生物识别封装结构与制作方法与流程

本发明涉及一种生物识别封装结构与制作方法，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术：

目前生物识别技术主要是通过光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性（如生物、脸象、虹膜等）来进行个人身份的鉴定。而生物具有终身不变性、唯一性和方便性等特性，通过生物识别系统能够将采集到的生物进行处理后快速准确的进行身份认证，所以其在个人身份鉴定中的使用重要性愈显突出。

首先通过生物识别模组采集生物信号，之后将采集到的生物信号输入生物识别系统中进行识别和处理。因此，生物信号的质量会直接影响到识别的精度以及生物识别系统的处理速度。从而，生物识别模组是生物识别系统中的关键部件之一。

图1是现有技术中生物识别模组的结构图。如图1所示，现有的生物识别模组包括：设置有通孔的金属支架1a、位于金属支架1a通孔中的蓝宝石盖板2a、生物识别芯片3a、与生物识别芯片3a电连接的焊线4a、填充于金属支架1a和生物识别芯片3a之间的塑封材料5a、以及通过焊线4a与生物识别芯片3a电连接的基板6a，基板6a与金属支架1a电连接。现有的生物识别模组的手指接触面与生物识别芯片3a的感应面之间间隔了蓝宝石盖板2a和塑封材料5a，生物识别模组的厚度较厚，使得采集到的生物信号衰减，灵敏度降低，识别效率降低。

现有的生物识别模组采用蓝宝石作为生物识别芯片的保护盖板，价格昂贵，且在制作生物识别模组时，单颗生物识别芯片分别进行组装形成生物识别模组，组装效率低，生物识别模组成本较高。同时该供应链也比较复杂，同时包括封装厂、模组厂、面板厂等相关公司。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有半导体封装中存在的生物识别模组厚度较厚，采集到的生物信号衰减，灵敏度低，识别效率降等问题，提出了本发明。

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种生物识别封装结构与制作方法，能够实现生物识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，解决现有的生物识别芯片封装良率损失严重以及成本较高的问题。

按照本发明提供的技术方案，所述生物识别封装结构，包括面板，面板的下表面具有色彩涂层；其特征是：在所述面板具有色彩涂层的一面设有正面布线层和生物芯片，生物芯片具有TSV结构，生物芯片通过粘结层与面板连接；所述正面布线层一端的电连接接口通过金属线路连接至生物芯片背面的TSV结构，正面布线层另一端的电连接接口与外部器件连接。

进一步的，在所述生物芯片的下表面覆盖保护层。

进一步的，所述保护层覆盖生物芯片和金属线路。

进一步的，所述生物芯片的TSV结构为实心的，或者在TSV孔的侧壁设置金属层、中间采取空心的结构。

进一步的，所述面板的材料为玻璃、水晶或蓝宝石。

进一步的，所述金属线路的材料采用铜、铝、金、锡、银或者含有其中之一的混合导电材料。

所述生物识别封装结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）在具有色彩涂层的面板上制作正面布线层，正面布线层的一端预留生物芯片的电连接接口，另一端预留外部器件的电连接接口；

（2）在生物芯片与面板之间制作粘结剂，热压后进行固化；

（3）制作金属线路，金属线路连接至生物芯片的背面，将生物芯片的TSV结构与面板的正面布线层实现电性连接；

（4）将生物芯片、金属线路及其周围区域盖封保护层，然后进行固化。

进一步的，所述正面布线层和金属线路采用3D打印、溅射或者镀制的方式制作。

本发明所述的生物识别模组结构，能够实现生物识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，工艺制程简单，产品良率极高而且成本低，解决现有的生物识别芯片封装良率损失严重以及成本较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1是现有技术中生物识别模组的结构图。

图2～图5为所述生物识别模组的制作方法示意图，其中：

图2为在面板上制作正面布线层的示意图。

图3为将生物芯片与面板连接的示意图。

图4为制作金属线路的示意图。

图5为制作得到本发明所述生物识别模组的示意图。

图中序号：面板1、色彩涂层2、正面布线层3、生物芯片4、粘结层5、TSV结构6、金属线路7、保护层8。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实施制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

如图5所示：所述生物识别封装结构，包括面板1，面板1的下表面具有色彩涂层2，在面板1具有色彩涂层2的一面设有正面布线层3和生物芯片4，生物芯片4具有TSV结构6，生物芯片4通过粘结层5与面板1连接；所述正面布线层3一端的电连接接口通过金属线路7连接至生物芯片4背面的TSV结构6，正面布线层3另一端的电连接接口与外部器件连接（图中未示出）；在所述生物芯片4的下表面覆盖保护层8，保护层8覆盖生物芯片4和金属线路7。

所述生物芯片4的TSV结构为实心的，或者在TSV孔的侧壁设置金属层、中间采取空心的结构。

所述面板1的材料为玻璃、水晶或蓝宝石。

所述金属线路7的材料采用铜、铝、金、锡、银或者含有其中之一的混合导电材料。

所述生物识别封装结构的制作方法，包括以下步骤：

（1）如图2所示，在具有色彩涂层2的面板1上制作正面布线层3，正面布线层3的一端预留生物芯片4的电连接接口，另一端预留外部器件的电连接接口；通过回流工艺将外部器件焊在面板1预留的电连接接口处；

（2）如图3所示，在生物芯片4与面板1之间采用喷涂、点胶或打印的方式制作粘结剂，热压后放置在热烘箱中80-120℃下固化50-60分钟；

（3）如图4所示，采用3D打印、溅射或者镀制的方式制作金属线路7，金属线路7连接至生物芯片4的背面，将生物芯片4的TSV结构6与面板1的正面布线层3实现电性连接；

（4）如图5所示，将生物芯片4、金属线路7及其周围区域通过喷涂、点胶或者3D打印的工艺盖封保护层8，保护层8的材料为PI或其它具有绝缘性的聚合物材料；然后放置在热烘箱中140-150℃下固化50-60分钟，将保护层8进行固化。

本发明实现TSV结构的生物芯片直接集成在具有色彩涂层的面板背面，解决TSV结构的生物芯片模组单体结构复杂、工艺制作繁琐以及成本高的问题。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。