指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，封裝結(jié)構(gòu)包括：基板；耦合于基板表面的感應(yīng)芯片，所述感應(yīng)芯片具有第一表面、以及與第一表面相對的第二表面，所述感應(yīng)芯片的第一表面具有感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)芯片的第二表面位于基板表面；至少位于感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面的上蓋層，所述上蓋層的材料為聚合物；位于基板和感應(yīng)芯片表面的塑封層，所述塑封層暴露出所述上蓋層。所述封裝結(jié)構(gòu)能對感應(yīng)芯片靈敏度的要求降低，應(yīng)用更廣泛。
【專利說明】指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會的進(jìn)步，個(gè)人身份識別以及個(gè)人信息安全的重要性逐步受到人們的關(guān)注。由于人體指紋具有唯一性和不變性，使得指紋識別技術(shù)具有安全性好，可靠性高，使用簡單方便的特點(diǎn)，使得指紋識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于保護(hù)個(gè)人信息安全的各種領(lǐng)域。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類電子產(chǎn)品的信息安全問題始終是技術(shù)發(fā)展的關(guān)注要點(diǎn)之一。尤其是對于移動終端，例如手機(jī)、筆記本電腦、平板的電腦、數(shù)碼相機(jī)等，對于信息安全性的需求更為突出。
[0003]現(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)有技術(shù)的一種指紋識別器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括:基板100 ;稱合于基板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。
[0004]以電容式指紋識別芯片為例，所述指紋識別芯片101內(nèi)具有一個(gè)或多個(gè)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(dāng)用戶手指103接觸所述玻璃基板102表面時(shí)，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(zhuǎn)化為相應(yīng)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。
[0005]然而，在現(xiàn)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(yīng)用受到限制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型解決的問題是提供一種指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)能對感應(yīng)芯片靈敏度的要求降低，應(yīng)用更廣泛。
[0007]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括:基板；耦合于基板表面的感應(yīng)芯片，所述感應(yīng)芯片具有第一表面、以及與第一表面相對的第二表面，所述感應(yīng)芯片的第一表面具有感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)芯片的第二表面位于基板表面；至少位于感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面的上蓋層，所述上蓋層的材料為聚合物；位于基板和感應(yīng)芯片表面的塑封層，所述塑封層暴露出所述上蓋層。
[0008]可選的，所述上蓋層的厚度為20微米?100微米。
[0009]可選的，所述上蓋層內(nèi)具有光敏顆粒，所述光敏顆粒的尺寸小于6微米。
[0010]可選的，所述感應(yīng)芯片的第一表面還包括:包圍所述感應(yīng)區(qū)的外圍區(qū)。
[0011]可選的，所述感應(yīng)芯片還包括:位于所述外圍區(qū)內(nèi)具有邊緣凹槽，所述感應(yīng)芯片的側(cè)壁暴露出所述凹槽；位于感應(yīng)芯片外圍區(qū)的芯片電路，所述芯片電路位于感應(yīng)芯片的外圍區(qū)表面、以及凹槽的側(cè)壁和底部表面，且位于凹槽底部的部分芯片電路具有第一連接端。
[0012]可選的,所述邊緣凹槽為包圍感應(yīng)區(qū)的連續(xù)凹槽；或者，所述邊緣凹槽為包圍感應(yīng)區(qū)的若干分立凹槽。
[0013]可選的，所述基板具有第一表面，所述感應(yīng)芯片耦合于基板的第一表面，所述基板的第一表面具有第二連接端。
[0014]可選的，還包括:導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線兩端分別與第一連接端與第二連接端連接。
[0015]可選的，還包括:位于感應(yīng)芯片側(cè)壁表面、基板第一表面、以及邊緣凹槽內(nèi)的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層兩端分別與第一連接端和第二連接端連接。
[0016]可選的，還包括:位于感應(yīng)芯片和基板之間的第一粘結(jié)層。
[0017]可選的，所述感應(yīng)芯片還包括:貫穿所述感應(yīng)芯片的導(dǎo)電插塞，所述感應(yīng)芯片的第二表面暴露出所述導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞的一端與第一連接端連接；位于感應(yīng)芯片第二表面暴露出的導(dǎo)電插塞頂部的焊料層，所述焊料層焊接于第二連接端表面。
[0018]可選的，還包括:位于基板表面的保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)包圍所述感應(yīng)芯片、上蓋層和塑封層。
[0019]可選的，所述保護(hù)環(huán)通過所述基板接地。
[0020]可選的，還包括:包圍所述塑封層、感應(yīng)芯片和保護(hù)環(huán)的外殼，所述外殼暴露出所述上蓋層。
[0021]可選的，還包括:包圍所述塑封層和感應(yīng)芯片的外殼，所述外殼暴露出所述上蓋層。
[0022]可選的，所述基板的一端具有連接部，所述連接部用于使感應(yīng)芯片與外部電路電連接。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)中，所述感應(yīng)芯片的第二表面耦合于基板表面，所述感應(yīng)芯片的第一表面具有感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)區(qū)用于提取用戶指紋；所述感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面具有上蓋層，所述上蓋層用于保護(hù)感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)，用戶的手指置于所述上蓋層表面，即能夠使感應(yīng)區(qū)提取到用戶指紋，而感應(yīng)芯片能夠?qū)⑺鲇脩糁讣y轉(zhuǎn)換為電信號輸出。由于所述上蓋層的材料為聚合物，而聚合物材料具有較好的延展性和柔韌性，而且覆蓋能力好，因此，所述能夠使上蓋層的厚度較薄，而且硬度較高，從而使所述上蓋層具有足夠大的硬度以保護(hù)感應(yīng)芯片；同時(shí)，所述上蓋層表面到感應(yīng)芯片的距離減小，使感應(yīng)芯片易于檢測到用戶指紋，相應(yīng)地，所述封裝結(jié)構(gòu)能夠降低對感應(yīng)芯片靈敏度的要求，使得指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更為廣泛。而且，所述上蓋層的材料為聚合物，使得所述上蓋層的成本低，降低了封裝結(jié)構(gòu)的制造成本。
[0025]進(jìn)一步，所述上蓋層的厚度為20微米?100微米；所述上蓋層的莫氏硬度大于或等于8H;所述上蓋層的介電常數(shù)大于或等于7。其中，所述上蓋層的厚度較薄，且硬度較大，所述上蓋層具有足夠大的硬度以保護(hù)感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)，同時(shí)使所述感應(yīng)芯片更易檢測到置于上蓋層表面的用戶指紋，降低了對感應(yīng)芯片靈敏度的要求。所述上蓋層的介電常數(shù)較大，使所述上蓋層的電隔離性能更佳，使所述上蓋層對感應(yīng)芯片感應(yīng)區(qū)的保護(hù)能力更佳。
[0026]進(jìn)一步，所述基板表面還具有包圍所述感應(yīng)芯片、上蓋層和塑封層的保護(hù)環(huán)。所述保護(hù)環(huán)用于對所述感應(yīng)芯片進(jìn)行靜電防護(hù)，避免感應(yīng)區(qū)檢測到的用戶指紋數(shù)據(jù)精確度下降，或者能夠消除感應(yīng)芯片輸出的信號噪聲，使感應(yīng)芯片檢測到的數(shù)據(jù)、以及輸出的信號更精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種指紋識別器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2至圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0029]圖7至圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種指紋識別芯片的封裝方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如【背景技術(shù)】所述，在現(xiàn)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(yīng)用受到限制。
[0031]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，請繼續(xù)參考圖1，指紋識別芯片101表面覆蓋有玻璃基板102，所述玻璃基板102用于保護(hù)指紋識別芯片101，而用戶的手指103直接與所述玻璃基板102相接觸，因此，為了保證所述玻璃基板102具有足夠的保護(hù)能力，所述玻璃基板102的厚度較厚。然而，由于所述玻璃基板102的厚度較厚，因此要求指紋識別芯片101具有較高的靈敏度，以保證能夠精確提取到用戶指紋。然而，高靈敏度的指紋識別芯片制造難度較大、制造成本較高，繼而造成指紋識別芯片的應(yīng)用和推廣受到限制。
[0032]具體的，繼續(xù)以電容式指紋識別器件為例，當(dāng)用戶手指置103于玻璃基板102表面時(shí)，用戶手指103、與指紋識別芯片101中的電容極板之間能夠構(gòu)成電容；其中，所述用戶手指103和電容極板為電容的兩極，所述玻璃基板102為電容兩極之間的電介質(zhì)。然而，由于所述玻璃基板102的厚度較厚，使得用戶手指103與電容基板之間的電容值較大，而用戶手指103的脊與谷之間的高度差異較小，因此，所述脊與電容極板之間的電容值、相對于所述谷與電容極板之間的電容值之間的差值極小，為了能夠精確檢測到所述電容值的差異，要求所述指紋識別芯片101具有較高的靈敏度。
[0033]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)。其中，所述封裝結(jié)構(gòu)中，感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面覆蓋有上蓋層，所述上蓋層替代了傳統(tǒng)的玻璃基板，能夠直接與用戶手指接觸，用于保護(hù)感應(yīng)芯片。由于所述上蓋層的材料為聚合物，而聚合物材料具有較好的延展性和柔韌性，能夠使所述上蓋層的厚度較薄且硬度較高，在所述上蓋層足以保護(hù)感應(yīng)芯片的同時(shí)，所述上蓋層表面到感應(yīng)芯片的距離減小，從而使感應(yīng)芯片易于檢測到用戶指紋；相應(yīng)地，所述封裝結(jié)構(gòu)降低了對感應(yīng)芯片靈敏度的要求，使得指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更為廣泛。
[0034]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0035]圖2至圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0036]請參考圖2，所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)包括:
[0037]基板200 ；
[0038]耦合于基板200表面的感應(yīng)芯片201，所述感應(yīng)芯片201具有第一表面210、以及與第一表面210相對的第二表面220，所述感應(yīng)芯片201的第一表面210具有感應(yīng)區(qū)211，所述感應(yīng)芯片201的第二表面220位于基板200表面；
[0039]至少位于感應(yīng)芯片201的感應(yīng)區(qū)211表面的上蓋層202，所述上蓋層202的材料為聚合物；
[0040]位于基板200和感應(yīng)芯片201表面的塑封層203，所述塑封層203暴露出所述上蓋層 202。
[0041]以下將對上述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0042]所述基板200用于固定所述感應(yīng)芯片201，并使所述感應(yīng)芯片201與其它器件或電路電連接。所述基板200為硬性基板或軟性基板，能夠根據(jù)需要設(shè)置所述感應(yīng)芯片201的器件或終端進(jìn)行調(diào)整；在本實(shí)施例中，所述基板200為硬性基板，所述硬性基板為PCB基板、玻璃基板、金屬基板、半導(dǎo)體基板或聚合物基板。
[0043]所述基板200具有第一表面230,而所述感應(yīng)芯片201稱合于基板200的第一表面230。所述基板200的第一表面230具有布線層(未不出)，而所述布線層與位于基板200第一表面230的第二連接端205連接，所述第二連接端205用于與感應(yīng)芯片201表面的芯片電路連接。
[0044]本實(shí)施例中，所述基板200的一端具有連接部204，所述連接部204的材料包括導(dǎo)電材料，連接部204與所述布線層電連接，從而使所述芯片電路能夠通過基板200第一表面230的布線層和連接部204與外部電路或器件電連接，從而實(shí)現(xiàn)電信號的傳輸。
[0045]位于感應(yīng)芯片201第一表面210的感應(yīng)區(qū)211用于檢測和接收用戶的指紋信息，所述感應(yīng)區(qū)211內(nèi)能夠具有電容結(jié)構(gòu)、或者具有電感結(jié)構(gòu)，所述電容結(jié)構(gòu)或電感結(jié)構(gòu)能夠用于獲取用戶指紋信息。
[0046]在本實(shí)施例中，所述感應(yīng)區(qū)211內(nèi)具有至少一個(gè)電容極板，當(dāng)用戶手指置于上蓋層202表面時(shí)，所述電容極板、上蓋層202和用戶手指構(gòu)成電容結(jié)構(gòu)，而所述感應(yīng)區(qū)211能夠獲取用戶手指表面脊與谷與電容極板之間的電容值差異，并將所述電容值差異通過芯片電路進(jìn)行處理之后輸出，以此獲取用戶指紋數(shù)據(jù)。
[0047]所述感應(yīng)芯片201的第一表面210還包括包圍所述感應(yīng)區(qū)211的外圍區(qū)212，所述感應(yīng)芯片201第一表面210的外圍區(qū)212具有芯片電路(未標(biāo)示)，所述芯片電路與感應(yīng)區(qū)211內(nèi)的電容結(jié)構(gòu)或電感結(jié)構(gòu)電連接，用于對電容結(jié)構(gòu)或電感結(jié)構(gòu)輸出的電信號進(jìn)行處理。
[0048]所述感應(yīng)芯片201還包括:位于所述外圍區(qū)212內(nèi)具有邊緣凹槽206,所述感應(yīng)芯片201的側(cè)壁暴露出所述凹槽206 ;位于感應(yīng)芯片201外圍區(qū)212的芯片電路還位于所述凹槽206的側(cè)壁和底部表面，且位于凹槽206底部的部分芯片電路連接到第一連接端207。
[0049]所述邊緣凹槽206，用于形成芯片電路的輸出端，即所述第一連接端207，通過將第一連接端207與基板200表面的第二連接端205電連接，能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)芯片201與基板200的耦合。
[0050]在一實(shí)施例中，所述邊緣凹槽206為包圍感應(yīng)區(qū)211的連續(xù)凹槽,所述連續(xù)的邊緣凹槽206底部表面具有一個(gè)或若干第一連接端207 ;在另一實(shí)施例中，所述邊緣凹槽206為包圍感應(yīng)區(qū)211的若干分立凹槽,且每一邊緣凹槽206內(nèi)具有一個(gè)或若干第一連接端207。所述第一連接端207的數(shù)量和分布狀態(tài)根據(jù)芯片電路的具體電路布線需要設(shè)計(jì)。
[0051]在本實(shí)施例中，所述邊緣溝槽206的側(cè)壁相對于感應(yīng)芯片201的表面傾斜，且所述邊緣溝槽206的側(cè)壁與底部之間的夾角呈鈍角，所述傾斜的邊緣溝槽206側(cè)壁表面易于形成芯片電路，以此感應(yīng)區(qū)211到第一連接端207之間的電路布線。
[0052]所述上蓋層202覆蓋感應(yīng)芯片201的感應(yīng)區(qū)211，所述上蓋層202還能夠覆蓋部分感應(yīng)區(qū)211周圍的外圍區(qū)212。所述上蓋層202的材料為聚合物材料，而聚合物材料具有良好的柔韌性、延展性以及覆蓋能力，因此能夠使所述上蓋層202的厚度較薄，同時(shí)能夠保證所述上蓋層202具有較高的硬度，從而增強(qiáng)感應(yīng)芯片201對用戶手指指紋的感應(yīng)能力，同時(shí)能夠保證上蓋層202對感應(yīng)區(qū)211的保護(hù)能力。
[0053]所述上蓋層202的厚度為20微米?100微米，所述上蓋層202的厚度較薄，當(dāng)用戶手指置于所述上蓋層202表面時(shí)，所述手指到感應(yīng)區(qū)211的距離減少，因此，感應(yīng)區(qū)211更容易檢測到用戶手指的指紋，從而降低了對感應(yīng)芯片201高靈敏度的要求。
[0054]在本實(shí)施例中，所述感應(yīng)區(qū)211內(nèi)具有電容極板，由于上蓋層202厚度較薄，使得用戶手指與電容極板之間的距離較短，則用戶手指與電容極板之間的電容值較小，相應(yīng)的，用戶手指表面的脊與電容基板之間的電容值、相對于谷與電容基板之間的電容值差異較大，使所述感應(yīng)區(qū)211易于檢測到用戶手指的指紋信息。
[0055]所述上蓋層202的莫氏硬度大于或等于8H，所述上蓋層202的硬度較高，因此，即使所述上蓋層202的厚度較薄，所述上蓋層202也足以保護(hù)感應(yīng)芯片201的感應(yīng)區(qū)211，當(dāng)用戶手指在所述上蓋層202表面移動時(shí)，不會對感應(yīng)芯片201造成損傷。而且，由于所述上蓋層202的硬度較高，因此所述上蓋層202難以發(fā)生形變，即使用戶手指按壓與所述上蓋層202表面，所述上蓋層202的厚度也難以發(fā)生變化，從而保證了感應(yīng)區(qū)211的檢測結(jié)果精確度。
[0056]所述上蓋層202的介電常數(shù)大于或等于7，所述上蓋層202的電隔離能力較強(qiáng)，則所述上蓋層202對感應(yīng)區(qū)211的保護(hù)能力較強(qiáng)。
[0057]在本實(shí)施例中，由于上蓋層202的厚度較薄，而用戶手指與電容極板之間的電容值與上蓋層202的厚度成反比，與上蓋層202的介電常數(shù)成正比，因此，當(dāng)上蓋層202的厚度較薄，而介電常數(shù)較大時(shí)，能夠使用戶手指與電容極板之間的電容值在感應(yīng)區(qū)211能夠檢測的范圍內(nèi)，避免電容值過大或過小而使感應(yīng)區(qū)211的檢測失效。
[0058]而且，當(dāng)上蓋層202的厚度在20微米?100微米的范圍內(nèi)，而介電常數(shù)在大于或等于7的范圍內(nèi)時(shí)，隨著上蓋層202的厚度增大，上蓋層202的介電常數(shù)也相應(yīng)增大，以便使用戶手指與電容極板之間的電容值能夠在一個(gè)穩(wěn)定且感應(yīng)區(qū)211可檢測的范圍內(nèi)。
[0059]所述上蓋層202的材料為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、苯并環(huán)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、聚乙烯醇或其他合適的聚合物材料。
[0060]在本實(shí)施例中，所述聚合物材料為光敏材料,所述聚合物材料內(nèi)具有光敏顆粒，所述光敏顆粒能夠使聚合物材料能夠被曝光顯影，并實(shí)現(xiàn)圖形化。所述光敏顆粒的尺寸小于6微米，使所述聚合物材料在曝光后形成的上蓋層202的尺寸精確且易于控制。
[0061]在本實(shí)施例中，指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括:導(dǎo)電線208，所述導(dǎo)電線208兩端分別與第一連接端207與第二連接端205連接，從而使芯片電路與基板200表面的布線層電連接，而所述布線層與連接部204電連接，從而使感應(yīng)芯片201表面的芯片電路和感應(yīng)區(qū)211能夠與外部電路或器件進(jìn)行電信號的傳輸。所述導(dǎo)電線208的材料為金屬，所述金屬為銅、鶴、招、金或銀。
[0062]由于本實(shí)施例中，第一連接端207和第二連接端205之間通過導(dǎo)電線208連接，因此所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于感應(yīng)芯片201和基板200之間的第一粘結(jié)層301，用于將感應(yīng)芯片201固定于基板200的第一表面230。
[0063]在本實(shí)施例中，所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于基板200表面的保護(hù)環(huán)209，所述保護(hù)環(huán)209包圍所述感應(yīng)芯片201、上蓋層202和塑封層203。所述保護(hù)環(huán)209的材料為金屬，且所述保護(hù)環(huán)209通過所述基板200接地，所述保護(hù)環(huán)209固定于基板200的第一表面230。
[0064]在本實(shí)施例中，所述保護(hù)環(huán)209位于感應(yīng)芯片201、上蓋層202和塑封層203周圍，覆蓋于部分塑封層203上方，且暴露出上蓋層202表面。在另一實(shí)施例中，保護(hù)環(huán)僅位于感應(yīng)芯片201和塑封層203的周圍，且暴露出塑封層203和上蓋層202的表面。
[0065]所述保護(hù)環(huán)209的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、銀或金。所述保護(hù)環(huán)209用于對所述感應(yīng)芯片進(jìn)行靜電防護(hù)，由于所述保護(hù)環(huán)209為金屬，所述保護(hù)環(huán)209能夠?qū)щ?，?dāng)用戶手指在接觸上蓋層202時(shí)產(chǎn)生靜電，則靜電電荷會首先自所述保護(hù)環(huán)209傳至基板200，從而避免上蓋層202被過大的靜電電壓擊穿，以此保護(hù)感應(yīng)芯片201，提高指紋檢測的精確度，消除感應(yīng)芯片輸出的信號噪聲，使感應(yīng)芯片輸出的信號更精確。
[0066]在一實(shí)施例中，請參考圖3，指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于感應(yīng)芯片201側(cè)壁表面、基板200第一表面210、以及邊緣凹槽206內(nèi)的導(dǎo)電層303，所述導(dǎo)電層303兩端分別與第一連接端207和第二連接端205連接，以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)區(qū)211和芯片電路與基板200表面布線層之間的電連接。所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于感應(yīng)芯片201和基板200之間的第一粘結(jié)層301。
[0067]在另一實(shí)施例中，請參考圖4，所述感應(yīng)芯片201內(nèi)還具有貫穿所述感應(yīng)芯片201的導(dǎo)電插塞304,所述感應(yīng)芯片201的第二表面220暴露出所述導(dǎo)電插塞304,所述導(dǎo)電插塞304的一端與第一連接端207連接；位于感應(yīng)芯片201第二表面220暴露出的導(dǎo)電插塞304頂部的焊料層305，所述焊料層305焊接于第二連接端205表面，使實(shí)現(xiàn)感應(yīng)區(qū)211和芯片電路、與基板200表面布線層之間電連接。由于所述感應(yīng)芯片201通過焊料層305焊接于基板200第一表面230，使所述感應(yīng)芯片201相對于基板200固定。
[0068]在本實(shí)施例中，請參考圖5，所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)還包括:包圍所述塑封層203、感應(yīng)芯片201和保護(hù)環(huán)209的外殼400，所述外殼400暴露出所述上蓋層202，使用戶手指能夠觸碰到所述上蓋層202表面，以進(jìn)行指紋檢測。所述上蓋層202的顏色與所述外殼400的顏色一致，例如當(dāng)外殼400顏色為黑色時(shí)，所述上蓋層202的顏色為黑色，當(dāng)外殼400顏色為白色時(shí)，所述上蓋層202顏色為白色，使得指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)整體美觀協(xié)調(diào)。
[0069]在另一實(shí)施例中，請參考圖6，所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)不包括上述保護(hù)環(huán)209，所述指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)包括:包圍所述塑封層203和感應(yīng)芯片201的外殼，所述外殼400暴露出所述上蓋層202，所述上蓋層202的顏色與所述外殼400的顏色一致。
[0070]本實(shí)施例中，所述感應(yīng)芯片的第二表面稱合于基板表面，所述感應(yīng)芯片的第一表面具有感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)區(qū)用于提取用戶指紋；所述感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面具有上蓋層，所述上蓋層用于保護(hù)感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)，用戶的手指置于所述上蓋層表面，即能夠使感應(yīng)區(qū)提取到用戶指紋，而感應(yīng)芯片能夠?qū)⑺鲇脩糁讣y轉(zhuǎn)換為電信號輸出。由于所述上蓋層的材料為聚合物，而聚合物材料具有較好的延展性和柔韌性，而且覆蓋能力好，因此，所述能夠使上蓋層的厚度較薄，而且硬度較高，從而使所述上蓋層具有足夠大的硬度以保護(hù)感應(yīng)芯片；同時(shí)，所述上蓋層表面到感應(yīng)芯片的距離減小，使感應(yīng)芯片易于檢測到用戶指紋，相應(yīng)地，所述封裝結(jié)構(gòu)能夠降低對感應(yīng)芯片靈敏度的要求，使得指紋識別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更為廣泛。而且，所述上蓋層的材料為聚合物，使得所述上蓋層的成本低，降低了封裝結(jié)構(gòu)的制造成本。
[0071]相應(yīng)的，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種形成上述指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，如圖7至圖12所示。
[0072]請參考圖7,提供基板200。
[0073]所述基板200為硬性基板或軟性基板，能夠根據(jù)需要設(shè)置所述感應(yīng)芯片201的器件或終端進(jìn)行調(diào)整；在本實(shí)施例中，所述基板200為硬性基板，所述硬性基板為PCB基板、玻璃基板、金屬基板、半導(dǎo)體基板或聚合物基板。
[0074]所述基板200具有第一表面230,所述第一表面230用于稱合后續(xù)的感應(yīng)芯片。在所述基板200的第一表面230形成布線層和第二連接端205，所述布線層與所述第二連接端205連接。
[0075]本實(shí)施例中，在基板200的一端形成連接部204，所述連接部204的材料包括導(dǎo)電材料，且所述布線層連接到所述連接部204，從而使布線層和第二連接端能夠與外部電路或器件電連接。
[0076]請參考圖8，在所述基板200的第一表面230固定感應(yīng)芯片201，所述感應(yīng)芯片201具有第一表面210、以及與第一表面210相對的第二表面220,所述感應(yīng)芯片201的第一表面210具有感應(yīng)區(qū)211，所述感應(yīng)芯片201的第二表面220位于基板200表面。
[0077]感應(yīng)區(qū)211用于檢測和接收用戶的指紋信息，所述感應(yīng)區(qū)211內(nèi)能夠具有電容結(jié)構(gòu)、或者具有電感結(jié)構(gòu)，所述電容結(jié)構(gòu)或電感結(jié)構(gòu)能夠用于獲取用戶指紋信息。
[0078]在本實(shí)施例中，所述感應(yīng)區(qū)211內(nèi)形成有至少一個(gè)電容極板，當(dāng)用戶手指置于上蓋層202表面時(shí)，所述電容極板、上蓋層202和用戶手指構(gòu)成電容結(jié)構(gòu)，而所述感應(yīng)區(qū)211能夠獲取用戶手指表面脊與谷與電容極板之間的電容值差異，并將所述電容值差異通過芯片電路進(jìn)行處理之后輸出，以此獲取用戶指紋數(shù)據(jù)。
[0079]所述感應(yīng)芯片201還包括:包圍所述感應(yīng)區(qū)211的外圍區(qū)212。在所述感應(yīng)芯片201的外圍區(qū)212內(nèi)形成有邊緣凹槽206，所述感應(yīng)芯片201的側(cè)壁暴露出所述凹槽206 ；在所述凹槽206底部形成第一連接端207 ;在感應(yīng)芯片201的第一表面210形成芯片電路，且所述芯片電路延伸入所述凹槽206內(nèi)，并且與第一連接端207連接，所述第一連接端207為芯片電路的輸出端。
[0080]在一實(shí)施例中，所述邊緣凹槽206為包圍感應(yīng)區(qū)211的連續(xù)凹槽,在所述連續(xù)的邊緣凹槽206底部表面形成一個(gè)或若干第一連接端207。在另一實(shí)施例中，所述邊緣凹槽206為包圍感應(yīng)區(qū)211的若干分立凹槽，且每一邊緣凹槽206內(nèi)形成有一個(gè)或若干第一連接端207。
[0081]在本實(shí)施例中，所述邊緣溝槽206的側(cè)壁相對于感應(yīng)芯片201的表面傾斜，且所述邊緣溝槽206的側(cè)壁與底部之間的夾角呈鈍角。在所述邊緣溝槽206內(nèi)形成芯片電路時(shí)，易于對形成于所述傾斜側(cè)壁表面的芯片電路材料進(jìn)行光刻和刻蝕工藝，以此形成芯片電路的布線。
[0082]本實(shí)施例中，所述感應(yīng)芯片通過第一粘結(jié)層301固定于基板200的第一表面230，后續(xù)通過導(dǎo)電線或?qū)щ妼訒r(shí)第一連接端207與第二連接層205相連接。
[0083]在另一實(shí)施例中，請參考圖4，在感應(yīng)芯片201內(nèi)形成貫穿所述感應(yīng)芯片201的導(dǎo)電插塞304，所述感應(yīng)芯片201的第二表面220暴露出所述導(dǎo)電插塞304，所述導(dǎo)電插塞304的一端與第一連接端207連接；在感應(yīng)芯片201第二表面220暴露出的導(dǎo)電插塞304頂部的焊料層305 ;將所述焊料層305焊接于第二連接端205表面，使所述感應(yīng)芯片201與基板200之間相互固定。
[0084]請參考圖9，在基板200表面和感應(yīng)芯片201表面涂布上蓋膜202a，所述上蓋膜202a的材料為聚合物材料。
[0085]所述上蓋膜202a后續(xù)用于形成上蓋層。所述聚合物材料具有良好的柔韌性、延展性以及覆蓋能力，而且流動性好，因此能夠通過涂布工藝在感應(yīng)區(qū)211表面形成厚度較薄的上蓋膜202a，從而使后續(xù)形成于感應(yīng)區(qū)211表面的上蓋層厚度較薄。而所述上蓋層的厚度較薄，能夠增強(qiáng)感應(yīng)芯片201對用戶手指指紋的感應(yīng)能力，相應(yīng)降低了對感應(yīng)芯片201檢測靈敏度的要求。
[0086]所述涂布工藝包括旋涂工藝、噴涂工藝或蒸鍍工藝，所形成的上蓋膜202a的材料具有為流體，因此能夠使形成于感應(yīng)芯片201表面的上蓋膜202a厚度較薄，而基板200表面的上蓋膜202a厚度較厚。形成于感應(yīng)芯片201表面的上蓋膜202a厚度為20微米?100微米。
[0087]所述上蓋膜202a的材料為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、苯并環(huán)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、聚乙烯醇或其他合適的聚合物材料。
[0088]在本實(shí)施例中，所述聚合物材料為光敏材料,所述聚合物材料內(nèi)具有光敏顆粒，所述光敏顆粒能夠使聚合物材料能夠被曝光顯影，因此，后續(xù)直接對所述上蓋膜202a進(jìn)行曝光，即能夠形成上蓋層。所述光敏顆粒的尺寸小于6微米，使后續(xù)以曝光后形成的上蓋層202的尺寸精確且易于控制。
[0089]請參考圖10，去除基板200表面、以及感應(yīng)芯片201表面感應(yīng)區(qū)211以外的上蓋膜202a(如圖9所示)，在感應(yīng)區(qū)211表面形成上蓋層202。
[0090]本實(shí)施例中，由于所述上蓋膜202a的聚合物材料為光敏材料，因此，能夠通過曝光顯影工藝去除感應(yīng)區(qū)211以外的上蓋膜202a，形成上蓋層202。并且，在進(jìn)行曝光顯影之后，對所形成的上蓋層202進(jìn)行固膠工藝，使上蓋層202的材料固化。所形成的上蓋層202除了覆蓋于感應(yīng)區(qū)211表面之外，還能夠覆蓋部分感應(yīng)區(qū)211周圍的外圍區(qū)212。
[0091]在另一實(shí)施例中，所述上蓋層202的形成工藝包括:在上蓋膜202a表面形成掩膜層，所述掩膜層定義了需要形成上蓋層202的對應(yīng)位置和圖形；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述上蓋膜202a，直至暴露出基板200和感應(yīng)芯片201表面，形成上蓋層202。
[0092]上蓋層202的厚度為20微米?100微米，使所述感應(yīng)區(qū)211易于檢測到用戶手指的指紋信息。
[0093]所述上蓋膜202a經(jīng)過固膠工藝之后，莫氏硬度大于或等于8H，所述上蓋層202的硬度較高，當(dāng)用戶手指在所述上蓋層202表面移動時(shí)，不會對感應(yīng)芯片201造成損傷。而且，由于所述上蓋層202的硬度較高，因此所述上蓋層202難以發(fā)生形變，即使用戶手指按壓與所述上蓋層202表面，所述上蓋層202的厚度也難以發(fā)生變化，從而保證了感應(yīng)區(qū)211的檢測結(jié)果精確度。
[0094]所述上蓋層202的介電常數(shù)大于或等于7，所述上蓋層202的電隔離能力較強(qiáng)，則所述上蓋層202對感應(yīng)區(qū)211的保護(hù)能力較強(qiáng)。而且，在本實(shí)施例中，當(dāng)上蓋層202的厚度較薄，而介電常數(shù)較大時(shí)，能夠使用戶手指與電容極板之間的電容值在感應(yīng)區(qū)211能夠檢測的范圍內(nèi)，避免檢測失效。
[0095]請參考圖11，在形成上蓋層202之后，使所述基板200與感應(yīng)芯片201耦合。
[0096]在本實(shí)施例中，由于感應(yīng)芯片201通過第一粘結(jié)層301固定于基板200表面，因此能夠通過導(dǎo)電線或?qū)щ妼訒r(shí)基板200與感應(yīng)芯片201耦合。
[0097]在本實(shí)施例中，在所述基板200表面耦合感應(yīng)芯片201的方法包括:提供導(dǎo)電線208 ;將所述導(dǎo)電線208兩端通過焊接工藝分別與第一連接端207與第二連接端205連接。所述導(dǎo)電線208的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、金或銀。
[0098]在一實(shí)施例中，請參考圖3，在所述基板200表面耦合感應(yīng)芯片201的方法包括:在感應(yīng)芯片201側(cè)壁表面、基板200第一表面230、以及邊緣凹槽206內(nèi)的導(dǎo)電層303，所述導(dǎo)電層303兩端分別與第一連接端207和第二連接端205連接。所述導(dǎo)電層303的形成工藝包括:以沉積工藝、電鍍工藝或化學(xué)鍍工藝形成導(dǎo)電膜；刻蝕部分所述導(dǎo)電膜以形成導(dǎo)電層303。所述導(dǎo)電層303的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、銀、金、鈦、鉭、鎳、氮化鈦、氮化鉭中的一種或多種。
[0099]請參考圖12，在基板200和感應(yīng)芯片201表面形成塑封層203，所述塑封層203暴露出所述上蓋層202。
[0100]所述塑封層203的材料為環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚酰胺、聚亞氨酯，所述塑封層203還可以采用其它合適的塑封材料。所述塑封層203的形成工藝為注塑工藝(inject1n molding)、轉(zhuǎn)塑工藝(transfer molding)或絲網(wǎng)印刷工藝。所述封料層400還可以采用其它合適的工藝形成。
[0101 ] 在本實(shí)施例中，請繼續(xù)參考圖2，在形成封裝層203之后，在基板200表面形成保護(hù)環(huán)209，所述保護(hù)環(huán)209包圍所述感應(yīng)芯片201、上蓋層202和塑封層203。所述保護(hù)環(huán)209的材料為金屬，所述保護(hù)環(huán)209通過所述基板200接地。所述保護(hù)環(huán)209的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、銀或金。
[0102]所述保護(hù)環(huán)209用于對所述感應(yīng)芯片進(jìn)行靜電防護(hù)，避免上蓋層202被過大的靜電電壓擊穿，以此保護(hù)感應(yīng)芯片201，提高指紋檢測的精確度，消除感應(yīng)芯片輸出的信號噪聲，使感應(yīng)芯片輸出的信號更精確。
[0103]本實(shí)施例中，所述感應(yīng)芯片的第一表面具有用于提取用戶指紋的感應(yīng)區(qū)，在所述感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面形成上蓋層，使所述上蓋層用于保護(hù)感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)，所述上蓋層表面用于放置用戶手指，以進(jìn)行指紋檢測。由于所述上蓋層的材料為聚合物，而聚合物材料具有較好的延展性和柔韌性，且覆蓋能力佳，因此，能夠使所形成的上蓋層的厚度薄，且硬度高，因此，所形成的上蓋層具有足夠大的硬度以保護(hù)感應(yīng)芯片，而且所述上蓋層表面到感應(yīng)芯片的距離減小，使感應(yīng)區(qū)更易獲取用戶指紋數(shù)據(jù)。因此，所形成的封裝結(jié)構(gòu)對感應(yīng)芯片靈敏度的要求降低，所述封裝方法的使用范圍更廣泛。而且，所述上蓋層的材料為聚合物，形成所述上蓋層的成本低，進(jìn)而降低了制造所述封裝結(jié)構(gòu)的成本。
[0104]雖然本實(shí)用新型披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 基板； 耦合于基板表面的感應(yīng)芯片，所述感應(yīng)芯片具有第一表面、以及與第一表面相對的第二表面，所述感應(yīng)芯片的第一表面具有感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)芯片的第二表面位于基板表面； 至少位于感應(yīng)芯片的感應(yīng)區(qū)表面的上蓋層，所述上蓋層的材料為聚合物； 位于基板和感應(yīng)芯片表面的塑封層，所述塑封層暴露出所述上蓋層。
2.如權(quán)利要求1所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上蓋層的厚度為20微米?100微米。
3.如權(quán)利要求1所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上蓋層內(nèi)具有光敏顆粒，所述光敏顆粒的尺寸小于6微米。
4.如權(quán)利要求1所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述感應(yīng)芯片的第一表面還包括:包圍所述感應(yīng)區(qū)的外圍區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述感應(yīng)芯片還包括:位于所述外圍區(qū)內(nèi)的邊緣凹槽，所述感應(yīng)芯片的側(cè)壁暴露出所述凹槽；位于感應(yīng)芯片外圍區(qū)的芯片電路，所述芯片電路位于感應(yīng)芯片的外圍區(qū)表面、以及凹槽的側(cè)壁和底部表面，且位于凹槽底部的部分芯片電路具有第一連接端。
6.如權(quán)利要求5所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述邊緣凹槽為包圍感應(yīng)區(qū)的連續(xù)凹槽；或者，所述邊緣凹槽為包圍感應(yīng)區(qū)的若干分立凹槽。
7.如權(quán)利要求5所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板具有第一表面，所述感應(yīng)芯片耦合于基板的第一表面，所述基板的第一表面具有第二連接端。
8.如權(quán)利要求7所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線兩端分別與第一連接端與第二連接端連接。
9.如權(quán)利要求8所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:位于感應(yīng)芯片側(cè)壁表面、基板第一表面、以及邊緣凹槽內(nèi)的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層兩端分別與第一連接端和第二連接端連接。
10.如權(quán)利要求8或9所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:位于感應(yīng)芯片和基板之間的第一粘結(jié)層。
11.如權(quán)利要求7所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述感應(yīng)芯片還包括:貫穿所述感應(yīng)芯片的導(dǎo)電插塞，所述感應(yīng)芯片的第二表面暴露出所述導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞的一端與第一連接端連接；位于感應(yīng)芯片第二表面暴露出的導(dǎo)電插塞頂部的焊料層，所述焊料層焊接于第二連接端表面。
12.如權(quán)利要求1所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:位于基板表面的保護(hù)環(huán)，所述保護(hù)環(huán)包圍所述感應(yīng)芯片、上蓋層和塑封層。
13.如權(quán)利要求12所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護(hù)環(huán)通過所述基板接地。
14.如權(quán)利要求12所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:包圍所述塑封層、感應(yīng)芯片和保護(hù)環(huán)的外殼，所述外殼暴露出所述上蓋層。
15.如權(quán)利要求1所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:包圍所述塑封層和感應(yīng)芯片的外殼，所述外殼暴露出所述上蓋層。
16.如權(quán)利要求1所述的指紋識別芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板的一端具有連接部，所述連接部用于使感應(yīng)芯片與外部電路電連接。
【文檔編號】H01L23/60GK204029788SQ201420361479
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】王之奇, 喻瓊, 王蔚 申請人:蘇州晶方半導(dǎo)體科技股份有限公司