指纹识别芯片的封装结构及封装方法技术

本发明专利技术提供一种指纹识别芯片的封装结构及封装方法，所述封装结构包括：重新布线层；金属凸块，形成于所述重新布线层上；指纹识别芯片，通过金属焊点装设于所述重新布线层上，其中，所述指纹识别芯片的正面朝向于所述重新布线层；以及封装材料，覆盖于所述指纹识别芯片，且所述金属凸块露出于所述封装材料。本发明专利技术采用扇出型封装（Fan out）指纹识别芯片，相比于现有的其它指纹识别芯片封装来说，具有成本低、厚度小、良率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
指纹识别芯片的封装结构及封装方法
本专利技术涉及一种半导体封装结构及封装方法，特别是涉及一种指纹识别芯片的封装结构及封装方法。
技术介绍
随着集成电路的功能越来越强、性能和集成度越来越高，以及新型的集成电路出现，封装技术在集成电路产品中扮演着越来越重要的角色，在整个电子系统的价值中所占的比例越来越大。同时，随着集成电路特征尺寸达到纳米级，晶体管向更高密度、更高的时钟频率发展，封装也向更高密度的方向发展。由于扇出晶圆级封装(fowlp)技术由于具有小型化、低成本和高集成度等优点，以及具有更好的性能和更高的能源效率，扇出晶圆级封装(fowlp)技术已成为高要求的移动/无线网络等电子设备的重要的封装方法，是目前最具发展前景的封装技术之一。指纹识别技术是目前最成熟且价格便宜的生物特征识别技术。目前来说，指纹识别的技术应用最为广泛，不仅在门禁、考勤系统中可以看到指纹识别技术的身影，市场上有了更多指纹识别的应用：如笔记本电脑、手机、汽车、银行支付都可应用指纹识别的技术。现有的一种指纹识别芯片的封装方法如图1a～图1c所示：第一步，如图1a所示，在指纹识别芯片101制作深槽，并将其粘合于FPC板102上，然后通过打线工艺制作金属连线103，实现指纹识别芯片101与FPC板102的电连接，其中，FPC是FlexiblePrintedCircuit的简称，又称软性线路板，其具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。第二步，如图1b所示，制作出框架104；第三步，士1c所示，在所述指纹识别芯片上加盖蓝宝石盖板105，以完成封装。这种方法具有以下缺点：包括FPC板、指纹识别芯片以及蓝宝石盖板三层结构，封装厚度较厚，金属连线容易因FPC软板拉扯等造成断裂，整体良率较低。另一种指纹识别芯片的封装方法如图2a～图2c所示：第一步，如图2a所示，通过硅穿孔TSV技术在指纹识别芯片101中形成通孔电极106；第二步，如图2b所示，将蓝宝石盖板105、指纹识别芯片101及FPC板102层叠在一起，通过打线工艺制作金属连线103以连接所述指纹识别芯片101及FPC板102；第三步，如图2c所示，制作出框架104。这种方法具有以下缺点：需要用蓝宝石盖板封装，厚度较厚，硅穿孔工艺成本较高，金属连线容易因FPC软板拉扯等造成断裂，而且指纹识别芯片的厚度较薄，容易出现裂片现象，整体良率较低。基于以上所述，提供一种低成本、低厚度以及高封装良率的指纹识别芯片的封装结构及封装方法实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种指纹识别芯片的封装结构及封装方法，用于解决现有技术中指纹识别封装厚度较大、良率较低等的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种指纹识别芯片的封装结构，所述封装结构包括：重新布线层；金属凸块，形成于所述重新布线层上；指纹识别芯片，通过金属焊点装设于所述重新布线层上，其中，所述指纹识别芯片的正面朝向于所述重新布线层；以及封装材料，覆盖于所述指纹识别芯片，且所述金属凸块露出于所述封装材料。优选地，所述指纹识别芯片与所述重新布线层之间具有间隙，所述间隙中形成有保护层，所述保护层完全覆盖所述指纹识别芯片的正面。进一步地，所述保护层选用为环氧树脂。优选地，所述重新布线层与指纹识别芯片的垂向对应区域包含有连续的介质层，且不包含金属层，以作为所述指纹识别芯片的识别窗口。优选地，所述封装材料包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种。优选地，所述重新布线层包括图形化的介质层以及图形化的金属布线层。进一步地，所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。优选地，所述金属凸块包括铜柱、位于所述铜柱上表面的镍层、以及位于所述镍层上的焊料凸点。进一步地，所述金属阻挡层包括镍层，所述焊料凸点的材料包括铅、锡及银中的一种或包含上述任意一种焊料金属的合金。本专利技术还提供一种指纹识别芯片的封装方法，所述封装方法包括步骤：1)提供一支撑衬底，于所述衬底表面形成分离层；2)于所述分离层上形成重新布线层，并于所述重新布线层上形成金属凸块；3)提供一指纹识别芯片，通过金属焊点将所述指纹识别芯片装设于所述重新布线层上，其中，所述指纹识别芯片的正面朝向于所述重新布线层；4)采用封装材料封装所述指纹识别芯片，所述金属凸块露出于所述封装材料；以及5)基于所述分离层分离所述支撑沉积与所述重新布线层。优选地，步骤3)中，通过金属焊点将所述指纹识别芯片装设于所述重新布线层上后，所述指纹识别芯片与所述重新布线层之间具有间隙，步骤3)还包括于所述间隙中形成保护层的步骤，所述保护层完全覆盖所述指纹识别芯片的正面。进一步地，所述保护层选用为环氧树脂，采用点胶或者模压的方式形成于所述指纹识别芯片与所述重新布线层之间的间隙。优选地，所述支撑衬底包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种。优选地，所述分离层包括胶带及聚合物层中的一种，所述聚合物层首先采用旋涂工艺涂覆于所述支撑衬底表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型。优选地，所述重新布线层与指纹识别芯片的垂向对应区域包含有连续的介质层，且不包含金属层，以作为所述指纹识别芯片的识别窗口。优选地，步骤2)制作所述重新布线层包括步骤：2-1)采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于所述分离层表面形成介质层，并对所述介质层进行刻蚀形成图形化的介质层；2-2)采用化学气相沉积工艺、蒸镀工艺、溅射工艺、电镀工艺或化学镀工艺于所述图形化介质层表面形成金属层，并对所述金属层进行刻蚀形成图形化的金属布线层。进一步地，所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。优选地，所述金属凸块的制备方法包括步骤：a)采用电镀法于所述重新布线层表面形成铜柱；b)采用电镀法于所述铜柱表面形成金属阻挡层；c)采用电镀法于所述金属阻挡层表面形成焊料金属，并采用高温回流工艺于所述金属阻挡层表面形成焊料凸点。进一步地，所述金属阻挡层包括镍层，所述焊料凸点的材料包括铅、锡及银中的一种或包含上述任意一种焊料金属的合金。优选地，采用封装材料封装所述指纹识别芯片的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压及旋涂中的一种，所述封装材料包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种。如上所述，本专利技术的指纹识别芯片的封装结构及封装方法，具有以下有益效果：1)本专利技术采用扇出型封装(Fanout)指纹识别芯片，相比于现有的其它指纹识别芯片封装来说，具有成本低、厚度小、良率高的优点；2)本专利技术同时不需要打线工艺，也不需要高成本的硅穿孔工艺(TSV)，而能实现指纹识别芯片的封装，大大降低了工艺难度及成本；3)本专利技术直接采用重新布线层作为指纹识别芯片的盖板，不需要另外增加蓝宝石盖板，大大降低了封装的厚度及成本；4)本专利技术采用扇出封装(Fanout)工艺，芯片的电引出不需要传统的FPC板，可以降低封装的厚度以及电性引出结构的稳定性，提高封装良率；5)本专利技术工艺简单，创造性地采用扇出封装工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：重新布线层；金属凸块，形成于所述重新布线层上；指纹识别芯片，通过金属焊点装设于所述重新布线层上，其中，所述指纹识别芯片的正面朝向于所述重新布线层；以及封装材料，覆盖于所述指纹识别芯片，且所述金属凸块露出于所述封装材料。

【技术特征摘要】
1.一种指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：重新布线层；金属凸块，形成于所述重新布线层上；指纹识别芯片，通过金属焊点装设于所述重新布线层上，其中，所述指纹识别芯片的正面朝向于所述重新布线层；以及封装材料，覆盖于所述指纹识别芯片，且所述金属凸块露出于所述封装材料。2.根据权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述指纹识别芯片与所述重新布线层之间具有间隙，所述间隙中形成有保护层，所述保护层完全覆盖所述指纹识别芯片的正面。3.根据权利要求2所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述保护层选用为环氧树脂。4.根据权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述重新布线层与指纹识别芯片的垂向对应区域包含有连续的介质层，且不包含金属层，以作为所述指纹识别芯片的识别窗口。5.根据权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述封装材料包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种。6.根据权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述重新布线层包括图形化的介质层以及图形化的金属布线层。7.根据权利要求6所述的指纹识别芯片的封装方法，其特征在于：所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。8.根据权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述金属凸块包括铜柱、位于所述铜柱上表面的镍层、以及位于所述镍层上的焊料凸点。9.根据权利要求8所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于：所述金属阻挡层包括镍层，所述焊料凸点的材料包括铅、锡及银中的一种或包含上述任意一种焊料金属的合金。10.一种指纹识别芯片的封装方法，其特征在于，所述封装方法包括步骤：1)提供一支撑衬底，于所述衬底表面形成分离层；2)于所述分离层上形成重新布线层，并于所述重新布线层上形成金属凸块；3)提供一指纹识别芯片，通过金属焊点将所述指纹识别芯片装设于所述重新布线层上，其中，所述指纹识别芯片的正面朝向于所述重新布线层；4)采用封装材料封装所述指纹识别芯片，所述金属凸块露出于所述封装材料；以及5)基于所述分离层分离所述支撑沉积与所述重新布线层。11.根据权利要求10所述的指纹识别芯片的封装方法，其特征在于：步骤3)中，通过金属焊点将所述指纹识别芯片装设于所述重新布线层上后，所述指纹识别芯片与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦亨，林正忠，何志宏，林政达，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32