CN106229325A - 传感器模组及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种传感器模组，包括：传感器芯片和至少一个第一辅助芯片，传感器芯片和至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体，其中，传感器芯片包括传感单元，传感单元的背面边缘形成有凹槽结构，凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，第一通孔通过金属层将焊盘引出以形成传感器芯片的焊垫，金属层从第一通孔沿凹槽结构延伸至传感单元的背面，凹槽结构内填充有塑封材料，且与传感器芯片外侧的塑封材料连接为一体；芯片封装体的背面形成有重布线图形，重布线图形与传感器芯片的焊垫和至少一个第一辅助芯片的焊垫电连接，重布线图形上还形成有多个凸点。本发明提高了传感器模组的机械可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域，具体涉及一种传感器模组及其制作方法。
背景技术
传感器芯片包括图像传感芯片和指纹传感芯片等，能够感受被测量的信息，并将感受到的信息按照一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在传感器芯片制作完成后，首先对传感器芯片进行一系列封装工艺，然后针对不同类型的传感器芯片进行组装，形成一个传感器模组。
现有的传感器芯片封装方法主要为COB(Chip On Board)封装，将裸芯片用导电或非导电胶贴附在互联基板上，然后进行引线键合实现其电气连接。现有技术的传感器芯片封装方法只是将单个传感器芯片封装，而传感器模组还包括很多外围辅助芯片，诸如图像处理芯片、中央处理芯片和驱动芯片等，这些芯片需要贴附在软硬结合板上，但是这样的结构存在以下缺点：
软硬结合板有一定的柔性，因此，软硬结合板在发生弯折和碰撞时，贴附在其上的元器件容易焊点断裂，使得传感器模组的可靠性降低；而且，软硬结合板要贴附外围辅助芯片，势必会增加软硬结合板的层数，布线难度也会增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种传感器模组及其制作方法，以解决现有传感器模组存在的问题，提高传感器模组的可靠性，降低布线难度。
一方面，本发明实施例提供了一种传感器模组，包括：
传感器芯片和至少一个第一辅助芯片，传感器芯片和至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体，传感器芯片和至少一个第一辅助芯片的电路面朝向同一个方向；
其中，传感器芯片包括传感单元，该传感单元包括至少一个焊盘，传感单元的背面边缘形成有凹槽结构，凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，第一通孔通过金属层将焊盘引出以形成传感器芯片的焊垫，金属层从第一通孔沿凹槽结构延伸至传感单元的背面，凹槽结构内填充有塑封材料，且与传感器芯片外侧的塑封材料连接为一体；
芯片封装体的背面形成有重布线图形，重布线图形与传感器芯片的焊垫和至少一个第一辅助芯片的焊垫电连接，该重布线图形上还形成有多个凸点。
可选地，传感器芯片为图像传感芯片，图像传感芯片包括图像传感单元，以及设置在图像传感单元入光面上方的封装玻璃，芯片封装体正面形成与封装玻璃对应的通光孔，图像传感单元的背面边缘形成有凹槽结构，以及图像传感单元包括与凹槽结构相对设置的焊垫；
传感器模组还包括：
镜头支架，安装在芯片封装体的正面，且镜头支架上固定有镜头组，镜头组包括至少一个光学膜片。
可选地，塑封材料覆盖封装玻璃的入光面边缘，以形成通光孔。
可选地，封装玻璃为红外滤光玻璃；
或者，镜头组中的至少一个为红外滤光光学膜片；
或者，镜头组与封装玻璃之间设置有红外滤光光学膜片，该红外滤光光学膜片固定在镜头支架上。
可选地，传感器芯片为指纹传感器芯片，在芯片封装体的正面，塑封材料至少部分覆盖指纹传感芯片的工作面。
可选地，芯片封装体的正面还设置有颜色涂层和/或耐磨涂层。
可选地，芯片封装体的正面边缘设置有突出的限位环，限位环所限定区域对应指纹传感芯片的工作面。
可选地，本发明实施例提供的传感器模组，还包括：
至少一个第二辅助芯片，贴附在芯片封装体的正面，芯片封装体上设置有贯穿的第二通孔，第二通孔内设置有导线，导线的第一端与第二辅助芯片的焊垫电连接，导线的第二端延伸至芯片封装体的背面，并与重布线图形电连接。
可选地，凹槽结构沿传感器芯片的背面边缘连续设置，或者断续设置。
另一方面，本发明实施例提供了一种传感器模组的制作方法，包括：
将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体，传感器芯片和至少一个第一辅助芯片的电路面朝向同一个方向，其中，传感器芯片包括传感单元，传感单元包括至少一个焊盘，传感单元的背面边缘形成凹槽结构，凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，第一通孔通过金属层将焊盘引出以形成传感器芯片的焊垫，金属层从第一通孔沿凹槽结构延伸至传感单元的背面，凹槽结构内填充有塑封材料，且与传感器芯片外侧的塑封材料连接为一体；
在芯片封装体的背面形成重布线图形，重布线图形与传感器芯片的焊垫和至少一个第一辅助芯片的焊垫电连接，该重布线图形还上形成有多个凸点。
可选地，将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体包括：
提供支撑基板、传感器芯片和至少一个第一辅助芯片；
将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片贴附到支撑基板上；
利用塑封材料将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片塑封为一个芯片封装体；
剥离支撑基板。
可选地，若传感器芯片为一图像传感芯片，则提供一图像传感芯片包括：
提供封装玻璃和图像传感晶圆，图像传感晶圆包括多个图像传感单元，在封装玻璃上形成围坝，并与图像传感单元键合为一体；
在图像传感晶圆背面边缘蚀刻出沟槽结构，并在沟槽结构底部制作硅通孔，以及在硅通孔底部暴露出焊盘；
在图像传感晶圆背面和硅通孔中沉积绝缘层；
通过钻孔技术制作至少一个第一通孔将硅通孔底部的焊盘暴露出来；
在图像传感晶圆背面和第一通孔中沉积金属层，并进行金属增厚；
采用光刻工艺去除多余的金属层并形成图像传感芯片的焊垫，以图像传感单元为单位切割图像传感器晶圆以获得独立的图像传感芯片；若传感器芯片为一指纹传感芯片，则提供一指纹传感芯片包括：
提供支撑基板和指纹传感晶圆，指纹传感晶圆包括多个指纹传感单元，在支撑基板上涂布临时键合材料，并与指纹传感单元键合为一体；
在指纹传感晶圆背面蚀刻出沟槽结构，并在沟槽结构内制作硅通孔，以及在硅通孔底部暴露出焊盘；
在指纹传感晶圆背面和硅通孔中沉积绝缘层；
通过钻孔技术制作至少一个第一通孔将硅通孔底部的焊盘暴露出来；
在指纹传感晶圆背面和第一通孔中沉积金属层，并进行金属增厚；
采用光刻工艺去除多余的金属层并形成指纹传感芯片的焊垫，拆除支撑基板，并对临时键合材料进行清洗；
以指纹传感单元为单位切割指纹传感晶圆以获得独立的指纹传感芯片。
可选地，在芯片封装体的背面制作重布线图形包括：
在芯片封装体的背面沉积金属层，并进行金属增厚；
采用光刻工艺对金属层进行处理以形成重布线图形；
在重布线图形表面进行镍金处理，并包封阻焊层，通过曝光显影暴露出需要植球的焊垫；
在焊垫表面制作锡球，以形成重布线图形上的多个凸点。
本发明实施例提供了一种传感器模组及其制作方法，该传感器模组通过将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片封装为一个芯片封装体，实现了传感器芯片和至少一个第一辅助芯片的系统级封装，有效避免了辅助芯片的焊垫断裂，并且传感器芯片的背面形成有凹槽结构，该凹槽结构内部填充塑封材料，与外侧的塑封材料一体成型，形成嵌合结构，提高了产品可靠性，同时凹槽底部形成至少一个第一通孔的结构提高了产品效率，降低了封装难度和成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的传感器模组的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的传感器模组的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的传感器模组的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的传感器模组的制作方法流程图；
图5a至图5o为本发明实施例五提供的传感器芯片制作方法的工序步骤图；
图6a至图6j为本发明实施例五提供的芯片封装体制作方法的工序步骤图；
图7a至图7b为本发明实施例五提供的一种传感器模组的组装工序步骤图；
图8a至图8c为本发明实施例五提供的另一种传感器模组的组装工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的传感器模组的结构示意图。本发明实施例提供的传感器模组可以包括图像传感器模组、指纹传感器模组或者其他产品，可以应用于智能手机、平板电脑、数码相机、汽车行驶记录仪或者考勤机、门禁装置等电子设备，本发明对此不作限定。
如图1所示，本实施例提供的传感器模组，包括：
传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片120，传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片120由塑封材料101封装为一个芯片封装体100，传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片1220的电路面朝向同一个方向；
其中，传感器芯片110包括传感单元111，该传感单元111包括至少一个焊盘111a，传感单元111的背面边缘形成有凹槽结构112，凹槽结构112的底部形成有至少一个第一通孔113，第一通孔113通过金属层114将焊盘111a引出以形成传感器芯片110的焊垫，金属层114从第一通孔113沿凹槽结构112延伸至传感单元111的背面，凹槽结构112内填充有塑封材料101，且与传感器芯片110外侧的塑封材料101连接为一体；
芯片封装体100的背面形成有重布线图形，重布线图形与传感器芯片110的焊垫和至少一个第一辅助芯片120的焊垫电连接，该重布线图形上还形成有多个凸点102。
塑封是以塑料代替金属、玻璃、陶瓷等包封电子元件的一种技术，与现有技术相比，本发明实施例一提供的传感器模组中，传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片120由塑封材料101封装为一个芯片封装体100，避免了现有技术中，传感器模组在受到外部作用力时，其外围的辅助芯片发生焊垫断裂的情况。
可选地，塑封材料可以是环氧塑封料，本实施例提供的传感器模组通过塑封工艺将传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片120封装为一个芯片封装体100，实现系统级封装，其中，芯片封装体100内的传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片120是以二维方式平铺，其电路面朝向同一方向。优选地，传感器芯片110和至少一个第一辅助芯片120的电路面的焊垫可以在同一平面上，这样的结构有利于在芯片封装体100的背面进行重布线工艺。由于至少一个辅助芯片120被塑封在芯片封装体100中，与传感器芯片110同时进行重布线，因此减少了布线层数，降低了布线难度。
传感单元背面的凹槽结构内部填充塑封材料，与外侧的塑封材料一体成型，形成嵌合结构，使得两者结合更加牢固，提高了产品的机械可靠性。
现有技术中，将传感单元的焊盘引出，通常采用的是在传感单元背面制作深孔垂直的硅通孔，但是这种深孔垂直的硅蚀刻工艺效率低，蚀刻时间长，工艺难度较大且成本较高。在本发明实施例中，传感单元背面的凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，第一通孔通过金属层将焊盘引出以形成传感器芯片的焊垫，这样的结构与直接在传感单元背面制作的深而尺寸小的硅通孔相比，更易于制作，并且提高了产品效率，降低了封装难度和成本。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的传感器模组的结构示意图。如图2所示，进一步的，传感器芯片为图像传感芯片110，图像传感芯片110包括图像传感单元111，以及设置在图像传感单元111入光面上方的封装玻璃115，芯片封装体100正面形成与封装玻璃115对应的通光孔103，图像传感单元111的背面边缘形成有凹槽结构112，以及图像传感单元111包括与凹槽结构111相对设置的焊垫；
传感器模组还包括：
镜头支架130，安装在芯片封装体100的正面，且镜头支架130上固定有镜头组140，镜头组140包括至少一个光学膜片。
可选地，塑封材料101覆盖封装玻璃115的入光面边缘，以形成通光孔103，使得外部光线透过封装玻璃115照射在图像传感单元111上。
本实施例提供的传感器模组还包括软硬结合板150，其中，软硬结合板150包括导电线路层，以及设置在该软硬结合板150正面上的多个焊垫，多个焊垫分别与芯片封装体100背面的重布线图形上的多个凸点102电连接。
可选地，软硬结合板150背面设置有补强钢板160。
为了过滤红外光，提高图像传感器的成像品质，一般在图像传感器模组中设置红外滤光玻璃。红外滤光玻璃在图像传感器模组中的位置不做限定，可选地，镜头组140与封装玻璃115之间设置有红外滤光玻璃170，该红外滤光玻璃170固定在镜头支架130上。
可选地，封装玻璃115为红外滤光玻璃，或者，镜头组140中的至少一个玻璃片为红外滤光玻璃。
本发明实施例二提供了一种传感器模组，该传感器模组通过将图像传感器芯片和至少一个第一辅助芯片封装为一个芯片封装体，并贴附在软硬结合板上，节省了图像传感器模组内部空间，实现了图像传感器芯片和至少一个第一辅助芯片的系统级封装，有效避免了辅助芯片的焊垫断裂，并且图像传感器芯片的背面形成有凹槽结构，该凹槽结构内部填充塑封材料，与外侧的塑封材料一体成型，形成嵌合结构，提高了产品可靠性，同时凹槽底部形成至少一个第一通孔的结构提高了产品效率，降低了封装难度和成本。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的传感器模组的结构示意图。如图3所示，进一步的，传感器芯片为指纹传感芯片110，指纹传感芯片110包括指纹传感单元111，在芯片封装体100的正面，塑封材料101至少部分覆盖指纹传感芯片110的工作面。
可选地，芯片封装体100的正面还设置有颜色涂层和/或耐磨涂层130。
可选地，芯片封装体100的正面边缘设置有突出的限位环140，限位环140所限定区域对应指纹传感芯片110的工作面。
本实施例提供的传感器模组还包括软硬结合板150，其中，软硬结合板150包括导电线路层，以及设置在该软硬结合板150正面上的多个焊垫，多个焊垫分别与芯片封装体100背面的重布线图形上的多个凸点102电连接。
可选地，软硬结合板150背面设置有补强钢板160。
可选地，本发明实施例提供的传感器模组，还包括：
至少一个第二辅助芯片170，贴附在芯片封装体100的正面，芯片封装体上设置有贯穿的第二通孔103，第二通孔103内设置有导线，导线的第一端与第二辅助芯片170的焊垫电连接，导线的第二端延伸至所述芯片封装体100的背面，并与所述重布线图形电连接。
可选地，凹槽结构112沿传感器芯片110的背面边缘连续设置，或者断续设置。
本发明实施例三提供了一种传感器模组，该传感器模组通过将指纹传感器芯片和至少一个第一辅助芯片封装为一个芯片封装体，并在芯片封装体的正面贴附第二辅助芯片，然后贴附在软硬结合板上，节省了传感器模组内部空间，实现了系统级封装，有效避免了辅助芯片的焊垫断裂，并且指纹传感器芯片的背面形成有凹槽结构，该凹槽结构内部填充塑封材料，与外侧的塑封材料一体成型，形成嵌合结构，提高了产品可靠性，同时凹槽底部形成至少一个第一通孔的结构提高了产品效率，降低了封装难度和成本。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的传感器模组的制作方法流程图。本实施例提供一种传感器模组的制作方法，包括：
S110、将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体，传感器芯片和至少一个第一辅助芯片的电路面朝向同一个方向，其中，传感器芯片包括传感单元，传感单元包括至少一个焊盘，传感单元的背面边缘形成凹槽结构，凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，第一通孔通过金属层将焊盘引出以形成传感器芯片的焊垫，金属层从第一通孔沿凹槽结构延伸至传感单元的背面，凹槽结构内填充有塑封材料，且与传感器芯片外侧的塑封材料连接为一体；
S120、在芯片封装体的背面形成重布线图形，重布线图形与传感器芯片的焊垫和至少一个第一辅助芯片的焊垫电连接，该重布线图形还上形成有多个凸点。
可选地，该传感器模组的制作方法，还包括：
S130、提供软硬结合板，该软硬结合板包括导电线路层，以及设置在软硬结合板正面上的多个焊垫，将软硬结合板的多个焊垫分别与芯片封装体的背面的重布线图形上的多个凸点电连接。
本发明实施例四提供了一种传感器模组的制作方法，通过将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片封装为一个芯片封装体，并贴附在软硬结合板上，节省了传感器模组内部空间，实现了系统级封装，有效避免了辅助芯片的焊垫断裂，并且传感器芯片的背面形成有凹槽结构，该凹槽结构内部填充塑封材料，与外侧的塑封材料一体成型，形成嵌合结构，提高了产品可靠性，同时凹槽底部形成至少一个第一通孔的结构提高了产品效率，降低了封装难度和成本。
实施例五
在上述实施例的基础上，本发明实施例五提供的传感器模组的制作方法可以包括三个部分，第一部分：制作传感器芯片。
图5a至图5o为本发明实施例五提供的传感器芯片制作方法的工序步骤图。如图5a所示，提供传感晶圆，该传感晶圆包括多个传感单元111，即传感晶圆上的小格子，每个传感单元111都完全相同。为了下文表述方便，取其中两个进行剖面图文介绍。
如图5b所示，提供支撑基板112，并在支撑基板112上涂布临时键合材料113。为了作图方便，图5b中的虚线表示对称。
如图5c所示，将传感单元111与支撑基板112通过临时键合材料113键合为一体，在传感单元111背面进行减薄，以便使产品厚度降低，同时减低硅通孔工艺的难度和时间。
如图5d所示，在传感单元111的背面与晶圆焊盘111a相对应的位置处蚀刻出沟槽结构114。
如图5e所示，在沟槽结构114的底部制作硅通孔115，可选地，采用干法蚀刻工艺制作硅通孔115，并在硅通孔115的底部暴露出晶圆焊盘111a。
如图5f和图5g所示，其中图5g为图5f圆圈处的局部放大图，在传感单元111背面沉积绝缘层116，用以将后续工艺与硅通孔115电绝缘开。可选地，采用喷涂工艺沉积绝缘层116。
如图5h和图5i所示，其中图5h为图5i圆圈处的局部放大图，在硅通孔115的底部制作至少一个第一通孔117，将硅通孔115底部的晶圆焊盘111a的金属层暴露出来，可选地，采用激光钻孔技术。
如图5j和图5k所示，其中图5k为图5j圆圈处的局部放大图，在绝缘层116上沉积金属层118，用于连接晶圆焊盘111a。并对金属层118进行增厚，使其达到需求的厚度。可选地，通过磁控溅射、蒸镀等方式沉积种子层金属，并在种子层金属上电镀金属，以实现金属增厚。
如图5l所示，在金属层118上涂布光刻胶119进行光刻工艺。可选地，通过涂布工艺旋涂光刻胶119，并进行曝光显影，将需要保留的金属层118用光刻胶119覆盖起来。
如图5m所示，通过蚀刻工艺去除多余的金属层，以形成图像传感单元111的焊垫118a，并去除光刻胶119。
如图5n所示，拆除支撑基板，清洗临时键合材料，并以传感单元111为单位切割传感晶圆获得独立的传感芯片110。优选地，采用机械刀片或者激光方式进行切割。
可选地，如图5o所示，若传感器芯片为图像传感芯片110，则在图像传感单元111的正面键合封装玻璃112，封装玻璃112可以为普通玻璃，也可以为红外滤光玻璃，红外滤光玻璃的作用是过滤红外光，提高图像传感器的成像品质。并且，在封装玻璃112上形成围坝113，用以和图像传感单元压合时形成空腔。
第二部分：将传感芯片与第一辅助芯片封装为一个芯片封装体。
图6a至图6j为本发明实施例五提供的芯片封装体制作方法的工序步骤图。
如图6a所示，提供支撑基板104、传感芯片110和至少一个第一辅助芯片120，将传感芯片110和至少一个第一辅助芯片120贴附到支撑基板上104。
优选地，支撑基板104上铺设有临时键合材料105，用以贴附传感芯片110和至少一个滴辅助芯片120。而且，临时键合材料105可以通过激光、UV光、机械、或者加热方式使支撑基板104分离开来。
如图6b所示，利用塑封材料101将图像传感芯片110和至少一个辅助芯片120塑封为一个芯片封装体100，实现系统级封装。
可选地，如图6c所示，若传感器芯片为图像传感芯片110，则在芯片封装体100的正面形成通光孔102。
如图6d所示，优选地，如果第一辅助芯片120贴装过多，在芯片封装体100的一面放不下时，还可以在芯片封装体100的另一面贴装第二辅助芯片130，具体为：在塑封层中开通孔130a，并在通孔106中填充金属以形成导线，导线的第一端与第二辅助芯片130的焊垫电连接，导线的第二端延伸至芯片封装体的背面。
如图6e所示，剥离支撑基板104。优选地，通过激光、UV光或者机械方式对支撑基板104进行剥离，并对临时键合材料105予以清洗。
在芯片封装体100的背面制作重布线图形，包括：
如图6f所示，在芯片封装体100的背面沉积金属层106，并进行金属增厚。优选地，通过磁控溅射或者蒸镀方式在芯片封装体100的背面沉积种子层金属，然后在种子层金属上电镀金属，使金属层达到需求的厚度。
如图6g所示，在金属层106表面涂布光刻胶107，通过曝光显影，把需要保留的金属层106用光刻胶107覆盖起来。
如图6h所示，去除多余的金属层，可选地，采用湿法蚀刻进行去除，并去除光刻胶，以形成芯片封装体100的焊垫106a，构成重布线图形。
如图6i所示，在重布线图形表面进行镍金处理，并包封绝缘阻焊层108，通过曝光显影暴露出需要植球的焊垫106a。
如图6j所示，在焊垫106a表面制作锡球，形成重布线图形的多个凸点103。
第三部分：传感器模组的组装
图7a至图7b为本发明实施例五提供的一种传感器模组的组装工序步骤图。
如图7a所示，如果传感器芯片为图像传感芯片110，则将封装好的芯片封装体100贴至软硬结合板140上，其中，该软硬结合板140可以带补强钢板150，或者不带补强钢板150。
可选地，芯片封装体100的正面贴附有第二辅助芯片130。
如图7b所示，在芯片封装体100的正面安装镜头支架160，镜头支架160上固定有镜头组170，该镜头组170包括至少一个玻璃片。优选地，如果前述步骤中封装玻璃112没有采用红外滤光玻璃，则在镜头支架160上组装红外滤光玻璃180。传感器模组组装完成后，可以实现拍照摄像功能。
图8a至图8c为本发明实施例五提供的另一种传感器模组的组装工序步骤图。
如图8a所示，如果传感器芯片为指纹传感芯片110，则将封装好的芯片封装体100贴至软硬结合板140上，其中，该软硬结合板140可以带补强钢板150，或者不带补强钢板150。
可选地，芯片封装体100的正面贴附有第二辅助芯片130。
如图8b所示，在芯片封装体100的正面形成颜色图层160和/或耐磨图层170，其中，颜色涂层160和耐磨涂层170可以是单独的两层结构，也可以是同一层结构，即：只有一层颜色涂层160结构，其中，颜色涂层160具有耐磨的功能。
如图8c所示，在芯片封装体100的正面边缘形成突出的限位环170，该限位环170所限定区域对应指纹传感芯片110的工作面。传感器模组组装完成后，可以实现指纹的采集和处理。
本发明实施例五提供了一种传感器模组的制作方法，通过将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片封装为一个芯片封装体，并且芯片封装体的正面贴附有第二辅助芯片，然后贴附在软硬结合板上，节省了传感器模组内部空间，实现了系统级封装，有效避免了辅助芯片的焊垫断裂，并且传感器芯片的背面形成有凹槽结构，该凹槽结构内部填充塑封材料，与外侧的塑封材料一体成型，形成嵌合结构，提高了产品可靠性，同时凹槽底部形成至少一个第一通孔的结构提高了产品效率，降低了封装难度和成本。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (13)
1.一种传感器模组，其特征在于，包括：
传感器芯片和至少一个第一辅助芯片，所述传感器芯片和所述至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体，所述传感器芯片和所述至少一个第一辅助芯片的电路面朝向同一个方向；
其中，所述传感器芯片包括传感单元，所述传感单元包括至少一个焊盘，所述传感单元的背面边缘形成有凹槽结构，所述凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，所述第一通孔通过金属层将所述焊盘引出以形成所述传感器芯片的焊垫，所述金属层从所述第一通孔沿所述凹槽结构延伸至所述传感单元的背面，所述凹槽结构内填充有塑封材料，且与所述传感器芯片外侧的塑封材料连接为一体；
所述芯片封装体的背面形成有重布线图形，所述重布线图形与所述传感器芯片的焊垫和至少一个第一辅助芯片的焊垫电连接，所述重布线图形上还形成有多个凸点。
2.根据权利要求1所述的传感器模组，其特征在于，所述传感器芯片为图像传感芯片，所述图像传感芯片包括图像传感单元，以及设置在所述图像传感单元入光面上方的封装玻璃，所述芯片封装体正面形成与所述封装玻璃对应的通光孔，所述图像传感单元的背面边缘形成有所述凹槽结构，以及所述图像传感单元包括与所述凹槽结构相对设置的焊垫；
所述传感器模组还包括：
镜头支架，安装在所述芯片封装体的正面，且所述镜头支架上固定有镜头组，所述镜头组包括至少一个光学膜片。
3.根据权利要求2所述的传感器模组，其特征在于，所述塑封材料覆盖所述封装玻璃的入光面边缘，以形成所述通光孔。
4.根据权利要求2所述的传感器模组，其特征在于，所述封装玻璃为红外滤光玻璃；
或者，所述镜头组中的至少一个为红外滤光光学膜片；
或者，所述镜头组与所述封装玻璃之间设置有红外滤光光学膜片，所述红外滤光光学膜片固定在所述镜头支架上。
5.根据权利要求1所述的传感器模组，其特征在于，所述传感器芯片为指纹传感器芯片，在所述芯片封装体的正面，所述塑封材料至少部分覆盖所述指纹传感芯片的工作面。
6.根据权利要求5所述的传感器模组，其特征在于，所述芯片封装体的正面还设置有颜色涂层和/或耐磨涂层。
7.根据权利要求5所述的传感器模组，其特征在于，所述芯片封装体的正面边缘设置有突出的限位环，所述限位环所限定区域对应所述指纹传感芯片的工作面。
8.根据权利要求1-7任一所述的传感器模组，其特征在于，还包括：
至少一个第二辅助芯片，所述至少一个第二辅助芯片贴附在所述芯片封装体的正面，所述芯片封装体上设置有贯穿的第二通孔，所述第二通孔内设置有导线，所述导线的第一端与所述第二辅助芯片的焊垫电连接，所述导线的第二端延伸至所述芯片封装体的背面，并与所述重布线图形电连接。
9.根据权利要求1-7任一所述的传感器模组，其特征在于，所述凹槽结构沿传感器芯片的背面边缘连续设置，或者断续设置。
10.一种传感器模组的制作方法，其特征在于，包括:
将传感器芯片和至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体，所述传感器芯片和所述至少一个第一辅助芯片的电路面朝向同一个方向，其中，所述传感器芯片包括传感单元，所述传感单元包括至少一个焊盘，所述传感单元的背面边缘形成凹槽结构，所述凹槽结构的底部形成有至少一个第一通孔，所述第一通孔通过金属层将所述焊盘引出以形成所述传感器芯片的焊垫，所述金属层从所述第一通孔沿所述凹槽结构延伸至所述传感单元的背面，所述凹槽结构内填充有塑封材料，且与所述传感器芯片外侧的塑封材料连接为一体；
在所述芯片封装体的背面形成重布线图形，所述重布线图形与所述传感器芯片的焊垫和至少一个第一辅助芯片的焊垫电连接，所述重布线图形还上形成有多个凸点。
11.根据权利要求10所述的传感器模组的制作方法，其特征在于，所述将所述传感器芯片和所述至少一个第一辅助芯片由塑封材料封装为一个芯片封装体包括：
提供支撑基板、传感器芯片和至少一个第一辅助芯片；
将所述传感器芯片和所述至少一个第一辅助芯片贴附到所述支撑基板上；
利用塑封材料将所述传感器芯片和所述至少一个第一辅助芯片塑封为一个芯片封装体；
剥离所述支撑基板。
12.根据权利要求11所述的传感器模组的制作方法，其特征在于，若所述传感器芯片为一图像传感芯片，则提供一图像传感芯片包括：
提供封装玻璃和图像传感晶圆，所述图像传感晶圆包括多个图像传感单元，在所述封装玻璃上形成围坝，并与所述图像传感单元键合为一体；
在所述图像传感晶圆背面边缘蚀刻出沟槽结构，并在所述沟槽结构底部制作硅通孔，以及在所述硅通孔底部暴露出焊盘；
在所述图像传感晶圆背面和所述硅通孔中沉积绝缘层；
通过钻孔技术制作至少一个第一通孔将所述硅通孔底部的所述焊盘暴露出来；
在所述图像传感晶圆背面和所述第一通孔中沉积金属层，并进行金属增厚；
采用光刻工艺去除多余的金属层并形成所述图像传感芯片的焊垫，以所述图像传感单元为单位切割所述图像传感器晶圆以获得独立的所述图像传感芯片；若所述传感器芯片为一指纹传感芯片，则提供一指纹传感芯片包括：
提供支撑基板和指纹传感晶圆，所述指纹传感晶圆包括多个指纹传感单元，在所述支撑基板上涂布临时键合材料，并与所述指纹传感单元键合为一体；
在所述指纹传感晶圆背面蚀刻出沟槽结构，并在所述沟槽结构内制作硅通孔，以及在所述硅通孔底部暴露出焊盘；
在所述指纹传感晶圆背面和所述硅通孔中沉积绝缘层；
通过钻孔技术制作至少一个第一通孔将所述硅通孔底部的所述焊盘暴露出来；
在所述指纹传感晶圆背面和所述第一通孔中沉积金属层，并进行金属增厚；
采用光刻工艺去除多余的金属层并形成所述指纹传感芯片的焊垫，拆除所述支撑基板，并对所述临时键合材料进行清洗；
以所述指纹传感单元为单位切割所述指纹传感晶圆以获得独立的所述指纹传感芯片。
13.根据权利要求10所述的传感器模组的制作方法，其特征在于，所述在芯片封装体的背面制作重布线图形包括：
在所述芯片封装体的背面沉积金属层，并进行金属增厚；
采用光刻工艺对所述金属层进行处理以形成重布线图形；
在所述重布线图形表面进行镍金处理，并包封阻焊层，通过曝光显影暴露出需要植球的焊垫；
在所述焊垫表面制作锡球，以形成所述重布线图形上的多个凸点。
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