CN100514659C - 指纹辨识器的薄膜封装构造 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关一种指纹辨识器的薄膜封装构造，主要包含一指纹辨识器晶片、多个凸块、一具有多个引脚的电路薄膜以及至少一密封该些凸块的封胶体。该指纹辨识器晶片在一主动面上形成有一感测区。该些凸块设于主动面上并分别位于感测区两端。该电路薄膜具有一贯通开口，以显露感测区，电路薄膜引脚具有分置于感测区两侧的内端，以接合至该些凸块，以及往电路薄膜的一延伸侧汇合的外端，以对外电性连接。本发明可降低组装整体封装厚度，并能避免指纹辨识器使用上的外应力导致电性连接断路问题，而提升产品可靠性，更可供卷带式封装的一贯化制程应用。另本发明可利用薄膜覆晶封装制程据以实施有利于封胶体的点涂形成，能避免污染晶片感测区，且不会影响指纹辨识操作，非常适于实用。
Description
技术领域
本发明是涉及一种指纹辨识器封装构造(fingerprint sensor package)，特别是涉及一种可降低组装整体封装厚度，避免使用上外应力导致电性连接断路问题而提升产品可靠性，更可供卷带式封装一贯化制程应用，还有利于封胶体点涂形成避免污染晶片感测区，且不会影响指纹辨识操作的指纹辨识器的薄膜封装构造。
背景技术
指纹辨识器的封装构造能够附加装设于各式的电子产品，例如移动电话、笔记型电脑、个人数位助理器(PDA，或称掌上型电脑)等等，用以辨认使用者的指纹。目前指纹辨识器已可利用半导体制程制作并加以封装，不同于传统的IC封装，指纹辨识器晶片应当具有一外露的感测区，方可辨识指纹。
请参阅图1、图2所示，图1是一种现有习知的指纹辨识器封装构造的截面示意图，图2是该指纹辨识器封装构造的底面示意图。该一种指纹辨识器封装构造100，主要包含一基板110、一指纹辨识器晶片120、多个焊线130以及一封胶体140。该指纹辨识器晶片120，其一主动面121上形成设有一感测区123。其中，该指纹辨识器晶片120的背面122是粘贴在基板110的上表面111，并以该些焊线130电性连接该指纹辨识器晶片120至该基板110。该封胶体140，是形成于该基板110的上表面111，以密封该些焊线130与该指纹辨识器晶片120的部分，但必须显露该感测区123。该基板110，其下表面112设有多个如锡球的外接端子150，该些外接端子150是可进行对外的机械结合与电性连接。
因此，该指纹辨识器封装构造100在应用时，是表面接合(SMT)至一外部印刷电路板，其机械结合方向与电性连接路径皆在该基板110的下表面112，现有习知的表面接合方式会增加封装外形的厚度，并且在指纹辨识的使用上施加于该指纹辨识器晶片120的外应力传递至该基板110，会引起该些外接端子150电性连接断路的问题。
中国台湾专利证号I243437号“薄型触滑式指纹辨识器封装构造”揭示了一种指纹辨识器封装构造，将以一模封的保护层包覆晶片的背面，一软性电路板是压设于该晶片其中一侧边上的导电元件。其技术手段为先封胶再在晶片的单侧边压贴一软板，会存在有溢胶污染感测区之虞，且无法沿用既有的封装制程与设备。
由此可见，上述现有的指纹辨识器的封装构造在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的指纹辨识器的薄膜封装构造，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的指纹辨识器的封装构造存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的指纹辨识器的薄膜封装构造，能够改进一般现有的指纹辨识器的封装构造，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的指纹辨识器的封装构造存在的缺陷，而提供一种新的指纹辨识器的薄膜封装构造，所要解决的技术问题是使其可以降低组装的整体封装厚度，并且能够避免指纹辨识器在使用上的外应力导致电性连接断路的问题，而可以提升产品的可靠性，更可供卷带式封装的一贯化制程应用，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种新的指纹辨识器的薄膜封装构造，所要解决的技术问题是使其可利用薄膜覆晶封装制程据以实施，以利于一封胶体的点涂形成，而能够避免污染晶片的感测区，且不会影响指纹辨识的操作，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种指纹辨识器的薄膜封装构造，其包含：一指纹辨识器晶片，其在一主动面上形成设有一感测区；多个第一凸块与第二凸块，其设置于该主动面上并分别位于该感测区的两端；一电路薄膜，其具有一贯通开口，以显露该感测区，该电路薄膜包含有多个第一引脚与多个第二引脚，该些第一引脚的内端是接合至该些第一凸块，该些第二引脚的内端是接合至该些第二凸块，并且该些第一引脚的外端与该些第二引脚的外端是汇合在该电路薄膜的同一延伸侧；以及至少一封胶体，其密封该些第一凸块与第二凸块。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的封胶体是一点涂胶体(potting compound)。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的电路薄膜的该贯通开口为一槽孔，该电路薄膜的开口长度是小于该指纹辨识器晶片的主动面的长度，但大于该感测区的长度，并且该电路薄膜的开口宽度是大于该指纹辨识器晶片的主动面的感测区的宽度。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的电路薄膜是一薄膜覆晶(COF)封装载膜。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的电路薄膜是一卷带承载封装(TCP)载膜。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其另包含有一底座，用以容纳并机械固定该指纹辨识器晶片，且该电路薄膜的该延伸侧是位在该底座之外。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的每一第一引脚与第二引脚的外端是连接有一外接指。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述多个外接指是多排交错排列。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述多个凸块是金凸块或结线凸块。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种指纹辨识器的薄膜封装构造，其包含：一指纹辨识器晶片，其在一主动面上形成设有一感测区；多个第一凸块与第二凸块，其设置于该主动面上并分别位于该感测区的两端；一电路薄膜，其具有一贯通开口，以显露该感测区，该电路薄膜包含有多个第一引脚与多个第二引脚，所述多个第一引脚的内端是接合至所述多个第一凸块，所述多个第二引脚的内端是接合至所述多个第二凸块，所述多个第一引脚的外端与所述多个第二引脚的外端是分别向该电路薄膜的两延伸侧延伸；以及至少一封胶体，其密封该些第一凸块与第二凸块。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的该些凸块是金凸块或结线凸块。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的电路薄膜是一薄膜覆晶(COF)封装载膜。
前述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其中所述的电路薄膜是一卷带承载封装(TCP)载膜。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明指纹辨识器的薄膜封装构造至少具有下列优点：
1、本发明以一电路薄膜承载一指纹辨识器晶片，并提供不同于机械结合向的电性连接路径，其是由感测区两端的凸块汇合至同一延伸侧，可以降低组装的整体封装厚度，并且能够避免指纹辨识器在使用上的外应力导致电性连接断路的问题，而可提升产品的可靠性，更可供卷带式封装的一贯化制程应用，非常适于实用。
2、另外，本发明可以利用薄膜覆晶封装制程据以实施，有利于一封胶体的点涂形成，而能够避免污染晶片的感测区，并且不会影响指纹辨识的操作，从而更加适于实用。
综上所述，本发明是有关一种指纹辨识器的薄膜封装构造，主要包含一指纹辨识器晶片、多个凸块、一具有多个引脚的电路薄膜以及至少一密封该些凸块的封胶体。该指纹辨识器晶片在一主动面上形成设有一感测区。该些凸块设置于该主动面上并分别位于该感测区的两端。该电路薄膜具有一贯通开口，以显露该感测区，该电路薄膜的引脚具有分置于感测区两侧的内端，以接合至该些凸块，以及往延伸侧汇合的外端，以对外电性连接。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的指纹辨识器的封装构造具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是现有习知的指纹辨识器封装构造的截面示意图。
图2是现有习知的指纹辨识器封装构造的底面示意图。
图3是依据本发明的第一具体实施例，一种指纹辨识器的薄膜封装构造的截面示意图。
图4是依据本发明的第一具体实施例，该指纹辨识器的薄膜封装构造的局部顶面示意图。
图5是依据本发明的第一具体实施例，该指纹辨识器的薄膜封装构造的电路薄膜示意图。
图6是依据本发明的第二具体实施例，另一种指纹辨识器的薄膜封装构造的截面示意图。
100：指纹辨识器封装构造 110：基板
111：上表面 112：下表面
120：指纹辨识器晶片 121：主动面
122：背面 123：感测区
130：焊线 140：封胶体
150：外接端子 200：指纹辨识器的薄膜封装构造
210：指纹辨识器晶片 211：主动面
212：感测区 213：焊垫
221：第一凸块 222：第二凸块
230：电路薄膜 231：贯通开口
232：第一引脚 232A：内端
232B：外端 233：第二引脚
233A：内端 233B：外端
234：延伸侧 235：外接指
240：封胶体 250：底座
300：指纹辨识器的薄膜封装构造 310：指纹辨识器晶片
311：主动面 312：感测区
321：第一凸块 322：第二凸块
330：电路薄膜 331：贯通开口
332：第一引脚 332A：内端
333：第二引脚 333A：内端
340：封胶体 Lo：开口长度
Wo：开口宽度 Lc：晶片长度
Ws：晶片感测区宽度
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的指纹辨识器的薄膜封装构造其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的第一具体实施例，揭示一种指纹辨识器的薄膜封装构造。请参阅图3、图4、图5所示，图3是该指纹辨识器的薄膜封装构造的截面示意图，图4是该指纹辨识器的薄膜封装构造的局部顶面示意图，图5是该指纹辨识器的薄膜封装构造的电路薄膜示意图。
请参阅图3所示，该指纹辨识器的薄膜封装构造200，主要包含一指纹辨识器晶片210、多个第一凸块221与第二凸块222、一电路薄膜230以及至少一封胶体240。
上述的指纹辨识器晶片210，是以该电路薄膜230作为卷带式封装的晶片载体，并且藉由该些第一凸块221与第二凸块222电性连接至电路薄膜230。该指纹辨识器晶片210具有一形成有集成电路元件的主动面211，并且在该主动面211上形成设有一感测区212，通常在该感测区212内是设有光感测元件、RF射频感测元件、或是例如能够感测压力、温度或电容值的感测元件，而能辨识指纹。如图4所示，其中该感测区212为细长状，或可为其它形状，以手指的动态触滑或静态压按方式便能达成指纹的感测与辨识。此外，该指纹辨识器晶片210具有多个焊垫213，其是形成于该主动面211上，作为对外电极。
上述的该些第一凸块221与第二凸块222，设置于该主动面211上，并分别位于该感测区212的两端。该些第一凸块221与第二凸块222是电性连接至对应的焊垫213。该些第一凸块221与该些第二凸块222是可排列位置作区别，在本实施例中可参阅图3所示，在该感测区212的左端为第一凸块221，在该感测区212的右端为第二凸块222。该些第一凸块221与该些第二凸块222的排列方式可为线形或是U形(如图4所示)，可具有电连接功能或是额外增设且无电性连接功能的虚凸块(dummy bump)，其目的在于增加两侧凸块接合的强度。通常该些第一凸块221与该些第二凸块222是电镀形成的金凸块，但亦可为其它已知的导电凸块，例如结线凸块(studbump)。
请参阅图3所示，上述的电路薄膜230，是具有一贯通开口231，用以显露该感测区212。请配合参阅图4及图5所示，该电路薄膜230包含有多个第一引脚232与多个第二引脚233。
该每一第一引脚232，具有一内端232A与一外端232B；
该每一第二引脚233，具有一内端233A与一外端233B。所谓的“内端”是指该些第一引脚232与第二引脚233朝向该电路薄膜230的贯通开口231的一端；所谓的“外端”是指该些第一引脚232与第二引脚233远离该电路薄膜230的贯通开口231的另一端。其中可利用超音波键合、热压合或是其它覆晶接合技术，使该些第一引脚232的内端232A接合至该些第一凸块221，该些第二引脚233的内端233A是接合至该些第二凸块222(如图3所示)。并且，如图5所示，该些第一引脚232的外端232B与该些第二引脚233的外端233B是汇合在该电路薄膜230的同一延伸侧234，藉此提供一种可两端覆晶接合并且与不同于机械结合向的电性连接路径。
在本实施中，该电路薄膜230是一薄膜覆晶(COF)封装载膜，且该些第一引脚232与该些第二引脚233的内端232A、233A是不延伸入该贯通开口231内(如图4所示)，即该些第一引脚232与该些第二引脚233的内端232A、233A是贴附于该电路薄膜230的介电层上，可以减少引脚232、233在覆晶接合的晃动与位移。
又请参阅图3所示，上述的封胶体240，是密封该些第一凸块221与第二凸块222。该封胶体240是可为一点涂胶体(potting compound)。
请参阅图4所示，该电路薄膜230的该贯通开口231可为一槽孔。较佳地，该电路薄膜230的贯通开口长度Lo是小于该指纹辨识器晶片210的主动面211的一长度Lc，但大于该感测区212的长度，并且该电路薄膜230的开口宽度Wo是大于该指纹辨识器晶片210的主动面211的感测区212的一宽度Ws，以利于薄膜覆晶(COF)的接合与该封胶体240的点涂形成，避免污染该感测区212。
请参阅图5所示，每一第一引脚232的外端232B与第二引脚233的外端233B是各连接有一外接指235。较佳地，该些外接指235是多排交错排列，以增加该些外接指235的间距，避免短路，可利用异方性导电接合(ACFattaching)、焊料焊接或连接器插接方式对外连接至一印刷电路板(图未绘出)。
在本实施例中，该电路薄膜230是藉由该些第一凸块221与第二凸块222，以电性导接至该指纹辨识器晶片210的该些对应焊垫213，并以在其延伸侧234的该些外接指235作为该指纹辨识器晶片210对外的电性传递，因此该指纹辨识器的薄膜封装构造200无需如习知技术在指纹辨识器晶片下方的基板以及在习知基板下表面的外接端子，提供了机械结合与电性连接路径为分离的机构，并可以供卷带式封装的一贯化制程应用，以及具有更加薄化的外观。因此本发明能够解决现有习知表面接合方式导致机械结合的偏斜误差增大进而影响感测水平面的问题，并且能够避免指纹辨识器在使用上的外应力导致电性连接断路的问题，而可以提升产品的可靠性。此外，本发明还具有卷带式传输进行封装作业的一贯化优点。
此外，请参阅图3所示，该指纹辨识器的薄膜封装构造200可另还包含一底座250，用以容纳并机械固定该指纹辨识器晶片210。该底座250可固定在适当电子产品的任意部位，以确保该感测区212的水平面。其中，该底座250可为金属或塑胶材质。在本实施例中，该电路薄膜230的延伸侧234是位在该底座250之外(如图5所示)。
本发明的第二具实体实施例揭示了另一种指纹辨识器的薄膜封装构造。请参阅图6所示，是依据本发明的第二具体实施例，另一种指纹辨识器的薄膜封装构造的截面示意图。该指纹辨识器的薄膜封装构造300，主要包含一指纹辨识器晶片310、多个第一凸块321与第二凸块322、一电路薄膜330以及至少一封胶体340。
上述的指纹辨识器晶片310，其在一主动面311上形成设有一感测区312。该些第一凸块321与第二凸块322是设置于该指纹辨识器晶片310的主动面311上，并分别位于该感测区312的两端。
上述的电路薄膜是330，具有一贯通开口331，以显露该感测区312。该电路薄膜330包含有多个第一引脚332与多个第二引脚333，该些第一引脚332的内端332A是接合至该些第一凸块321，该些第二引脚333的内端333A是接合至该些第二凸块322。
在本实施例中，该电路薄膜330为一卷带承载封装(TCP)载膜，该些第一引脚332与该些第二引脚333的内端332A与333A是悬空延伸至该贯通开口331内。
此外，该些第一引脚332的外端与该些第二引脚333的外端是汇合在该电路薄膜330的同一延伸侧端，依用途不同该些第一引脚332的外端与该些第二引脚333的外端亦可向两侧分别延伸(图未绘出)。
上述的封胶体340，是密封该些第一凸块321与第二凸块322。因此，上述指纹辨识器的薄膜封装构造300是具有可供卷带式传输进行一贯化封装的功效，并提供与机械结合为分离的电性连接路径。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (13)
1、一种指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其包含：
一指纹辨识器晶片，其在一主动面上形成设有一感测区；
多个第一凸块与第二凸块，其设置于该主动面上并分别位于该感测区的两端；
一电路薄膜，其具有一贯通开口，以显露该感测区，该电路薄膜包含有多个第一引脚与多个第二引脚，所述多个第一引脚的内端是接合至所述多个第一凸块，所述多个第二引脚的内端是接合至所述多个第二凸块，并且所述多个第一引脚的外端与所述多个第二引脚的外端是汇合在该电路薄膜的同一延伸侧；以及
至少一封胶体，其密封所述多个第一凸块与第二凸块。
2、根据权利要求1所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的封胶体是一点涂胶体。
3、根据权利要求2所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的电路薄膜的该贯通开口为一槽孔，该电路薄膜的开口长度是小于该指纹辨识器晶片的主动面的长度，但大于该感测区的长度，并且该电路薄膜的开口宽度是大于该指纹辨识器晶片的主动面的感测区的宽度。
4、根据权利要求3所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的电路薄膜是一薄膜覆晶封装载膜。
5、根据权利要求1所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的电路薄膜是一卷带承载封装载膜。
6、根据权利要求1所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其另包含有一底座，用以容纳并机械固定该指纹辨识器晶片，且该电路薄膜的该延伸侧是位在该底座之外。
7、根据权利要求1所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的每一第一引脚与第二引脚的外端是连接有一外接指。
8、根据权利要求7所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述多个外接指是多排交错排列。
9、根据权利要求1所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述多个凸块是金凸块或结线凸块。
10、一种指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其包含：
一指纹辨识器晶片，其在一主动面上形成设有一感测区；
多个第一凸块与第二凸块，其设置于该主动面上并分别位于该感测区的两端；
一电路薄膜，其具有一贯通开口，以显露该感测区，该电路薄膜包含有多个第一引脚与多个第二引脚，所述多个第一引脚的内端是接合至所述多个第一凸块，所述多个第二引脚的内端是接合至所述多个第二凸块，所述多个第一引脚的外端与所述多个第二引脚的外端是分别向该电路薄膜的两延伸侧延伸；以及
至少一封胶体，其密封所述多个第一凸块与第二凸块。
11、根据权利要求10所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述多个凸块是金凸块或结线凸块。
12、根据权利要求10所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的电路薄膜是一薄膜覆晶封装载膜。
13、根据权利要求10所述的指纹辨识器的薄膜封装构造，其特征在于其中所述的电路薄膜是一卷带承载封装载膜。
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