本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片的封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

表面?zhèn)鞲芯虮砻娓袘?yīng)晶片，如指紋識別表面?zhèn)鞲行酒?、觸摸型表面?zhèn)鞲行酒纫蚱浜啽恪嵱眯?，?yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。功能逐漸強大的智能終端設(shè)備，也開始搭載越來越多的表面?zhèn)鞲行酒?，然而，現(xiàn)在的設(shè)備對于封裝器件短小輕薄有較高的要求，搭載的此類表面?zhèn)鞲行酒姆庋b體積也必將追求最小化。

目前指紋識別玻璃蓋板方案，傳統(tǒng)的單顆封裝以及晶圓級封裝完畢切割成單顆芯片，都是在模組段單顆貼合玻璃，整體的良率和效率不高，并且成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)及其制作方法，極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，提升了封裝產(chǎn)品的良率，提高了封裝產(chǎn)品的可靠性。

一種表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)，包括一表面?zhèn)鞲芯?，該表面?zhèn)鞲芯哂邢鄬Φ牡谝槐砻婧偷诙砻妫龅谝槐砻姘懈袦y元件及位于該感測元件周圍的多個焊墊，該表面?zhèn)鞲芯瑑?nèi)有金屬互連結(jié)構(gòu)，所述金屬互連結(jié)構(gòu)從所述第二表面延伸至所述第一表面的焊墊表面，且所述金屬互連結(jié)構(gòu)與所述第二表面設(shè)置的金屬線路相連接，該金屬線路上制作有導(dǎo)電體，在設(shè)置有金屬線路的第二表面及所述表面?zhèn)鞲芯乃闹軅?cè)面包裹保護層，該保護層厚度低于所述導(dǎo)電體高度，并暴露出所述導(dǎo)電體，該表面?zhèn)鞲芯牡谝槐砻婕爸苓叺谋Ｗo層上貼合一功能蓋板，至少該表面?zhèn)鞲芯谝槐砻媾c所述功能蓋板之間有粘結(jié)膠。

進一步的，所述表面?zhèn)鞲芯瑸橹讣y識別芯片。

進一步的，所述功能蓋板粘結(jié)面設(shè)有一著色層。

進一步的，所述功能蓋板為玻璃、藍寶石、氮化鋁或者陶瓷材料。

進一步的，所述保護層為模塑料。

進一步的，包裹所述表面?zhèn)鞲芯瑐?cè)面的保護層厚度不小于5微米。

一種表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

A.提供一具有若干表面?zhèn)鞲芯木A，具有相對的第一表面和第二表面，通過晶圓級封裝，在各表面?zhèn)鞲芯系诙砻嬷谱鹘饘倩ミB結(jié)構(gòu)、金屬線路和導(dǎo)電體，并將晶片晶圓切割成單顆表面?zhèn)鞲芯?，完成預(yù)封裝；

B.提供一功能蓋板晶圓，該功能蓋片晶圓的厚度達到預(yù)設(shè)值或在該功能蓋板晶圓的背面臨時鍵合一載板；

C.用粘結(jié)膠將若干預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯谝槐砻娉抡辰Y(jié)至功能蓋板晶圓上，相鄰表面?zhèn)鞲芯g預(yù)設(shè)一定距離；

D.塑封功能蓋板晶圓正面，使模塑料包裹表面?zhèn)鞲芯牡诙砻婕八闹軅?cè)面，并暴露出導(dǎo)電體；

E.將晶片晶圓及功能蓋板晶圓切割成單顆封裝芯片，形成表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)。

進一步的，步驟B和步驟C之間還有在功能蓋板粘結(jié)面鋪設(shè)一著色層的步驟。

進一步的，步驟C粘結(jié)的方式為，將粘結(jié)膠涂至功能蓋板晶圓正面，將預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯N至功能蓋板晶圓正面；或者在預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯牡谝槐砻嫱可险辰Y(jié)膠，再放置在功能蓋板晶圓正面。

進一步的，步驟E中，晶圓切割步驟為切割到載板臨時鍵合膠的附近，使相鄰芯片分離，或先解臨時鍵合去除載板后再切割晶圓形成單顆封裝芯片，或者切割晶圓與載板形成帶載板的單顆封裝芯片

本發(fā)明的有益效果：

相比傳統(tǒng)單顆芯片貼單個蓋板及晶圓級芯片封裝單獨貼蓋板，本發(fā)明實現(xiàn)了晶圓級蓋板的貼合，即同時實現(xiàn)了晶圓級芯片封裝及晶圓級蓋板封裝，極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，并且由于將切割后的預(yù)封裝晶片通過貼片重組晶圓，再進行晶圓級蓋板封裝，封裝產(chǎn)品的良率也會有很大的提升。封裝結(jié)構(gòu)中保護層包裹住晶片的四周側(cè)面及表面，提高了產(chǎn)品的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)剖面圖，其中金屬互連結(jié)構(gòu)包括垂直孔；

圖2為圖1中A處放大示意圖；

圖3為本發(fā)明表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)剖面圖，其中金屬互連結(jié)構(gòu)包括斜孔；

圖4為本發(fā)明表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)剖面圖，其中金屬互連結(jié)構(gòu)為包括槽與斜孔的組合；

圖5為本發(fā)明預(yù)封裝后的表面?zhèn)鞲芯拭鎴D，其中金屬互連結(jié)構(gòu)包括垂直孔；

圖6為本發(fā)明預(yù)封裝后的表面?zhèn)鞲芯拭鎴D，其中金屬互連結(jié)構(gòu)包括槽與斜孔的組合；

圖7為本發(fā)明功能蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明功能蓋板與載板臨時鍵合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明在功能蓋板粘結(jié)面涂覆著色層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明在著色層上涂粘結(jié)膠的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明將預(yù)封裝后的表面?zhèn)鞲芯ぴ诠δ苌w板上的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。為方便說明，實施例附圖的結(jié)構(gòu)中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實施例中各結(jié)構(gòu)的實際相對大小。

本發(fā)明表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)，如圖1、圖3和圖4所示，該封裝結(jié)構(gòu)包括表面?zhèn)鞲芯?00，具有相對的第一表面和第二表面。表面?zhèn)鞲芯谝槐砻姘懈袦y元件，及位于感測元件周邊的多個焊墊104，焊墊與感測元件通過電路相連接，圖示為焊墊處剖面圖，未剖至感測元件，故感測元件未示出。表面?zhèn)鞲芯瑑?nèi)有一金屬互連結(jié)構(gòu)101，金屬互連結(jié)構(gòu)從表面?zhèn)鞲芯诙砻嫜由熘恋谝槐砻娴暮笁|表面，表面?zhèn)鞲芯诙砻嬖O(shè)有金屬線路102，與表面?zhèn)鞲芯诙砻娴慕饘倩ミB結(jié)構(gòu)電連接，且該金屬線路上制作有導(dǎo)電體103。在設(shè)置有金屬線路的第二表面及表面?zhèn)鞲芯乃闹軅?cè)面包裹保護層300，使該保護層厚度低于導(dǎo)電體高度，并暴露出導(dǎo)電體。該表面?zhèn)鞲芯牡谝槐砻婕爸苓叺谋Ｗo層上貼合一功能蓋板200，至少該表面?zhèn)鞲芯谝槐砻媾c所述功能蓋板之間有粘結(jié)膠202。

優(yōu)選的，表面?zhèn)鞲芯瑸橹讣y識別芯片。

優(yōu)選的，功能蓋板粘結(jié)面設(shè)有一著色層201，用以使晶片感測面美觀。

優(yōu)選的，金屬互連結(jié)構(gòu)包括垂直孔(如圖1和圖5)或者斜孔(如圖3)或者槽與直/斜孔的組合(如圖4和圖6)的開口101a，還包括位于垂直孔或斜孔或開口內(nèi)的金屬層101b，金屬層與表面?zhèn)鞲芯g有一絕緣層101c，以防止漏電，提高金屬互連結(jié)構(gòu)的電性能；金屬線路上及垂直孔或斜孔或開口101a內(nèi)的金屬層上鋪設(shè)一層防焊層101d。

優(yōu)選的，功能蓋板為玻璃、藍寶石、氮化鋁或者陶瓷等材料。更優(yōu)選的，該功能蓋板的硬度大于7。

優(yōu)選的，保護層為模塑料，可以保護金屬線路不暴露在空氣中被腐蝕，也可以避免晶片側(cè)面裸露，提高晶片可靠性。

優(yōu)選的，包裹表面?zhèn)鞲芯瑐?cè)面的保護層厚度不小于5微米，更優(yōu)選的，厚度為20至200微米。

該表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

A.提供一具有若干表面?zhèn)鞲芯木A，具有相對的第一表面和第二表面，通過晶圓級封裝，在各表面?zhèn)鞲芯诙砻嫔现谱鹘饘倩ミB結(jié)構(gòu)、金屬線路和導(dǎo)電體，并將晶片晶圓切割成單顆晶片，完成預(yù)封裝。如圖5所示，為方便示意，選取了晶片晶圓上一顆晶片作為示意，說明表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)的制作方法。

優(yōu)選的，在上述晶圓級封裝過程中，為了確保各制程的支撐強度，在晶圓工藝面的背面，也即晶片的第一表面，臨時鍵合一載片。

金屬互連結(jié)構(gòu)包括垂直孔，或者斜孔，或者槽與直/斜孔的組合的開口，及位于開口內(nèi)的金屬層。金屬互連結(jié)構(gòu)中，金屬層與晶片之間有一絕緣層，防止漏電，提高金屬互連結(jié)構(gòu)的電性能。由于金屬互連結(jié)構(gòu)為晶圓級封裝中常規(guī)的制程，這里不再贅述。

B.提供一功能蓋板晶圓，參見圖7，在功能蓋板晶圓的背面臨時鍵合一載板400，以確保各制程的支撐強度，參見圖8?；蛘?，通過選取厚度達到預(yù)設(shè)值(如大于200μm)的功能蓋板晶圓，保證功能蓋板的支撐強度。

該功能蓋板晶圓材質(zhì)如玻璃，藍寶石、氮化鋁或者陶瓷材料。更優(yōu)選的，該功能蓋板的硬度大于7，耐磨耐刮傷。

優(yōu)選的，載板與功能蓋板晶圓臨時鍵合的鍵合膠401為光解，如激光或紫外光，或者熱解材料，分別通過如激光或紫外光光照或者加熱解除鍵合膠的粘性，便于封裝完畢后載板的拆除。

C.用粘結(jié)膠202將若干預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯谝槐砻娉吗ぶ凉δ苌w板晶圓上，參見圖11，相鄰表面?zhèn)鞲芯g預(yù)留有一定距離，以塑封包裹表面?zhèn)鞲芯膫?cè)面。

粘結(jié)的方式可以為，將粘結(jié)膠涂至功能蓋板晶圓正面，將預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯ㄟ^貼片機，貼至功能蓋板晶圓正面；或者在預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯牡谝槐砻嫱可险辰Y(jié)膠，再通過貼片機安置在功能蓋板晶圓正面。

優(yōu)選的，功能蓋板晶圓正面涂覆著色層201，參見圖9，預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯谝槐砻嫱ㄟ^粘結(jié)膠貼至功能蓋板晶圓的著色層之上，參見圖10。

D.塑封功能蓋板晶圓正面，模塑料包裹預(yù)封裝的表面?zhèn)鞲芯牡诙砻婕八闹軅?cè)面，并暴露出導(dǎo)電體，參見圖1。

該模塑料整體覆蓋功能蓋板晶圓的正面，表面?zhèn)鞲芯诙砻嫔系哪Ｋ芰虾穸鹊陀趯?dǎo)電體高度，暴露導(dǎo)電體的方法為干法刻蝕、激光燒蝕等。

E.將晶片晶圓及功能蓋板晶圓切割成單顆封裝芯片，形成表面?zhèn)鞲芯庋b結(jié)構(gòu)。

晶圓切割步驟可以是切割到臨時鍵合膠的附近，保證相鄰芯片的分離即可。

或者先解鍵合去除載板，在切割晶圓形成單顆封裝芯片。

還可以同時切割晶圓和載板，形成帶載板的單顆封裝芯片，后續(xù)將芯片貼合到軟板上后再解鍵合，以便在后期工藝過程起保護作用。

去除載板，采用臨時鍵合膠相應(yīng)的解鍵合的方法，光解，如激光或者紫外光，或者熱解降低膠的粘度，然后去除載板。

綜上，相比傳統(tǒng)單顆芯片貼單個蓋板及晶圓級芯片封裝單獨貼蓋板，本發(fā)明實現(xiàn)了晶圓級蓋板的貼合，即同時實現(xiàn)了晶圓級芯片封裝及晶圓級蓋板封裝，極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，并且由于將切割后的預(yù)封裝晶片通過貼片重組晶圓，再進行晶圓級蓋板封裝，封裝產(chǎn)品的良率也會有很大的提升。封裝結(jié)構(gòu)中保護層包裹住晶片的四周側(cè)面及表面，提高了產(chǎn)品的可靠性。

以上實施例是參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，都落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。