1与子再布线金属层61匹配、电极132与子再布线金属层62匹配。该子再布线金属层61、62的一端通过绝缘层开口 II 502分别与电极131、132连接，其另一端沿绝缘层II 52向外延伸至沟槽11的上拐角I区域，再沿绝缘层I 51至沟槽的下拐角II区域和沟槽11的底部，从而将电极131、132的信息从硅基本体I表面导到平面以下的沟槽11内。在沟槽11内，金属引线7将再布线金属层6与基板9连接起来，实现电极131、132与基板9的电信连通。其中，金属引线7的弧高以低于硅基本体I的表面为佳。
[0021]在绝缘层开口 I 501内填充介电层4，介电层4于感应元件12上方的厚度H4范围为I?20微米，以厚度H4范围为2?5微米为佳。
[0022]基板9上的硅基本体I的所有裸露的面空间，使用介电常数不低于介电层4的塑封材料封装起来，形成塑封层8。于感应元件12上方的塑封层8的厚度H5范围为100?250微米，以150?200微米为佳，厚度H5越薄，指纹识别传感器的封装结构的灵敏性就越强，也越方便指纹识别传感器嵌入电子设备中。塑封层8的上表面设置金属膜层81，其厚度为I?5微米，越薄越好，同样可以提高指纹感应的灵敏性。
[0023]本发明一种指纹识别传感器的封装结构的封装方法，其包括以下工艺过程: 步骤一、取上表面置有传感器芯片的圆片10，其芯片电极及其相关的电路设置于其硅基本体I的内部，而表现于顶部，感应元件12设置在若干个芯片电极的中间；如图4所示。
[0024]步骤二、采用Saw Trench的方式，沿划片道101刻蚀沟槽11，沟槽11要足够深，以使沟槽11的底部在垂直方向上的位置低于芯片电极的电路的底部，同时沟槽11的宽度大于划片道101的宽度，且形成倾斜的沟槽壁111 ;如图5所示。
[0025]步骤三、米用PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n 等离子体增强化学气相沉积)的方法，在圆片10的上表面及沟槽11的内壁和底部涂覆正性的无机绝缘材料的绝缘层I 51，利用光刻工艺于感应元件12的上方开设绝缘层开口 I 501露出感应元件12的上表面、于芯片电极的上方开设绝缘层开口 II 502露出芯片电极的上表面，形成的结构如图6所示。
[0026]步骤四、在绝缘层I 51的表面采用喷涂的方法涂覆负性的有机绝缘材料的绝缘层II 52，如图7所示，再通过光刻工艺，将沟槽的下拐角II区域和沟槽11的底部的无效的绝缘层II 52去除；如图8所示。
[0027]步骤五、依次通过溅射金属、光刻、电镀的方法选择性地实现彼此绝缘的再布线金属层，再布线金属层的一端通过绝缘层开口 II 502与所述芯片电极对应连接，其另一端沿绝缘层II 52向外延伸至上拐角I区域，再沿绝缘层I 51至沟槽的下拐角II区域和沟槽11的底部；如图9所不。
[0028]步骤六、在绝缘层开口 I 501内填充介电层4 ;如图10所示。
[0029]步骤七、沿划片道101切割圆片10，裂片形成复数颗封装单体；如图11所示。
[0030]步骤八、删选合格的封装单体，通过黏胶层91将若干个封装单体固定于基板9 ;如图12所示。
[0031]步骤九、利用打线工艺将金属引线7的一端与延伸至沟槽11的底部的再布线金属层的部分连接，其另一端与基板9连接；如图13所示。
[0032]步骤十、采用塑封工艺将基板9上方的所有裸露的面空间进行塑封，形成塑封层8 ;如图14所示。
[0033]步骤^^一、在塑封层8的表面电镀金属膜层81 ;如图15所示。
[0034]步骤十二、沿切割线901将上述完成封装工艺的封装体切割，成形成单颗的指纹识别传感器的封装结构的单体；如图16所示。
[0035]本发明一种指纹识别传感器的封装结构及其封装方法不限于上述优选实施例，其对沟槽做电绝缘的结构及其封装方法也可用于类似需要对沟槽做电绝缘的封装；而其中传感器芯片也可以是其它功能的IC芯片。因此，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围内。
【主权项】
1.一种指纹识别传感器的封装结构，其特征在于，其包括: 硅基本体(1)，其顶部的边缘位置设置沟槽(11)，其底部与基板(9)固连； 传感器芯片，设置于所述硅基本体(I)的顶部，其包括感应元件(12)和设置于感应元件(12)四周的芯片电极及其电路， 其中，芯片电极至少两个，且其上表面露出硅基本体(I)的上表面，所述沟槽(11)的底部在垂直方向上的位置低于所述芯片电极的电路的底部； 感应元件(12)的上表面露出硅基本体(I)的上表面； 绝缘层I (51)，覆盖所述硅基本体(I)的表面和沟槽(11)的裸露面，并于感应元件(12)的上方开设绝缘层开口 I (501)露出感应元件(12)的上表面、于芯片电极的上方开设绝缘层开口 II (502)露出芯片电极的上表面； 绝缘层II (52)，覆盖所述绝缘层I (51)，且从上至下仅覆盖至沟槽的上拐角I区域；再布线金属层，由若干个彼此绝缘的子再布线金属层构成，各所述子再布线金属层的一端通过绝缘层开口 II (502)与所述芯片电极对应连接，其另一端沿绝缘层II (52)向外延伸至沟槽的上拐角I区域，再沿绝缘层I (51)至沟槽的下拐角II区域和沟槽(11)的底部；金属引线(7)，其一端与延伸至沟槽(11)的底部的再布线金属层的部分连接，其另一端与基板(9)连接； 介电层(4)，填充绝缘层开口 I (501); 塑封层(8 )，塑封基板(9 )上的硅基本体(I)的所有裸露的面空间，且于所述塑封层(8 )的表面设置金属膜层(81)。
2.根据权利要求1所述的指纹识别传感器的封装结构，其特征在于:在所述沟槽(11)的内壁，从上而下，所述绝缘层II (52)覆盖绝缘层I (51)的表面的1/2?2/3面积。
3.根据权利要求1所述的指纹识别传感器的封装结构，其特征在于:所述金属引线(7)的弧高低于硅基本体(I)的上表面。
4.根据权利要求1所述的指纹识别传感器的封装结构，其特征在于:所述硅基本体(I)与基板(9 )之间设置黏胶层(91)。
5.一种指纹识别传感器的封装结构的封装方法，其包括以下工艺步骤: 步骤一、取上表面置有传感器芯片的圆片(10)，所述传感器芯片包括感应元件(12)和芯片电极； 步骤二、沿划片道(101)在圆片10)的上表面开出宽于划片道(101)的沟槽(11);步骤三、在圆片(10)的上表面及沟槽(11)的内壁和底部涂覆绝缘层I (51)，利用光刻工艺于感应元件(12)的上方开设绝缘层开口 I (501)露出感应元件(12)的上表面、于芯片电极的上方开设绝缘层开口 II (502)露出芯片电极的上表面； 步骤四、在绝缘层I (51)的表面涂覆负性的绝缘层II (52)，通过光刻工艺，将沟槽(11)的底部和沟槽的下拐角II区域的无效的绝缘层II (52)去除； 步骤五、依次通过溅射金属、光刻、电镀的方法选择性地实现彼此绝缘的再布线金属层，再布线金属层的一端通过绝缘层开口 II (502)与所述芯片电极对应连接，其另一端沿绝缘层II (52)向外延伸至沟槽的上拐角I区域，再沿绝缘层I (51)至沟槽的下拐角II区域和沟槽(11)的底部； 步骤六、在绝缘层开口 I (501)内填充介电层(4)； 步骤七、沿划片道(101)切割圆片(10)，形成复数颗封装单体； 步骤八、将上述封装单体通过黏胶层(91)固定于基板(9); 步骤九、利用打线工艺将金属引线(7)的一端与延伸至沟槽(11)的底部的再布线金属层连接，其另一端与基板(9)连接； 步骤十、采用塑封工艺将基板(9)上方的所有裸露的面空间塑封封装，形成塑封层(8)； 步骤十一、在塑封层(8)的表面电镀金属膜层(81); 步骤十二、沿切割线(901)将完成封装的上述封装体切割成指纹识别传感器的封装结构单体。
6.根据权利要求5所述的一种指纹识别传感器的封装结构的封装方法，其特征在于:所述再布线金属层的材质为金属铝、钛/铝、铝/镍/金或铝/镍/钯/金。
7.根据权利要求5所述的一种指纹识别传感器的封装结构的封装方法，其特征在于:所述绝缘层I (51)的材质为无机绝缘材料。
8.根据权利要求5所述的一种指纹识别传感器的封装结构的封装方法，其特征在于:所述绝缘层II (52)的材质为有机绝缘材料。
【专利摘要】本发明涉及一种指纹识别传感器的封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。其包括：硅基本体的顶部的边缘位置设置沟槽；传感器芯片设置于硅基本体的顶部，其包括感应元件和设置于感应元件四周的芯片电极，绝缘层Ⅰ覆盖硅基本体的表面和沟槽的裸露面，绝缘层Ⅱ覆盖绝缘层Ⅰ，且从上至下仅覆盖至上拐角Ⅰ区域；再布线金属层将电极信号降至沟槽的底部；金属引线连接再布线金属层与基板，介电层填充绝缘层开口Ⅰ，塑封层塑封基板上的硅基本体的所有裸露的面空间，且于塑封层的表面设置金属膜层。本发明的封装结构能提高产品绝缘性能、提升产品可靠性，本发明的封装方法采用晶圆级工艺，封装流程简单，提高了生产效率，符合封装产业发展的趋势。
【IPC分类】G06K9-00, H01L23-31, H01L21-50
【公开号】CN104615982
【申请号】CN201510042808
【发明人】龙欣江, 毕金栋, 郭亮, 徐虎, 高军明, 张黎, 陈栋, 郭洪岩, 梅万元, 章力, 陈锦辉, 赖志明
【申请人】江阴长电先进封装有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月28日