[发明专利]超薄型全平面式感测装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种超薄型全平面式感测装置，且特别是涉及一种使用具有垂直贯通电极的感测芯片的超薄型全平面式感测装置及其制造方法。

背景技术

近年来，譬如移动电话、平板电脑或智能手表等移动设备的发展日益精进，移动设备的厚度也越来越薄，连带对于其所使用的集成电路(IC)的封装也要求越来越薄。使用者对于移动设备的外观越来越重视，所以若要在移动设备上装设传感器(譬如是指纹传感器)，必须采取不破坏移动设备的外观的设计。如此一来，传感器就必须具有全平面的设计，且必须具有相当薄的厚度，才能隐藏于譬如移动设备的前后面板或者按键之内。

于一种传统的电容/电场指纹传感器中，感测电路与感测元都是形成于硅基板上，硅基板上也形成有输出/入焊垫，利用打线的方式将硅基板上的焊垫电连接至封装基板上的封装焊垫，然后再进行封胶的程序，以生产出指纹传感器装置。然而，受限于现有的打线技术，连接线必然会具有一个从感测焊垫往上弯曲的弧形段，这个弧形段不利于全平面传感器的制作，而且所述弧度再加上保护封胶至少也要将近100微米的高度，也不利于超薄的设计，而且所述100微米的封胶高度，也会大幅降低感测的电容值，进而影响感测的灵敏度，使得感测装置不适合隐藏式的设置于移动设备的前后面板或者按键之内。

于另一种指纹传感器中，使用球栅阵列(BGA)的锡球来将芯片的硅基板焊接在封装基板上，但是锡球的球径高度一般介于300至400微米(um)之间，加上芯片及封装基板的厚度，整个指纹传感器的厚度势必大于700um甚至1000um，这不利于薄型化产品的需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种超薄型全平面式感测装置，利用具有垂直贯通电极的感测芯片及相关的连接结构来达成超薄型全平面式感测装置。

本发明的技术解决方案为：提供一种超薄型全平面式感测装置，至少包括一封装基板、一中介结构、一垂直电连接结构以及一感测芯片。封装基板包括多个第一焊垫。中介结构位于封装基板上，并包括多个连接垫以及电连接至此等第一焊垫及此等连接垫的多个第二焊垫。垂直电连接结构位于中介结构上，并包括电连接至此等连接垫的多个垂直导体。感测芯片位于垂直电连接结构上，并包括一芯片基板，以及形成于芯片基板上的多个感测元、多个感测电路元以及多个垂直贯通电极。多个感测元构成一感测元阵列，并感测一生物体的特征而获得多个感测信号。多个感测电路元构成一感测电路元阵列电连接至此等感测元，并处理此等感测信号而获得多个生物特征信号。多个垂直贯通电极直接或间接电连接至此等感测电路元及此等垂直导体，使此等生物特征信号分别通过此等垂直贯通电极、此等垂直导体及此等第二焊垫传输至此等第一焊垫。

本发明还提供一种感测装置的制造方法，至少包括以下步骤：形成多个感测芯片，各感测芯片具有一芯片基板以及形成于芯片基板中的多个感测元、多个感测电路元以及多个垂直贯通电极，此等感测电路元电连接至此等垂直贯通电极及此等感测元；形成一重新分布层于此等垂直贯通电极上，并形成多个垂直导体于重新分布层上；形成一中介晶片，其具有多个连接垫及电连接至此等连接垫的多个第二焊垫；将此等感测芯片置于中介晶片上，并使此等垂直导体与此等连接垫对准；接合此等垂直导体与此等连接垫；形成一绝缘填料层于此等感测芯片与中介晶片之间；执行切割以形成多个传感器；将传感器置放于一封装基板上，封装基板包括多个第一焊垫；以及对传感器进行打线及封胶程序，以将此等第一焊垫电连接至此等第二焊垫而形成感测装置。

通过本发明的上述实施样态，可以有效减少感测装置的厚度，如此可以使感测装置及装设有此感测装置的电子设备薄型化。

附图说明

图1显示依据本发明第一实施例的感测装置的局部示意图。

图2A至2M显示图1的感测装置的较佳实施例的制造方法的一些步骤的局部示意图。

图3A至3M显示图1的感测装置的制造方法的另一些步骤的局部示意图。

图4A与4B显示依据本发明另一实施例的感测装置的制造方法的部分步骤的示意图。

图5显示依据本发明的又另一实施例的感测装置的示意图。

图6A显示装设有感测装置的电子设备的俯视图。

图6B与6C显示感测装置的装设位置的两个例子。

符号说明：

CT：切割线                     43C：金属层间介电层

F：手指                        43D：绝缘层

S1：感测信号                   44：芯片基板