[發(fā)明專利]基于基板凹槽的芯片集成指紋識別傳感器及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410850322.5
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104681533A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝建友;陳興隆
• 申請（專利權(quán)）人: 華天科技（西安）有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L21/60
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子封裝技術(shù)、傳感器技術(shù)以及芯片互聯(lián)等技術(shù)，具體是一種基于基板凹槽的芯片集成指紋識別傳感器及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著終端產(chǎn)品的智能化程度不斷提高，各種傳感器芯片層出不窮。傳感芯片擴(kuò)展了智能手機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，例如，指紋識別芯片的出現(xiàn)就大大提高了上述產(chǎn)品的安全性。

目前典型的指紋識別傳感器芯片，包括半導(dǎo)體芯片，其上形成有用于感測的傳感器元件陣列作為感應(yīng)區(qū)域，其最大的特征在于其芯片表面的感應(yīng)區(qū)域與用戶手指發(fā)生作用，產(chǎn)生芯片可以感測的電信號。為了保證感測的精確度和靈敏度，該感應(yīng)區(qū)域與用戶手指的距離要求盡可能小，傳但限于當(dāng)前的芯片工藝，芯片焊盤一般也位于同一表面，若采用焊線方式將芯片焊盤引出，焊線高度不可避免的抬升了感應(yīng)區(qū)域與封裝體外界的距離。

國內(nèi)的匯頂科技股份有限公司提出了一種在傳感芯片邊緣制作臺階，將芯片表面焊盤通過導(dǎo)電層引至該臺階處，然后再進(jìn)行打線(CN201420009042)。該方式避免了焊線對傳感器元件陣列與封裝體外界的距離的影響，該專利通過引用合并于此。另外，美國的蘋果公司公開了一項傳感器封裝方面的專利(US20140285263A1)，其采用在硅基板上用沉積技術(shù)形成感應(yīng)區(qū)域。上述硅基板邊緣存在斜坡，以便于將感應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的電信號通過導(dǎo)電層引出。該傳感芯片的打線焊盤位于硅基板所在斜坡的下方，避免了焊線對感應(yīng)區(qū)域與封裝體外界的距離的影響，該專利也通過引用合并于此。

為了能實現(xiàn)指紋識別傳感器的感測功能，還需要用于存儲感測信號的存儲芯片，如Flash芯片，以及用于處理信號的專用集成電路芯片，即ASIC芯片。當(dāng)前的指紋識別傳感器件需要很多分立的組裝步驟，其中指紋識別傳感器芯片、存儲芯片和專用集成電路芯片各自為單獨的元件，在傳感器件的組裝或封裝過程中放到一起，也就是說，識別傳感器芯片、存儲芯片和專用集成電路芯片未被包封到一起。隨著分立元件的數(shù)量的增大，工藝步驟的日益復(fù)雜，制造成本也增大，同時對最終產(chǎn)品的良率和可靠性存在不利影響，而且分立元件的組裝或封裝過程耗時、效率低。

發(fā)明內(nèi)容

對于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于基板凹槽的芯片集成指紋識別傳感器及其制作方法，該發(fā)明將傳感芯片、存儲芯片和專用集成電路芯片通過堆疊方式集成在同一封裝內(nèi)，該方案不但減小了封裝的尺寸，而且使封裝工藝更為簡單，成本更低。

基于基板凹槽的芯片集成指紋識別傳感器，所述傳感器由基板、存儲芯片、焊線、專用集成電路芯片、傳感芯片、塑封體組成；所述基板有凹槽，所述存儲芯片和專用集成電路芯片在凹槽里，兩者通過焊線分別與基板連接；所述傳感芯片在基板的上表面，并覆蓋凹槽，其通過焊線與基板連接；所述塑封體包裹傳感芯片和焊線。

所述傳感芯片的上表面裸露，可提高感應(yīng)效果。

所述感應(yīng)芯片上部的裸露空間有藍(lán)寶石、玻璃或者陶瓷蓋片。

所述塑封體填充基板的凹槽，并包裹存儲芯片、專用集成電路芯片和焊線，可以穩(wěn)定芯片和焊線位置，不因為外力而發(fā)生位移。

基于基板凹槽的芯片集成指紋識別傳感器的制作方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一：在基板上制作凹槽；

步驟二：運(yùn)用鍵合工藝，所述存儲芯片和專用集成電路芯片在凹槽里，兩者通過焊線分別與基板連接；

步驟三：運(yùn)用鍵合工藝，所述傳感芯片在基板的上表面，并覆蓋凹槽，其通過焊線與基板連接；

步驟四：塑封體包裹傳感芯片和焊線，并填充基板的凹槽，并包裹存儲芯片、專用集成電路芯片和焊線。

如步驟四所述的塑封體包裹傳感芯片，將傳感芯片上部的塑封體去除，保持傳感芯片上表面裸露。

如步驟四，采用局部塑封技術(shù)，所述的塑封體包裹傳感芯片，保持傳感芯片上表面裸露。

所述存儲芯片和專用集成電路芯片和基板的連接可以采用倒裝工藝。

利用該結(jié)構(gòu)使得單獨的指紋識別傳感器芯片、存儲芯片和專用集成電路芯片集成在同一封裝中，避免了分立芯片器件繁瑣的組裝步驟，簡化了工藝流程，提高了封裝產(chǎn)品良率。同時，在基板上挖槽，避免了在基板上做墊片等。該結(jié)構(gòu)的堆疊方式可使封裝產(chǎn)品的尺寸更小，集成度更高。

附圖說明

圖1為帶有凹槽的基板圖；

圖2為在基板凹槽內(nèi)上芯壓焊圖；

圖3為感應(yīng)芯片上芯壓焊圖；

圖4為整體塑封圖；

圖5為局部塑封裸露傳感芯片圖。