CN216084880U - 一种芯片封装结构 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种芯片封装结构，包括：包括：硅基衬底，设置有识别区域和绑定区域；超声波传感器，设置在所述识别区域上，所述超声波传感器的电极层在所述硅基衬底上的正投影与所述绑定区域不重叠，所述电极层在靠近所述绑定区域的一侧设有连接区；电路板，设置有电连接区域，所述电连接区域的第一表面与绑定区域通过导电膜连接，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层电性连接。采用本申请方案不仅可以简化封装工艺，而且可以有效改善绑定破片和压合粒子不均问题。

Description

一种芯片封装结构

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种芯片封装结构。

背景技术

目前，超声波指纹芯片已广泛应用在移动终端、智能家居等多个领域，可实现密码解锁、身份认证及程序控制等功能。然而，为了实现上述功能，超声波指纹芯片在封装过程中，需要将超声波传感器的电极层连接到电路板上。

现有技术中，将超声波传感器的电极层连接到电路板的方式主要是将电极层延伸(或印刷)到电路板绑定区域，然后通过导电膜与电路板贴合。然而，这种方式会使Tx位置厚度增加(如增加10um左右)，绑定压合不平，从而容易导致粒子压合不均和基板破片。

实用新型内容

鉴于上述不足，本申请的一个目的是提供一种芯片封装结构，不仅可以简化封装工艺，而且可以有效改善绑定破片和压合粒子不均问题。

为了达到上述至少一个目的，本申请采用如下技术方案：

一种芯片封装结构，包括：

硅基衬底，设置有识别区域和绑定区域；

超声波传感器，设置在所述识别区域上，所述超声波传感器的电极层在所述硅基衬底上的正投影与所述绑定区域不重叠，所述电极层在靠近所述绑定区域的一侧设有连接区；

电路板，设置有电连接区域，所述电连接区域的第一表面与绑定区域通过导电膜连接，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层电性连接。

作为一种优选的实施方式，所述电连接区域的第二表面为金属外漏。

作为一种优选的实施方式，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层通过导电银浆电性连接。

作为一种优选的实施方式，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层通过金属线电性连接。

作为一种优选的实施方式，所述绑定区域上设有至少一个绑定焊盘，所述电连接区域的第一表面与所述绑定焊盘通过导电膜连接。

作为一种优选的实施方式，沿着所述硅基衬底的厚度方向作投影，所述电路板在所述硅基衬底上的正投影与所述超声波传感器在所述硅基衬底上的正投影不重叠。

作为一种优选的实施方式，所述电路板为柔性线路板。

作为一种优选的实施方式，所述超声波传感器包括：依次堆叠的保护层、电极层和压电层；所述保护层包裹在所述电极层外侧，在靠近所述绑定区域一侧设有开口，所述开口用于漏出所述连接区的电极层。

作为一种优选的实施方式，所述开口的大小为0.2×1mm。

有益效果：

本申请实施方式中所提供的芯片封装结构，只需在模组端增加点Ag工艺，连接电极层Ag和FPC漏铜，实现Tx可连接，不仅工艺简单易操作，而且可以有效改善绑定破片和压合粒子不均的问题。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施方式提供的一种芯片封装结构的示意图；

图2是本申请实施方式提供的芯片结构示意图；

图3是本申请实施方式提供的芯片结构内部示意图。

附图标记说明：

1、硅基衬底；10、识别区域；11、绑定区域；110、绑定焊盘；2、超声波传感器；20、保护层；21、电极层；22、压电层；3、电路板；31、第一表面；32、第二表面；120、导电膜；130、导电银浆；320、漏铜区域。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本说明书中，将本申请实施例的组件在正常使用状态下，指向或面对使用者的方向定义为“上”，将与之相反，或者背对使用者的方向定义为“下”。具体的，将图1中所示意的向上的方向定义为“上”，将图1中所示意的向下的方向定义为“下”。

需要说明的是，本申请实施例中对各方向定义，只是为了方便说明本申请技术方案，并不限定本申请实施例的芯片封装结构在包括但不限定于使用、测试、运输和制造等等其他可能导致组件方位发生颠倒或者位置发生变换的场景中的方向。

本申请实施例中提供的一种芯片封装结构，可用于手机、智能手表、智能穿戴设备、智能耳机、笔记本电脑、平板及相机等电子设备。同时，也可以应用于汽车、电子开关装置、门禁系统等其他设备。

请参阅图1至图3，本申请实施例提供的一种芯片封装结构，可以包括硅基衬底1、超声波传感器2、电路板3。

本实施方式提供的芯片封装结构，硅基衬底1可以用于承载超声波传感器2。硅基衬底通常为矩形结构，或者为其他形状。硅基衬底1可以为单晶硅，这样，相较于传统的玻璃衬底而言，更加均匀。硅基衬底1与超声波传感器2之间的界面粗糙度小，厚度均匀性好，这样，声波从超声波传感器2发出在穿透硅基衬底1时频率不匹配的声波会被过滤掉，从而可以使信噪比SNR中的R减小，进而提高信噪比。

本实施方式提供的芯片封装结构，硅基衬底1设置有识别区域10和绑定区域11。超声波传感器2设置在所述识别区域10。绑定区域11上设置有至少一个绑定焊盘110。

本实施方式提供的芯片封装结构，所述超声波传感器2可以包括：依次堆叠的保护层20、电极层21和压电层22，所述保护层20包裹在所述电极层21外侧，在靠近所述绑定区域11一侧设有开口，所述开口用于漏出所述连接区的电极层。其中，保护层20可以用于保护电极层21以及下层的压电层22等结构。压电层22既可以用于超声波发射，也用于超声波接收，通过信号处理电路发出的时序信号控制其工作状态。具体的，例如在指纹识别应用过程中，电极层21与交流电压连接，接收交流的TX驱动信号之后，压电层22被触发振动，产生超声频率的超声波信号，向按压在保护层20上的用户手指发射超声波信号，从而建立一稳定或标准超声波场。当发射波目标体反射形成回波后，压电层22上的每个压电单元可以接收回波，将回波信号耦合至像素单元中，从而将回波信号转化为指纹电信号。

本实施方式提供的芯片封装结构，超声波传感器2的电极层21在硅基衬底1上的正投影与绑定区域11不重叠，电极层21在靠近绑定区域11的一侧设有连接区。

本实施方式提供的芯片封装结构，保护层20在靠近所述绑定区域11一侧的开口的大小可以为0.2×1mm。其中，电极层21在靠近绑定区域11一侧设置的连接区与保护层20在靠近绑定区域11一侧设有的开口对应。通过保护层的开口漏出连接区的电极层，可以实现与外部设备和信号处理电路连接。

本实施方式提供的芯片封装结构，所述电路板3可以为柔性线路板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)。当然，上述只是进行示例性说明，本实施方式中，电路板还可以是其他具有相同功能的线路板，本说明书对此不做限定。

本实施方式提供的芯片封装结构，电路板3设置有电连接区域，电连接区域的第一表面31与绑定区域11通过导电膜120连接，电连接区域的第二表面32与连接区的电极层21电性连接。

本实施方式提供的芯片封装结构，绑定区域11上设有至少一个绑定焊盘110，电连接区域的第一表面31与绑定焊盘110通过导电膜连接。

本实施方式提供的芯片封装结构，电路板3设置的电连接区域可以是发射电极对应的区域。所述电连接区域的第二表面32为金属外漏。例如，FPC的Tx位置背面漏铜(如图3中320可以表示漏铜区域)。

本实施方式提供的芯片封装结构，所述电连接区域的第二表面32与所述连接区的电极层通过导电银浆130电性连接。这样，相比现有技术中，电极层Ag需延伸到电路板绑定区域，本实施方式只需在模组端增加点Ag工艺，连接电极层Ag和FPC漏铜，实现Tx可连接，不仅工艺简单易操作，而且可以有效改善绑定破片和压合粒子不均的问题。当然，上述只是进行示例性说明，本实施方式中，电连接区域的第二表面32与连接区的电极层还可以通过其他方式进行电性连接，例如，电连接区域的第二表面32与连接区的电极层还可以通过金属线电性连接，如可以通过金线等进行电性连接。

本实施方式提供的芯片封装结构，沿着所述硅基衬底1的厚度方向作投影，所述电路板3在所述硅基衬底1上的正投影与所述超声波传感器2在所述硅基衬底1上的正投影不重叠。这样，电路板3与超声波传感器2之间互相不干涉，一方面可以节约电路板3的材料，另一方面便于电路板3与电极层21的电性连接，减小工艺难度。另外，由于电路板3为柔性材质，采用该种封装结构，柔性线路板可随意进行弯折，从而可以节省电子设备的内部空间。

一些实施方式中，保护层20可以是DAF(Die attach film，晶片粘结薄膜)。电极层21可以是银浆(Silver，Ag)。压电层22可以是PVDF(聚偏氟乙烯)等。导电膜120可以是异方性导电胶(Anisotropic Conductive Film，ACF)。导电膜120可以在绑定焊盘110直接涂布形成，如此可以扩大焊盘的面积，有利于实现电性连接。

本实施方式提供的芯片封装结构，由于电极层21在硅基衬底1上的正投影与绑定区域11不重叠，保护层20在靠近绑定区域11一侧设有用于漏出连接区电极层的开口，这样，在将超声波传感器的发射电极连接到电路板时，电极层21不需延伸到绑定区域(也可以称为FPC bonding区域)，导电膜120、电路板绑定无影响，绑定焊盘110和Tx位置厚度一致，从而可以有效解决压力不均和破片问题。

本实施方式提供的芯片封装结构，封装时，将超声波传感器和电路板均设置在硅基衬底的同一表面，可以使封装结构的整体厚度减小，实现小型化。

本实施方式提供的芯片封装结构，还可以包括：覆盖层，设置在所述硅基衬底1背离所述超声波传感器的表面上方。

一些实施方式中，所述覆盖层可以为显示屏，用于供用户手指按压或触摸。由此可见，本申请实施方式提供的芯片封装结构，在应用时，可以将封装好的芯片或者模组反向贴于显示屏下方。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (9)

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：

硅基衬底，设置有识别区域和绑定区域；

超声波传感器，设置在所述识别区域上，所述超声波传感器的电极层在所述硅基衬底上的正投影与所述绑定区域不重叠，所述电极层在靠近所述绑定区域的一侧设有连接区；

电路板，设置有电连接区域，所述电连接区域的第一表面与绑定区域通过导电膜连接，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层电性连接。

2.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述电连接区域的第二表面为金属外漏。

3.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层通过导电银浆电性连接。

4.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述电连接区域的第二表面与所述连接区的电极层通过金属线电性连接。

5.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述绑定区域上设有至少一个绑定焊盘，所述电连接区域的第一表面与所述绑定焊盘通过导电膜连接。

6.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，沿着所述硅基衬底的厚度方向作投影，所述电路板在所述硅基衬底上的正投影与所述超声波传感器在所述硅基衬底上的正投影不重叠。

7.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述电路板为柔性线路板。

8.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述超声波传感器包括：依次堆叠的保护层、电极层和压电层；所述保护层包裹在所述电极层外侧，在靠近所述绑定区域一侧设有开口，所述开口用于漏出所述连接区的电极层。

9.如权利要求8所述的芯片封装结构，其特征在于，所述开口的大小为0.2×1mm。

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