CN104779223A - 具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构与制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构与制作方法，包括指纹识别芯片，其特征是：所述指纹识别芯片具有上表面和下表面，在指纹识别芯片的一侧面上具有台阶面，台阶面上设置正面布线层，正面布线层将指纹识别芯片上表面的信号端口引至台阶面；所述指纹识别芯片的上表面和侧面均被塑封材料包裹，塑封材料的上表面设置表面保护层；在所述指纹识别芯片的下表面设置电路板，指纹识别芯片的下表面通过粘结层与电路板连接，电路板的信号端口通过金属引线与指纹识别芯片的正面布线层连接；所述塑封材料的外侧面及上表面边缘覆盖金属框架，金属框架与电路板连接。本发明在降低封装总体成本的同时不影响芯片识别灵敏度。

Description

具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构与制作方法

技术领域

本发明涉及一种具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构与制作方法，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术

目前生物识别技术主要是通过光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性（如指纹、脸象、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。而指纹具有终身不变性、唯一性和方便性等特性，通过指纹识别系统能够将采集到的指纹进行处理后快速准确的进行身份认证，所以其在个人身份鉴定中的使用重要性愈显突出。

首先通过指纹识别模组采集指纹信号，之后将采集到的指纹信号输入指纹识别系统中进行识别和处理，因此，指纹信号的质量会直接影响到识别的精度以及指纹识别系统的处理速度，因此，指纹识别模组是指纹识别系统中的关键部件之一。

图1是现有技术中指纹识别模组的结构图。如图1所示，现有的指纹识别模组包括：设置有通孔的金属支架1a，位于金属支架1a通孔中的蓝宝石盖板2a、指纹识别芯片3a、与指纹识别芯片3a电连接的焊线4a、填充于金属支架1a和指纹识别芯片3a之间的塑封材料5a，以及通过焊线4a与指纹识别芯片3a电连接的基板6a，基板6a与金属支架1a电连接。现有的指纹识别模组的手指接触面与指纹识别芯片3a的感应面之间间隔了蓝宝石盖板2a和塑封材料5a，指纹识别模组的厚度较厚，使得采集到的指纹信号衰减，灵敏度降低，识别效率降低。此外，现有的指纹识别模组采用蓝宝石作为指纹识别芯片的保护盖板，价格昂贵，且在制作指纹识别模组时，单颗指纹识别芯片分别进行组装形成指纹识别模组，组装效率低，指纹识别模组成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构与制作方法，在降低封装总体成本的同时不影响芯片识别灵敏度。

按照本发明提供的技术方案，所述具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，包括指纹识别芯片，其特征是：所述指纹识别芯片具有上表面和下表面，指纹识别芯片的上表面和下表面分别与侧面垂直，在指纹识别芯片的一侧面上具有台阶面，台阶面上设置正面布线层，正面布线层将指纹识别芯片上表面的信号端口引至台阶面；所述指纹识别芯片的上表面和侧面均被塑封材料包裹，塑封材料的上表面设置表面保护层；在所述指纹识别芯片的下表面设置电路板，指纹识别芯片的下表面通过粘结层与电路板连接，电路板的信号端口通过金属引线与指纹识别芯片的正面布线层连接；所述塑封材料的外侧面及上表面边缘覆盖金属框架，金属框架与电路板连接。

进一步的，所述指纹识别芯片上表面塑封材料的厚度为40微米～300微米。

进一步的，所述塑封材料的莫氏硬度≥5H，塑封材料的介电常数≥5。

进一步的，所述指纹识别芯片上的台阶面的台阶高度为20μm～100μm，台阶面的下层台阶与指纹识别芯片上表面之间的连接面为斜面，该斜面的倾斜角度为30～60°。

进一步的，所述表面保护层的材料为聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚苯并恶唑树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇，厚度为10μm～50μm。

所述具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构的制作方法，其特征是，包括以下工艺步骤：

（1）在晶圆上采用刀片切出单边沟槽，单边沟槽的底面与晶圆上表面平行，单边沟槽的侧面为斜面，斜面的倾斜角度为30～60°；

（2）在单边沟槽上制作正面布线层，将晶圆上表面的信号端口引申到单边沟槽表面；

（3）采用晶圆垂直切割工艺将芯片分开，得到单颗的指纹识别芯片，单边沟槽在指纹识别芯片的一侧形成台阶面；然后将指纹识别芯片通过粘结层粘合到电路板上；

（4）通过金属引线将指纹识别芯片上正面布线层与电路板上的信号端口连接；

（5）采用塑封工艺将批纹识别芯片的四周和上表面用塑封材料包裹；

（6）在塑封材料的上表面覆盖一层表面保护层；

（7）在塑封材料的侧面和上表面的边缘覆盖金属框架，并将金属框架与电路板连接。

本发明所述具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，使指纹识别芯片本身以及后续的封装设计自由度更高，在降低封装总体成本的同时不影响芯片识别灵敏度的降低，应用更广泛。

附图说明

图1为现有技术中指纹识别模组的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图2所示：所述具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构包括电路板1、指纹识别芯片2、正面布线层3、金属引线4、塑封材料5、金属框架6、表面保护层7、粘结层8、信号端口9等。

如图2所示，本发明包括指纹识别芯片2，指纹识别芯片2具有上表面和下表面，指纹识别芯片2的上表面和下表面分别与侧面垂直，在指纹识别芯片2的一侧面上具有台阶面，台阶面上设置正面布线层3，正面布线层3将指纹识别芯片2上表面的信号端口引到台阶面；所述指纹识别芯片2的上表面和侧面均被塑封材料5包裹，塑封材料5的上表面设置表面保护层7；在所述指纹识别芯片2的下表面设置电路板1，指纹识别芯片2的下表面通过粘结层8与电路板1连接，电路板1的信号端口9通过金属引线4与指纹识别芯片2的正面布线层3连接；所述塑封材料5的外侧面及上表面边缘覆盖金属框架6，金属框架6与电路板1连接，实现接地。

所述指纹识别芯片2的上表面塑封材料5的厚度为40微米～300微米；所述塑封材料5的莫氏硬度≥5H；所述塑封材料5的介电常数≥5。

所述指纹识别芯片2上的台阶面的台阶高度为20μm～100μm，台阶面的下层台阶与指纹识别芯片2上表面之间的连接面为斜面，该斜面的倾斜角度为30～60°。

所述指纹识别芯片2的侧面与上表面、下表面均垂直，只有一侧具有台阶面，并且在台阶面上分布指纹识别芯片的输入和输出端口。

所述表面保护层7的材料为聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚苯并恶唑树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇，厚度为10μm～50μm。

所述具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构的制作方法，包括以下工艺步骤：

（1）在晶圆上采用刀片切出单边沟槽，单边沟槽的底面与晶圆上表面平行，单边沟槽的侧面为斜面，斜面的倾斜角度为30～60°；

（2）采用光刻、溅射和电镀工艺在单边沟槽上制作正面布线层，将晶圆上表面的信号端口引申到单边沟槽表面；

（3）采用晶圆垂直切割工艺将芯片分开，得到单颗的指纹识别芯片，单边沟槽在指纹识别芯片的一侧形成台阶面；然后将指纹识别芯片通过粘结层粘合到电路板上；

（4）通过金属引线将指纹识别芯片上正面布线层与电路板上的信号端口连接；

（5）采用塑封工艺将批纹识别芯片的四周和上表面用塑封材料包裹；

（6）在塑封材料的上表面通过丝网印刷、喷涂或者旋涂工艺覆盖一层表面保护层；

（7）在塑封材料的侧面和上表面的边缘覆盖金属框架，并将金属框架与电路板通过热压或者回流工艺连接。

Claims (6)

1.一种具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，包括指纹识别芯片（2），其特征是：所述指纹识别芯片（2）具有上表面和下表面，指纹识别芯片（2）的上表面和下表面分别与侧面垂直，在指纹识别芯片（2）的一侧面上具有台阶面，台阶面上设置正面布线层（3），正面布线层（3）将指纹识别芯片（2）上表面的信号端口引至台阶面；所述指纹识别芯片（2）的上表面和侧面均被塑封材料（5）包裹，塑封材料（5）的上表面设置表面保护层（7）；在所述指纹识别芯片（2）的下表面设置电路板（1），指纹识别芯片（2）的下表面通过粘结层（8）与电路板（1）连接，电路板（1）的信号端口（9）通过金属引线（4）与指纹识别芯片（2）的正面布线层（3）连接；所述塑封材料（5）的外侧面及上表面边缘覆盖金属框架（6），金属框架（6）与电路板（1）连接。

2.如权利要求1所述的具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，其特征是：所述指纹识别芯片（2）上表面塑封材料（5）的厚度为40微米～300微米。

3.如权利要求1所述的具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，其特征是：所述塑封材料（5）的莫氏硬度≥5H，塑封材料（5）的介电常数≥5。

4.如权利要求1所述的具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，其特征是：所述指纹识别芯片（2）上的台阶面的台阶高度为20μm～100μm，台阶面的下层台阶与指纹识别芯片（2）上表面之间的连接面为斜面，该斜面的倾斜角度为30～60°。

5.如权利要求1所述的具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构，其特征是：所述表面保护层（7）的材料为聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、环氧树脂、苯并环丁烯树脂、聚苯并恶唑树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇，厚度为10μm～50μm。

6.一种具有单边沟槽的指纹识别芯片封装结构的制作方法，其特征是，包括以下工艺步骤：

（1）在晶圆上采用刀片切出单边沟槽，单边沟槽的底面与晶圆上表面平行，单边沟槽的侧面为斜面，斜面的倾斜角度为30～60°；

（2）在单边沟槽上制作正面布线层，将晶圆上表面的信号端口引申到单边沟槽表面；

（3）采用晶圆垂直切割工艺将芯片分开，得到单颗的指纹识别芯片，单边沟槽在指纹识别芯片的一侧形成台阶面；然后将指纹识别芯片通过粘结层粘合到电路板上；

（4）通过金属引线将指纹识别芯片上正面布线层与电路板上的信号端口连接；

（5）采用塑封工艺将批纹识别芯片的四周和上表面用塑封材料包裹；

（6）在塑封材料的上表面覆盖一层表面保护层；

（7）在塑封材料的侧面和上表面的边缘覆盖金属框架，并将金属框架与电路板连接。