过PCB外侧的焊盘或锡球采用SMT的方法形成模块组装结构。但是，FC封装如下明显的问题：1该封装对PCB基板要求很高，与Si具有相近的热膨胀系数，成本很高；2制造可靠性难度很大，热超声所有凸块与焊盘连接的一致性要求非常高，凸块与焊盘硬连接，延展性不好；3微尘控制难度大、工艺环境要求高，成本很高；

此外，以往的CIS模组的装配方法是：

步骤1，将图像传感器芯片焊接到电路板上，形成第一个部件；

步骤2，将镜头模块与套筒模块组装，形成第二个部件；

步骤3，将第一个部件和第二个部件组装，从而形成一个完整的摄像头模组。

此种摄像头模组的装配方法有如下缺点：对于摄像头模组而言，需要使用高精密的安装设备才能进行上述步骤3的精确安装，否则将影响到摄像头模组的成像效果，进而装配而成的摄像头模组的成品合格率不高；尤其是对于高像素的摄像头模组，使用普通的安装设备很难较好地完成上述步骤3的精确安装，使得高像素的摄像头模组的成像效果受到较大影响，所成图像的成像质量较差，尤其是图像四周的成像质量明显不好。

并且，在采用金属导线键合的图像传感器芯片封装工艺中，通常先将图像传感器芯片固晶（例如粘附）到转接板（柔性电路板）上，然后进行键合焊线，将金属导线的第一端连接于图像传感器芯片的焊盘上，第二端连接于转接板上，由此实现图像传感器芯片和转接板的电气连接，然后再将封装后的图像传感器芯片通过转接板上的引线或锡球连接到电路板上。

现有导线键合方法容易造成封装后的结构灵活性较差，摄像头模组的后续装配精度要求高，镜头和图像传感器芯片的相对位置难以控制影响摄像头模组的性能；而且由于现有方法的流程较长，封装效率较低，导致图像传感器芯片较长时间暴露于空气中，需要多次的检测和清洗，降低良品率，增加摄像头模组的成本。尤其是，对于一些金属导线第二端采用其他工艺进行连接的图像传感器芯片，需要一种新的键合方法和装置，以使导线的第一端连接于图像传感器芯片的焊盘，第二端悬空于图像传感器芯片之外。