本實(shí)用新型涉及封裝技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種硅通孔芯片、指紋識(shí)別傳感器和終端設(shè)備。

背景技術(shù)：

晶圓級(jí)硅通孔封裝技術(shù)在消費(fèi)型電子芯片上有廣泛應(yīng)用。目前，大量應(yīng)用在圖像識(shí)別傳感器等消費(fèi)型電子產(chǎn)品的主要有斜孔硅通孔，斜孔硅通孔具有制造難度和成本都比較低的優(yōu)勢。

斜孔硅通孔芯片具有臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，在單體的硅通孔芯片的情況下，若進(jìn)行測試及表面貼合焊接等工序時(shí)，容易發(fā)生臺(tái)階處折斷的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種硅通孔芯片、指紋識(shí)別傳感器和終端設(shè)備，能夠提高硅通孔芯片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

第一方面，提供了一種硅通孔芯片，該硅通孔芯片包括硅基板210，該硅基板210設(shè)置有通孔220，該通孔220為斜孔，該通孔220內(nèi)設(shè)置有回填結(jié)構(gòu)層230。

硅基板上設(shè)置有一個(gè)通孔，該通孔可以通過蝕刻的方式實(shí)現(xiàn)，以使得硅基板的上表面與處于硅通孔芯片下表面的其他元件進(jìn)行電氣互連。由于通孔下面的中空，使得在硅通孔芯片容易斷裂。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中，在通孔下面設(shè)置回填結(jié)構(gòu)層，用于支撐該硅通孔芯片，且該回填結(jié)構(gòu)層的下表面與該硅通孔芯片的下表面平齊，這樣可以便于后續(xù)的表面貼裝焊接，以及提高硅通孔芯片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該回填結(jié)構(gòu)層230的下表面與該硅通孔芯片的下表面齊平。

這樣在后續(xù)的表面貼裝焊接時(shí)，硅通孔芯片底部的接觸面積較大，有利 于分?jǐn)倝毫Γ瑥亩岣吡斯柰仔酒慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該回填結(jié)構(gòu)層230與該硅基板210之間依次設(shè)置有第一絕緣層240、重布線金屬層250和第二絕緣層260。

該回填結(jié)構(gòu)層與硅基板之間設(shè)置有重布線金屬層，并將該重布線金屬層通過該通孔，以實(shí)現(xiàn)與處于硅通孔芯片下表面其他元件的導(dǎo)通。該硅基板為硅材料，因此，在重布線金屬層與硅基板之間應(yīng)該設(shè)置絕緣層，以及在重布線金屬層與回填結(jié)構(gòu)層之間也設(shè)置絕緣層，起到保護(hù)作用。該第一絕緣層與該第二絕緣層可以相同，也可以不同，本實(shí)用新型對(duì)此不進(jìn)行限定。

結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該通孔220上面設(shè)置有表面焊盤270，該表面焊盤270的下表面與該重布線金屬層250相連。

該表面焊盤與重布線金屬層相連，即在表面焊盤與重布線金屬層之間不設(shè)置絕緣層。該通孔可以設(shè)置為由中心軸線逐層向外依次設(shè)置為第一絕緣層、重布線金屬層和第二絕緣層，只有重布線金屬層與表面焊盤相連。這樣，該硅通孔芯片的表面焊盤與重布線金屬層導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了通過表面焊盤與處于硅通孔芯片下表面的電氣元件的電氣互連。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該通孔220的孔壁與該硅通孔芯片的上表面成60°角。

通孔還可以是多個(gè)孔徑不同的通孔結(jié)構(gòu)的連接等，本實(shí)用新型對(duì)此不進(jìn)行限定，例如，該通孔可以設(shè)置為孔壁與硅通孔芯片的上表面成60°角，從而降低制造難度。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，該硅基板210設(shè)置有多個(gè)該通孔220。

本實(shí)用新型通過多個(gè)通孔可以實(shí)現(xiàn)硅基板上表面的不同表面焊盤之間的互連，或者是硅基板上表面與處于硅通孔芯片下表面的電氣元件的電氣互連。

第二方面，提供了一種指紋識(shí)別傳感器，該指紋識(shí)別傳感器包括如第一方面所述的硅通孔芯片。

第三方面，提供了一種終端設(shè)備，該終端設(shè)備包括如第一方面所述的硅 通孔芯片。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例的硅通孔芯片，通過在斜孔內(nèi)增加回填結(jié)構(gòu)層，使得在硅通孔芯片表面受力時(shí)能夠起到支撐作用，避免了硅通孔芯片的斷裂，從而提高了硅通孔芯片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的硅通孔芯片的截面圖；

圖2是本實(shí)用新型的硅通孔芯片截面圖；

圖3是本實(shí)用新型的倒置的晶圓級(jí)硅通孔芯片的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的設(shè)置結(jié)構(gòu)回填層的晶圓級(jí)硅通孔芯片的示意圖；

圖5是本實(shí)用新型的單體的硅通孔芯片的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型實(shí)施例的硅通孔芯片可以應(yīng)用于終端設(shè)備，該終端設(shè)備可以包括但不限于手機(jī)、平板電腦、電子書、移動(dòng)臺(tái)等。

現(xiàn)有技術(shù)中，斜孔硅通孔芯片一般采用兩級(jí)蝕刻的方式，在硅基板110上做出通孔，該通孔包括如圖1所示的上面的小孔120和下面中空的大孔。通孔內(nèi)的重布線金屬層140使硅通孔芯片上表面的表面焊盤130與處于硅通孔芯片下表面的其他元件進(jìn)行電氣互連。通孔的孔壁與重布線金屬層140之間通過絕緣層160進(jìn)行隔離，且對(duì)重布線金屬層140設(shè)置絕緣層150進(jìn)行保護(hù)。如圖1為單體的硅通孔芯片，這種情況下，可以將小孔120部分看作突 出的臺(tái)階，而大孔為中空，在測試及表面貼合焊接等工序時(shí)，臺(tái)階處容易折斷。

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種硅通孔芯片的局部截面圖。如圖2所示，該硅通孔芯片包括：硅基板210，該硅基板210設(shè)置有通孔220，該通孔220為斜孔，該通孔220內(nèi)設(shè)置有回填結(jié)構(gòu)層230。

具體而言，如圖2所示，硅基板210中的通孔220為臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，包括上面的小孔和下面的大孔，該通孔220可以通過兩級(jí)蝕刻的方式實(shí)現(xiàn)。由于通孔220下面的大孔為中空，使得在硅通孔芯片突出的臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，容易造成硅通孔芯片的斷裂。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中，在通孔220內(nèi)設(shè)置回填結(jié)構(gòu)層230，用于支撐硅通孔芯片突出的臺(tái)階式結(jié)構(gòu)。

應(yīng)理解，該通孔是由孔壁圍設(shè)形成，且孔壁為硅基板。

因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的硅通孔芯片，通過在斜孔內(nèi)增加回填結(jié)構(gòu)層230，使得在硅通孔芯片表面受力時(shí)能夠起到支撐作用，避免了硅通孔芯片的斷裂，從而提高了硅通孔芯片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

可選地，該回填結(jié)構(gòu)層230的下表面與該硅通孔芯片的下表面平齊，這樣在后續(xù)的表面貼裝焊接時(shí)，硅通孔芯片底部的接觸面積較大，有利于分?jǐn)倝毫?，從而提高了硅通孔芯片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

可選地，該斜孔的孔壁可以與硅通孔芯片的上表面成60°角。

應(yīng)理解，該斜孔的孔壁還可以與硅通孔芯片的上表面成任意的角度，本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行限定。

可選地，該回填結(jié)構(gòu)層230與該硅基板210之間依次設(shè)置有第一絕緣層240、重布線金屬層250和第二絕緣層260。

該回填結(jié)構(gòu)層230與硅基板210之間設(shè)置有重布線金屬層250，并將該重布線金屬層250通過該通孔220，以實(shí)現(xiàn)處于硅通孔芯片上表面與處于硅通孔芯片下表面的電氣元件的導(dǎo)通。在重布線金屬層250與硅基板210之間應(yīng)該設(shè)置第二絕緣層260，以及在重布線金屬層250與回填結(jié)構(gòu)層230之間也設(shè)置第一絕緣層240。該第一絕緣層與該第二絕緣層可以相同，也可以不同，本實(shí)用新型對(duì)此不進(jìn)行限定。

應(yīng)理解，絕緣層的材質(zhì)可以是塑料絕緣，例如，聚氯乙烯、聚乙烯及交聯(lián)聚乙烯；絕緣層的材質(zhì)還可以是橡膠，例如，天然橡膠、丁基橡膠和乙丙 橡膠等，本實(shí)用新型對(duì)此不限定。

還應(yīng)理解，若硅通孔芯片的上述第一絕緣層240、重布線金屬層250和第二絕緣層260延伸到硅通孔芯片的下表面時(shí)，該回填結(jié)構(gòu)層230的下表面的高度應(yīng)該與硅通孔芯片和上述三層之和的高度保持一致。

可選地，該回填結(jié)構(gòu)層230的材質(zhì)與該硅基板210的材質(zhì)、該重布線金屬層250的材質(zhì)、該第一絕緣層240的材質(zhì)、該第二絕緣層260的材質(zhì)在冷熱收縮性能上相互匹配。

具體而言，在選擇回填結(jié)構(gòu)的材料時(shí)，應(yīng)考慮回填結(jié)構(gòu)與硅基板210之間各層(即重布線金屬層250、第一絕緣層240和第二絕緣層260)的材質(zhì)的冷熱收縮性能匹配。也就是說，回填結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)該為與硅材料、第一絕緣層材料、第二絕緣層材料以及重布線金屬層材料在冷熱收縮性能上相互匹配的材質(zhì)。例如，橡膠、塑料等，本實(shí)用新型并不限于此。

可選地，該通孔220上面設(shè)置有表面焊盤270，該表面焊盤270的下表面與該重布線金屬層250相連。

具體而言，該通孔220的上面可以設(shè)置表面焊盤270，該硅通孔芯片表面焊盤270內(nèi)嵌于硅基板210的上表面(即硅通孔芯片的上表面)，也就是說，該表面焊盤270覆蓋住該通孔220，并與重布線金屬層250相連，即在表面焊盤270與重布線金屬層250之間不設(shè)置絕緣層。該通孔220可以設(shè)置為由中心軸線逐層向外依次設(shè)置為第一絕緣層240、重布線金屬層250和第二絕緣層260，重布線金屬層250與表面焊盤270相連。這樣，該硅通孔芯片的表面焊盤270與重布線金屬層250導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了處于硅通孔芯片上表面與處于硅通孔芯片下表面的電氣元件的電氣互連。

可選地，在硅基板210上可以設(shè)置多個(gè)通孔220，以實(shí)現(xiàn)硅基板210上表面的不同表面焊盤之間的互連，或者是與處于硅通孔芯片下表面其他元件進(jìn)行電氣互連。

具體地，在實(shí)際生產(chǎn)中，回填結(jié)構(gòu)層230的制造工藝主要有以下步驟：

a、完成晶圓級(jí)斜孔硅通孔的制造，如圖3所示為晶圓切割之前，多個(gè)倒置的晶圓級(jí)斜孔硅通孔芯片的形貌；

b、如圖4所示，通過噴涂或甩膠等操作，將膠體完全覆蓋住晶圓的背面(即大孔的中空部分)，并采用光刻，顯影等工藝，將臺(tái)階處填充的膠體 保留，其余的去除?；蛘撸梢允窃诖罂椎闹锌詹糠址胖靡欢ㄐ螤畹哪＞?，采用注塑的形式將塑料注入到臺(tái)階處；

c、完成填充后，進(jìn)行晶圓切割，然后得到單個(gè)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的斜孔硅通孔芯片，如圖5所示。

需要說明的是，以上應(yīng)用僅僅是舉例說明，實(shí)際中，還可以根據(jù)其他方式生成該類硅通孔芯片，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種指紋識(shí)別傳感器，該指紋識(shí)別傳感器包括上述硅通孔芯片。該硅通孔芯片包括硅基板，該硅基板設(shè)置有通孔，該通孔為斜孔，該通孔內(nèi)設(shè)置有回填結(jié)構(gòu)層，該回填結(jié)構(gòu)層的下表面與該硅通孔芯片的下表面齊平。如圖2中，280可以是指紋識(shí)別傳感器的像素區(qū)。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種終端設(shè)備，該終端設(shè)備包括上述硅通孔芯片。該硅通孔芯片包括硅基板，該硅基板設(shè)置有通孔，該通孔為斜孔，該通孔內(nèi)設(shè)置有回填結(jié)構(gòu)層，該回填結(jié)構(gòu)層的下表面與該硅通孔芯片的下表面齊平。

本實(shí)用新型實(shí)施例的硅通孔芯片，通過在斜孔內(nèi)增加回填結(jié)構(gòu)，使得在硅通孔芯片表面焊盤上進(jìn)行測試或表面貼合焊接等工序時(shí)，起到支撐作用，能夠避免硅通孔芯片的斷裂，從而在低成本的基礎(chǔ)上，提高硅通孔芯片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、硅通孔芯片和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。