新一代晶圆级封装技术解决图像传感器面临的各种挑战
晶片制造的环保与可持续发展挑战有哪些
晶片制造的环保与可持续发展挑战有哪些在当今科技飞速发展的时代，晶片作为电子设备的核心组件，其制造过程对于全球经济和技术的进步起着至关重要的作用。
然而，晶片制造并非一帆风顺，它面临着一系列环保与可持续发展的严峻挑战。
首先，晶片制造是一个极其耗能的过程。
从原材料的提取和加工，到晶片的生产和测试，每一个环节都需要大量的电力供应。
特别是在半导体工厂中，用于维持超净环境的空调系统、光刻设备以及各种化学处理工艺，都消耗着巨大的能量。
这不仅导致了高昂的生产成本，还对能源资源造成了巨大的压力。
以某个大型晶片制造厂为例，其年耗电量可能相当于一个中小城市的总用电量。
而且，随着晶片制造技术的不断升级，对能源的需求还在持续增长。
如果不能有效地提高能源利用效率，减少能源消耗，未来晶片制造业可能会因为能源短缺而受到限制。
其次，水资源的消耗和污染也是晶片制造面临的重大问题。
在晶片制造过程中，需要大量的超纯水用于清洗和化学处理。
这些超纯水的制备需要经过复杂的净化工艺，消耗大量的水资源。
同时，生产过程中产生的废水含有各种化学物质和重金属，如果未经妥善处理直接排放，将对周边的水体环境造成严重的污染。
一些地区由于晶片制造工厂的集中，已经出现了水资源短缺和水质恶化的情况。
为了实现可持续发展，晶片制造企业必须采取有效的节水措施，提高水资源的循环利用率，并加强废水处理，确保达标排放。
化学物质的使用也是一个不容忽视的问题。
在晶片制造中，广泛使用了各种有毒有害的化学物质，如光刻胶、蚀刻剂、清洗剂等。
这些化学物质在生产过程中可能会挥发、泄漏，对工人的健康和环境造成潜在威胁。
而且，废弃的化学物质如果处理不当，也会进入土壤和大气，造成长期的污染。
例如，某些挥发性有机化合物（VOCs）在大气中会参与光化学反应，形成雾霾和臭氧等污染物。
为了降低化学物质带来的风险，晶片制造企业需要加强化学品管理，采用更环保的替代品，完善通风和防护设施，并建立严格的废弃物处理制度。
浅析CMOS图像传感器晶圆级封装技术
浅析CMOS图像传感器晶圆级封装技术展开全文摘要：CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）图像传感器(CMOS Image Sensor, CIS)正向着高速、大像素和低成本的方向发展，晶圆级封装技术由于其小型化、低成本的优点近年来受到广泛关注。
根据结构和应用领域的不同，详细介绍了基于硅通孔(Through Silicon Via, TSV)技术的多种CMOS图像传感器晶圆级封装技术，并介绍和分析不同技术的应用场景和存在的挑战。
关键词：CMOS图像传感器；晶圆级封装；硅通孔技术1引言自2000年夏普推出第一款可拍照的手机，经过二十多年的发展，手机已成为人们日常生活中必不可少的工具，其中摄像头是智能手机的核心功能，各大手机厂商均把拍摄性能作为产品的关键竞争指标。
手机摄像头的演变也日新月异，最初的手机是单个摄像头，但是由于智能手机摄像头尺寸较小，单个CMOS图像传感器（CMOS Image Sensor, CIS）感光性能有限，为了达到更好的拍照效果，将原先集成在一个摄像头上的多种功能分解成多个单一功能摄像头，如广角、长焦、微距等，促使了后置双摄、前置双摄，再到3D感应模组、后置三摄、四摄、五摄等多摄视觉解决方案的出现。
多摄像头的出现在提升图像质量的同时，促进了图像传感器市场规模稳步提升[1]。
2019年，全球智能手机图像传感器出货量超过47亿颗，同比增长15%。
2020年华为推出的P40 Pro+型号手机，摄像头高达7个，这表明未来智能手机摄像头市场仍然会保持稳步增长。
与此同时，随着无人驾驶的兴起，CIS在汽车摄像头市场也得到了迅猛的发展。
先进辅助驾驶系统(Advanced Driving Assistance System, ADAS)的普及导致每辆汽车至少有8个摄像头，包含后视摄像、全方位视图系统、摄像机监控系统等[2-6]。
据Yole统计，2016—2018年全球车载CIS市场规模分别是5.4亿美元、6.6亿美元、8.7亿美元，预计2023年达到32亿美元，年复合增长率高达29.7%，汽车市场将会成为仅次于手机的第二大CIS应用领域。
半导体芯片设计的关键挑战有哪些
半导体芯片设计的关键挑战有哪些在当今科技飞速发展的时代，半导体芯片无疑是推动各种电子设备创新和进步的核心力量。
从智能手机、电脑到汽车、医疗设备，几乎所有的现代科技产品都依赖于高性能的半导体芯片。
然而，半导体芯片的设计并非易事，它面临着诸多关键挑战。
首先，复杂的功能需求是芯片设计中的一大难题。
随着科技的不断进步，人们对芯片的功能要求越来越高。
比如，在智能手机中，芯片不仅要处理通信信号，还要能够支持高清视频播放、复杂的图形处理以及人工智能算法等多种任务。
这就要求芯片设计师在有限的芯片面积上集成越来越多的功能模块，并且要确保这些模块能够高效协同工作，不产生冲突和干扰。
这需要设计师具备深厚的系统架构知识和精湛的电路设计技巧，能够在满足功能需求的同时，优化芯片的性能、功耗和面积。
其次，芯片的性能和功耗之间的平衡也是一个棘手的问题。
在追求高性能的同时，往往会导致功耗的增加。
而对于许多应用场景，特别是移动设备和物联网设备，功耗是一个至关重要的因素。
高功耗不仅会缩短设备的电池续航时间，还可能导致芯片发热严重，影响其稳定性和可靠性。
因此，芯片设计师需要在性能和功耗之间进行精细的权衡。
他们需要采用先进的工艺技术、优化电路结构、合理管理电源等手段，来降低功耗，同时保证芯片的性能能够满足应用的需求。
工艺制程的不断缩小也是芯片设计面临的重大挑战之一。
随着半导体工艺进入纳米级别，制造过程中的物理效应和工艺偏差对芯片性能的影响越来越显著。
例如，量子隧穿效应、短沟道效应等会导致晶体管的性能不稳定，增加漏电功耗。
工艺偏差则可能导致同一批次生产的芯片在性能上存在差异。
为了应对这些问题，芯片设计师需要对工艺制程有深入的了解，采用更精确的建模和仿真工具，进行严格的工艺角分析，以确保设计的芯片在不同的工艺条件下都能正常工作。
另外，芯片的可靠性和稳定性也是不容忽视的挑战。
在芯片的使用过程中，会受到各种环境因素的影响，如温度、湿度、电磁干扰等。
中国半导体行业面临的挑战与机遇
中国半导体行业面临的挑战与机遇近年来，中国半导体行业取得了长足的发展，成为全球半导体市场的重要力量。
然而，在迅速崛起的过程中，中国半导体面临了一系列的挑战和机遇。
本文将就这些问题进行探讨和分析。
一、国际竞争的激烈性全球半导体行业竞争激烈，龙头企业在技术研发、市场份额、产业链规模等方面都具有强大的竞争力。
相比之下，中国的半导体企业仍然存在一定的技术差距和市场份额不足的问题。
与国际先进水平相比，中国半导体技术还需要进一步提升，产品和服务质量也需要得到改进。
二、核心技术的短板问题半导体是高度技术密集型产业，核心技术是半导体行业发展的基石。
然而，中国半导体企业在核心技术领域仍然存在差距。
高端芯片设计、制造技术及设备等方面与国际巨头相比，仍有较大差距。
这也使得中国半导体行业在市场竞争中较为被动，依赖国外高端设备和技术。
三、供应链体系的建设半导体行业的供应链体系十分复杂，涵盖了从芯片设计、制造到封测等环节。
中国半导体企业在供应链的每个环节都存在一定的薄弱环节，导致整体竞争力相对较低。
为了在全球半导体市场中获得更大的份额，中国需要加强供应链的建设，提升自身的产业链水平。
四、加强创新能力中国半导体企业在创新能力上还有较大的提升空间。
虽然中国已经建立了一些创新基地和研发中心，但与国际上一流的研发能力相比，还存在一定的差距。
半导体行业需要更多的创新投入，培养和引进更多的顶尖人才，提升自主创新能力。
五、政策和市场机制政策和市场机制是半导体产业发展的重要保障。
中国政府已经推出了一系列支持半导体行业发展的政策，但是目前政策仍然有待进一步完善和落地。
同时，中国市场对于本土企业的支持和需求也需要进一步增强，才能更好地推动半导体行业的发展。
总体而言，中国半导体行业面临的挑战与机遇并存。
面对激烈的国际竞争，中国半导体企业需要加快技术进步，提升核心竞争力，加强供应链建设和创新能力。
同时，政府和市场也需要提供更为有利的政策环境和市场机制，为中国半导体行业提供更大的机遇和发展空间。
先进封装技术对半导体产业发展的影响
先进封装技术对半导体产业发展的影响先进封装技术对半导体产业发展的影响随着科技的不断进步，先进封装技术在半导体产业中扮演着越来越重要的角色。
封装技术是将芯片封装在外壳中以保护其免受环境和机械损坏的过程。
而先进封装技术不仅提供更高的芯片性能和可靠性，还为半导体产业带来了一系列创新和发展的机会。
首先，先进封装技术使半导体芯片的性能得到了显著提高。
通过采用先进的封装技术，半导体芯片可以更好地与外部设备进行连接，提供更高的数据传输速度和更低的功耗。
此外，先进封装技术还可以提供更大的存储容量和更高的集成度，使芯片能够处理更复杂的任务和应用。
其次，先进封装技术为半导体产业带来了更多的创新机会。
传统封装技术在芯片尺寸和形状上存在一定的限制，而先进封装技术能够提供更多的选择和灵活性。
例如，三维封装技术可以将多个芯片堆叠在一起，从而提高集成度和性能。
此外，先进封装技术还可以实现更小、更轻、更薄的封装形式，使半导体芯片可以应用于更多的领域，如可穿戴设备、物联网和人工智能等。
再次，先进封装技术有助于降低半导体产业的成本。
封装是半导体生产过程中的一个重要环节，也是半导体芯片成本的一部分。
通过采用更先进的封装技术，可以提高生产效率、减少材料浪费，并降低生产成本。
此外，先进封装技术还可以提供更高的封装密度，减少物理空间的占用，从而降低设备和生产线的成本。
最后，先进封装技术还为半导体产业带来了更高的可靠性和稳定性。
封装是保护芯片免受外界环境和机械损坏的重要手段。
通过采用更先进的封装技术，可以提供更好的温度控制、防尘和防湿等功能，提高芯片的可靠性和稳定性。
这对于一些对性能和可靠性要求较高的应用，如航天航空、医疗设备和汽车电子等领域来说尤为重要。
综上所述，先进封装技术对半导体产业的影响是多方面的。
它提供了更高的性能、更大的创新机会、更低的成本和更高的可靠性。
随着科技的不断发展，先进封装技术将继续推动半导体产业向更高水平迈进。
IC封装技术的发展趋势和挑战
IC封装技术的发展趋势和挑战概述IC封装技术是半导体工业的重要组成部分，其市场规模与技术应用领域均处于不断拓展。
相较于传统的裸片封装，IC封装技术在封装精度、维度控制、减少线宽距离等方面具有明显的优势。
本文将从芯片封装材料、尺寸、性能和市场需求等方面，分析IC封装技术的发展趋势和面临的挑战。
发展趋势1.材料创新带来封装技术的进步封装材料的不断创新既是封装技术不断进步的动力源，也是面临挑战的主要原因之一。
目前，对新型材料的需求集中在低成本、高速性、防腐蚀性、防震性等方面。
例如，抗高温材料可有效避免在芯片高负载下造成的过流过电等问题。
2.微型化和标准化随着芯片制造工艺的不断进步，芯片的尺寸越来越小。
在这种趋势下，新型封装技术也顺应趋势，采用微型化的设计，并且在设计时抱持着标准化的思路进行。
通过微型化和标准化，使得新型封装技术拥有更好的电性能和耐用性能，更适合迎合智能化等领域的需求。
3.新型封装技术的快速应用随着市场的不断发展壮大,新型封装技术得到了广泛的应用。
例如，3D-IC封装技术具有空间利用率高、信号性能好等优势,在机器视觉、智能家居、人工智能等应用中得到了广泛地推广。
面临挑战1.制造成本新型封装技术的推广离不开许多工业、政府的支持。
不论是从新型材料的研究到封装的设计和生产，都需要巨额的投入。
因此，面临的困难是如何规避高昂的开发和制造成本，把新技术快速应用并且时时刻刻保持其竞争优势。
2.高温、抗震、防腐蚀等压力封装材料的技术创新不能仅从微观角度来考虑，对材料的长期稳定性也是需要考虑的因素。
例如新材料生成的废水处理、封装材料与环境的协同耐久处理、以及长时间的稳定性也是需要重视的挑战。
3.国家制造封装技术的发展需要工业革命和国家制造与半导体产业的求同存异的思维，从而确保生产力发展与装备技术升级的同步发展。
有针对性的技术研发是技术创新和国家制造联动的必然要求和趋势，同时也是当前IC封装技术所面临重要的挑战。
中国半导体行业的瓶颈与突破
中国半导体行业的瓶颈与突破随着科技的不断发展，半导体行业已经成为了现代工业的一个重要组成部分。
尤其是近些年来，人工智能的发展更是给半导体行业带来了新的机遇和挑战。
然而，我们也应该看到，中国半导体行业在与国际巨头的竞争中，仍然存在着一些瓶颈。
本文将围绕中国半导体行业的瓶颈进行探讨，并探讨其中的突破之路。
一、瓶颈所在：技术和流程方面存在问题在过去的一段时间里，中国半导体行业仍然存在着许多技术上和流程上的问题，这才是卡住了中国半导体行业发展的瓶颈所在。
这些问题主要包括以下几点：1. 技术水平有限，缺乏核心技术中国半导体技术水平有限，不能与发达国家相比，远远落后于国际领先水平。
尤其是在芯片设计上，国内缺乏核心技术，严重依赖海外供应商，无法自主掌握高端技术。
2. 芯片制造工艺落后世界一流的芯片制造工艺非常复杂，需要高端设备以及制造工艺、质控等多方面的技术支持。
由于相比其他发达国家，中国半导体行业的起步相对较晚，技术和工艺相对落后，这在一定程度上阻碍了中国芯片产业的发展。
3. 流程不规范，品质参差不齐在一些企业中，由于管理不严格，造成生产流程变得杂乱无章，影响芯片的品质。
由于品质无法得到保障，很难在国际市场上与其他发达国家的芯片竞争。
二、突破之路：技术升级和国际合作1. 技术升级要实现突破，就必须进行技术升级。
企业应该加快自主芯片核心技术的研发，积极培育自主知识产权。
加大对人才的投入，培养更多具有创新思维和技术能力的专业人士。
同时，企业也应该着重针对生产流程进行优化，确保芯片品质的高水平。
2. 国际合作除此之外，与国际步伐接轨，积极开展国际合作也是实现突破的重要途径。
可以吸收国外先进技术，借鉴先进的设计理念和生产流程，培育自身的核心竞争力。
从长远来看，中国半导体行业的未来是光明的。
当前，国家相继推进人工智能和其他高新技术，从而推动了在芯片等领域的发展，目前政策发力也在逐步贯彻中。
因此，中国半导体行业如果能够争取国际资源的支持，依托政策的推动，实现技术升级以及自主设计能力的提升，就能在国际市场上一展身手。
晶圆级封装技术
封装加工效率很高，它以圆片形式的批量生产工艺进行制造； 具有倒装芯片的优点，即轻、薄、短、小； 圆片级封装生产设备费用低，可利用圆片的制造设备，无须投资另建
新的封装生产线； 圆片级封装的芯片设计和封装设计可以统一考虑、并同时进行，这将
提高设计效率，减少设计费用； 圆片级封装从芯片制造、封装到产品发往用户的整个过程中，大大减
不同的WLP 结构
第三种WLP 结构如图(c)所示，是在图（b)结构的基础 上，添加了UBM 层。由于添加了这种UBM 层，相应 增加了制造成本。这种UBM 能稍微提高热力学性能。
图（d）所示的第四种WLP 结构，采用了铜柱结构， 首先电镀铜柱，接着用环氧树脂密封。
扩散式WLP（fan-out WLP）
所示为典型的晶圆凸点制作 的工艺流程。 首先在晶圆上完成UBM 层 的制作。然后沉积厚胶并曝 光，为电镀焊料形成模板。 电镀之后，将光刻胶去除并 刻蚀掉暴露出来的UBM 层。 最后一部工艺是再流，形成 焊料球。
电镀技术可以实现很窄的凸点节 距并维持高产率。并且该项技术 应用范围也很广，可以制作不同 尺寸、节距和几何形状的凸点， 电镀技术已经越来越广泛地在晶 圆凸点制作中被采用，成为最具 实用价值的方案。
晶圆级封装（WLP）
晶圆级封装简介 晶圆级封装基本工艺 晶圆级封装的研究进展和发展趋势
晶圆级封装（Wafer Level Package,WLP)是以BGA技术为基 础，是一种经过改进和提高的CSP技术。有人又将WLP称为圆片 级—芯片尺寸封装（WLP-CSP）。圆片级封装技术以圆片为加 工对象，在圆片上同时对众多芯片进行封装、老化、测试，最后 切割成单个器件，可以直接贴装到基板或印刷电路板上。它可以 使封装尺寸减小至IC 芯片的尺寸，生产成本大幅度下降。
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新一代晶圆级封装技术解决图像传感器面临的各种挑战
关键字：图像传感器裸片晶圆级封装
固态图像传感器要求在环境大气中得到有效防护。
第一代图像传感器安装在带玻璃盖的标准半导体封装中。
这种技术能使裸片得到很好的密封和异常坚固的保护，但体积比较庞大，制造成本也比较高。
引入晶圆级封装后，制造工艺成本可以被晶圆上的所有合格裸片共同分担，因此成本有了显著降低，封装厚度也几乎减小了一个数量级。
材料、装配工艺和半导体技术的不断创新将使这一趋势得以继续。
现代固态图像传感器已经成为日常用品，总的封装厚度只有数百个微米，甚至能够满足汽车可靠性要求。
固态图像传感器
固态图像传感器是一种建立在硅片晶圆之上的相当传统的半导体裸片，每个裸片都有一个光敏感区域。
为了确保长使用寿命，图像传感器裸片要求隔离于环境大气。
引起故障的主要原因包括：
1.腐蚀
空气，或者更准确地讲是正常空气中所含的湿气，会极度腐蚀半导体的裸片。
功能性半导体是一种非常复杂的多层组件，最外层是非常精细的铝制母线条。
金属铝拥有非常高的电位势，当与其它金属接触并在有湿气的情况下组成回路时将发生快速的腐蚀效应。
而根据功能需要，半导体的外部连线一般都会采用铝以外的金属制作，因此永远保持图像传感器裸片的干燥是非常重要的。
2.机械损伤
图像传感器的光敏感区域覆盖有微型半球状透镜阵列。
该透镜将落在成像区域中每个图像单元(像素)上的光线聚焦到半导体的光线敏感区域。
图像传感器的其它区域对光线不敏感，因为它们是与每个像素相关的一些电子元件和走线。
这些微型透镜采用软性聚合体材料，非常精密，任何物理接触都会导致难以修复的损伤。
3.遮盖
现代固态图像传感器上单个像素的边长通常只有3μm，甚至更小，与普通空气中的灰尘颗粒相比要小得多。
而位于每个像素上面的微型透镜不仅软和容易受损，而且由于静电充电和表面化学特性而有些粘。
这意味着一旦灰尘颗粒落在像素上就无法被清除。
显然，如果灰尘颗粒的大小接近像素大小，它会阻挡入射光线，导致图像上呈现黑色像素。
人眼对图像中的静态缺陷非常敏感，即使单个死像素也会令人不快。
解决上述所有故障因素的有效方法是将每个图像传感器封装起来。
密封的封装可以阻止湿气达到裸片，而玻璃盖又允许光线射到敏感区域，还能保护机械损伤和颗粒遮盖。
陶瓷图像传感器封装
第一代固态图像传感器采用陶瓷封装(见图1)。
这种封装与传统半导体用的封装是一样的，除了用玻璃或石英代替传统的金属或陶瓷盖。
封装的四壁和基座约1mm厚，盖子约500μm
厚。
陶瓷封装体积非常大，这是因为管芯底槽必须足够大才能适应装配和裸片尺寸容差。
另外，裸片周围还有一圈焊盘，从而增加了封装的X/Y尺寸。
再利用精细的金属线将这些焊盘与裸片上的绑定焊盘连接起来。
封装的电气连接是通过下侧的边或周边引线或通过反面的焊盘或焊球阵列实现的。
包含这些互连在内的封装总高度约为5mm。
图1：用于固态图像传感器的陶瓷封装。
从技术角度看，这类封装是比较理想的，而且事实上仍有许多高性能图像传感器(如2000万像素以上)在使用这种封装。
单片陶瓷基底与玻璃盖通过金属联接工艺装配在一起可以确保封装的完好密封性能。
这样，像干燥的氮气等特殊气体就可以被密封在封装里面，并保持数十年不变。
这种传感器能很好地防止机械损伤，落在玻璃盖上的任何灰尘颗粒必要时都可以很容易擦试或清洗干净。
另外，由于玻璃盖与微型透镜还隔一定的距离，因此能在图像上造成明显缺陷的灰尘颗粒需要足够大才行。
即使发生这种情况，这种缺陷也只是表现为较低亮度的一个区域，而且边缘分散，人眼不太容易察觉。
这种封装的主要缺点是成本和体积。
即使在大批量生产时，陶瓷封装的单片成本通常也要用美元来计。
另外，每个封装好的图像传感器必须当作独立器件进行组装，因此工艺成本相对
较高。
对于像蜂窝电话等便携式电子产品而言，陶瓷封装就显得太大、太厚和太贵而无法被接受。
晶圆级封装
半导体的晶圆级封装从经济性角度看是非常吸引人的。
这种方法的基本原理是将所有裸片同时封装在晶圆上，此时仍是晶圆形式，然后再释放单独封装后的部件。
这种方法的非凡优势在于工艺成本可以在晶圆上的所有合格裸片之间分担。
一片200mm直径的图像传感器晶圆上一般有750到1500个裸片，因此与单独陶瓷封装相比，每个裸片的封装成本可以降低一个数量级。
虽然晶圆级封装看起来似乎很简单，但大批量生产所需的材料、工具和专业知识直到最近才真正成功实现。
用于图像传感器的第一代晶圆级封装涉及将一块玻璃晶圆绑定到图像传感器的正面，将第二块玻璃晶圆绑定到反面(见图2)。
正面联接用的粘合剂是专门挑选的，具有光学透明特性。
封装横截面的均匀性确保所有的受力是均衡的。
裸片的电接口是焊球阵列，也称为球栅阵列(BGA)，位于封装的反面。
在BGA和半导体裸片之间的连接建立方面采用了多种私有机制。
包含焊球在内的封装总厚度约为900μm。
图2：图像传感器由晶圆级成形的封装保护。
如图2所示的封装只适合低分辨率的图像传感器，如CIF器件，这种器件在每个像素上面不使用微型透镜。
这是因为光学粘合剂的折射率要比空气高，因此会阻碍微型透镜的正常工
作。
这个问题可以通过将正面玻璃移离裸片几十个微米、使微型透镜上方留出一个较小的空气间隙来解决。
这时正面玻璃只能通过环绕光线敏感区域的粘合剂相框附着于裸片。
裸片与正面玻璃之间机械耦合的减弱能使裸片反面玻璃减小约一半的厚度，从而使总的封装高度降低到约700μm。
晶圆级封装的尺寸理论上受限于裸片尺寸。
由于完整封装是直接从晶圆上切割下来的，因此芯片与封装尺寸完全相同。
这种特性在半导体封装解决方案中是很独特的。
因此晶圆级封装有时也被称为“芯片级封装”。
第三代晶圆级封装
目前便携式电子设备的流行趋势是越来越薄。
同时，其它国家也在大规模开发图像传感器。
比如汽车产业，需要在车内集成各种辅助驾驶装置和中央信息控制台，这些控制台要能显示车辆诊断、娱乐系统状态和导航信息。
汽车设备用的图像传感器对可靠性的要求比手机要高得多。
这是不足为奇的，因为手机的平均寿命也就几个月，常常由于推出更新款式或更好型号而不是技术问题被更换，而典型的国产汽车至少要使用数年时间。
另外，手机大部分在良好的环境下使用，而车载图像传感器要暴露在特殊的气候条件下，包括周期性地整个泡在水里。
虽然汽车用的图像传感器不受大小和重量的限制，但其集成受成本影响比较大。
因此，虽然有陶瓷封装保护的图像传感器适合汽车应用，但业界仍盼望更具性价比的解决方案。
适合图像传感器的第三代晶圆级封装应运而生，它不仅进一步减小了封装厚度，而且能够满足严格的汽车可靠性要求。
用于固态图像传感器的第三代晶圆级封装的关键区别是裸片反面的玻璃板被特殊配方的聚合体所替代。
对封装结构和工艺流程做少许修改就可以使这种聚合体联接到正面玻璃上，从而使器件的整个外围获得良好的密封效果(见图3)。
图3：用于固态图像传感器的第三代晶圆极封装。
图中用绿色表示的间隔墙提供了微型透镜和玻璃罩之间的空隙。
很薄的聚合体层提供了裸片反面的完整密封，并为玻璃罩提供了封装侧墙。
裸片上的绑定焊盘穿过结构连接到封装下侧面的球栅阵列。
这种技术能使封装很容易通过汽车环境测试。
取消封装中的第二块玻璃晶圆也就去掉了相对昂贵的组件，因此第三代晶圆级封装比第一和第二代方案都要便宜一点。
聚合体层也要比被它替换掉的玻璃层薄一个数量级，因此第三代封装非常适合最新最薄的便携式电子设备使用。
同时，半导体技术的进步导致了封装厚度的稳步降低，而且硅片裸片厚度的减少不会牺牲传感器的性能。
第一代图像传感器要求的硅片厚度约500μm，这一条件在当前设计中已经降低到了接近100μm。
第三代图像传感器封装的总厚度现在已经低于
500μm。
本文小结
固态图像传感器必须加以封装才能防止腐蚀、机械损伤和灰尘颗粒的遮盖。
固态图像传感器最初采用的是全密封、独立封装，但现在大部分已被晶圆级封装所替代。
晶圆级封装有了很大的发展，已经完全可以满足市场对更薄、更便宜和更可靠封装的图像传感器的要求。
最新一代的技术可以提供低成本、芯片级的解决方案，总厚度小于500μm，完全能够满足严格的汽车可靠性标准要求。
作者：Giles Humpston
研发总监
Yehudit Dagan 营销副总裁Tessera 公司。