于所述保护层11下方，所述衬底12中设置有第一通孔al，所述重布线图形16填充于所述第一通孔中以及位于所述衬底12上，所述重布线图形16和所述连接电极13电连接，所述电连接衬垫18位于所述重布线图形16上，所述基板19与所述电连接衬垫18焊接，以使得所述基板19与所述指纹识别芯片电连接，所述金属支架20位于所述基板19和所述保护层11上，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。
[0131]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和所述指纹识别芯片通过键合材料14进行键合，所述键合材料14可以为胶、氧化硅或玻璃浆料，所述胶可以为热敏胶或压敏胶等。
[0132]具体地，设置于指纹识别芯片的衬底12中的第一通孔可将指纹识别芯片的衬底12减薄到目标厚度后，通过光刻和硅刻蚀工艺形成。
[0133]所述重布线图形16填充在所述第一通孔中，并与所述连接电极13电连接。所述重布线图形16的材料为金属。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BGA工艺形成，通过所述焊球，将基板19与指纹识别模块电连接。所述金属支架20除了起到支撑和保护指纹识别模块外，当手指接触到指纹识别模块感应区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组作用。
[0134]优选的，本发明实施例提供的指纹识别模组的封装结构还包括:位于保护层11上的硬膜111，所述硬膜111位于所述保护层11不与所述指纹识别芯片键合的一面，所述硬膜的材料优选为类金刚石、氮化硅或碳化硅，具体地，可通过物理气相沉积法或化学气相沉积法沉积在所述保护层11上，以增加保护层11的硬度。
[0135]优选的，所述指纹识别模组的封装结构还包括位于所述第一通孔侧壁和所述衬底12表面的绝缘层15。
[0136]由于所述衬底12的材料为硅，因此，在所述第一通孔的侧壁设置绝缘层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。
[0137]本发明实施例提供的指纹识别模组的封装结构，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模块保护盖板的组装，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第一通孔中，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。
[0138]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种指纹识别模块的封装方法，其特征在于，所述方法包括: 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； 将所述保护层与所述晶圆具有连接电极的一面进行键合； 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； 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； 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； 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。
2.根据权利要求1所述的指纹识别模块的封装方法，其特征在于，所述保护层的尺寸与所述晶圆的尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的指纹识别模块的封装方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求1所述的指纹识别模块的封装方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的指纹识别模块的封装方法，其特征在于，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: 对所述衬底进行减薄处理。
6.根据权利要求1所述的指纹识别模块的封装方法，其特征在于，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: 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； 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。
7.根据权利要求1所述的指纹识别模块的封装方法，其特征在于，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: 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； 光刻所述填充层以露出部分重布线图形。
8.一种指纹识别模块，其特征在于，包括:保护层、指纹识别芯片、重布线图形和电连接衬垫；其中， 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； 所述衬底中设置有第一通孔； 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； 所述电连接衬垫位于所述重布线图形上。
9.根据权利要求8所述的指纹识别模块，其特征在于，还包括: 位于所述第一通孔侧壁和所述衬底表面的绝缘层。
10.根据权利要求8所述的指纹识别模块，其特征在于，还包括: 位于所述重布线图形以及所述衬底上的填充层。
11.一种指纹识别模组的封装方法，其特征在于，包括权1-7任一所述的指纹识别模块的封装方法，以及如下步骤: 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； 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。
12.根据权利要求11所述的指纹识别模组的封装方法，其特征在于，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: 在所述保护层上形成硬膜。
13.根据权利要求12所述的指纹识别模组的封装方法，其特征在于，所述硬膜的材料为类金刚石、氮化硅或碳化硅。
14.根据权利要求13所述的指纹识别模组的封装方法，其特征在于， 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。
15.一种指纹识别模组，其特征在于，包括如权利要求8至权利要求10所述的指纹识别模块，以及:基板和金属支架；其中， 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； 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。
16.根据权利要求15所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括: 位于所述保护层上的硬膜。
17.根据权利要求16所述的指纹识别模组，其特征在于，所述硬膜的材料为类金刚石、氮化硅或碳化硅。
【专利摘要】本发明公开了一种指纹识别模块及封装方法、指纹识别模组及封装方法，所述指纹识别芯片的封装方法包括：提供保护层和晶圆，晶圆包括衬底和位于衬底上的连接电极；将保护层与晶圆具有连接电极的一面进行键合；刻蚀衬底形成衬底通孔，衬底通孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔将连接电极裸露出来，第二通孔贯穿衬底；在第一通孔中及刻蚀形成衬底通孔后的衬底上形成重布线图形，重布线图形和连接电极电连接；在重布线图形上植入焊球，焊球与重布线图形电连接，形成晶圆级指纹识别芯片；沿第二通孔对晶圆级指纹识别芯片进行切割，形成多个指纹识别芯片。本发明能够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。
【IPC分类】H01L23-488, H01L21-50, G06K9-00, H01L21-60
【公开号】CN104615979
【申请号】CN201510040942
【发明人】张春艳
【申请人】华进半导体封装先导技术研发中心有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月27日