指纹识别芯片封装结构的制作方法
【专利摘要】一种指纹识别芯片封装结构，封装结构包括：具有第一表面的基板，基板的第一表面具有第一2：焊垫层；位于基板第一表面的感应芯片，感应芯片具有第一表面和第二表面，感应芯片的第二表[面位于基板的第一表面，感应芯片的第一表面具有感应区和外围区，外围区的感应芯片表面具有第二焊垫层；两端分别与第一焊垫层和第二焊垫层电连接的若干导线，导线具有到基板表面距离最大的顶点，顶点到感应芯片第一表面具有第一距离；位于基板和感应芯片表面的塑封层，塑封层包围导线和感应芯片，塑封层表面到感应芯片第一表面具有第二距离，第二距离大于第一距离。封装结构能对感应芯片灵敏度的要求降低，应用更广泛。
【专利说明】指纹识别芯片封装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造【技术领域】，尤其涉及一种指纹识别芯片封装结构。
【背景技术】
[0002]随着现代社会的进步，个人身份识别以及个人信息安全的重要性逐步受到人们的关注。由于人体指纹具有唯一性和不变性，使得指纹识别技术具有安全性好，可靠性高，使用简单方便的特点，使得指纹识别技术被广泛应用于保护个人信息安全的各种领域。而随着科学技术的不断发展，各类电子产品的信息安全问题始终是技术发展的关注要点之一。尤其是对于移动终端，例如手机、笔记本电脑、平板的电脑、数码相机等，对于信息安全性的需求更为突出。
[0003]现有的指纹识别器件的感测方式包括电容式(电场式)和电感式，指纹识别器件通过提取用户指纹，并将用户指纹转换为电信号输出，从而获取用户的指纹信息。具体的，如图1所示，图1是现有技术的一种指纹识别器件的剖面结构示意图，包括:基板100 ;稱合于基板100表面的指纹识别芯片101 ;覆盖于所述指纹识别芯片101表面的玻璃基板102。
[0004]以电容式指纹识别芯片为例，所述指纹识别芯片101内具有一个或多个电容极板。由于用户手指的表皮或皮下层具有凸起的脊和凹陷的谷，当用户手指103接触所述玻璃基板102表面时，所述脊与谷到指纹识别芯片101的距离不同，因此，用户手指103脊或谷与电容极板之间的电容值不同，而指纹识别芯片101能够获取所述不同的电容值，并将其转化为相应的电信号输出，而指纹识别器件汇总所受到的电信号之后，能够获取用户的指纹信息。
[0005]然而，在现有的指纹识别器件中，对指纹识别芯片的灵敏度要求较高，使得指纹识别器件的制造及应用受到限制。
实用新型内容
[0006]本实用新型解决的问题是提供一种指纹识别芯片封装结构，所述封装结构能对感应芯片灵敏度的要求降低，应用更广泛。
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供一种指纹识别芯片封装结构，包括:基板，所述基板具有第一表面，所述基板的第一表面具有若干第一焊垫层；位于基板第一表面的感应芯片，所述感应芯片具有第一表面、以及与第一表面相对的第二表面，所述感应芯片的第二表面位于基板的第一表面，所述感应芯片的第一表面具有感应区、以及包围所述感应区的外围区，所述外围区的感应芯片表面具有若干第二焊垫层；两端分别与所述第一焊垫层和第二焊垫层电连接的若干导线，其中，位于所述导线上且距离基板第一表面最大的点为顶点，所述顶点到感应芯片第一表面为第一距离；位于基板和感应芯片表面的塑封层，所述塑封层的材料为聚合物，所述塑封层包围所述导线和感应芯片，所述感应区上的塑封层表面平坦，所述塑封层表面到感应芯片第一表面具有第二距离，所述第二距离大于第一距离。
[0008]可选的，所述第一距离为50微米?80微米；所述第二距离为100微米?150微米。
[0009]可选的，还包括:位于基板表面的保护环，所述保护环包围所述感应芯片、导线和塑封层。
[0010]可选的，所述保护环还位于所述塑封层表面，且至少暴露出感应芯片感应区表面的塑封层。
[0011]可选的，还包括:位于感应区周围的塑封层内的凹槽，所述塑封层的侧壁暴露出所述凹槽，位于塑封层表面的部分保护环位于所述凹槽内。
[0012]可选的，所述保护环的底部固定于基板第一表面，所述保护环通过所述基板接地。
[0013]可选的，还包括:包围所述塑封层、导线、感应芯片和保护环的外壳，所述外壳至少暴露出感应区表面的塑封层。
[0014]可选的，还包括:位于感应芯片和基板之间的粘结层，所述粘结层用于将感应芯片固定于基板第一表面。
[0015]可选的，还包括:位于所述塑封层表面的玻璃盖板，所述玻璃盖板至少覆盖所述感应芯片的感应区。
[0016]可选的,还包括:包围所述塑封层、导线和感应芯片的外壳，所述外壳暴露出感应区表面的塑封层。
[0017]可选的，还包括:位于所述基板的一端的连接部，所述连接部用于使感应芯片与外部电路电连接。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点:
[0019]本实用新型的封装结构中，所述感应芯片的第二表面位于基板第一表面，所述感应芯片的第一表面具有感应区，所述感应区用于提取用户指纹。位于基板和感应芯片表面的塑封层覆盖于所述感应芯片的感应区表面，用于保护所述感应区。当用户的手指置于感应区上的塑封层表面时，所述感应区能够提取到用户指纹，而感应芯片能够将所述用户指纹转换为电信号输出。由于所述塑封层的材料为聚合物，而聚合物材料具有较好的延展性和柔韧性，而且覆盖能力好，因此，所述能够使塑封层的厚度较薄，而且硬度较高，从而使所述塑封层具有足够大的硬度以保护感应芯片；同时，所述塑封层表面到感应芯片的距离减小，使感应芯片易于检测到用户指纹，相应地，所述封装结构能够降低对感应芯片灵敏度的要求，使得指纹识别芯片的封装结构的应用更为广泛。
[0020]其次，所述塑封层的材料为聚合物，采用所述塑封层保护感应区能够降低了封装结构的制造成本。而且，所述塑封层还位于基板和感应芯片除感应区以外的区域表面，用于封装所述感应芯片，将所述感应芯片固定于基板表面，所述指纹识别芯片封装结构简单。
[0021]再次，基板的第一表面具有第一焊垫层，所述感应芯片的第一表面具有第二焊垫层，且第二焊垫层与第一焊垫层一一对应，若干导线的两端分别与所述第一焊垫层和第二焊垫层电连接，用于感应芯片与基板的耦合。由于所述第二焊垫层位于感应芯片的第一表面，使得所述封装结构简单，所述封装结构的制造成本较低。而且，所述导线的顶点到感应芯片第一表面具有第一距离，而塑封层表面到感应芯片第一表面具有第二距离，因此，所述塑封层完全包围所述导线，用于使保护导线、并与外界电隔离。
[0022]进一步，所述第一距离为50微米?80微米。所述第一距离即导线顶点到感应芯片第一表面的距离，当所述顶点到感应芯片表面的距离为50微米?80微米时，能够在保证导线与第一焊垫层和第二焊垫层之间电连接性能良好的同时，使得塑封层能够充分地电隔离所述导线和感应芯片，避免发生短路。所述第二距离为100微米?150微米。所述第二距离为塑封层表面到感应芯片表面的距离，当所述塑封层表面到感应芯片表面的距离为100微米?150微米时，能够使所述塑封层完全覆盖并包围所述导线，使得导线完全与外部电隔离。而且，所述第二距离为塑封层表面到感应芯片感应区的距离，因此，位于感应区表面的塑封层厚度较薄，使得感应区易于检测到接触塑封层表面的用户指纹，降低了对感应芯片灵敏度的要求。而且，所述塑封层的硬度较高，即使位于感应区表面的塑封层厚度较薄，所述塑封层依旧具有足够的强度以保护所述感应区，当用户手指置于感应区上的塑封层表面时，所述塑封层不易发生变形或磨损，从而对用户指纹的提取结果更精确。此外，所述塑封层的介电常数较大，使所述塑封层的电隔离性能更佳，则所述塑封层对感应区的保护能力更佳，即使位于感应区表面的塑封层厚度较薄，也能够使用户手指与感应区之间的电隔离能力较强，用户手指与感应区之间构成的电容值较大，处于能够被检测到的范围内。
[0023]进一步，基板表面具有保护环，所述保护环包围所述感应芯片、导线和塑封层。所述保护环用于对所述感应芯片进行静电防护，避免感应区检测到的用户指纹数据精确度下降；所述保护环还能够消除感应芯片输出的信号噪声，使感应芯片检测到的数据、以及输出的信号更精确。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是现有技术的一种指纹识别器件的剖面结构示意图；
[0025]图2至图7是本实用新型实施例的指纹识别芯片的封装结构的示意图。
[0026]图8至图11是本实用新型实施例的指纹识别芯片封装结构的封装过程的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]如【背景技术】所述，在现有的指纹识别器件中，对指纹识别芯片的灵敏度要求较高，使得指纹识别器件的制造及应用受到限制。
[0028]经过研究发现，请继续参考图1，指纹识别芯片101表面覆盖有玻璃基板102，所述玻璃基板102用于保护指纹识别芯片101，而用户的手指103直接与所述玻璃基板102相接触，因此，为了保证所述玻璃基板102具有足够的保护能力，所述玻璃基板102的厚度较厚。然而，由于所述玻璃基板102的厚度较厚，因此要求指纹识别芯片101具有较高的灵敏度，以保证能够精确提取到用户指纹。然而，高灵敏度的指纹识别芯片制造难度较大、制造成本较高，继而造成指纹识别芯片的应用和推广受到限制。
[0029]具体的，继续以电容式指纹识别器件为例，当用户手指置103于玻璃基板102表面时，用户手指103、与指纹识别芯片101中的电容极板之间能够构成电容；其中，所述用户手指103和电容极板为电容的两极，所述玻璃基板102为电容两极之间的电介质。然而，由于所述玻璃基板102的厚度较厚，使得用户手指103与电容基板之间的电容值较大，而用户手指103的脊与谷之间的高度差异较小，因此，所述脊与电容极板之间的电容值、相对于所述谷与电容极板之间的电容值之间的差值极小，为了能够精确检测到所述电容值的差异，要求所述指纹识别芯片101具有较高的灵敏度。
[0030]为了解决上述问题，本实用新型提出一种指纹识别芯片的封装结构。其中，所述封装结构中，感应芯片的感应区表面覆盖有塑封层，所述感应区表面的塑封层替代了传统的玻璃基板，能够直接与用户手指接触，用于保护感应芯片。由于所述塑封层的材料为聚合物，而聚合物材料具有较好的延展性和柔韧性，能够使所述塑封层的厚度较薄且硬度较高，在所述塑封层足以保护感应芯片的同时，使所述塑封层表面到感应芯片的距离减小，从而使感应芯片易于检测到用户指纹；相应地，所述封装结构降低了对感应芯片灵敏度的要求，使得指纹识别芯片的封装结构的应用更为广泛。
[0031]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0032]图2至图7是本实用新型实施例的指纹识别芯片的封装结构的示意图。
[0033]请参考图2，所述指纹识别芯片的封装结构包括:
[0034]基板200，所述基板200具有第一表面230，所述基板200的第一表面230具有若干第一焊垫层205 ；
[0035]位于基板200第一表面230的感应芯片201，所述感应芯片201具有第一表面210、以及与第一表面210相对的第二表面220，所述感应芯片201的第二表面220位于基板200的第一表面210，所述感应芯片201的第一表面210具有感应区211、以及包围所述感应区211的外围区212，所述外围区212的感应芯片201表面具有若干第二焊垫层207，且所述第二焊垫层207与第一焊垫层205的位置和数量一一对应；
[0036]两端分别与所述第一焊垫层205和第二焊垫层207电连接的若干导线208，其中，位于所述导线208上且距离基板200第一表面230最大的点为顶点A，所述顶点到感应芯片第一表面210为第一距离；
[0037]位于基板200和感应芯片201表面的塑封层203，所述塑封层203的材料为聚合物，所述塑封层203包围所述导线208和感应芯片201，所述感应区201上的塑封层203表面平坦，所述塑封层203表面到感应芯片201第一表面210具有第二距离，所述第二距离大于第一距离。
[0038]以下将对上述指纹识别芯片的封装结构进行详细说明。
[0039]所述基板200用于固定所述感应芯片201，并使所述感应芯片201与其它器件或电路电连接。所述基板200为硬性基板或软性基板，能够根据需要设置所述感应芯片201的器件或终端进行调整；在本实施例中，所述基板200为硬性基板，所述硬性基板为PCB基板、玻璃基板、金属基板、半导体基板或聚合物基板。
[0040]所述基板200具有第一表面230,而所述感应芯片201稱合于基板200的第一表面230。所述基板200的第一表面230具有布线层(未不出)，而所述布线层与位于基板200第一表面230的第二连接端205连接，所述第二连接端205用于与感应芯片201表面的芯片电路连接。
[0041]本实施例中，所述基板200的一端具有连接部204，所述连接部204用于使感应芯片201与外部电路电连接。所述连接部204的材料包括导电材料，连接部204与所述布线层电连接，从而使所述芯片电路能够通过基板200第一表面230的布线层和连接部204与外部电路或器件电连接，从而实现电信号的传输。
[0042]位于感应芯片201第一表面210的感应区211用于检测和接收用户的指纹信息，所述感应区211内能够具有电容结构、或者具有电感结构，所述电容结构或电感结构能够用于获取用户指纹信息。
[0043]由于第一焊垫层205与第二焊垫层207之间通过导线208连接，因此，所述感应芯片201和基板200之间具有第一粘结层301，用于将感应芯片201固定于基板200的第一表面 230。
[0044]在本实施例中，所述感应区211内具有至少一个电容极板，当用户手指置于感应区211上的塑封层203表面时，所述电容极板、塑封层203和用户手指构成电容结构，而所述感应区211能够获取用户手指表面脊与谷与电容极板之间的电容值差异，并将所述电容值差异通过芯片电路进行处理之后输出，以此获取用户指纹数据。
[0045]所述感应芯片201的第一表面210还包括包围所述感应区211的外围区212，所述感应芯片201第一表面210的外围区212具有芯片电路(未示出)，所述芯片电路与感应区211内的电容结构或电感结构电连接，用于对电容结构或电感结构输出的电信号进行处理。
[0046]所述感应芯片201外围区212的表面还具有第二焊垫层207，所述第二焊垫层207用于与基板200表面的第一焊垫层205电连接，而且，所述芯片电路与所述第一连接端207连接，从而实现感应芯片201的感应区211与基板200电连接，并且通过基板表面的布线层和连接部204与外部电路实现电信号的传输。
[0047]所述第二焊垫层207位于感应芯片201的第一表面210，而所述第二焊垫层207能够通过导线208与第一焊垫层205连接，因此，在将所述感应芯片201固定于基板200表面之前，无需对所述感应芯片201的结构进行改动，即能够实现感应芯片201与基板200之间的电连接，因此，所述封装结构简单，且制造成本较低。
[0048]而且，由于所述第二焊垫层207位于感应芯片201的外围区212，而外围区212包围感应区211，因此，所述第二焊垫层207位于靠近感应芯片201边缘的区域内，则所述第二焊垫层207、以及连接于第二焊垫层207的导线208占据所述感应芯片201中心的有效区域(具有感应区211和芯片电路的区域)比例较小，使得所述感应芯片201的芯片空间利用率提高，从而降低了封装结构的制造成本。此外，由于所述第二焊垫层207和导线208位于靠近感应芯片201边缘的区域内，则包围所述感应芯片201的外壳400 (如图3所示)或保护环209 (如图4所示)所暴露出感应区211的开口尺寸大小能够根据技术需求调控，即使所述开口较大，也不会影响到感应区211对用户指纹检测的精确度。
[0049]所述导线208的两端分别与第一焊垫层205与第二焊垫层207连接，从而使芯片电路与基板200表面的布线层电连接，而所述布线层与连接部204电连接，从而使感应芯片201表面的芯片电路和感应区211能够与外部电路或器件进行电信号的传输。所述导电线208的材料为金属，所述金属为铜、钨、铝、金或银。
[0050]所述导线208连接于第一焊垫层205与第二焊垫层207之间，因此所述导线208弯曲，所述导线208具有到基板200表面距离最大的顶点A，且所述顶点A还高于所述感应芯片201的第一表面210，从而能够使所述塑封层203能够完全将所述导线208包围、并与感应芯片201电隔离。本实施例中，所述第一焊垫层205到第二焊垫层207之间的距离、以及所述感应芯片201的厚度，所述顶点A到感应芯片201的第一表面210的第一距离为50微米?80微米。
[0051]为了使所述塑封层203能够完全包围所述导线208，使所述导线不具有暴露于外部的表面，所述塑封层203的表面到感应芯片201的第一表面210的第二距离需要大于所述第一距离。本实施例中，所述第二距离为100微米?150微米。
[0052]所述塑封层203位于基板200表面，并且包围所述感应芯片201和导线208，用于将感应芯片201固定于基板200表面，保护所述感应芯片201和导线208，并且使所述感应芯片201和导线208与外部电隔尚。
[0053]而且，所述塑封层203还位于感应芯片201的感应区211表面，使得所述塑封层203能够对所述感应区211进行保护，用户的手指能够直接与所述感应区211表面的塑封层203相接触。由于所述塑封层203能够在保护并固定感应芯片201的同时，保护感应芯片201的感应区211，并能够与用户手指直接接触，因此，本实施例的指纹识别芯片的封装结构简单，能够减少制造成本。
[0054]所述塑封层203的材料为聚合物材料，所述聚合物材料具有良好的柔韧性、延展性以及覆盖能力，能够使位于感应区211表面的塑封层203厚度较薄，从而增强了感应芯片201对用户手指指纹的感应能力。同时，通过选择和调整所述聚合物材料的种类，能够使位于感应区211表面的塑封层203具有较高的硬度，从而保证了塑封层203对感应区211具有足够的保护能力。
[0055]位于感应区211表面的塑封层203厚度为100微米?150微米，所述厚度较薄，当用户手指置于所述感应区211上的塑封层203表面，所述手指到感应区211的距离较小，因此，感应区211更容易检测到用户手指的指纹，从而降低了对感应芯片201高灵敏度的要求。
[0056]本实施例中，所述感应区211内具有电容极板，由于位于感应区211表面的塑封层203的厚度较薄，当用户手指置于感应区211上的塑封层203表面时，用户手指到电容极板的距离较短，则用户手指与电容极板之间的电容值较小；相应的，用户手指表面的脊(凸起)与电容基板之间的电容值、相对于谷(凹陷)与电容基板之间的电容值差异较大，因此，所述感应区211易于检测到用户手指的指纹信息。
[0057]所述塑封层203的莫氏硬度大于或等于8H，所述塑封层203的硬度较高，即使位于感应区211表面的塑封层203厚度较薄，所述塑封层203也足以保护感应芯片201的感应区211，当用户手指在所述感应区211上的塑封层203表面移动时，不会对感应芯片201造成损伤。而且，由于所述塑封层203的硬度较高，因此所述塑封层203难以发生形变，即使用户手指按压与所述塑封层203表面，所述塑封层203的厚度也难以发生变化，从而保证了感应区211的检测结果精确度。
[0058]所述塑封层203的介电常数为7?9，所述塑封层203的电隔离能力较强，位于感应区211表面的塑封层203对所述感应区211的保护能力较强。
[0059]在本实施例中，位于感应区211表面的塑封层203厚度较薄，而用户手指与电容极板之间的电容值与所述塑封层203的厚度成反比，与塑封层203的介电常数成正比，因此，当感应区211表面的塑封层203厚度较薄、且介电常数较大时，用户手指与电容极板之间的电容值处于感应区211能够检测到的范围内，避免电容值过大或过小而使感应区211的感应失效。
[0060]而且，感应区211表面的塑封层203厚度在20微米?100微米范围内、介电常数在大于或等于7的范围内，则塑封层203所选取的材料介电常数越大，位于感应区211表面的塑封层203的厚度也应相应增大，以便使用户手指与电容极板之间的电容值能够在一个稳定且感应区211可检测的范围内。
[0061]所述塑封层203的材料为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、聚苯并恶唑树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚醚砜、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇或其他合适的聚合物材料。
[0062]在一实施例中，请参考图3，所述封装结构还包括:包围所述塑封层203、导线208和感应芯片201的外壳400，所述外壳400暴露出感应区211表面的塑封层203，所述塑封层203的颜色与所述外壳400的颜色一致。例如当外壳400颜色为黑色时，所述塑封层203的颜色为黑色，当外壳400颜色为白色时，所述塑封层203颜色为白色，使得指纹识别芯片的封装结构整体美观协调。
[0063]在一实施例中，请参考图4，所述封装结构还包括:位于基板200表面的保护环209，所述保护环209包围所述感应芯片201、导线208和塑封层203。所述保护环209的底部固定于基板200的第一表面230，所述保护环209通过所述基板200接地。
[0064]在该实施例中，所述保护环209还位于所述塑封层203表面，且至少暴露出感应芯片201的感应区211表面的塑封层203。在其它实施例中，保护环仅位于感应芯片201、导线208和塑封层203的周围，且暴露出塑封层203的表面。
[0065]所述保护环209的材料为金属，所述金属为铜、钨、铝、银或金。所述保护环209用于对所述感应芯片201进行静电防护，由于所述保护环209为金属，所述保护环209能够导电，当用户手指在接触塑封层203时产生静电，则静电电荷会首先自所述保护环209传至基板200，从而避免塑封层203被过大的静电电压击穿，以此保护感应芯片201，提高指纹检测的精确度，消除感应芯片201输出的信号噪声，使感应芯片201输出的信号更精确。
[0066]在一实施例中，请参考图5，所述封装结构还包括:位于感应区211周围的塑封层203内的凹槽，所述塑封层203的侧壁暴露出所述凹槽，位于塑封层203表面的部分保护环209位于所述凹槽内，使得所述保护环209的顶部表面与所述塑封层203的表面较为平整，有利于缩小封装结构的尺寸。而且，由于感应区211以外的塑封层203需要通过刻蚀形成凹槽，因此仅需保证位于感应区211表面的塑封层203表面平坦，使得形成所述塑封层203的工艺更容易精确控制，使得位于感应区211表面的塑封层203厚度更为精确易控。
[0067]在一实施例中，请参考图6，所述封装结构还包括:包围所述塑封层203、导线208、感应芯片201和保护环209的外壳400，所述外壳400至少暴露出感应区211表面的塑封层203，所述塑封层203的颜色与所述外壳400的颜色一致。
[0068]在一实施例中，请参考图7，所述封装结构还包括:位于所述塑封层203表面的玻璃盖板500，所述玻璃盖板500至少覆盖所述感应芯片201的感应区211。在该实施例中，所述塑封层203、感应芯片201和导线208周围还包围有保护环209，所述保护环209暴露出塑封层203的表面，所述玻璃盖板500位于所述塑封层203表面，使得封装结构的更美观。
[0069]所述玻璃盖板500用于进一步保护感应芯片201的感应区211，并且感应区203表面的塑封层203进行保护，避免所述塑封层203被受到磨损。在该实施例中，由于所述感应区211表面已具有塑封层203覆盖，因此所述玻璃盖板500无需起到保护感应区211的作用，所述玻璃盖板500的厚度较薄，仅以能够保护塑封层203免受磨损为宜，因此，依旧能够提高感应芯片201的感应能力，降低对感应芯片201高灵敏度的要求。
[0070]本实施例中，所述感应芯片的第二表面位于基板第一表面，所述感应芯片的第一表面具有感应区，所述感应区用于提取用户指纹。位于基板和感应芯片表面的塑封层覆盖于所述感应芯片的感应区表面，用于保护所述感应区。当用户的手指置于感应区上的塑封层表面时，所述感应区能够提取到用户指纹，而感应芯片能够将所述用户指纹转换为电信号输出。由于所述塑封层的材料为聚合物，而聚合物材料具有较好的延展性和柔韧性，而且覆盖能力好，因此，所述能够使塑封层的厚度较薄，而且硬度较高，从而使所述塑封层具有足够大的硬度以保护感应芯片；同时，所述塑封层表面到感应芯片的距离减小，使感应芯片易于检测到用户指纹，相应地，所述封装结构能够降低对感应芯片灵敏度的要求，使得指纹识别芯片的封装结构的应用更为广泛。
[0071]相应的，本实用新型实施例还提供一种形成上述指纹识别芯片封装结构的封装方法，如图8至图11所示。
[0072]请参考图8，提供基板200，所述基板200具有第一表面230，所述基板200的第一表面230具有若干第一焊垫层205。
[0073]所述基板200的第一表面230用于稱合后续的感应芯片。在所述基板200的第一表面230形成布线层和第一焊垫层205，且所述布线层与所述第一焊垫层205连接。所述第一焊垫层205用于与后续固定于基板200表面的感应芯片电连接。
[0074]本实施例中，在基板200的一端形成连接部204，所述连接部204的材料包括导电材料，且所述布线层连接到所述连接部204，从而使布线层和第一焊垫层205能够与外部电路或器件电连接。
[0075]请参考图9，在基板200的第一表面230固定感应芯片201，所述感应芯片201具有第一表面211、以及与第一表面211相对的第二表面212，所述感应芯片201的第二表面212位于基板200的第一表面230，所述感应芯片201的第一表面210具有感应区211、以及包围所述感应区211的外围区212，所述外围区212的感应芯片201表面具有若干第二焊垫层207，且所述第二焊垫层207与第一焊垫层205的位置和数量一一对应。
[0076]所述感应芯片201通过粘结层固定于基板200的第一表面230，后续通过导线将第二焊垫层207与第一焊垫层205相连接。由于后续通过导线使第一焊垫层205与第二焊垫层207相连，因此，无需通过额外的工艺对所述感应芯片201的结构进行改变，以适应第二焊垫层207与第一焊垫层205之间的布线，所述感应芯片201的第一表面210和第二表面220均平坦。因此，本实施例的封装工艺得以简化，并且降低封装结构的制造成本。
[0077]所述感应芯片201用于识别用户指纹。所述感应芯片201的感应区211用于感应用户的指纹信息，所述感应区211内能够具有电容结构、或者具有电感结构，用于检测并获取用户指纹信息，并转换为电信号输出。
[0078]在本实施例中，所述感应区211内形成有至少一个电容极板，当用户手指置于感应区211上的塑封层203表面时，所述电容极板、塑封层203和用户手指构成电容结构，而所述感应区211能够获取用户手指表面脊与谷与电容极板之间的电容值差异，并将所述电容值差异通过芯片电路进行处理之后输出，以此获取用户指纹数据。
[0079]请参考图10，形成若干导线208，所述导线208的两端分别与所述第一焊垫层205和第二焊垫层207电连接，所述导线208具有到基板200第一表面230距离最大的顶点A，所述顶点到感应芯片201第一表面210具有第一距离。
[0080]形成所述导线208的工艺为打线工艺，所述导线208的材料为金属，所述金属包括铜、钨、铝、银或金。所述导线208弯曲，且所述导线208具有到基板200表面距离最大的顶点A，所述顶点A到感应芯片201的第一表面210的第一距离为50微米?80微米，后续形成的塑封层表面到感应芯片201表面的距离需要大于所述第一距离，以保证所述塑封层203能够完全包围所述导线208和感应芯片201。
[0081]请参考图11，在基板200和感应芯片201表面的塑封层203，所述塑封层203的材料为聚合物，所述塑封层203包围所述导线208和感应芯片201，所述感应区211上的塑封层203表面平坦，所述塑封层203表面到感应芯片201的第一表面210具有第二距离，所述第二距离大于第一距离。
[0082]所述塑封层203的材料为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、聚苯并恶唑树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚醚砜、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇或其他合适的聚合物材料。
[0083]所述塑封层203的形成工艺为注塑工艺(inject1n molding)、转塑工艺(transfer molding)或丝网印刷工艺。所述封料层400还可以采用其它合适的工艺形成。所述塑封层203形成于基板200表面，包围所述感应芯片201和导线208，并且覆盖于感应区211表面。所述塑封层203不仅用于将感应芯片固定于基板200表面，保护并隔离所述感应芯片201和导线208，还能够用于保护所述感应区211，用户的手指能够直接与所述感应区211表面的塑封层203相接触。因此，形成本实施例的指纹识别芯片的封装结构的工艺简单，能够减少工艺时间和制造成本。
[0084]形成于感应区211表面的塑封层203的厚度为100微米?150微米，所述厚度较薄，当用户手指置于所述感应区211上的塑封层203表面，所述手指到感应区211的距离较小，因此，感应区211更容易检测到用户手指的指纹，从而降低了对感应芯片201高灵敏度的要求。而且，所述厚度大于导线208顶点A到感应芯片201第一表面210的第一距离，因此所述塑封层203能够完全包围所述导线208。
[0085]所述塑封层203的莫氏硬度大于或等于8H。所述塑封层203的硬度较高，即使位于感应区211表面的塑封层203厚度较薄，所述塑封层203也足以保护感应芯片201的感应区211，当用户手指在所述感应区211上的塑封层203表面移动时，不会对感应芯片201造成损伤。所述塑封层203的介电常数大于或等于7，所述塑封层203的电隔离能力较强，位于感应区211表面的塑封层203对所述感应区211的保护能力较强。
[0086]在一实施例中，在形成封装层203之后，还能够在基板200表面形成保护环，所述保护环包围所述感应芯片201、导线208和塑封层203。所述保护环的材料为金属，所述金属为铜、钨、铝、银或金。所述保护环通过所述基板200接地，从而将塑封层203表面的静电电荷导出。
[0087]在另一实施例中，在形成塑封层203之后，在所述感应区211周围的塑封层203内形成凹槽，所述塑封层203的侧壁暴露出所述凹槽；在塑封层203、导线208和感应芯片201周围的基板200表面形成保护环，部分保护环位于塑封层203表面，且至少暴露出感应芯片201感应区211表面的部分塑封层203，位于塑封层203表面的部分保护环位于所述凹槽内。
[0088]本实施例中，所述感应芯片的第一表面具有感应区，形成于基板和感应芯片表面的塑封层还覆盖于感应区表面，所述塑封层能够在封装所述感应芯片的同时，用于保护感应芯片的感应区，当用户手指置于感应区上的塑封层表面时，即能够进行指纹检测。由于所述塑封层的材料为聚合物，而聚合物材料具有较好的延展性和柔韧性，且覆盖能力佳，能够使形成于感应区表面的塑封层厚度薄、且硬度高，因此，所形成的塑封层具有足够大的硬度以保护感应芯片；而且，所述塑封层表面到感应芯片的距离减小，使感应区更易获取用户指纹数据，所形成的封装结构对感应芯片灵敏度的要求降低，所述封装方法的使用范围更广泛。此外，由于所形成的塑封层能够在封装感应芯片的同时保护感应区，使得封装感应芯片的方法得以简化，而且，所述塑封层的材料为聚合物，形成所述塑封层的成本低，进而降低了封装工艺的成本。
[0089]虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种指纹识别芯片封装结构，其特征在于，包括: 基板，所述基板具有第一表面，所述基板的第一表面具有若干第一焊垫层； 位于基板第一表面的感应芯片，所述感应芯片具有第一表面、以及与第一表面相对的第二表面，所述感应芯片的第二表面位于基板的第一表面，所述感应芯片的第一表面具有感应区、以及包围所述感应区的外围区，所述外围区的感应芯片表面具有若干第二焊垫层； 两端分别与所述第一焊垫层和第二焊垫层电连接的若干导线，其中，位于所述导线上且距离基板第一表面最大的点为顶点，所述顶点到感应芯片第一表面为第一距离； 位于基板和感应芯片表面的塑封层，所述塑封层的材料为聚合物，所述塑封层包围所述导线和感应芯片，所述感应区上的塑封层表面平坦，所述塑封层表面到感应芯片第一表面具有第二距离，所述第二距离大于第一距离。
2.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，所述第一距离为50微米?80微米;所述第二距离为100微米?150微米。
3.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:位于基板表面的保护环，所述保护环包围所述感应芯片、导线和塑封层。
4.如权利要求3所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，所述保护环还位于所述塑封层表面，且至少暴露出感应芯片感应区表面的塑封层。
5.如权利要求4所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:位于感应区周围的塑封层内的凹槽，所述塑封层的侧壁暴露出所述凹槽，位于塑封层表面的部分保护环位于所述凹槽内。
6.如权利要求3所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，所述保护环的底部固定于基板第一表面，所述保护环通过所述基板接地。
7.如权利要求3所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:包围所述塑封层、导线、感应芯片和保护环的外壳，所述外壳至少暴露出感应区表面的塑封层。
8.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:位于感应芯片和基板之间的粘结层，所述粘结层用于将感应芯片固定于基板第一表面。
9.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:位于所述塑封层表面的玻璃盖板，所述玻璃盖板至少覆盖所述感应芯片的感应区。
10.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:包围所述塑封层、导线和感应芯片的外壳，所述外壳暴露出感应区表面的塑封层。
11.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括:位于所述基板的一端的连接部，所述连接部用于使感应芯片与外部电路电连接。
【文档编号】H01L23/31GK204029787SQ201420361350
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】王之奇, 喻琼, 王蔚 申请人:苏州晶方半导体科技股份有限公司