一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]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)。
【背景技術(shù)】
[0002]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(shí)別芯片的出現(xiàn)就大大提高了上述產(chǎn)品的安全性。
[0003]對(duì)于傳感芯片，其最大的特征在于其芯片表面存在感應(yīng)區(qū)域，該區(qū)域與其所要識(shí)別的外界刺激發(fā)生作用，產(chǎn)生芯片可以識(shí)別和處理的電信號(hào)。該區(qū)域與外界刺激的距離要盡可能短，或者感應(yīng)區(qū)域裸露，以使得產(chǎn)生的信號(hào)可以被偵測(cè)。當(dāng)前很多的芯片工藝，由于受到封裝載體尺寸的限制無法將多個(gè)芯片分布在同一表面。現(xiàn)有技術(shù)中，有一種解決方案是將單個(gè)或多個(gè)功能芯片先封裝在基板一側(cè)，然后在基板另一側(cè)封裝傳感芯片，從而滿足多芯片集成封裝，但是在生產(chǎn)的過程中基板一側(cè)封裝時(shí)，另一側(cè)與外界接觸，易造成接觸性污染，在對(duì)這一側(cè)進(jìn)行封裝時(shí)會(huì)存在分層的風(fēng)險(xiǎn)，影響整體產(chǎn)品的良率。
[0004]為解決雙面貼芯時(shí)另一側(cè)存在因污染導(dǎo)致的分層問題，國內(nèi)某公司提出了一種采用對(duì)傳感芯片進(jìn)行挖槽處理，將單個(gè)或多個(gè)功能芯片放在槽中進(jìn)行封裝，從而滿足多芯片集成封裝，但是對(duì)傳感芯片進(jìn)行挖槽處理，工藝較為復(fù)雜，易造成傳感芯片本身損失，或者產(chǎn)生微裂紋等缺陷使得產(chǎn)品的可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)傳感芯片，特別是指紋識(shí)別類芯片提供了一種低成本、簡(jiǎn)單、可靠性高的封裝與互連集成方案，利用介質(zhì)材料對(duì)單個(gè)或多個(gè)功能芯片進(jìn)行包覆，通過濺射工藝在介質(zhì)層上表面生成導(dǎo)電層，再通過布線工藝完成布線，然后進(jìn)行對(duì)傳感芯片的上芯、打線等操作，避免了對(duì)傳感芯片本身進(jìn)行挖槽等操作。
[0006]本發(fā)明公開的一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)包括一個(gè)傳感芯片，其表面存在感應(yīng)區(qū)域；臺(tái)階水平面低于傳感芯片表面，通過Wire bonding工藝將傳感芯片表面的芯片焊盤連接到在介質(zhì)層預(yù)留的導(dǎo)通線柱上，從而達(dá)到與基板互連的作用，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)將傳感芯片采集到的信號(hào)傳出，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)功能。
[0007]—種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，主要由功能芯片、包封介質(zhì)、銅層、導(dǎo)通線柱、粘片膠層、傳感芯片、鍵合線和基板組成，所述功能芯片通過植球、焊盤和基板連接，包封介質(zhì)覆蓋功能芯片、植球、焊盤和基板的上部，包封介質(zhì)有導(dǎo)電孔，包封介質(zhì)上部有銅層，導(dǎo)通線柱在導(dǎo)電孔內(nèi)，銅層通過導(dǎo)通線柱與基板連接，銅層上部通過粘片膠層與傳感芯片連接，傳感芯片通過鍵合線與導(dǎo)通線柱連接。
[0008]所述功能芯片通過粘片膠粘接基板，并通過鍵合線與基板連接。
[0009]所述功能芯片有若干個(gè)，所有功能芯片位于同一表面。
[0010]所述包封介質(zhì)是環(huán)氧樹脂或者聚酰亞胺。[0011 ]所述傳感芯片上表面有感應(yīng)區(qū)域，感應(yīng)區(qū)域裸露或者其上覆蓋有包封介質(zhì)。
[0012]—種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，所述方法包括:
[0013]步驟一:準(zhǔn)備基板；
[0014]步驟二:通過Flip chip工藝完成功能芯片的上芯；
[0015]步驟三:通過包封介質(zhì)將功能芯片用介質(zhì)包封，包封介質(zhì)有導(dǎo)電孔；
[0016]步驟四:在介質(zhì)層上表面生成導(dǎo)電層銅層，導(dǎo)通線柱填充預(yù)留的導(dǎo)電孔；
[0017]步驟五:通過布線工藝完成布線，保證和基板互連；
[0018]步驟六:通過粘片膠完成傳感芯片的上芯；
[0019]步驟七:通過Wire bonding工藝完成傳感芯片和基板的互連；
[0020]步驟八:對(duì)傳感芯片的鍵合線通過塑封介質(zhì)包封或者通過點(diǎn)膠工藝保護(hù)。
[0021]該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是避免了對(duì)傳感芯片本身進(jìn)行挖槽、布線，在介質(zhì)材料上表面布線，再貼芯工藝成熟簡(jiǎn)單，可以提高封裝產(chǎn)品良率，降低失效風(fēng)險(xiǎn)。
[0022]另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是制備這個(gè)結(jié)構(gòu)的方法可以將多個(gè)功能芯片和傳感芯片集成封裝，每個(gè)芯片的處理工藝均相互獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)封裝體的多功能化，不僅提高工作效率，還可以保證成品率。
【附圖說明】
[0023]圖1A和圖1B是本發(fā)明實(shí)施例已完成封裝的傳感芯片示意圖，其中；
[0024]圖1A中功能芯片通過Flipchip工藝進(jìn)行貼裝芯片；
[0025]圖1B中功能芯片通過粘片膠貼裝芯片；
[0026]圖2A至圖2F是本結(jié)構(gòu)工藝實(shí)施方案的過程示意圖，其中；
[0027]圖2A是基板的不意圖；
[0028]圖2B是通過Flip chip工藝完成功能芯片的上芯示意圖；
[0029]圖2C是將功能芯片用介質(zhì)包封的示意圖；
[0030]圖2D是在介質(zhì)層上表面生成導(dǎo)電層，并填充預(yù)留的導(dǎo)電孔，和基板互連的示意圖；[0031 ]圖2E是通過粘片膠完成傳感芯片上芯的示意圖；
[0032]圖2F是通過Wirebonding工藝，完成對(duì)傳感芯片與基板互連的示意圖。
[0033]圖中，1、功能芯片;2、包封介質(zhì);3、銅層;4、導(dǎo)通線柱;5、粘片膠層;6、傳感芯片;7、鍵合線;8、基板。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0035]如圖1A和圖1B所示，一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，主要由功能芯片1、包封介質(zhì)
2、銅層3、導(dǎo)通線柱4、粘片膠層5、傳感芯片6、鍵合線7和基板8組成，所述功能芯片I通過植球、焊盤和基板8連接，包封介質(zhì)2覆蓋功能芯片1、植球、焊盤和基板8的上部，包封介質(zhì)2有導(dǎo)電孔，包封介質(zhì)2上部有銅層3，導(dǎo)通線柱4在導(dǎo)電孔內(nèi)，銅層3通過導(dǎo)通線柱4與基板8連接，銅層3上部通過粘片膠層5與傳感芯片6連接，傳感芯片6通過鍵合線7與導(dǎo)通線柱4連接。
[0036]所述功能芯片I通過粘片膠粘接基板8，并通過鍵合線與基板8連接。
[0037]所述功能芯片有若干個(gè)，所有功能芯片位于同一表面。
[0038]所述包封介質(zhì)2是環(huán)氧樹脂等塑封材料或者聚酰亞胺等聚合物介質(zhì)材料。
[0039]所述傳感芯片6上表面有感應(yīng)區(qū)域，感應(yīng)區(qū)域裸露或者其上覆蓋有包封介質(zhì)2。[°04°]所述功能芯片I可以通過Flip chip工藝完成上芯，也可以通過粘片膠貼裝芯片。
[0041]所述傳感芯片6的鍵合線7可以通過介質(zhì)包封，也可以通過點(diǎn)膠來保護(hù)。
[0042]圖1A中功能芯片通過Flipchip工藝進(jìn)行貼裝芯片；圖1B中功能芯片通過粘片膠貼裝芯片。
[0043]如圖2A至圖2F所示，一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，所述方法包括:
[0044]步驟一:準(zhǔn)備基板，如圖2A所示；
[0045]步驟二:通過Flip chip工藝完成功能芯片的上芯，如圖2B所示；
[0046]步驟三:通過包封介質(zhì)將功能芯片用介質(zhì)包封，包封介質(zhì)有導(dǎo)電孔，如圖2C所示；
[0047]步驟四:在介質(zhì)層上表面生成導(dǎo)電層銅層，導(dǎo)通線柱填充預(yù)留的導(dǎo)電孔，如圖2D所示；
[0048]步驟五:通過布線工藝完成布線，保證和基板互連，如圖2D所示；
[0049]步驟六:通過粘片膠完成傳感芯片的上芯，如圖2E所示；
[°°50]步驟七:通過Wire bonding工藝完成傳感芯片和基板的互連，如圖2F所示；
[0051]步驟八:對(duì)傳感芯片的鍵合線通過塑封介質(zhì)包封或者通過點(diǎn)膠工藝保護(hù)，獲得本發(fā)明所說的封裝結(jié)構(gòu)，如圖2F所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，主要由功能芯片(I)、包封介質(zhì)(2)、銅層(3)、導(dǎo)通線柱(4)、粘片膠層(5)、傳感芯片(6)、鍵合線(7)和基板(8)組成，所述功能芯片(I)通過植球、焊盤和基板(8)連接，包封介質(zhì)(2)覆蓋功能芯片(1)、植球、焊盤和基板(8)的上部，包封介質(zhì)(2)有導(dǎo)電孔，包封介質(zhì)(2)上部有銅層(3)，導(dǎo)通線柱(4)在導(dǎo)電孔內(nèi)，銅層(3)通過導(dǎo)通線柱(4)與基板(8)連接，銅層(3)上部通過粘片膠層(5)與傳感芯片(6)連接，傳感芯片(6)通過鍵合線(7)與導(dǎo)通線柱(4)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述功能芯片(1)通過粘片膠粘接基板(8)，并通過鍵合線與基板(8)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述功能芯片有若干個(gè)，所有功能芯片位于同一表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述包封介質(zhì)(2)是環(huán)氧樹脂或者聚酰亞胺。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傳感芯片(6)上表面有感應(yīng)區(qū)域，感應(yīng)區(qū)域裸露或者其上覆蓋有包封介質(zhì)(2)。6.—種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟一:準(zhǔn)備基板； 步驟二:通過Flip chip工藝完成功能芯片的上芯； 步驟三:通過包封介質(zhì)將功能芯片用介質(zhì)包封，包封介質(zhì)有導(dǎo)電孔； 步驟四:在介質(zhì)層上表面生成導(dǎo)電層銅層，導(dǎo)通線柱填充預(yù)留的導(dǎo)電孔； 步驟五:通過布線工藝完成布線，保證和基板互連； 步驟六:通過粘片膠完成傳感芯片的上芯； 步驟七:通過Wire bonding工藝完成傳感芯片和基板的互連； 步驟八:對(duì)傳感芯片的鍵合線通過塑封介質(zhì)包封或者通過點(diǎn)膠工藝保護(hù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種指紋識(shí)別多芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于集成電路封裝、傳感器技術(shù)等領(lǐng)域。本發(fā)明是將單個(gè)或多個(gè)功能芯片通過Flip？chip工藝或Wire？bonding工藝和基板焊盤連接，并通過介質(zhì)包封，上層傳感芯片通過導(dǎo)通線柱與基板焊盤相連接，下層封裝體中芯片的外圍設(shè)置有貫穿于封裝體的導(dǎo)電孔。本發(fā)明可以保證每個(gè)芯片的處理工藝均相互獨(dú)立，不僅提高工作效率，還可以保證成品率。
【IPC分類】H01L23/31, H01L21/56, G06F21/32, G06K19/07, H01L25/16
【公開號(hào)】CN105590904
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510744717
【發(fā)明人】王小龍, 謝建友, 張銳
【申請(qǐng)人】華天科技（西安）有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日