晶圓級封裝結構和指紋識別裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種晶圓級封裝結構和指紋識別裝置，所述晶圓級封裝結構包括傳感芯片、介質層和焊線，所述傳感芯片上具有焊盤，所述傳感芯片中部凸伸一與所述介質層接觸的凸臺，以使所述傳感芯片邊緣與所述介質層之間形成一容納所述焊線的空隙，所述焊線于所述傳感芯片邊緣電連接所述焊盤。從而既使得焊線不會因受介質層壓迫而損壞，又不會影響介質層的平面度。相對于現(xiàn)有的硅穿孔技術，本實用新型的晶圓級封裝結構制造成本較低，生產良率較高（高達95%以上），以較低的成本解決了焊線與介質層之間的矛盾，極大的降低了應用于生物識別【技術領域】的晶圓級封裝結構的生產成本。
【專利說明】晶圓級封裝結構和指紋識別裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體封裝【技術領域】，尤其是涉及一種晶圓級封裝結構及具有該晶圓級封裝結構的指紋識別裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的迅速發(fā)展，智能終端中開始應用具有生物識別功能的芯片。生物識別技術需要生物與芯片之間直接物理接觸，如指紋識別裝置中，芯片的感應區(qū)域與手指之間有一層介質層，介質層與芯片表面的感應區(qū)域距離越近越好，最好是能夠緊密接觸。而如圖1所示的傳統(tǒng)的晶圓級封裝結構中，芯片10表面通常通過電連接焊線30而與封裝基板(圖未示)電連接，此時芯片10上方不能放置任何物體，否則會壓壞焊線30，而且突出于芯片10表面的焊線30也會影響介質層20的平面度，從而使得傳統(tǒng)的焊線工藝無法應用于生物識別的芯片。
[0003]現(xiàn)有技術中，有一種解決方案是采用硅穿孔技術代替焊線工藝，即利用硅穿孔結構來電連接芯片和封裝基板，從而芯片表面無需連接焊線，可以放置介質層，解決了焊線與介質層之間的矛盾。但是硅穿孔技術制造成本很高，并且生產良率較低，進而增加了晶圓級封裝結構的生產成本，不適用于中低端消費型終端設備。
實用新型內容
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種晶圓級封裝結構和指紋識別裝置，旨在以較低的成本解決焊線與介質層之間的矛盾，降低應用于生物識別【技術領域】的晶圓級封裝結構的生產成本。
[0005]為達以上目的，本實用新型提出一種晶圓級封裝結構，包括傳感芯片、介質層和焊線，所述傳感芯片上具有焊盤，所述傳感芯片中部凸伸一與所述介質層接觸的凸臺，以使所述傳感芯片邊緣與所述介質層之間形成一容納所述焊線的空隙，所述焊線于所述傳感芯片邊緣電連接所述焊盤。
[0006]優(yōu)選地，所述傳感芯片包括芯片本體和襯墊層，所述襯墊層覆蓋于所述芯片本體中部而形成所述凸臺，所述焊盤設于所述芯片本體上且位于所述傳感芯片邊緣。
[0007]優(yōu)選地，所述襯墊層內部設有縱向延伸的導電體以導通所述介質層和芯片本體。
[0008]優(yōu)選地，所述傳感芯片包括芯片本體、覆蓋于所述芯片本體表面的絕緣層和覆蓋于所述絕緣層表面的導電層，所述焊盤設于所述芯片本體上且位于所述凸臺內，所述絕緣層對應所述焊盤處設有通孔，所述導電層通過所述通孔電連接所述焊盤，并沿所述凸臺往所述傳感芯片邊緣延伸，所述焊線通過于所述傳感芯片邊緣連接所述導電層而電連接所述焊盤。
[0009]優(yōu)選地，所述傳感芯片還包括一保護層，所述保護層覆蓋于所述導電層上。
[0010]優(yōu)選地，所述凸臺中部設有缺口以露出所述芯片本體。
[0011]優(yōu)選地，所述凸臺中部設有縱向延伸的導電體以導通所述介質層和芯片本體。[0012]優(yōu)選地，所述凸臺側面為斜面。
[0013]優(yōu)選地，所述導電層為金屬層。
[0014]本實用新型同時提出一種指紋識別裝置，包括一晶圓級封裝結構，所述晶圓級封裝結構包括傳感芯片、介質層和焊線，所述傳感芯片上具有焊盤，所述傳感芯片中部凸伸一與所述介質層接觸的凸臺，以使所述傳感芯片邊緣與所述介質層之間形成一容納所述焊線的空隙，所述焊線于所述傳感芯片邊緣電連接所述焊盤。
[0015]本實用新型所提供的一種晶圓級封裝結構，通過在傳感芯片中部形成一凸臺，進而使得傳感芯片邊緣與介質層之間具有一空隙，該空隙可以容納電連接傳感芯片焊盤的焊線，既使得焊線不會因受介質層壓迫而損壞，又不會影響介質層的平面度。相對于現(xiàn)有的硅穿孔技術，本實用新型的晶圓級封裝結構制造成本較低，生產良率較高(高達95%以上)，以較低的成本解決了焊線與介質層之間的矛盾，極大的降低了應用于生物識別【技術領域】的晶圓級封裝結構的生產成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術中晶圓級封裝結構的結構示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的晶圓級封裝結構第一實施例的結構示意圖；
[0018]圖3是本實用新型的晶圓級封裝結構第二實施例的結構示意圖。
[0019]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0020]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]本實用新型的晶圓級封裝結構可以應用于各種需要進行半導體封裝的電子裝置，尤其適用于芯片表面需要放置介質層的生物識別類電子裝置，特別是指紋識別裝置。
[0022]參見圖2，提出本實用新型的晶圓級封裝結構第一實施例，所述晶圓級封裝結構包括傳感芯片100、介質層200和焊線(wire bond line)300。介質層200為介電材質,可以是陶瓷、玻璃等。傳感芯片100包括芯片本體110和覆蓋于芯片本體110中部的襯墊層120，芯片本體110周邊位置設有焊盤111，芯片本體110中部具有一感應區(qū)域，該感應區(qū)域內部具有感應電路112 ;襯墊層120為絕緣材質，可以是絕緣有機物或氧化物，通過沉積等工藝形成于芯片本體110上，且覆蓋于芯片本體110中部，從而形成一凸伸于傳感芯片100中部的凸臺，而焊盤111則位于傳感芯片100邊緣。該凸臺與介質層200緊密接觸，而傳感芯片100邊緣與介質層200之間則形成一空隙，焊線300于傳感芯片100邊緣與焊盤111電連接，剛好容置于所述空隙內，使得介質層200不會壓迫焊線300，既使得焊線300不會因壓迫受損，又不會影響介質層200的平面度。
[0023]襯墊層120內部設有若干縱向延伸的導電體121,其一端抵接介質層200,另一端抵接芯片本體110而與其內部的感應電路112導通，以使介質層200和芯片本體110導通，實現(xiàn)電信號傳送。在某些實施例中，也可以在襯墊層120上對應芯片本體110感應電路112的位置設置若干孔以露出芯片本體110，以使介質層200與芯片本體110之間通過芯片本體110內部的感應電路112的電場來傳遞電信號，但這種方式會使得襯墊層120的高度(及凸臺的高度)受限。
[0024]本實施例的晶圓級封裝結構，通過在傳感芯片100的芯片本體110中部設置一襯墊層120，而使得傳感芯片100中部形成一凸臺，進而使傳感芯片100邊緣與介質層200之間形成一空隙，焊線300則容置于空隙內而與傳感芯片100邊緣的焊盤111電連接。使得介質層200不會壓迫焊線300，既使得焊線300不會因壓迫受損，又不會影響介質層200的平面度，解決了焊線300與介質層200之間的矛盾。
[0025]參見圖3，提出本實用新型的晶圓級封裝結構第二實施例，所述晶圓級封裝結構包括傳感芯片100、介質層200和焊線300。介質層200為介電材質，可以是陶瓷、玻璃等。
[0026]傳感芯片100中部凸伸一與介質層200緊密接觸的凸臺，以使傳感芯片100邊緣與介質層200之間形成一空隙，凸臺側面優(yōu)選為斜面。傳感芯片100包括芯片本體110、覆蓋于芯片本體Iio表面的絕緣層130和覆蓋于絕緣層130表面的導電層140，芯片本體110周邊位置設有焊盤111，且焊盤111位于凸臺內部，芯片本體110中部具有一感應區(qū)域，該感應區(qū)域內部具有感應電路112 ;絕緣層130由樹脂等絕緣材料制成，導電層140優(yōu)選圖案化的金屬層，絕緣層130對應焊盤111處設有通孔，導電層140通過該通孔電連接焊盤111，并沿凸臺斜面向下往傳感芯片100邊緣延伸，焊線300于傳感芯片100邊緣連接導電層140，進而電連接焊盤111。由于傳感芯片100邊緣與介質層200之間具有空隙，因此焊線140剛好容置于該空隙內，不會被介質層200壓迫，既使得焊線300不會因壓迫受損，又不會影響介質層200的平面度。
[0027]凸臺中部設有缺口 101，該缺口 101剛好露出芯片本體110的感應區(qū)域，以使介質層200與芯片本體110之間通過芯片本體110內部的感應電路112的電場來傳遞電信號，由于覆蓋于芯片本體110表面的絕緣層130和導電層140較薄，因此介質層200與芯片本體110的距離極小，不會影響它們之間的電信號傳遞。在某些實施例，也可以在凸臺中部設置若干縱向延伸的導電體，其一端抵接介質層200，另一端抵接芯片本體110而與其內部的感應電路112導通，以使介質層200和芯片本體110導通，實現(xiàn)電信號傳送。
[0028]進一步地，傳感芯片100還包括一覆蓋于導電層140上的保護層150，以保護導電層140免于受損和氧化。保護層150優(yōu)選樹脂等鈍化物質。
[0029]本實施例中的傳感芯片100的加工方法包括以下步驟:
[0030]首先，通過干法蝕刻(dry etch)或機械加工等加工工藝,對芯片本體110的邊緣進行加工，從而形成一凸臺，該凸臺側面優(yōu)選呈斜面，焊盤111位于凸臺表面。
[0031]接著，在芯片本體110表面通過沉積等工藝形成一絕緣層130，并在絕緣層130上對應焊盤111處形成一通孔以露出焊盤111。
[0032]然后，在絕緣層130上通過沉積工藝形成導電層140 (如金屬層)，并通過光刻蝕刻方法進行圖案化，形成RDL線路。且導電層140通過絕緣層130上的通孔與焊盤111連接，并沿凸臺斜面向下往凸臺底部(即傳感芯片100邊緣)延伸，從而相當于將焊盤111延伸到傳感芯片100邊緣。
[0033]最后，在導電層上沉積樹脂等鈍化物作為保護層，保護導電層。傳感芯片的凸臺最終成型，再在凸臺中部形成一缺口露出芯片本體表面，以使芯片本體和介質層導通。
[0034]本實施例的晶圓級封裝結構，通過對傳感芯片100的芯片本體110進行加工而形成一凸臺，使得傳感芯片100邊緣與介質層200之間形成一空隙，并在芯片本體110上形成一與焊盤111電連接的導電層140并延伸到傳感芯片100邊緣，焊線300則容置于空隙內并于傳感芯片100邊緣與導電層140電連接。從而使得介質層200不會壓迫焊線300，既使得焊線300不會因壓迫受損，又不會影響介質層200的平面度，解決了焊線300與介質層200之間的矛盾。
[0035]據(jù)此，本實用新型的晶圓級封裝結構，通過在傳感芯片100中部形成一凸臺，進而使得傳感芯片100邊緣與介質層200之間具有一空隙，該空隙可以容納電連接傳感芯片100焊盤111的焊線300，既使得焊線300不會因受介質層200壓迫而損壞，又不會影響介質層200的平面度。相對于現(xiàn)有的硅穿孔技術，本實用新型的晶圓級封裝結構制造成本較低，生產良率較高(高達95%以上)，整體加工成本比硅穿孔技術降低約50%。最終以較低的成本解決了焊線300與介質層200之間的矛盾，極大的降低了應用于生物識別【技術領域】的晶圓級封裝結構的生產成本。
[0036]本實用新型同時提出一種指紋識別裝置，其包括一晶圓級封裝結構。所述晶圓級封裝結構包括傳感芯片、介質層和焊線，所述傳感芯片上具有焊盤，所述傳感芯片中部凸伸一與所述介質層接觸的凸臺，以使所述傳感芯片邊緣與所述介質層之間形成一容納所述焊線的空隙，所述焊線于所述傳感芯片邊緣電連接所述焊盤。本實施例中所描述的晶圓級封裝結構為本實用新型中上述實施例所涉及的晶圓級封裝結構，在此不再贅述。
[0037]據(jù)此，本實用新型的指紋識別裝置，對其晶圓級封裝結構進行了改進，通過在傳感芯片中部形成一凸臺，進而使得傳感芯片邊緣與介質層之間具有一空隙，該空隙可以容納電連接傳感芯片焊盤的焊線，既使得焊線不會因受介質層壓迫而損壞，又不會影響介質層的平面度。相對于現(xiàn)有的硅穿孔技術，本實用新型的晶圓級封裝結構制造成本較低，生產良率較高(高達95%以上)，整體加工成本比硅穿孔技術降低約50%。從而以較低的成本解決了焊線與介質層之間的矛盾，極大的降低了指紋識別裝置的生產成本。
[0038]應當理解的是，以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，不能因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種晶圓級封裝結構，包括傳感芯片、介質層和焊線，所述傳感芯片上具有焊盤，其特征在于:所述傳感芯片中部凸伸一與所述介質層接觸的凸臺，以使所述傳感芯片邊緣與所述介質層之間形成一容納所述焊線的空隙，所述焊線于所述傳感芯片邊緣電連接所述焊盤。
2.根據(jù)權利要求1所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述傳感芯片包括芯片本體和襯墊層，所述襯墊層覆蓋于所述芯片本體中部而形成所述凸臺，所述焊盤設于所述芯片本體上且位于所述傳感芯片邊緣。
3.根據(jù)權利要求2所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述襯墊層內部設有縱向延伸的導電體以導通所述介質層和芯片本體。
4.根據(jù)權利要求1所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述傳感芯片包括芯片本體、覆蓋于所述芯片本體表面的絕緣層和覆蓋于所述絕緣層表面的導電層，所述焊盤設于所述芯片本體上且位于所述凸臺內，所述絕緣層對應所述焊盤處設有通孔，所述導電層通過所述通孔電連接所述焊盤，并沿所述凸臺往所述傳感芯片邊緣延伸，所述焊線通過于所述傳感芯片邊緣連接所述導電層而電連接所述焊盤。
5.根據(jù)權利要求4所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述傳感芯片還包括一保護層，所述保護層覆蓋于所述導電層上。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述凸臺中部設有缺口以露出所述芯片本體。
7.根據(jù)權利要求4或5所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述凸臺中部設有縱向延伸的導電體以導通所述介質層和芯片本體。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述凸臺側面為斜面。
9.根據(jù)權利要求4或5所述的晶圓級封裝結構，其特征在于:所述導電層為金屬層。
10.一種指紋識別裝置，其特征在于:包括如權利要求1-9任一項所述的晶圓級封裝結構。
【文檔編號】G06K9/00GK203674206SQ201420009042
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2014年1月7日
【發(fā)明者】吳寶全, 柳玉平, 龍衛(wèi) 申請人:深圳市匯頂科技股份有限公司