[发明专利]一种晶圆级（或面板级）传感器芯片封装的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子封装技术、传感器技术以及芯片互联等技术。

背景技术

随着终端产品的智能化程度不断提高，各种传感器芯片层出不穷。传感芯片扩展了智能手机、平板电脑等产品的应用领域，例如，指纹识别芯片的出现就大大提高了上述产品的安全性。

目前典型的指纹识别传感器芯片，包括半导体芯片，其上形成有用于感测的传感器元件阵列作为感应区域，其最大的特征在于其芯片表面的感应区域与用户手指发生作用，产生芯片可以感测的电信号。为了保证感测的精确度和灵敏度，该感应区域与用户手指的距离要求尽可能小，但限于当前的芯片工艺，芯片焊盘一般也位于同一表面，若采用焊线方式将芯片焊盘引出，焊线高度不可避免的抬升了感应区域与封装体外界的距离。

国内的汇顶科技股份有限公司提出了一种在传感芯片边缘制作台阶，将芯片表面焊盘通过导电层引至该台阶处，然后再进行打线（CN201420009042）。该方式避免了焊线对传感器元件阵列与封装体外界的距离的影响。另外，美国的苹果公司公开了一项传感器封装方面的专利（US20140285263A1），其采用在硅基板上用沉积技术形成感应区域。上述硅基板边缘存在斜坡，以便于将感应区域产生的电信号通过导电层引出。该传感芯片的打线焊盘位于硅基板所在斜坡的下方，避免了焊线对感应区域与封装体外界的距离的影响。上述两公开专利都需要在传感芯片边缘制作台阶或者凹槽、制作导电层和引线键合等工艺，工艺环节较多，且较为复杂。更重要的是，传感芯片为脆性材料，极易在制作台阶或者凹槽工艺环节损坏而失效，良品率低，同时产品存在长期可靠性风险。

为了解决传感线芯片封装上述良率和可靠性问题，国内的华天科技（西安）股份有限公司提供了一种低成本、简单、可靠性高的封装与互连集成方案（CN201410794722），利用介质材料对传感芯片进行包覆，并在介质材料上形成低于芯片表面的沟槽，并将传感芯片上的焊盘通过导电线路引出到沟槽，在沟槽面上的导电层通过焊线用来与外部进行电互连，使得焊线高度低于芯片表面，避免了对传感芯片本身进行刻槽、挖孔等操作。在上述专利公开的封装结构中，介质材料上的沟槽采用激光刻蚀或者切割刀切削方法形成，该方法的激光刻蚀或者刀片切割效率低、成本高，而且机械加工容易引起微裂纹、分层等缺陷，导致封装良率下降。

发明内容

本发明针对传感器件结构，特别是指纹识别类传感器件提供了一种晶圆级（或面板级）、低成本、高集成度、高可靠性的封装方案。借鉴扇出型晶圆级封装（Wafer level fan out package, FOWLP）的制作方法，在传感器芯片加工完成之后，经过测试分拣，进行划片，将确好传感器芯片（Know good die, KGD) 放置于圆形承载片或者矩形承载片上，然后利用塑封工艺的方式拼成再配置晶圆或面板，接着使用晶圆工艺或者面板工艺进行再布线层和加工，最后切片即获得封装结构。

本发明制作方法的优点是直接在塑封工艺环节配置塑封凸块实现塑封材料上沟槽的制作，不仅避免了对传感器芯片本身进行蚀刻或者刀片切割制作沟槽，而且避免了对介质材料如塑封材料进行激光切割或者刀片切割制作沟槽，本工艺成熟简单，成本低，可以提高封装产品良率，降低传感器芯片和塑封材料的破坏失效风险。本发明制作方法的另外一个优点是，由于本发明制作形成的塑封材料上沟槽的存在，可有效控制引线键合用金属导线的高度低于传感器芯片表面，从而可以对传感器芯片封装实施二次封装，可以直接在传感器芯片表面贴装高硬度、高介电常数的玻璃或蓝宝石盖片达到保护传感器芯片的目的，有效降低了封装整体厚度。

本发明公开了一种晶圆级（或面板级）传感器芯片封装的制作方法，所述制作步骤如下。

步骤一：在承载片表面配置粘贴材料，所述承载片可以为但不局限于硅、玻璃或者不锈钢等材料，所述承载片可以为但不局限于8英寸、12英寸圆形承载片或者矩形承载片，所述粘贴材料的配置方法可以为但不局限于粘贴胶膜或者涂覆高分子聚合物粘结层材料。

步骤二：采用表面贴装方式将表面具有传感器元件阵列和至少一个焊盘的传感器芯片正面向下配置于粘贴材料上，所述传感器芯片至少一个，传感器芯片之间保持一定距离。

步骤三：采用表面贴装方式将塑封凸块配置于粘贴材料上，所述塑封凸块至少一个，塑封凸块之间保持一定距离，所述塑封凸块可以为但不局限于硅、玻璃或者不锈钢等材料，所述塑封凸块的形状可以为但不局限于立方体、梯形柱或者具有曲面的三维形状。