[发明专利]采用垫块预防指纹传感芯片倾斜的封装结构及制造方法

说明书

本发明公开了采用垫块预防指纹传感芯片倾斜的封装结构及制造方法，所述结构包括：至少一个基板，基板上至少放置一个指纹传感芯片，指纹传感芯片与基板之间至少含有一个垫块，指纹传感芯片感应区域正上方放置保护盖板，所述保护盖板下表面至少含有一个垫块存在于指纹传感芯片与保护盖板之间。所述方法包括：在基板表面贴装垫块，然后将指纹传感芯片贴装在对应垫块之上，通过引线键合工艺之后，将带有垫块的保护盖板贴装在指纹传感芯片对应感应区域。本发明通过在指纹传感芯片与保护盖板底部增加垫块结构，能够有效预防指纹传感芯片使用其他柔性介质层而出现倾斜导致局部成像效果差的问题。

技术领域

本发明涉及一种指纹传感芯片的封装结构及制造方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

近几年来，随着半导体技术及市场需求的不断推进，芯片封装技术发展的日新月异，以及新型指纹识别系统的不断涌现，电子市场上尤其是手机、电脑、门禁、考勤系统等领域均出现了各式各样的指纹识别系统，然而更多的指纹识别系统也只处在研发阶段，工艺方面尚不成熟，仍有许多需要优化和改善的地方。

目前市场主流指纹封装器其主要识别机理分为：光学指纹识别、电容指纹识别等。其中，光学指纹识别技术发展最早，价格低廉被广泛应用，但存在尺寸大，识别效果差等缺陷；电容式指纹识别技术是基于20世纪90年代后期，半导体硅电容效应技术的成熟化发展起来的一项技术，利用手指指纹线的脊和谷相对于平滑的硅传感器之间的电容差，将这一差值再传变成电信号，同时在经过相应处理，便形成完整指纹图像，具有成像效果好，体积小的特点。

指纹传感芯片作为电容式指纹识别系统中最重要的部件，其主要封装结构可分为裸露式和全包封式结构，裸露式即指纹传感芯片感应区域在最终的封装成品中是裸露在塑封体之外的，然后通过模组组装过程，在芯片表面贴装保护装置即陶瓷、玻璃、蓝宝石等，从而将芯片感应区域保护起来，以防止手指在按压感应过程中损坏芯片；而全包封式结构和传统芯片封装结构类似，通过塑封料将芯片全部包封起来，以起到保护芯片的作用。

对于全包封式结构，其芯片感应区上表层塑封体厚度有严格要求，需要厚度薄、平整、介电常数高等特性，此塑封体的作用亦是为了保护指纹芯片不受损伤。基于此结构，芯片表面塑封体厚度及一致性需要严格管控，但此结构指纹指纹传感芯片贴装所使用材料主要为软性粘接材料，过程中难免会出现倾斜的问题，所以此结构的特殊要求在封装过程中受工艺制程能力影响较大，如果出现指纹传感芯片倾斜，则会造成严重影响芯片成像效果。

而对于裸露式指纹芯片封装结构，在完成裸露封装后，会在指纹传感芯片表面贴装盖板，以保护指纹芯片不受损伤，而此过程在指纹芯片模组组装过程中完成。但此方式也存在一定问题：封装完成后，芯片感应区暴漏在外，在运输或装配过程中表面易受到刮蹭或沾污的风险，最终影响成像效果，损失良率。而且在模组厂家进行盖板贴装，会导致指纹识别器生产复杂化。而如果将盖板贴装和封装结合起来，即在塑封前就将保护盖板贴装在指纹芯片上，塑封过程中就会将盖板连同芯片一起封装起来，模组过程就不用在再指纹传感芯片表面贴保护盖板，这样就会简化整个生产过程，有利于降低生产成本。但此方式同样存在如下问题：芯片和保护盖板粘贴均需要使用软性粘接材料，保护盖板贴装倾斜和指纹传感芯片贴装倾斜等异常难免会产生，而这些异常均会导致指纹感应成像效果差，良率低下的问题。

为了解决以上平整度，贴装倾斜度难控制的问题，需要寻找新的解决方案，改善成像效果差，良率低下的问题。

发明内容

本发明的方案主旨是在芯片与基板之间，保护盖板与指纹芯片之间增加垫块，充分利用垫块厚度均一、平整度及可实现性好的特点，将指纹芯片支撑在相对水平的层面上，避免在粘贴过程中出现倾斜，同样支撑起保护盖板在相对水平位置，避免发生倾斜，有效的防止了指纹芯片和保护盖板在贴装过程发生倾斜的风险，保障成像测试效果，提高了封装良率。