本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的電子設(shè)備廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活以及工作當(dāng)中，為人們的日常生活以及工作帶來(lái)了巨大的便利，成為當(dāng)今人們不可或缺的重要工具。而隨著電子設(shè)備功能的不斷增加，電子設(shè)備存儲(chǔ)的重要信息也越來(lái)越多，電子設(shè)備的身份驗(yàn)證技術(shù)成為目前電子設(shè)備研發(fā)的一個(gè)主要方向。

由于指紋具有唯一性和不變性，使得指紋識(shí)別技術(shù)具有安全性好、可靠性高以及使用簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，指紋識(shí)別技術(shù)成為當(dāng)下各種電子設(shè)備進(jìn)行身份驗(yàn)證的主流技術(shù)。

目前，電容型的指紋識(shí)別芯片是現(xiàn)有電子設(shè)備常用的指紋識(shí)別芯片之一，其通過(guò)指紋識(shí)別區(qū)域的大量像素點(diǎn)(pixel)來(lái)采集使用者的指紋信息，每個(gè)像素點(diǎn)作為一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。具體的，進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，指紋的脊線與谷線到指紋識(shí)別芯片的距離不同，使得二者與指紋識(shí)別芯片形成的檢測(cè)電容不同。通過(guò)各個(gè)像素點(diǎn)采集手指不同區(qū)域的電容值，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)所有像素點(diǎn)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)可以獲取指紋信息。

現(xiàn)有的指紋識(shí)別芯片中，分辨率一般要求在508dpi以上，這就要求至少具有88*88個(gè)像素點(diǎn)，甚至至少具有192*192個(gè)像素點(diǎn)。在一個(gè)僅供一個(gè)手指按壓的指紋識(shí)別制備如此多的像素點(diǎn)，很容易導(dǎo)致相鄰像素點(diǎn)之間的電信號(hào)出現(xiàn)串?dāng)_問(wèn)題，降低指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法，通過(guò)在指紋識(shí)別芯片的第一表面增加半導(dǎo)體蓋板，可以降低相鄰像素點(diǎn)之間的串?dāng)_問(wèn)題，提高了指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)，所示封裝結(jié)構(gòu)包括：

指紋識(shí)別芯片，所述指紋識(shí)別芯片包括相對(duì)的第一表面以及第二表面，所述第一表面具有多個(gè)用于采集指紋信息的像素點(diǎn)；

覆蓋在所述指紋識(shí)別芯片的第一表面的半導(dǎo)體蓋板，所述半導(dǎo)體蓋板具有多個(gè)通孔，所述通孔的底部暴露所述像素點(diǎn)。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述指紋識(shí)別芯片的第一表面包括感應(yīng)區(qū)以及包圍所述感應(yīng)區(qū)的非感應(yīng)區(qū)；

其中，所述像素點(diǎn)設(shè)置在所述感應(yīng)區(qū)；所述非感應(yīng)區(qū)設(shè)置有與所述像素點(diǎn)電連接的第一焊盤，所述第一焊盤用于與外部電路電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，還包括：與所述指紋識(shí)別芯片相互固定的背板；

其中，所述背板設(shè)置在所述指紋識(shí)別芯片的第二表面；所述背板包括第一金屬布線層以及與所述第一金屬布線層電連接的第二焊盤；所述第一焊盤與所述第二焊盤電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述背板為pcb基板或玻璃基板或金屬基板或半導(dǎo)體襯底或聚合物柔性基板。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

所述指紋識(shí)別芯片的第二表面設(shè)置有過(guò)孔，所述過(guò)孔用于露出所述第一焊盤；

所述過(guò)孔側(cè)壁以及所述第二表面覆蓋有絕緣層；所述絕緣層表面設(shè)置有第二金屬布線層，所述第二金屬布線層覆蓋所述絕緣層以及所述過(guò)孔的底部，并與所述第一焊盤電連接；所述第二金屬布線層表面上設(shè)置有焊接凸起，所述焊接凸起與所述第二金屬布線層電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

所述指紋識(shí)別芯片的第二表面具有過(guò)孔，所述過(guò)孔用于露出所述第一焊盤；所述過(guò)孔側(cè)壁設(shè)置有絕緣層；

其中，所述過(guò)孔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞一端電連接所述第一焊盤，所述導(dǎo)電插塞的另一端高于所述指紋識(shí)別芯片的第二表面。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出所有所述第一焊盤；

所述第一焊盤與所述第二焊盤通過(guò)金屬線電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出所有所述第一焊盤；

所述第一焊盤與所述第二焊盤通過(guò)導(dǎo)電膜層電連接，所述導(dǎo)電膜層至少部分覆蓋所述第一焊盤，且至少部分覆蓋所述第二焊盤。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出所述第一焊盤；

所述第一焊盤與所述第二焊盤通過(guò)導(dǎo)電膠電連接，所述導(dǎo)電膠至少部分覆蓋所述第一焊盤，且至少部分覆蓋所述第二焊盤。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板為單晶硅蓋板、或多晶硅蓋板、或非晶硅蓋板、或鍺化硅蓋板、或碳化硅蓋板。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述通孔的形狀為頂部與底部相同的圓孔、或頂部與底部相同的方孔、或頂部與底部相同的三角孔；

其中，所述通孔的底部為所述通孔靠近所述像素點(diǎn)的開(kāi)口，所述通孔的頂部為所述通孔遠(yuǎn)離所述像素點(diǎn)的開(kāi)口。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述通孔的形狀為頂部與底部不相同的圓孔、或頂部與底部不相同的方孔、或頂部與底部不相同的三角孔；

其中，所述通孔的頂部大于所述通孔的底部；所述通孔的底部為所述通孔靠近所述像素點(diǎn)的開(kāi)口，所述通孔的頂部為所述通孔遠(yuǎn)離所述像素點(diǎn)的開(kāi)口。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述指紋識(shí)別芯片與所述半導(dǎo)體蓋板通過(guò)焊接工藝進(jìn)行固定。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述指紋識(shí)別芯片與所述半導(dǎo)體蓋板通過(guò)黏膠進(jìn)行固定。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述指紋識(shí)別芯片為硅基底的指紋識(shí)別芯片；

所述半導(dǎo)體蓋板朝向指紋識(shí)別芯片的表面周緣具有金屬層；

所述金屬層與所述硅基底相對(duì)的區(qū)域通過(guò)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述金屬層包括層疊設(shè)置的鈦層、鉑層以及金層；

其中，采用濺射工藝依次在所述半導(dǎo)體蓋板表面形成所述鈦層、所述鉑層以及所述金層。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板為硅蓋板；

所述指紋識(shí)別芯片的第一表面對(duì)應(yīng)所述半導(dǎo)體蓋板周緣的區(qū)域具有金屬層；

所述金屬層與所述硅蓋板的周緣通過(guò)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述金屬層包括層疊設(shè)置的鈦層、鉑層以及金層；

其中，采用濺射工藝依次在所述指紋識(shí)別芯片的第一表面形成所述鈦層、所述鉑層以及所述金層。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板朝向所述指紋識(shí)別芯片的表面設(shè)置有光刻膠層；所述光刻膠層頂表面具有黏膠層；

所述半導(dǎo)體蓋板通過(guò)所述黏膠層固定在所述指紋芯片上；

其中，所述光刻膠層在所述指紋識(shí)別芯片上的垂直投影包圍所有所述像素點(diǎn)。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述指紋識(shí)別芯片的第一表面設(shè)置有包圍所有所述像素點(diǎn)的光刻膠層；所述光刻膠層頂表面具有黏膠層；

所述半導(dǎo)體蓋板通過(guò)所述黏膠層固定在所述指紋芯片上。

優(yōu)選的，在上述封裝結(jié)構(gòu)中，所述半導(dǎo)體蓋板的厚度范圍是200μm-300μm，包括端點(diǎn)值。

本發(fā)明還提供了一種指紋識(shí)別芯片的封裝方法，所述封裝方法包括：

提供一晶圓，具有相對(duì)的第一表面以及第二表面，所述晶圓包括多個(gè)陣列排布的指紋識(shí)別芯片，每一指紋識(shí)別芯片具有多個(gè)用于采集指紋信息的像素點(diǎn)，所述像素點(diǎn)位于所述第一表面上；

在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板；

通過(guò)切割工藝分割所述晶圓以及所述蓋板，形成多個(gè)指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)；

進(jìn)行切割工藝后，所述蓋板分割為多個(gè)與所述指紋識(shí)別芯片一一相對(duì)固定的半導(dǎo)體蓋板；所述半導(dǎo)體蓋板具有多個(gè)通孔，所述通孔的底部暴露所述像素點(diǎn)。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，在所述晶圓的第一表面覆蓋蓋板之后，且在切割工藝之前，在所述蓋板上形成與所述像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的所述通孔。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，在將所述蓋板覆蓋在所述晶圓的第一表面之前，在所述蓋板上形成與所述像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的所述通孔。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，通過(guò)激光打孔工藝或深硅刻蝕工藝在所述蓋板上形成所述通孔。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述指紋識(shí)別芯片的第一表面包括感應(yīng)區(qū)以及包圍所述感應(yīng)區(qū)的非感應(yīng)區(qū)；所述像素點(diǎn)設(shè)置在所述感應(yīng)區(qū)；所述非感應(yīng)區(qū)設(shè)置有與所述像素點(diǎn)電連接的第一焊盤，所述第一焊盤用于與外部電路電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，在進(jìn)行切割工藝以后，所述封裝方法還包括：提供背板，所述背板包括第一金屬布線層以及與所述第一金屬布線層電連接的第二焊盤；

將所述指紋識(shí)別芯片固定于所述背板上，所述指紋識(shí)別芯片的第二表面貼合于所述背板上；

所述第一焊盤與所述第二焊盤電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

在將所述蓋板覆蓋在所述晶圓的第一表面之后，且在進(jìn)行切割工藝之前，還包括：

在所述通孔頂部設(shè)置遮擋板或是在所述通孔內(nèi)填充光刻膠；

在所述指紋識(shí)別芯片的第二表面形成與所述第一焊盤一一對(duì)應(yīng)的過(guò)孔，所述過(guò)孔用于露出所述第一焊盤；

形成覆蓋所述晶圓第二表面以及所述過(guò)孔側(cè)壁的絕緣層；

在所述絕緣層表面形成第二金屬布線層，所述第二金屬布線層覆蓋所述過(guò)孔的側(cè)壁與底部，并與所述第一焊盤電連接；

形成與所述第二金屬布線層電連接的焊接凸起。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

在將所述蓋板覆蓋在所述晶圓的第一表面之后，且在進(jìn)行切割工藝之前，還包括：

在所述通孔的頂部設(shè)置遮擋板或是在所述通孔內(nèi)填充光刻膠；

在所述指紋識(shí)別芯片的第二表面形成與所述第一焊盤一一對(duì)應(yīng)的過(guò)孔，所述過(guò)孔用于露出所述第一焊盤；

形成覆蓋所述晶圓第二表面以及所述過(guò)孔側(cè)壁的絕緣層；在所述過(guò)孔中形成導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞一端電連接所述第一焊盤，所述導(dǎo)電插塞的另一端高于所述指紋識(shí)別芯片的第二表面。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋所有所述像素點(diǎn)，且露出所有所述第一焊盤；

所述將所述指紋識(shí)別芯片固定于所述背板上包括：

通過(guò)金屬線、或?qū)щ娔z、或?qū)щ娔訉⑺龅谝缓副P以及所述第二焊盤電連接。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋對(duì)應(yīng)的所述指紋識(shí)別芯片的所有所述像素點(diǎn)，且露出或是覆蓋對(duì)應(yīng)的所述指紋識(shí)別芯片的所有所述第一焊盤；

所述在所述晶圓表面上覆蓋蓋板包括：通過(guò)焊接工藝在所述晶圓表面固定所述蓋板。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述半導(dǎo)體蓋板覆蓋對(duì)應(yīng)的所述指紋識(shí)別芯片的所有所述像素點(diǎn)，且露出或是覆蓋對(duì)應(yīng)的所述指紋識(shí)別芯片的所有所述第一焊盤；

在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：通過(guò)黏膠在所述晶圓表面固定所述蓋板。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：

在所述蓋板朝向每個(gè)所述指紋識(shí)別芯片的區(qū)域周緣形成金屬層；

在設(shè)定的溫度和壓強(qiáng)下，使得金-硅共晶、互熔，以使得所述金屬層與所述指紋識(shí)別芯片結(jié)合固定，將所述蓋板固定在所述晶圓表面。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述在所述蓋板朝向每個(gè)所述指紋識(shí)別芯片的區(qū)域周緣形成金屬層包括：

通過(guò)濺射工藝依次在所述蓋板朝向每個(gè)所述指紋識(shí)別芯片的區(qū)域周緣形成鈦層、鉑層以及金層。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：

在每個(gè)所述指紋識(shí)別芯片的第一表面對(duì)應(yīng)所述半導(dǎo)體蓋板周緣的區(qū)域形成金屬層；

在設(shè)定的溫度和壓強(qiáng)下，使得金-硅共晶、互熔，以使得所述金屬層與所述蓋板結(jié)合固定，將所述蓋板固定在所述晶圓表面。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述在每個(gè)所述指紋識(shí)別芯片的第一表面對(duì)應(yīng)所述半導(dǎo)體蓋板周緣的區(qū)域形成金屬層包括：

通過(guò)濺射工藝依次在所述第一表面形成鈦層、鉑層以及金層。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面覆蓋上蓋板包括：

在所述蓋板對(duì)應(yīng)所述晶圓的表面形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的光刻膠層；所述光刻膠層具有多個(gè)與所述指紋識(shí)別芯片一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)口，所述開(kāi)口在所述晶圓上的垂直投影覆蓋對(duì)應(yīng)所述指紋識(shí)別芯片的所有所述像素點(diǎn)；

在所述光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過(guò)所述黏膠將所述蓋板固定在所述晶圓上。

優(yōu)選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：

在所述晶圓對(duì)應(yīng)所述蓋板的表面形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的光刻膠層；所述光刻膠層具有多個(gè)與所述指紋識(shí)別芯片一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)口，每一開(kāi)口包圍對(duì)應(yīng)所述指紋識(shí)別芯片的所有所述像素點(diǎn)；

在所述光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過(guò)所述黏膠將所述蓋板固定在所述晶圓上。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明技術(shù)方案提供的指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法中，在指紋識(shí)別芯片的第一表面設(shè)置有一個(gè)半導(dǎo)體蓋板，該半導(dǎo)體蓋板具有多個(gè)與指紋識(shí)別芯片的像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的通孔，所述通孔用于露出所述像素點(diǎn)，半導(dǎo)體蓋板具有較低的介電常數(shù)，可以降低相鄰像素點(diǎn)之間的串?dāng)_問(wèn)題，提高了指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。

同時(shí)，由于半導(dǎo)體蓋板具有較大的機(jī)械強(qiáng)度，因此，相對(duì)于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串?dāng)_的現(xiàn)有技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案可以通過(guò)復(fù)用該半導(dǎo)體蓋板作為封裝結(jié)構(gòu)的蓋板，無(wú)需再單獨(dú)設(shè)置蓋板，降低了制作成本以及封裝結(jié)構(gòu)的厚度。

而且，相對(duì)于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串?dāng)_的現(xiàn)有技術(shù)方案，由于光刻膠的機(jī)械強(qiáng)度較小，進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)候，手指按壓會(huì)導(dǎo)致厚度發(fā)生形變，即便在第一表面設(shè)置較大厚度的光刻膠層，由于其機(jī)械強(qiáng)度較小，不能對(duì)指紋識(shí)別芯片的基底進(jìn)行進(jìn)一步的減薄處理。對(duì)于本發(fā)明技術(shù)方案，進(jìn)一步，可以采用200μm-300μm的半導(dǎo)體蓋板的厚度。本發(fā)明技術(shù)方案可以采用厚度為300μm的半導(dǎo)體蓋板，一方面，在避免串?dāng)_問(wèn)題的同時(shí)，可以使得封裝結(jié)構(gòu)的蓋板具有較大的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，半導(dǎo)體蓋板不會(huì)由于受到手指的按壓而導(dǎo)致厚度的形變，不影響到指紋識(shí)別的準(zhǔn)確度；另一方面，還可以對(duì)指紋識(shí)別芯片的基底進(jìn)行進(jìn)一步的減薄處理，在保證封裝結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度以及避免串?dāng)_問(wèn)題的同時(shí)，是的指紋識(shí)別芯片具有較薄的厚度。

在形成指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，一般是對(duì)具有多個(gè)指紋識(shí)別芯片的晶圓進(jìn)行統(tǒng)一封裝，然后通過(guò)切割形成多個(gè)單粒的封裝結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明技術(shù)方案的封裝方法，在晶圓朝向像素點(diǎn)的一側(cè)固定蓋板，一方面，蓋板用于形成各個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體蓋板，用于避免串?dāng)_問(wèn)題，另一方面，蓋板還可以作為保護(hù)基板，以便于在晶圓背離像素點(diǎn)的一側(cè)背板形成背面結(jié)構(gòu)，背板無(wú)需單獨(dú)設(shè)置保護(hù)基板，降低工序流程以及制作成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1c為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8-圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種指紋識(shí)別芯片的封裝方法的流程示意圖；

圖11a-圖18為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種形成晶圓背面結(jié)構(gòu)方法的流程示意圖；

圖19-圖23為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種形成晶圓背面結(jié)構(gòu)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參考圖1a，圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，該封裝結(jié)構(gòu)包括：指紋識(shí)別芯片11以及覆蓋在指紋識(shí)別芯片11的第一表面111的半導(dǎo)體蓋板12?？梢栽O(shè)置半導(dǎo)體蓋板12的周緣固定在與第一表面111相對(duì)的區(qū)域。

指紋識(shí)別芯片11包括相對(duì)的第一表面111以及第二表面112，第一表面111具有多個(gè)用于采集指紋信息的像素點(diǎn)13。半導(dǎo)體蓋板12具有多個(gè)通孔14。通孔14的底部暴露像素點(diǎn)13。通孔14的底部為通孔14靠近像素點(diǎn)13的開(kāi)口。可以設(shè)置通孔14與像素點(diǎn)13一一對(duì)應(yīng)，用于露出對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)13。半導(dǎo)體蓋板12具有較低的介電常數(shù)，能夠降低鄰像素點(diǎn)13之間的串?dāng)_問(wèn)題。

在垂直于的第一表面111的方向上，通孔14在第一表面111的投影至少與對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)13在第一表面111的投影部分交疊。為了保證指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性，可以設(shè)置通孔14在第一表面111的投影完全覆蓋對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)13在第一表面111的投影。最優(yōu)的，可以設(shè)置通孔14在第一表面111的投影與對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)13在第一表面111的投影完全重合。

如圖1a所示，第一表面111包括感應(yīng)區(qū)a以及包圍感應(yīng)區(qū)a的非感應(yīng)區(qū)b。其中，像素點(diǎn)13設(shè)置在感應(yīng)區(qū)a；非感應(yīng)區(qū)b設(shè)置有與像素點(diǎn)13電連接的第一焊盤15，第一焊盤15用于與外部電路電連接。進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，像素點(diǎn)13檢測(cè)電容值，將電容值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，外部電路根據(jù)該電信號(hào)可以獲取指紋信息，進(jìn)行身份識(shí)別。

本發(fā)明實(shí)施例中，半導(dǎo)體蓋板12為單晶硅蓋板、或多晶硅蓋板、或非晶硅蓋板、或鍺化硅蓋板、或碳化硅蓋板等半導(dǎo)體材料制備的蓋板。一方面，半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體蓋板12具有較低的介電常數(shù)，能夠有效降低相鄰像素點(diǎn)13的串?dāng)_問(wèn)題，另一方面，半導(dǎo)體材料制備的半導(dǎo)體蓋板12的莫氏硬度一般在10以上，硬度較高，機(jī)械強(qiáng)度大，手指按壓時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生厚度形變，不會(huì)影響指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性，且半導(dǎo)體蓋板12可以復(fù)用為封裝結(jié)構(gòu)的蓋板，無(wú)需單獨(dú)設(shè)置蓋板，降低了厚度以及制作成本。

可選的，半導(dǎo)體蓋板12的厚度范圍是200μm-300μm，包括端點(diǎn)值。本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝結(jié)構(gòu)中，可以采用較大厚度的半導(dǎo)體蓋板12，如300μm厚度的半導(dǎo)體蓋板12。一方面，在避免串?dāng)_問(wèn)題的同時(shí)，可以使得封裝結(jié)構(gòu)的蓋板具有較大的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，半導(dǎo)體蓋板12不會(huì)由于受到手指的按壓而導(dǎo)致厚度的形變，保證了指紋識(shí)別的準(zhǔn)確度；另一方面，還可以對(duì)指紋識(shí)別芯片11的基底進(jìn)行進(jìn)一步的減薄處理，在保證封裝結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度以及避免串?dāng)_問(wèn)題的同時(shí)，使得指紋識(shí)別芯片11具有較薄的厚度。

可以設(shè)置通孔14的形狀為頂部與底部相同的圓孔、或頂部與底部相同的方孔、或頂部與底部相同的三角孔、或是其他結(jié)構(gòu)的頂部與底部相同的多邊形。通孔14的底部為通孔14靠近像素點(diǎn)13的開(kāi)口，通孔14的頂部為通孔14遠(yuǎn)離像素點(diǎn)13的開(kāi)口。

也可以設(shè)置通孔14的形狀為頂部與底部不相同的圓孔、或頂部與底部不相同的方孔、或頂部與底部不相同的三角孔、或是其他結(jié)構(gòu)的頂部與底部不相同的多邊形。此時(shí)，通孔14的頂部大于通孔14的底部。同樣，通孔14的底部為通孔14靠近像素點(diǎn)13的開(kāi)口，通孔14的頂部為通孔14遠(yuǎn)離像素點(diǎn)13的開(kāi)口。

圖1a所示實(shí)施方式中，指紋識(shí)別芯片11與半導(dǎo)體蓋板12通過(guò)黏膠16進(jìn)行固定。

還可以設(shè)置指紋識(shí)別芯片11與半導(dǎo)體蓋板12通過(guò)焊接工藝進(jìn)行固定。此時(shí)，指紋識(shí)別芯片11與半導(dǎo)體蓋板12相對(duì)的表面分別設(shè)置有用于焊接固定的固定焊盤，將二者表面的固定焊盤通過(guò)焊接工藝進(jìn)行結(jié)合固定，以使得半導(dǎo)體蓋板12固定在指紋識(shí)別芯片11上。

還可以設(shè)置指紋識(shí)別芯片11為硅基底的指紋識(shí)別芯片，并設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12朝向指紋識(shí)別芯片11的表面周緣具有金屬層。金屬層與硅基底相對(duì)的區(qū)域通過(guò)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定，進(jìn)而使得半導(dǎo)體蓋板12固定在指紋識(shí)別芯片11上。此時(shí)，金屬層包括層疊設(shè)置的鈦層、鉑層以及金層；其中，采用濺射工藝依次在半導(dǎo)體蓋板12表面形成鈦層、鉑層以及金層。

還可以設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12為硅蓋板，并設(shè)置第一表面111對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體蓋板12周緣的區(qū)域具有金屬層。金屬層與硅蓋板的周緣通過(guò)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定，進(jìn)而使得半導(dǎo)體蓋板12固定在指紋識(shí)別芯片11上。此時(shí)，金屬層包括層疊設(shè)置的鈦層、鉑層以及金層。其中，采用濺射工藝依次在第一表面111形成鈦層、鉑層以及金層。

如果單獨(dú)采用黏膠16固定指紋識(shí)別芯片11與半導(dǎo)體蓋板12，需要較大厚度的黏膠層，會(huì)導(dǎo)致黏膠16溢出污染封裝結(jié)構(gòu)的其他部件，為了避免該問(wèn)題，可以同時(shí)采用光刻膠以及黏膠固定指紋識(shí)別芯片11與半導(dǎo)體蓋板12。此時(shí)，封裝結(jié)構(gòu)可以如圖1b或是圖1c所示。

參考圖1b，圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施方式中，半導(dǎo)體蓋板12朝向指紋識(shí)別芯片11的表面設(shè)置有光刻膠層161；光刻膠層161表面具有黏膠層16；半導(dǎo)體蓋板12通過(guò)黏膠層16固定在指紋芯片11上。其中，光刻膠層161在指紋識(shí)別芯片11上的垂直投影包圍所有像素點(diǎn)13。

參考圖1c，圖1c為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施方式中，指紋識(shí)別芯片11的第一表面111設(shè)置有包圍所有像素點(diǎn)13的光刻膠層161；光刻膠層161表面具有黏膠層16；半導(dǎo)體蓋板12通過(guò)黏膠層16固定在指紋芯片11上。

參考圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，該封裝結(jié)構(gòu)在圖1所示封裝結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括：與指紋識(shí)別芯片11相互固定的背板22。其中，背板22設(shè)置在指紋識(shí)別芯片11的第二表面112；背板22包括第一金屬布線層；以及與第一金屬布線層電連接的第二焊盤21。第一焊盤15與第二焊盤電連接21。第一金屬布線層與外部電路電連接。圖2中未示出第一金屬布線層，示出了與第一金屬布線層電連接的第二焊盤21。

在本發(fā)明實(shí)施例中，半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13。根據(jù)第一焊盤15與第二焊盤21的電連接方式，設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有第一焊盤15或是露出所有第一焊盤15。

可選的，背板22包括：pcb基板、玻璃基板、金屬基板、蓋板半導(dǎo)體襯底以及聚合物柔性基板。

在圖2所示實(shí)施方式中，指紋識(shí)別芯片11與背板22通過(guò)膠層23粘結(jié)固定。

在其他實(shí)施方式中，指紋識(shí)別芯片11與背板22還可以通過(guò)焊接固定，此時(shí)指紋識(shí)別芯片11的表面與背板22的表面均具有濺射工藝形成的固定焊盤，通過(guò)焊接工藝將指紋識(shí)別芯片11的固定焊盤與背板22的固定焊盤焊接固定。

在其他實(shí)施方式中，指紋識(shí)別芯片11與背板22也可以通過(guò)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定，金-硅共晶、互熔結(jié)合固定原理與指紋識(shí)別芯片11與半導(dǎo)體蓋板12的金-硅共晶、互熔結(jié)合固定原理相同，可以參考上述描述，在此不再贅述。

為了便于第一金屬布線層與外部電路電連接，該封裝結(jié)構(gòu)還包括，設(shè)置在背板22上的第三焊盤26，該第三焊盤26用于與外部電路電連接。具體的，可以通過(guò)采用柔性線路板(fpc)或是焊接金屬線將第三焊盤26與外部電路電連接。

在圖2所示實(shí)施方式中，第二表面112設(shè)置有過(guò)孔24，過(guò)孔24用于露出位于第一表面111的第一焊盤15。過(guò)孔24的側(cè)壁設(shè)置有絕緣層，圖2中未示出該絕緣層。過(guò)孔24內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電插塞25，導(dǎo)電插塞25一端電連接第一焊盤15，另一端高于第二表面112，以便于與第二焊盤21電連接。具體的，導(dǎo)電插塞25的另一端具有焊料，可以與第二焊盤21焊接。該實(shí)施方式中可以設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12與指紋識(shí)別芯片11的相對(duì)面積相同。此時(shí)，半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13以及所有第一焊盤15。

在垂直于第一表面111的方向上，第二焊盤21與第一焊盤15正對(duì)設(shè)置，第二焊盤21與第一焊盤15相對(duì)的表面可以相同，或是不同。

本發(fā)明實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)還可以如圖3所示，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，該封裝結(jié)構(gòu)與圖2不同在于半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13，且露出所有第一焊盤15。該實(shí)施方式中相對(duì)于圖2所示實(shí)施方式，可以采用相對(duì)較小尺寸的半導(dǎo)體蓋板12。

本發(fā)明實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)還可以如圖4所示，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，該封裝結(jié)構(gòu)與圖3所示方式不同在于，第一焊盤15與第二焊盤21通過(guò)金屬線31電連接?？梢酝ㄟ^(guò)焊接工藝將金屬線31分別與第一焊盤15以及第二焊盤21進(jìn)行焊接固定。此時(shí)，為了便于采用金屬線31電連接第一焊盤15與第二焊盤21，設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13，且露出所有第一焊盤15。

本發(fā)明實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)還可以如圖5所示，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，該封裝結(jié)構(gòu)與圖4所示方式不同在于，第一焊盤15與第二焊盤21通過(guò)導(dǎo)電膠32電連接。導(dǎo)電膠32至少部分覆蓋第一焊盤15，且至少部分覆蓋第二焊盤21。此時(shí)，為了便于采用導(dǎo)電膠32電連接第一焊盤15與第二焊盤21，設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13，且露出所有第一焊盤15。

本發(fā)明實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)還可以如圖6所示，圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，該封裝結(jié)構(gòu)與圖4所示方式不同在于，第一焊盤15與第二焊盤21通過(guò)導(dǎo)電膜層33電連接。導(dǎo)電膜層33至少部分覆蓋第一焊盤15，且至少部分覆蓋第二焊盤21。此時(shí)，可以通過(guò)蒸鍍工藝形成該導(dǎo)電膜層33。此時(shí)，為了便于采用電膜層33電連接第一焊盤15與第二焊盤21，設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13，且露出所有第一焊盤15。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，指紋識(shí)別芯片11的結(jié)構(gòu)不局限上述各個(gè)實(shí)施例圖示結(jié)構(gòu)，為了便于封裝和/或便于電連接，可以設(shè)置第一表面111具有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，設(shè)置感應(yīng)區(qū)a位于凸臺(tái)結(jié)構(gòu)表面，非感應(yīng)區(qū)b位于凸臺(tái)結(jié)構(gòu)四周的凹槽區(qū)。

本發(fā)明實(shí)例提供的封裝結(jié)構(gòu)還可以采用tsv(through-silicon-via)工藝進(jìn)行封裝，此時(shí)，芯片的結(jié)構(gòu)如圖7所示，圖7本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖7所示實(shí)施方式中，與上述封裝結(jié)構(gòu)不同在于指紋識(shí)別芯片11背面結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而導(dǎo)致背板22與指紋識(shí)別芯片11連接方式不同。圖7中，第二表面112設(shè)置用于露出第一焊盤15的過(guò)孔74。具體的，為了便于形成過(guò)孔74，第二表面112設(shè)置有凹槽77，在凹槽77內(nèi)設(shè)置有過(guò)孔74，過(guò)孔74露出第一焊盤15。過(guò)孔74的側(cè)壁以及第二表面112設(shè)置有絕緣層76。絕緣層76表面還設(shè)置有第二金屬布線層71，第二金屬布線層71覆蓋絕緣層76以及過(guò)孔74的底部，通過(guò)過(guò)孔74與第一焊盤15電連接。過(guò)孔74的底部為過(guò)孔74朝向第一焊盤15的開(kāi)口。半導(dǎo)體蓋板12覆蓋所有像素點(diǎn)13，可以露出所有第一焊盤15或是覆蓋所有第一焊盤15。

為了便于指紋識(shí)別芯片11與背板22的第一金屬布線層電連接，第二金屬布線層71表面設(shè)置有焊接凸起73，焊接凸起73與第二金屬布線層71電連接。焊接凸起73和第二焊盤21電連接?？蛇x的，第二金屬布線層71表面設(shè)置有阻焊層72，阻焊層72設(shè)置有開(kāi)口，用于設(shè)置焊接凸起73。

可選的，背板22與指紋識(shí)別芯片11之間具有膠層75，以將背板22固定在指紋識(shí)別芯片11上。在其他實(shí)施方式中，背板22與指紋識(shí)別芯片11還可以采用金-硅共晶、互熔結(jié)合固定，或是采用焊接工藝進(jìn)行固定，具體實(shí)現(xiàn)方式與上述半導(dǎo)體蓋板12與指紋識(shí)別芯片11采用金-硅共晶、互熔結(jié)合固定方式相同，可以參照上述描述，在此不再贅述。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝結(jié)構(gòu)中，在指紋識(shí)別芯片11的第一表面111設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12，該半導(dǎo)體蓋板12具有多個(gè)與指紋識(shí)別芯片11的像素點(diǎn)13一一對(duì)應(yīng)的通孔14，通孔14用于露出像素點(diǎn)13，可以降低相鄰像素點(diǎn)13之間的串?dāng)_問(wèn)題，提高了指紋識(shí)別的準(zhǔn)確性。

同時(shí)，由于半導(dǎo)體蓋板12具有較大的機(jī)械強(qiáng)度，因此，相對(duì)于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串?dāng)_的現(xiàn)有技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案可以復(fù)用該半導(dǎo)體蓋板12作為封裝結(jié)構(gòu)的蓋板，無(wú)需再單獨(dú)設(shè)置蓋板，降低了制作成本以及封裝結(jié)構(gòu)的厚度。

而且，對(duì)于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串?dāng)_的現(xiàn)有技術(shù)方案，由于光刻膠的機(jī)械強(qiáng)度較小，進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)候，手指按壓光刻膠層會(huì)導(dǎo)致光刻膠層的厚度發(fā)生形變，且即便在第一表面設(shè)置較大厚度的光刻膠層，由于其機(jī)械強(qiáng)度較小，不能對(duì)指紋識(shí)別芯片11的基底進(jìn)行進(jìn)一步的減薄處理。本發(fā)明實(shí)施例中的封裝結(jié)構(gòu)中，一方面，在避免串?dāng)_問(wèn)題的同時(shí)，可以使得封裝結(jié)構(gòu)的蓋板具有較大的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，半導(dǎo)體蓋板12不會(huì)由于受到手指的按壓而導(dǎo)致厚度的形變，不會(huì)影響到指紋識(shí)別的準(zhǔn)確度；另一方面，還可以對(duì)指紋識(shí)別芯片11的基底進(jìn)行進(jìn)一步的減薄處理，在保證封裝結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度以及避免串?dāng)_問(wèn)題的同時(shí)，使得指紋識(shí)別芯片11具有較薄的厚度。

基于上述封裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例，本發(fā)明另一實(shí)施例還提供給了一種指紋識(shí)別芯片的封裝方法，該封裝方法如圖8-圖10所示，圖8-圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種指紋識(shí)別芯片的封裝方法的流程示意圖，該封裝方法包括：

步驟s11：如圖8以及圖9所示，提供一晶圓100。

其中，圖9為圖8所示晶圓在pp’方向的切面圖，晶圓100具有相對(duì)的第一表面111以及第二表面112。晶圓100包括多個(gè)陣列排布的指紋識(shí)別芯片11。每個(gè)相鄰指紋識(shí)別芯片11具有多個(gè)用于采集指紋信息的像素點(diǎn)13。像素點(diǎn)13位于第一表面111。相鄰指紋識(shí)別芯片11之間具有切割溝道120，以便于在后續(xù)切割工藝中進(jìn)行切割處理。

第一表面111包括感應(yīng)區(qū)a以及包圍感應(yīng)區(qū)a的非感應(yīng)區(qū)b。像素點(diǎn)13設(shè)置在感應(yīng)區(qū)a。在非感應(yīng)區(qū)b設(shè)置有第一焊盤15。第一焊盤15與像素點(diǎn)13電連接。第一焊盤15用于與外部電路電連接。

需要說(shuō)明的是，相鄰兩個(gè)指紋識(shí)別芯片11之間的切割溝道120僅為兩個(gè)指紋識(shí)別芯片11之間預(yù)留的用于切割的留白區(qū)域，切割溝道120與兩側(cè)的指紋識(shí)別芯片11之間不具有實(shí)際的邊界線。

步驟s12：如圖10所示，在晶圓100的第一表面111上覆蓋蓋板200。

蓋板200朝向像素點(diǎn)13設(shè)置?？梢栽O(shè)置蓋板200朝向晶圓100的表面與像素點(diǎn)13無(wú)間隙接觸?？梢栽O(shè)置在垂直于蓋板200的方向上，蓋板200與晶圓100正對(duì)設(shè)置上，即二者相對(duì)的表面相同。在后續(xù)步驟中，經(jīng)過(guò)切割，蓋板200分割為多個(gè)半導(dǎo)體蓋板12。

在后續(xù)步驟中進(jìn)行切割后，半導(dǎo)體蓋板12覆蓋對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13，根據(jù)第一焊盤15與第二焊盤21的電連接方式，設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12露出或是覆蓋對(duì)應(yīng)的指紋識(shí)別芯片11的所有第一焊盤。

該步驟中，通過(guò)黏膠16在晶圓100的表面固定蓋板200。切割后，封裝結(jié)構(gòu)如圖1a所示。通過(guò)黏膠16在晶圓100的表面固定蓋板200時(shí)，在晶圓100朝向蓋板200的第一表面111形成預(yù)設(shè)圖案的黏膠層，黏膠層具有多個(gè)與指紋識(shí)別芯片11一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)口。指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13位于對(duì)應(yīng)開(kāi)口內(nèi)。

或者，在蓋板200朝向晶圓的表面形成預(yù)設(shè)圖案的黏膠層，黏膠層具有多個(gè)與指紋識(shí)別芯片11一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)口。任一開(kāi)口在晶圓100的垂直投影覆蓋對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13。

可選的，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成黏膠16。根據(jù)第一焊盤15與第二焊盤21的電連接方式，設(shè)置黏膠層上的開(kāi)口覆蓋對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有第一焊盤15或是露出對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有第一焊盤15。

該步驟中，還可以通過(guò)焊接工藝在晶圓100的表面固定蓋板200。通過(guò)焊接工藝在晶圓100的表面固定蓋板200時(shí)，晶圓100以及蓋板200均具有固定焊盤，焊接晶圓100與蓋板200相對(duì)的固定焊盤，在晶圓100的表面固定蓋板200。

該步驟中，還可以在蓋板200朝向每個(gè)指紋識(shí)別芯片11的區(qū)域周緣形成金屬層；在設(shè)定的溫度和壓強(qiáng)下，使得金-硅共晶、互熔，以使得金屬層與指紋識(shí)別芯片11結(jié)合固定，將蓋板200固定在晶圓100的表面。切割后。每個(gè)指紋識(shí)別芯片11與對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體蓋板12通過(guò)金-硅共晶、互熔工藝相互固定。此時(shí)，晶圓100為硅襯底，以實(shí)現(xiàn)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定。通過(guò)濺射工藝依次在蓋板200朝向每個(gè)指紋識(shí)別芯片11的區(qū)域表面形成鈦層、鉑層以及金層。

該步驟中，還可以在每個(gè)指紋識(shí)別芯片11的第一表面111對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體蓋板12周緣的區(qū)域形成金屬層；在設(shè)定的溫度和壓強(qiáng)下，使得金-硅共晶、互熔，以使得金屬層與蓋板200結(jié)合固定，將蓋板200固定在晶圓100表面。同樣，切割后。每個(gè)指紋識(shí)別芯片11與對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體蓋板12通過(guò)金-硅共晶、互熔工藝相互固定。此時(shí)，蓋板200為硅片，以實(shí)現(xiàn)金-硅共晶、互熔結(jié)合固定。通過(guò)濺射工藝依次在各個(gè)指紋識(shí)別芯片11的第一表面111形成鈦層、鉑層以及金層。

該步驟中，還可以在蓋板200對(duì)應(yīng)晶圓100的表面形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的光刻膠層；光刻膠層具有多個(gè)與指紋識(shí)別芯片11一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)口，開(kāi)口在晶圓100上的垂直投影覆蓋對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13；在光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過(guò)黏膠將蓋板200固定在晶圓100上。切割后，封裝結(jié)構(gòu)如圖1b所示。

該步驟中，還可以在晶圓100對(duì)應(yīng)蓋板200的表面形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的光刻膠層；光刻膠層具有多個(gè)與指紋識(shí)別芯片11一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)口，開(kāi)口包圍對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13；在光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過(guò)黏膠將蓋板200固定在晶圓100上。切割后，封裝結(jié)構(gòu)如圖1c所示。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的光刻膠層，并通過(guò)曝光顯影工藝固化光刻膠層?？梢酝ㄟ^(guò)絲網(wǎng)印刷或是旋涂工藝在預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的光刻膠層的頂表面形成黏膠。

當(dāng)晶圓100上固定蓋板200后，由于蓋板200具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，可以對(duì)晶圓200背離蓋板200的表面進(jìn)行減薄，以使得切割后的指紋識(shí)別芯片11具有較薄的厚度。也就是說(shuō)，可以對(duì)所有指紋識(shí)別芯片11的第二表面112進(jìn)行減薄處理，降低指紋識(shí)別芯片11的厚度。如可以采用機(jī)械研磨工藝對(duì)晶圓100背離第一蓋板200一側(cè)的表面進(jìn)行減薄。對(duì)晶圓100進(jìn)行減薄處理可以在形成晶圓100的背面結(jié)構(gòu)時(shí)進(jìn)行，可以根據(jù)工序流程設(shè)計(jì)，在此對(duì)減薄處理具體時(shí)序不做具體限定。

可選的，在晶圓100的第一表面111上覆蓋蓋板200包括：在晶圓100的第一表面111覆蓋蓋板200之后，且在切割工藝之前，在蓋板200上形成與像素點(diǎn)13一一對(duì)應(yīng)的通孔14。

為了便于形成多個(gè)與像素點(diǎn)13一一對(duì)應(yīng)的通孔14，也可以在將蓋板200覆蓋在晶圓100的第一表面111之前，在蓋板200上形成與像素點(diǎn)13一一對(duì)應(yīng)的通孔14。此時(shí)，為了避免在晶圓100背離蓋板200的一側(cè)形成晶圓100的背面結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)像素點(diǎn)13造成污損，可以在通孔14內(nèi)填充光刻膠或是在蓋板200背離晶圓100的一側(cè)設(shè)置有遮擋板。如果在通孔14內(nèi)填充光刻膠，形成背面結(jié)構(gòu)后，將光刻膠去除后進(jìn)行后續(xù)的切割工藝。如果在蓋板200背離晶圓100的一側(cè)設(shè)置有遮擋板，形成封裝結(jié)構(gòu)的背面結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行切割工藝后，將遮擋板去除后。

在形成多個(gè)與像素點(diǎn)13一一對(duì)應(yīng)的通孔14時(shí)，可以通過(guò)激光打孔工藝或深硅刻蝕工藝形成通孔14。

步驟s13：通過(guò)切割工藝分割晶圓100以及蓋板200，形成多個(gè)指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行切割時(shí)，沿著切割溝道120的方向進(jìn)行切割，形成多個(gè)指紋識(shí)別芯片11的封裝結(jié)構(gòu)。其中，進(jìn)行切割工藝后，蓋板200分割為多個(gè)與指紋識(shí)別芯片11一一相對(duì)固定的半導(dǎo)體蓋板12；每個(gè)半導(dǎo)體蓋板12具有多個(gè)通孔14，相對(duì)固定的半導(dǎo)體蓋板12與指紋識(shí)別芯片11中，通孔14與像素點(diǎn)13一一相對(duì)設(shè)置，通孔14的底部暴露像素點(diǎn)13。

對(duì)于傳統(tǒng)封裝方法，一般采用光刻膠層作為低介電常數(shù)的介質(zhì)層以降低相鄰像素點(diǎn)之間的串?dāng)_，故傳統(tǒng)封裝工藝在晶圓表面形成光刻膠層以后，需要在光刻膠層上預(yù)固定機(jī)械強(qiáng)度較大以及平整性較好的保護(hù)基板，便于在晶圓另一側(cè)形成背板，以便于第一焊盤與外部電路連接，而后去除保護(hù)基板。

本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝方法中，在晶圓100上述固定蓋板200后，在進(jìn)行切割工藝之后，可以復(fù)用蓋板200為保護(hù)基板，將固定有蓋板200的晶圓100倒置，使得晶圓100朝上，在晶圓100背離蓋板200一側(cè)形成背板，背板切割后形成封裝結(jié)構(gòu)的背板，以便于使得第一焊盤15與外部電路電連接?？梢?jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例提供的切割方法可以復(fù)用蓋板200的為保護(hù)基板，工藝簡(jiǎn)單，制作成本低。

在進(jìn)行切割工藝之后，封裝方法還包括：提供背板，背板包括第一金屬布線層以及與第一金屬布線層電連接的第二焊盤；將指紋識(shí)別芯片固定于背板上，指紋識(shí)別芯片的第二表面貼合于背板上；第一焊盤與第二焊盤電連接。

當(dāng)用于形成如圖7所示的封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，在將蓋板200覆蓋在晶圓100的第一表面111之后，且在進(jìn)行切割工藝之前，還包括形成晶圓100背面結(jié)構(gòu)，形成晶圓100背面結(jié)構(gòu)的方法如圖11a圖-18所示，圖11a-圖18為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種形成晶圓背面結(jié)構(gòu)方法的流程示意圖，該方法包括：

步驟s20：如圖11a所示，在通孔14頂部設(shè)置遮擋板400或是在通孔14內(nèi)填充光刻膠。圖11a中以在通孔14頂部設(shè)置遮擋板400為例進(jìn)行圖示說(shuō)明。

為了避免形成背面結(jié)構(gòu)時(shí)污染像素點(diǎn)13，通孔14頂部設(shè)置有遮擋板400。其他方式中，也可以通過(guò)在通孔14內(nèi)填充有光刻膠避免形成背面結(jié)構(gòu)時(shí)污染像素點(diǎn)13。此時(shí)，為了便于在晶圓100上固定蓋板200，可以將晶圓100導(dǎo)致。

同樣，可以根據(jù)電連接方式，設(shè)置半導(dǎo)體蓋板12覆蓋對(duì)應(yīng)的指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13，且露出或是覆蓋對(duì)應(yīng)的指紋識(shí)別芯片11的所有第一焊盤15。

步驟s21：如圖11b和圖12所示，在第二表面形成過(guò)孔74，過(guò)孔74用于露出第一焊盤15。

首先，如圖11b所示，在晶圓100上固定蓋板200后，將晶圓100倒置，使得蓋板200位于晶圓100下方，對(duì)晶圓100背離像素點(diǎn)13的一側(cè)表面進(jìn)行減薄處理，以降低指紋識(shí)別芯片11的厚度以及便于形成過(guò)孔74。再通過(guò)第一次光刻工序，在晶圓100背離蓋板200的表面形成凹槽77，凹槽77的深度小于晶圓100的厚度，以便于形成過(guò)孔74。凹槽77與非感應(yīng)區(qū)相對(duì)設(shè)置。第一次刻蝕工序后，凹槽77位于指紋識(shí)別芯片11的第二面112的兩側(cè)。圖11b中僅示出了相鄰兩個(gè)指紋識(shí)別芯片11，二者之間具有切割溝道120。

然后，如圖12所示，通過(guò)第二次光刻工序，在凹槽77內(nèi)形成過(guò)孔74，過(guò)孔74與指紋識(shí)別芯片11的第一焊盤15相對(duì)設(shè)置，以露出位于第一表面111的第一焊盤15。

步驟s22：如圖13所示，形成覆蓋晶圓100的第二表面112以及過(guò)孔74側(cè)壁的絕緣層76。

絕緣層76具有開(kāi)口，其開(kāi)口對(duì)應(yīng)過(guò)孔74的底部，以露出第一焊盤15。

步驟s23：如圖14所示，在絕緣層76表面形成第二金屬布線層71，第二金屬布線層71覆蓋過(guò)孔74的側(cè)壁以及底部，與第一焊盤15電連接。

步驟s24：如圖15-圖16所示，形成與第二金屬布線層71電連接的焊接凸起73。

首先，如圖15所示，在第二金屬布線層71表面形成阻焊層72，阻焊層72表面形成開(kāi)口k，開(kāi)口k用于設(shè)置焊接凸起73。

然后，如圖16所示，在阻焊層72的開(kāi)口k的位置設(shè)置焊接凸起73，焊接凸起73與第二金屬布線層71電連接。

再如圖17所示，將遮擋板400移除，以便于進(jìn)行切割。沿著切割溝道120切割后，形成多個(gè)如圖18所示的封裝結(jié)構(gòu)。在晶圓的第二表面固定背板以后，形成的封裝結(jié)構(gòu)如圖7所示。

當(dāng)用于形成如圖2所示的封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，形成背面結(jié)構(gòu)的方法還可以如圖19-圖23所示，圖19-圖23為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種形成晶圓背面結(jié)構(gòu)方法的流程示意圖，該方法包括：

步驟s30：如圖11a所示，在蓋板200的通孔14頂部設(shè)置遮擋板400或是在通孔14內(nèi)填充光刻膠。

與上述步驟s20相同，可參考上述步驟s20，在此不再贅述。

步驟s31：如圖19所示，在指紋識(shí)別芯片11的第二表面112形成與第一焊盤15一一對(duì)應(yīng)的過(guò)孔24，過(guò)孔24用于露出第一焊盤15。

步驟s32：如圖20所示，形成覆蓋晶圓100的第二表面112以及過(guò)孔500側(cè)壁的絕緣層，圖20中，未示出該絕緣層。在過(guò)孔24中形成導(dǎo)電插塞25，導(dǎo)電插塞25一端電連接第一焊盤15，導(dǎo)電插塞25的另一端高于指紋識(shí)別芯片11的第二表面112。

具體的，導(dǎo)電插塞25的具有焊料，用于與第二焊盤電連接。也就是說(shuō)，導(dǎo)電插塞25背離第一焊盤15的一端具有焊料，圖21中未示出焊料。

然后，如圖21所示，將遮擋板400移除，以便于進(jìn)行切割。沿著切割溝道120切割后，形成多個(gè)如圖22所示的封裝結(jié)構(gòu)。在晶圓的第二表面固定背板22以后，形成的封裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在圖22所示實(shí)施方式中，切割后的半導(dǎo)體蓋板12覆蓋對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13以及所有第一焊盤15。

在其他實(shí)施方式中，可以設(shè)置指紋識(shí)別芯片11與對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體蓋板12的固定結(jié)合位置，使得切割后的半導(dǎo)體蓋板12覆蓋對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有像素點(diǎn)13，且露出對(duì)應(yīng)指紋識(shí)別芯片11的所有第一焊盤15，如圖23所示。在晶圓的第二表面固定背板22以后，形成的封裝結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2和圖3實(shí)施方式中，固定背板22時(shí)，導(dǎo)電插塞25背離像素點(diǎn)13的另一端的焊料與第二焊盤21焊接固定。

通過(guò)膠層23固定在晶圓100背離蓋板200的一側(cè)表面。還可以通過(guò)焊接、或是金-硅共晶、互熔固定背板300與晶圓100，實(shí)現(xiàn)原理與半導(dǎo)體蓋板12與指紋識(shí)別芯片11的固定原理相同，可參見(jiàn)上述描述，在此不再贅述。

在晶圓100上固定蓋板200時(shí)，切割夠到120對(duì)應(yīng)區(qū)域，晶圓100與蓋板200可以相互接觸固定，或是相互之間保留間隙。

當(dāng)形成如圖4-圖6所示的封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，無(wú)需形成背面結(jié)構(gòu)，在晶圓100固定蓋板200后，對(duì)晶圓100背離蓋板200的另一側(cè)進(jìn)行減薄處理后，進(jìn)行切割工藝，形成多個(gè)封裝結(jié)構(gòu)，每個(gè)封裝結(jié)構(gòu)具有相對(duì)固定的指紋識(shí)別芯片11以及半導(dǎo)體蓋板。然后，指紋識(shí)別芯片11背離半導(dǎo)體蓋板12的一側(cè)固定背板22。此時(shí)，將指紋識(shí)別芯片11固定于背板22上包括：通過(guò)金屬線(如圖4所示)、或?qū)щ娔z(如圖5所示)、或?qū)щ娔?如圖6所示)將第一焊盤15以及第二焊盤21電連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝方法，用于制備上述實(shí)施例中的封裝結(jié)構(gòu)，制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，可以形成防止串?dāng)_的指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

而且在形成指紋識(shí)別芯片的封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，一般是對(duì)具有多個(gè)指紋識(shí)別芯片的晶圓進(jìn)行統(tǒng)一封裝，然后通過(guò)切割形成多個(gè)單粒結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明技術(shù)方案的封裝方法，在晶圓朝向像素點(diǎn)的一側(cè)固定蓋板，一方面，蓋板用于形成各個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體蓋板，用于避免串?dāng)_問(wèn)題，另一方面，蓋板還可以作為保護(hù)基板，以便于在晶圓背離像素點(diǎn)的一側(cè)形成背面結(jié)構(gòu)，便于與背板電連接，無(wú)需單獨(dú)設(shè)置保護(hù)基板，降低工序流程以及制作成本。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的封裝方法而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的封裝結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。