一種指紋識別芯片的封裝結構以及封裝方法與流程

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種指紋識別芯片的封裝結構以及封裝方法。

背景技術：

隨著科學技術的不斷進步，越來越多的電子設備廣泛的應用于人們的日常生活以及工作當中，為人們的日常生活以及工作帶來了巨大的便利，成為當今人們不可或缺的重要工具。而隨著電子設備功能的不斷增加，電子設備存儲的重要信息也越來越多，電子設備的身份驗證技術成為目前電子設備研發的一個主要方向。

由于指紋具有唯一性和不變性，使得指紋識別技術具有安全性好、可靠性高以及使用簡單等諸多優點。因此，指紋識別技術成為當下各種電子設備進行身份驗證的主流技術。

目前，電容型的指紋識別芯片是現有電子設備常用的指紋識別芯片之一，其通過指紋識別區域的大量像素點(pixel)來采集使用者的指紋信息，每個像素點作為一個檢測點。具體的，進行指紋識別時，指紋的脊線與谷線到指紋識別芯片的距離不同，使得二者與指紋識別芯片形成的檢測電容不同。通過各個像素點采集手指不同區域的電容值，并轉換為電信號，根據所有像素點轉換的電信號可以獲取指紋信息。

現有的指紋識別芯片中，分辨率一般要求在508dpi以上，這就要求至少具有88*88個像素點，甚至至少具有192*192個像素點。在一個僅供一個手指按壓的指紋識別制備如此多的像素點，很容易導致相鄰像素點之間的電信號出現串擾問題，降低指紋識別的準確性。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種指紋識別芯片的封裝結構以及封裝方法，通過在指紋識別芯片的第一表面增加半導體蓋板，可以降低相鄰像素點之間的串擾問題，提高了指紋識別的準確性。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種指紋識別芯片的封裝結構，所示封裝結構包括：

指紋識別芯片，所述指紋識別芯片包括相對的第一表面以及第二表面，所述第一表面具有多個用于采集指紋信息的像素點；

覆蓋在所述指紋識別芯片的第一表面的半導體蓋板，所述半導體蓋板具有多個通孔，所述通孔的底部暴露所述像素點。

優選的，在上述封裝結構中，所述指紋識別芯片的第一表面包括感應區以及包圍所述感應區的非感應區；

其中，所述像素點設置在所述感應區；所述非感應區設置有與所述像素點電連接的第一焊盤，所述第一焊盤用于與外部電路電連接。

優選的，在上述封裝結構中，還包括：與所述指紋識別芯片相互固定的背板；

其中，所述背板設置在所述指紋識別芯片的第二表面；所述背板包括第一金屬布線層以及與所述第一金屬布線層電連接的第二焊盤；所述第一焊盤與所述第二焊盤電連接。

優選的，在上述封裝結構中，所述背板為pcb基板或玻璃基板或金屬基板或半導體襯底或聚合物柔性基板。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

所述指紋識別芯片的第二表面設置有過孔，所述過孔用于露出所述第一焊盤；

所述過孔側壁以及所述第二表面覆蓋有絕緣層；所述絕緣層表面設置有第二金屬布線層，所述第二金屬布線層覆蓋所述絕緣層以及所述過孔的底部，并與所述第一焊盤電連接；所述第二金屬布線層表面上設置有焊接凸起，所述焊接凸起與所述第二金屬布線層電連接。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

所述指紋識別芯片的第二表面具有過孔，所述過孔用于露出所述第一焊盤；所述過孔側壁設置有絕緣層；

其中，所述過孔內設置有導電插塞，所述導電插塞一端電連接所述第一焊盤，所述導電插塞的另一端高于所述指紋識別芯片的第二表面。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出所有所述第一焊盤；

所述第一焊盤與所述第二焊盤通過金屬線電連接。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出所有所述第一焊盤；

所述第一焊盤與所述第二焊盤通過導電膜層電連接，所述導電膜層至少部分覆蓋所述第一焊盤，且至少部分覆蓋所述第二焊盤。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出所述第一焊盤；

所述第一焊盤與所述第二焊盤通過導電膠電連接，所述導電膠至少部分覆蓋所述第一焊盤，且至少部分覆蓋所述第二焊盤。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板為單晶硅蓋板、或多晶硅蓋板、或非晶硅蓋板、或鍺化硅蓋板、或碳化硅蓋板。

優選的，在上述封裝結構中，所述通孔的形狀為頂部與底部相同的圓孔、或頂部與底部相同的方孔、或頂部與底部相同的三角孔；

其中，所述通孔的底部為所述通孔靠近所述像素點的開口，所述通孔的頂部為所述通孔遠離所述像素點的開口。

優選的，在上述封裝結構中，所述通孔的形狀為頂部與底部不相同的圓孔、或頂部與底部不相同的方孔、或頂部與底部不相同的三角孔；

其中，所述通孔的頂部大于所述通孔的底部；所述通孔的底部為所述通孔靠近所述像素點的開口，所述通孔的頂部為所述通孔遠離所述像素點的開口。

優選的，在上述封裝結構中，所述指紋識別芯片與所述半導體蓋板通過焊接工藝進行固定。

優選的，在上述封裝結構中，所述指紋識別芯片與所述半導體蓋板通過黏膠進行固定。

優選的，在上述封裝結構中，所述指紋識別芯片為硅基底的指紋識別芯片；

所述半導體蓋板朝向指紋識別芯片的表面周緣具有金屬層；

所述金屬層與所述硅基底相對的區域通過金-硅共晶、互熔結合固定。

優選的，在上述封裝結構中，所述金屬層包括層疊設置的鈦層、鉑層以及金層；

其中，采用濺射工藝依次在所述半導體蓋板表面形成所述鈦層、所述鉑層以及所述金層。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板為硅蓋板；

所述指紋識別芯片的第一表面對應所述半導體蓋板周緣的區域具有金屬層；

所述金屬層與所述硅蓋板的周緣通過金-硅共晶、互熔結合固定。

優選的，在上述封裝結構中，所述金屬層包括層疊設置的鈦層、鉑層以及金層；

其中，采用濺射工藝依次在所述指紋識別芯片的第一表面形成所述鈦層、所述鉑層以及所述金層。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板朝向所述指紋識別芯片的表面設置有光刻膠層；所述光刻膠層頂表面具有黏膠層；

所述半導體蓋板通過所述黏膠層固定在所述指紋芯片上；

其中，所述光刻膠層在所述指紋識別芯片上的垂直投影包圍所有所述像素點。

優選的，在上述封裝結構中，所述指紋識別芯片的第一表面設置有包圍所有所述像素點的光刻膠層；所述光刻膠層頂表面具有黏膠層；

所述半導體蓋板通過所述黏膠層固定在所述指紋芯片上。

優選的，在上述封裝結構中，所述半導體蓋板的厚度范圍是200μm-300μm，包括端點值。

本發明還提供了一種指紋識別芯片的封裝方法，所述封裝方法包括：

提供一晶圓，具有相對的第一表面以及第二表面，所述晶圓包括多個陣列排布的指紋識別芯片，每一指紋識別芯片具有多個用于采集指紋信息的像素點，所述像素點位于所述第一表面上；

在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板；

通過切割工藝分割所述晶圓以及所述蓋板，形成多個指紋識別芯片的封裝結構；

進行切割工藝后，所述蓋板分割為多個與所述指紋識別芯片一一相對固定的半導體蓋板；所述半導體蓋板具有多個通孔，所述通孔的底部暴露所述像素點。

優選的，在上述封裝方法中，在所述晶圓的第一表面覆蓋蓋板之后，且在切割工藝之前，在所述蓋板上形成與所述像素點一一對應的所述通孔。

優選的，在上述封裝方法中，在將所述蓋板覆蓋在所述晶圓的第一表面之前，在所述蓋板上形成與所述像素點一一對應的所述通孔。

優選的，在上述封裝方法中，通過激光打孔工藝或深硅刻蝕工藝在所述蓋板上形成所述通孔。

優選的，在上述封裝方法中，所述指紋識別芯片的第一表面包括感應區以及包圍所述感應區的非感應區；所述像素點設置在所述感應區；所述非感應區設置有與所述像素點電連接的第一焊盤，所述第一焊盤用于與外部電路電連接。

優選的，在上述封裝方法中，在進行切割工藝以后，所述封裝方法還包括：提供背板，所述背板包括第一金屬布線層以及與所述第一金屬布線層電連接的第二焊盤；

將所述指紋識別芯片固定于所述背板上，所述指紋識別芯片的第二表面貼合于所述背板上；

所述第一焊盤與所述第二焊盤電連接。

優選的，在上述封裝方法中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

在將所述蓋板覆蓋在所述晶圓的第一表面之后，且在進行切割工藝之前，還包括：

在所述通孔頂部設置遮擋板或是在所述通孔內填充光刻膠；

在所述指紋識別芯片的第二表面形成與所述第一焊盤一一對應的過孔，所述過孔用于露出所述第一焊盤；

形成覆蓋所述晶圓第二表面以及所述過孔側壁的絕緣層；

在所述絕緣層表面形成第二金屬布線層，所述第二金屬布線層覆蓋所述過孔的側壁與底部，并與所述第一焊盤電連接；

形成與所述第二金屬布線層電連接的焊接凸起。

優選的，在上述封裝方法中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出或是覆蓋所有所述第一焊盤；

在將所述蓋板覆蓋在所述晶圓的第一表面之后，且在進行切割工藝之前，還包括：

在所述通孔的頂部設置遮擋板或是在所述通孔內填充光刻膠；

在所述指紋識別芯片的第二表面形成與所述第一焊盤一一對應的過孔，所述過孔用于露出所述第一焊盤；

形成覆蓋所述晶圓第二表面以及所述過孔側壁的絕緣層；在所述過孔中形成導電插塞，所述導電插塞一端電連接所述第一焊盤，所述導電插塞的另一端高于所述指紋識別芯片的第二表面。

優選的，在上述封裝方法中，所述半導體蓋板覆蓋所有所述像素點，且露出所有所述第一焊盤；

所述將所述指紋識別芯片固定于所述背板上包括：

通過金屬線、或導電膠、或導電膜層將所述第一焊盤以及所述第二焊盤電連接。

優選的，在上述封裝方法中，所述半導體蓋板覆蓋對應的所述指紋識別芯片的所有所述像素點，且露出或是覆蓋對應的所述指紋識別芯片的所有所述第一焊盤；

所述在所述晶圓表面上覆蓋蓋板包括：通過焊接工藝在所述晶圓表面固定所述蓋板。

優選的，在上述封裝方法中，所述半導體蓋板覆蓋對應的所述指紋識別芯片的所有所述像素點，且露出或是覆蓋對應的所述指紋識別芯片的所有所述第一焊盤；

在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：通過黏膠在所述晶圓表面固定所述蓋板。

優選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：

在所述蓋板朝向每個所述指紋識別芯片的區域周緣形成金屬層；

在設定的溫度和壓強下，使得金-硅共晶、互熔，以使得所述金屬層與所述指紋識別芯片結合固定，將所述蓋板固定在所述晶圓表面。

優選的，在上述封裝方法中，所述在所述蓋板朝向每個所述指紋識別芯片的區域周緣形成金屬層包括：

通過濺射工藝依次在所述蓋板朝向每個所述指紋識別芯片的區域周緣形成鈦層、鉑層以及金層。

優選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：

在每個所述指紋識別芯片的第一表面對應所述半導體蓋板周緣的區域形成金屬層；

在設定的溫度和壓強下，使得金-硅共晶、互熔，以使得所述金屬層與所述蓋板結合固定，將所述蓋板固定在所述晶圓表面。

優選的，在上述封裝方法中，所述在每個所述指紋識別芯片的第一表面對應所述半導體蓋板周緣的區域形成金屬層包括：

通過濺射工藝依次在所述第一表面形成鈦層、鉑層以及金層。

優選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面覆蓋上蓋板包括：

在所述蓋板對應所述晶圓的表面形成預設圖形結構的光刻膠層；所述光刻膠層具有多個與所述指紋識別芯片一一對應的開口，所述開口在所述晶圓上的垂直投影覆蓋對應所述指紋識別芯片的所有所述像素點；

在所述光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過所述黏膠將所述蓋板固定在所述晶圓上。

優選的，在上述封裝方法中，所述在所述晶圓的第一表面上覆蓋蓋板包括：

在所述晶圓對應所述蓋板的表面形成預設圖形結構的光刻膠層；所述光刻膠層具有多個與所述指紋識別芯片一一對應的開口，每一開口包圍對應所述指紋識別芯片的所有所述像素點；

在所述光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過所述黏膠將所述蓋板固定在所述晶圓上。

通過上述描述可知，本發明技術方案提供的指紋識別芯片的封裝結構以及封裝方法中，在指紋識別芯片的第一表面設置有一個半導體蓋板，該半導體蓋板具有多個與指紋識別芯片的像素點一一對應的通孔，所述通孔用于露出所述像素點，半導體蓋板具有較低的介電常數，可以降低相鄰像素點之間的串擾問題，提高了指紋識別的準確性。

同時，由于半導體蓋板具有較大的機械強度，因此，相對于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串擾的現有技術方案，本發明技術方案可以通過復用該半導體蓋板作為封裝結構的蓋板，無需再單獨設置蓋板，降低了制作成本以及封裝結構的厚度。

而且，相對于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串擾的現有技術方案，由于光刻膠的機械強度較小，進行指紋識別時候，手指按壓會導致厚度發生形變，即便在第一表面設置較大厚度的光刻膠層，由于其機械強度較小，不能對指紋識別芯片的基底進行進一步的減薄處理。對于本發明技術方案，進一步，可以采用200μm-300μm的半導體蓋板的厚度。本發明技術方案可以采用厚度為300μm的半導體蓋板，一方面，在避免串擾問題的同時，可以使得封裝結構的蓋板具有較大的機械強度，進行指紋識別時，半導體蓋板不會由于受到手指的按壓而導致厚度的形變，不影響到指紋識別的準確度；另一方面，還可以對指紋識別芯片的基底進行進一步的減薄處理，在保證封裝結構機械強度以及避免串擾問題的同時，是的指紋識別芯片具有較薄的厚度。

在形成指紋識別芯片的封裝結構時，一般是對具有多個指紋識別芯片的晶圓進行統一封裝，然后通過切割形成多個單粒的封裝結構。采用本發明技術方案的封裝方法，在晶圓朝向像素點的一側固定蓋板，一方面，蓋板用于形成各個封裝結構的半導體蓋板，用于避免串擾問題，另一方面，蓋板還可以作為保護基板，以便于在晶圓背離像素點的一側背板形成背面結構，背板無需單獨設置保護基板，降低工序流程以及制作成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1a為本發明實施例提供的一種指紋識別芯片的封裝結構的結構示意圖；

圖1b為本發明實施例提供的另一種指紋識別芯片的封裝結構的結構示意圖；

圖1c為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖；

圖6為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖；

圖7本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖；

圖8-圖10為本發明實施例提供的一種指紋識別芯片的封裝方法的流程示意圖；

圖11a-圖18為本發明實施例提供的一種形成晶圓背面結構方法的流程示意圖；

圖19-圖23為本發明實施例提供的另一種形成晶圓背面結構方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

參考圖1a，圖1a為本發明實施例提供的一種指紋識別芯片的封裝結構的結構示意圖，該封裝結構包括：指紋識別芯片11以及覆蓋在指紋識別芯片11的第一表面111的半導體蓋板12。可以設置半導體蓋板12的周緣固定在與第一表面111相對的區域。

指紋識別芯片11包括相對的第一表面111以及第二表面112，第一表面111具有多個用于采集指紋信息的像素點13。半導體蓋板12具有多個通孔14。通孔14的底部暴露像素點13。通孔14的底部為通孔14靠近像素點13的開口。可以設置通孔14與像素點13一一對應，用于露出對應的像素點13。半導體蓋板12具有較低的介電常數，能夠降低鄰像素點13之間的串擾問題。

在垂直于的第一表面111的方向上，通孔14在第一表面111的投影至少與對應的像素點13在第一表面111的投影部分交疊。為了保證指紋識別的準確性，可以設置通孔14在第一表面111的投影完全覆蓋對應的像素點13在第一表面111的投影。最優的，可以設置通孔14在第一表面111的投影與對應的像素點13在第一表面111的投影完全重合。

如圖1a所示，第一表面111包括感應區a以及包圍感應區a的非感應區b。其中，像素點13設置在感應區a；非感應區b設置有與像素點13電連接的第一焊盤15，第一焊盤15用于與外部電路電連接。進行指紋識別時，像素點13檢測電容值，將電容值轉換為電信號，外部電路根據該電信號可以獲取指紋信息，進行身份識別。

本發明實施例中，半導體蓋板12為單晶硅蓋板、或多晶硅蓋板、或非晶硅蓋板、或鍺化硅蓋板、或碳化硅蓋板等半導體材料制備的蓋板。一方面，半導體材料的半導體蓋板12具有較低的介電常數，能夠有效降低相鄰像素點13的串擾問題，另一方面，半導體材料制備的半導體蓋板12的莫氏硬度一般在10以上，硬度較高，機械強度大，手指按壓時，不會產生厚度形變，不會影響指紋識別的準確性，且半導體蓋板12可以復用為封裝結構的蓋板，無需單獨設置蓋板，降低了厚度以及制作成本。

可選的，半導體蓋板12的厚度范圍是200μm-300μm，包括端點值。本發明實施例提供的封裝結構中，可以采用較大厚度的半導體蓋板12，如300μm厚度的半導體蓋板12。一方面，在避免串擾問題的同時，可以使得封裝結構的蓋板具有較大的機械強度，進行指紋識別時，半導體蓋板12不會由于受到手指的按壓而導致厚度的形變，保證了指紋識別的準確度；另一方面，還可以對指紋識別芯片11的基底進行進一步的減薄處理，在保證封裝結構機械強度以及避免串擾問題的同時，使得指紋識別芯片11具有較薄的厚度。

可以設置通孔14的形狀為頂部與底部相同的圓孔、或頂部與底部相同的方孔、或頂部與底部相同的三角孔、或是其他結構的頂部與底部相同的多邊形。通孔14的底部為通孔14靠近像素點13的開口，通孔14的頂部為通孔14遠離像素點13的開口。

也可以設置通孔14的形狀為頂部與底部不相同的圓孔、或頂部與底部不相同的方孔、或頂部與底部不相同的三角孔、或是其他結構的頂部與底部不相同的多邊形。此時，通孔14的頂部大于通孔14的底部。同樣，通孔14的底部為通孔14靠近像素點13的開口，通孔14的頂部為通孔14遠離像素點13的開口。

圖1a所示實施方式中，指紋識別芯片11與半導體蓋板12通過黏膠16進行固定。

還可以設置指紋識別芯片11與半導體蓋板12通過焊接工藝進行固定。此時，指紋識別芯片11與半導體蓋板12相對的表面分別設置有用于焊接固定的固定焊盤，將二者表面的固定焊盤通過焊接工藝進行結合固定，以使得半導體蓋板12固定在指紋識別芯片11上。

還可以設置指紋識別芯片11為硅基底的指紋識別芯片，并設置半導體蓋板12朝向指紋識別芯片11的表面周緣具有金屬層。金屬層與硅基底相對的區域通過金-硅共晶、互熔結合固定，進而使得半導體蓋板12固定在指紋識別芯片11上。此時，金屬層包括層疊設置的鈦層、鉑層以及金層；其中，采用濺射工藝依次在半導體蓋板12表面形成鈦層、鉑層以及金層。

還可以設置半導體蓋板12為硅蓋板，并設置第一表面111對應半導體蓋板12周緣的區域具有金屬層。金屬層與硅蓋板的周緣通過金-硅共晶、互熔結合固定，進而使得半導體蓋板12固定在指紋識別芯片11上。此時，金屬層包括層疊設置的鈦層、鉑層以及金層。其中，采用濺射工藝依次在第一表面111形成鈦層、鉑層以及金層。

如果單獨采用黏膠16固定指紋識別芯片11與半導體蓋板12，需要較大厚度的黏膠層，會導致黏膠16溢出污染封裝結構的其他部件，為了避免該問題，可以同時采用光刻膠以及黏膠固定指紋識別芯片11與半導體蓋板12。此時，封裝結構可以如圖1b或是圖1c所示。

參考圖1b，圖1b為本發明實施例提供的另一種指紋識別芯片的封裝結構的結構示意圖。該實施方式中，半導體蓋板12朝向指紋識別芯片11的表面設置有光刻膠層161；光刻膠層161表面具有黏膠層16；半導體蓋板12通過黏膠層16固定在指紋芯片11上。其中，光刻膠層161在指紋識別芯片11上的垂直投影包圍所有像素點13。

參考圖1c，圖1c為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構的結構示意圖。該實施方式中，指紋識別芯片11的第一表面111設置有包圍所有像素點13的光刻膠層161；光刻膠層161表面具有黏膠層16；半導體蓋板12通過黏膠層16固定在指紋芯片11上。

參考圖2，圖2為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖，該封裝結構在圖1所示封裝結構的基礎上，進一步包括：與指紋識別芯片11相互固定的背板22。其中，背板22設置在指紋識別芯片11的第二表面112；背板22包括第一金屬布線層；以及與第一金屬布線層電連接的第二焊盤21。第一焊盤15與第二焊盤電連接21。第一金屬布線層與外部電路電連接。圖2中未示出第一金屬布線層，示出了與第一金屬布線層電連接的第二焊盤21。

在本發明實施例中，半導體蓋板12覆蓋所有像素點13。根據第一焊盤15與第二焊盤21的電連接方式，設置半導體蓋板12覆蓋所有第一焊盤15或是露出所有第一焊盤15。

可選的，背板22包括：pcb基板、玻璃基板、金屬基板、蓋板半導體襯底以及聚合物柔性基板。

在圖2所示實施方式中，指紋識別芯片11與背板22通過膠層23粘結固定。

在其他實施方式中，指紋識別芯片11與背板22還可以通過焊接固定，此時指紋識別芯片11的表面與背板22的表面均具有濺射工藝形成的固定焊盤，通過焊接工藝將指紋識別芯片11的固定焊盤與背板22的固定焊盤焊接固定。

在其他實施方式中，指紋識別芯片11與背板22也可以通過金-硅共晶、互熔結合固定，金-硅共晶、互熔結合固定原理與指紋識別芯片11與半導體蓋板12的金-硅共晶、互熔結合固定原理相同，可以參考上述描述，在此不再贅述。

為了便于第一金屬布線層與外部電路電連接，該封裝結構還包括，設置在背板22上的第三焊盤26，該第三焊盤26用于與外部電路電連接。具體的，可以通過采用柔性線路板(fpc)或是焊接金屬線將第三焊盤26與外部電路電連接。

在圖2所示實施方式中，第二表面112設置有過孔24，過孔24用于露出位于第一表面111的第一焊盤15。過孔24的側壁設置有絕緣層，圖2中未示出該絕緣層。過孔24內設置有導電插塞25，導電插塞25一端電連接第一焊盤15，另一端高于第二表面112，以便于與第二焊盤21電連接。具體的，導電插塞25的另一端具有焊料，可以與第二焊盤21焊接。該實施方式中可以設置半導體蓋板12與指紋識別芯片11的相對面積相同。此時，半導體蓋板12覆蓋所有像素點13以及所有第一焊盤15。

在垂直于第一表面111的方向上，第二焊盤21與第一焊盤15正對設置，第二焊盤21與第一焊盤15相對的表面可以相同，或是不同。

本發明實施例中，封裝結構還可以如圖3所示，圖3為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖，該封裝結構與圖2不同在于半導體蓋板12覆蓋所有像素點13，且露出所有第一焊盤15。該實施方式中相對于圖2所示實施方式，可以采用相對較小尺寸的半導體蓋板12。

本發明實施例中，封裝結構還可以如圖4所示，圖4為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖，該封裝結構與圖3所示方式不同在于，第一焊盤15與第二焊盤21通過金屬線31電連接。可以通過焊接工藝將金屬線31分別與第一焊盤15以及第二焊盤21進行焊接固定。此時，為了便于采用金屬線31電連接第一焊盤15與第二焊盤21，設置半導體蓋板12覆蓋所有像素點13，且露出所有第一焊盤15。

本發明實施例中，封裝結構還可以如圖5所示，圖5為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖，該封裝結構與圖4所示方式不同在于，第一焊盤15與第二焊盤21通過導電膠32電連接。導電膠32至少部分覆蓋第一焊盤15，且至少部分覆蓋第二焊盤21。此時，為了便于采用導電膠32電連接第一焊盤15與第二焊盤21，設置半導體蓋板12覆蓋所有像素點13，且露出所有第一焊盤15。

本發明實施例中，封裝結構還可以如圖6所示，圖6為本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖，該封裝結構與圖4所示方式不同在于，第一焊盤15與第二焊盤21通過導電膜層33電連接。導電膜層33至少部分覆蓋第一焊盤15，且至少部分覆蓋第二焊盤21。此時，可以通過蒸鍍工藝形成該導電膜層33。此時，為了便于采用電膜層33電連接第一焊盤15與第二焊盤21，設置半導體蓋板12覆蓋所有像素點13，且露出所有第一焊盤15。

需要說明的是，本發明實施例中，指紋識別芯片11的結構不局限上述各個實施例圖示結構，為了便于封裝和/或便于電連接，可以設置第一表面111具有凸臺結構，設置感應區a位于凸臺結構表面，非感應區b位于凸臺結構四周的凹槽區。

本發明實例提供的封裝結構還可以采用tsv(through-silicon-via)工藝進行封裝，此時，芯片的結構如圖7所示，圖7本發明實施例提供的又一種指紋識別芯片的封裝結構示意圖。

在圖7所示實施方式中，與上述封裝結構不同在于指紋識別芯片11背面結構不同，進而導致背板22與指紋識別芯片11連接方式不同。圖7中，第二表面112設置用于露出第一焊盤15的過孔74。具體的，為了便于形成過孔74，第二表面112設置有凹槽77，在凹槽77內設置有過孔74，過孔74露出第一焊盤15。過孔74的側壁以及第二表面112設置有絕緣層76。絕緣層76表面還設置有第二金屬布線層71，第二金屬布線層71覆蓋絕緣層76以及過孔74的底部，通過過孔74與第一焊盤15電連接。過孔74的底部為過孔74朝向第一焊盤15的開口。半導體蓋板12覆蓋所有像素點13，可以露出所有第一焊盤15或是覆蓋所有第一焊盤15。

為了便于指紋識別芯片11與背板22的第一金屬布線層電連接，第二金屬布線層71表面設置有焊接凸起73，焊接凸起73與第二金屬布線層71電連接。焊接凸起73和第二焊盤21電連接。可選的，第二金屬布線層71表面設置有阻焊層72，阻焊層72設置有開口，用于設置焊接凸起73。

可選的，背板22與指紋識別芯片11之間具有膠層75，以將背板22固定在指紋識別芯片11上。在其他實施方式中，背板22與指紋識別芯片11還可以采用金-硅共晶、互熔結合固定，或是采用焊接工藝進行固定，具體實現方式與上述半導體蓋板12與指紋識別芯片11采用金-硅共晶、互熔結合固定方式相同，可以參照上述描述，在此不再贅述。

通過上述描述可知，本發明實施例提供的封裝結構中，在指紋識別芯片11的第一表面111設置半導體蓋板12，該半導體蓋板12具有多個與指紋識別芯片11的像素點13一一對應的通孔14，通孔14用于露出像素點13，可以降低相鄰像素點13之間的串擾問題，提高了指紋識別的準確性。

同時，由于半導體蓋板12具有較大的機械強度，因此，相對于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串擾的現有技術方案，本發明技術方案可以復用該半導體蓋板12作為封裝結構的蓋板，無需再單獨設置蓋板，降低了制作成本以及封裝結構的厚度。

而且，對于采用具有通孔的光刻膠層用以避免串擾的現有技術方案，由于光刻膠的機械強度較小，進行指紋識別時候，手指按壓光刻膠層會導致光刻膠層的厚度發生形變，且即便在第一表面設置較大厚度的光刻膠層，由于其機械強度較小，不能對指紋識別芯片11的基底進行進一步的減薄處理。本發明實施例中的封裝結構中，一方面，在避免串擾問題的同時，可以使得封裝結構的蓋板具有較大的機械強度，進行指紋識別時，半導體蓋板12不會由于受到手指的按壓而導致厚度的形變，不會影響到指紋識別的準確度；另一方面，還可以對指紋識別芯片11的基底進行進一步的減薄處理，在保證封裝結構機械強度以及避免串擾問題的同時，使得指紋識別芯片11具有較薄的厚度。

基于上述封裝結構實施例，本發明另一實施例還提供給了一種指紋識別芯片的封裝方法，該封裝方法如圖8-圖10所示，圖8-圖10為本發明實施例提供的一種指紋識別芯片的封裝方法的流程示意圖，該封裝方法包括：

步驟s11：如圖8以及圖9所示，提供一晶圓100。

其中，圖9為圖8所示晶圓在pp’方向的切面圖，晶圓100具有相對的第一表面111以及第二表面112。晶圓100包括多個陣列排布的指紋識別芯片11。每個相鄰指紋識別芯片11具有多個用于采集指紋信息的像素點13。像素點13位于第一表面111。相鄰指紋識別芯片11之間具有切割溝道120，以便于在后續切割工藝中進行切割處理。

第一表面111包括感應區a以及包圍感應區a的非感應區b。像素點13設置在感應區a。在非感應區b設置有第一焊盤15。第一焊盤15與像素點13電連接。第一焊盤15用于與外部電路電連接。

需要說明的是，相鄰兩個指紋識別芯片11之間的切割溝道120僅為兩個指紋識別芯片11之間預留的用于切割的留白區域，切割溝道120與兩側的指紋識別芯片11之間不具有實際的邊界線。

步驟s12：如圖10所示，在晶圓100的第一表面111上覆蓋蓋板200。

蓋板200朝向像素點13設置。可以設置蓋板200朝向晶圓100的表面與像素點13無間隙接觸。可以設置在垂直于蓋板200的方向上，蓋板200與晶圓100正對設置上，即二者相對的表面相同。在后續步驟中，經過切割，蓋板200分割為多個半導體蓋板12。

在后續步驟中進行切割后，半導體蓋板12覆蓋對應指紋識別芯片11的所有像素點13，根據第一焊盤15與第二焊盤21的電連接方式，設置半導體蓋板12露出或是覆蓋對應的指紋識別芯片11的所有第一焊盤。

該步驟中，通過黏膠16在晶圓100的表面固定蓋板200。切割后，封裝結構如圖1a所示。通過黏膠16在晶圓100的表面固定蓋板200時，在晶圓100朝向蓋板200的第一表面111形成預設圖案的黏膠層，黏膠層具有多個與指紋識別芯片11一一對應的開口。指紋識別芯片11的所有像素點13位于對應開口內。

或者，在蓋板200朝向晶圓的表面形成預設圖案的黏膠層，黏膠層具有多個與指紋識別芯片11一一對應的開口。任一開口在晶圓100的垂直投影覆蓋對應指紋識別芯片11的所有像素點13。

可選的，可以通過絲網印刷形成黏膠16。根據第一焊盤15與第二焊盤21的電連接方式，設置黏膠層上的開口覆蓋對應指紋識別芯片11的所有第一焊盤15或是露出對應指紋識別芯片11的所有第一焊盤15。

該步驟中，還可以通過焊接工藝在晶圓100的表面固定蓋板200。通過焊接工藝在晶圓100的表面固定蓋板200時，晶圓100以及蓋板200均具有固定焊盤，焊接晶圓100與蓋板200相對的固定焊盤，在晶圓100的表面固定蓋板200。

該步驟中，還可以在蓋板200朝向每個指紋識別芯片11的區域周緣形成金屬層；在設定的溫度和壓強下，使得金-硅共晶、互熔，以使得金屬層與指紋識別芯片11結合固定，將蓋板200固定在晶圓100的表面。切割后。每個指紋識別芯片11與對應的半導體蓋板12通過金-硅共晶、互熔工藝相互固定。此時，晶圓100為硅襯底，以實現金-硅共晶、互熔結合固定。通過濺射工藝依次在蓋板200朝向每個指紋識別芯片11的區域表面形成鈦層、鉑層以及金層。

該步驟中，還可以在每個指紋識別芯片11的第一表面111對應半導體蓋板12周緣的區域形成金屬層；在設定的溫度和壓強下，使得金-硅共晶、互熔，以使得金屬層與蓋板200結合固定，將蓋板200固定在晶圓100表面。同樣，切割后。每個指紋識別芯片11與對應的半導體蓋板12通過金-硅共晶、互熔工藝相互固定。此時，蓋板200為硅片，以實現金-硅共晶、互熔結合固定。通過濺射工藝依次在各個指紋識別芯片11的第一表面111形成鈦層、鉑層以及金層。

該步驟中，還可以在蓋板200對應晶圓100的表面形成預設圖形結構的光刻膠層；光刻膠層具有多個與指紋識別芯片11一一對應的開口，開口在晶圓100上的垂直投影覆蓋對應指紋識別芯片11的所有像素點13；在光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過黏膠將蓋板200固定在晶圓100上。切割后，封裝結構如圖1b所示。

該步驟中，還可以在晶圓100對應蓋板200的表面形成預設圖形結構的光刻膠層；光刻膠層具有多個與指紋識別芯片11一一對應的開口，開口包圍對應指紋識別芯片11的所有像素點13；在光刻膠層頂表面涂覆黏膠，通過黏膠將蓋板200固定在晶圓100上。切割后，封裝結構如圖1c所示。

本發明實施例中，可以通過絲網印刷形成預設圖形結構的光刻膠層，并通過曝光顯影工藝固化光刻膠層。可以通過絲網印刷或是旋涂工藝在預設圖形結構的光刻膠層的頂表面形成黏膠。

當晶圓100上固定蓋板200后，由于蓋板200具有較強的機械強度，可以對晶圓200背離蓋板200的表面進行減薄，以使得切割后的指紋識別芯片11具有較薄的厚度。也就是說，可以對所有指紋識別芯片11的第二表面112進行減薄處理，降低指紋識別芯片11的厚度。如可以采用機械研磨工藝對晶圓100背離第一蓋板200一側的表面進行減薄。對晶圓100進行減薄處理可以在形成晶圓100的背面結構時進行，可以根據工序流程設計，在此對減薄處理具體時序不做具體限定。

可選的，在晶圓100的第一表面111上覆蓋蓋板200包括：在晶圓100的第一表面111覆蓋蓋板200之后，且在切割工藝之前，在蓋板200上形成與像素點13一一對應的通孔14。

為了便于形成多個與像素點13一一對應的通孔14，也可以在將蓋板200覆蓋在晶圓100的第一表面111之前，在蓋板200上形成與像素點13一一對應的通孔14。此時，為了避免在晶圓100背離蓋板200的一側形成晶圓100的背面結構時對像素點13造成污損，可以在通孔14內填充光刻膠或是在蓋板200背離晶圓100的一側設置有遮擋板。如果在通孔14內填充光刻膠，形成背面結構后，將光刻膠去除后進行后續的切割工藝。如果在蓋板200背離晶圓100的一側設置有遮擋板，形成封裝結構的背面結構后，進行切割工藝后，將遮擋板去除后。

在形成多個與像素點13一一對應的通孔14時，可以通過激光打孔工藝或深硅刻蝕工藝形成通孔14。

步驟s13：通過切割工藝分割晶圓100以及蓋板200，形成多個指紋識別芯片的封裝結構。

在進行切割時，沿著切割溝道120的方向進行切割，形成多個指紋識別芯片11的封裝結構。其中，進行切割工藝后，蓋板200分割為多個與指紋識別芯片11一一相對固定的半導體蓋板12；每個半導體蓋板12具有多個通孔14，相對固定的半導體蓋板12與指紋識別芯片11中，通孔14與像素點13一一相對設置，通孔14的底部暴露像素點13。

對于傳統封裝方法，一般采用光刻膠層作為低介電常數的介質層以降低相鄰像素點之間的串擾，故傳統封裝工藝在晶圓表面形成光刻膠層以后，需要在光刻膠層上預固定機械強度較大以及平整性較好的保護基板，便于在晶圓另一側形成背板，以便于第一焊盤與外部電路連接，而后去除保護基板。

本發明實施例提供的封裝方法中，在晶圓100上述固定蓋板200后，在進行切割工藝之后，可以復用蓋板200為保護基板，將固定有蓋板200的晶圓100倒置，使得晶圓100朝上，在晶圓100背離蓋板200一側形成背板，背板切割后形成封裝結構的背板，以便于使得第一焊盤15與外部電路電連接。可見，本發明實施例提供的切割方法可以復用蓋板200的為保護基板，工藝簡單，制作成本低。

在進行切割工藝之后，封裝方法還包括：提供背板，背板包括第一金屬布線層以及與第一金屬布線層電連接的第二焊盤；將指紋識別芯片固定于背板上，指紋識別芯片的第二表面貼合于背板上；第一焊盤與第二焊盤電連接。

當用于形成如圖7所示的封裝結構時，在將蓋板200覆蓋在晶圓100的第一表面111之后，且在進行切割工藝之前，還包括形成晶圓100背面結構，形成晶圓100背面結構的方法如圖11a圖-18所示，圖11a-圖18為本發明實施例提供的一種形成晶圓背面結構方法的流程示意圖，該方法包括：

步驟s20：如圖11a所示，在通孔14頂部設置遮擋板400或是在通孔14內填充光刻膠。圖11a中以在通孔14頂部設置遮擋板400為例進行圖示說明。

為了避免形成背面結構時污染像素點13，通孔14頂部設置有遮擋板400。其他方式中，也可以通過在通孔14內填充有光刻膠避免形成背面結構時污染像素點13。此時，為了便于在晶圓100上固定蓋板200，可以將晶圓100導致。

同樣，可以根據電連接方式，設置半導體蓋板12覆蓋對應的指紋識別芯片11的所有像素點13，且露出或是覆蓋對應的指紋識別芯片11的所有第一焊盤15。

步驟s21：如圖11b和圖12所示，在第二表面形成過孔74，過孔74用于露出第一焊盤15。

首先，如圖11b所示，在晶圓100上固定蓋板200后，將晶圓100倒置，使得蓋板200位于晶圓100下方，對晶圓100背離像素點13的一側表面進行減薄處理，以降低指紋識別芯片11的厚度以及便于形成過孔74。再通過第一次光刻工序，在晶圓100背離蓋板200的表面形成凹槽77，凹槽77的深度小于晶圓100的厚度，以便于形成過孔74。凹槽77與非感應區相對設置。第一次刻蝕工序后，凹槽77位于指紋識別芯片11的第二面112的兩側。圖11b中僅示出了相鄰兩個指紋識別芯片11，二者之間具有切割溝道120。

然后，如圖12所示，通過第二次光刻工序，在凹槽77內形成過孔74，過孔74與指紋識別芯片11的第一焊盤15相對設置，以露出位于第一表面111的第一焊盤15。

步驟s22：如圖13所示，形成覆蓋晶圓100的第二表面112以及過孔74側壁的絕緣層76。

絕緣層76具有開口，其開口對應過孔74的底部，以露出第一焊盤15。

步驟s23：如圖14所示，在絕緣層76表面形成第二金屬布線層71，第二金屬布線層71覆蓋過孔74的側壁以及底部，與第一焊盤15電連接。

步驟s24：如圖15-圖16所示，形成與第二金屬布線層71電連接的焊接凸起73。

首先，如圖15所示，在第二金屬布線層71表面形成阻焊層72，阻焊層72表面形成開口k，開口k用于設置焊接凸起73。

然后，如圖16所示，在阻焊層72的開口k的位置設置焊接凸起73，焊接凸起73與第二金屬布線層71電連接。

再如圖17所示，將遮擋板400移除，以便于進行切割。沿著切割溝道120切割后，形成多個如圖18所示的封裝結構。在晶圓的第二表面固定背板以后，形成的封裝結構如圖7所示。

當用于形成如圖2所示的封裝結構時，形成背面結構的方法還可以如圖19-圖23所示，圖19-圖23為本發明實施例提供的另一種形成晶圓背面結構方法的流程示意圖，該方法包括：

步驟s30：如圖11a所示，在蓋板200的通孔14頂部設置遮擋板400或是在通孔14內填充光刻膠。

與上述步驟s20相同，可參考上述步驟s20，在此不再贅述。

步驟s31：如圖19所示，在指紋識別芯片11的第二表面112形成與第一焊盤15一一對應的過孔24，過孔24用于露出第一焊盤15。

步驟s32：如圖20所示，形成覆蓋晶圓100的第二表面112以及過孔500側壁的絕緣層，圖20中，未示出該絕緣層。在過孔24中形成導電插塞25，導電插塞25一端電連接第一焊盤15，導電插塞25的另一端高于指紋識別芯片11的第二表面112。

具體的，導電插塞25的具有焊料，用于與第二焊盤電連接。也就是說，導電插塞25背離第一焊盤15的一端具有焊料，圖21中未示出焊料。

然后，如圖21所示，將遮擋板400移除，以便于進行切割。沿著切割溝道120切割后，形成多個如圖22所示的封裝結構。在晶圓的第二表面固定背板22以后，形成的封裝結構如圖2所示。

在圖22所示實施方式中，切割后的半導體蓋板12覆蓋對應指紋識別芯片11的所有像素點13以及所有第一焊盤15。

在其他實施方式中，可以設置指紋識別芯片11與對應半導體蓋板12的固定結合位置，使得切割后的半導體蓋板12覆蓋對應指紋識別芯片11的所有像素點13，且露出對應指紋識別芯片11的所有第一焊盤15，如圖23所示。在晶圓的第二表面固定背板22以后，形成的封裝結構如圖3所示。

圖2和圖3實施方式中，固定背板22時，導電插塞25背離像素點13的另一端的焊料與第二焊盤21焊接固定。

通過膠層23固定在晶圓100背離蓋板200的一側表面。還可以通過焊接、或是金-硅共晶、互熔固定背板300與晶圓100，實現原理與半導體蓋板12與指紋識別芯片11的固定原理相同，可參見上述描述，在此不再贅述。

在晶圓100上固定蓋板200時，切割夠到120對應區域，晶圓100與蓋板200可以相互接觸固定，或是相互之間保留間隙。

當形成如圖4-圖6所示的封裝結構時，無需形成背面結構，在晶圓100固定蓋板200后，對晶圓100背離蓋板200的另一側進行減薄處理后，進行切割工藝，形成多個封裝結構，每個封裝結構具有相對固定的指紋識別芯片11以及半導體蓋板。然后，指紋識別芯片11背離半導體蓋板12的一側固定背板22。此時，將指紋識別芯片11固定于背板22上包括：通過金屬線(如圖4所示)、或導電膠(如圖5所示)、或導電膜層(如圖6所示)將第一焊盤15以及第二焊盤21電連接。

本發明實施例提供的封裝方法，用于制備上述實施例中的封裝結構，制作工藝簡單，成本低，可以形成防止串擾的指紋識別芯片的封裝結構。

而且在形成指紋識別芯片的封裝結構時，一般是對具有多個指紋識別芯片的晶圓進行統一封裝，然后通過切割形成多個單粒結構。采用本發明技術方案的封裝方法，在晶圓朝向像素點的一側固定蓋板，一方面，蓋板用于形成各個封裝結構的半導體蓋板，用于避免串擾問題，另一方面，蓋板還可以作為保護基板，以便于在晶圓背離像素點的一側形成背面結構，便于與背板電連接，無需單獨設置保護基板，降低工序流程以及制作成本。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的封裝方法而言，由于其與實施例公開的封裝結構相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。