CIS Senser手机摄像头感光芯片COB封装工艺流程

2023-10-19 15:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.简介

摄像头模组封装技术主要有CSP(ChipSize Package),COB(chip on board),FC(flip chip),MOB(modeling onboard)/MOC(modeling on chip),CMP(chip modeling package)等；COB（chipon board）即基板上芯片封装技术。将裸芯片用导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现电气连接。

图1 摄像头模组

COB封装应用于高像素（5M以上）图像传感器芯片级封装，该技术把研磨后的芯片背面bonding在PCB板固定位置上，然后使用金线键合，装上具有IR玻璃片和支架级镜头，形成组装模组结构。Camera模组主要由以下几部分组成。

(1)镜头（lens）部分：其作用是过滤不可见光，让可见光部分进入到达CIS芯片，相当于一个带通滤波器；对镜头来讲，一个镜头只适用于一种传感器，且一般镜头尺寸和sensor尺寸一致。

(2)基座：起到支撑VCM和保护CIS作用；

(3)CIS部分：sensor仍采用Bayer阵列结构，有RGB/YUV信号；（4）(4)PCB部分：固定CIS芯片，电气连接及信号传输作用；导电布是以纤维布为基材，经过前置处理后施以电镀金属层使其具有金属特性而成为导电纤维布，可分为：镀镍，镀金，镀碳导电布，铝箔纤维复合布等，具有良好的电磁波屏蔽效果，广泛应用于电子产品的防静电（ESD），EMI/EMC等。

图2 COB主要工艺步骤

Processflow：来料检-FPC刷锡膏-FPC贴芯片-reflow-放基座-点underfill胶-上镜头-镜头焦距上胶固定-UV烘烤-功能测试

2.package main process 2.1 DB（Die bond）技术

Diebond是将切割好的芯片放置在框架（leadframe），并用银胶（Epoxy）粘附固定的一种工艺。

基本原理：框架经定位后，在需放置芯片位置点上银胶（即点胶），接着移动到下一位置，等芯片放置其上。由取放臂将切割好的芯片一颗颗放置在已点胶的位置，贴芯片后框架经轨道送至料盒内。

总体流程为：PCB真空吸附-点胶-顶针顶起芯片-吸嘴吸取芯片-放置芯片-取消真空吸附-银胶固化；

所需材料:银胶,基板,画胶针,烤箱或热板,Ejector Pin（顶针）,nozzle,机台Parameter（参数）；

银胶成分为环氧树脂填充金属粉末(Ag),厚度约1~2mil(25.4~50.8um); 有三个作用：将die固定子啊die pad上，散热作用，导电作用；-50℃以下存放，使用之前回温24小时；

银浆固化：125℃，1小时，N2环境，防止氧化；

画胶图形:画胶主要有针式转移和压力注射法，针式转移法：用针从容器里取一小滴粘剂点涂在PCB上，效率高。压力注射法：将胶装入注射器内，施加一定的气压将胶挤出来，胶点的大小有注射器喷口口径大小及加压时间和压力大小，粘度有关，此工艺一般用在滴粘机或die bond自动设备上；

DB的不良模式及控制方法（胶水覆盖率>75%,不得污染PAD）

图5 DB不良模式

2.2 WB（wire bond）技术

原理：指利用超声波，热，荷重三大要素以及其他因素使相接触的两种金属间（如金/铝，金/银等）发生原子扩散，形成金属化合物或合金，达到可靠连接。

超声波（US）：促进两金属间原子相互扩散，可使相接触两金属表面产生少量热量；热（temperature）：软化两相接触金属，加速金属间原子扩散，去除金属表面湿气；荷重（Force）:使两金属紧密接触，使金属发生延伸变形；

2.2.1 wire bond组成因素

WB主要由chip/PCB/焊线机台/劈刀/金线/热压板/导线架等组合而成；利用高纯度的金线（Au）,铜线（Cu）或铝线（Al）把PAD和lead通过焊接的方法连接起来，pad是芯片上电路的外接点，lead是leadframe上的连接点。位于芯片端的为第一焊点（Firstbond）,位于导线架（leadframe）端的为第二焊点（secondbond）。一般铝线焊点为椭圆形，金线焊点为球形；

Capillary:陶瓷劈刀，WB工艺中核心的一个bondingtool，内部为空心，中间穿上金线，并分别在芯片的pad和leadframe的lead上形成第一和第二焊点；

EFO:打火杆，用于在形成第一焊点时的烧球，打火杆打火形成高温，将外露于capillary前端的金线高温融化成球形，以便在pad上形成第一焊点（bondball）;

BondBall:第一焊点，指金线在cap作用下，在pad上形成的焊接点，一般为一个球形；

Wedge：第二焊点，指金线在cap作用下，在leadframe上形成的焊接点，一般为月牙形；

WB四要素：压力（force），超声（USGPOWER）,时间（time），温度（temperature）；

目前WB主要有三种形式，（1）normal型（2）BBOS：为增加结合度，在第二焊点处再压上一颗球，称之为BBOS；（3）BSOB：或先压上一颗球，再把第二焊点接合在球上，称之为BSOB;