CN104282631A

CN104282631A - 一种新型指纹传感器注胶结构

Info

Publication number: CN104282631A
Application number: CN201310277447.9A
Authority: CN
Inventors: 吴磊
Original assignee: CHENGDU FINCHOS ELECTRON Co Ltd
Current assignee: CHENGDU FINCHOS ELECTRON Co Ltd
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-14

Abstract

本发明提供的一种新型指纹传感器注胶结构，包括注胶件、基板、“工”型开槽金属框和指纹传感器裸芯片，所述注胶件为注胶材料注胶形成的固定件；所述“工”型开槽金属框的金属边条的上表面和指纹传感器裸芯片的上表面在一个水平面上；本发明采用低成本、易于规模生产的注胶工艺，节省了昂贵的注模工艺所必需的开模费用，采用易导电的ESD泄放“工”型开槽金属框套嵌进指纹传感器裸芯片并通过导电胶粘合于基板正面的ESD静电泄放区域，有效地将手指上所带的静电传导到地，防止手指静电对指纹传感器裸芯片造成破坏。基板背面采用导电盘栅格阵列（LGA）形式或球栅阵列（BGA）形式实现该指纹传感器和印制电路板的连接。

Description

一种新型指纹传感器注胶结构

技术领域

本发明有关于一种指纹传感器，尤其涉及一种新型指纹传感器注胶结构

背景技术

生物识别作为安全应用，由于其易用性和一定程度上的不可伪造性，很早便应用在刑侦领域。近年来身份认证的需求不断增长，随着公众的逐步接受和认可，自动指纹识别系统必将得到更广泛的应用。滑动指纹传感器，通过在条状传感器表面滑动手指以检测指纹，具有体积小、功耗低、价格便宜的优势，适于应用在手机、智能电话、PDA、USBKey或移动存储设备等场合。所述传感器可以是电阻传感器、电容传感器和电感传感器等。

静电多由绝缘体物体间互相磨擦或干燥空气与绝缘物磨擦产生，当它的能量积累到一定程度，防碍它中和的绝缘体再也阻挡不住时，即发生剧烈放电，即静电放电(ESD)，这时的最高电压可达几千乃至几万伏，势必对静电敏感组件造成损害。由于人体会携带静电，在手指和滑动指纹传感器芯片接触时，静电放电会损伤指纹传感器芯片，严重时甚至使指纹传感器芯片静电击穿而造成芯片损坏。

为了使滑动指纹采集器能够抵抗静电放电的影响，第一做法是在传感器芯片表面制作一裸露的金属层一般采用镀金工艺，使靠近芯片表面的静电可以导通至系统的接地端，然而，制作这层几um厚的金属层的半导体工艺很复杂，最大难题是该镀金工艺，因为要引入金属元素金而和标准的COMS制造工艺不能兼容，可生产可制造性很差，良率很低，生产成本非常高。第二种做法是将芯片采用注塑工艺封装以后，将防静电金属框扣在芯片上，并将金属框四个接地角焊接在PCB板上。采用此方法，需要购买昂贵的注模设备，前期资金投入非常大；又因金属框是扣接在已经封装好的芯片上，金属框和指纹采集区不能紧密结合，防静电效果差，而且整个指纹采集器的体积也比较大，再者金属框要焊接到用户PCB板上，装配焊接工艺复杂成品率低，静电泄放效果不佳。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的一种新型指纹传感器注胶结构，包括注胶件、基板、“工”型开槽金属框和指纹传感器裸芯片，所述注胶件为注胶材料注胶形成的固定件；所述“工”型开槽金属框包括金属边条、矩形外框和“工”型凹槽，所述“工”型凹槽包括注胶凹槽和芯片安装槽，所述“工”型开槽金属框上对称的设置有两金属边条，所述金属边条的上表面和指纹传感器裸芯片的上表面在一个水平面上；所述基板的上表面对称的设置有两ESD静电泄放区域，将“工”型开槽金属框套嵌进指纹传感器裸芯片并通过导电胶粘合于基板正面的ESD静电泄放区域，将手指产生的静电通过金属边条传导到ESD静电泄放区域，所述ESD静电泄放区域与基板背面的ESD接地焊盘相连，通过“工”型开槽金属框、ESD静电泄放区域和ESD接地焊盘的相连将静电传导到地；所述基板的背面设有导电锡球，如球栅阵列（BGA）或导电盘栅格阵列（LGA），用于实现该指纹采集器和印制电路板的连接；所述基板背面四个对角处的焊盘均为ESD接地锡球或ESD接地焊盘，中间部分为其他焊接锡球或焊盘。

所述注胶件与指纹传感器裸芯片之间设置有阻胶件，阻挡注入到注胶凹槽的注胶材料侵入到指纹采集区域；所述阻胶件与指纹传感器裸芯片和“工”型开槽金属框上表面之间呈45度拐角。

所述“工”型开槽金属框的“工”型凹槽的两端凹槽均为注胶凹槽，所述注胶凹槽用于添加注胶材料形成注胶件；所述“工”型开槽金属框的“工”型凹槽的中间凹槽为芯片安装槽，所述指纹传感器裸芯片安装在“工”型开槽金属框的芯片安装槽内，所述芯片安装槽的尺寸略大于指纹传感器裸芯片；采用导电胶来填充指纹传感器裸芯片与“工”型开槽金属框之间的空隙，并保证填充后导电胶的上表面与指纹传感器裸芯片的上表面及“工”型开槽金属框的上表面在一个水平面上。

所述指纹传感器裸芯片上设置有裸芯片管脚，通过键合导线将裸芯片管脚与基板正面的连接管脚连接，实现指纹传感器裸芯片与基板的电性连接；添加注胶材料后，键合导线、裸芯片管脚和连接管脚被完全包裹在由注胶材料注胶形成的注胶件内。

所述注胶材料为本领域所公知的绝缘、半透明或不透明树脂或塑料；所述基板采用为本领域所公知的塑料或陶瓷材料；所述“工”型开槽金属框采用导电率高且有一定硬度的合金材料。

本发明提供的一种新型指纹传感器注胶结构采用低成本、易于规模生产的注胶工艺，节省了昂贵的注模工艺所必需的开模费用，采用易导电的ESD泄放“工”型开槽金属框套嵌进指纹传感器裸芯片并通过导电胶粘合于基板正面的ESD静电泄放区域。手指滑动接触指纹传感器芯片时，手指始终先与“工”行开槽金属框的金属边条接触，且“工”型开槽金属框与ESD静电泄放区域相连，并静电泄放区域与基板背面的ESD接地焊盘相连，通过“工”型开槽金属框、ESD静电泄放区域和ESD接地焊盘的相连，有效地将手指上所带的静电传导到地，防止手指静电对指纹传感器裸芯片造成破坏。基板背面采用导电盘栅格阵列（LGA）形式或球栅阵列（BGA）形式实现该指纹传感器和印制电路板的连接。

附图说明

图1为本发明的局部剖切透视图；

图2为本发明的主视透视图；

图3为本发明的俯视剖切图；

图4为本发明所述“工”型开槽金属框的主视分解图；

图5为本发明所述“工”型开槽金属框的立体图；

图6为本发明所述基板背面的导电盘栅格阵列（LGA）图；

图7为本发明所述基板主视透视图；

图8为本发明所述基板背面的球栅阵列（BGA）图。

具体实施方式

参照附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8进一步解释本发明，本发明提供的一种新型指纹传感器注胶结构，包括注胶件1、基板2、“工”型开槽金属框3和指纹传感器裸芯片4。

所述注胶件1为注胶材料注胶形成的固定件，其使用的注胶材料为本领域所公知的绝缘、半透明或不透明树脂或塑料。所述基板2采用为本领域所公知的塑料或陶瓷材料。所述“工”型开槽金属框3采用导电率高且有一定硬度的合金材料。

所述注胶件1与指纹传感器裸芯片4之间设置有阻胶件6，阻挡注入到注胶凹槽B的注胶材料侵入到指纹采集区域，所述阻胶件6与指纹传感器裸芯片4和“工”型开槽金属框3上表面之间呈45度拐角，有利于保护与键合导线7相连的指纹传感器的裸芯片管脚61，且当手指与阻胶件6的45度斜面物理接触时，能更有利于手指滑动，增加用户体验的舒适性。

所述“工”型开槽金属框3包括金属边条31、矩形外框32和“工”型凹槽C，所述“工”型凹槽C包括注胶凹槽B和芯片安装槽D，所述“工”型开槽金属框3上对称的设置有两金属边条31，所述金属边条31的上表面和指纹传感器裸芯片4的上表面在一个水平面上。所述“工”型开槽金属框3的“工”型凹槽C的两端凹槽均为注胶凹槽B，所述注胶凹槽B用于添加注胶材料形成注胶件1。所述“工”型开槽金属框3的“工”型凹槽C的中间凹槽为芯片安装槽D，所述指纹传感器裸芯片4安装在“工”型开槽金属框3的芯片安装槽D内，所述芯片安装槽D的尺寸略大于指纹传感器裸芯片4，有利于指纹传感器裸芯片4的安装，因而指纹传感器裸芯片4与“工”型开槽金属框3之间存在一定的空隙，本发明采用导电胶5来填充指纹传感器裸芯片4与“工”型开槽金属框3之间的空隙A，并保证填充后导电胶5的上表面与指纹传感器裸芯片4的上表面及“工”型开槽金属框3的上表面在一个水平面上，避免因手指经常刮擦指纹传感器裸芯片4表面形成污渍堆积而影响指纹传感器裸芯片4的手指检测功能。

所述基板2的上表面对称的设置有两ESD静电泄放区域8，将“工”型开槽金属框3套嵌进指纹传感器裸芯片4并通过导电胶粘合于基板2正面的ESD静电泄放区域8，将手指产生的静电通过金属边条31传导到ESD静电泄放区域8，所述静电泄放区域8与基板2背面的ESD接地焊盘21相连，通过“工”型开槽金属框3、ESD静电泄放区域8和ESD接地焊盘21的相连将静电传导到地。

所述基板2的背面设有导电锡球，如球栅阵列（BGA）（图8）或导电盘栅格阵列（LGA）（图6）。用于实现该指纹采集器和印制电路板的连接。所述基板2背面四个对角处的焊盘均为ESD接地锡球或ESD接地焊盘21，中间部分以及省略掉未画出的部分为其他焊接锡球或焊盘（如圆形锡球22和方形焊盘23）。

所述指纹传感器裸芯片4上设置有裸芯片管脚61.通过键合导线7将裸芯片管脚61与基板2正面的连接管脚24连接，实现指纹传感器裸芯片4与基板2的电性连接。添加注胶材料后，键合导线7、裸芯片管脚61和连接管脚24被完全包裹在由注胶材料注胶形成的注胶件1内，以防止键合导线7、裸芯片管脚61和连接管脚24受到外界侵蚀损害，而影响到指纹传感器的使用寿命。

本发明提供的一种新型指纹传感器注胶结构的制备过程。

将指纹传感器裸芯片4安装到基板2正面，键合导线7实现指纹传感器裸芯片4和基板2正面之间的连接，将“工”型开槽金属框3套嵌进指纹传感器裸芯片4并通过导电胶粘合于基板正面的ESD静电泄放区域8，令“工”型开槽金属框3的金属边条31和指纹传感器裸芯片4的上表面在一个水平面上。将注胶材料注入到“工”型开槽金属框3两端对称的两个注胶凹槽B内，阻胶件6阻挡注入到注胶凹槽B的注胶材料侵入到指纹采集区域，阻胶件6的侧面与指纹采集区表面形成45度拐角，注胶后形成的注胶件1高度略高于指纹传感器裸芯片4表面并形成45度拐角，有利于保护与键合导线7相连的指纹传感器的裸芯片管脚61，且当手指与阻胶件6的45度斜面物理接触时，能更有利于手指滑动，增加用户体验的舒适性。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims

1.一种新型指纹传感器注胶结构，包括注胶件、基板、“工”型开槽金属框和指纹传感器裸芯片，其特征在于，所述注胶件为注胶材料注胶形成的固定件；所述“工”型开槽金属框包括金属边条、矩形外框和“工”型凹槽，所述“工”型凹槽包括注胶凹槽和芯片安装槽，所述“工”型开槽金属框上对称的设置有两金属边条，所述金属边条的上表面和指纹传感器裸芯片的上表面在一个水平面上；所述基板的上表面对称的设置有两ESD静电泄放区域，将“工”型开槽金属框套嵌进指纹传感器裸芯片并通过导电胶粘合于基板正面的ESD静电泄放区域，将手指产生的静电通过金属边条传导到ESD静电泄放区域，所述ESD静电泄放区域与基板背面的ESD接地焊盘相连，通过“工”型开槽金属框、ESD静电泄放区域和ESD接地焊盘的相连将静电传导到地；所述基板的背面设有导电锡球，如球栅阵列（BGA）或导电盘栅格阵列（LGA），用于实现该指纹采集器和印制电路板的连接；所述基板背面四个对角处的焊盘均为ESD接地锡球或ESD接地焊盘，中间部分为其他焊接锡球或焊盘。

2.根据权利要求1所述的一种新型指纹传感器注胶结构，所述注胶件与指纹传感器裸芯片之间设置有阻胶件，阻挡注入到注胶凹槽的注胶材料侵入到指纹采集区域；所述阻胶件与指纹传感器裸芯片和“工”型开槽金属框上表面之间呈45度拐角。

3.根据权利要求2所述的一种新型指纹传感器注胶结构，所述“工”型开槽金属框的“工”型凹槽的两端凹槽均为注胶凹槽，所述注胶凹槽用于添加注胶材料形成注胶件；所述“工”型开槽金属框的“工”型凹槽的中间凹槽为芯片安装槽，所述指纹传感器裸芯片安装在“工”型开槽金属框的芯片安装槽内，所述芯片安装槽的尺寸略大于指纹传感器裸芯片；采用导电胶来填充指纹传感器裸芯片与“工”型开槽金属框之间的空隙，并保证填充后导电胶的上表面与指纹传感器裸芯片的上表面及“工”型开槽金属框的上表面在一个水平面上。

4.根据权利要求3所述的一种新型指纹传感器注胶结构，所述指纹传感器裸芯片上设置有裸芯片管脚，通过键合导线将裸芯片管脚与基板正面的连接管脚连接，实现指纹传感器裸芯片与基板的电性连接；添加注胶材料后，键合导线、裸芯片管脚和连接管脚被完全包裹在由注胶材料注胶形成的注胶件内。

5.根据权利要求4所述的一种新型指纹传感器注胶结构，所述注胶材料为本领域所公知的绝缘、半透明或不透明树脂或塑料；所述基板采用为本领域所公知的塑料或陶瓷材料；所述“工”型开槽金属框采用导电率高且有一定硬度的合金材料。