本發(fā)明實(shí)施例涉及傳感器封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法和傳感器封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳感器封裝結(jié)構(gòu)包括芯片、保護(hù)層和填充結(jié)構(gòu)。芯片與保護(hù)層結(jié)合，芯片靠近保護(hù)層的一面布置功能電路，芯片遠(yuǎn)離保護(hù)層的一面與基板連接，基板上設(shè)置焊盤，焊盤用于提供芯片與外部電路電聯(lián)接。塑封材料作為填充結(jié)構(gòu)包圍在基板的外圍，包含焊盤的基板部分暴露在塑封材料形成的填充結(jié)構(gòu)的開口中，方便電聯(lián)接。

現(xiàn)有傳感器封裝結(jié)構(gòu)使用的是openmolding(開口封裝)封裝方案，在制作傳感器封裝結(jié)構(gòu)時，將保護(hù)層和芯片結(jié)合后，采用塑封材料形成填充結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝。openmolding的封裝方案在封裝過程存在技術(shù)難度，工藝?yán)щy。并且在封裝過程中封裝材料容易產(chǎn)生溢料而覆蓋在焊盤表面，形成的傳感器封裝結(jié)構(gòu)很難恢復(fù)，甚至作報廢處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法和傳感器封裝結(jié)構(gòu)，以降低封裝技術(shù)難度，解決封裝過程中塑封材料溢料造成封裝失敗的問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法包括：

提供芯片，所述芯片的第一表面形成有功能電路；

在所述芯片與所述第一表面相對的第二表面上形成植球，所述植球與所述功能電路電連接；

將所述芯片的第一表面和保護(hù)部的第一表面貼合；

在所述保護(hù)部的第一表面上方形成封裝層，所述封裝層包覆所述芯片；

對遠(yuǎn)離所述保護(hù)部第一表面的封裝層和所述植球進(jìn)行減薄形成焊盤，形成的所述焊盤為暴露出的所述植球的部分區(qū)域。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)，該傳感器封裝結(jié)構(gòu)包括：

芯片，所述芯片的第一表面形成有功能電路，與第一表面相對設(shè)置的第二表面之上形成與功能電路電連接的植球；

保護(hù)部，所述保護(hù)部的第一表面與所述芯片的第一表面貼合；

封裝層，所述封裝層位于保護(hù)部的第一表面上方，所述封裝層包覆所述芯片和植球；

所述封裝層遠(yuǎn)離所述保護(hù)部第一表面的封裝層的表面設(shè)置有焊盤，所述焊盤為所述封裝層減薄后植球形成的截面，所述封裝層暴露出所述焊盤。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案。先在芯片的第二表面上形成植球，在保護(hù)部的第一表面上方形成封裝層，封裝層包覆所述芯片，同時也包覆植球，即封裝后植球埋沒在封裝層的塑封材料中。對遠(yuǎn)離保護(hù)部第一表面的封裝層和植球進(jìn)行減薄形成焊盤，形成的所述焊盤為暴露出的所述植球的部分區(qū)域，相當(dāng)于減薄一部分封裝層和植球，并露出植球的截面形成焊盤。在塑封過程中，形成的封裝層包覆芯片，降低了難度。而且在后續(xù)工藝中通過減薄封裝層和植球來形成焊盤，塑封材料溢料不會對形成的焊盤造成影響，解決了塑封材料溢料導(dǎo)致產(chǎn)品報廢的問題，提高封裝的良率。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖；

圖1b-圖1f是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟對應(yīng)的傳感器封裝方法的剖面示意圖；

圖2a是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖；

圖2b-圖2e是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟對應(yīng)的傳感器封裝方法的剖面示意圖；

圖3a是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖；

圖3b-圖3e是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟對應(yīng)的傳感器封裝方法的剖面示意圖；

圖3f是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

圖1a是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖，圖1b-1f是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。本實(shí)施例可適用于形成傳感器封裝結(jié)構(gòu)的情況，參見圖1a-1f，本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法包括：

步驟110、提供芯片，芯片的第一表面形成有功能電路。

參見圖1b，首先提供芯片11，芯片11包括相對的第一表面111和第二表面112，芯片11的第一表面111形成有功能電路。例如提供芯片晶元，芯片晶元可以是硅片，在芯片晶元的一側(cè)表面上制備功能電路，可以通過在芯片晶元上沉積金屬層，然后刻蝕金屬層形成功能電路，進(jìn)而形成芯片11。

步驟120、在芯片與第一表面相對的第二表面上形成植球，植球與功能電路電連接。

參見圖1c，在芯片11與第一表面111相對的第二表面112上形成植球113，植球113與芯片11的第一表面111上的功能電路電連接，功能電路可通過第二表面112上的植球113方便與外部電路連接。

步驟130、將芯片的第一表面和保護(hù)部的第一表面貼合。

示例性的，參見圖1d，通過連接膠13將芯片11的第一表面111和保護(hù)部12的第一表面121貼合。也可采用其他固定的方式將芯片11和保護(hù)部12貼合，只有保證保護(hù)部12貼合于芯片11上設(shè)置有功能電路的第一表面111即可。保護(hù)部12用于保護(hù)芯片11的第一表面111的功能電路，為功能電路提供可靠保護(hù)。保護(hù)部12的第二表面(與保護(hù)部的第一表面121相對的另一側(cè)表面)可作為傳感功能表面。另外，在對傳感器進(jìn)行塑封過程中，塑封材料一般包覆芯片11，并與保護(hù)部12連接，通過連接膠13將芯片11和保護(hù)部12結(jié)合，可防止在塑封過程中，芯片11和保護(hù)部12移位，保證可靠封裝，提高封裝良率。

其中，保護(hù)部12可包括介電層，介電層的材料可以是藍(lán)寶石、陶瓷、水晶或玻璃。介電層的厚度可以為100um-200um，例如，當(dāng)介電層的材料采用陶瓷時，介電層的厚度可為100um，介電層的材料采用玻璃時，介電層的厚度可為200um。

步驟140、在保護(hù)部的第一表面上方形成封裝層，封裝層包覆芯片。

參見圖1e，在保護(hù)部12的第一表面上方形成封裝層，其中，保護(hù)部12的第一表面的上方為保護(hù)部12第一表面靠近芯片11的一側(cè)。形成的封裝層14包覆芯片11，同時，形成的封裝層14也包覆植球113，植球113埋沒于封裝層14內(nèi)。在本發(fā)明實(shí)施例中，可使用塑封模具，在貼合后的芯片11和保護(hù)部12上形成塑封結(jié)構(gòu)，該塑封結(jié)構(gòu)即為封裝層14。

步驟150、對遠(yuǎn)離保護(hù)部第一表面的封裝層和植球進(jìn)行減薄形成焊盤，形成的焊盤為暴露出的植球的部分區(qū)域。

參見圖1f，在形成封裝層14之后，對遠(yuǎn)離保護(hù)部12第一表面的封裝層14和植球113進(jìn)行減薄，例如采用刀具對封裝層14和植球113進(jìn)行減薄，漏出植球113的截面而形成焊盤15。功能電路可以通過焊盤15連接外部電路。

繼續(xù)參見圖1e，在本發(fā)明實(shí)施例中，沿垂直芯片11第一表面的方向，封裝層14的厚度d1為200um-600um。

在本發(fā)明實(shí)施例中，沿垂直于芯片11第一表面的方向，植球113的高度大于或等于20um。由于要減薄封裝層14和植球113而形成焊盤15，即漏出的植球113的截面形成焊盤，植球113的高度要大于或者等于20um，方便形成焊盤15，如果植球113的高度小于20um，無法有效形成焊盤15，而且一般植球113的高度基本上等于植球113的半徑，如果植球113的高度過小，形成的植球113的截面積較小，電阻增大，不利于信號的傳輸。

在現(xiàn)有技術(shù)中，在對傳感器進(jìn)行塑封封裝過程中，封裝層和保護(hù)層會形成一個一側(cè)開口的收容空間，芯片位于收容空間內(nèi)，一般在芯片上形成焊盤之后，對芯片進(jìn)行塑封，形成的封裝層上形成有開口，該開口暴露出芯片的第二表面，相應(yīng)的所有焊盤也被暴露出來，只對芯片的部分區(qū)域進(jìn)行塑封，塑封過程難以控制，開口封裝比較困難。在塑封過程中，如果出現(xiàn)塑封材料溢料，將覆蓋芯片上的焊盤，很難恢復(fù)，設(shè)置造成產(chǎn)品報廢。而本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，在塑封過程中，形成的封裝層14包覆芯片11即可，不需要在塑封過程形成封裝層14上的開口，降低了難度。而且在后續(xù)工藝中通過減薄封裝層14和植球113來形成焊盤15，塑封材料溢料不會對形成的焊盤15造成影響，解決了塑封材料溢料導(dǎo)致產(chǎn)品報廢的問題，提高封裝的良率。形成的傳感器封裝結(jié)構(gòu)，能夠保持封裝后芯片的厚度達(dá)到現(xiàn)有openmolding封裝工藝封裝形成的芯片厚度，即達(dá)到openmolding封裝工藝封裝的效果。

圖2a是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖，圖2b-圖2e是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟對應(yīng)的傳感器封裝方法的剖面示意圖。該方法包括：

步驟210、提供芯片，芯片的第一表面形成有功能電路，芯片上形成有通孔。

參見圖2b，提供芯片11，芯片11的第一表面111形成有功能電路，芯片11內(nèi)形成有通孔114，芯片11上形成的通孔114分布于芯片11內(nèi)，例如，可以采用硅通孔方式形成芯片11內(nèi)的通孔114。

步驟220、沿垂直于芯片第一表面的方向，在芯片的第二表面上與各通孔正對的位置形成植球，其中植球通過通孔與功能電路電連接。

繼續(xù)參見圖2b，沿垂直于芯片11第一表面111的方向，在芯片11的第二表面112上形成植球113，形成的植球113位于通孔114的正上方，這樣植球113和通孔114連接的路徑較短，利于信號的傳輸，而且節(jié)省材料。

步驟230、將芯片的第一表面和保護(hù)部的第一表面貼合。

參見圖2c，將芯片11的第一表面111和保護(hù)部12的第一表面貼合。保護(hù)部12用于保護(hù)芯片11的第一表面111的功能電路，為功能電路提供可靠保護(hù)。

步驟240、在保護(hù)部的第一表面上方形成封裝層，封裝層包覆芯片。

參見圖2d，在保護(hù)部的第一表面的上方形成封裝層14，封裝層包覆芯片11，植球埋沒于封裝層14內(nèi)。

步驟250、切割和/或打磨封裝層和植球，暴露出植球的部分區(qū)域以形成焊盤。

參見圖2d和圖2e，例如提供刀具切割封裝層14和植球113，暴露出植球113的截面形成焊盤15，形成的結(jié)構(gòu)如圖2e所示。也可打磨封裝層14和植球113，暴露出植球113的截面形成焊盤15。也可通過切割和打磨結(jié)合的方式，對封裝層14和植球113進(jìn)行減薄，暴露出植球113的截面形成焊盤15。

圖3a是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖，圖3b-圖3e是本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟對應(yīng)的傳感器封裝方法的剖面示意圖。該方法包括：

步驟310、提供芯片11，芯片11的第一表面形成有功能電路，芯片11上開設(shè)有溝槽115，溝槽115內(nèi)形成有通孔114。

芯片11內(nèi)的通孔集中于溝槽115內(nèi)，在溝槽115內(nèi)形成通孔114，相對簡單，可以提高形成通孔114的效率。

步驟320、在芯片11與第一表面相對的第二表面上形成植球113，植球113與設(shè)置與芯片11第一表面的功能電路電連接。

參見圖3b，在芯片與第一表面相對的第二表面上形成植球113，植球113通過設(shè)置于溝槽115內(nèi)的通孔與芯片11第一表面的功能電路電連接。

步驟330、將芯片11的第一表面和保護(hù)部12的第一表面貼合。

參見圖3d，將芯片11的第一表面和保護(hù)部12的第一表面貼合。保護(hù)部12用于保護(hù)芯片11的第一表面111的功能電路，為功能電路提供可靠保護(hù)。

步驟340、在保護(hù)部12的第一表面上方形成封裝層14，封裝層14包覆芯片11。

步驟350、切割和/或打磨封裝層14和植球113，暴露出植球113的部分區(qū)域以形成焊盤15。

切割和/或打磨封裝層14和植球113，暴露出植球113的截面形成焊盤15。

圖3f是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖，圖3e是與該俯視示意圖對應(yīng)的剖面示意圖。圖3f中示例性地設(shè)置有兩個溝槽115，通孔114集中在溝槽115內(nèi)，溝槽115的數(shù)量大于等于1，溝槽115的數(shù)量和位置可以根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種傳感器封裝結(jié)構(gòu)，該傳感器封裝結(jié)構(gòu)可使用本發(fā)明任意實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法制備而成。示例性的，參見圖1f、圖2e、圖3e和3f，其中，圖3e為圖3f中沿a-a方向的剖面示意圖。該傳感器封裝結(jié)構(gòu)包括：

芯片11，芯片11的第一表面形成有功能電路，與第一表面相對設(shè)置的第二表面之上形成與功能電路電連接的植球；

保護(hù)部12，保護(hù)部12的第一表面與芯片11的第一表面貼合；

例如，保護(hù)部12的第一表面和芯片11的第一表面可通過連接膠貼合，保護(hù)部12用于保護(hù)芯片11的第一表面上的功能電路。封裝層14，封裝層14位于保護(hù)部12的第一表面上方，封裝層14包覆芯片11和植球。

保護(hù)部12的第一表面上方為保護(hù)部靠近芯片11的一側(cè)，封裝層14和保護(hù)部12連接，封裝層14和保護(hù)部12包裹芯片11。

遠(yuǎn)離保護(hù)部12第一表面的封裝層14的表面設(shè)置有焊盤，焊盤為封裝層14減薄后植球形成的截面，焊盤15與芯片11的第一表面上的功能電路電連接，封裝層14暴露出焊盤15。

沿垂直于芯片11第一表面的方向，封裝層14的最大厚度為250um，焊盤的高度為50um。

需要說明的是，圖2e所示的傳感器封裝結(jié)構(gòu)和圖3e所示的傳感器封裝結(jié)構(gòu)，是本發(fā)明實(shí)施提供的兩種不同的傳感器封裝結(jié)構(gòu)，具體可參見上述方法實(shí)施例部分對兩種結(jié)構(gòu)的描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)可以是指紋傳感器封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器封裝結(jié)構(gòu)的制備方法以及傳感器封裝結(jié)構(gòu)。能達(dá)到openmolding封裝工藝封裝的效果，并且降低了工藝難度，提供了生產(chǎn)效率。通過減薄封裝層14和植球113來形成焊盤15，塑封材料溢料不會對形成的焊盤15造成影響，解決了塑封材料溢料導(dǎo)致產(chǎn)品報廢的問題，提高封裝的良率。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。