CN206179850U - 表面传感晶片封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种表面传感晶片封装结构，将表面传感晶片第一表面焊垫通过金属互连结构引到表面传感晶片的第二表面后，切割形成单颗表面传感晶片，然后将分离的表面传感晶片贴到功能盖板上重组成晶圆，在重组晶圆上对晶片第二表面与四周侧面包覆模塑料，最后切割形成单颗表面传感芯片，由此形成的表面传感晶片封装结构，产品的良率有很大的提升，封装结构中保护层包裹住晶片的四周侧面，提高了产品的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体芯片的封装领域，尤其涉及一种表面传感晶片封装结构。
背景技术
表面传感晶片或表面感应晶片，如指纹识别表面传感芯片、触摸型表面传感芯片等因其简便、实用性，应用领域不断拓展。功能逐渐强大的智能终端设备，也开始搭载越来越多的表面传感芯片，然而，现在的设备对于封装器件短小轻薄有较高的要求，搭载的此类表面传感芯片的封装体积也必将追求最小化。
目前指纹识别玻璃盖板方案，传统的单颗封装以及晶圆级封装完毕切割成单颗芯片，都是在模组段单颗贴合玻璃，整体的良率和效率不高，并且成本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种表面传感晶片封装结构，提升了封装产品的良率，提高了封装产品的可靠性。
一种表面传感晶片封装结构，包括一表面传感晶片，该表面传感晶片具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面包含有感测元件及位于该感测元件周围的多个焊垫，该表面传感晶片内有金属互连结构，所述金属互连结构从所述第二表面延伸至所述第一表面的焊垫表面，且所述金属互连结构与所述第二表面设置的金属线路相连接，该金属线路上制作有导电体，在设置有金属线路的第二表面及所述表面传感晶片的四周侧面包裹保护层，该保护层厚度低于所述导电体高度，并暴露出所述导电体，该表面传感晶片的第一表面及周边的保护层上贴合一功能盖板，至少该表面传感晶片第一表面与所述功能盖板之间有粘结胶。
进一步的，所述表面传感晶片为指纹识别芯片。
进一步的，所述功能盖板粘结面设有一着色层。
进一步的，所述功能盖板为玻璃、蓝宝石、氮化铝或者陶瓷材料。
进一步的，所述保护层为模塑料。
进一步的，包裹所述表面传感晶片侧面的保护层厚度不小于5微米。
本实用新型的有益效果：
相比传统单颗芯片贴单个盖板及晶圆级芯片封装单独贴盖板，本实用新型实现了晶圆级盖板的贴合，预封装晶片通过贴片重组晶圆，再进行晶圆级盖板封装，形成的封装产品的良率有很大的提升。封装结构中保护层包裹住晶片的四周侧面及表面，提高了产品的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型表面传感晶片封装结构剖面图，其中金属互连结构包括垂直孔；
图2为图1中A处放大示意图；
图3为本实用新型表面传感晶片封装结构剖面图，其中金属互连结构包括斜孔；
图4为本实用新型表面传感晶片封装结构剖面图，其中金属互连结构为包括槽与斜孔的组合；
图5为本实用新型预封装后的表面传感晶片剖面图，其中金属互连结构包括垂直孔；
图6为本实用新型预封装后的表面传感晶片剖面图，其中金属互连结构包括槽与斜孔的组合；
图7为本实用新型功能盖板结构示意图；
图8为本实用新型功能盖板与载板临时键合结构示意图；
图9为本实用新型在功能盖板粘结面涂覆着色层的结构示意图；
图10为本实用新型在着色层上涂粘结胶的结构示意图；
图11为本实用新型将预封装后的表面传感晶片黏在功能盖板上的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。为方便说明，实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。
本实用新型表面传感晶片封装结构，如图1、图3和图4所示，该封装结构包括表面传感晶片100，具有相对的第一表面和第二表面。表面传感晶片第一表面包含有感测元件，及位于感测元件周边的多个焊垫104，焊垫与感测元件通过电路相连接，图示为焊垫处剖面图，未剖至感测元件，故感测元件未示出。表面传感晶片内有一金属互连结构101，金属互连结构从表面传感晶片第二表面延伸至第一表面的焊垫表面，表面传感晶片第二表面设有金属线路102，与表面传感晶片第二表面的金属互连结构电连接，且该金属线路上制作有导电体103。在设置有金属线路的第二表面及表面传感晶片的四周侧面包裹保护层300，使该保护层厚度低于导电体高度，并暴露出导电体。
该表面传感晶片的第一表面及周边的保护层上贴合一功能盖板200，至少该表面传感晶片第一表面与所述功能盖板之间有粘结胶202。
优选的，表面传感晶片为指纹识别芯片。
优选的，功能盖板粘结面设有一着色层201，用以使晶片感测面美观。
优选的，金属互连结构包括垂直孔(如图1和图5)或者斜孔(如图3)或者槽与直/斜孔的组合(如图4和图6)的开口101a，还包括位于垂直孔或斜孔或开口内的金属层101b，金属层与表面传感晶片之间有一绝缘层101c，以防止漏电，提高金属互连结构的电性能；金属线路上及垂直孔或斜孔或开口101a内的金属层上铺设一层防焊层101d。
优选的，功能盖板为玻璃、蓝宝石、氮化铝或者陶瓷等材料。更优选的，该功能盖板的硬度大于7。
优选的，保护层为模塑料，可以保护金属线路不暴露在空气中被腐蚀，也可以避免晶片侧面裸露，提高晶片可靠性。
优选的，包裹表面传感晶片侧面的保护层厚度不小于5微米，更优选的，厚度为20至200微米。
该表面传感晶片封装结构的制作方法，包括以下步骤：
A.提供一具有若干表面传感晶片的晶片晶圆，具有相对的第一表面和第二表面，通过晶圆级封装，在各表面传感晶片第二表面上制作金属互连结构、金属线路和导电体，并将晶片晶圆切割成单颗晶片，完成预封装。如图5所示，为方便示意，选取了晶片晶圆上一颗晶片作为示意，说明表面传感晶片封装结构的制作方法。
优选的，在上述晶圆级封装过程中，为了确保各制程的支撑强度，在晶圆工艺面的背面，也即晶片的第一表面，临时键合一载片。
金属互连结构包括垂直孔，或者斜孔，或者槽与直/斜孔的组合的开口，及位于开口内的金属层。金属互连结构中，金属层与晶片之间有一绝缘层，防止漏电，提高金属互连结构的电性能。由于金属互连结构为晶圆级封装中常规的制程，这里不再赘述。
B.提供一功能盖板晶圆，参见图7，在功能盖板晶圆的背面临时键合一载板400，以确保各制程的支撑强度，参见图8。或者，通过选取厚度达到预设值(如大于200μm)的功能盖板晶圆，保证功能盖板的支撑强度。
该功能盖板晶圆材质如玻璃，蓝宝石、氮化铝或者陶瓷材料。更优选的，该功能盖板的硬度大于7，耐磨耐刮伤。
优选的，载板与功能盖板晶圆临时键合的键合胶401为光解，如激光或紫外光，或者热解材料，分别通过如激光或紫外光光照或者加热解除键合胶的粘性，便于封装完毕后载板的拆除。
C.用粘结胶202将若干预封装的表面传感晶片第一表面朝下黏至功能盖板晶圆上，参见图11，相邻表面传感晶片之间预留有一定距离，以塑封包裹表面传感晶片的侧面。
粘结的方式可以为，将粘结胶涂至功能盖板晶圆正面，将预封装的表面传感晶片通过贴片机，贴至功能盖板晶圆正面；或者在预封装的表面传感晶片的第一表面涂上粘结胶，再通过贴片机安置在功能盖板晶圆正面。
优选的，功能盖板晶圆正面涂覆着色层201，参见图9，预封装的表面传感晶片第一表面通过粘结胶贴至功能盖板晶圆的着色层之上，参见图10。
D.塑封功能盖板晶圆正面，模塑料包裹预封装的表面传感晶片的第二表面及四周侧面，并暴露出导电体，参见图1。
该模塑料整体覆盖功能盖板晶圆的正面，表面传感晶片第二表面上的模塑料厚度低于导电体高度，暴露导电体的方法为干法刻蚀、激光烧蚀等。
E.将晶片晶圆及功能盖板晶圆切割成单颗封装芯片，形成表面传感晶片封装结构。
晶圆切割步骤可以是切割到临时键合胶的附近，保证相邻芯片的分离即可。
或者先解键合去除载板，在切割晶圆形成单颗封装芯片。
还可以同时切割晶圆和载板，形成带载板的单颗封装芯片，后续将芯片贴合到软板上后再解键合，以便在后期工艺过程起保护作用。
去除载板，采用临时键合胶相应的解键合的方法，光解，如激光或者紫外光，或者热解降低胶的粘度，然后去除载板。
本实用新型装结构中保护层包裹住晶片的四周侧面及表面，提高了产品的可靠性。
以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种表面传感晶片封装结构，包括一表面传感晶片，该表面传感晶片具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面包含有感测元件及位于该感测元件周围的多个焊垫，该表面传感晶片内有金属互连结构，所述金属互连结构从所述第二表面延伸至所述第一表面的焊垫表面，且所述金属互连结构与所述第二表面设置的金属线路相连接，该金属线路上制作有导电体，其特征在于，在设置有金属线路的第二表面及所述表面传感晶片的四周侧面包裹保护层，该保护层厚度低于所述导电体高度，并暴露出所述导电体；该表面传感晶片的第一表面及周边的保护层上贴合一功能盖板，至少该表面传感晶片第一表面与所述功能盖板之间有粘结胶。
2.根据权利要求1所述的表面传感晶片封装结构，其特征在于，所述表面传感晶片为指纹识别芯片。
3.根据权利要求1所述的表面传感晶片封装结构，其特征在于，所述功能盖板粘结面设有一着色层。
4.根据权利要求1所述的表面传感晶片封装结构，其特征在于，所述功能盖板为玻璃、蓝宝石、氮化铝或者陶瓷材料。
5.根据权利要求1所述表面传感晶片封装结构，其特征在于，所述保护层为模塑料。
6.根据权利要求1或5所述的表面传感晶片封装结构，其特征在于，包裹所述表面传感晶片侧面的保护层厚度不小于5微米。
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|---|---|---|---|---|
| CN106449549A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-02-22 | 华天科技（昆山）电子有限公司 | 表面传感晶片封装结构及其制作方法 |
| WO2020094096A1 (zh) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | 苏州晶方半导体科技股份有限公司 | 超薄来料封装方法 |
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