CN107946200B - 指纹传感芯片的封装方法及封装指纹传感芯片 - Google Patents
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Abstract
指纹传感芯片的封装方法及封装指纹传感芯片，该封装方法包括将一指纹传感芯片的正面与一盖板的背面贴合，在指纹传感芯片正面的指纹传感区的外围设置焊垫，焊垫与指纹传感区电连接形成电信号传输通路；在所述盖板和指纹传感芯片之间设置导电线路，导电线路的一端电连接焊垫，另一端与所述指纹传感芯片背面设置的柔性线路板间电性连接。本发明通过优化指纹传感芯片的封装方法以及封装指纹传感芯片封装结构，从而降低指纹传感芯片的封装工序难度，保证封装尺寸的同时满足封装芯片高集成度、高稳定性的需求，并且指纹传感芯片封装制程所导致的不良率大大降低。
Description
技术领域
本发明属于半导体封装技术，具体的涉及一种指纹传感芯片的封装方法及采用该方法封装的封装指纹传感芯片。
背景技术
指纹传感及识别技术已经成为个人身份识别及个人信息安全认证所普遍使用的识别技术，现已被广泛的应用于个人信息识别的多个领域。随着电子技术的发展消费电子产品例如手机、平板计算机、笔记本电脑、电子手表等智能硬件也普遍使用指纹识别技术，互联网电子商务、金融电子支付的迅猛发展，更加剧了人们对于身份识别和信息安全的要求，指纹传感技术会得到更加广泛的应用。
电子产品的持续小型化和多功能化，要求指纹识别技术的封装必须满足微小尺寸和高灵敏度，如何降低指纹传感芯片的封装工艺难度，优化指纹传感芯片的封装结构成为本领域的重要技术课题。2017年7月21日公告的中国专利ZL201621262068.8公开了一种指纹传感器的封装结构，它包括盖板；指纹传感芯片，其正面设置有指纹传感区以及位于指纹传感区外围的焊垫，所述焊垫电性引出至所述指纹传感芯片的背面，所述指纹传感芯片的背面具有与焊垫电连接的第一导电结构；所述指纹传感芯片的正面与所述盖板的背面贴合；柔性线路板，其背面具有第二导电结构，所述柔性线路板上设置开口；所述柔性线路板的正面与所述盖板的背面贴合，所述指纹传感芯片位于所述开口中；所述第一导电结构与所述第二导电结构电连接。从而降低指纹传感芯片的封装尺寸以满足电子产品高度集成，高稳定性的需求，并提高指纹传感芯片封装的稳定性。该现有技术通过柔性线路板开口后将指纹传感芯片置入其中进行封装，能够降低因柔性线路板所带来的厚度增加，但是需要在制程过程中增加多个工序，例如在晶圆上蚀刻出与焊垫电连接的凹槽、通孔，在指纹传感芯片的背面制作出再布线层、保护层、绝缘层，柔性线路板需要制作晶圆装配通孔等等，这都大大增加了指纹传感芯片封装的工序和制程，也可能会导致封装不良率的上升。
发明内容
本发明提供了一种设计合理，制程简单实用并能保障指纹传感芯片封装尺寸达标的指纹传感芯片的封装方法，该封装方法无须对现有指纹传感芯片进行复杂的开槽、开孔以及导电线路复杂制程，能够显著提高指纹传感芯片的封装效率，并保证封装指纹传感芯片的高稳定性、高集成度的要求。
本发明还提供了一种结构简单实用，稳定性高的封装指纹传感芯片，其通过指纹传感芯片正面侧的导电线路结构，减少了指纹传感芯片背面的复杂导电结构制作，使得封装指纹传感芯片的设计更为合理，稳定性更高，并且封装后的厚度满足高度集成的要求。
本发明所采用的技术方案如下：
一种指纹传感芯片的封装方法，其特征在于所述封装方法包括：
将一指纹传感芯片的正面与一盖板的背面贴合，在指纹传感芯片正面的指纹传感区的外围设置焊垫，焊垫与指纹传感区电连接形成电信号传输通路；在所述盖板和指纹传感芯片之间设置导电线路，导电线路的一端电连接焊垫，另一端与所述指纹传感芯片背面设置的柔性线路板间电性连接。
具体的讲，所述封装方法进一步包括：
所述焊垫分布在所示指纹传感区的两相对侧部，所述导电线路形成于所述盖板的背面，并引出至指纹传感芯片与所述盖板贴合部的外侧；所述柔性线路板的正面与所述指纹传感芯片的背面贴合。
另外，所述封装方法进一步包括：
位于指纹传感区一侧部的焊垫与所述导电线路的一端电性连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的背面电性连接。
再者，所述封装方法进一步包括：
位于指纹传感区一侧部的焊垫与所述导电线路的一端电性连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的正面电性连接。
所述封装方法进一步包括：
所述导电线路的两端分别设置导电端子，导电线路一端的导电端子与所述焊垫电性连接，导电线路另一端的导电端子电性连接所述金属线，金属线的另一端与柔性线路板电性连接。
所述封装方法进一步包括：
在所述盖板的背面设置一绝缘层，导电线路形成于所述绝缘层上，在所述导电线路外覆设一保护层，导电线路的两端暴露形成导电端子，所述柔性线路板上也形成暴露的金属垫，一金属线的两端分别电性连接所述导电线路的一导电端子和柔性线路板的金属垫。
所述封装方法进一步包括：
在所述盖板和柔性线路板外形成塑封层，塑封层至少包覆所述导电端子、指纹传感芯片和金属线，所述柔性线路板的一端位于所述塑封层外。
该指纹传感芯片的封装方法减少了现有技术需要在指纹传感芯片背面蚀刻凹槽、通孔以及电连接焊垫的导电线路和保护层等复杂的制程，通过在指纹传感芯片正面设置连接焊垫的导电线路，并藉由导电线路实现了柔性线路板与指纹传感芯片的电连接。一方面大大简化了指纹传感芯片的封装工序，另一方面保证了封装的稳定性和高集成度，另一方面指纹传感芯片的封装结构和厚度仍能满足尺寸要求。
本发明还提供了一种封装指纹传感芯片，其特征在于所述封装指纹传感芯片包括：
盖板；
指纹传感芯片，其正面设置有指纹传感去及位于指纹传感区外围的焊垫，焊垫与指纹传感区电连接形成电信号传输通路；
所述指纹传感芯片的正面与所述盖板的背面贴合；
导电线路，位于盖板的背面并且一端电连接焊垫；
柔性线路板，位于指纹传感芯片的背面；
金属线，其一端连接导电线路，另一端电连接所述柔性线路板。
具体的讲，所述焊垫分布在所述指纹传感区的两相对侧部，导电线路的一端电连接焊垫后，另一端延伸至指纹传感芯片与所述盖板的贴合部外。
另外，所述柔性线路板的正面与所述指纹传感芯片的背面相贴合，位于指纹传感区一侧的焊垫与所述导电线路的一端电连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的背面电性连接。
再者，所述柔性线路板的正面与所述指纹传感芯片的背面相贴合，位于指纹传感区另一侧的焊垫与所述导电线路的一端电连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的正面电性连接。
除此之外，所述导电线路的两端分别设置导电端子，导电线路一端的导电端子与所述焊垫电性连接，导电线路另一端的导电端子电性连接所述金属线，金属线的另一端与柔性线路板电性连接。
一实施方式中，所述导电线路与盖板的背面之间具有一绝缘层，导电线路的上部覆设一保护层，导电线路的两端暴露形成导电端子，所述柔性线路板上也形成暴露的金属垫，一金属线的两端分别电性连接所述导电线路的一导电端子和柔性线路板的金属垫。
另一实施方式中，所述柔性线路板的背面和正面均形成暴露金属垫的开口，所述金属线的另一端在所述开口处与所述金属垫间电连接。
一实施方式中，所述盖板和柔性线路板外形成塑封层，塑封层至少包覆所述导电端子、指纹传感芯片和金属线，所述柔性线路板的一端部位于所述塑封层外。
该封装指纹传感芯片虽然是由盖板、指纹传感芯片、柔性线路板叠加组成，但三者间贴合设置，塑封层和柔性线路板提供给指纹传感芯片较佳的压力承载，因此塑封层的厚度可有效减小。该封装指纹传感芯片的结构和制程得以简化，能有效降低制程不良率，提高生产效率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的阐述。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中指纹传感芯片的封装结构示意图；
图2a是本发明具体实施方式中指纹传感芯片形成焊垫的结构示意图；
图2b是本发明具体实施方式中盖板上形成导电线路的结构示意图；
图2c是本发明具体实施方式中指纹传感芯片与盖板间贴合并形成电连接的结构示意图；
图2d是本发明具体实施方式中柔性线路板与指纹传感芯片贴合的结构示意图；
图2e是本发明具体实施方式中金属线连接导电线路和柔性线路板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。但这些实施方式并不限制本发明、本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法或功能上的变更均包含在本发明的保护范围内。
需要说明的是，提供这些附图的目的是为了有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其它改变。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。另外，以下描述的第一特征在第二特征之上的结构可以包含第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包含另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
请参考图1，图1是本发明具体实施方式中指纹传感芯片的封装结构示意图。指纹传感芯片的封装结构包含盖板210、指纹传感芯片100、柔性线路板300和塑封层400。
盖板210的背面与指纹传感芯片100的正面相贴合。指纹传感芯片100的正面设置有指纹传感区110及位于指纹传感区110外围的焊垫120，焊垫120与指纹传感区110电连接形成电信号传输通路。焊垫120还与位于盖板210背面的导电线路140电连接。具体的讲，焊垫120分布在所述指纹传感区110的两相对侧部，如图1所示，焊垫120分布在指纹传感区110的左、右两侧。
于本实施例中，导电线路140形成于盖板210的背面，导电线路140与盖板210的背面之间具有一绝缘层143，导电线路140的上部覆设一保护层141，导电线路的两端暴露形成导电端子142和145，导电线路140一端的导电端子145与焊垫120通过导电连接物如导电胶144电性连接，导电线路140另一端延伸至指纹传感芯片100与所述盖板210的贴合部外侧。
柔性线路板300位于指纹传感芯片100的背面，即柔性线路板300的正面与所述指纹传感芯片100的背面相贴合。柔性线路板300的背面和正面均形成暴露金属垫的开口，即柔性线路板300背面的金属垫310和柔性线路板300正面的金属垫320。如图1所示，位于指纹传感区110左侧的焊垫120与所述导电线路140的一端电连接，导电线路140的另一端电连接一金属线330，该金属线330与柔性线路板300背面开口处的金属垫310电性连接；位于指纹传感区110另一侧即右侧的焊垫与对应导电线路的一端电连接，导电线路的另一端电连接一金属线340，该金属线与柔性线路板300正面开口处的金属垫320电性连接。
在盖板210和柔性线路板300外形成塑封层400，塑封层400至少包覆所述导电端子、指纹传感芯片100和金属线330、340，实现对金属线的固定、绝缘和保护，柔性线路板300的一端部位于塑封层400外，方便柔性线路板与外部电路电连接。
相应的本发明提供了一种指纹传感芯片的封装方法。请参考图2a，指纹传感芯片100具有指纹传感区110，以及位于指纹传感区外围的焊垫120。多个焊垫排成两列位于单个指纹传感芯片的相对左、右两侧，焊垫120与指纹传感区110电连接形成电信号传输通路。于本实施例中，指纹传感芯片在晶圆经切割形成后，无须在其上进行凹槽的蚀刻工艺，因此也不需要担心指纹传感芯片拐角处的强度受到影响。
请参考图2b，提供盖板210，盖板210为具有较高介电常数的材质，例如玻璃或者陶瓷。本实施方式中，盖板为透光基板，盖板210的背面涂布有遮光油墨220。在盖板220的背面形成绝缘层143，然后在绝缘层143上形成导电线路140，导电线路140可以采用成熟的RDL工艺选择性的分布于绝缘层143的表面并与对应的焊垫120设置。绝缘层143的材质可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或树脂类介电材质。导电线路不连续，其分布对应不同的焊垫，并彼此绝缘。
然后形成保护层141，保护层141至少覆盖导电线路140，在保护层141上设置开孔，开孔暴露导电线路的两端形成导电端子142和145。具体实施方式中，保护层可以为具有感光特性的防焊油墨，所述开孔可以通过曝光显影工艺在保护层上形成。
请参考图2c，将指纹传感芯片100的正面与盖板210的背面贴合，焊垫120对应导线线路140的导电端子并进行电性连接。具体应用中，指纹传感芯片与盖板通过DAF膜或者黏胶贴合固定。本实施方式中，通过在盖板210的背面设置DAF膜130，指纹传感芯片100的正面贴合于DAF膜130上，保证了指纹传感芯片贴合固定的平整度。如果采用黏胶，为避免降低指纹传感芯片的灵敏度，黏胶采用具有较高介电常数的材质，黏胶的介电常数大于或等于4。
如图2d，将柔性线路板300的正面与指纹传感芯片100的背面贴合。柔性电路板300具有彼此相对的正面及背面，柔性电路板的正面和背面分别形成有暴露开口的金属垫320和310。柔性线路板和指纹传感芯片的黏合可采用常规电子器件黏合工艺。
请参考图2e，采用打线工艺将指纹传感芯片100左侧的导电线路140的导电端子142与柔性线路板300背面的金属垫310通过金属线330电连接，同样采用打线工艺将指纹传感芯片100右侧的导电线路的导电端子与柔性线路板300正面的金属垫320通过金属线电340连接。
最后，形成塑封层，塑封层至少包覆所述导电端子、指纹传感芯片和金属线，以及整个导电线路和柔性线路板的金属垫部分，提升了指纹传感芯片的封装结构的稳定性。
相较于现有技术，指纹传感芯片与柔性线路板的电连接省掉了蚀刻开槽、打孔、柔性电路板开口以及复杂的指纹传感芯片上形成再布线层的工序，使得整个指纹传感芯片的封装制程更为简捷和高效，封装成品率高，受加工工艺影响的不良率大大。
本发明通过优化指纹传感芯片的封装方法以及封装指纹传感芯片封装结构，从而降低指纹传感芯片的封装工序难度，保证封装尺寸的同时满足封装芯片高集成度、高稳定性的需求，并且指纹传感芯片封装制程所导致的不良率大大降低。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的蒸煮叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整理，各实施方式的技术方案也可以经过适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可信性实施方式的具体说明，他们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术精神所做的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种指纹传感芯片的封装方法，其特征在于所述封装方法包括:
将一指纹传感芯片的正面与一盖板的背面贴合，在指纹传感芯片正面的指纹传感区的外围设置焊垫，焊垫与指纹传感区电连接形成电信号传输通路；在所述盖板和指纹传感芯片之间设置导电线路，导电线路的一端电连接焊垫，另一端与所述指纹传感芯片背面设置的柔性线路板间电性连接；
所述焊垫分布在所示指纹传感区的两相对侧部，所述导电线路形成于所述盖板的背面，并引出至指纹传感芯片与所述盖板贴合部的外侧；所述柔性线路板的正面与所述指纹传感芯片的背面贴合；
位于指纹传感区一侧部的焊垫与所述导电线路的一端电性连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的背面电性连接。
2.根据权利要求1所述的指纹传感芯片的封装方法，其特征在于所述封装方法进一步包括：
位于指纹传感区一侧部的焊垫与所述导电线路的一端电性连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的正面电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的指纹传感芯片的封装方法，其特征在于所述封装方法进一步包括：
所述导电线路的两端分别设置导电端子，导电线路一端的导电端子与所述焊垫电性连接，导电线路另一端的导电端子电性连接所述金属线，金属线的另一端与柔性线路板电性连接。
4.根据权利要求1所述的指纹传感芯片的封装方法，其特征在于所述封装方法进一步包括：
在所述盖板的背面设置一绝缘层，导电线路形成于所述绝缘层上，在所述导电线路外覆设一保护层，导电线路的两端暴露形成导电端子，所述柔性线路板上也形成暴露的金属垫，一金属线的两端分别电性连接所述导电线路的一导电端子和柔性线路板的金属垫。
5.根据权利要求4所述的指纹传感芯片的封装方法，其特征在于所述封装方法进一步包括：
在所述盖板和柔性线路板外形成塑封层，塑封层至少包覆所述导电端子、指纹传感芯片和金属线，所述柔性线路板的一端位于所述塑封层外。
6.一种封装指纹传感芯片，其特征在于所述封装指纹传感芯片包括：
盖板；
指纹传感芯片，其正面设置有指纹传感区及位于指纹传感区外围的焊垫，焊垫与指纹传感区电连接形成电信号传输通路；
所述指纹传感芯片的正面与所述盖板的背面贴合；
导电线路，位于盖板的背面并且一端电连接焊垫；
柔性线路板，位于指纹传感芯片的背面；
金属线，其一端连接导电线路，另一端电连接所述柔性线路板；
所述焊垫分布在所述指纹传感区的两相对侧部，导电线路的一端电连接焊垫后，另一端延伸至指纹传感芯片与所述盖板的贴合部外；
所述柔性线路板的正面与所述指纹传感芯片的背面相贴合，位于指纹传感区一侧的焊垫与所述导电线路的一端电连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的背面电性连接。
7.根据权利要求6所述的封装指纹传感芯片，其特征在于所述柔性线路板的正面与所述指纹传感芯片的背面相贴合，位于指纹传感区另一侧的焊垫与所述导电线路的一端电连接，导电线路的另一端电连接一金属线，该金属线与柔性线路板的正面电性连接。
8.根据权利要求6或7所述的封装指纹传感芯片，其特征在于所述导电线路的两端分别设置导电端子，导电线路一端的导电端子与所述焊垫电性连接，导电线路另一端的导电端子电性连接所述金属线，金属线的另一端与柔性线路板电性连接。
9.根据权利要求6所述的封装指纹传感芯片，其特征在于所述导电线路与盖板的背面之间具有一绝缘层，导电线路的上部覆设一保护层，导电线路的两端暴露形成导电端子，所述柔性线路板上也形成暴露的金属垫，一金属线的两端分别电性连接所述导电线路的一导电端子和柔性线路板的金属垫。
10.根据权利要求6所述的封装指纹传感芯片，其特征在于所述柔性线路板的背面和正面均形成暴露金属垫的开口，所述金属线的另一端在所述开口处与所述金属垫间电连接。
11.根据权利要求8所述的封装指纹传感芯片，其特征在于所述盖板和柔性线路板外形成塑封层，塑封层至少包覆所述导电端子、指纹传感芯片和金属线，所述柔性线路板的一端部位于所述塑封层外。
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