指纹识别模块及封装方法、指纹识别模组及封装方法_3

文档序号:8299404阅读:来源:国知局
底12和位于衬底12上的连接电极13。
[0095]所述保护层11的材料可以为强化的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或掺杂的环氧树脂材料,所述保护层11为晶圆级保护层11,所述保护层11的尺寸与所述晶圆的尺寸相同。所述衬底12的材料可以为硅。
[0096]优选的,在步骤21之后,在步骤22之前,所述方法还包括:
[0097]步骤21a、在所述保护层11上形成硬膜(图3a至图3j中未图示)。
[0098]具体地,可通过化学气相沉积法(Chemical vapor deposit1n,简称CVD)或物理气相沉积法(Physical Vapor Deposit1n,简称PVD)在所述保护层11的其中一个表面上镀上类金刚石薄膜、氮化硅薄膜、碳化硅薄膜等硬膜来进一步加强晶圆级保护层11的硬度。
[0099]步骤22、将所述保护层11和所述晶圆具有连接电极13的一面进行键合。
[0100]如图3a所示,可通过热胶键合、氧化硅键合或玻璃浆料键合的方式将所述保护层11的另一表面和所述晶圆具有连接电极13的一面进行键合。
[0101]优选的,在步骤22之后,在步骤23之前,所述方法还可包括:
[0102]步骤22a、对所述衬底12进行减薄处理。
[0103]如图3b所示,具体地,可通过娃研磨工艺将所述晶圆的衬底12减薄到目标厚度,所述目标厚度的范围可以为20 μ m,当然还可以是其他目标厚度,在此不作限定。
[0104]步骤23、刻蚀所述衬底12形成衬底通孔,所述衬底通孔包括第一通孔al和第二通孔a2,其中,所述第一通孔al将所述连接电极13裸露出来,所述第二通孔a2贯穿所述衬底
12ο
[0105]如图3c所示,具体地,可通过光刻和硅刻蚀工艺在所述衬底12上形成衬底通孔,从而形成娃通孔(Through Silicon Vias,简称TSV)结构。
[0106]优选的,在步骤23之后,在步骤24之前,所述方法还包括:
[0107]步骤23a、在所述第一通孔al的表面、第二通孔a2的表面以及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底12的表面形成绝缘层15。
[0108]如图3(1所示,具体地,可通过化学气相沉积工艺(Chemical Vapor Deposit1n,简称CVD)或喷涂工艺,在第一通孔al的侧表面和底部表面、第二通孔a2的侧表面和底部表面以及刻蚀形成衬底通孔后的晶圆的衬底12上形成绝缘层15,所述绝缘层15的材料可以为二氧化硅、氮化硅或高分子材料等。由于衬底12的材料为硅,因此,在所述第一通孔al的表面以及第二通孔a2的表面形成绝缘层15能够防止衬底12与重布线图形16直接电连接时造成的短路或漏电流现象。
[0109]步骤23b、去除位于所述第一通孔al底部的所述绝缘层15,将所述连接电极13裸露出来。
[0110]如图3e所示,具体地,可通过干法刻蚀或激光去除位于第一通孔al底部的绝缘层15,以将所述晶圆的连接电极13裸露出来,使得后续工艺中形成的重布线图形能够与所述连接电极13电连接。
[0111]步骤24、在所述第一通孔al中及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底12上形成重布线图形16,所述重布线图形16和所述连接电极13电连接。
[0112]如图3f所示,具体地,可通过电镀的方法在所述第一通孔al中填充重布线材料以及在所述刻蚀形成衬底通孔后的衬底12表面形成重布线材料,之后将填充在第二通孔a2中的重布线材料以及衬底12表面的部分重布线材料进行刻蚀,形成重布线图形16。
[0113]本发明实施例提供的指纹识别模组通过硅通孔技术形成能容纳电连接焊线的空隙,从而使得焊线不会因受压迫而损坏。
[0114]优选的,在步骤24之后,在步骤25之前,所述方法还可包括:
[0115]步骤24a、在所述重布线图形16以及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底12上形成填充层17。
[0116]如图3g所示,所述填充层17可通过涂覆封装材料形成,所述封装材料可以为通常使用的塑封材料,例如:塑料或树脂等。所述填充层17覆盖所述重布线图形16和刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底12。在重布线图形16上形成填充层17的好处在于能够增加指纹识别模块的抗电衰弱性能,从而使得指纹识别模块更稳定,可靠性更高。
[0117]步骤24b、光刻所述填充层17以露出部分重布线图形16。
[0118]如图3h所示,通过曝光显影位于重布线图形16上的填充层17,以露出部分重布线图形16,以便后续工艺中植入的电连接衬垫与所述重布线图形16电连接。
[0119]步骤25、在所述重布线图形16上植入电连接衬垫18,形成晶圆级指纹识别芯片。
[0120]如图3i所示,具体地,所述电连接衬垫18可以是金属衬垫、金属凸点或焊球等中的任意一种,当所述电连接衬垫18是焊球时,可通过球栅阵列(Ball Grid Array,简称BGA)工艺在指纹识别晶圆具有重布线图形16的一面形成焊球阵列,以便后期形成指纹识别模组时能够与基板19进行高效的组装,所述焊球的材料可以为锡,当然还可以是其他金属材料,在此不作限定。具体地,所述电连接衬垫18形成于露出的部分重布线图形16上,以使得所述电连接衬垫18与露出的部分所述重布线图形16电连接,从而形成晶圆级指纹识别芯片。
[0121]步骤26、沿所述第二通孔a2对所述晶圆级指纹识别芯片进行切割,形成多个指纹识别t吴块。
[0122]如图3j所示,具体地,可利用切割刀具,例如:金刚石刀,沿晶圆级指纹识别芯片的第二通孔a2进行切割,使得一颗颗指纹识别模块进行分离,从而形成多个独立的指纹识别丰旲块O
[0123]步骤27、将基板19与所述电连接衬垫18进行焊接,以使所述基板19与所述指纹识别模块电连接。
[0124]如图5a所示,所述基板19具体可包括柔性电路板(Flexible Flat Cable,简称FPC)或印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)。具体地,所述基板19可连接至移动终端,将指纹识别模组采集到的指纹图像传输到所述移动终端进行识别。
[0125]需要说明的是,图5a中示出了位于保护层11表面上的硬膜111。
[0126]步骤28、在所述基板19和所述保护层11上形成金属支架20,所述金属支架20与所述基板19电连接,所述金属支架20具有金属支架通孔,所述金属支架通孔与所述指纹识别模块的感应区相对应,所述金属支架通孔将部分所述保护层11裸露出来。
[0127]如图5b所示,所述金属支架20与所述基板19连接的一端具有焊点,所述基板19上与金属支架20的焊点对应的地方也具有焊点,通过所述焊点可以将所述金属支架20与所述基板19电连接。优选的,为了增加金属支架20与基板19连接的可靠性,可通过粘合材料将所述金属支架20固定到所述基板19上。所述金属支架20具有金属支架通孔,所述金属支架通孔将部分所述保护层11裸露出来,裸露出来的保护层11与所述指纹识别模块的感应区域相对应,用于保护所述指纹识别模块的感应区,所述指纹识别模块可以是电容式指纹识别模块,当手指放到所述保护层11上面时,所述手指构成电容的一个极,所述指纹识别模块的感应区中具有电容的另一极,通过人体带有微电场与指纹识别模块的感应区间形成微电流,指纹的波峰波谷与指纹识别模块的感应区之间的距离形成电容高低差,从而描绘出指纹图像。所述指纹识别模块将采集到的指纹图像传输到移动终端等设备中进行识别。所述金属支架20除了起到支撑和保护指纹识别模块的作用外,当手指接触到指纹识别模块感应区上方的保护层的同时会接触到支架,形成脉冲回路,传导脉冲信号,起到驱动指纹识别模块作用,且能改善指纹识别模块的信噪比。需要说明的是,所述指纹识别模块还可以是光学式指纹识别模块或压感式指纹识别模块。
[0128]本发明实施例提供的指纹识别模组的封装方法,通过将高硬度的晶圆级保护层与晶圆进行键合,该保护层在指纹识别芯片晶圆级封装过程中形成,避免了后期单颗指纹识别芯片保护盖板的组装,降低了指纹识别模组的成本,此外,通过晶圆级硅通孔技术将用于电连接的重布线图形形成于通孔中,避免重布线图形由于受到压迫而损坏,提高了指纹识别模组电连接的可靠性,且保护层贴合于指纹识别模块的感应区上方,减小了手指接触面到指纹识别模块感应区之间的距离,提升了指纹识别模组的灵敏度和识别效率。
[0129]图5b是本发明实施例提供的一种指纹识别模组的封装结构图,所述指纹识别模组可采用上述实施例提供的指纹识别模组的封装方法制得,该指纹识别模组可应用于手机、平板电脑、笔记本电脑或媒体播放器等移动终端中,也可应用于ATM机等金融终端设备中。所述指纹识别模组包括指纹识别模块、基板19和金属支架20,其中,所述指纹识别模块包括保护层11、指纹识别芯片、重布线图形16和电连接衬垫18。
[0130]所述指纹识别芯片包括衬底12和位于衬底12上的连接电极13,所述指纹识别芯片贴附
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