传感芯片封装组件、其制备方法和电子设备与流程

本发明属于电子领域，具体而言，本发明涉及一种传感芯片封装组件、其制备方法和电子设备。

背景技术：

目前，用于安全识别领域的生物识别芯片可以用于智能手持设备。通常，需要在生物芯片识别区域与手指之间设置一个介质层，而且介质层与芯片表面感应区之间比较近的距离可以实现比较精确的识别效果。

然而，目前指纹识别芯片的封装和介质层玻璃贴合工艺依次进行的，这使得比较难以控制介质层与生物识别芯片表面感应区之间的距离。

因此，现有的生物识别芯片的封装技术仍有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种传感芯片封装组件、其制备方法和电子设备，该传感芯片封装组件的介质层与传感芯片表面的感应区域距离较近，从而可以实现更好的生物识别例如指纹识别效果。

在本发明的第一个方面，本发明提出了一种传感芯片封装组件。根据本发明的实施例，该传感芯片封装组件包括：基板、传感芯片、介质层和封装材料，所述基板的上表面形成有基板上焊盘；所述传感芯片设置在所述基板的上表面；所述介质层贴合在所述传感芯片的上表面；所述封装材料包覆所述基板、所述传感芯片以及所述介质层，并且所述基板下表面和所述介质层的上表面未被所述封装材料包覆，其中，所述传感芯片包括：凸出部、传感芯片焊盘、感应电路和焊线，所述凸出部形成在所述传感芯片的上表面；所述传感芯片焊盘形成于所述传感芯片的上表面；所述感应电路与所述介质层形成电连接；所述焊线分别连接所述基板上焊盘和所述传感芯片焊盘，用于使所述基板上表面焊盘和所述传感芯片焊盘形成电连接。

根据本发明实施例的传感芯片封装组件的介质层与传感芯片表面的感应区域距离较近，从而可以实现更好的生物识别例如指纹识别效果。

另外，根据本发明上述实施例的传感芯片封装组件还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述介质层是由介电常数大于7的无机材料或者有机材料形成的。由此，可以显著提高传感芯片封装组件的生物识别例如指纹识别效果。

在本发明的一些实施例中，所述介质层是由蓝宝石玻璃、钢化玻璃或者陶瓷玻璃形成的。由此，可以进一步提高传感芯片封装组件的生物识别例如指纹识别效果。

在本发明的一些实施例中，所述的传感芯片封装组件进一步包括：第一粘合层，所述第一粘合层设置在所述基板上表面与所述传感芯片之间，用于连接所述基板上表面和所述传感芯片；以及第二粘合层，所述第二粘合层设置在所述介质层与所述凸出部之间，用于将所述介质层贴合在所述传感芯片的上表面，其中，所述第一粘合层和所述第二粘合层分别独立地由选自环氧树脂粘合胶、芯片粘接薄膜、FOW和FOD中的至少一种形成。由此，可以进一步提高传感芯片封装组件的生物识别例如指纹识别效果。

在本发明的一些实施例中，所述第一粘合层和所述第二粘合层的厚度分别独立地为20微米以下。由此，可以进一步提高传感芯片封装组件的生物识别例如指纹识别效果。

在本发明的一些实施例中，所述封装材料为环氧树脂。由此，可以进一步提高传感芯片封装组件的可靠性。

在本发明的一些实施例中，所述传感芯片焊盘形成在所述凸出部的上表面，所述传感芯片进一步包括：导电层，所述导电层形成在所述凸出部和所述传感芯片上表面的至少一部分上，并且所述导电层的至少一部分与所述传感芯片焊盘形成电连接，其中，所述焊线与形成所述传感芯片上表面的部分所述导电层相连。由此，可以进一步提高传感芯片封装结构的可靠性。

在本发明的一些实施例中，所述的传感芯片封装组件进一步包括：绝缘层，所述绝缘层设置在所述导电层的下表面的至少一部分；以及保护层，所述保护层设置在所述导电层的上表面的至少一部分。由此，可以进一步提高传感芯片封装结构的可靠性。

在本发明的一些实施例中，所述绝缘层进一步包括：通孔，所述通孔形成在所述绝缘层上，用于使所述导电层与所述传感芯片焊盘形成电连接。由此，可以进一步提高传感芯片封装结构的可靠性。

在本发明的第二个方面，本发明提出了制备上述所述传感芯片封装组件的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将传感芯片形成在基板的上表面；(2)将介质层贴合在所述传感芯片的上表面，以便得到的芯片组件；以及(3)利用封装材料对所述芯片组件进行封装，以便使得所述封装材料包覆所述基板、所述传感芯片以及所述介质层，并且所述基板的下表面和所述介质层的上表面未被所述封装材料包覆，以便获得所述传感芯片封装组件。

根据本发明实施例的制备传感芯片封装组件的方法可以制备得到上述具有优异生物识别例如指纹识别效果的传感芯片封装组件，并且可以显著降低整个产品的生产周期。

另外，根据本发明上述实施例的制备传感芯片封装组件的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，步骤(3)进一步包括：(3-A)将所述芯片组件置于第一模具中，并且使得所述芯片组件的介质层与所述第一模具的上端贴合；(3-B)向所述第一模具中填充液态的封装材料；以及(3-C)将步骤(3-B)得到的填充有封装材料的芯片组件进行固化，以便获得所述芯片封装组件。由此，可以进一步降低产品生产周期。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)进一步包括：(3-a)将所述芯片组件置于第二模具中；(3-b)向所述第二模具中填充液态的封装材料；(3-c)将步骤(3-b)得到的填充有封装材料的芯片组件进行固化；以及(3-d)将步骤(3-c)得到的固化件进行表面处理，以便露出所述固化件的介质层的上表面，获得所述芯片封装组件。由此，可以进一步降低产品生产周期。

在本发明的第三个方面，本发明提出了一种具有指纹识别功能的电子设备。根据本发明的实施例，所述电子设备包括上述所述的传感芯片封装组件。由此，该具有指纹识别功能的电子设备具有优异的指纹识别效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的传感芯片封装组件的结构示意图；

图2是根据本发明又一个实施例的传感芯片封装组件的结构示意图；

图3是根据本发明再一个实施例的传感芯片封装组件的结构示意图；

图4是根据本发明再一个实施例的传感芯片封装组件的结构示意图；

图5是根据本发明再一个实施例的传感芯片封装组件的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的制备传感芯片封装组件的流程示意图；

图7是根据本发明再一个实施例的制备传感芯片封装组件的流程示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的制备传感芯片封装组件的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的第一个方面，本发明提出了一种传感芯片封装组件。根据本发明的实施例，参照图1，该传感芯片封装组件包括：基板100、传感芯片200、介质层300和封装材料400。根据本发明的具体实施例，基板100的上表面形成有基板上焊盘11，传感芯片200设置在基板100的上表面，介质层300贴合在传感芯片200的上表面，封装材料400包覆在基板100、传感芯片200和介质层300，并且基板100下表面和基质层300的上表面未被封装材料400包覆，其中，传感芯片200包括凸出部21、传感芯片焊盘22、感应电路23和焊线24，凸出部21形成在传感芯片200的上表面，传感芯片焊盘22形成于传感芯片200的上表面，感应电路23与介质层300形成电连接，焊线24分别连接基板上焊盘11和传感芯片焊盘22，用于使基板上焊盘11和传感芯片焊盘22形成电连接。发明人发现，通过在传感芯片的上表面形成凸出部，可以使得传感芯片边缘与介质层之间具有一空隙，并且通过将传感芯片焊盘设置在该空隙内的传感芯片的边缘上，较现有将传感芯片焊盘设置于与介质 层接触的传感芯片上表面相比，本发明的传感芯片封装组件不仅使得焊线不会因受介质层的压迫而损坏，而且可以显著降低介质层与传感芯片之间的距离，从而可以实现更好的生物识别例如指纹识别效果。

需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对基板的材质进行选择。

根据本发明的实施例，形成介质层300的材料并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，介质层300可以由介电常数大于7的无机材料或者有机材料形成的，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，介质层可以是由蓝宝石玻璃、钢化玻璃或者陶瓷玻璃形成的。发明人发现，选择该材质的介质层可以明显优于其他类型显著提升传感芯片封装组件的生物识别例如指纹识别效果。

根据本发明的实施例，封装材料400的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，封装材料400可以为环氧树脂。发明人发现，该类型的封装材料具有良好的化学稳定性，并且导热性能好、热膨胀系数小，同时具有较好的机械强度，便于加工，另外价格低廉，便于自动化生产等，由此，选择该类型的封装材料可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。

根据本发明的实施例，焊线24的具体类型并不受特别限制，只要能够有效实现电连接即可，根据本发明的一个实施例，焊线24包括但不限于金线、铝线、铜线、铝-镁-硅合金线和铝-铜合金线的至少之一。由此，能够实现稳定的电连接。

参考图2，根据本发明实施例的传感芯片封装组件进一步包括第一粘合层500和第二粘合层600，根据本发明的具体实施例，第一粘合层500设置在基板100上表面与传感芯片200之间，用于将连接基板100上表面和传感芯片200，第二粘合层600设置在介质层300与凸出部21之间，用于将介质层300贴合在传感芯片200的上表面。

根据本发明的实施例，第一粘合层500和第二粘合层600的材料并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，第一粘合层500和第二粘合层600的材料可以分别独立地由选自环氧树脂粘合胶、芯片粘接薄膜、FOW和FOD中的至少一种形成。发明人发现，该类型的粘合层可以显著提高基板与传感芯片、传感芯片与介质层之间的结合力，并且具有良好的导热性能，由此，选择该类型的粘合层可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。

根据本发明的实施例，第一粘合层500和第二粘合层600的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，第一粘合层500和第二粘合层600的厚度可以分别独立地为20微米以下。发明人通过大量实验意外发现，该厚度范围的粘合层不仅可以保证基板与传感芯片、传感芯片与介质层之间有力的结合，而且不会影响介质层和传感芯片之间指纹信号的传递，由此，可以进一步提高传感芯片封装 组件的稳定性和可靠性。

参考图3，根据本发明实施例的传感芯片封装组件的传感芯片200上的传感芯片焊盘22可以形成在凸出部21的上表面。根据本发明的实施例，传感芯片200可以进一步包括导电层25，根据本发明的具体实施例，导电层25可以形成在凸出部21和传感芯片200上表面的至少一部分上，并且导电层25的至少一部分与传感芯片焊盘22形成电连接。根据本发明的一个实施例，该导电层25的厚度可以根据实际需要进行选择，优选以不影响介质层300与传感芯片200感应区域之间的信号传递。根据本发明的一个实施例，导电层25的至少一部分与传感芯片焊盘22可以以接触或产生磁效应的方式形成电连接，并且焊线24与形成在传感芯片200上表面部分的导电层25相连。根据本发明的一个实施例，导电层25也可以为设置在凸出部21侧面的可以用于连接传感芯片焊盘22与焊线24的软质电线或其他具有韧性的导线。由此，可以使得传感芯片封装组件的介质层与传感芯片表面的感应区域距离较近，从而可以实现更好的生物识别例如指纹识别效果。根据本发明的实施例，导电层25的具体材质并不受特别限制，只要能够有效实现电连接即可，根据本发明的一个实施例，导电层25的材质包括但不限于金、铝、铜、铝-镁-硅合金和铝-铜合金的至少之一。由此，能够实现稳定的电连接。

参考图4，根据本发明的实施例，传感芯片200进一步包括绝缘层26和保护层27，根据本发明的具体实施例，绝缘层26可以设置在导电层25下表面的至少一部分上，保护层27可以设置在导电层25上表面的至少一部分上。根据本发明的一个实施例，该绝缘层26和保护层27的厚度可以根据实际需要进行选择，优选以不影响介质层300与传感芯片200感应区域之间的信号传递。根据本发明的实施例，绝缘层26的材质并不受特别限制，只要能够有效实现绝缘即可，根据本发明的一个实施例，绝缘层26的材质包括但不限于树脂等绝缘材料。根据本发明的实施例，保护层27的材质并不受特别限制，只要能够有效保护导电层25免于受损和氧化即可，根据本发明的一个实施例，保护层的材质包括但不限于树脂等钝化物质。

参考图5，根据本发明的实施例，绝缘层26进一步包括通孔28，根据本发明的具体实施例，通孔28可以形成在绝缘层26上，且用于使导电层25与传感芯片焊盘22形成电连接，具体而言，通孔28可以形成在绝缘层26上的对应传感芯片焊盘22的位置。

在本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备传感芯片封装组件的方法。参考图6，根据本发明实施例的制备传感芯片封装组件的方法包括：

S100：将传感芯片形成在基板的上表面

根据本发明的实施例，可以通过第一粘合剂将传感芯片形成在基板的上表面。根据本 发明的实施例，第一粘合剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，第一粘合剂可以分别独立地由选自环氧树脂粘合胶、芯片粘接薄膜、FOW和FOD中的至少一种。发明人发现，该类型的粘合剂可以显著提高基板与传感芯片之间的结合力，并且具有良好的导热性能，由此，选择该类型的粘合剂可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。根据本发明的具体实施例，传感芯片可以为上述描述的传感芯片200。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对基板的材质进行选择。

根据本发明的实施例，第一粘合剂形成粘合层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，粘合层的厚度可以分别独立地为20微米以下。发明人通过大量实验意外发现，该厚度范围的粘合层可以保证基板与传感芯片之间有力的结合，由此，可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。

S200：将介质层贴合在传感芯片的上表面

根据本发明的实施例，可以通过第二粘合剂将介质层贴合在传感芯片的上表面，从而可以得到芯片组件。根据本发明的实施例，第二粘合剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，第二粘合剂可以分别独立地由选自环氧树脂粘合胶、芯片粘接薄膜、FOW和FOD中的至少一种。发明人发现，该类型的粘合剂可以显著提高传感芯片与介质层之间的结合力，并且具有良好的导热性能，由此，选择该类型的粘合剂可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。根据本发明的实施例，形成介质层300的材料并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，介质层可以由介电常数大于7的无机材料或者有机材料形成的，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，介质层可以是由蓝宝石玻璃、钢化玻璃或者陶瓷玻璃形成的。发明人发现，选择该材质的介质层可以明显优于其他类型显著提升传感芯片封装组件的生物识别例如指纹识别效果。

根据本发明的实施例，第二粘合剂形成粘合层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，粘合层的厚度可以分别独立地为20微米以下。发明人通过大量实验意外发现，该厚度范围的粘合层不仅可以保证传感芯片与介质层之间有力的结合，而且不会影响介质层和传感芯片之间生物信号例如指纹信号的传递，由此，可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。

S300：利用封装材料对芯片组件进行封装

根据本发明的实施例，利用封装材料对上述得到的芯片组件进行封装，以便使得封装材料包覆基板、传感芯片以及介质层，并且基板的下表面和介质层的上表面未被封装材料包覆，从而可以获得传感芯片封装组件。

根据本发明的实施例，封装材料的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个实施例，封装材料可以为环氧树脂。发明人发现，该类型的封装材料具有良好的化学稳定性，并且导热性能好、热膨胀系数小，同时具有较好的机械强度，便于加工，另外价格低廉，便于自动化生产等，由此，选择该类型的封装材料可以进一步提高传感芯片封装组件的稳定性和可靠性。

参考图7，步骤S300可以按照下列步骤进行：

S310：将芯片组件置于第一模具中，并且使得芯片组件的介质层与第一模具的上端贴合

根据本发明的实施例，将步骤S200所得芯片组件置于第一模具中，并且使得芯片组件的介质层与第一模具的上端贴合。由此，可以使得后续步骤中所得固化件的介质层的上表面露出，而不需要对其进行表面处理。需要说明的是，本文中的“第一模具”可以为本领域技术人员根据实际需要所选择的用于封装的任何模具。

S320：向第一模具中填充液态的封装材料

根据本发明的实施例，向第一模具中填充液态的封装材料。根据本发明的具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对液态封装材料的填充量以及填充压力、温度等条件进行调整。

S330：将填充有封装材料的芯片组件进行固化

根据本发明的实施例，将上述得到的填充有封装材料的芯片组件进行固化，从而可以获得传感芯片封装组件。根据本发明的具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对固化时间、固化温度和固化压力等条件进行调整。

参考图8，步骤S300还可以按照下列步骤进行：

S310A：将芯片组件置于第二模具中

根据本发明的实施例，将芯片组件置于第二模具中。需要说明的是，本文中的“第二模具”可以为本领域技术人员根据实际需要所选择的用于封装的任何模具。

S320A：向第二模具中填充液态的封装材料

根据本发明的实施例，向第二模具中填充液态的封装材料。根据本发明的具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对液态封装材料的填充量以及填充压力、温度等条件进行调整。

S330A：将填充有封装材料的芯片组件进行固化

根据本发明的实施例，将上述得到的填充有封装材料的芯片组件进行固化，从而可以固化件。根据本发明的具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对固化时间、固化温度和固化压力等条件进行调整。

S340A：将固化件进行表面处理

根据本发明的实施例，将得到的固化件进行表面处理，以便露出固化件的介质层的上表面，从而可以获得传感芯片封装组件。根据本发明的具体实施例，可以采用研磨或刻蚀的工艺对固化件进行表面处理。

根据本发明实施例的制备传感芯片封装组件的方法通过将传感芯片与介质层贴合后再进行封装，较传统先进行封装再贴合介质层的工艺相比，本发明可以显著提高传感芯片与介质层间的贴合精度，同时通过在传感芯片上表面设置凸出部，使得传感芯片边缘与介质层之间具有一空隙，并且将传感芯片焊盘设置在该空隙内的传感芯片的边缘上，并将传感芯片焊盘设置在传感芯片边缘上，较现有将传感芯片焊盘设置于与介质层接触的传感芯片上表面工艺相比，本发明的传感芯片封装组件不仅使得焊线不会因受介质层的压迫而损坏，而且可以有效解决传感芯片与介质层之间距离较远的问题，从而得到介质层与传感芯片表面的感应区域距离较近的传感芯片封装组件，进而得到具有优异生物识别例如指纹识别效果的传感芯片封装组件，另外通过将介质层与传感芯片的贴合和芯片封装融为一体，可以明显缩短前后段工序之间的时间差，从而降低产品的生产周期。

在本发明的第三个方面，本发明提出了一种具有指纹识别功能的电子设备。根据本发明的实施例，该具有指纹识别功能的电子设备包括上述的传感芯片封装组件。由此，该具有指纹识别功能的电子设备具有优异的指纹识别效果。本领域技术人员能够理解的是，前面针对传感芯片封装组件和制备传感芯片封装组件的方法所描述的特征和优点同样适用于该指纹识别功能的电子设备，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。