一种半导体指纹传感器芯片封装方法与流程

1.本发明涉及电路板制造技术领域，尤其涉及一种半导体指纹传感器芯片封装方法。


背景技术：

2.芯片封装结构是将芯片封装于一基板上以保护芯片。基板上设置内迹线以及外迹线连接外部电路，彼此借助通孔导通。内迹线与外迹线分别设置内导电焊垫及外导电焊垫作为芯片与外部电路的连接点。接着，利用绿漆层覆盖内迹线、外迹线以及通孔以免于受损害。最后，利用导电元件导通芯片与内导电焊垫并以塑封材料封装于基板上。
3.目前芯片封装多采用的wire bonding打线工艺，如图1所示，用金线3连接芯片2和基板1将外部电路导通。此方法虽成熟，但是操作机价格昂贵，且操作工序繁多，工艺控制较复杂，成本较高。
4.因此，如何提出一种芯片封装工艺，能够解决现有技术中芯片封装工艺使用的操作机昂贵、工序繁多、工艺控制复杂，是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种半导体指纹传感器芯片封装方法，能够解决现有技术中芯片封装工艺使用的操作机昂贵、工序繁多、工艺控制复杂。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：提供一种半导体指纹传感器芯片封装方法，利用印制电子喷墨打印机，将纳米银导电墨水采用喷墨打印的方式打印成所需导电线路，并经烘烤后使纳米银墨水凝结成固态银导线，从而使芯片与基板外部电路连接导通。
7.上述芯片封装工艺步骤简单，且操作台为喷墨打印机，相对于现有技术中水使用的操作台而言，生产成本大大降低，且操作步骤也变的更为简单，同时工艺控制也更为简单。
8.作为优选，所述将纳米银导电墨水采用喷墨打印的方式打印成所需导电线路之前包括：预热基板并在预热后的基板的芯片侧壁上打印绝缘层。
9.设置绝缘层的目的是为了防止打印导电线路的油墨打印到芯片上对芯片造成短路。
10.作为优选，所述预热基板之前包括：将所需打印的导电线路打印版图数据传送给打印机。
11.该步骤在连续生产中不执行，当打印导电线路有所改变时，则需要执行该工艺步骤。
12.作为优选，所述打印版图为bmp格式。
13.作为优选，所述预热基板之前还包括：
将贴合有芯片的基板送入打印机中。
14.作为优选，所述绝缘层通过将打印绝缘油墨采用喷墨打印的方式获得。
15.作为优选，所述高温烘烤所需温度为70-150℃。
16.该步骤能够使纳米银墨水形成固态银导线，进而使导电线路形态更为稳定，防止在后续步骤中导电线路形态不稳定造成导电线路断裂。
17.作为优选，所述将所需打印的导电线路打印版图数据传送给打印机之前包括：根据芯片与基板的位置绘制打印版图。
18.对不同封装芯片结构而言，打印版图不相同，因此需要重新绘制打印版图以使导电线路被打印出用以连接芯片和基板。
19.作为优选，所述打印版图的数据包括导电线路截面厚度数据以及导电线路位置坐标数据。
20.由于所需导电线路厚度不同，因此打印版图数据需要包括导电线路厚度才能够使导电线路在打印过程中达到预定厚度。
附图说明
21.图1是本发明背景技术提供的芯片封装的结构示意图；图2是本发明实施例提供的芯片封装工艺的流程图；图3是本发明实施例提供的芯片封装的结构示意图。
22.图中：1、基板；2、芯片；3、金线；4、纳米银导线。
具体实施方式
23.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
24.如图2所示，本实施例中提供了一种半导体指纹传感器芯片封装工艺，由于指纹传感器的pad相对较少，只有二十几个，pad面积可设计相对较大 100*90um。而喷墨打印的线宽是50um，精度是+/-10um, 可以满足传感器pad连接的要求。喷墨打印采用纳米银墨水进行打印导线，打印后的银墨水导线经过烘烤固化后形成银导线。
25.在pcb挖槽，嵌入指纹传感器芯片，然后用底填胶填充缝隙，随后进行纳米银墨水喷墨打印，利用印制电子喷墨打印机，将纳米银导电墨水采用喷墨打印的方式打印成所需导电线路，并经烘烤后使纳米银墨水凝结成固态银导线，从而使芯片与基板外部电路连接导通。
26.其中，将纳米银导电墨水采用喷墨打印的方式打印成所需导电线路之前需要先预热基板并在预热后的基板的芯片侧壁上打印绝缘层。设置绝缘层的目的是防止液体状态下的纳米银墨水与芯片2侧壁接触导致芯片2短路。
27.而预热基板之前应通过计算机将需要打印的导电线路打印版图数据传送给打印机，打印版图数据是指已经通过计算机绘制完成的图形的数据，为了能够直观地反应需要打印的导电线路4数据，在打印之前需要人为绘制打印版图或者获得需要打印的打印版图，然后再将打印版图数据传递给打印机以使打印机根据需要实现打印工作。该步骤在连续生
产过程中无需重复执行，但是需要注意的是，在连续生产初期，需要确定打印机内是否已经导入需要打印的导电线路打印版图数据，这样才能够保证电子喷墨打印机正常执行打印任务。
28.预热基板之前还需要将贴合有芯片的基板送入打印机中，以确保纳米银墨水打印在基板上。
29.本实施例中所指的预热基板1是指将基板1温度整体升温，该步骤中打印墨水接触到基板1会加快挥发速度，使纳米银析出凝结成银导电线路4。防止在打印过程中纳米银墨水不易成型，造成基板1、纳米银墨水的浪费，进而降低次品产出率。
30.其中，将所需打印的导电线路打印版图数据传送给打印机之前还需要根据芯片与基板的位置绘制打印版图。当导电线路与现有打印版图数据不同时，需要在计算机上重新绘制打印版图。绘制打印版图即为根据芯片2与基板1的位置绘制导电线路4位置以及设定导电线路4长度、宽度、高度。其中打印版图格式应为bmp格式。bmp格式是windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种windows应用程序所支持。同时bmp格式是打印机的默认格式。
31.本实施例中打印版图数据包括导电线路4厚度数据以及导电线路4位置坐标数据，其中针对不同芯片2封装时所需导电线路4的截面厚度不同，且单次打印导电线路4截面厚度有限，为此，打印导电线路4时需要对同一位置的导电线路4进行重复打印才能够使打印后的导电线路4厚度达到设定值。
32.将芯片2贴合在基板1相应的位置上可与绘制打印机打印导电线路4的位置同时进行，而贴合有芯片2的基板1则可以通过流水线自动传送机构传输到打印机内。
33.其中打印机喷嘴应设置在芯片2侧壁的正上方，进而使导电线路4能够被打印出。
34.需要说明的是本实施例中选用定位精度为（x,y,z）
±
5μm的电子喷墨打印机，打印的导电线路宽为50μm。而芯片2的pad尺寸为90*90μm， 间距为200μm。与现有的wire bonding打线工艺相比较而言，本实施例中提供的芯片2封装工艺使用的打印机成本低，且工艺步骤简单、控制简单，在保证芯片封装质量的同时使生产成本上大大降低。
35.将打印有导电线路4的基板1高温烘烤，进而能够使半凝固状态下的银导电线路完全凝固，增强导电线路4的稳定性。本实施例中高温烘烤所需温度为70-150℃。作为优选，可以选择70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等值点，对应不同值点，高温烘烤所需的时间随着温度的提高而相应减少。
36.打印有导电线路4的基板1高温烘烤后得到成品，成品由自动传送机构从打印机内传出。
37.芯片2封装效果图如图3所示，其中通过打印机打印的导电线路4将基板1和芯片2连接以使芯片2被封装。
38.传统工艺，采用的是封装基板，新工艺用pcb板工艺即可，节省材料和工艺成本。传统工艺由于芯片是叠放在基板上的，且加上打线的高度，需要经过模内塑封，形成表面保护层。新工艺采用芯片嵌入pcb板中，表面导线高度只有几微米，保护层可直接采用喷涂的方式厚度可控制在20um。节省材料和工艺成本。新工艺采用的是喷墨打印技术，不受传统芯片封装产能的影响。
39.注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业
的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。