[发明专利]一种指纹识别传感器的封装结构及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹识别传感器的封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

随着时代的发展，在现有半导体封装构造制造过程中，Trench（沟槽）技术已广泛地被应用，如图1所示，在传统的指纹识别传感器的封装结构中，传感器芯片与外部的电气连接是用金属引线以键合的方式把芯片上的I/O连至封装载体并经封装引脚来实现，这种结构的绝缘层通常只有一层有机材料（如图1中51）或者两层有机材料（如图1中51和52）。当只有一层有机材料做绝缘层时，在图1中的Trench沟槽的上拐角Ⅰ区域会有电气连接问题，如短路、开路、漏电流等，影响产品的可靠性；而当采用两层有机材料做绝缘层时，会造成在图1中Trench沟槽的下拐角Ⅱ区域的胶厚较厚，给后续流程（如曝光显影）造成困扰。

发明内容

为解决现有技术中的上述绝缘问题，本发明提供一种能提高产品绝缘性能、提升产品可靠性的一种指纹识别传感器的封装结构及其封装方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下方式来实现：

本发明一种指纹识别传感器的封装结构，其包括：

硅基本体，其顶部的边缘位置设置沟槽，其底部与基板固连；

传感器芯片，设置于所述硅基本体的顶部，其包括感应元件和设置于感应元件四周的芯片电极及其电路，

其中，芯片电极至少两个，且其上表面露出硅基本体的上表面，所述沟槽的底部在垂直方向上的位置低于所述芯片电极的电路的底部；

感应元件的上表面露出硅基本体的上表面；

绝缘层Ⅰ，覆盖所述硅基本体的表面和沟槽的裸露面，并于感应元件的上方开设绝缘层开口Ⅰ露出感应元件的上表面、于芯片电极的上方开设绝缘层开口Ⅱ露出芯片电极的上表面；

绝缘层Ⅱ，覆盖所述绝缘层Ⅰ，且从上至下仅覆盖至上拐角Ⅰ区域；

再布线金属层，由若干个彼此绝缘的子再布线金属层构成，各所述子再布线金属层的一端通过绝缘层开口Ⅱ与所述芯片电极对应连接，其另一端沿绝缘层Ⅱ向外延伸至沟槽的上拐角Ⅰ区域，再沿绝缘层Ⅰ至沟槽的下拐角Ⅱ区域和沟槽的底部；

金属引线，其一端与延伸至沟槽的底部的再布线金属层的部分连接，其另一端与基板连接；

介电层，填充绝缘层开口Ⅰ；

塑封层，塑封基板上的硅基本体的所有裸露的面空间，且于所述塑封层的表面设置金属膜层。

在所述沟槽的内壁，从上而下，所述绝缘层Ⅱ覆盖绝缘层Ⅰ的表面的1/2～2/3面积。

所述金属引线的弧高低于硅基本体的上表面。

所述硅基本体与基板之间设置黏胶层。

本发明一种指纹识别传感器的封装结构的封装方法，其包括以下工艺步骤：

步骤一、取上表面置有传感器芯片的圆片，所述传感器芯片包括感应元件和芯片电极；

步骤二、沿划片道在圆片的上表面开出宽于划片道的沟槽；

步骤三、在圆片的上表面及沟槽的内壁和底部涂覆绝缘层Ⅰ，利用光刻工艺于感应元件的上方开设绝缘层开口Ⅰ露出感应元件的上表面、于芯片电极的上方开设绝缘层开口Ⅱ露出芯片电极的上表面；

步骤四、在绝缘层Ⅰ的表面涂覆负性的绝缘层Ⅱ，通过光刻工艺，将沟槽的底部和沟槽的下拐角Ⅱ区域的无效的绝缘层Ⅱ去除；

步骤五、依次通过溅射金属、光刻、电镀的方法选择性地实现彼此绝缘的再布线金属层，再布线金属层的一端通过绝缘层开口Ⅱ与所述芯片电极对应连接，其另一端沿绝缘层Ⅱ向外延伸至沟槽的上拐角Ⅰ区域，再沿绝缘层Ⅰ至沟槽的下拐角Ⅱ区域和沟槽的底部；

步骤六、在绝缘层开口Ⅰ内填充介电层；

步骤七、沿划片道切割圆片，形成复数颗封装单体；

步骤八、将上述封装单体通过黏胶层固定于基板；

步骤九、利用打线工艺将金属引线的一端与延伸至沟槽的底部的再布线金属层连接，其另一端与基板连接；

步骤十、采用塑封工艺将基板上方的所有裸露的面空间塑封封装，形成塑封层；

步骤十一、在塑封层的表面电镀金属膜层；

步骤十二、沿切割线将完成封装的上述封装体切割成指纹识别传感器的封装结构单体。

所述再布线金属层的材质为金属铝、钛/铝、铝/镍/金或铝/镍/钯/金。

所述绝缘层Ⅰ的材质为无机绝缘材料。

所述绝缘层Ⅱ的材质为有机绝缘材料。

相比与现有方案，本发明的有益效果是：