CN109192708A - 指纹芯片的封装结构以及封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种指纹芯片的封装结构以及封装方法，在指纹芯片的第二表面设置空腔，在用户进行指纹识别时，在相同的触摸压力下，所述空腔可以使得所述指纹芯片发生较大的形变，可以大大提高灵敏度，而且密封所述空腔的封盖可以用于作为基板，用于形成与所述指纹芯片的焊垫电连接的金属互联层，所述金属互联层用于与外部电路连接，相对于直接通过第一表面的焊垫与外部电路互联的方式，在所述封盖的表面具有足够的空间用于布局所述金属互联层，便于和外部电路互联。

Description

指纹芯片的封装结构以及封装方法
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域，更具体的说，涉及一种指纹芯片的封装结构以及封装方法。
背景技术
随着科学技术的发展，越来越多的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当前人们不可或缺的重要工具。目前，电子设备的功能越来越强大，存储的信息越来越多，也越来越重要，为了保证用户信息的安全，电子设备需要具有身份识别功能。
通过指纹进行身份识别的方式，由于具有操作简单、准确性好以及安全性高的优点，成为目前电子设备进行身份识别的主要方式。电子设备通过在内部集成指纹芯片实现指纹识别功能。现有的指纹芯片不便于和外部电路连接，且在进行指纹识别时，灵敏度较低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种指纹芯片的封装结构以及封装方法，便于和外部电路连接，具有较高的灵敏度。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种指纹芯片的封装结构，所述封装结构包括：
指纹芯片，所述指纹芯片包括相对的第一表面以及第二表面；所述第一表面具有功能区以及包围所述功能区的***区，所述功能区具有用于检测指纹信息的检测单元，所述***区设置有与所述检测单元电连接的焊垫；所述第二表面包括与所述功能区相对设置的第一区以及包围所述第一区的第二区；所述第一区设置有空腔；所述第二区设置有用于露出所述焊垫的开口；
固定在所述第二表面的封盖，所述封盖密封所述空腔；所述封盖露出所述开口；
设置在所述开口内的互联金属层，所述互联金属层与所述焊垫连接，且延伸至所述封盖背离所述指纹芯片的一侧表面，所述互联金属层用于与外部电路连接。
优选的，在上述封装结构中，所述封盖背离所述指纹芯片的一侧设置有焊接凸起，所述焊接凸起与所述互联金属层电连接，所述互联金属层通过所述焊接凸起与所述外部电路电连接。
优选的，在上述封装结构中，所述焊接凸起包括锡球或是金属焊盘。
优选的，在上述封装结构中，所述第二表面与所述封盖通过胶层固定。
优选的，在上述封装结构中，所述封盖为半导体板或玻璃板。
优选的，在上述封装结构中，所述封盖的边缘与所述开口的边缘对齐设置。
优选的，在上述封装结构中，在垂直于所述封盖的方向上，所述功能区在所述封盖上的正投影完全位于所述空腔在所述封盖的正投影内。
优选的，在上述封装结构中，所述开口包括：
设置在所述第二区对应所述焊垫区域的凹槽，所述凹槽的深度小于所述指纹芯片的厚度；
以及位于所述凹槽底部的通孔。
优选的，在上述封装结构中，所述开口为一次成型的凹槽，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度不变。
优选的，在上述封装结构中，所述开口为一次成型的凹槽，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度逐渐增大。
优选的，在上述封装结构中，所述互联金属层与所述开口侧壁之间具有绝缘层；
所述互联金属层表面覆盖有阻焊层。
本发明还提供了一种指纹芯片的封装方法，所述封装方法包括：
提供一晶圆，所述晶圆包括多个指纹芯片；相邻所述指纹芯片之间具有切割沟道；所述指纹芯片包括相对的第一表面以及第二表面；所述第一表面具有功能区以及包围所述功能区的***区，所述功能区具有用于检测指纹信息的检测单元，所述***区设置有与所述检测单元电连接的焊垫；所述第二表面包括与所述功能区相对设置的第一区以及包围所述第一区的第二区；
在所述第一区形成空腔；
在所述晶圆表面固定封盖，所述封盖覆盖所有所述指纹芯片的第二表面；
对所述封盖以及所述晶圆进行图形化处理，露出所述焊垫；
在所述开口内形成互联金属层，所述互联金属层与所述焊垫连接，且延伸至所述封盖背离所述指纹芯片的一侧表面，所述互联金属层用于与外部电路连接；
基于所述切割沟道进行切割处理，形成多个单粒指纹芯片的封装结构。
优选的，在上述封装方法中，所述在所述第一区形成空腔包括：
在所述晶圆的正面固定临时载板；所述临时载板覆盖所有所述指纹芯片的第一表面；
将所述晶圆倒置，所述临时载板水平放置，且位于所述晶圆下方；
在所述第一区形成所述空腔。
优选的，在上述封装方法中，所述晶圆与所述临时载板通过热熔胶或是光学胶临时键合固定。
优选的，在上述封装方法中，还包括：
在进行切割处理前，去除所述临时载板；
或是，完成切割处理后，去除所述临时载板。
优选的，在上述封装方法中，对所述封盖以及所述晶圆进行刻蚀的方法包括：
去除所述封盖对应所述第二区的部分，露出所述第二区；
对所述晶圆进行刻蚀，在每个所述芯片的所述第二区形成露出所述焊垫的开口。
优选的，在上述封装方法中，所述开口的形成方法包括：
对所述晶圆进行半切处理，在所述第二区对应所述焊垫区域形成凹槽；
对所述晶圆进行刻蚀，在所述凹槽的底部形成通孔，所述通孔露出所述焊垫。
优选的，在上述封装方法中，所述开口的形成方法包括：
对所述晶圆进行深切处理，在所述第二区对应所述焊垫区域形成凹槽，凹槽底部与所述焊垫具有小于预设厚度的薄层，通过刻蚀工艺刻蚀所述薄层露出所述焊垫；其中，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度不变，或，所述凹槽的宽度逐渐增大。
优选的，在上述封装方法中，所述去除所述封盖对应所述第二区的部分包括：
通过切割工艺去除所述封盖对应所述第二区的部分，露出所述指纹芯片与所述封盖之间的胶层，通过等离子工艺去除所述胶层，露出所述指纹芯片；
或，通过刻蚀工艺去除所述封盖对应所述第二区的部分，露出所述指纹芯片与所述封盖之间的胶层，通过等离子工艺去除所述胶层，露出所述芯片。
优选的，在上述封装方法中，所述在所述开口内形成互联金属层包括：
在所述开口内形成绝缘层，所述绝缘覆盖所述开口的侧壁，且露出所述焊垫；
在所述绝缘层表面形成所述互联金属层，所述互联金属层在所述开口的底部与所述焊垫电连接，且延伸至所述封盖的表面。
通过上述描述可知，本发明技术方案提供的指纹芯片的封装结构以及封装方法中，在指纹芯片的第二表面设置空腔，在用户进行指纹识别时，在相同的触摸压力下，所述空腔可以使得所述指纹芯片发生较大的形变，可以大大提高灵敏度，而且密封所述空腔的封盖可以用于作为基板，用于形成与所述指纹芯片的焊垫电连接的金属互联层，所述金属互联层用于与外部电路连接，相对于直接通过第一表面的焊垫与外部电路互联的方式，在所述封盖的表面具有足够的空间用于布局所述金属互联层，便于和外部电路互联。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种指纹芯片的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种指纹芯片的封装结构的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种指纹芯片的封装结构的示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种指纹芯片的封装结构的示意图；
图5-图14为本发明实施例提供的一种指纹芯片封装方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
传统的指纹芯片在感知手指触摸生生成检测信号时，检测信号的强度较小，使得指纹芯片的灵敏度较低。
为了解决上述问题，可以如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种指纹芯片的结构示意图，图1所示方式中，指纹芯片11具有相对的正面以及背面，其正面具有检测单元12以及与检测单元12电连接的焊垫13。其背面具有空腔14，通过所述空腔14增大形变量进而提高灵敏度。指纹芯片11通过导线将焊垫13与外部电连接。
图1所示方式相对于将指纹芯片与具有空腔结构的基板贴合固定的传统方式，直接将空腔14形成在指纹芯片11的背面，降低了封装结构的厚度，但是其需要导线连接其正面的焊垫13与外部电连接。随着指纹芯片的分辨率提高以及芯片的小型化设计需求，正面焊垫13的数量较多，且尺寸较小，密度较大，其仍不便于与外部电路连接。
为了解决上述问题，本发明实施例技术方案提供了一种指纹芯片的封装结构以及封装方法，在指纹芯片的第二表面设置空腔，在用户进行指纹识别时，在相同的触摸压力下，所述空腔可以使得所述指纹芯片发生较大的形变，使得指纹芯片获取较大的强度的检测信号，从而提高灵敏度。
在所述指纹芯片的第二表面固定封盖，用于密封所述空腔，所述封盖可以作为基板，用于形成与所述指纹芯片的焊垫电连接的金属互联层，所述金属互联层用于与外部电路连接，相对于直接通过第一表面与外部电路互联的方式，在所述封盖的表面具有足够的空间用于布局所述金属互联层，便于和外部电路互联。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图2，图2为本发明实施例提供的一种指纹芯片的封装结构的示意图，所述封装结构包括：指纹芯片21，所述指纹芯片21包括相对的第一表面以及第二表面；以及固定在所述第二表面的封盖22。
所述第一表面具有功能区以及包围所述功能区的***区，所述功能区具有用于检测指纹信息的检测单元211，所述***区设置有与所述检测单元211电连接的焊垫212；所述第二表面包括与所述功能区相对设置的第一区以及包围所述第一区的第二区；所述第一区设置有空腔213；所述第二区设置有用于露出所述焊垫的开口214。所述封盖密22封所述空腔213；所述封盖22露出所述开口214。
所述封装结构还包括设置在所述开口214内的互联金属层31，所述互联金属层31与所述焊垫212连接，且延伸至所述封盖22背离所述指纹芯片21的一侧表面，所述互联金属层31用于与外部电路连接。
本发明实施例中，所述指纹芯片21可以为电容式指纹芯片，检测单元211基于手指触摸时检测的电容采集指纹信息。该方式中，设置所述空腔213，手指触摸会导致更大的形变量，从而使得检测到的电容信号强度较大，提高灵敏度。
也可以为超声波式指纹芯片。检测单元211可以出射超声波以及检测反射后的超声波，检测单元211基于手指触摸时检测的超声波采集指纹信息。该方式中，设置所述空腔213，手指触摸会导致更大的形变量，使得出射超声波以及反射的超声波强度增大，从而使得检测到的超声波信号强度较大，提高灵敏度。该方式中，检测单元211为压电材料制备，在受到压力发生形变时，可以发射超声波，并可以采集反射后的超声波。
所述封装结构，直接在指纹芯片21的第二表面形成空腔213，可以在制备指纹芯片21的晶圆级封装过程中形成所述空腔213，相对于单独采用其他基板制备空腔的方式，制作工艺简单，且不增加封装结构的厚度。
如图2所示，所述封盖22背离所述指纹芯片21的一侧设置有焊接凸起32，所述焊接凸起32与所述互联金属层31电连接，所述互联金属层31通过所述焊接凸起32与所述外部电路电连接。所述焊接凸起32包括锡球或是金属焊盘，所述焊接凸起32包括但不局限于为锡球和金属焊盘。所述焊接凸起32可以通过焊接的方式与外部电路电连接。
所述封盖22的边缘与所述开口214的边缘对齐设置。也就是说，封盖22不遮挡开口214，以便于形成互联金属层31。
所述互联金属层31与所述开口214侧壁之间具有绝缘层33；所述互联金属层31表面覆盖有阻焊层34。所述阻焊层34表面具有露出所述金属互联层31的通孔，所述通孔用于设置所述焊接凸起31。
可选的，所述第二表面与所述封盖22通过胶层固定。所述封盖22为半导体板或玻璃板。
在垂直于所述封盖22的方向上，所述功能区在所述封盖22上的正投影完全位于所述空腔213在所述封盖22的正投影内。这样，在该方向上，所述空腔213完全覆盖所述检测单元211，以使得手指触摸时，使得检测单元211正对区域具有较大的形变量，提高指纹检测精度。
在图2所示方式中，所述开口214包括：设置在所述第二区对应所述焊垫212区域的凹槽214a，所述凹槽214a的深度小于所述指纹芯片21的厚度；以及位于所述凹槽214a底部的通孔214b。该方式中，在指纹芯片21的第二表面形成开口214时，需要两次刻蚀，通过第一次刻蚀形成所述凹槽214a，再通过第二次刻蚀在所述凹槽214a的基础上形成通孔214b。
参考图3，图3为本发明实施例提供的另一种指纹芯片的封装结构的示意图，图3所示方式与图2所示方式不同在于，所述开口214为一次成型的凹槽，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度逐渐增大。图3所示方式中，可以直接采用深切工艺，一次性切割封盖22和指纹芯片21，露出所述焊垫212。
开口214的结构包括但不限于图2和图3所示方式，可以根据需求设计开口214的具体结构，如其他方式中，所述封装结构还可以如图4所示，图4为本发明实施例提供的又一种指纹芯片的封装结构的示意图，图4所示方式与图2所示方式不同在于，所述开口214为一次成型的凹槽，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度不变，该方式中，所述开口为垂直通孔，有第二表面延伸至所述焊垫212。
通过上述描述可知，本发明实施例提供的封装结构中，通过设置在芯片第二表面的空腔213，可以提高灵敏度，而且通过在封盖22表面设置与焊垫212连接的互联金属层31，可以将用于与外部电路连接的金属互联层延伸至具有较大面积的封盖22背面，不影响第一表面的功能区，便于和外部电路连接。
基于上述封装结构实施例，本发明另一实施例还提供了一种封装方法，该封装方法如图5-图14所示，图5-图14为本发明实施例提供的一种指纹芯片封装方法的流程示意图，该封装方法包括：
步骤S11：如图5和图6所示，提供一晶圆100。
其中，图5为晶圆100的正面俯视图，图6为图5在P-P’的切面图。
所述晶圆100包括多个指纹芯片21；相邻所述指纹芯片21之间具有切割沟道200；所述指纹芯片21包括相对的第一表面以及第二表面；所述第一表面具有功能区以及包围所述功能区的***区，所述功能区具有用于检测指纹信息的检测单元211，所述***区设置有与所述检测单元211电连接的焊垫212；所述第二表面包括与所述功能区相对设置的第一区以及包围所述第一区的第二区。
步骤S12：如图7和图8所示，在所述第一区形成空腔213。
该步骤中，所述在所述第一区形成空腔213包括：首先，在所述晶圆正面固定临时载板23；所述临时载板23覆盖所有所述指纹芯片21的第一表面；然后，如图7所示，将晶圆100倒置，所述临时载板23水平放置，且位于所述晶圆100下方；最后，如图8所示，在所述第一区形成所述空腔213，可以通过刻蚀工艺形成空腔213。临时载板23可以为玻璃板。
可选的，所述晶圆100与所述临时载板23通过热熔胶或是光学胶临时键合固定，以便于后续直接通过加热或是光照将临时载板23分离。
步骤S13：如图9所示，在所述晶圆100表面固定封盖22，所述封盖22覆盖所有所述指纹芯片21的第二表面。
步骤S14：如图10-图12所示，对所述封盖22以及所述晶圆100进行图形化处理，露出所述焊垫212。
该步骤中，对所述封盖22以及所述晶圆100进行图形化处理的方法包括：首先如图10所示，去除所述封盖22对应所述第二区的部分，露出所述第二区。然后，如图11和图12所示，对所述晶圆100进行刻蚀，在每个所述芯片的所述第二区形成露出所述焊垫的开口。
该步骤中，所述去除所述封盖22对应所述第二区的部分包括：通过切割工艺去除所述封盖22对应所述第二区的部分，露出所述指纹芯片21与所述封盖22之间的胶层，通过等离子工艺去除所述胶层，露出所述指纹芯片21；或，通过刻蚀工艺去除所述封盖22对应所述第二区的部分，露出所述指纹芯片21与所述封盖22之间的胶层，通过等离子工艺去除所述胶层，露出所述指纹芯片21。
本实施例中，所述开口214的形成方法包括：首先如图11所示，对所述晶圆100进行半切处理，在所述第二区对应所述焊垫212区域形成凹槽214a，所述凹槽214a的深度小于所述指纹芯片21的厚度；半切处理的切割深度不小于指纹芯片21厚度的一半，凹槽214a底部与焊垫212之间距离不小于20微米。然后如图12所示，对所述晶圆100进行刻蚀，在所述凹槽214a的底部形成通孔214b，所述通孔214b露出所述焊垫212，进而形成开口214。可以采用干法刻蚀、湿法刻蚀或是激光刻蚀打孔方式，形成所述通孔214b。
该方式首先切割工艺，去除部分指纹芯片21，形成较大尺寸的凹槽214a，然后通过刻蚀工艺形成通孔214b，无需刻蚀较大深度，可以保证形成开口214测侧壁具有较好的形貌。
该封装方法用于制作如图2所示的封装结构，开口214的形成工艺步骤可以根据开口214的形状以及封盖22的材质选择对应的工艺方法制备，包括不局限于图10-图12所示方式。
如其他方式中，根据所需要开口214的形状，所述开口214的形成方法包括：对所述晶圆100进行深切处理，在所述第二区对应所述焊垫212区域形成凹槽，凹槽底部与所述焊垫具有小于预设厚度的薄层，通过刻蚀工艺刻蚀所述薄层露出所述焊垫；该薄层的厚度不超过20微米。其中，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度不变，如图4所示，或，所述凹槽的宽度逐渐增大，如图3所示。如果通过切割工艺切割封盖22对应第二区的部分，通过切割工艺切割指纹芯片21形成开口214，晶圆100的切割可以与封盖22的切割通过一次性切割完成，也可以分两个切割步骤完成。
其中，半切处理和深切处理是均是通过切割工艺切割指纹芯片21，二者切割深度不同，半切处理的切割深度小于深切处理的切割深度，半切处理后，形成的凹槽底部与焊垫212之间具有较大的距离，需要刻蚀较大深度形成通孔露出所述焊垫212，而深切处理后，形成的凹槽底部与焊垫212仅具有一层薄层。
步骤S15：如图12所示，在所述开口214内形成互联金属层31，所述互联金属层31与所述焊垫212连接，且延伸至所述封盖22背离所述指纹芯片21的一侧表面，所述互联金属层31用于与外部电路连接。
该步骤中，首先在开口214的侧壁形成绝缘层33，绝缘层33延伸至封盖22的表面。绝缘层33露出开口214底部的焊垫212。然后，在绝缘层33表面形成互联金属层31，所述互联金属层31在所述开口214的底部与所述焊垫212电连接，互联金属层31延伸至封盖22的表面。再在互联金属层31表面形成阻焊层34，阻焊层34延伸至封盖22的表面。阻焊层34延伸至封盖22表面的区域设置有通孔，用于露出下方的互联金属层31，所述通孔用于设置焊接凸起32
步骤S16：如图13所示，基于所述切割沟道200进行切割处理，形成多个单粒指纹芯片21的封装结构。
所述封装方法还包括：在进行切割处理前，去除所述临时载板23；或是，完成切割处理后，去除所述临时载板23。在形成所述互联金属层31之后去除所述临时载板23，具体的，在形成所述焊接凸起32之后去除所述临时载板23。
本发明实施例所述封装方法用于制备上述实施例所述的封装结构，制作工艺简单，制作成本低，形成的封装结构具有高的灵敏度，且便于和外部电路连接。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种指纹芯片的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：
指纹芯片，所述指纹芯片包括相对的第一表面以及第二表面；所述第一表面具有功能区以及包围所述功能区的***区，所述功能区具有用于检测指纹信息的检测单元，所述***区设置有与所述检测单元电连接的焊垫；所述第二表面包括与所述功能区相对设置的第一区以及包围所述第一区的第二区；所述第一区设置有空腔；所述第二区设置有用于露出所述焊垫的开口；
固定在所述第二表面的封盖，所述封盖密封所述空腔；所述封盖露出所述开口；
设置在所述开口内的互联金属层，所述互联金属层与所述焊垫连接，且延伸至所述封盖背离所述指纹芯片的一侧表面，所述互联金属层用于与外部电路连接。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封盖背离所述指纹芯片的一侧设置有焊接凸起，所述焊接凸起与所述互联金属层电连接，所述互联金属层通过所述焊接凸起与所述外部电路电连接。
3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述焊接凸起包括锡球或是金属焊盘。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第二表面与所述封盖通过胶层固定。
5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封盖为半导体板或玻璃板。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封盖的边缘与所述开口的边缘对齐设置。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，在垂直于所述封盖的方向上，所述功能区在所述封盖上的正投影完全位于所述空腔在所述封盖的正投影内。
8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述开口包括：
设置在所述第二区对应所述焊垫区域的凹槽，所述凹槽的深度小于所述指纹芯片的厚度；
以及位于所述凹槽底部的通孔。
9.根据权利要求所述的封装结构，其特征在于，所述开口为一次成型的凹槽，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度不变。
10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述开口为一次成型的凹槽，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度逐渐增大。
11.根据权利要求1-10任一项所述的封装结构，其特征在于，所述互联金属层与所述开口侧壁之间具有绝缘层；
所述互联金属层表面覆盖有阻焊层。
12.一种指纹芯片的封装方法，其特征在于，所述封装方法包括：
提供一晶圆，所述晶圆包括多个指纹芯片；相邻所述指纹芯片之间具有切割沟道；所述指纹芯片包括相对的第一表面以及第二表面；所述第一表面具有功能区以及包围所述功能区的***区，所述功能区具有用于检测指纹信息的检测单元，所述***区设置有与所述检测单元电连接的焊垫；所述第二表面包括与所述功能区相对设置的第一区以及包围所述第一区的第二区；
在所述第一区形成空腔；
在所述晶圆表面固定封盖，所述封盖覆盖所有所述指纹芯片的第二表面；
对所述封盖以及所述晶圆进行图形化处理，露出所述焊垫；
在所述开口内形成互联金属层，所述互联金属层与所述焊垫连接，且延伸至所述封盖背离所述指纹芯片的一侧表面，所述互联金属层用于与外部电路连接；
基于所述切割沟道进行切割处理，形成多个单粒指纹芯片的封装结构。
13.根据权利要求12所述的封装方法，其特征在于，所述在所述第一区形成空腔包括：
在所述晶圆的正面固定临时载板；所述临时载板覆盖所有所述指纹芯片的第一表面；
将所述晶圆倒置，所述临时载板水平放置，且位于所述晶圆下方；
在所述第一区形成所述空腔。
14.根据权利要求13所述的封装方法，其特征在于，所述晶圆与所述临时载板通过热熔胶或是光学胶临时键合固定。
15.根据权利要求13所述的封装方法，其特征在于，还包括：
在进行切割处理前，去除所述临时载板；
或是，完成切割处理后，去除所述临时载板。
16.根据权利要求12所述的封装方法，其特征在于，对所述封盖以及所述晶圆进行刻蚀的方法包括：
去除所述封盖对应所述第二区的部分，露出所述第二区；
对所述晶圆进行刻蚀，在每个所述芯片的所述第二区形成露出所述焊垫的开口。
17.根据权利要求16所述的封装方法，其特征在于，所述开口的形成方法包括：
对所述晶圆进行半切处理，在所述第二区对应所述焊垫区域形成凹槽；
对所述晶圆进行刻蚀，在所述凹槽的底部形成通孔，所述通孔露出所述焊垫。
18.根据权利要求16所述的封装方法，其特征在于，所述开口的形成方法包括：
对所述晶圆进行深切处理，在所述第二区对应所述焊垫区域形成凹槽，凹槽底部与所述焊垫具有小于预设厚度的薄层，通过刻蚀工艺刻蚀所述薄层露出所述焊垫；其中，在由第一表面指向所述第二表面的方向上，所述凹槽的宽度不变，或，所述凹槽的宽度逐渐增大。
19.根据权利要求16所述的封装方法，其特征在于，所述去除所述封盖对应所述第二区的部分包括：
通过切割工艺去除所述封盖对应所述第二区的部分，露出所述指纹芯片与所述封盖之间的胶层，通过等离子工艺去除所述胶层，露出所述指纹芯片；
或，通过刻蚀工艺去除所述封盖对应所述第二区的部分，露出所述指纹芯片与所述封盖之间的胶层，通过等离子工艺去除所述胶层，露出所述芯片。
20.根据权利要求12所述的封装方法，其特征在于，所述在所述开口内形成互联金属层包括：
在所述开口内形成绝缘层，所述绝缘覆盖所述开口的侧壁，且露出所述焊垫；
在所述绝缘层表面形成所述互联金属层，所述互联金属层在所述开口的底部与所述焊垫电连接，且延伸至所述封盖的表面。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112906442A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 茂丞科技股份有限公司 晶圆级超声波装置及其制造方法
CN112926360A (zh) * 2019-12-05 2021-06-08 北京小米移动软件有限公司 指纹采集模组、中框、终端设备及终端设备的制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060102974A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Chen Neng C Contact image capturing structure
CN104050445A (zh) * 2014-04-08 2014-09-17 南昌欧菲生物识别技术有限公司 指纹识别装置、指纹识别装置的封装方法和智能终端
CN105236346A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 华天科技（昆山）电子有限公司 Mems芯片封装结构及其制作方法
CN106295534A (zh) * 2016-08-02 2017-01-04 苏州科阳光电科技有限公司 指纹盖板模组及其制作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060102974A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Chen Neng C Contact image capturing structure
CN104050445A (zh) * 2014-04-08 2014-09-17 南昌欧菲生物识别技术有限公司 指纹识别装置、指纹识别装置的封装方法和智能终端
CN105236346A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 华天科技（昆山）电子有限公司 Mems芯片封装结构及其制作方法
CN106295534A (zh) * 2016-08-02 2017-01-04 苏州科阳光电科技有限公司 指纹盖板模组及其制作方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112906442A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 茂丞科技股份有限公司 晶圆级超声波装置及其制造方法
CN112906442B (zh) * 2019-12-04 2024-04-30 茂丞(郑州)超声科技有限公司 晶圆级超声波装置及其制造方法
CN112926360A (zh) * 2019-12-05 2021-06-08 北京小米移动软件有限公司 指纹采集模组、中框、终端设备及终端设备的制作方法

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