TWI626598B - Fingerprint identification chip packaging structure and packaging method - Google Patents

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Abstract

本創作提供一種指紋識別晶片之封裝方法，其包括：提供一基底，該基底包括複數感應晶片區，該基底具有一第一表面以及與該第一表面相對的一第二表面，位於該感應晶片區的第一表面包括一感應區；在該基底的第一表面形成一覆蓋層；在該基底的感應晶片區內形成複數插塞結構，該等插塞結構的一端與該感應區電連接，該等插塞結構的另一端暴露於該基底的第二表面，該封裝方法簡化該指紋識別晶片的封裝結構之封裝過程，降低對所形成的指紋識別晶片的封裝結構的靈敏度的要求，使其應用更廣泛。本創作另提供一種指紋識別晶片的封裝結構。

Description

指紋識別晶片之封裝結構及封裝方法
本創作係關於半導體製造技術領域，特別係關於一種指紋識別晶片之封裝結構及封裝方法。
隨著現代社會的進步，個人身份識別以及個人資訊安全的重要性逐步受到人們的重視。由於人體之指紋具有唯一性和不變性，使得指紋識別技術具有安全性好、可靠性高、使用簡單、方便等優點，因此指紋識別技術被廣泛應用於保護個人資訊安全的各種領域；而隨著科學技術的不斷發展，各類電子產品的資訊安全問題始終是技術發展的關注重點之一，尤其是對手機、筆記型電腦、平板電腦、數位相機等移動裝置，對於資訊安全性的需求更高。
現有的指紋識別裝置的感測方式包括電容式(電場式)和電感式，指紋識別裝置通過偵測使用者的指紋，並將使用者的指紋轉換為電訊號輸出，從而取得使用者的指紋資訊，如圖1所示，現有之指紋識別裝置包括：一基板100、耦合於該基板100之表面的一感應晶片101與覆蓋於該感應晶片101之表面的一玻璃基板102。
以電容式之感應晶片為例，該感應晶片101內具有一個或複數個電容極板，由於手指的表皮或皮下層具有凸起的脊和凹陷的谷，當手指103接觸該玻璃基板102的表面時，手指103之脊與谷到該感應晶片101的距離不同，因此手指103之脊或谷與電容極板之間會產生不同的電容值，而該感應晶片101係能夠獲取所述不同的電容值並將其轉化為相應的電訊號輸出，而指紋識別裝置匯總所受到的電訊號之後，便能夠獲取使用者的指紋資訊。
如圖1所示，該感應晶片101的表面覆蓋有該玻璃基板102，該玻璃基板102係用於保護該感應晶片101，而使用者的手指103直接與該玻璃基板102相接觸，為了確保該玻璃基板102對於該感應晶片101具有足夠的保護能力，因此該玻璃基板102的厚度需較厚，但也由於該玻璃基板102的厚度較厚，故對於該感應晶片101的靈敏度要求較高，以求確保能精確偵測到使用者的指紋；然而，高靈敏度的感應晶片製造難度與製造成本皆較高，係造成指紋識別裝置的應用和推廣受到限制。
繼續以電容式之感應晶片為例，當使用者的手指103置於該玻璃基板102之表面時，手指103、該感應晶片101中的電容極板之間能夠構成電容；其中，手指103和電容極板為電容的兩極，該玻璃基板102為電容兩極之間的電介質；然而，由於該玻璃基板102的厚度較厚，使得手指103與電容基板之間的電容值較大，而手指103的脊與谷之間的高度差異較小，故所述脊與電容極板之間的電容值相對於所述谷與電容極板之間的電容值之間的差值極小，因此為了能夠精確檢測到所述電容值的差異，需對於該感應晶片之101靈敏度具有較高的要求。
本創作之目的在於降低對感應晶片的靈敏度的要求，使該封裝方法的應用更廣泛；本創作之另一目的在於簡化指紋識別晶片的封裝方法。
本創作提供一種指紋識別晶片之封裝方法，其包括： 提供一基底，該基底包括複數感應晶片區，該基底具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，位於各感應晶片區的第一表面包括一感應區； 在該基底的第一表面形成一覆蓋層； 在該基底的感應晶片區內形成複數插塞結構，各插塞結構的一端與該感應區電連接，且各插塞結構的另一端暴露於該基底之第二表面。
較佳的是，其中該覆蓋層的莫氏硬度大於或等於8H；該覆蓋層的介電常數大於或等於7。
較佳的是，其中該覆蓋層的材料為無機奈米材料、聚合物材料、玻璃材料或陶瓷材料。
較佳的是，其中所述聚合物材料為環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯並環丁烯樹脂、聚苯並惡唑樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚醚碸、聚醯胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇。
較佳的是，其中該覆蓋層的形成方法為絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
較佳的是，其中所述無機奈米材料為氧化鋁或氧化鈷。
較佳的是，其中該覆蓋層的形成方法為化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
較佳的是，其中各插塞結構包括： 一通孔，其形成於該基底的感應晶片區內且該通孔的頂部位於該第二表面； 一絕緣層，其位於該通孔的側壁表面； 一導電層，其位於該絕緣層之表面以及該通孔的底部表面，且位於該通孔的底部的該導電層係與該感應區電連接；與 一防焊層，其位於該導電層之表面並填滿該通孔。
較佳的是，其中在該基底的感應晶片區內形成各插塞結構之步驟包括：在該基底之第二表面形成一遮蓋層，該遮蓋層暴露出需要形成該插塞結構的對應位置和形狀；以該遮蓋層為遮罩蝕刻該基底，以在該基底的感應晶片區內形成該通孔；在形成該通孔之後，去除該遮蓋層；接著在該通孔的側壁之表面形成該絕緣層；在該基底之第二表面、該絕緣層之表面以及該通孔的底部之表面沉積形成一導電膜；在該導電膜表面沉積形成一防焊膜，該防焊膜填滿該通孔；對該防焊膜和該導電膜進行拋光，直至暴露出該基底之第二表面為止，以在該通孔內形成該導電層和該防焊層，以形成各插塞結構。
較佳的是，其中在該基底的感應晶片區內形成各插塞結構之步驟更包括：在該第二表面形成複數第一佈線層和複數第一金屬凸塊，各第一佈線層與該導電層以及對應之第一金屬凸塊相連接，且該等第一佈線層和該等第一金屬凸塊位於該感應晶片區內。
較佳的是，其中各插塞結構包括： 一通孔，其形成於該基底的感應晶片區內，且該通孔的頂部位於該第二表面； 一絕緣層，其位於該通孔之側壁的表面；與 一導電插塞，其位於該絕緣層之表面以及該通孔之底部的表面並填滿該通孔。
較佳的是，其中在各導電插塞暴露於該第二表面之一面更形成一第二金屬凸塊。
較佳的是，其中其中位於該感應晶片區的第一表面更包括一週邊區，該週邊區包圍該感應區。
較佳的是，其中該週邊區的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊，所述晶片電路與該等第一焊墊電連接。
較佳的是，其中該等插塞結構的一端與該等第一焊墊連接。
較佳的是，其中在該基底的感應晶片區內形成該等插塞結構之步驟後更包括： 對該基底和該覆蓋層進行切割，使該等感應晶片區相互分立，以形成獨立的複數感應晶片，各感應晶片具有該第一表面與該第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，各感應晶片的第一表面包括該感應區，且各感應晶片的第一表面具有該覆蓋層； 提供一基板，其具有一表面； 在該基板之表面耦合該感應晶片，該感應晶片的第二表面位於基板之表面。
較佳的是，其中該基底更包括複數切割道區，該等切割道區係位於相鄰的感應晶片區之間。
較佳的是，其中對該基底和該覆蓋層進行切割之步驟包括：在該等切割道區對該基底和該覆蓋層進行切割，使該等感應晶片區相互分立，以形成相互獨立的該等感應晶片。
較佳的是，其中在該基板之表面耦合該感應晶片之步驟包括：將該等插塞結構的另一端焊接於該基板之表面，使該等插塞結構與該基板電連接。
較佳的是，該基板之表面為一第三表面，該基板的第三表面具有複數第二焊墊，該感應晶片耦合於該基板的第三表面。
較佳的是，其中暴露於該感應晶片之第二表面的該等插塞結構與該等第二焊墊電連接。
較佳的是，其中該基板的一端具有一連接部，該連接部與該感應晶片電連接。
較佳的是，其中在該基板之表面耦合該感應晶片之步驟後更包括：在該基板的表面形成一保護環，該保護環包圍該感應晶片和該覆蓋層。
較佳的是，其中在該基板的表面形成該保護環之步驟後更包括：形成一外殼，該外殼包圍該感應晶片、該覆蓋層和該保護環，且該外殼暴露出位於感應區上的覆蓋層之頂面。
較佳的是，其中在該基板之表面耦合該感應晶片之步驟後更包括：形成一外殼，該外殼包圍該感應晶片和該覆蓋層，且該外殼暴露出該感應區上的覆蓋層之頂面。
本創作另提供一種指紋識別晶片，其包括： 一基底，其包括複數感應晶片區，該基底具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，位於各感應晶片區的第一表面包括一感應區； 一覆蓋層，其位於該第一表面； 複數插塞結構，其形成在該基底的感應晶片區內，各插塞結構的一端與該感應區電連接，且各插塞結構的另一端暴露於該第二表面。
較佳的是，其中該指紋識別晶片之封裝結構更包括： 一基板，其具有一表面； 一感應晶片，其耦合於該基板之表面，該感應晶片通過對該基底和該覆蓋層進行切割，使該等感應晶片區相互分立而形成，該感應晶片具有該第一表面與該第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，該感應晶片的第一表面包括該感應區，該感應晶片的第二表面位於該基板之表面； 該覆蓋層位於該感應晶片的第一表面； 該等插塞結構位於該感應晶片內，該等插塞結構的一端與該感應區電連接，該等插塞結構的另一端暴露於該感應晶片的第二表面，且該等插塞結構的另一端與該基板相連接。
本創作之指紋識別晶片之封裝方法具有下述優點：
該基底內具有該等感應晶片區，通過切割該基底，能使該等感應晶片區相互分立，以形成獨立的感應晶片，各感應晶片區的第一表面之感應區用於獲取指紋資訊，而形成於該基底之第一表面的覆蓋層係替代傳統的玻璃基板，可直接與使用者的手指接觸，並保護該感應晶片，由於相較於傳統的玻璃基板而言，該覆蓋層的厚度較薄，因此能夠減小該感應晶片的第一表面到該覆蓋層之頂面的距離，使該感應晶片易於檢測到使用者的指紋，藉此降低對該感應晶片靈敏度的要求，使得所形成的指紋識別晶片之封裝結構的應用更為廣泛。
再者，由於該基底內形成有該等插塞結構，且該等插塞結構之另一端暴露於該基底的第二表面，使該等插塞結構能與外部電路電連接，通過該等插塞結構，即能將該感應晶片與外部電路耦合，因此，後續無需在該感應晶片的第一表面形成額外的導電結構，故夠在該基底的第一表面形成該覆蓋層，該覆蓋層用於保護該感應區，且不會影響後續製程的進行，因此能簡化指紋識別晶片的封裝過程，並減少對感應區的損傷，進一步確保證該感應區獲取的指紋資訊準確。
該覆蓋層的莫氏硬度大於或等於8H，由於該覆蓋層的硬度較高，故即使位於該感應區之表面的覆蓋層的厚度較薄，該覆蓋層依舊具有足夠的強度以保護該感應區，且當使用者的手指置於該感應區上的覆蓋層之頂面時，該覆蓋層不易發生變形或磨損，從而對用戶指紋的提取結果更精確。
該覆蓋層的介電常數為7至9，因該覆蓋層的介電常數較大，使該覆蓋層的電隔絕性能更佳，則該覆蓋層對該感應區的保護能力亦更佳，故即使位於該感應區表面的覆蓋層厚度較薄，也能夠使使用者的手指與該感應區之間的電隔絕能力較強，使用者的手指與該感應區之間構成的電容值較大，而處於能夠被檢測到的範圍內。
該基板上還具有包圍該感應晶片和該覆蓋層的保護環，該保護環係用於對該感應晶片進行靜電防護，避免該感應區檢測到的使用者指紋資料精確度下降，該保護環亦能消除該感應晶片輸出的訊號雜訊，使該感應晶片檢測到的資料以及輸出的訊號更精確。
本創作之指紋識別晶片之封裝結構中，該基底的感應晶片區內具有該等插塞結構，該等插塞結構的一端與該感應區電連接，且該等插塞結構的另一端暴露於該基底的第二表面，因此，通過該等插塞結構即能夠實現該感應區與該感應晶片區以外的外部電路之間的電連接，且該等插塞結構位於該基底內，故無需額外在該感應晶片區與該外部電路之間設置用於電連接的導電線，因此，後續以獨立的感應晶片區形成指紋識別晶片之封裝結構時，有利於使所形成的指紋識別晶片之封裝結構尺寸縮小；此外，由於在後續形成指紋識別晶片之封裝結構時，無需在該基底的第一表面形成連接導電線，因此能夠在該基底的第一表面設置該覆蓋層，該覆蓋層能夠直接與使用者的手指接觸，並用於保護該感應區，該指紋識別晶片之封裝結構簡單，後續易於以獨立的感應晶片區構成指紋識別晶片之封裝結構。
再者，該覆蓋層位於該感應晶片的第一表面，該覆蓋層用於替代傳統的玻璃基板，其能直接與使用者的手指接觸，並用於保護該感應晶片，且，相較於傳統的玻璃基板，該覆蓋層的厚度較薄，採用該覆蓋層能夠減小該感應晶片的第一表面到該覆蓋層之頂面的距離，使該感應晶片易於檢測到使用者的指紋，故得以使該指紋識別晶片之封裝結構降低對該感應晶片靈敏度的要求，使得該指紋識別晶片的封裝結構的應用更為廣泛；此外，該感應晶片內還具有該等插塞結構，該等插塞結構的一端與該感應區電連接，且該等插塞結構的另一端暴露於該基底的第二表面，因此通過該等插塞結構的另一端能使該感應晶片固定於該基板之表面，並實現該感應區和該基板之間的電連接，該指紋識別晶片之封裝結構簡單且易於組裝，故有助於降低該指紋識別晶片之封裝結構的製造成本，且提高產出率。
如圖2所示，本創作提供一種指紋識別晶片之封裝方法，其包括：提供一基底200，該基底200包括複數感應晶片區201與複數切割道區202，該等感應晶片區201呈陣列排列，該基底200具有一第一表面210與一第二表面220，該第一表面210與該第二表面220係相對，位於各感應晶片區201的第一表面210包括一感應區211，該感應區211內形成用於獲取使用者指紋資訊的電容結構或電感結構，該等切割道區202係位於相鄰的感應晶片區201之間。
該基底200為整片的晶圓並係為矽基底；而該基底200亦可為，但不限於，矽鍺基底、碳化矽基底、絕緣體上矽(Silicon On Insulator，SOI)基底或絕緣體上鍺(Germanium On Insulator，GOI)基底。
該等感應晶片區201用於形成感應晶片，後續通過對該切割道區202進行切割，即能夠使各感應晶片區201相互分立。
在本實施例中，位於該感應晶片區201的第一表面210更包括一週邊區212，該週邊區212包圍該感應區211，該週邊區212的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊213，所述晶片電路與該感應區211內的電容結構或電感結構電連接，用於對該感應區211獲取的指紋資訊進行處理並輸出，且所述晶片電路與該等第一焊墊213電連接。
如圖3所示，在該基底200的第一表面210形成一覆蓋層203，該覆蓋層203的厚度小於100微米。
該覆蓋層203係用於保護該感應區211之表面。在本實施例中，該感應區211內形成有至少一個電容極板，當使用者的手指置於該覆蓋層203之頂面時，該電容極板、該覆蓋層203和使用者的手指能夠構成電容結構，該感應區211能夠獲取所述電容極板到使用者的手指表面的脊和谷之間的電容值差異，並將所述電容值差異通過所述晶片電路進行處理之後輸出，以此獲取使用者指紋資料。
由於該第一表面210完全由該覆蓋層203覆蓋，即該覆蓋層203除了位於該感應區211的表面之外，還覆蓋該週邊區212和該等切割道區202的表面，由於該覆蓋層203所覆蓋的區域面積較大，使該覆蓋層203的形成方法簡單，且形成該覆蓋層203的方法不會對位於該感應晶片區201的第一表面210之感應區211的表面造成損傷，換言之，在該基底200的第一表面210形成該覆蓋層203之後，無需對該覆蓋層203進行圖形化以及蝕刻，不僅使得製程簡化，且減少了對該基底200的第一表面210之損傷，有利於確保該感應區211獲取的指紋資訊準確。
該覆蓋層203的材料為無機奈米材料、聚合物材料、玻璃材料或陶瓷材料，該覆蓋層203的形成方法為化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
在一實施例中，該覆蓋層203的材料為聚合物材料，所述聚合物材料為環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯並環丁烯樹脂、聚苯並惡唑樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚醚碸、聚醯胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇；該覆蓋層203的形成方法為絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
在另一實施例中，該覆蓋層203的材料為無機奈米材料，所述無機奈米材料為氧化鋁或氧化鈷；該覆蓋層203的形成方法為化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
在其它實施例中，該覆蓋層203的材料為玻璃材料或陶瓷材料，該覆蓋層203為硬質材料，則該覆蓋層203需要通過一黏接層固定於該基底200的第一表面210，該黏接層具有黏性，該黏接層為電容屏用膠。
該覆蓋層203的莫氏硬度大於或等於8H，由於該覆蓋層203的硬度較高，故即使該覆蓋層203的厚度較薄仍足以保護該感應晶片區201的感應區211，當使用者的手指在該覆蓋層203之頂面移動時，不會對該感應區211之表面造成損傷；再者，由於該覆蓋層203的硬度較高，因此該覆蓋層203難以發生形變，故即使使用者的手指按壓於該覆蓋層203之頂面，該覆蓋層203的厚度也難以發生變化，進一步確保該感應區211的檢測結果之精確度。
該覆蓋層203的介電常數大於或等於7，由於該覆蓋層203的介電常數較大，使得該覆蓋層203的電隔絕能力較強，故該覆蓋層203對該感應區211的保護能力較強。
該覆蓋層203的厚度為20微米至200微米，因該覆蓋層203的厚度較薄，當使用者的手指置於該覆蓋層203之頂面時，手指到該感應區211之表面的距離減少，因此，該感應區211更容易檢測到手指的指紋，藉此降低對該感應區211高靈敏度的要求。
由於該覆蓋層203的厚度較薄，又手指與電容極板之間的電容值與該覆蓋層203的厚度成反比，並與該覆蓋層203的介電常數成正比，因此當該覆蓋層203的厚度較薄且介電常數較大時，係使手指與電容極板之間的電容值在該感應區211能夠檢測的範圍內，以避免所述電容值過大或過小而使該感應區211的檢測失效。
而當覆蓋層203的厚度在20微米至200微米的範圍內，且介電常數在大於或等於7的範圍內時，使該覆蓋層203的厚度增大，則該覆蓋層203的介電常數也隨之增大，而手指與電容極板之間的電容值亦較大，則所述電容值則更易於被該感應區211檢測到。
如圖4與圖5所示，在該基底200的感應晶片區201內形成複數插塞結構204，各插塞結構204的一端與該感應區211電連接，且各插塞結構204的另一端暴露於該第二表面220。具體而言，該等插塞結構204的一端位該等第一焊墊213的表面，並透過該等第一焊墊213與該感應區211電連接；各插塞結構204的另一端之表面與該第二表面220齊平，使各插塞結構204能與該基底200以外的外部電路之間實現電連接，從而使該感應區211和所述晶片電路能與外部電路電連接。
在本實施例中，各插塞結構204包括：一通孔250、一絕緣層240、一導電層241與一防焊層242。該通孔250形成於該基底200的感應晶片區201內，且該通孔250的頂部位於該第二表面220；該絕緣層240位於該通孔250的側壁表面；該導電層241位於該絕緣層240之表面以及該通孔250的底部表面，位於該通孔250的底部的該導電層241係與該感應區211電連接；該防焊層242位於該導電層241之表面並填滿該通孔250。
各插塞結構204的形成方法包括：在該基底之第二表面220形成一遮蓋層(圖中未示)，該遮蓋層暴露出需要形成該插塞結構204的對應位置和形狀；以該遮蓋層為遮罩(Mask)，蝕刻該基底200，以在該基底200的感應晶片區201內形成該通孔250；在形成該通孔250之後，去除該遮蓋層；接著在該通孔250的側壁之表面形成該絕緣層240；在該基底之第二表面220、該絕緣層240之表面以及該通孔250的底部之表面沉積形成一導電膜；在該導電膜表面沉積形成一防焊膜，該防焊膜填滿該通孔250；對該防焊膜和該導電膜進行拋光，直至暴露出該基底之第二表面220為止，以在該通孔250內形成該導電層241和該防焊層242。
具體而言，該遮蓋層暴露出與該等第一焊墊213位置對應的該第二表面220，且蝕刻該基底200係進行至暴露出該等第一焊墊213之表面為止。
該遮蓋層能夠為圖形化的光阻層或圖形化的硬掩膜，所述硬掩膜的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合；蝕刻該基底200的製程為各向異性的乾蝕刻法，蝕刻氣體包括SF6 、CH4 、CHF3 、CH3 F或其組合；各通孔250的側壁垂直於該第二表面220；或各通孔250的側壁相對於該第二表面220呈傾斜，且各通孔250的頂部尺寸大於底部尺寸。
該絕緣層240的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它高介電材料，該絕緣層240係用於在該導電層241和該基底200之間進行電隔絕；該導電層241的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、鈦、氮化矽、鉭、氮化鉭或其組合。在本實施例中，該導電層241並未填充滿該通孔250，故需要在該導電層241之表面形成該防焊層242，以該防焊層242填滿該通孔250，藉此構成穩定的該插塞結構204，該防焊層242的材料為聚合物材料或無機絕緣材料，所述聚合物材料為絕緣樹脂，所述無機絕緣材料為氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。
在形成該等插塞結構204之後，還包括：在該第二表面220形成複數第一佈線層221和複數第一金屬凸塊222，各第一佈線層221與該導電層241以及對應之第一金屬凸塊222相連接，且該等第一佈線層221和該等第一金屬凸塊222位於該感應晶片區201內。該等第一佈線層221和該等第一金屬凸塊222的材料為金屬，例如銅、鎢或鋁，該等第一佈線層221和該等第一金屬凸塊222係用於使該等插塞結構204能夠與該基底200之外的外部電路電連接。
在另一實施例中，如圖6所示，各插塞結構204包括：一通孔250、一絕緣層240與一導電插塞243。該通孔250形成於該基底200的感應晶片區201內，且該通孔250的頂部位於該第二表面220；該絕緣層240位於該通孔250之側壁的表面；該導電插塞243位於該絕緣層240之表面以及該通孔250之底部的表面並填滿該通孔250。
該絕緣層240的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它高介電材料，該絕緣層240係用於在該導電插塞243和該基底200之間進行電隔絕；該導電插塞243的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、鈦、氮化矽、鉭、氮化鉭或其組合。
在形成該插塞結構204之後，還包括：在各導電插塞243暴露於該第二表面220之一面形成一第二金屬凸塊223，該第二金屬凸塊223係用於使各插塞結構204能夠與該基底200之外的外部電路電連接。
如圖5所示，本創作另提供一種指紋識別晶片，其包括：一基底200、一覆蓋層203與複數插塞結構204。該基底200包括複數感應晶片區201與複數切割道區202，該等感應晶片區201呈陣列排列，該基底200具有一第一表面210與一第二表面220，該第一表面210與該第二表面220係相對，位於各感應晶片區201的第一表面210包括一感應區211，該感應區211內形成用於獲取使用者指紋資訊的電容結構或電感結構，該等切割道區202係位於相鄰的感應晶片區201之間；該覆蓋層203位於該第一表面210，該覆蓋層203的厚度小於100微米，該覆蓋層203係用於保護該感應區211之表面；該等插塞結構204形成在該基底200的感應晶片區201內，各插塞結構204的一端與該感應區211電連接，且各插塞結構204的另一端暴露於該第二表面220。
該基底200為整片的晶圓並係為矽基底；而該基底200亦可為，但不限於，矽鍺基底、碳化矽基底、絕緣體上矽基底或絕緣體上鍺基底。
該等感應晶片區201用於形成感應晶片，通過對該切割道區202進行切割，即能夠使各感應晶片區201相互分立。
在本實施例中，位於各感應晶片區201的第一表面210更包括一週邊區212，該週邊區212包圍該感應區211，該週邊區212的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊213，所述晶片電路與該感應區211內的電容結構或電感結構電連接，用於對該感應區211獲取的指紋資訊進行處理並輸出，且所述晶片電路與該等第一焊墊213電連接。具體而言，該等插塞結構204的一端分別與該等第一焊墊213連接。
所述晶片電路與該感應區211和該等第一焊墊213電連接，而該等插塞結構204的一端與該等第一焊墊213連接，從而實現該等插塞結構204與該感應區211之間的電連接，又由於該插塞結構204之另一端暴露於該第二表面220，因此通過該等插塞結構204，能使位於該感應區211與該基底200以外的外部電路之間實現電連接。
在本實施例中，該感應區211內形成有至少一個電容極板，當使用者的手指置於該覆蓋層203之頂面時，該電容極板、該覆蓋層203和使用者的手指能夠構成電容結構，該感應區211能夠獲取所述電容極板到使用者的手指表面的脊和谷之間的電容值差異，並將所述電容值差異通過晶片電路進行處理之後輸出，以此獲取使用者指紋資料。
該覆蓋層203的材料為無機奈米材料、聚合物材料、玻璃材料或陶瓷材料，該覆蓋層203的形成方法為化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
在一實施例中，該覆蓋層203的材料為聚合物材料，所述聚合物材料為環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯並環丁烯樹脂、聚苯並惡唑樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚醚碸、聚醯胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇；該覆蓋層203的形成方法為絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
該覆蓋層203的莫氏硬度大於或等於8H，由於該覆蓋層203的硬度較高，故即使該覆蓋層203的厚度較薄仍足以保護該感應晶片區201的感應區211，當使用者的手指在該覆蓋層203之頂面移動時，不會對該感應區211之表面造成損傷；再者，由於該覆蓋層203的硬度較高，因此該覆蓋層203難以發生形變，故即使使用者的手指按壓於該覆蓋層203之頂面，該覆蓋層203的厚度也難以發生變化，進一步確保該感應區211的檢測結果精確度。
該覆蓋層203的介電常數大於或等於7，由於該覆蓋層203的介電常數較大，使得該覆蓋層203的電隔絕能力較強，故該覆蓋層203對該感應區211的保護能力較強。
該覆蓋層203的厚度為20微米至200微米，因該覆蓋層203的厚度較薄，當使用者的手指置於該覆蓋層203之頂面時，手指到該感應區211的距離減少，因此，該感應區211更容易檢測到手指的指紋，藉此降低對該感應區211高靈敏度的要求。
由於該覆蓋層203的厚度較薄，又手指與電容極板之間的電容值與該覆蓋層203的厚度成反比，並與該覆蓋層203的介電常數成正比，因此當該覆蓋層203的厚度較薄且介電常數較大時，係使手指與電容極板之間的電容值在該感應區211能夠檢測的範圍內，以避免電容值過大或過小而使該感應區211的檢測失效。
而當覆蓋層203的厚度在20微米至200微米的範圍內，且介電常數在大於或等於7的範圍內時，使該覆蓋層203的厚度增大，則該覆蓋層203的介電常數也隨之增大，而手指與電容極板之間的電容值亦較大，則所述電容值則更易於被該感應區211檢測到。
各插塞結構204包括：一通孔250、一絕緣層240、一導電層241與一防焊層242。該通孔250形成於該基底200的感應晶片區201內且該通孔250的頂部位於該第二表面220；該絕緣層240位於該通孔250的側壁表面；該導電層241位於該絕緣層240之表面以及該通孔250的底部表面，位於該通孔250的底部的該導電層241係與該感應區211電連接；該防焊層242位於該導電層241之表面並填滿該通孔250。
該絕緣層240的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它高介電材料，該絕緣層240係用於在該導電層241和該基底200之間進行電隔絕；該導電層241的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、鈦、氮化矽、鉭、氮化鉭或其組合。在本實施例中，該導電層241並未填充滿該通孔250，故需要在該導電層241之表面形成該防焊層242，以該防焊層242填滿該通孔250，藉此構成穩定的該插塞結構204，該防焊層242的材料為聚合物材料或無機絕緣材料，所述聚合物材料為絕緣樹脂，所述無機絕緣材料為氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。
該指紋識別晶片更包括複數第一佈線層221和複數第一金屬凸塊222，該等第一佈線層221位於該第二表面220，該等第一金屬凸塊222位於該第二表面220，各第一佈線層221與該導電層241以及對應之第一金屬凸塊222相連接，且該等第一佈線層221和該等第一金屬凸塊222位於該感應晶片區201內。該等第一佈線層221和該等第一金屬凸塊222係用於使該等插塞結構204能夠與該基底200之外的外部電路電連接。
在另一實施例中，如圖6所示，各插塞結構204包括：一通孔250、一絕緣層240與一導電插塞243。該通孔250形成於該基底200的感應晶片區201內，且該通孔250的頂部位於該第二表面220；該絕緣層240位於該通孔250之側壁的表面；該導電插塞243位於該絕緣層240之表面以及該通孔250之底部的表面並填滿該通孔250。
該絕緣層240的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它高介電材料，該絕緣層240係用於在該導電插塞243和該基底200之間進行電隔絕；該導電插塞243的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、鈦、氮化矽、鉭、氮化鉭或其組合。
該指紋識別晶片更包括：在各導電插塞243暴露於該第二表面220之一面形成一第二金屬凸塊223，該第二金屬凸塊223係用於使各插塞結構204能夠與該基底200之外的外部電路電連接。
如圖7所示，本創作提供另一種指紋識別晶片之封裝方法，其包括：提供一基底200，該基底200包括複數感應晶片區201與複數切割道區202，該等感應晶片區201呈陣列排列，該基底200具有一第一表面310與一第二表面320，該第一表面310與該第二表面320係相對，位於各感應晶片區201的第一表面310包括一感應區311，該等切割道區202係位於相鄰的感應晶片區201之間；在該基底200的感應晶片區201內形成複數插塞結構303，各插塞結構303的一端與該感應區311電連接，且該插塞結構303的另一端暴露於該第二表面320；在該第一表面310形成一覆蓋層302，該覆蓋層302的厚度小於100微米。
本實施例中，位於各感應晶片區201的第一表面310更包括一週邊區312，該週邊區312包圍該感應區311，該週邊區312的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊313，所述晶片電路與該感應區311以及該等第一焊墊213電連接。
在本實施例中，各插塞結構303包括：一通孔350、一絕緣層330、一導電層331與一防焊層332。該通孔350形成於該基底200的感應晶片區201內且該通孔350的頂部位於該第二表面320；該絕緣層330位於該通孔350的側壁表面；該導電層331位於該絕緣層330之表面以及該通孔350的底部表面，位於該通孔350的底部的該導電層331係與該感應區311電連接；該防焊層332位於該導電層331之表面並填滿該通孔350。
在形成該等插塞結構303之後，還包括：在該第二表面320形成複數第一佈線層321和複數第一金屬凸塊322，各第一佈線層321與該導電層331以及對應之第一金屬凸塊322相連接，且該等第一佈線層321和該等第一金屬凸塊322位於該感應晶片區201內。
在另一實施例中，如圖11所示，各插塞結構303包括：一通孔350、一絕緣層330與一導電插塞333。該通孔350形成於該基底200的感應晶片區201內，且該通孔350的頂部位於該第二表面320；該絕緣層330位於該通孔350之側壁的表面；該導電插塞333位於該絕緣層330之表面以及該通孔350之底部的表面並填滿該通孔350。
該基底200、該等插塞結構303和該覆蓋層302的材料、結構和形成方法如圖2至圖6對應的實施例所述，於此不再贅述。
如圖8所示，對該基底200(如圖7所示)和該覆蓋層302進行切割，使該等感應晶片區201(如圖7所示)相互分立，形成獨立的複數感應晶片301，各感應晶片301具有該第一表面310與該第二表面320，該第一表面310與該第二表面320係相對，各感應晶片301的第一表面310包括該感應區311與該週邊區312，該週邊區312包圍該感應區311，且各感應晶片301的第一表面310具有該覆蓋層302。
對該基底200和該覆蓋層302進行切割的步驟包括：在該等切割道區202(如圖7所示)對該基底200和該覆蓋層302進行切割，使該等感應晶片區201相互分立，形成相互獨立的該等感應晶片301。
由於該基底200的第一表面310形成有該覆蓋層302，因此在對該基底200進行切割的同時，能夠同時對該覆蓋層302進行切割，使所形成的每一片獨立的感應晶片301的第一表面310具有該覆蓋層302，因此後續僅需將該感應晶片301與基板電連接，即能夠形成指紋識別晶片之封裝結構，使得指紋識別晶片之封裝結構的製程簡化，而且所形成的指紋識別晶片之封裝結構簡單，有利於使指紋識別晶片之封裝結構的尺寸縮小。
如圖9所示，提供一基板300，該基板300為硬性基板或軟性基板，使用者能依要使用該感應晶片301的元件或終端的需求，調整該基板300為硬性基板或軟性基板。在本實施例中，該基板300為硬性基板，所述硬性基板為印刷電路基板、玻璃基板、金屬基板、半導體基板或聚合物基板。
該基板300具有一第三表面340，該基板300的第三表面340具有複數第二焊墊341以及第二佈線層(圖中未示)，所述第二佈線層與該等第二焊墊341連接，而該等第二焊墊341用於與該感應晶片301之第一表面310的所述晶片電路電連接，從而使該感應晶片301耦合於該基板300的第三表面340。
在本實施例中，該基板300的一端具有一連接部304，該連接部304的材料包括導電材料，該連接部304與所述第二佈線層電連接，使該感應晶片301表面的感應區311能夠與外部電路或元件電連接，以實現電訊號的傳輸。
如圖10所示，在該基板300之第三表面340耦合該感應晶片301，該感應晶片301的第二表面320位於基板300之第三表面340。
由於該等插塞結構303的另一端暴露於該感應晶片301的第二表面320，因此在該基板300之第三表面340耦合該感應晶片301的步驟包括：將該等插塞結構303的另一端焊接於該基板300之第三表面340，使該等插塞結構303與該基板300電連接。
在本實施例中，該基板300的第三表面340具有該等第二焊墊341，該感應晶片301固定於該基板300的第三表面340，且使暴露於該感應晶片301之第二表面320的插塞結構303焊接於該等第二焊墊341的表面，從而實現該感應晶片301與該基板300之間的電連接。
如圖12所示，在一實施例中，在該基板300的第三表面340耦合該感應晶片301之後，在該基板300的第三表面340形成一保護環305，該保護環305包圍該感應晶片301和該覆蓋層302，該保護環305的材料為金屬，且該保護環305通過該基板300接地。具體而言，該保護環305位於該感應晶片301和該覆蓋層302的周圍，且該保護環305部分延伸至該覆蓋層302的上方並暴露出位於該感應區311上的覆蓋層302之頂面；在另一實施例中，該保護環305僅位於該感應晶片301和該覆蓋層302的周圍，且完全暴露出該覆蓋層302之頂面。
該保護環305的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、銀或金，該保護環305係用於對該感應晶片301進行靜電防護，由於該保護環305的材料為金屬，故該保護環305能夠導電，因此當使用者的手指在接觸該覆蓋層302時若產生靜電，則靜電電荷會先自該保護環305傳至該基板300，以避免該覆蓋層302被過大的靜電電壓擊穿，藉此保護感應晶片301，並提高指紋檢測的精確度，且能消除該感應晶片輸出的訊號的雜訊，使感應晶片輸出的訊號更精確。
如圖13所示，在另一實施例中，在形成該保護環305之後，形成包圍該感應晶片301、該覆蓋層302和該保護環305的一外殼306，該外殼306暴露出位於感應區311上的覆蓋層302之頂面，該外殼306能夠為設置有該指紋識別晶片的元件或終端的外殼或為該指紋識別晶片的外殼。
如圖14所示，在另一實施例中，在該基板300的第三表面340耦合該感應晶片301之後，形成包圍該感應晶片301和該覆蓋層302的一外殼307，該外殼307暴露出該感應區311上的覆蓋層302之頂面，該外殼307係用於保護該感應晶片301和該覆蓋層302，並使該感應晶片301與外部環境之間電隔絕，且由於本實施例中該感應晶片301通過該等插塞結構303固定於該基板300的第三表面340，因此該感應晶片301無需再以塑封材料進行固定。
在其它實施例中，還能夠在該基板300的第三表面340耦合該感應晶片301之後，在該感應晶片301與該基板300之間填充絕緣材料，例如塑封材料，以進一步保護該等第一佈線層321、該等第一金屬凸塊322和該等第二焊墊341，並且用於固定增強該感應晶片301和該基板300之間的結合強度。
本創作之封裝方法中，在該第一表面310形成該覆蓋層302以替代傳統的玻璃基板，該覆蓋層302用於直接與使用者的手指接觸，並保護該感應晶片301，由於相較於傳統的玻璃基板，該覆蓋層302的厚度較薄，因此能夠減小該感應區311之表面到該覆蓋層302之頂面的距離，使該感應區311更易於檢測到使用者指紋，亦藉此降低對該感應區311靈敏度的要求，使得所形成的指紋識別晶片之封裝結構的應用更為廣泛；再者，在切割形成獨立的感應晶片301之前，在該基底200內形成該等插塞結構303，並於該基底200的第二表面320暴露出該等插塞結構303，使該等插塞結構303能夠與該基底200電連接，因此在將該感應晶片301耦合於該基板300的第三表面340之後，無需在該感應晶片301的第一表面310形成額外的導電結構，故在切割該基底200之前，能夠在該基底200的第一表面310形成該覆蓋層302，該覆蓋層302用於保護該感應區311，並且可在切割形成該感應晶片301的同時，切割該覆蓋層302。因無需在將感應晶片301耦合於基板300之第三表面340後，再形成該覆蓋層302，故能夠使簡化形成指紋識別晶片之封裝結構的方法，且減少對感應區311的損傷，進一步確保證感應區311獲取的指紋資訊準確。此外，能夠使所形成的指紋識別晶片之封裝結構簡化，有利於縮小所形成的指紋識別晶片之封裝結構的尺寸。
如圖10所示，本創作提供另一種指紋識別晶片之封裝結構，其包括：一基板300、一感應晶片301、一覆蓋層302與複數插塞結構303。該基板300具有一表面；該感應晶片301耦合於該基板300之表面，該感應晶片301具有一第一表面310與一第二表面320，該第一表面310與該第二表面320係相對，該感應晶片301的第一表面310包括該感應區311，該感應晶片301的第二表面320位於該基板300之表面；該覆蓋層302位於該感應晶片301之第一表面310，該覆蓋層302的厚度小於100微米；該等插塞結構303位於該感應晶片301內，該等插塞結構303的一端與該感應區311電連接，該等插塞結構303的另一端暴露於該感應晶片301的第二表面320，且該等插塞結構303的另一端與該基板300相連接。
位於該感應區311係用於檢測和接收使用者的指紋資訊，該感應區311內具有用於獲取使用者指紋資訊的電容結構或電感結構，而該覆蓋層302係用於保護該感應區311。
在本實施例中，該感應晶片301的第一表面310更包括一週邊區312，該週邊區312包圍該感應區311，該週邊區312的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊313，該等第一焊墊313與該等插塞結構303的一端連接，所述晶片電路與感應區311內的電容結構或電感結構電連接，以對電容結構或電感結構輸出的電訊號進行處理。
在本實施例中，該感應區311內具有至少一個電容極板，當使用者的手指置於該覆蓋層302之頂面時，該電容極板、該覆蓋層302和使用者的手指共同構成電容結構，而該感應區311能夠獲取用戶手指表面脊與谷與電容極板之間的電容值差異，並將所述電容值差異通過所述晶片電路進行處理之後輸出，以此獲取使用者的指紋資料。
所述晶片電路與該感應區311和該等第一焊墊313電連接，而該等插塞結構303的一端與該等第一焊墊313連接，從而實現該等插塞結構303與該感應區311之間的電連接，又由於該等插塞結構303之另一端暴露於該感應晶片301的第二表面320，因此通過該等插塞結構303，能使位於該感應晶片301之第一表面310的該感應區311與外部電路之間實現電連接。
該感應晶片301固定於該基板300之表面，使該感應晶片301通過該基板300能夠與其它元件或電路電連接。在本實施例中，該感應晶片301透過於該第二表面320暴露出的該等插塞結構303的另一端固定於該基板300之表面。
該基板300為硬性基板或軟性基板，使用者能依要使用該感應晶片301的元件或終端的需求，選擇該基板300為硬性基板或軟性基板。在本實施例中，該基板300為硬性基板，所述硬性基板為印刷電路基板、玻璃基板、金屬基板、半導體基板或聚合物基板。
該基板300之表面為一第三表面340，該基板300的第三表面340具有複數第二焊墊341以及第二佈線層(圖中未示)，所述第二佈線層與該等第二焊墊341連接，而該等第二焊墊341用於與該感應晶片301之第一表面310的所述晶片電路電連接，從而使該感應晶片301耦合於該基板300的第三表面340。
在本實施例中，該基板300的一端具有一連接部304，該連接部304的材料包括導電材料，該連接部304與所述第二佈線層電連接，使該感應晶片301表面的感應區311能夠與外部電路或元件電連接，以實現電訊號的傳輸。
在本實施例中，暴露於該感應晶片301之第二表面320的該等插塞結構303的另一端焊接於該等第二焊墊331之表面，使該感應晶片301固定於該基板300的第三表面340，並且使位於該感應晶片301之第一表面310的感應區311通過該等插塞結構303與該基板300之第三表面340的所述第二佈線層電連接。
該覆蓋層302的材料為無機奈米材料、聚合物材料、玻璃材料或陶瓷材料，該覆蓋層302的形成方法為化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
在一實施例中，該覆蓋層302的材料為聚合物材料，所述聚合物材料為環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯並環丁烯樹脂、聚苯並惡唑樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚醚碸、聚醯胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇；該覆蓋層302的形成方法為絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
該覆蓋層302的莫氏硬度大於或等於8H，由於該覆蓋層302的硬度較高，故即使該覆蓋層302的厚度較薄仍足以保護該感應晶片301的感應區311，當使用者的手指在該覆蓋層302之頂面移動時，不會對該感應晶片301表面造成損傷；再者，由於該覆蓋層302的硬度較高，因此該覆蓋層302難以發生形變，故即使使用者的手指按壓於該覆蓋層302之頂面，該覆蓋層302的厚度也難以發生變化，進一步確保該感應區311的檢測結果精確度。
該覆蓋層302的介電常數大於或等於7，由於該覆蓋層302的介電常數較大，使得該覆蓋層302的電隔絕能力較強，故該覆蓋層302對該感應區311的保護能力較強。
該覆蓋層302的厚度為20微米至200微米，因該覆蓋層302的厚度較薄，當使用者的手指置於該覆蓋層302之頂面時，手指到該感應區311的距離減少，因此，該感應區311更容易檢測到手指的指紋，藉此降低對該感應晶片301高靈敏度的要求。
由於該覆蓋層302的厚度較薄，又手指與電容極板之間的電容值與該覆蓋層302的厚度成反比，並與該覆蓋層302的介電常數成正比，因此當覆蓋層302的厚度較薄且介電常數較大時，係使手指與電容極板之間的電容值在該感應區311能夠檢測的範圍內，以避免電容值過大或過小而使該感應區311的檢測失效。
而當覆蓋層302的厚度在20微米至200微米的範圍內，且介電常數在大於或等於7的範圍內時，使該覆蓋層302的厚度增大，則該覆蓋層302的介電常數也隨之增大，而手指與電容極板之間的電容值亦較大，則所述電容值則更易於被該感應區311檢測到。
該等插塞結構303位於該感應晶片301內，且在本實施例中，該等插塞結構303位於該週邊區312的對應區域內，而通過該等插塞結構303即能實現該感應區311與該基板300之第三表面340的所述第二佈線層之間的電連接，因此在該感應晶片301進行封裝時，無需在該感應晶片301的第一表面310設置額外的導電結構，使得該指紋識別晶片之封裝結構的結構簡單，有利於使該指紋識別晶片之封裝結構的尺寸縮小。
在本實施例中，各插塞結構303包括：一通孔350、一絕緣層330、一導電層331與一防焊層332。該通孔350形成於該感應晶片301內且該通孔350的頂部位於該第二表面320；該絕緣層330位於該通孔350的側壁表面；該導電層331位於該絕緣層330之表面以及該通孔350的底部表面，位於該通孔350的底部的該導電層331係與該感應區311電連接；該防焊層332位於該導電層331之表面並填滿該通孔350。
該絕緣層330的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它高介電材料，該絕緣層330係用於在該導電層331和該感應晶片301之間進行電隔絕；該導電層331的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、鈦、氮化矽、鉭、氮化鉭或其組合。在本實施例中，該導電層331並未填充滿該通孔350，故需要在該導電層331之表面形成該防焊層332，以該防焊層332填滿該通孔350，藉此構成穩定的該插塞結構303，該防焊層332的材料為聚合物材料或無機絕緣材料，所述聚合物材料為絕緣樹脂，所述無機絕緣材料為氧化矽、氮化矽或氮氧化矽。
該指紋識別晶片之封裝結構更包括複數第一佈線層321和複數第一金屬凸塊322，該等第一佈線層321位於該第二表面320，該等第一金屬凸塊322位於該第二表面320，各第一佈線層321與該導電層331以及對應之第一金屬凸塊322相連接，該等第一佈線層321和該等第一金屬凸塊322係用於使該等插塞結構303能夠與外部電路電連接。
在另一實施例中，如圖11所示，各插塞結構303包括：一通孔350、一絕緣層330與一導電插塞333。該通孔350形成於該感應晶片301內，且該通孔350的頂部位於該第二表面320；該絕緣層330位於該通孔350之側壁的表面；該導電插塞333位於該絕緣層330之表面以及該通孔350之底部的表面並填滿該通孔350。
該絕緣層330的材料為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它高介電材料，該絕緣層330係用於在該導電插塞333和該感應晶片301之間進行電隔絕；該導電插塞333的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、鈦、氮化矽、鉭、氮化鉭或其組合。
該指紋識別晶片之封裝結構更包括：在各導電插塞333暴露於該第二表面320之一面形成一第二金屬凸塊323，該第二金屬凸塊323係用於使各插塞結構303能夠與外部電路電連接。
在另一實施例中，如圖12所示，該指紋識別晶片之封裝結構更包括：一保護環305，該保護環305位於該基板300的第三表面340，該保護環305包圍該感應晶片301和該覆蓋層302，該保護環305的材料為金屬，且該保護環305通過該基板300接地。具體而言，該保護環305位於該感應晶片301和該覆蓋層302的周圍，且該保護環305部分延伸至該覆蓋層302的上方並暴露出位於該感應區311上的覆蓋層305之頂面；在另一實施例中，該保護環305僅位於該感應晶片301和該覆蓋層302的周圍，且完全暴露出該覆蓋層302之頂面。
該保護環305的材料為金屬，所述金屬為銅、鎢、鋁、銀或金，該保護環305係用於對該感應晶片301進行靜電防護，由於該保護環305的材料為金屬，故該保護環305能夠導電，因此當使用者的手指在接觸該覆蓋層302時若產生靜電，則靜電電荷會先自該保護環305傳至該基板300，以避免該覆蓋層302被過大的靜電電壓擊穿，藉此保護感應晶片301，並提高指紋檢測的精確度，且能消除該感應晶片輸出的訊號的雜訊，使感應晶片輸出的訊號更精確。
如圖13所示，在另一實施例中，該指紋識別晶片之封裝結構更包括一外殼306，該外殼306包圍該感應晶片301、該覆蓋層302和該保護環305，該外殼306暴露出位於感應區311上的覆蓋層302之頂面，該外殼306能夠為設置有該指紋識別晶片之封裝結構的元件或終端的外殼或為該指紋識別晶片之封裝結構的外殼。
如圖14所示，在另一實施例中，該指紋識別晶片之封裝結構更包括一外殼307，該外殼307包圍該感應晶片301和該覆蓋層302，該外殼307暴露出該感應區311上的覆蓋層302之頂面，該外殼307係用於保護該感應晶片301和該覆蓋層302，並使該感應晶片301與外部環境之間電隔絕，且由於本實施例中該感應晶片301通過該等插塞結構303固定於該基板300的第三表面340，因此該感應晶片301無需再以塑封材料進行固定。
在其它實施例中，該指紋識別晶片之封裝結構更包括一塑封層，該塑封層包圍該感應晶片301，以進一步保護該感應晶片301，並使感應晶片301與外部環境之間電隔絕。
100‧‧‧基板
101‧‧‧感應晶片
102‧‧‧玻璃基板
103‧‧‧手指
200‧‧‧基底
201‧‧‧感應晶片區
202‧‧‧切割道區
203‧‧‧覆蓋層
204‧‧‧插塞結構
210‧‧‧第一表面
211‧‧‧感應區
212‧‧‧週邊區
213‧‧‧第一焊墊
220‧‧‧第二表面
221‧‧‧第一佈線層
222‧‧‧第一金屬凸塊
223‧‧‧第二金屬凸塊
240‧‧‧絕緣層
241‧‧‧導電層
242‧‧‧防焊層
243‧‧‧導電插塞
250‧‧‧通孔
300‧‧‧基板
301‧‧‧感應晶片
302‧‧‧覆蓋層
303‧‧‧插塞結構
304‧‧‧連接部
305‧‧‧保護環
306‧‧‧外殼
307‧‧‧外殼
310‧‧‧第一表面
311‧‧‧感應區
312‧‧‧週邊區
313‧‧‧第一焊墊
320‧‧‧第二表面
321‧‧‧第一佈線層
322‧‧‧第一金屬凸塊
323‧‧‧第二金屬凸塊
330‧‧‧絕緣層
331‧‧‧導電層
332‧‧‧防焊層
333‧‧‧導電插塞
340‧‧‧第三表面
341‧‧‧第二焊墊
350‧‧‧通孔
圖1為現有之指紋識別裝置的剖面結構示意圖。 圖2至圖6為本創作之一指紋識別晶片之封裝方法的剖面示意圖。 圖7至圖14為本創作之另一指紋識別晶片之封裝方法的剖面示意圖。
無
無

Claims (28)

  1. 一種指紋識別晶片之封裝方法，其包括：提供一基底，該基底包括複數感應晶片區，該基底具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，位於各感應晶片區的第一表面包括一感應區和一週邊區，該週邊區包圍該感應區；在該基底的第一表面形成一覆蓋層；在該基底的感應晶片區內形成複數插塞結構，各插塞結構的一端與該感應區電連接，且各插塞結構的另一端暴露於該第二表面。
  2. 依據請求項1所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該覆蓋層的莫氏硬度大於或等於8H；該覆蓋層的介電常數大於或等於7。
  3. 依據請求項1所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該覆蓋層的材料為無機奈米材料、聚合物材料、玻璃材料或陶瓷材料。
  4. 依據請求項3所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中所述聚合物材料為環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯並環丁烯樹脂、聚苯並惡唑樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚氨酯、聚醚碸、聚醯胺、聚亞氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇。
  5. 依據請求項4所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該覆蓋層的形成方法為絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
  6. 依據請求項3所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中所述無機奈米材料為氧化鋁或氧化鈷。
  7. 依據請求項6所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該覆蓋層的形成方法為化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、絲網印刷法、旋塗法或噴塗法。
  8. 依據請求項1所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中各插塞結構包括：一通孔，其形成於該基底的感應晶片區內且該通孔的頂部位於該第二表面；一絕緣層，其位於該通孔的側壁表面；一導電層，其位於該絕緣層之表面以及該通孔的底部表面，且位於該通孔的底部的該導電層係與該感應區電連接；與一防焊層，其位於該導電層之表面並填滿該通孔。
  9. 依據請求項8所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基底的感應晶片區內形成各插塞結構之步驟包括：在該基底之第二表面形成一遮蓋層，該遮蓋層暴露出需要形成該插塞結構的對應位置和形狀；以該遮蓋層為遮罩蝕刻該基底，以在該基底的感應晶片區內形成該通孔；在形成該通孔之後，去除該遮蓋層；接著在該通孔的側壁之表面形成該絕緣層；在該基底之第二表面、該絕緣層之表面以及該通孔的底部之表面沉積形成一導電膜；在該導電膜表面沉積形成一防焊膜，該防焊膜填滿該通孔；對該防焊膜和該導電膜進行拋光，直至暴露出該基底之第二表面為止，以在該通孔內形成該導電層和該防焊層，以形成各插塞結構。
  10. 依據請求項9所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基底的感應晶片區內形成各插塞結構之步驟更包括：在該第二表面形成複數第一佈線層和複數第一金屬凸塊，各第一佈線層與該導電層以及對應之第一金屬凸塊相連接，且該等第一佈線層和該等第一金屬凸塊位於該感應晶片區內。
  11. 依據請求項8所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中各插塞結構包括： 一通孔，其形成於該基底的感應晶片區內，且該通孔的頂部位於該第二表面；一絕緣層，其位於該通孔之側壁的表面；與一導電插塞，其位於該絕緣層之表面以及該通孔之底部的表面並填滿該通孔。
  12. 依據請求項11所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在各導電插塞暴露於該第二表面之一面更形成一第二金屬凸塊。
  13. 依據請求項1所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該週邊區的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊，所述晶片電路與該等第一焊墊電連接。
  14. 依據請求項13所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該等插塞結構的一端與該等第一焊墊連接。
  15. 依據請求項1所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基底的感應晶片區內形成該等插塞結構之步驟後更包括：對該基底和該覆蓋層進行切割，使該等感應晶片區相互分立，以形成獨立的複數感應晶片，各感應晶片具有該第一表面與該第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，各感應晶片的第一表面包括該感應區，且各感應晶片的第一表面具有該覆蓋層；提供一基板，其具有一表面；在該基板之表面耦合該感應晶片，該感應晶片的第二表面位於基板之表面。
  16. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該基底更包括複數切割道區，該等切割道區係位於相鄰的感應晶片區之間。
  17. 依據請求項16所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中對該基底和該覆蓋層進行切割之步驟包括：在該等切割道區對該基底和該覆蓋層進行切割，使該等感應晶片區相互分立，以形成相互獨立的該等感應晶片。
  18. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基板之表面耦合該感應晶片之步驟包括：將該等插塞結構的另一端焊接於該基板之表面，使該等插塞結構與該基板電連接。
  19. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該週邊區的表面形成有晶片電路和複數第一焊墊，所述晶片電路與該感應區以及該等第一焊墊電連接。
  20. 依據請求項19中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該等插塞結構的一端與該等第一焊墊連接。
  21. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該基板之表面為一第三表面，該基板的第三表面具有複數第二焊墊，該感應晶片耦合於該基板的第三表面。
  22. 依據請求項21中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中暴露於該感應晶片之第二表面的該等插塞結構與該等第二焊墊電連接。
  23. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中該基板的一端具有一連接部，該連接部與該感應晶片電連接。
  24. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基板之表面耦合該感應晶片之步驟後更包括：在該基板的表面形成一保護環，該保護環包圍該感應晶片和該覆蓋層。
  25. 依據請求項24中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基板的表面形成該保護環之步驟後更包括：形成一外殼，該外殼包圍該感應晶片、該覆蓋層和該保護環，且該外殼暴露出位於感應區上的覆蓋層之頂面。
  26. 依據請求項15中所述的指紋識別晶片之封裝方法，其中在該基板之表面耦合該感應晶片之步驟後更包括：形成一外殼，該外殼包圍該感應晶片和該覆蓋層，且該外殼暴露出該感應區上的覆蓋層之頂面。
  27. 一種使用如請求項1至26項任一項所述之指紋識別晶片之封裝方法形成的指紋識別晶片之封裝結構，其包括：一基底，其包括複數感應晶片區，該基底具有一第一表面與一第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，位於各感應晶片區的第一表面包括一感應區；一覆蓋層，其位於該第一表面；複數插塞結構，其形成在該基底的感應晶片區內，各插塞結構的一端與該感應區電連接，且各插塞結構的另一端暴露於該第二表面。
  28. 依據請求項27中所述的指紋識別晶片之封裝結構，其中該指紋識別晶片之封裝結構更包括：一基板，其具有一表面；一感應晶片，其耦合於該基板之表面，該感應晶片通過對該基底和該覆蓋層進行切割，使該等感應晶片區相互分立而形成，該感應晶片具有該第一表面與該第二表面，該第一表面與該第二表面係相對，該感應晶片的第一表面包括該感應區，該感應晶片的第二表面位於該基板之表面；該覆蓋層位於該感應晶片的第一表面；該等插塞結構位於該感應晶片內，該等插塞結構的一端與該感應區電連接，該等插塞結構的另一端暴露於該感應晶片的第二表面，且該等插塞結構的另一端與該基板相連接。
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