[發明專利]晶圓級指紋識別芯片封裝結構及封裝方法

在審

• 申請號: 201410465346.9
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104201115A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王之奇;喻瓊;王蔚
• 申請（專利權）人: 蘇州晶方半導體科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L21/60;H01L23/31;H01L23/48;G06K9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種晶圓級指紋識別芯片封裝結構及其封裝方法。

背景技術

隨著現代社會的進步，個人身份識別以及個人信息安全的重要性逐步受到人們的關注。由于人體指紋具有唯一性和不變性，使得指紋識別技術具有安全性好，可靠性高，使用簡單方便的特點，使得指紋識別技術被廣泛應用于保護個人信息安全的各種領域。而隨著科學技術的不斷發展，各類電子產品的信息安全問題始終是技術發展的關注要點之一。尤其是對于移動終端，例如手機、筆記本電腦、平板的電腦、數碼相機等，對于信息安全性的需求更為突出。

現有的指紋識別器件的感測方式包括電容式(電場式)和電感式，指紋識別器件通過提取用戶指紋，并將用戶指紋轉換為電信號輸出，從而獲取用戶的指紋信息。具體的，如圖1所示，圖1是現有技術的一種指紋識別器件的剖面結構示意圖，包括：基板100；耦合于基板100表面的指紋識別芯片101；覆蓋于所述指紋識別芯片101表面的玻璃基板102。

以電容式指紋識別芯片為例，所述指紋識別芯片101內具有一個或多個電容極板。由于用戶手指的表皮或皮下層具有凸起的脊和凹陷的谷，當用戶手指103接觸所述玻璃基板102表面時，所述脊與谷到指紋識別芯片101的距離不同，因此，用戶手指103脊或谷與電容極板之間的電容值不同，而指紋識別芯片101能夠獲取所述不同的電容值，并將其轉化為相應的電信號輸出，而指紋識別器件匯總所受到的電信號之后，能夠獲取用戶的指紋信息。

然而，在現有的指紋識別器件中，對指紋識別芯片的靈敏度要求較高，使得指紋識別器件的制造及應用受到限制。

發明內容

本發明解決的問題是簡化指紋識別芯片的封裝方法，降低對感應芯片的靈敏度的要求，使所述封裝方法的應用更廣泛。

為解決上述問題，本發明提供一種晶圓級指紋識別芯片封裝方法，包括：提供襯底，所述襯底包括若干感應芯片區，所述襯底具有第一表面、以及與所述第一表面相對的第二表面，所述感應芯片區的第一表面包括感應區；在所述襯底的第一表面形成覆蓋層；在所述襯底的感應芯片區內形成插塞結構，所述插塞結構的一端與所述感應區電連接，且所述襯底的第二表面暴露出所述插塞結構的另一端。

可選的，所述覆蓋層的莫氏硬度大于或等于8H；所述覆蓋層的介電常數大于或等于7。

可選的，所述覆蓋層的材料為無機納米材料、聚合物材料、玻璃材料或陶瓷材料。

可選的，所述聚合物材料為環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、苯并環丁烯樹脂、聚苯并惡唑樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚烯烴、聚醚砜、聚酰胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇。

可選的，所述覆蓋層的形成工藝為絲網印刷工藝、旋涂工藝或噴涂工藝。

可選的，所述無機納米材料為氧化鋁或氧化鈷。

可選的，所述覆蓋層的形成工藝為化學氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝、原子層沉積工藝、絲網印刷工藝、旋涂工藝或噴涂工藝。

可選的，所述插塞結構的形成工藝包括：在所述襯底的第二表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出需要形成插塞結構的對應位置和形狀；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述襯底，在襯底內形成通孔，所述通孔的頂部位于所述襯底的第二表面；在所述通孔內形成導電結構；在形成通孔之后，去除所述掩膜層。

可選的，所述插塞結構包括：位于所述通孔側壁表面的絕緣層；位于所述絕緣層表面、以及通孔底部表面的導電層，位于所述通孔底部的導電層與所述感應區電連接；位于所述導電層表面的防焊層，所述防焊層填充滿所述通孔。

可選的，還包括：在所述襯底第二表面形成布線層和金屬凸塊，所述布線層與所述導電層和金屬凸塊連接，且所述布線層和金屬凸塊位于感應芯片區內。

可選的，所述插塞結構包括：位于所述通孔側壁表面的絕緣層；位于所述絕緣層表面、以及通孔底部表面的導電插塞，所述導電插塞填充滿所述通孔。

可選的，還包括：在所述襯底第二表面暴露出的導電插塞頂部形成金屬凸塊。

可選的，所述感應芯片區的第一表面還包括包圍所述感應區的外圍區。

可選的，位于所述外圍區內的芯片電路和第一焊墊，所述芯片電路與所述感應區和所述第一焊墊電連接。

可選的，所述插塞結構的一端與所述第一焊墊連接。