指纹识别模块及封装方法、指纹识别模组及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件制造领域，具体涉及一种指纹识别模块及封装方法、指纹识别模组及封装方法。
【背景技术】
[0002]由于指纹具有终身不变性、唯一性和方便性等特性，通过指纹识别系统能够将采集到的指纹进行处理后快速准确的进行身份认证。
[0003]首先通过指纹识别模组采集指纹信号，之后将采集到的指纹信号输入指纹识别系统中进行识别和处理，因此，指纹信号的质量会直接影响到识别的精度以及指纹识别系统的处理速度，因此，指纹识别模组是指纹识别系统中的关键部件之一。
[0004]图1是现有技术中指纹识别模组的结构图。如图1所示，所述指纹识别模组包括:设置有通孔的金属支架1，位于金属支架通孔中的蓝宝石盖板2、指纹识别芯片3、与指纹识另IJ芯片3电连接的焊线4、填充于金属支架I和指纹识别芯片3之间的塑封材料5，以及通过焊线4与指纹识别芯片3电连接的基板6，且基板6与金属支架I电连接。现有的指纹识别模组的手指接触面与指纹识别芯片的感应面之间间隔了蓝宝石盖板和塑封材料，指纹识别模组的厚度较厚，使得采集到的指纹信号衰减，灵敏度降低，识别效率降低。此外，现有的指纹识别模组采用蓝宝石作为指纹识别芯片的保护盖板，价格昂贵，且在制作指纹识别模组时，单颗指纹识别芯片分别进行组装形成指纹识别模组，组装效率低，指纹识别模组成本较高。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例提供一种指纹识别模块及封装方法、指纹识别模组及封装方法，以解决现有的指纹识别模组的灵敏度和识别效率低以及成本较高的问题。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种指纹识别模块的封装方法，所述方法包括:
[0007]提供保护层和晶圆，所述晶圆包括衬底和位于衬底上的连接电极；
[0008]将所述保护层与所述晶圆具有连接电极的一面进行键合；
[0009]刻蚀所述衬底形成衬底通孔，所述衬底通孔包括第一通孔和第二通孔，其中，所述第一通孔将所述连接电极裸露出来，所述第二通孔贯穿所述衬底；
[0010]在所述第一通孔中及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底上形成重布线图形，所述重布线图形和所述连接电极电连接；
[0011]在所述重布线图形上植入电连接衬垫，形成晶圆级指纹识别芯片；
[0012]沿所述第二通孔对所述晶圆级指纹识别芯片进行切割，形成多个指纹识别模块。
[0013]进一步地，所述保护层的尺寸与所述晶圆的尺寸相同。
[0014]进一步地，所述保护层的材料为强化的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或掺杂的环氧树脂材料。
[0015]进一步地，所述保护层和所述晶圆通过热胶键合、氧化硅键合或玻璃浆料键合的方式进行键合。
[0016]进一步地，将所述保护层与所述晶圆具有连接电极的一面进行键合之后，刻蚀所述衬底形成衬底通孔之前，所述方法还包括:
[0017]对所述衬底进行减薄处理。
[0018]进一步地，刻蚀所述衬底形成衬底通孔，所述衬底通孔包括第一通孔和第二通孔之后，在所述第一通孔中及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底上形成重布线图形之前，所述方法还包括:
[0019]在所述第一通孔的表面、第二通孔的表面以及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底的表面形成绝缘层；
[0020]去除位于所述第一通孔底部的所述绝缘层，将所述连接电极裸露出来。
[0021]进一步地，在所述第一通孔中及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底上形成重布线图形，所述重布线图形和所述连接电极电连接之后，在所述重布线图形上植入电连接衬垫，形成晶圆级指纹识别芯片之前，所述方法还包括:
[0022]在所述重布线图形以及刻蚀形成衬底通孔后的所述衬底上形成填充层；
[0023]光刻所述填充层以露出部分重布线图形。
[0024]第二方面，本发明实施例提供了一种指纹识别模块，包括:保护层、指纹识别芯片、重布线图形和电连接衬垫；其中，
[0025]所述指纹识别芯片包括衬底和位于衬底上的连接电极，所述指纹识别芯片贴附于所述保护层下方；
[0026]所述衬底中设置有第一通孔；
[0027]所述重布线图形填充于所述第一通孔中以及位于所述衬底上，所述重布线图形和所述连接电极电连接；
[0028]所述电连接衬垫位于所述重布线图形上。
[0029]进一步地，还包括:
[0030]位于所述第一通孔侧壁和所述衬底表面的绝缘层。
[0031]进一步地，还包括:
[0032]位于所述重布线图形以及所述衬底上的填充层。
[0033]第三方面，本发明实施例提供了一种指纹识别模组的封装方法，包括第一方面所述的指纹识别模块的封装方法，以及如下步骤:
[0034]将基板与所述电连接衬垫进行焊接，以使所述基板与所述指纹识别模块电连接；
[0035]在所述基板和所述保护层上形成金属支架，所述金属支架与所述基板电连接，所述金属支架具有金属支架通孔，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裸露出来。
[0036]进一步地，将所述保护层和所述晶圆具有连接电极的一面进行键合之前，所述方法还包括:
[0037]在所述保护层上形成硬膜。
[0038]进一步地，所述硬膜的材料为类金刚石、氮化硅或碳化硅。
[0039]进一步地，
[0040]通过化学气相沉积法或者物理气相沉积法在所述保护层上形成硬膜。
[0041]第四方面，本发明实施例提供了一种指纹识别模组，包括第二方面所述的指纹识别模块，以及:基板和金属支架；其中，
[0042]所述基板与所述电连接衬垫焊接，以使得所述基板与所述指纹识别模块电连接；
[0043]所述金属支架位于所述基板和所述保护层上，所述金属支架与所述基板电连接，所述金属支架具有金属支架通孔，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裸露出来。
[0044]进一步地，还包括:
[0045]位于所述保护层上的硬膜。
[0046]进一步地，所述硬膜的材料为类金刚石、氮化硅或碳化硅。
[0047]本发明实施例提供的指纹识别模块及封装方法、指纹识别模组及封装方法，通过将保护层和晶圆键合，且所述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的感应区的间距，提升了指纹识别模组的灵敏度和识别效率，且该保护层在指纹识别芯片封装过程中形成，避免了后期单颗指纹识别模块与保护盖板的组装，降低了指纹识别模组的成本。
【附图说明】
[0048]下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中:
[0049]图1是现有技术中指纹识别模组的结构图；
[0050]图2是本发明实施例提供的一种指纹识别模块的封装方法的流程图；
[0051]图3a至图3j是图2中提供的一种指纹识别模块的封装方法中各步骤对应的剖面图；
[0052]图4是本发明实施例提供的一种指纹识别模组的封装方法的流程图；
[0053]图5a和图5b分别是图4提供的一种指纹识别模组的封装方法中步骤27和步骤28对应的剖面图。
[0054]图中的附图标记所分别指代的技术特征为:
[0055]保护层、11 ;硬膜、111 ;衬底、12 ;连接电极、13 ;键合材料14 ;第一通孔、al ;第二通孔、a2 ;绝缘层、15 ;重布线图形、16 ;填充材料、17 ;焊球、18 ;基板、19 ;金属支架、20。
【具体实施方式】
[0056]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，并且附图中所显示的结构的尺寸和大小，并非实际的或与实际成比例的结构的大小。
[0057]图2是本发明实施例提供的一种指纹识别模块的封装方法的流程图，图3a至图3j是图2中提供的一种指纹识别模块的封装方法中各步骤对应的剖面图，下面结合图2和图3a至图3j对本发明实施例提供的指纹识别模块的封装方法进行描述。
[0058]步骤11、提供保护层11和晶圆，所述晶圆包括衬底12和位于衬底12上的连接电极13。
[0059]在本步骤中，优选的，所述保护层11为晶圆级保护层11，可以将强化的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或掺杂的环氧树脂材料加工成型与所述晶圆相同的尺寸。其中，所述强化的玻璃材料可以为整体强化或局部强化的玻璃材料，具有高强度和热稳定性的特点；所述玻璃陶瓷材料是经过高温融化、成型、热处理而制成的一类晶相与玻璃相结合的复合材料，具有机械强度高、热膨胀性能可调、耐热