晶圓級(jí)攝像頭模組（Wafer Level Camera, WLC）是由基于硅通孔（ThroughSilicon Via, TSV）圖像傳感器芯片和晶圓級(jí)鏡頭（Wafer Level Optics，WLO）組裝起來(lái)形成的攝像頭模組。與傳統(tǒng)攝像頭模組相比，WLC最突出的特點(diǎn)在于輕薄化。傳統(tǒng)攝像頭由10-20個(gè)組件組成，高度5.2-6.0mm，成為限制手機(jī)輕薄化的瓶頸環(huán)節(jié)。而WLC僅由簡(jiǎn)單的3個(gè)組件組成，高度在2.7-3.3mm。在標(biāo)準(zhǔn)品且量大的情況下，WLC的全自動(dòng)化半導(dǎo)體制造工藝可以體現(xiàn)出低成本優(yōu)勢(shì)。如今，高像素?cái)z像頭已經(jīng)成為生活中的必需品，這就對(duì)WLC的發(fā)展提出新的要求以及動(dòng)力。

晶圓級(jí)攝像頭模組


晶圓級(jí)攝像頭模組通過(guò)TSV技術(shù)封裝好的圖像傳感器，WLO和外殼組裝成型，因此提高組裝工藝水平和可靠性是提高WLC量產(chǎn)良率的關(guān)鍵。本文針對(duì)晶圓級(jí)攝像頭模組組裝工藝主要完成了以下研究工作：


（1）晶圓級(jí)攝像頭模組結(jié)構(gòu)應(yīng)力仿真。針對(duì)攝像頭模組采用的平行點(diǎn)膠方式與四邊形點(diǎn)膠方式組裝的攝像頭模組建立對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分布模型，并且在兩種組裝結(jié)構(gòu)上外加一定的拉力來(lái)迸一步模擬研究拉力條件下的應(yīng)力分布情況。


（2）優(yōu)化WLC模組組裝的工藝。選取TSV封裝的芯片和WLO組件進(jìn)行組裝，研究了模組組裝工藝中的點(diǎn)膠工藝，清洗工藝等環(huán)節(jié)。重點(diǎn)研究了不同的膠水材料的粘結(jié)性能；討論了不同清洗方法對(duì)組裝器件的工藝影響，比較了不同回溫次數(shù)對(duì)攝像頭模組組裝完成后膠水粘結(jié)性能的影響。


（3）模組的可靠性測(cè)試分析。開展了產(chǎn)品推拉試驗(yàn)，高溫存儲(chǔ)試驗(yàn)，溫度沖擊試驗(yàn)，恒定濕熱試驗(yàn)，自由跌落試驗(yàn)。對(duì)影響可靠性的因素進(jìn)行分析，進(jìn)一步通過(guò)熱應(yīng)力仿真研究失效的機(jī)理，依據(jù)可靠性分析結(jié)果改進(jìn)了組裝工藝制程，從而提高了封裝器件的可靠性以及良率。


通過(guò)研究工作，在有效減薄攝像頭模組的前提下，優(yōu)化了包括點(diǎn)膠，清洗等工藝制程；并且通過(guò)該攝像頭模組的應(yīng)力仿真模型，結(jié)合對(duì)器件的各項(xiàng)可靠性測(cè)試結(jié)果，篩選出了最適宜晶圓級(jí)攝像頭模組組裝的膠水材料和組裝工藝制程。最終運(yùn)用到規(guī)模化晶圓級(jí)模組組裝生產(chǎn)中，達(dá)到了規(guī)模化牛產(chǎn)的良率要求。