晶圓級攝像頭模組（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鏡頭（Wafer Level Optics，WLO）組裝起來形成的攝像頭模組。與傳統攝像頭模組相比，WLC最突出的特點在于輕薄化。傳統攝像頭由10-20個組件組成，高度5.2-6.0mm，成為限制手機輕薄化的瓶頸環節。而WLC僅由簡單的3個組件組成，高度在2.7-3.3mm。在標準品且量大的情況下，WLC的全自動化半導體制造工藝可以體現出低成本優勢。如今，高像素攝像頭已經成為生活中的必需品，這就對WLC的發展提出新的要求以及動力。

晶圓級攝像頭模組


晶圓級攝像頭模組通過TSV技術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量產良率的關鍵。本文針對晶圓級攝像頭模組組裝工藝主要完成了以下研究工作：


（1）晶圓級攝像頭模組結構應力仿真。針對攝像頭模組采用的平行點膠方式與四邊形點膠方式組裝的攝像頭模組建立對應的應力分布模型，并且在兩種組裝結構上外加一定的拉力來迸一步模擬研究拉力條件下的應力分布情況。


（2）優化WLC模組組裝的工藝。選取TSV封裝的芯片和WLO組件進行組裝，研究了模組組裝工藝中的點膠工藝，清洗工藝等環節。重點研究了不同的膠水材料的粘結性能；討論了不同清洗方法對組裝器件的工藝影響，比較了不同回溫次數對攝像頭模組組裝完成后膠水粘結性能的影響。


（3）模組的可靠性測試分析。開展了產品推拉試驗，高溫存儲試驗，溫度沖擊試驗，恒定濕熱試驗，自由跌落試驗。對影響可靠性的因素進行分析，進一步通過熱應力仿真研究失效的機理，依據可靠性分析結果改進了組裝工藝制程，從而提高了封裝器件的可靠性以及良率。


通過研究工作，在有效減薄攝像頭模組的前提下，優化了包括點膠，清洗等工藝制程；并且通過該攝像頭模組的應力仿真模型，結合對器件的各項可靠性測試結果，篩選出了最適宜晶圓級攝像頭模組組裝的膠水材料和組裝工藝制程。最終運用到規模化晶圓級模組組裝生產中，達到了規模化牛產的良率要求。