高可靠性指紋鎖器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高可靠性指紋鎖器件，屬于半導體封裝技術領域。
【背景技術】
[0002]在指紋芯片的先進封裝工藝方面，在美國蘋果公司的iPhone5S及其配套的TouchID指紋識別技術發布后，其公布了一種全新的指紋識別技術發布后，其公布了一種全新的指紋識別芯片，其采用了先使用晶圓級封裝技術在每顆芯片的側邊進行挖槽，并重做焊墊，后期使用公知的低弧高(low loop height)焊線技術完成模組封裝，以減少模組高度，是混合了晶圓級封裝和傳統封裝的過渡性技術。蘋果公司專利文本公布的Touch ID封裝結構，采用焊線方式實現，只是在芯片表面上進行了挖槽，以降低焊線后模組高度，因此在先進指紋芯片的封裝技術上，目前市場上還未看到真正采用晶圓級TSV封裝技術的指紋識別芯片封裝形式和專利。
[0003]如何將現有影像傳感器芯片的晶圓級封裝技術，重新針對指紋識別芯片封裝的具體規格要求，開發全新的成套封裝工藝，為指紋識別芯片封裝應用拓展了新的技術方向，成為本領域普通技術人員努力的方向。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的是提供一種高可靠性指紋鎖器件，該高可靠性指紋鎖器件將晶圓級芯片封裝和硅通孔技術整合后形成一套新的工藝流程，直接省去傳統封裝打線步驟，減少了 holder和FPC等厚度，使產品總厚度大大降低，該技術的使用使得0.5mm的封裝體內可以有0.4mm的實心體，有利于滿足工業設計造型并實現足夠的產品強度，最終大幅度提尚了廣品可靠性。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種高可靠性指紋鎖器件，包括指紋識別芯片、陶瓷蓋板、PCB板和數據處理芯片，所述指紋識別芯片的感應區與陶瓷蓋板之間設置有高介電常數層，所述PCB板和數據處理芯片均電連接指紋識別芯片；
[0006]此指紋識別芯片上表面分布有若干個盲孔，所述指紋識別芯片的盲孔內具有鋁焊盤，此鋁焊盤從盲孔底部延伸至盲孔中部，盲孔內鋁焊墊表面填充有鎳金屬層，此鎳金屬層從盲孔中部延伸至指紋識別芯片上表面并形成凸起，形成焊盤增厚部；
[0007]所述指紋識別芯片下表面并與盲孔相背區域由外向內依次具有第一錐形盲孔、第二錐形盲孔，第二錐形盲孔位于第一錐形盲孔的底部，所述第一錐形盲孔、第二錐形盲孔的截面為錐形，第二錐形盲孔的開口小于第一錐形盲孔的開口，此第二錐形盲孔底部為指紋識別芯片的銷焊盤；
[0008]所述指紋識別芯片下表面、第一錐形盲孔、第二錐形盲孔表面具有絕緣層，所述第二錐形盲孔底部開設有若干個第三錐形盲孔，位于指紋識別芯片、第一錐形盲孔、第二錐形盲孔和第三錐形盲孔上方依次具有鈦金屬導電圖形層、銅金屬導電圖形層，此鈦金屬導電圖形層、銅金屬導電圖形層位于絕緣層與指紋識別芯片相背的表面，一防焊層位于銅金屬導電圖形層與鈦金屬導電圖形層相背的表面，此防焊層上開有若干個通孔，一焊球通過所述通孔與銅金屬導電圖形層電連接；
[0009]所述PCB板和數據處理芯片均電連接指紋識別芯片的焊球，所述第三錐形盲孔貫穿所述鋁焊盤，并延伸至焊盤增厚部的中部。
[0010]上述技術方案中進一步改進的方案如下:
[0011]1.上述方案中，所述凸起部與透明蓋板接觸的上表面沿周向開設有V形凹槽。
[0012]2.上述方案中，所述保護金屬層為鎳金層或鎳鈀層。
[0013]3.上述方案中，所述指紋識別芯片的厚度為150~300微米。
[0014]由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點和效果:
[0015]1.本實用新型高可靠性指紋鎖器件，其將晶圓級芯片封裝和硅通孔技術技術整合后形成一套新的工藝流程，直接省去傳統封裝打線步驟，減少了 holder和FPC等厚度，使產品總厚度大大降低，該技術的使用使得0.5_的封裝體內可以有0.4_的實心體，有利于滿足工業設計造型并實現足夠的產品強度，最終大幅度提高了產品可靠性。
[0016]2.本實用新型高可靠性指紋鎖器件，其指紋識別芯片、陶瓷蓋板、PCB板和數據處理芯片，所述指紋識別芯片的感應區與陶瓷蓋板之間設置有高介電常數層，所述PCB板和數據處理芯片均電連接指紋識別芯片，將數據處理芯片直接貼裝到指紋芯片上此種模組組裝結構在制造工藝上更加簡單，數據處理芯片直接與指紋芯片直接相連增強數據處理速度與電性穩定性能。
[0017]3.本實用新型高可靠性指紋鎖器件，其鋁焊盤從盲孔底部延伸至盲孔中部，盲孔內鋁焊墊表面填充有鎳金屬層，此鎳金屬層從盲孔中部延伸至指紋識別芯片上表面并形成凸起，形成焊盤增厚部，第三錐形盲孔貫穿所述鋁焊盤，并延伸至焊盤增厚部的中部，避免晶圓鋁PAD直接暴露在空氣中，增加互連導線接觸面積提高導線連接穩定性與可靠性，采用WLCSP-TSV的先進技術，克服了傳統的指紋識別芯片封裝較厚的不足，實現了低功耗、小體積和高效率一體式指紋識別。
[0018]4.本實用新型高可靠性指紋鎖器件，其指紋識別芯片下表面、第一錐形盲孔、第二錐形盲孔表面具有絕緣層，所述第二錐形盲孔底部開設有若干個第三錐形盲孔，位于指紋識別芯片、第一錐形盲孔、第二錐形盲孔和第三錐形盲孔上方依次具有鈦金屬導電圖形層、銅金屬導電圖形層，既增加了金屬層與Si基片的粘附力，由防止了銅和硅之間的電子迀移。
【附圖說明】
[0019]附圖1為本實用新型高可靠性指紋鎖器件局部結構示意圖一；
[0020]附圖2為本實用新型高可靠性指紋鎖器件局部結構示意圖二 ；
[0021]附圖3為附圖2中A處局部結構放大示意圖；
[0022]附圖4為附圖1中A處局部結構放大示意圖；
[0023]附圖5為本實用新型高可靠性指紋鎖器件結構示意圖。
[0024]以上附圖中:1、指紋識別芯片；2、盲孔；3、鋁焊盤；4、鎳金屬層；5、焊盤增厚部；6、第一錐形盲孔；7、第二錐形盲孔；8、絕緣層；9、第三錐形盲孔；10、鈦金屬導電圖形層；11、銅金屬導電圖形層；12、防焊層；13、通孔；14、焊球；15、陶瓷蓋板；16、PCB板；17、數據處理芯片；18、高介電常數層。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本實用新型作進一步描述:
[0026]實施例1:一種高可靠性指紋鎖器件，包括指紋識別芯片1、陶瓷蓋板15、PCB板16和數據處理芯片17，所述指紋識別芯片I的感應區與陶瓷蓋板2之間設置有高介電常數層18，所述PCB板16和數據處理芯片17均電連接指紋識別芯片I ;
[0027]此指紋識別芯片I上表面分布有若干個盲孔2，所述指紋識別芯片I的盲孔2內具有鋁焊盤3，此鋁焊盤3從盲孔2底部延伸至盲孔2中部，盲孔2內鋁焊墊3表面填充有鎳金屬層4，此鎳金屬層4從盲孔2中部延伸至指紋識別芯片I上表面并形成凸起，形成焊盤增厚部5 ；
[0028]所述指紋識別芯片I下表面并與盲孔2相背區域由外向內依次具有第一錐形盲孔6、第二錐形盲孔7，第二錐形盲孔7位于第一錐形盲孔6的底部，所述第一錐形盲孔6、第二錐形盲孔7的截面為錐形，第二錐形盲孔7的開口小于第一錐