CN111261647B - 一种透光盖板、光学传感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种透光盖板、光学传感器及其制造方法,属于传感器领域。通过选择在玻璃内部形成切割道并且在表面形成未完全固化。由此可以方便地制作用于光学传感器封装的玻璃盖板,从而使得光学传感器的封装制作的工艺成本更低、对设备要求低,且由此获得产品的良率提高。
Description
技术领域
本申请涉及传感器领域,具体而言,涉及一种透光盖板、光学传感器及其制造方法。
背景技术
接触式图像传感器(Contact Image Sensor,简称CIS)是一种新型的线型图像传感器。CIS是继电荷耦合元件(Charge-coupledDevice,简称CCD)之后,这几年来研究和开发的光电耦合器件。CIS是这样一种处理电子器件,其能够将对图像的光学信号进行感知,并转换成电子信号。
目前,CIS广泛应用于如智能终端、相机、扫描态势感知等领域。为了提高基于其的制成品/产品的成像质量和实用性,这种器件在设计之初一般需要进行封装后,再安装在终端设备之中。
然而,现有的封装工艺过于复杂,生产效率相对较低。此外,封装结构较为复杂,制造过程中良品率不易控制。
发明内容
基于上述的不足,本申请提供了一种透光盖板、光学传感器及其制造方法,以部分或全部地改善、甚至解决相关技术中器件的封装问题。
本申请是这样实现的:
在第一方面,本申请的示例提供了一种应用于光学器件封装工艺中,以制造透光盖板的方法。
该方法包括:预处理透光面板,以在透光面板内部形成切割道,且在表面形成未完全固化的胶水;沿切割道将透光面板分开,以形成多个玻璃单片,且每个玻璃单片均具有未完全固化的胶水。
结合第一方面,在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中,在预处理透光面板的步骤中,切割道在未完全固化的胶水之前形成。
可选地,切割道是通过激光隐形切割实现的。
可选地,激光隐形切割设备的工作条件为:最大输出功率5KW,进给速度600mm/s以上,运行精度2微米以内,θ旋转达到380度。
可选地,形成切割道之后,形成未完全固化的胶水之前,还包括对透光面板的表面进行清洗和干燥。
结合第一方面或第一方面的第一种实施方式,在本申请的第一方面的第二种可能的实施方中,未完全固化的胶水是通过丝网印刷将胶水转移至透光面板的表面的指定位置,再通过控制固化条件使其非完全固化而实现。
可选地,通过丝网印刷将胶水转移至透光面板的表面的指定位置的方法包括:将胶水涂覆于丝网,随后覆盖在透光面板的表面,并通过刮动方式使胶水通过丝网的网孔渗透到透光面板的表面。
可选地,丝网是聚脂丝网或钢丝网,丝网厚度为25微米至80微米,丝网的交织缝隙为在200目至400目之间。
可选地,胶水选择为热固化胶,固化条件包括加热温度和加热时间。
结合第一方面,在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式中,沿切割道将透光面板分开的方法包括:将在内部具有切割道的透光面板固着于承载膜,通过使承载膜延展而对透光面板施加作用力,使切割道受到集中的应力并发育为贯穿透光面板的裂痕,以分裂透光面板。
在第二方面,本申请的示例提供了一种透光盖板。
该透光盖板定义有厚度方向,且具有与厚度方向垂直的表面,并且表面在周缘处具有未完全固化的胶水。
在第三方面,本申请的示例提供了一种制造光学传感器的方法,其包括:获得板载组件,板载组件包括基板、固定于基板的感光芯片,且芯片与基板通过金属线连接彼此的管脚;将透光盖板通过未完全固化的胶水贴装在板载组件的芯片的感光区域;使未完全固化的胶水彻底固化;其中,透光盖板由前述第一方面涉及的方法制备或者来自于前述第二方面中的透光盖板。
结合第三方面,在本申请的第三方面的第一种可能的实施方式中,方法包括:使用绝缘胶水对基板上未被感光芯片和透光盖板覆盖的区域进行填充并固化。
结合第三方面的第一种实施方式,在本申请的第三方面的第二种可能的实施方中,绝缘胶水固化后呈柔性,非导电且固化后呈柔性的胶水的固化后的相对于基板的高度小于感光芯片和透光盖板的高度之和。制造方法包括在绝缘胶水固化后,在绝缘胶之上进行塑封并保持与透光盖板顶部齐平。
结合第三方面,在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式中,基板背面值锡球。
可选地,锡球是通过回流焊而固化焊接在基板。
在第四方面,本申请提供了一种光学传感器,其包括板载组件、玻璃盖、固化的软质胶以及可选的塑封胶。
其中,板载组件包括基板、感光芯片以及锡球。感光芯片和锡球分别固定在基板的正面和背面,且感光芯片和锡球之间是电性连接的。玻璃盖通过胶水贴装在感光芯片的感光区域。固化的软质胶结合于基板的正面,且与感光芯片和玻璃盖侧面结合。可选的塑封胶,塑封胶是硬质的且形成在软质胶的顶部。
在以上实现过程中,本申请实施例提供的用于光学传感器的遮光盖板的制作方法通过在玻璃内部进行切割道的预先形成,并制作未完全固化的胶水,然后再根据切割道将玻璃进行分裂,从而形成多个可以独立使用的玻璃盖板。这样的工艺可以显著地提高玻璃盖板的成品率和良品率,且能够进行批量化的生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的一种光学传感器的结构示意图。
图标:1-玻璃盖;2-塑封体;3-胶层;4-绝缘胶;5-基板;6-粘合胶;7-感光区域;8-焊线;9-芯片PAD;10-CIS芯片;11-基板PAD;12-锡球;100-光学传感器。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的一种透光盖板、光学传感器及其制造方法进行具体说明:
对于光学器件如光学传感器、摄像头等设备而言,通常具有光敏元件(如感光芯片)和用于覆盖保护该光敏器件的透光部件(如玻璃面板)。而基于集成度和设备整体结构的稳定性方面的考虑,往往需要对光敏元件和透光部件进行紧密的贴合和固定。其中,光敏元件通过包括感光区域和非感光区域。透光部件覆盖在光敏元件之上,且通过胶水粘合在光敏元件的非感光区域,从而将透光部件与光敏元件的感光区域适当间隔并对其实现保护。目前,通常选择在光敏元件表面的非感光区域涂布胶水,然后将光敏元件覆盖在其上,再进行固化。然而,这样的封装操作复杂度相对较高,使得工艺实施难度较大,封装的器件的良品率不高。
发明人经过研究发现,前述问题的一个主要因素在于光敏元件的体积和表面积相对较小,因此,对其的操作精度要求高、难度大。并且,光敏元件的感光区域是相对“羸弱”的,其容易受到污染、损坏等。因此,对其的涂胶或者制作垫层等支撑结构都需要非常小心、谨慎。并且,另外一个潜在的威胁是:透光部件损害或者失效。例如,透光部件的脱落、松动等等。
鉴于这样的现实状况,发明人提出了一种用以制作光学传感器的透光盖板的制作方法。
该方法包括下述步骤:
步骤S101、提供透光面板。
其中的透光面板可以是玻璃(无机玻璃或有机玻璃),或者树脂、塑料等各种适用于光学传感器的材料。进一步地,透光面板还可以基于前述的材料结合其它功能层的组合体。例如,玻璃板结合偏光膜、滤光膜、防刮膜,其中偏光膜、滤光膜也可以分别是单层或多层,且与玻璃板的结合方式也可以有不同的选择。例如,偏光膜和滤光膜均为一层且分别位于玻璃板的两侧。上述的玻璃板与其它膜层的结合方式可以是真空贴合或者胶合或者蒸镀,等等。
透光面板的厚度和表面积尺寸可以根据的工艺要求进行选择性配置,而无需特别的限定。例如,透光面板的可以是240mm*76.3mm的长方形,或77mm*77mm的正方形。这通常可以对应于半导体工艺制程中的印刷设备。或者,透光面案也可以根据晶圆的尺寸(8吋、12吋)进行的适当选择。
需要指出的是,透光面板表面是清洁的将有助于后续的处理,因此,其可以预先经过清洁。
步骤S102、预处理透光面板,以在透光面板内部形成切割道,且在表面形成未完全固化的胶水。
有别于当前通常所采用的方法,本申请示例中并未选择直接地将透光面板切割为对应于光敏元件的单颗盖板的方案。示例中,通过预处理,在透光面板内部形成切割道。这些切割道可以是一些隐裂纹或者内部缺陷如热损伤、应力集中区,等等。这些在内部的切割道可以在后续持续发育或集合,进而导致透光面板分裂为多个单颗样品。需要指出的是,该部分所述的“单颗样品”并非意在限定该分裂形成小尺寸的透光材料只能对应于一个光敏元件使用。其也可以对应于多个光敏元件,由此,当使用其封装多个光敏元件后可以再次通过适当的如切割操作而将多个光敏元件分离,从而可以实现一次大量地生产多个基于光敏元件的封装器件。
作为一种具体的示例,切割道可以通过激光隐形切割的方式实现。激光隐形切割通过激光光束在工件内部聚焦,从而通过高能光斑对内部进行照射以形成分割用的改性或改质区域,然后可对其施以外力将其分割成更小的单元。其中的激光隐形切割设备的工作条件可以被限制为:最大输出功率5KW,进给速度600mm/s以上,运行精度在2微米以内,θ旋转达到380度。
切割道的具有数量、形状、分布方式等可以根据后续所需要的玻璃单颗样品的数量、形状以及透光面板的原始尺寸进行对应设计,并无特别的限定。例如,以正方体形的玻璃材质的透光面板为例、正方体形的玻璃单颗样品,切割道可以是在透光面板内部交叉的十字形切割道。由于形成切割道的操作可以带来污染或者机械损伤等,因此,形成切割道之后,可以对透光面板的表面进行清洗和干燥。
除此之外,预处理除了在透光面板内部形成切割道,其还包括在透光面板的表面制作未完全固化的胶水。胶水可以通过刮涂、印刷、喷涂等方式转移到透光面板的表面,本申请示例中选择印刷的方式进行如此操作。即,该未完全固化的胶水是使用丝网印刷将胶水转移至透光面板的表面的指定位置(后续能够与光敏元件的非感光区域对应),再通过控制固化条件使其非完全固化而实现。示例性地,胶水涂覆于所需规格的丝网,随后将其覆盖在透光面板的表面,并通过刮动方式使胶水通过丝网的网孔渗透到透光面板的表面。其中所使用的丝网是根据材质的不同可以选择为聚脂丝网或钢丝网。该丝网的厚度例如为25微米至80微米,且丝网的交织缝隙可以限定在200目至400目之间。
需要说明的是,对于透光面板而言,其通常是板状结构,且为薄板结构。即其长度和宽度均明显地大于其厚度。并且,当该透光面板被后续分裂为单个单颗样品时,其长度和宽度通常也明显地大于其厚度。因此,对透光面板的该结构的阐述,本申请所涉及的透光面板的用于供未完全固化的胶水附着的表面,主要是指其在厚度方向的两个表面中的任意一个或两个。另外,基于方便后续分裂透光面板,其内部的切割道和胶水的制作步骤的顺序通常可以被限定为切割道在胶水制作之前形成。
进一步地对于胶水的未完全固化的实现方式可以根据胶水的固化方式对应进行调节。例如当胶水为热固化胶时,则可以对其进行加热,并对加热温度和加热时间选择性地进行控制和调整。当胶水为光固化胶时,则可以对其进行光照,而光照的时间、强度等选择性控制和调整。一些示例中,未完全固化的胶水,可以是半固化。对于未完全固化的胶水可以进行下述直观的判断:如对于热固化胶水而言,针对胶水特性进行烘烤/加热,使其处于液态和完全固化状态之间,使其既不会因为液态状态而在“玻璃盖切割/分裂”工序被冷却水稀释甚至冲掉,也不会因为完全固化状态无法在“贴装玻璃盖”工序完成软化并贴装。或者,根据胶水固化后的硬度或其固化度等指标对其进行固化程度进行控制。
步骤S103、沿切割道将透光面板分开,以形成多个玻璃单片,且每个玻璃单片均具有未完全固化的胶水。
通过上述处理步骤,透光面板在内部具有切割道,在表面具有未完全固化的胶水。在该步骤将大尺寸的透光面板分裂为多个单颗样品。由此,小尺寸的单颗样品的外型、尺寸满足与光敏元件相适应,同时,其至少一个表面具有未完全固化的胶水。此时,其可以被直接用于贴装在光敏元件表面,然后通过其它选择性适用的封装工艺实现对光敏元件的封装。
在本步骤中,由于透光面板内部已经形成切割道,并且这些切割道也是透光面板内部的“薄弱”部分,通过对透光面板施加作用力,可以使其从这些“薄弱”部分开始破坏,进而分裂开。可选地,对透光面板施加与厚度方向垂直的作用力使其被向四周“拉扯”而“裂开”。基于透光面板均匀化受力的考虑,可以将在内部具有切割道的透光面板固着于承载膜。然后,使承载膜四周相对均匀地延展而对透光面板施加作用力,使切割道受到集中的应力并发育为贯穿透光面板的裂痕,以分裂透光面板。即通过将透光面板附着在贴片膜,利用贴片膜扩展时的张力使其分开。
通过该操作可以由大尺寸的透光面板获得小尺寸的透光盖板。并且在透光盖板的厚度方向,其与厚度方向垂直的表面在周缘处具有未完全固化的胶水。由此,胶水之间的区域为透光盖板的透光区域,其可以与光敏元件的感光区域相对;透光盖板的胶水附着部分为非透光区域,其可以与光敏元件的非感光区域相对。透光过将透光盖板和光敏元件以上述方式对位,然而使透光盖板的胶水完全固化,即可实现两者结合。且透光盖板和光敏元件之间通过固化胶水形成隔离,可以避免感光区域的损坏。
相应地,基于上述透光盖板和其应用方式,可以设计一种制造光学传感器的方法。
该方法包括:
步骤S201、获得板载组件,板载组件包括基板、固定于基板的感光芯片,且芯片与基板通过金属线连接彼此的管脚。其中的基板通常为引述电路板即PCB板,感光芯片例如是CIS芯片。
步骤S202、将透光盖板通过未完全固化的胶水贴装在板载组件的芯片的感光区域。示例性,选择透光盖板正对于板载组件下放至于芯片贴装,以使贴装透光盖板四周相对于芯片该高度或者空间位置的一致、精确。
步骤S203、使未完全固化的胶水彻底固化。
进一步地,通常可以选择对上述所获得的组件,进行进一步的封装,例如在基板的芯片周围涂覆胶水,使其将芯片和透光盖板的周围完全被包裹。由此,绝缘胶水对基板上的未被感光芯片和透光盖板覆盖的区域进行填充,然后进行固化,从而对芯片和透光盖板进行进一步的防护、固定。
在另一些示例中,基于外型光滑或规整的需要,绝缘胶水选择为固化后呈柔性的胶水材料。并且,该非导电且固化后呈柔性的胶水的固化后的相对于基板的高度小于感光芯片和透光盖板的高度之和。在此基础之上,绝缘胶水固化后,在绝缘胶之上进行塑封并保持与透光盖板顶部齐平。
塑封用的绝缘胶通常是硬质的,其可以起到相对更优的保护效果,如防刮伤。此外,由于软质胶水和硬质胶水的配合,且软质胶水位于硬质胶水和基板之间。软质胶水可以起到减震、缓冲作用,减轻从硬质胶水施加的挤压、撞击作用。此外,作为封装完成且可以使用的器件,在基板背面值锡球/锡珠。作为一种可替代的示例性方案,锡球是通过回流焊而固化焊接在基板。
由此,本申请示例可以提供这样一种光学传感器,其包括下述结构板载组件、玻璃盖、固化的软质胶以及塑封胶。
其中,板载组件包括基板、感光芯片以及锡球。感光芯片和锡球分别固定在基板的正面和背面。感光芯片的管脚和锡球之间是电性连接的,具体通过基板内部的埋设的导电通路连接,且在连接位置分别通过基板PAD和芯片PAD实现接触。玻璃盖通过胶水贴装在感光芯片的感光区域之上。固化的软质胶(绝缘胶)结合基板的正面,且与感光芯片和玻璃盖侧面结合。塑封胶是硬质的且形成在软质胶的顶部。
总体上而言,本申请基于CIS芯片的工作原理,利用印刷胶层将CIS芯片支撑起来并且印刷的胶水可以对芯片的感光区进行密封保护,然后通过固定区域裸露的包封方式将产品包裹起来,以达到CIS芯片光感区透光率的要求。
为了使本领域技术人员更易于实施本申请方案,以下就具体方案进行说明。
参阅图1,光学传感器100包括玻璃盖1、塑封体2、胶层3、绝缘胶4、基板5、粘合胶6、感光区域7、焊线8、芯片PAD9、CIS芯片10、基板PAD11、锡球12。
其中,玻璃盖(板)用于提升感光区透光率以及对CIS芯片的保。塑封料用于保护传感器免受外部因素影响,提高产品的可靠性。胶层用于将透明的玻璃盖支撑起来,以防止外部因素影响芯片感光区域。另外胶层还起到保护芯片表面免受塑封操作过程中的溢胶影响,并且为玻璃盖板与芯片提供连接/固接作用。绝缘胶用于保护芯片电路和焊线,并起到固定保护玻璃盖板的作用。基板用于承载芯片和电路的内/外部连接。粘合胶用于将芯片粘合在基板上面。感光区作为CIS芯片收集外界的图像信号并将其转换为内部电子信号。焊线用于焊线在芯片上面的连接点。芯片PAD通过焊线使芯片与基板之间电连接。CIS芯片为集成电路芯片,主要包括电路和感光区。基板PAD用于焊线在基板上面的连接点。锡球位于基板背面,用于光学传感器组装上板(PCB)连接。
该光学传感器的制作工艺流程可以如下方法1所示。
方法1.磨划→装片→焊线→玻璃盖激光隐形切割→玻璃盖预处理→玻璃盖胶水印刷→胶水半固化→玻璃盖扩片分离→贴装玻璃盖→烘烤→胶水覆盖→包封→印字→植球→成品切割。
在部分示例中,作为一种可选的方案,其可以采用下述方法2的工艺流程制作。方法2.磨划→装片→焊线→玻璃盖预处理→玻璃盖胶水印刷→胶水半固化→玻璃盖刀片切割→贴装玻璃盖→烘烤→胶水覆盖→包封→印字→植球→成品切割。
方法1中各个步骤被详述如下。
步骤1.磨划:将整片晶圆磨片至工艺控制厚度,再通过划片机切割成单颗芯片。
步骤2.装片:将单颗芯片贴装到基板正面,再通过烤箱烘烤固化连接。
步骤3.焊线:通过焊线机将基板电路和芯片电路用金属线进行连接。
步骤4.玻璃盖激光隐形切割:使用激光切割设备,将整片玻璃内部切出预设定好的切割道,此时玻璃没有单颗完全分离开,但已形成可供“玻璃盖扩片分离”在外力作用下应力集中的切割裂痕。
步骤5.玻璃盖预处理:玻璃盖整片进行去离子水清洗并烘干。
步骤6.玻璃盖胶水印刷:将胶水涂覆在特制的丝网上面,然后利用刮胶刀将胶水从丝网开孔位置渗透到玻璃盖指定的位置。
步骤7.胶水半固化:针对胶水特性进行烘烤,使其处于液态和完全固化状态之间,目的在于既不会因为液态状态在“玻璃盖切割”工序被冷却水稀释甚至冲掉,也不会因为完全固化状态无法在“贴装玻璃盖”工序完成软化并贴装。
步骤8.玻璃盖刀片切割:通过切割工艺将透明的玻璃盖切割成单颗样品。
步骤9.玻璃盖扩片分离:将玻璃盖整片贴装在承载膜上,使用扩片设备将膜向外拉伸扩张,使玻璃盖单颗完全分离开。
步骤10.贴装玻璃盖:将已经印刷的透明玻璃盖板贴装到CIS芯片指定位置,确保感光区域周围有支撑胶覆盖。
步骤11.烘烤:参考玻璃盖印刷的胶水特性制订详细的烘烤工艺参数,使印刷后的胶水完全固化。
步骤12.胶水覆盖:通过非导电胶水的柔软特性,将产品内部结构进行固化保护。
步骤13.包封:根据客户不同需求可以选择是否在胶水表面再用模具进行塑封料包封,保证成品表面平整美观,同时增加可靠性。
步骤14.印字:通过激光烧灼在产品指定区域刻画印字信息。
步骤15.植球:将锡球粘贴到基板背面,再通过回流焊进行固化焊接。
步骤16.切割:通过刀片将整条基板切割成单颗应用产品。
上述步骤中,对于制作玻璃盖所涉及的治具、相关设备、工艺可以在以下的详述描述中公开。
1、参考CIS芯片感光区域制作印刷的丝网。丝网可使用聚酯丝网和钢丝网两种,丝网的厚度需要控制在25μm-80μm,丝网的交织缝隙需要控制在200-400目之间。
丝网印刷设备:印刷精度保证在20μm以内。4.5.印刷胶水的选择。印刷工序:印刷胶水可以满足多次连续印刷,且在玻璃盖板上能够形成固定的清晰的成型效果。胶水半固化/刀片切割工序:印刷胶水具有可半固化特性,在一定烘烤条件下处于液态和完全固化状态之间,在刀片切割工序不会被冷却水稀释甚至冲掉。
2、玻璃盖原始尺寸设计可依据切割设备最大能够支持的尺寸,一般可以采用Wafer/晶圆通用尺寸(如:8吋、12吋)。并且其也可根据印刷设备进行定制。一般可以用半导体封装常用的基板尺寸或正方形尺寸(如240mm*76.3mm或者77mm*77mm等)。
激光切割设备:最大输出功率能够达到5KW,进给速度600mm/s以上,针对不同的形状可以编程切割,XY运行精度需要控制在2um,θ旋转需要支持380度。
3、贴装玻璃盖工序中,印刷胶水具有可半固化特性,在半固化后继续加热可以再次融化并完成玻璃盖与芯片的粘接功能。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种制造光学传感器的方法,其特征在于,所述方法包括:
获得板载组件,所述板载组件包括基板、固定于基板的感光芯片,且芯片与基板通过金属线连接彼此的管脚;
将透光盖板通过未完全固化的胶水贴装在所述板载组件的芯片的感光区域;
使所述未完全固化的胶水彻底固化;
使用绝缘胶水对基板上未被感光芯片和透光盖板覆盖的区域进行填充并固化,所述绝缘胶水固化后呈柔性,非导电且固化后呈柔性的所述胶水固化后相对于基板的高度小于感光芯片和透光盖板的高度之和;
在绝缘胶水固化后,在绝缘胶之上进行塑封并保持与透光盖板顶部齐平;
其中,所述透光盖板定义有厚度方向,且具有与厚度方向垂直的表面,所述表面在周缘处具有未完全固化的胶水;
其中所述透光盖板通过下述方法制作:
预处理透光面板,以在透光面板内部形成切割道,且在表面形成未完全固化的胶水;
沿所述切割道将透光面板分开,以形成多个玻璃单片,且每个玻璃单片均具有未完全固化的胶水;
其中,沿所述切割道将透光面板分开的方法包括:将在内部具有切割道的透光面板固着于承载膜,通过使承载膜延展而对透光面板施加作用力,使切割道受到集中的应力并发育为贯穿透光面板的裂痕,以分裂透光面板。
2.根据权利要求1所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,所述基板背面值锡球。
3.根据权利要求2所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,所述锡球是通过回流焊而固化焊接在基板。
4.根据权利要求1所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,在所述预处理透光面板的步骤中,所述切割道在形成所述未完全固化的胶水之前形成。
5.根据权利要求1所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,切割道是通过激光隐形切割实现的。
6.根据权利要求4所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,切割道是通过激光隐形切割实现的。
7.根据权利要求6所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,激光隐形切割设备的工作条件为:最大输出功率5KW,进给速度600mm/s以上,运行精度2微米以内,θ旋转达到380度。
8.根据权利要求1所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,形成切割道之后,形成未完全固化的胶水之前,还包括对透光面板的表面进行清洗和干燥。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,所述未完全固化的胶水是通过丝网印刷将胶水转移至透光面板的表面的指定位置,再通过控制固化条件使其非完全固化而实现。
10.根据权利要求9所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,通过丝网印刷将胶水转移至透光面板的表面的指定位置的方法包括:将胶水涂覆于丝网,随后覆盖在透光面板的表面,并通过刮动方式使胶水通过丝网的网孔渗透到透光面板的表面。
11.根据权利要求10所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,丝网是聚脂丝网或钢丝网,丝网厚度为25微米至80微米,丝网的交织缝隙为在200目至400目之间。
12.根据权利要求9项所述的制造光学传感器的方法,其特征在于,胶水选择为热固化胶,固化条件包括加热温度和加热时间。
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Families Citing this family (1)
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CN114695414A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-01 | 广东先进半导体有限公司 | 一种芯片封装结构及其制作方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101009229A (zh) * | 2006-01-25 | 2007-08-01 | 矽品精密工业股份有限公司 | 半导体装置及其制法 |
CN104201295A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-10 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Oled的封装方法及oled结构 |
CN104576972A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-29 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Oled封装方法及oled封装结构 |
CN110211999A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-06 | 昆山国显光电有限公司 | 显示面板制备方法及显示面板 |
CN110648981A (zh) * | 2019-09-11 | 2020-01-03 | 王之奇 | 一种影像传感芯片封装结构及其封装方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4106003B2 (ja) * | 2003-09-03 | 2008-06-25 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
JP2006080123A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
JP6478449B2 (ja) * | 2013-08-21 | 2019-03-06 | キヤノン株式会社 | 装置の製造方法及び機器の製造方法 |
CN103839956A (zh) * | 2014-01-29 | 2014-06-04 | 苏州兰叶光电科技有限公司 | 采用晶圆级封装方式的图像传感器芯片晶圆的切割方法 |
CN104485311A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-01 | 上海和辉光电有限公司 | Oled面板的封装结构及oled面板的制备方法 |
CN106298699A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-04 | 苏州晶方半导体科技股份有限公司 | 封装结构以及封装方法 |
CN109909623A (zh) * | 2017-12-12 | 2019-06-21 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 用于晶圆的切割方法 |
CN109368999B (zh) * | 2018-11-12 | 2021-10-08 | 凯茂科技(深圳)有限公司 | 一种超薄玻璃加工工艺 |
CN110649055A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-03 | 华天科技(昆山)电子有限公司 | 改善cis芯片炫光问题的晶圆级封装方法以及封装结构 |
-
2020
- 2020-01-20 CN CN202010068318.9A patent/CN111261647B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101009229A (zh) * | 2006-01-25 | 2007-08-01 | 矽品精密工业股份有限公司 | 半导体装置及其制法 |
CN104201295A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-10 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Oled的封装方法及oled结构 |
CN104576972A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-29 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Oled封装方法及oled封装结构 |
CN110211999A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-06 | 昆山国显光电有限公司 | 显示面板制备方法及显示面板 |
CN110648981A (zh) * | 2019-09-11 | 2020-01-03 | 王之奇 | 一种影像传感芯片封装结构及其封装方法 |
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