一种指纹识别多芯片封装结构及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及微电子封装技术、传感器技术以及芯片互联等技术。
【背景技术】
[0002]随着终端产品的智能化程度不断提高，各种传感器芯片层出不穷。传感芯片扩展了智能手机、平板电脑等产品的应用领域，例如，指纹识别芯片的出现就大大提高了上述产品的安全性。
[0003]对于传感芯片，其最大的特征在于其芯片表面存在感应区域，该区域与其所要识别的外界刺激发生作用，产生芯片可以识别和处理的电信号。该区域与外界刺激的距离要尽可能短，或者感应区域裸露，以使得产生的信号可以被侦测。当前很多的芯片工艺，由于受到封装载体尺寸的限制无法将多个芯片分布在同一表面。现有技术中，有一种解决方案是将单个或多个功能芯片先封装在基板一侧，然后在基板另一侧封装传感芯片，从而满足多芯片集成封装，但是在生产的过程中基板一侧封装时，另一侧与外界接触，易造成接触性污染，在对这一侧进行封装时会存在分层的风险，影响整体产品的良率。
[0004]为解决双面贴芯时另一侧存在因污染导致的分层问题，国内某公司提出了一种采用对传感芯片进行挖槽处理，将单个或多个功能芯片放在槽中进行封装，从而满足多芯片集成封装，但是对传感芯片进行挖槽处理，工艺较为复杂，易造成传感芯片本身损失，或者产生微裂纹等缺陷使得产品的可靠性下降。
【发明内容】
[0005]本发明针对传感芯片，特别是指纹识别类芯片提供了一种低成本、简单、可靠性高的封装与互连集成方案，利用介质材料对单个或多个功能芯片进行包覆，通过溅射工艺在介质层上表面生成导电层，再通过布线工艺完成布线，然后进行对传感芯片的上芯、打线等操作，避免了对传感芯片本身进行挖槽等操作。
[0006]本发明公开的一种指纹识别多芯片封装结构包括一个传感芯片，其表面存在感应区域；台阶水平面低于传感芯片表面，通过Wire bonding工艺将传感芯片表面的芯片焊盘连接到在介质层预留的导通线柱上，从而达到与基板互连的作用，该导电结构将传感芯片采集到的信号传出，实现感应功能。
[0007]—种指纹识别多芯片封装结构，主要由功能芯片、包封介质、铜层、导通线柱、粘片胶层、传感芯片、键合线和基板组成，所述功能芯片通过植球、焊盘和基板连接，包封介质覆盖功能芯片、植球、焊盘和基板的上部，包封介质有导电孔，包封介质上部有铜层，导通线柱在导电孔内，铜层通过导通线柱与基板连接，铜层上部通过粘片胶层与传感芯片连接，传感芯片通过键合线与导通线柱连接。
[0008]所述功能芯片通过粘片胶粘接基板，并通过键合线与基板连接。
[0009]所述功能芯片有若干个，所有功能芯片位于同一表面。
[0010]所述包封介质是环氧树脂或者聚酰亚胺。[0011 ]所述传感芯片上表面有感应区域，感应区域裸露或者其上覆盖有包封介质。
[0012]—种指纹识别多芯片封装结构的制备方法，所述方法包括:
[0013]步骤一:准备基板；
[0014]步骤二:通过Flip chip工艺完成功能芯片的上芯；
[0015]步骤三:通过包封介质将功能芯片用介质包封，包封介质有导电孔；
[0016]步骤四:在介质层上表面生成导电层铜层，导通线柱填充预留的导电孔；
[0017]步骤五:通过布线工艺完成布线，保证和基板互连；
[0018]步骤六:通过粘片胶完成传感芯片的上芯；
[0019]步骤七:通过Wire bonding工艺完成传感芯片和基板的互连；
[0020]步骤八:对传感芯片的键合线通过塑封介质包封或者通过点胶工艺保护。
[0021]该结构的优点是避免了对传感芯片本身进行挖槽、布线，在介质材料上表面布线，再贴芯工艺成熟简单，可以提高封装产品良率，降低失效风险。
[0022]另外一个优点是制备这个结构的方法可以将多个功能芯片和传感芯片集成封装，每个芯片的处理工艺均相互独立，可实现单个封装体的多功能化，不仅提高工作效率，还可以保证成品率。
【附图说明】
[0023]图1A和图1B是本发明实施例已完成封装的传感芯片示意图，其中；
[0024]图1A中功能芯片通过Flipchip工艺进行贴装芯片；
[0025]图1B中功能芯片通过粘片胶贴装芯片；
[0026]图2A至图2F是本结构工艺实施方案的过程示意图，其中；
[0027]图2A是基板的不意图；
[0028]图2B是通过Flip chip工艺完成功能芯片的上芯示意图；
[0029]图2C是将功能芯片用介质包封的示意图；
[0030]图2D是在介质层上表面生成导电层，并填充预留的导电孔，和基板互连的示意图；[0031 ]图2E是通过粘片胶完成传感芯片上芯的示意图；
[0032]图2F是通过Wirebonding工艺，完成对传感芯片与基板互连的示意图。
[0033]图中，1、功能芯片;2、包封介质;3、铜层;4、导通线柱;5、粘片胶层;6、传感芯片;7、键合线;8、基板。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0035]如图1A和图1B所示，一种指纹识别多芯片封装结构，主要由功能芯片1、包封介质
2、铜层3、导通线柱4、粘片胶层5、传感芯片6、键合线7和基板8组成，所述功能芯片I通过植球、焊盘和基板8连接，包封介质2覆盖功能芯片1、植球、焊盘和基板8的上部，包封介质2有导电孔，包封介质2上部有铜层3，导通线柱4在导电孔内，铜层3通过导通线柱4与基板8连接，铜层3上部通过粘片胶层5与传感芯片6连接，传感芯片6通过键合线7与导通线柱4连接。
[0036]所述功能芯片I通过粘片胶粘接基板8，并通过键合线与基板8连接。
[0037]所述功能芯片有若干个，所有功能芯片位于同一表面。
[0038]所述包封介质2是环氧树脂等塑封材料或者聚酰亚胺等聚合物介质材料。
[0039]所述传感芯片6上表面有感应区域，感应区域裸露或者其上覆盖有包封介质2。[°04°]所述功能芯片I可以通过Flip chip工艺完成上芯，也可以通过粘片胶贴装芯片。
[0041]所述传感芯片6的键合线7可以通过介质包封，也可以通过点胶来保护。
[0042]图1A中功能芯片通过Flipchip工艺进行贴装芯片；图1B中功能芯片通过粘片胶贴装芯片。
[0043]如图2A至图2F所示，一种指纹识别多芯片封装结构的制备方法，所述方法包括:
[0044]步骤一:准备基板，如图2A所示；
[0045]步骤二:通过Flip chip工艺完成功能芯片的上芯，如图2B所示；
[0046]步骤三:通过包封介质将功能芯片用介质包封，包封介质有导电孔，如图2C所示；
[0047]步骤四:在介质层上表面生成导电层铜层，导通线柱填充预留的导电孔，如图2D所示；
[0048]步骤五:通过布线工艺完成布线，保证和基板互连，如图2D所示；
[0049]步骤六:通过粘片胶完成传感芯片的上芯，如图2E所示；
[°°50]步骤七:通过Wire bonding工艺完成传感芯片和基板的互连，如图2F所示；
[0051]步骤八:对传感芯片的键合线通过塑封介质包封或者通过点胶工艺保护，获得本发明所说的封装结构，如图2F所示。
【主权项】
1.一种指纹识别多芯片封装结构，其特征在于，主要由功能芯片(I)、包封介质(2)、铜层(3)、导通线柱(4)、粘片胶层(5)、传感芯片(6)、键合线(7)和基板(8)组成，所述功能芯片(I)通过植球、焊盘和基板(8)连接，包封介质(2)覆盖功能芯片(1)、植球、焊盘和基板(8)的上部，包封介质(2)有导电孔，包封介质(2)上部有铜层(3)，导通线柱(4)在导电孔内，铜层(3)通过导通线柱(4)与基板(8)连接，铜层(3)上部通过粘片胶层(5)与传感芯片(6)连接，传感芯片(6)通过键合线(7)与导通线柱(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种指纹识别多芯片封装结构，其特征在于，所述功能芯片(1)通过粘片胶粘接基板(8)，并通过键合线与基板(8)连接。3.根据权利要求1或者2所述的一种指纹识别多芯片封装结构，其特征在于，所述功能芯片有若干个，所有功能芯片位于同一表面。4.根据权利要求1所述的一种指纹识别多芯片封装结构，其特征在于，所述包封介质(2)是环氧树脂或者聚酰亚胺。5.根据权利要求1所述的一种指纹识别多芯片封装结构，其特征在于，所述传感芯片(6)上表面有感应区域，感应区域裸露或者其上覆盖有包封介质(2)。6.—种指纹识别多芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括: 步骤一:准备基板； 步骤二:通过Flip chip工艺完成功能芯片的上芯； 步骤三:通过包封介质将功能芯片用介质包封，包封介质有导电孔； 步骤四:在介质层上表面生成导电层铜层，导通线柱填充预留的导电孔； 步骤五:通过布线工艺完成布线，保证和基板互连； 步骤六:通过粘片胶完成传感芯片的上芯； 步骤七:通过Wire bonding工艺完成传感芯片和基板的互连； 步骤八:对传感芯片的键合线通过塑封介质包封或者通过点胶工艺保护。
【专利摘要】本发明公开了一种指纹识别多芯片封装结构及其制备方法，属于集成电路封装、传感器技术等领域。本发明是将单个或多个功能芯片通过Flip？chip工艺或Wire？bonding工艺和基板焊盘连接，并通过介质包封，上层传感芯片通过导通线柱与基板焊盘相连接，下层封装体中芯片的外围设置有贯穿于封装体的导电孔。本发明可以保证每个芯片的处理工艺均相互独立，不仅提高工作效率，还可以保证成品率。
【IPC分类】H01L23/31, H01L21/56, G06F21/32, G06K19/07, H01L25/16
【公开号】CN105590904
【申请号】CN201510744717
【发明人】王小龙, 谢建友, 张锐
【申请人】华天科技（西安）有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月5日