一种生物识别模组的制作方法

本实用新型实施例涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种生物识别模组。

背景技术：

将生物识别芯片通过封装得到生物识别模组，通过生物识别模组采集生物信号输入到生物识别系统进行识别和处理。因此，生物信号的质量会直接影响到识别的精度及生物识别系统的处理速度，从而对生物识别模组的制备及生物识别芯片的封装显得尤为重要。

现有生物识别芯片封装的技术方案主要有以下三种：

方案一，如图1所示，图1是现有技术提供的第一种生物识别模组的结构示意图，其主要工艺方法如下：在生物识别芯片1的第一感应面连接一临时基板，对键合键垫3的所述生物识别芯片1的第一感应面及与感应面相对的第二表面进行研磨减薄；在所述生物识别芯片1的第二表面进行通孔4蚀刻；在所述生物识别芯片1的第二表面上制备介电绝缘层，在所述介电绝缘层上制备重布线5和焊盘11；在制备的所述重布线5和焊盘11的表面制作防焊层，拆除所述临时基板，并对所述生物识别芯片1的晶圆片进行切割分离，得到单颗生物识别芯片；在对单颗所述生物识别芯片的感应区域2面及所述生物识别芯片的四周进行塑封料6的填充得到塑封芯片，使所述塑封芯片的所述重布线5不做塑封，暴露所述的重布线5与焊盘11；将软板与控制芯片7，电容8及电阻9等电子元件焊接，并将所述的塑封芯片贴装到所述软板12上，在所述的塑封芯片与所述软板12的缝隙里填充胶水13，制得设置有连接器10的所述的生物识别模组。

方案二，如图2所示，图2是现有技术提供的第二种生物识别模组的结构示意图，其主要工艺方法如下：通过方案一的硅通孔封装，制得单颗所述的生物识别芯片；将单颗所述的生物识别芯片通过倒装焊方式连接封装基板14，使得所述生物识别芯片的所述重布线5和所述封装基板14上的焊盘11通过通孔4连接导通；将控制芯片7，电容8及电阻9等电气元件通过倒装焊方式焊接到所述封装基板14上；将所述封装基板14的上表面和四周塑封成一整体，将裸露的所述封装基板14下表面用于连接软板12，并在所述封装基板14与所述软板12的缝隙里填充胶水13，制得设置有连接器10的所述的生物识别模组。

方案三，如图3所示，图3是现有技术提供的第三种生物识别模组的结构示意图，其主要工艺方法如下：将所述生物识别芯片1的第一感应面及与感应面相对的第二表面进行减薄处理，并进行切割分离，得到单颗生物识别芯片；将所述生物识别芯片和控制芯片及电容电阻7’粘贴在封装基板12’表面的制定区域；将所述生物识别芯片的键合键垫3与所述封装基板12’的表面金属以打金线4’方式进行连接；将封装基板12’的上表面和四周塑封成一整体，将裸露的所述封装基板12’下表面用于连接软板10’，并在所述封装基板12’和所述软板10’的缝隙里填充胶水11’，制得设置有连接器8’的所述的生物识别模组。

然而当前技术中还存在以下不足：

(1)、方案一封装后的生物识别模组由于信号传输距离太远，导致损失功耗大，生物识别的穿透能力低；并且裸露的控制芯片和电容电阻降低了所述生物识别模组整体的可靠性。

(2)、方案二和方案三的封装过程中增加封装基板，使得制备的所述模组在X，Y，Z方向尺寸增加，满足不了模组轻薄化的需求。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种生物识别模组，以在保证轻薄化的同时，缩短信号传输距离，降低线路功耗，提升指纹的穿透性和生物识别模组的灵敏性。

本实用新型实施例提供了一种生物识别芯片模组，该生物识别模组包括：

生物识别芯片，所述生物识别芯片的感应面包括感应区域和非感应区域，所述非感应区域设置有控制芯片、电容或电阻中的至少一种；

封装材料，用于封装所述生物识别芯片，且覆盖所述非感应区域的控制芯片、电容或电阻中的至少一种。

本实用新型实施例通过在所述晶圆片上感应面的非感应区域设置控制芯片、电容或电阻中的至少一种，使得控制芯片、电容或电阻中的至少一种与所述感应面的感应区域位于同一平面上，改进了封装工艺过程，使得控制芯片、电容或电阻设置在生物识别模组的内部，减小了生物识别模组的整体厚度，满足了生物识别模组轻薄化的发展趋势，提高了所述模组的可靠性和稳定性；同时缩短了所述控制芯片、电容或电阻中的至少一种与所述感应区域的信号传输距离，降低了信号在线路传输中的功耗，提升了指纹的穿透性和生物识别模组的灵敏性。

附图说明

图1是现有技术提供的第一种生物识别模组的结构示意图；

图2是现有技术提供的第二种生物识别模组的结构示意图；

图3是现有技术提供的第三种生物识别模组的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种生物识别芯片封装方法的流程示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的一种生物识别芯片的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的一种生物识别芯片封装结构的示意图；

图7是本实用新型实施例二提供的一种生物识别模组的侧视图；

图8是本实用新型实施例二提供的一种生物识别模组的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图4为本实用新型实施例一提供的一种生物识别芯片封装方法的流程示意图，本实施例可适用于生物识别模组制备的情况，图5是本实用新型实施例所提供的一种生物识别芯片的结构示意图；图6是本实用新型实施例所制备的一种生物识别芯片封装结构的示意图；图7是本实用新型实施例所制备的一种生物识别模组的侧视图；图8是本实用新型实施例所制备的一种生物识别模组的俯视图。本实用新型实施例提供的一种生物识别芯片的封装方法包括：

步骤110、对所述生物识别芯片的晶圆片进行预处理，所述晶圆片的感应面上包括感应区域和非感应区域。

其中，如图5所示，所述生物识别芯片1为指纹识别芯片，所述生物识别芯片1可以选用硅片制得，其中，对所述生物识别芯片1的晶圆片进行预处理可以在设计生物识别芯片1时，在其感应区域旁边预留出设置控制芯片、电容或电阻的位置，其中设置控制芯片的位置优先，并进一步设置铝焊盘。其中，所述晶圆片的感应面上包括有感应区域2和非感应区域，其中所述感应面的感应区域2优选为四方形。

步骤120、对所述生物识别芯片的晶圆片进行硅通孔封装，并在所述非感应区域设置有控制芯片、电容或电阻中的至少一种；

其中，如图5所示，对所述生物识别芯片1的晶圆片进行硅通孔封装可以对所述生物识别芯片1的第一感应面及与感应面相对的第二表面进行研磨减薄处理，并对连接有键合键垫3的所述生物识别芯片1的第二表面进行通孔4刻蚀，同时在通孔刻蚀的所述生物识别芯片1的第二表面的下表面连接有介电绝缘层，在所述介电绝缘层上制备有重布线5及焊盘11。将所述生物识别芯片1的晶圆片的非感应区域设置在所述感应区域的至少一侧，在所述非感应区域设置控制芯片7、电容8或电阻9的至少一种，其中在所述非感应区域可以设置有控制芯片7，可以设置有控制芯片7、电容8或电阻9装置，也可以设置控制芯片7、电容8及电阻9装置等得到不同组合结构，图5为上面所述任何情况的一种。

其中，所述控制芯片7、电容8及电阻9装置可以通过焊接方式与非感应区域的线路连接，所述的选择控制芯片7上可以存在的端口与感应区域2的引脚相连接，其中电容8及电阻9结构可以作为控制芯片7的外围电路。其中，通过不同的封装方式与选择方法可以将所选择的控制芯片7、电容8及电阻9通过打金线与非感应区域形成连接，进而非感应区域的内部线路与感应区域形成接触。

步骤130、对所述晶圆片进行切割并得到单颗生物识别芯片，并对所述单颗生物识别芯片进行塑封和模组组装。

其中，如图6-8所示，在所述生物识别芯片1的晶圆片的非感应区域上设置控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种后，可以对所述生物识别芯片1的晶圆片进行切割得到单颗的生物识别芯片，并对所述的单颗生物识别芯片进行封装。其中所述生物识别芯片1的封装过程可以是将所述的单颗生物识别芯片1的感应面和四周区域进行塑封料6填充，裸露重布线5及焊盘11，如图6所示，得到塑封芯片；将所述的塑封芯片贴装到软板12上，在所述塑封芯片与所述软板12的缝隙里填充胶水13，在所述软板12的一侧设置连接器10，最后得到封装的生物识别模组，如图7-8所示。

本实用新型实施例所提供的技术方案，通过在所述生物识别芯片的非感应区域设置控制芯片、电容或电阻中的至少一种，并使得控制芯片、电容或电阻中的至少一种与所述感应面的感应区域位于同一平面上，优化了封装工艺过程，可以减少控制芯片、电容或电阻中的至少一种与感应区域的连接线路距离，缩短信号传输距离，降低损失的功耗，提升指纹的穿透性和生物识别模组的灵敏性；同时将所述控制芯片设置在生物识别模组的内部，使得生物识别模组在Z方向的尺寸降低很多，减小了生物识别模组的整体厚度，满足了生物识别模组轻薄化的发展趋势，提高了所述模组的可靠性和稳定性。

在上述技术方案的基础上，在所述非感应区域设置有控制芯片、电容或电阻中的至少一种，其中设置所述控制芯片的位置优先。

其中，所述非感应区域优选设置有控制芯片的位置，此外还可以设置控制芯片7、电容8或电阻9，具体设置情况根据生物识别芯片1上非感应区域进行设置。

在上述技术方案的基础上，所述感应面的感应区域为四方形，所述生物识别芯片晶圆片的非感应区域位于所述感应区域的至少一侧。

其中，所述感应面的感应区域2优选为四方形，例如图8所示，由于在所述感应区的右侧区域设置有引线电路，所以在所述感应区域的左边区域、上边或下边区域中至少一处可以作为非感应区。

在上述方案的基础上，所述感应面上设置有感应引线，所述感应引线从所述感应区域的一侧引出，所述控制芯片、电容或电阻中的至少一种位于与所述感应引线不同侧。

其中，如图5-8所示，所述感应面上设置的感应引线，可以从所述感应区域2的一侧引出，通过通孔4与重布线5线路相连接，实现生物识别芯片1底部与感应面的信号连接。由于所述感应区域的一侧设置有感应引线，使得所述控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种可以设置在感应引线存在的不同侧，这样感应区域2与重布线层5，及控制芯片7的线路连接不会出现交叉混乱现象，简化了所制备的封装结构。

在上述方案的基础上，所述控制芯片设置在与所述感应区域位于同一平面上。

其中，如图8所示，所述控制芯片7设置在与所述感应区域2位于同一平面上，这样就会大大减少所述控制芯片7与所述感应区域2的线路距离，缩短了信号传输的距离，降低指纹信号的传输损失功耗，可以提高指纹的穿透性和生物识别模组的灵敏性，便于制备指纹识别性能优异的器件。

在上述技术方案的基础上，在所述非感应区域同时设置控制芯片和电阻时，所述控制芯片与所述电阻设置在相同平面或不同平面上；

或者，所述非感应区域同时设置控制芯片和电容时，所述控制芯片与所述电容设置在相同平面或不同平面上。

其中，如图5-8所示，在所述非感应区域同时设置控制芯片7和电阻8时，所述控制芯片7设置在与所述电阻8相同平面或不同平面上。在所述非感应区域上设置的控制芯片7与所述感应区域2位于同一平面上时，优选地设置所述电阻8与所述控制芯片7可以在相同平面，即设置的所述电阻8与所述生物识别芯片1的感应面上的感应区域2可以位于同一平面上，例如所述控制芯片7与所述电阻8设置在同一平面的所述生物识别芯片1非感应区域的相同侧或不同侧；

所述非感应区域上设置的控制芯片7与感应区域2位于同一平面上，而设置的所述电阻8与所述控制芯片7可以在不同平面，即设置的所述电阻8与所述芯片的感应面上的感应区域2可以在不同平面上，例如电阻8可以设置在封装区域内或封装区域外的软板12上。

其中，如图5-8所示，所述非感应区域同时设置控制芯片7和电容9时，所述控制芯片7设置在与所述电容9相同平面或不同平面上。在所述非感应区域上设置的控制芯片7与所述感应区域2位于同一平面上时，优选地设置所述电容9与所述控制芯片7可以在相同平面，即设置的所述电容9与所述生物识别芯片1的感应面上的感应区域2可以位于同一平面上，例如所述控制芯片7与所述设置电容9在所述生物识别芯片1非感应区域上的相同侧或不同侧；

所述非感应区域上设置的控制芯片7与感应区域2位于同一平面上，而设置的所述电容9与所述控制芯片7可以在不同平面，即设置的所述电容9与所述芯片的感应面上的感应区域7可以在不同平面上，例如电容9可以设置在封装区域内或封装区域外的软板12上。

实施例二

图7是本实用新型实施例二提供的一种生物识别模组的侧视图；图8是本实用新型实施例二提供的一种生物识别模组的俯视图。

本实用新型实施例还提供一种生物识别模组，该生物识别模组可使用本实用新型中实施例一提供的一种生物识别芯片的封装方法获得，如图7-8所示，该生物识别模组包括：

生物识别芯片1，封装材料，控制芯片7及电容8，和电阻9；其中，生物识别芯片1，所述生物识别芯片1的感应面包括感应区域2和非感应区域，所述非感应区域设置有控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种；封装材料，用于封装所述生物识别芯片1，且覆盖所述非感应区域的控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种。

具体的，所述生物识别芯片1通常可以为硅片，其中生物识别芯片1的晶圆片上包含有感应区域2和非感应区域，其中，生物识别芯片1的晶圆片的非感应区域设置有控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种。其中非感应区域可以设置有控制芯片7，可以在所述非感应区域设置控制芯片7、电容8或电阻9装置，也可以在所述非感应区域设置控制芯片7、电容8及电阻9装置等制备成不同组合结构，图7-8为上述所有情况的任意一种。

其中，在所述生物识别芯片1上的键合焊垫3与所述第一感应面上的感应区域2的导电线路相连接，同时在与第一感应面相对的所述生物识别芯片1的第二表面上开设有通孔4，重布线层5与键合焊垫3在所述生物识别芯片1的通孔4里相互连接导通，在与第一感应面相对的所述生物识别芯片1的第二表面制备介电绝缘层。其中，在所述介电绝缘层上制备有金属重布线，形成重布线5及焊盘11。其中所述生物识别芯片的感应区域2为指纹识别区域。

其中，将所述生物识别芯片1的晶圆片的非感应区域设置控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种后，切割得到单颗的生物识别芯片，在其感应面和四周进行塑封，裸露重布线5及焊盘11。且塑封材料6可以覆盖所述非感应区域的控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种，对其进行封装保护。其中，将所述的塑封芯片贴装到软板12上，在所述塑封芯片与所述软板12的缝隙里填充胶水13，在所述软板12的一侧设置有连接器10，最后得到封装的生物识别模组，如图7-8所示。

进一步地，所述感应面的感应区域2为四方形，所述生物识别芯片1的感应面的非感应区域位于所述感应区域2的至少一侧，例如图8所示，因为在所述感应区域2的右侧区域与键合键垫3连接，所以在所述感应区域2的对边区域、上边或下边区域中至少一处可以作为非感应区，可以根据生物识别芯片1设计的具体实际情况来选择具体选择哪一处作为封装需要的非感应区。

进一步地，在所述感应面上设置有感应引线，所述感应引线可以将感应区域2的一侧与键合键垫3形成接触，所述感应引线从所述感应区域2的一侧引出，所述控制芯片7、电容8或电阻9中的至少一种位于与所述感应引线的不同侧，增加选择的可能性，便于对封装提供多种选择。

进一步地，所述控制芯片7设置在与所述感应区域2位于同一平面上，这样会降低整体封装结构的厚度，进一步满足生物识别模组轻薄化的发展要求。

进一步地，在所述非感应区域同时设置控制芯片7和电阻8时，所述控制芯片7设置在与所述电阻8相同平面或不同平面上。所述非感应区域上设置的控制芯片7与感应区域2位于同一平面上，优选地设置所述电阻8与所述控制芯片7可以在相同平面，即设置的所述电阻8与所述芯片的感应区域2可以位于同一平面上，例如所述控制芯片7与所述设置电阻8在同一平面的感应区域上的相同侧或不同侧；设置的所述电阻8与所述控制芯片7可以在不同平面，即设置的所述电阻7与所述芯片的感应面上的感应区域2可以在不同平面上，例如电阻7可以设置在封装区域内或封装区域外的软板12上。

进一步地，在所述非感应区域同时设置控制芯片7和电容9时，所述控制芯片7设置在与所述电容9相同平面或不同平面上。所述非感应区域上设置的控制芯片7与感应区域2位于同一平面上，优选地设置所述电容9与所述控制芯片7可以在相同平面，即设置的所述电容9与所述芯片的感应区域2可以位于同一平面上，例如所述控制芯片7与所述设置电容9在同一平面的感应区域2上的相同侧或不同侧；设置的所述电容9与所述控制芯片7可以在不同平面，即设置的所述电容9与所述芯片的感应面上的感应区域2可以在不同平面上，例如电容9可以设置在封装区域内或封装区域外的软板12上。

本实用新型实施例提供的生物识别模组为指纹识别模组，相比现有技术来说，本实用新型实施例提供的生物识别模组，在所述晶圆片感应面的非感应区域设置控制芯片、电容或电阻中的至少一种，使得控制芯片、电容或电阻中的至少一种与所述感应面的感应区域位于同一平面上，改进了封装工艺，使得控制芯片、电容及电阻设置在生物识别模组的内部，降低了模组在Z方向的整体厚度，满足了生物识别芯片轻薄化的发展趋势，提高了所述模组的可靠性和稳定性；同时控制芯片与所述感应面的感应区域位于同一平面上，缩短了信号传输的距离，降低了信号在传输线路上的功耗，大大提升了指纹的穿透性和生物识别模组的灵敏性，便于制备指纹识别性能优异的器件。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。