一种指纹识别芯片的封装结构的制作方法

本实用新型涉及一种指纹识别芯片的封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。

背景技术：

指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴别的技术；由于人体指纹具有唯一性及不变性，使得指纹识别具有安全性好、可靠性高、使用方便的特点，目前已经被广泛应用于智能手机、平板电脑等移动终端上。

由于手指按压时指纹识别芯片会承受压力，芯片需要维持厚度比较厚(通常不小于250um)，否则整体结构的强度不够，在受力时芯片容易断裂；芯片太厚直接影响了指纹识别在超薄型移动终端，特别是设置于显示屏玻璃下的指纹识别智能手机上的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服当前指纹识别芯片的封装技术不足，提供一种能够有效降低指纹识别芯片的封装厚度、同时显著提升封装结构强度的封装结构。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构，其包括指纹识别芯片，所述指纹识别芯片的背面植有金属连接件，其内部设置纵向贯穿指纹识别芯片的硅通孔互联结构，

还包括框架和包封体，所述框架设置在指纹识别芯片的外围，其呈环状，所述框架的正面与指纹识别芯片的功能面齐平，

所述包封体包覆指纹识别芯片和框架，并且露出指纹识别芯片的功能面、框架的背面、指纹识别芯片的金属连接件的焊接面；

所述指纹识别芯片的功能面的裸露表面设置高介电常数材料的表面覆盖层， 所述表面覆盖层向外延展并覆盖框架的背面。

可选地，所述框架包括框架基座和金属凸点，所述金属凸点设置于框架基座的背面。

可选地，所述金属凸点的纵截面呈正方形、长方形、梯形。

可选地，所述包封体露出金属凸点的焊接面。

可选地，所述框架基座的材料是Cu、Fe、Ni、FeNi、玻璃、陶瓷、纤维板，金属凸点的材料是Cu、Fe、Ni、FeNi。

可选地，所述框架基座的材料是Cu、Fe、Ni、FeNi、W、玻璃、陶瓷、纤维板，金属凸点的材料是Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnBi、In。

可选地，所述框架基座的外侧边和/或端头设置加强筋。

可选地，所述加强筋与框架基座、金属凸点一体构成。

可选地，所述框架基座和金属凸点、加强筋的材料同为Cu、Fe、Ni、FeNi、W的一种或几种组合。

可选地，所述框架基座是非连续的。

相比与现有方案，本实用新型的技术方案具有以下优点：

1）在封装体内部植入了框架，提高了整个指纹识别芯片的封装结构的刚性；减少了整体结构刚度对芯片及封装体的厚度的依赖，这样可以有效降低指纹识别芯片及封装体的厚度；

2）框架露出包封体的顶端部分具有可焊接性，可以在组装时焊接在基板上，提供了额外的支撑力，从而提高了指纹识别模块承受手指按压的能力，这样即使在减薄指纹识别芯片及其封装厚度的情况下也不影响结构刚性，符合产品薄形化发展趋势；

3）封装体内留有加强筋，提升了封装体抵抗翘曲变形的能力，这有利于降低指纹识别芯片及封装体的厚度。

附图说明

图1A至图1D、图2为本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构的实施例一的示意图；

图3A为本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构的实施例二的示意图；

图3B为本实用新型指纹识别芯片封装结构的实施例二焊接在基板上的示意图；

图4为本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构的实施例二的变形的示意图；

5A至图5D、图6为本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构的实施例三的示意图；

图7A为本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构的实施例四的示意图；

图7B为本实用新型指纹识别芯片封装结构的实施例四焊接在基板上的示意图；

图8为本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构的实施例四的变形的示意图。

图中：

框架100

框架基座101

金属凸点102

指纹识别芯片200

芯片功能面 201

硅通孔互联结构220

金属连接件230

包封体400

表面覆盖层 500

基板 600

焊接点 601。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例一

本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构，如图1 A至图1D、图2所示，指纹识别芯片200的背面203设置金属连接件230，其硅通孔(TSV) 互联结构 220纵向贯穿设置在指纹识别芯片200的内部，使电信号可以从芯片正面功能面201导通到芯片背面。框架100设置在指纹识别芯片200的外围，所述框架100的正面与指纹识别芯片的功能面201齐平。框架100的横截面形状呈环状、U状、L状或一字状，如图1A至图1D所示，为本实用新型指纹识别芯片封装结构的框架100设计的布局示意图。框架100可以通过冲压成型、注模成型、铣削成型、焊接成型、压合成型等方法制作，也可以结合光刻、半腐蚀、腐蚀等引线框架、基板类似的方法制作。指纹识别芯片200的位置及距离可以按照要求进行排布。

框架100包括框架基座101，框架基座101框架基座101的材料是具有刚性较强如Cu、Fe、Ni、FeNi、W、玻璃、陶瓷、纤维板等，能够给整个封装结构提供足够的刚性。包括但不局限于树脂的包封体400包覆指纹识别芯片200，并且露出指纹识别芯片的功能面201，其表面设置表面覆盖层500。表面覆盖层500优先选用高介电常数的材料，在保护芯片的同时起到提高指纹识别灵敏性的作用。该表面覆盖层500向外延展并覆盖框架100的背面。

实施例二

图3A为本实用新型一种指纹识别芯片封装结构的实施例二的示意图，其与实施例一的区别在于，框架基座101的背面设置金属凸点102。金属凸点102的纵截面呈正方形、长方形、梯形等形状。该金属凸点102的焊接面露出包封体400，金属凸点102的材料可以是具有可被焊接性的材料，如Cu、Fe、Ni、FeNi、W等，也可以是本身具有可焊接性的材料，如Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnBi、In等。框架100也可以是框架基座101和金属凸点102一体构成，其材料同为Cu、Fe、Ni、FeNi、W的一种或几种组合。框架100的金属凸点102焊接面的大小、疏密与指纹识别芯片200的金属连接件230的焊接面的设计可以相同，也可以根据实际情况，各自设计。

应用时，将金属凸点102与金属连接件230露出包封体400的部分通过焊接点 601焊接在基板 600上，增加了指纹识别芯片的封装体与基板 600的结合点，增强了封装结构的可靠性。如图3B所示，为本实用新型指纹识别芯片封装焊接在基板600上的示意图，金属凸点102与基板600之间的焊接点601提供了额外的支撑，分担了手指按压过程中施加在指纹识别芯片200上的应力。

如果框架100已经能够提供足够刚性的情况下，仅将指纹识别芯片200的金属连接件230露出包封体400的部分焊接在基板600上已经可以满足应力承载要求，这时也可以选择不将金属凸点102露出包封体400，如图4。

实施例三

本实用新型一种指纹识别芯片的封装结构，如图5 A至图5D、图6所示，指纹识别芯片200的背面203设置金属连接件230，其硅通孔(TSV) 互联结构 220纵向贯穿设置在指纹识别芯片200的内部，使电信号可以从芯片正面功能面201导通到芯片背面。框架100设置在指纹识别芯片200的外围，所述框架100的正面与指纹识别芯片的功能面201齐平。框架100的横截面形状呈环状、U状、L状或一字状，如图5A至图5D所示，为本实用新型指纹识别芯片封装结构的框架100设计的布局示意图。指纹识别芯片200的位置及距离也可以按照要求进行排布。

框架100包括框架基座101、加强筋103，加强筋103设置在框架基座101的外侧边和/或端头，如图5A至图5D所示。框架100可以通过冲压成型、注模成型、铣削成型、焊接成型、压合成型等方法制作，也可以结合光刻、半腐蚀、腐蚀等引线框架、基板类似的方法制作。框架基座101的材料是具有刚性较强如Cu、Fe、Ni、FeNi、W、玻璃、陶瓷、纤维板等，能够给整个封装结构提供足够的刚性。

包括但不局限于树脂的包封体400包覆指纹识别芯片200，并且露出指纹识别芯片的功能面201、框架100的背面、指纹识别芯片200的金属连接件230的焊接面。其表面设置表面覆盖层500，优先选用高介电常数的材料，在保护芯片的同时起到提高指纹识别灵敏性的作用。该表面覆盖层500向外延展并覆盖框架100的背面。

实施例四

图7A为本实用新型一种指纹识别芯片封装结构的实施例二的示意图，其与实施例一的区别在于，框架基座101的背面设置金属凸点102。金属凸点102的纵截面呈正方形、长方形、梯形等形状。该金属凸点102的焊接面露出包封体400，框架100的金属凸点102焊接面的大小、疏密与指纹识别芯片200的金属连接件230的焊接面的设计可以相同，也可以根据实际情况，各自设计。金属凸点102的材料可以是具有可被焊接性的材料，如Cu、Fe、Ni、FeNi、W等，也可以是本身具有可焊接性的材料，如Sn、SnPb、SnAg、SnAgCu、SnBi、In等。

框架100由框架基座101和金属凸点102一体构成，其材料同为Cu、Fe、Ni、FeNi、W的一种或几种组合。

应用时，将金属凸点102与金属连接件230露出包封体400的部分通过焊接点 601焊接在基板 600上，增加了指纹识别芯片的封装体与基板 600的结合点，增强了封装结构的可靠性。如图7B所示，为本实用新型指纹识别芯片封装焊接在基板600上的示意图，金属凸点102与基板600之间的焊接点601提供了额外的支撑，分担了手指按压过程中施加在指纹识别芯片200上的应力。

如果框架100已经能够提供足够刚性的情况下，仅将指纹识别芯片200的金属连接件230露出包封体400的部分焊接在基板600上已经可以满足应力承载要求，这时也可以选择不将金属凸点102露出包封体400，如图8所示。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步地详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，如：框架基座101也可以是非连续的。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。