表面傳感晶片封裝結構的制作方法

本實用新型涉及半導體芯片的封裝領域，尤其涉及一種表面傳感晶片封裝結構。

背景技術：

表面傳感晶片或表面感應晶片，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。

目前指紋識別玻璃蓋板方案，傳統的單顆封裝以及晶圓級封裝完畢切割成單顆芯片，都是在模組段單顆貼合玻璃，整體的良率和效率不高，并且成本較高。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提出了一種表面傳感晶片封裝結構，提升了封裝產品的良率，提高了封裝產品的可靠性。

一種表面傳感晶片封裝結構，包括一表面傳感晶片，該表面傳感晶片具有相對的第一表面和第二表面，所述第一表面包含有感測元件及位于該感測元件周圍的多個焊墊，該表面傳感晶片內有金屬互連結構，所述金屬互連結構從所述第二表面延伸至所述第一表面的焊墊表面，且所述金屬互連結構與所述第二表面設置的金屬線路相連接，該金屬線路上制作有導電體，在設置有金屬線路的第二表面及所述表面傳感晶片的四周側面包裹保護層，該保護層厚度低于所述導電體高度，并暴露出所述導電體，該表面傳感晶片的第一表面及周邊的保護層上貼合一功能蓋板，至少該表面傳感晶片第一表面與所述功能蓋板之間有粘結膠。

進一步的，所述表面傳感晶片為指紋識別芯片。

進一步的，所述功能蓋板粘結面設有一著色層。

進一步的，所述功能蓋板為玻璃、藍寶石、氮化鋁或者陶瓷材料。

進一步的，所述保護層為模塑料。

進一步的，包裹所述表面傳感晶片側面的保護層厚度不小于5微米。

本實用新型的有益效果：

相比傳統單顆芯片貼單個蓋板及晶圓級芯片封裝單獨貼蓋板，本實用新型實現了晶圓級蓋板的貼合，預封裝晶片通過貼片重組晶圓，再進行晶圓級蓋板封裝，形成的封裝產品的良率有很大的提升。封裝結構中保護層包裹住晶片的四周側面及表面，提高了產品的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型表面傳感晶片封裝結構剖面圖，其中金屬互連結構包括垂直孔；

圖2為圖1中A處放大示意圖；

圖3為本實用新型表面傳感晶片封裝結構剖面圖，其中金屬互連結構包括斜孔；

圖4為本實用新型表面傳感晶片封裝結構剖面圖，其中金屬互連結構為包括槽與斜孔的組合；

圖5為本實用新型預封裝后的表面傳感晶片剖面圖，其中金屬互連結構包括垂直孔；

圖6為本實用新型預封裝后的表面傳感晶片剖面圖，其中金屬互連結構包括槽與斜孔的組合；

圖7為本實用新型功能蓋板結構示意圖；

圖8為本實用新型功能蓋板與載板臨時鍵合結構示意圖；

圖9為本實用新型在功能蓋板粘結面涂覆著色層的結構示意圖；

圖10為本實用新型在著色層上涂粘結膠的結構示意圖；

圖11為本實用新型將預封裝后的表面傳感晶片黏在功能蓋板上的結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。為方便說明，實施例附圖的結構中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實施例中各結構的實際相對大小。

本實用新型表面傳感晶片封裝結構，如圖1、圖3和圖4所示，該封裝結構包括表面傳感晶片100，具有相對的第一表面和第二表面。表面傳感晶片第一表面包含有感測元件，及位于感測元件周邊的多個焊墊104，焊墊與感測元件通過電路相連接，圖示為焊墊處剖面圖，未剖至感測元件，故感測元件未示出。表面傳感晶片內有一金屬互連結構101，金屬互連結構從表面傳感晶片第二表面延伸至第一表面的焊墊表面，表面傳感晶片第二表面設有金屬線路102，與表面傳感晶片第二表面的金屬互連結構電連接，且該金屬線路上制作有導電體103。在設置有金屬線路的第二表面及表面傳感晶片的四周側面包裹保護層300，使該保護層厚度低于導電體高度，并暴露出導電體。

該表面傳感晶片的第一表面及周邊的保護層上貼合一功能蓋板200，至少該表面傳感晶片第一表面與所述功能蓋板之間有粘結膠202。

優選的，表面傳感晶片為指紋識別芯片。

優選的，功能蓋板粘結面設有一著色層201，用以使晶片感測面美觀。

優選的，金屬互連結構包括垂直孔(如圖1和圖5)或者斜孔(如圖3)或者槽與直/斜孔的組合(如圖4和圖6)的開口101a，還包括位于垂直孔或斜孔或開口內的金屬層101b，金屬層與表面傳感晶片之間有一絕緣層101c，以防止漏電，提高金屬互連結構的電性能；金屬線路上及垂直孔或斜孔或開口101a內的金屬層上鋪設一層防焊層101d。

優選的，功能蓋板為玻璃、藍寶石、氮化鋁或者陶瓷等材料。更優選的，該功能蓋板的硬度大于7。

優選的，保護層為模塑料，可以保護金屬線路不暴露在空氣中被腐蝕，也可以避免晶片側面裸露，提高晶片可靠性。

優選的，包裹表面傳感晶片側面的保護層厚度不小于5微米，更優選的，厚度為20至200微米。

該表面傳感晶片封裝結構的制作方法，包括以下步驟：

A.提供一具有若干表面傳感晶片的晶片晶圓，具有相對的第一表面和第二表面，通過晶圓級封裝，在各表面傳感晶片第二表面上制作金屬互連結構、金屬線路和導電體，并將晶片晶圓切割成單顆晶片，完成預封裝。如圖5所示，為方便示意，選取了晶片晶圓上一顆晶片作為示意，說明表面傳感晶片封裝結構的制作方法。

優選的，在上述晶圓級封裝過程中，為了確保各制程的支撐強度，在晶圓工藝面的背面，也即晶片的第一表面，臨時鍵合一載片。

金屬互連結構包括垂直孔，或者斜孔，或者槽與直/斜孔的組合的開口，及位于開口內的金屬層。金屬互連結構中，金屬層與晶片之間有一絕緣層，防止漏電，提高金屬互連結構的電性能。由于金屬互連結構為晶圓級封裝中常規的制程，這里不再贅述。

B.提供一功能蓋板晶圓，參見圖7，在功能蓋板晶圓的背面臨時鍵合一載板400，以確保各制程的支撐強度，參見圖8。或者，通過選取厚度達到預設值(如大于200μm)的功能蓋板晶圓，保證功能蓋板的支撐強度。

該功能蓋板晶圓材質如玻璃，藍寶石、氮化鋁或者陶瓷材料。更優選的，該功能蓋板的硬度大于7，耐磨耐刮傷。

優選的，載板與功能蓋板晶圓臨時鍵合的鍵合膠401為光解，如激光或紫外光，或者熱解材料，分別通過如激光或紫外光光照或者加熱解除鍵合膠的粘性，便于封裝完畢后載板的拆除。

C.用粘結膠202將若干預封裝的表面傳感晶片第一表面朝下黏至功能蓋板晶圓上，參見圖11，相鄰表面傳感晶片之間預留有一定距離，以塑封包裹表面傳感晶片的側面。

粘結的方式可以為，將粘結膠涂至功能蓋板晶圓正面，將預封裝的表面傳感晶片通過貼片機，貼至功能蓋板晶圓正面；或者在預封裝的表面傳感晶片的第一表面涂上粘結膠，再通過貼片機安置在功能蓋板晶圓正面。

優選的，功能蓋板晶圓正面涂覆著色層201，參見圖9，預封裝的表面傳感晶片第一表面通過粘結膠貼至功能蓋板晶圓的著色層之上，參見圖10。

D.塑封功能蓋板晶圓正面，模塑料包裹預封裝的表面傳感晶片的第二表面及四周側面，并暴露出導電體，參見圖1。

該模塑料整體覆蓋功能蓋板晶圓的正面，表面傳感晶片第二表面上的模塑料厚度低于導電體高度，暴露導電體的方法為干法刻蝕、激光燒蝕等。

E.將晶片晶圓及功能蓋板晶圓切割成單顆封裝芯片，形成表面傳感晶片封裝結構。

晶圓切割步驟可以是切割到臨時鍵合膠的附近，保證相鄰芯片的分離即可。

或者先解鍵合去除載板，在切割晶圓形成單顆封裝芯片。

還可以同時切割晶圓和載板，形成帶載板的單顆封裝芯片，后續將芯片貼合到軟板上后再解鍵合，以便在后期工藝過程起保護作用。

去除載板，采用臨時鍵合膠相應的解鍵合的方法，光解，如激光或者紫外光，或者熱解降低膠的粘度，然后去除載板。

本實用新型裝結構中保護層包裹住晶片的四周側面及表面，提高了產品的可靠性。

以上實施例是參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細說明。本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本實用新型的實質的情況下，都落在本實用新型的保護范圍之內。