CN101593761A - 具封胶保护层的感测装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具封胶保护层的感测装置及其制造方法，该感测装置至少包含一封装基板、一感测芯片及一封胶保护层。感测芯片安装于封装基板上，并电连接至封装基板。感测芯片至少具有一感测区及除感测区以外的一非感测区。感测区感测一物体的特征影像数据而产生一感测信号输出至封装基板。封胶保护层以一次制作方式同时覆盖在感测芯片的感测区及非感测区以及封装基板上。封胶保护层具有一外露的上表面，其一部分作为与物体接触的一感测面，封胶保护层整体是由同一材料所组成。

Description

具封胶保护层的感测装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具封胶保护层的感测装置及其制造方法，且特别是有关一种量测手指纹路或手指相关生物信息影像的装置。
背景技术
传统的非光学硅芯片所制作出的指纹感测装置需要通过封装才能应用到各种不同的电子产品上，例如利用电容式及电场感测方式的电子产品。然而，传统的指纹感测装置在封装过程中的一个限制，就是需要具有外露的表面，来跟手指接触而感测手指的影像。因此，于封装的过程中，必须使用特殊模具及软性材料层来保护指纹感测芯片的感测面，且封装完后的产品的两侧或四周都会高于中间的感测面部分。
基于上述理由，传统的指纹感测装置的封装成本高，且需使用特殊机台。此外，由于指纹感测芯片的外表面需要外露，使其耐静电破坏及耐碰撞的能力降低，造成产品的使用上具有不便的处，以及产品的寿命的缩短。
因此，如何提供一种能有效克服前述问题的指纹感测装置，实为本案所欲解决的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种具封胶保护层的感测装置及其制造方法，主要通过一次制作方式同时通过封胶保护层覆盖感测芯片，并提供保护感测芯片的效果。
为达上述目的，本发明提供一种具封胶保护层的感测装置，其至少包含一封装基板、一感测芯片及一封胶保护层。感测芯片安装于封装基板上，并电连接至封装基板。感测芯片至少具有一感测区及除感测区以外的一非感测区。感测区感测一物体的特征影像数据而产生一感测信号输出至封装基板。封胶保护层以一次制作方式同时覆盖在感测芯片的感测区及非感测区以及封装基板上。封胶保护层具有一外露的上表面，其一部分作为与物体接触的一感测面，封胶保护层整体是由同一材料所组成。
本发明还提供一种感测装置的制造方法，至少包含以下步骤：提供一封装基板；将一感测芯片安装于并电连接至封装基板，感测芯片至少具有一感测区及除感测区以外的一非感测区，感测区感测一物体的特征影像数据而产生一感测信号输出至封装基板；及将一封胶保护层以一次制作方式同时覆盖在感测芯片的感测区及非感测区以及封装基板上，封胶保护层具有一外露的上表面，其一部分作为与物体接触的一感测面，封胶保护层整体是由同一材料所组成。
通过本发明的具封胶保护层的感测装置及其制造方法，可以利用封装时所使用的封胶保护层来提供保护感测芯片的效果。此外，封装过程可以轻易至作出实质上平整的表面作为感测面。当感测芯片感测滑动通过其上的手指的指纹时，手指不会受限于不平整表面的牵绊。或者，封胶保护层还可具有非平坦的表面，同样可以达成利用封装材料来保护感测芯片的效果，且所需的封装成本也可以大幅被降低。
附图说明
图1显示依据本发明第一实施例的感测装置的剖面示意图。
图2显示依据本发明第一实施例的感测装置的方块示意图。
图3显示依据本发明第二实施例的感测装置的剖面示意图。
图4至图6显示依据本发明第一实施例的感测装置的制造方法的各步骤的示意图。
附图标号：
F：手指                   10：封装基板
15：焊垫                  20：感测芯片
20A：上表面               21：感测区
22：芯片基板              23：感测元
24：处理电路              25：焊垫
26：非感测区              27：导线
30：封胶保护层            30A：上表面
具体实施方式
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1显示依据本发明第一实施例的感测装置的剖面示意图。图2显示依据本发明第一实施例的感测装置的方块示意图。如图1与图2所示，本实施例的具封胶保护层的感测装置至少包含一封装基板10、一感测芯片20及一封胶保护层30。
封装基板10可以是一导线架(Lead Frame)、一印刷电路板或一球门阵列(Ball Grid Array，BGA)基板等等封装用的基板。
感测芯片20安装于封装基板10上，并电连接至封装基板10。于本实施例中，感测芯片20的多个焊垫25分别通过多条导线27而电连接至封装基板10的多个焊垫15。于其他实施例中，也可以通过其他方式达成电连接。
感测芯片20至少具有一感测区21及除感测区21以外的一非感测区26。感测区21感测一物体(譬如是一手指F)的特征影像数据(譬如是指纹)而产生一感测信号输出至封装基板10。
封胶保护层30是以一次制作方式同时覆盖在感测芯片20的感测区21及非感测区26以及封装基板10上。封胶保护层30具有一外露的上表面30A，其一部分作为与手指F接触的一感测面。由于封胶保护层30是以一次制作方式完成，所以封胶保护层30整体是由同一材料所组成。
于本实施例中，上表面30A为一平面，封胶保护层30的上表面30A的面积大于感测芯片20的一上表面20A的面积。于其他实施例中，封胶保护层30的上表面30A的面积可以等于感测芯片20的一上表面20A的面积。
为了控制感测的效果，封胶保护层30的上表面30A距离感测芯片20的一上表面20A的距离实质上小于200微米。
本实施例的感测装置不同于需要透镜的传统的光学式感测装置，感测芯片20至少包含一芯片基板22、多个感测元23及一处理电路24。芯片基板22通常是半导体基板。多个感测元23形成于芯片基板22，此等感测元23排列成一阵列，此阵列对应于感测区21。各感测元23为电容式、电场式、射频(RF)式、压力式、磁场感测方式、超音波感测方式、红外线感测方式或热感式感测元23，所感测的特征影像数据在本实施例为手指皮肤的纹路，另一实施例可以感测皮下的影像例如真皮层的指纹或血管图像等。此阵列可以是一矩形阵列，使此等感测元23感测滑动通过于其上的手指F的指纹。或者，此阵列可以是一矩形阵列，使此等感测元23感测静置于其上的手指F的指纹。处理电路24形成于芯片基板22，并电连接至此等感测元23，用来处理来自此等感测元23的多个原始信号。
图3显示依据本发明第二实施例的感测装置的剖面示意图。如图3所示，本实施例类似于第一实施例，不同之处在于上表面30A不是平面，而是位于感测区21上的封胶保护层30低于位于非感测区26上的封胶保护层30。
图4至图6显示依据本发明第一实施例的感测装置的制造方法的各步骤的示意图。
首先，如图4所示，提供封装基板10。
接着，如图5与图1所示，将感测芯片20安装于并电连接至封装基板10，感测芯片20至少具有感测区21及除感测区21以外的非感测区26，感测区21感测譬如是手指F的指纹而产生感测信号输出至封装基板10。
然后，如图6与图1所示，将封胶保护层30以一次制作方式同时覆盖在感测芯片20的感测区21及非感测区26以及封装基板10上，封胶保护层30具有外露的上表面30A，其一部分作为与手指F接触的感测面，封胶保护层30整体是由同一材料所组成。
其他特征以经说明于图1与图2中，于此不再赘述。
通过本发明的具封胶保护层的感测装置及其制造方法，可以利用封装时所使用的封胶保护层来提供保护感测芯片的效果。此外，封装过程可以轻易至作出实质上平整的表面作为譬如指纹的感测面。当感测芯片是用来感测滑动通过其上的手指的指纹时，手指不会受限于不平整表面的牵绊。或者，封胶保护层亦可具有非平坦的表面，同样可以达成利用封装材料来保护感测芯片的效果，且所需的封装成本亦可以大幅被降低。
在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用来方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及权利要求的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。

Claims (18)

1.一种具封胶保护层的感测装置，其特征在于，该感测装置至少包含：
一封装基板；
一感测芯片，安装于所述封装基板上，并电连接至所述封装基板，所述感测芯片至少具有一感测区及除所述感测区以外的一非感测区，所述感测区感测一物体的特征影像数据而产生一感测信号输出至所述封装基板；及
一封胶保护层，以一次制作方式同时覆盖在所述感测芯片的所述感测区及所述非感测区以及所述封装基板上，所述封胶保护层具有一外露的上表面，其一部分作为与所述物体接触的一感测面，所述封胶保护层整体是由同一材料所组成。
2.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述封胶保护层的所述上表面的面积大于所述感测芯片的一上表面的面积。
3.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述封装基板为一导线架、一印刷电路板或一球门阵列基板。
4.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述封胶保护层的所述上表面距离所述感测芯片的一上表面的距离小于200微米。
5.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述感测芯片至少包含：
一芯片基板；
多个感测元，形成于所述芯片基板，所述的多个感测元排列成一阵列，所述阵列对应于所述感测区；及
一处理电路，形成于所述芯片基板，并电连接至所述的多个感测元，用来处理来自所述的多个感测元的多个原始信号。
6.如权利要求5所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述阵列为一矩形阵列，使所述的多个感测元感测滑动通过于其上的所述物体的所述特征影像数据。
7.如权利要求5所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述阵列为一矩形阵列，使所述的多个感测元感测静置于其上的所述物体的所述特征影像数据。
8.如权利要求5所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，各所述感测元为电容式、电场式、射频式、压力式、磁场感测式、超音波感测式、红外线感测式或热感式感测元。
9.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，所述感测芯片的多个焊垫分别通过多条导线而电连接至所述封装基板的多个焊垫。
10.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其中所述上表面为一平面。
11.如权利要求1所述的具封胶保护层的感测装置，其特征在于，位于所述感测区上的所述封胶保护层低于位于所述非感测区上的所述封胶保护层。
12.一种感测装置的制造方法，其特征在于，该方法至少包含以下步骤：
提供一封装基板；
将一感测芯片安装于并电连接至所述封装基板，所述感测芯片至少具有一感测区及除所述感测区以外的一非感测区，所述感测区感测一物体的特征影像数据而产生一感测信号输出至所述封装基板；及
将一封胶保护层以一次制作方式同时覆盖在所述感测芯片的所述感测区及所述非感测区以及所述封装基板上，所述封胶保护层具有一外露的上表面，其一部分作为与所述物体接触的一感测面，所述封胶保护层整体是由同一材料所组成。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述封胶保护层的所述上表面的面积大于所述感测芯片的一上表面的面积。
14.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述封胶保护层的所述上表面距离所述感测芯片的一上表面的距离小于200微米。
15.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述感测芯片至少包含：
一芯片基板；
多个感测元，形成于所述芯片基板，所述的多个感测元排列成一阵列，所述阵列对应于所述感测区；及
一处理电路，形成于所述芯片基板，并电连接至所述的多个感测元，用来处理来自所述的多个感测元的多个原始信号。
16.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述感测芯片的多个焊垫分别通过多条导线而电连接至所述封装基板的多个焊垫。
17.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述上表面为一平面。
18.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，位于所述感测区上的所述封胶保护层低于位于所述非感测区上的所述封胶保护层。
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