表面傳感芯片封裝結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及表面傳感芯片封裝結構與工藝，具體是涉及一種表面傳感芯片封裝結構。
【背景技術】
[0002]表面傳感芯片或表面感應芯片，如指紋識別表面傳感芯片、觸摸型表面傳感芯片等因其簡便、實用性，應用領域不斷拓展。功能逐漸強大的智能終端設備，也開始搭載越來越多的表面傳感芯片，然而，現在的設備對于封裝器件短小輕薄有較高的要求，搭載的此類表面傳感芯片的封裝體積也必將追求最小化。
[0003]但是，傳統的表面傳感芯片通常采用線焊工藝將表面傳感芯片與基板相連，具體結構為:表面傳感芯片具有第一表面和與第一表面相對的第二表面；表面傳感芯片的第一表面上具有感應區及若干個焊墊，焊墊與感應區之間電性連接；基板上具有與表面傳感芯片對應的第二焊墊，表面傳感芯片與基板相連時，表面傳感芯片第一表面的焊墊與基板上對應的第二焊墊通過焊線電連接。這種形式的表面傳感芯片封裝結構，表面傳感芯片和基板的打線很容易受到擠壓而斷裂，且打線上方不可再放置其他介質層，影響了產品的封裝良率，也降低了產品的可靠性。由于焊線工藝的限制，此工藝完成的表面傳感芯片封裝厚度較大，無法滿足封裝體積追求最小化的要求。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種表面傳感芯片封裝結構，該封裝結構能夠降低封裝厚度，滿足表面傳感芯片小型化發展的要求；該封裝結構中傳感芯片外圍設有塑封層，能夠提高傳感芯片的可靠性；該封裝結構便于結合其他功能芯片或基板，增強芯片的使用功能。該制作方法利用晶圓級芯片尺寸封裝技術，先進行整體封裝，再將晶圓切割成單顆芯片，降低了生產成本。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0006]—種表面傳感芯片封裝結構，包括具有相對的第一表面和第二表面的表面傳感芯片，所述第一表面具有感應區和位于所述感應區周邊的若干個焊墊，若干個所述焊墊與所述感應區電性連接；所述第一表面上形成有暴露所述感應區的第一塑封層；所述第二表面上與每個所述焊墊相對的位置形成有第一開口，所述第二表面和所述第一開口的內壁上形成有暴露出所述焊墊的絕緣層，所述絕緣層上形成有電連接所述焊墊暴露部分的金屬布線層；所述金屬布線層外形成有保護層。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述第一塑封層遮蓋住所述感應區，遮蓋住所述感應區的第一塑封層具有設定厚度。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，暴露出的所述感應區上設有保護蓋。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述保護層為第二塑封層或絕緣防護層。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，另設有一個或多個功能芯片，所述功能芯片與所述第二表面上的金屬布線層電連接。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，所述保護層為所述第二塑封層時，所述功能芯片固設于所述第二表面上的絕緣層與第二塑封層之間，且所述功能芯片通過線焊的方式與所述第二表面上的金屬布線層電連接。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述功能芯片通過倒裝焊的方式與所述第二表面上的金屬布線層電連接。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述第二表面的所述保護層上設有若干與所述金屬布線層連接的焊料凸點，所述焊料凸點用于電連接外部器件。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述金屬布線層的材料為銅或鋁或鎳或金或鈦或
I=I O
[0015]作為本實用新型的進一步改進，所述第一開口為凹槽或凹槽與孔的組合或直孔。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種表面傳感芯片封裝結構，通過在表面傳感芯片的第二表面上形成與第一表面的焊墊相對的第一開口，并在第二表面和第一開口內形成絕緣層和金屬布線層，能夠將表面傳感芯片第一表面的焊墊的電性引到表面傳感芯片的第二表面，這樣，在連接外部器件時(基板或功能芯片)，可以通過焊料凸點與焊盤的倒裝焊工藝，代替打線的線焊工藝，因此，能夠達到縮小表面傳感芯片的封裝體積，滿足表面傳感芯片小型化發展的要求的目的。該封裝結構對表面傳感芯片的外圍進行塑封或設置絕緣防護層，進一步增加了芯片的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例1步驟a所述的晶圓結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例1步驟b后的晶圓結構示意圖；
[0019]圖3a為本實用新型實施例1步驟d后形成的第一開口為凹槽的晶圓結構不意圖；
[0020]圖3b為圖3a中A-A’向剖面結構示意圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例1步驟e中形成絕緣層后的晶圓結構示意圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例1步驟e中暴露出焊塾后的晶圓結構不意圖；
[0023]圖6為本實用新型實施例1步驟f后的晶圓結構示意圖；
[0024]圖7為本實用新型實施例1步驟g后的晶圓結構示意圖；
[0025]圖8為本實用新型實施例1步驟h后并倒裝焊連接一個功能芯片的晶圓結構示意圖；
[0026]圖9a為本實用新型實施例1步驟d后形成的第一開口為凹槽與孔組合的晶圓結構示意圖；
[0027]圖9b為圖9a中B-B’向剖面結構示意圖；
[0028]圖1Oa為本實用新型實施例1步驟d后形成的第一開口為直孔的晶圓結構不意圖；
[0029]圖1Ob為圖1Oa中C_C’向剖面結構示意圖；
[0030]圖11為本實用新型實施例1表面傳感芯片封裝結構示意圖；
[0031]圖12為本實用新型實施例2表面傳感芯片封裝結構示意圖；
[0032]圖13為本實用新型實施例3表面傳感芯片封裝結構示意圖；
[0033]圖14為本實用新型實施例4表面傳感芯片封裝結構示意圖。
[0034]結合附圖，作以下說明:
[0035]1--表面傳感芯片；101--第一表面；
[0036]102--第一■表面；103--感應區；
[0037]104——焊墊；2——第一塑封層；
[0038]3——第一開口 ； 4——絕緣層；
[0039]5——金屬布線層；6——保護蓋；
[0040]7——第二塑封層；8——絕緣防護層；
[0041]9 功能芯片；10 焊料凸點；
[0042]11——第二開口。
【具體實施方式】
[0043]實施例1
[0044]如圖11所不，一種表面傳感芯片封裝結構，包括具有相對的第一表面101和第二表面102的表面傳感芯片，所述第一表面101具有感應區103和位于所述感應區103周邊的若干個焊墊104，若干個所述焊墊104與所述感應區103電連接；所述第一表面101上形成有暴露所述感應區103的第一塑封層2，暴露出的所述感應區103上設有保護蓋6 ;所述第二表面102上與每個所述焊墊104相對的位置形成有第一開口 3，所述第二表面102和所述第一開口 3的內壁上形成有暴露出所述焊墊104的絕緣層4，所述絕緣層4上形成有電連接所述焊墊104暴露部分的金屬布線層5 ;所述金屬布線層5外形成有保護層，且所述保護層為一層第二塑封層7 ;所述第二表面102上的金屬布線層5上形成有穿出所述第二塑封層7用于連接外部器件的焊料凸點10，用以連接外部電路。
[0045]上述結構中，通過在表面傳感芯片的第二表面102上形成與感應區103的第一表面101的焊墊104相對的第一開口 3，并在第二表面102和第一開口 3內依次形成絕緣層4與金屬布線層5，能夠將表面傳感芯片第一表面101的焊墊104的電性引到表面傳感芯片的第二表面102，這樣，在與外部器件進行連接時，比如基板上的第二焊墊，可以通過連接第二表面所述金屬布線層的若干焊料凸點與第二焊墊的倒裝焊工藝，代替打線的線焊工藝，因此，能夠達到縮小表面傳感芯片的封裝體積，滿足表面傳感芯片小型化發展的要求的目的。此外，通過在表面傳感芯片的第一表面101與第二表面102用一種塑封材料進行塑封，形成第一塑封層2和第二塑封層7，可用于防止外界對芯片的損傷，提高表面傳感芯片的可靠性。為了提高感應區103的靈敏度，本實施例選擇在感應區103上用一層保護蓋6覆蓋。更優選的，該保護蓋6的材質可以為玻璃、膜及玻璃陶瓷等保護材料，保護蓋6的厚度在I微米-400微米之間。
[0046]優選的，所述金屬布線層5的材料為銅或鋁或鎳或金或鈦或合金。
[0047]優選的，所述第一開口 3為凹槽、凹槽與孔的組合或直孔，凹槽的結構參見圖3a和圖3b，其中圖3a為第二表面俯視的第一開口結構示意圖，圖3b為圖3a在AA’向的剖面圖；凹槽與孔的組合結構參見圖9a和圖％，其中圖9a為第二表面俯視的第一開口結構示意圖，圖9b為圖9a在BB’處的剖面圖；直孔的結構參見圖1Oa和10b，其中圖1Oa為第二表面俯視的第一開口結構示意圖，圖1Ob為圖1Oa在CC’處的剖面圖。
[0048]作為一種優選實施例，本實施例1表面傳感芯片封裝結構的制作方法，包括如下步驟:
[0049]a、參見圖1，準備一具有若干個表面傳感芯片單元的晶圓，每個所述表面傳感芯片單元具有第一表面101和與第一表面101相對的第二表面102 ;所述表面傳感芯片單元的第一表面101上具有感應區103和位于所述感應區103周邊的若干焊墊104，若干個所述焊墊104與所述感應區103電連接；
[0050]b、參見圖2，在所述晶圓的所述第一表面101上形成覆蓋住所述感應區103的保護蓋6，并在保護蓋6的周邊及外圍的所述第一表面101上形成一層第一塑封層2 ;
[0051]C、對所述晶圓的所述第二表面102進行減薄；
[0052]d、參見圖3b，在所述晶圓的第二表面102上與每個表面傳感芯片單元的焊墊104相對的位置刻出第一開口 3，暴露出其對應的焊墊104 ；
[0053]e、參見圖4和圖5，在步驟d形成的所述晶圓的第二表面102和每個所述第一開口 3的內壁上覆蓋一層絕緣層4，并使所述第一開口 3對應的焊墊104暴露出來；具體實施時，第一開口 3可通過刻蝕及機械切割形成，首先通過光刻工藝在晶圓第二表面102形成凹槽開口，然后刻蝕凹槽開口位置的晶圓，在包含刻蝕凹槽表面和晶圓第二表面102的面上鋪設絕緣層4，最后，對刻蝕凹槽底進行機械切割暴露出焊墊104的側壁。
[0054]f、參見圖6，在步驟e形成的所述絕緣層4上及暴露出的所述焊墊104的位置鋪設一層金屬布線層5，即金屬布線層5將焊墊104電性引到表面傳感芯片的第二表面102上。
[0055]g、參見圖7，在步驟f形成的金屬布線層5外形成一層第二塑封層7，并在第二表面102的第二塑封層7上預留金屬布線層5與外部器件連接的第二開口 11。
[0056]h、參見圖8，在