CN104517862A - 一种指纹传感器封装方法和结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种指纹传感器封装方法，包括：制作带有凹槽的基板，在基板表面制作至少一条邻接或邻近所述凹槽的金属条；将指纹传感器固定在所述凹槽中，采用引线键合方式将所述指纹传感器的引脚通过引线连接到所述基板表面的金手指焊盘上；在所述基板表面的引线键合部位封装绝缘材料，所述引线键合部位包括所述金手指焊盘和所述指纹传感器的引脚以及所述引线。本发明实施例还提供相应的指纹传感器封装结构。本发明技术方案由于不必另外贴装金属框，简化了制作工艺，且使封装结构更加简单可靠；并且，基板金手指焊盘和金属条在加工基板时同时蚀刻完成，因而不存在短路风险，极大提高了可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及指纹传感器技术领域，具体涉及一种指纹传感器封装方法和结构。
背景技术
指纹传感器是指能实现指纹自动采集的器件，其类型一般为半导体指纹传感器，其原理是：在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容/电感的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集。
指纹传感器封装属于一类比较特殊的封装，指纹传感器上用于与手指接触的部分需要裸露，而其它的引线连接部分则需要密封保护。为了消除人手指所带的静电，避免静电破坏半导体器件，需要在指纹传感器周围加装金属框来释放人手指上的静电。现有技术中指纹传感器的封装流程一般包括：先将指纹传感器贴装在基板表面，然后采用引线键合方式连接指纹传感器和基板，然后在将金属框贴装在指纹传感器周边，最后采用塑封方式将引线键合的部位采用绝缘塑料保护起来。
在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有技术中，需要在贴装金属框，工艺复杂，而且金属框紧邻引线键合手指和指纹传感器，粘贴时需要用导电胶，存在较大的短路风险，降低了可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种指纹传感器封装方法和结构，以解决现有的指纹传感器封装技术工艺复杂，有短路风险，可靠性不高的技术问题。
本发明第一方面提供一种指纹传感器封装方法，包括：制作带有凹槽的基板，并在基板表面制作金手指焊盘和至少一条邻接或邻近所述凹槽的金属条；将指纹传感器固定在所述凹槽中，采用引线键合方式将所述指纹传感器的引脚通过引线连接到所述基板表面的金手指焊盘上；在所述基板表面的引线键合部位封装绝缘材料，所述引线键合部位包括所述金手指焊盘和所述指纹传感器的引脚以及所述引线。
本发明第二方面提供一种指纹传感器封装结构，包括：带有凹槽的基板和固定在所述凹槽中的指纹传感器，所述基板表面具有邻接或邻近所述凹槽的至少一条金属条，所述指纹传感器的引脚通过引线与所述基板表面的金手指焊盘连接，所述基板表面的引线键合部位覆盖有绝缘材料，所述引线键合部位包括所述金手指焊盘和所述指纹传感器的引脚以及所述引线。
本发明实施例采用制作带有凹槽的基板，将指纹传感器固定在所述凹槽中，用于消除静电的金属条则设置在基板表面并邻接或邻近所述凹槽的技术方案，使得：不必另外贴装金属框，简化了制作工艺，且使封装结构更加简单可靠；并且，基板金手指焊盘和金属条在加工基板时同时蚀刻完成，不需要再粘接金属框，因而不存在短路风险，极大提高了可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的指纹传感器封装方法的流程图；
图2a和2b分别是带有凹槽的基板的平面图和截面图；
图3a和3b分别是在凹槽中贴装了指纹传感器的基板的平面图和截面图；
图4a和4b分别是引线键合后的基板的平面图和截面图；
图5a和5b分别是封装绝缘材料后的基板的平面图和截面图；
图6是最小加工单元Strip的示意图；
图7是一种实施方式中指纹传感器封装结构的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种指纹传感器封装方法，可以解决现有的指纹传感器封装技术工艺复杂，有短路风险，可靠性不高的技术问题。本发明实施例还提供相应的指纹传感器封装结构。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一、
请参考图1，本发明实施例提供一种指纹传感器封装方法，该方法包括：
101、制作带有凹槽的基板，并在基板表面制作金手指焊盘和至少一条邻接或邻近所述凹槽的金属条。
如图2a和2b所示，本实施例制作的基板200上加工有凹槽201，该凹槽201后续将用于埋入指纹传感器，凹槽的大小和指纹传感器的大小相匹配，凹槽的深度应比指纹传感器的厚度略大，例如大50微米左右。凹槽的加工方法可以是采用控深铣或激光刻蚀等方式。基板200表面靠近凹槽201的位置预加工有用来与指纹传感器上的引脚连接的金手指焊盘202。基板表面还制作有至少一条邻接或邻近所述凹槽201的金属条203，该金属条203用来在人手指触摸时，消除人手指上所带的静电，防止静电对指纹传感器造成损伤。
一种实施方式中，如图2a和2b所示，凹槽201为矩形凹槽，可以在基板200表面制作两条邻接或邻近所述凹槽201的两个相对的侧壁的金属条203，多个金手指焊盘202则可形成在凹槽201的另两个相对的侧壁附近的基板200表面。
102、将指纹传感器固定在所述凹槽中，采用引线键合方式将所述指纹传感器的引脚通过引线连接到所述基板表面的金手指焊盘上。
如图3a和3b所示，本步骤中将指纹传感器300固定例如贴装在所述凹槽201中。具体实施中，可以采用银胶或者其它类型胶水贴装指纹传感器300，银胶涂覆在指纹传感器300的下表面和凹槽201的底面之间。
如图4a和4b所示，贴装指纹传感器300之后，还要采用引线键合方式将指纹传感器300的引脚通过引线204引出，并连接到基板表面的金手指焊盘202上。所采用引线具体可以是金线或铜线或铝线等。
本实施例中，由于指纹传感器300封装在凹槽201中，因此，指纹传感器300表面的引脚和基板表面的金手指焊盘202基本位于同一个平面，相比现有技术中将指纹传感器300贴装在基板表面导致引脚和焊盘具有很大高度差相比，本实施例中的引线键合步骤更容易实施，优良率和可靠性更高。
103、在所述基板表面的引线键合部位封装绝缘材料，所述引线键合部位包括所述的金手指焊盘和所述指纹传感器的引脚以及所述引线。
如图5a和5b所示，本步骤中再在所述基板的金手指焊盘202和所述指纹传感器300的引脚以及所述引线204所在的引线键合部位封装绝缘材料205。具体实施中，可以采用点胶、印胶或者压合半固化片的方式在所述基板表面的引线键合部位封装保护用的绝缘材料。一般的，封装的绝缘材料同时还填充凹槽201和指纹传感器300之间的缝隙，用来进一步固定指纹传感器300。
一般的，上述加工流程中，会以Strip作为封装时的最小加工单元。如图6所示，通常一条strip上会重复排布多个同样的封装阵列，待整条strip完成封装后，才会切割成一个个的封装产品单元（unit），如图5a所示。
以上，本发明实施例提供一种指纹传感器封装方法，该方法采用制作带有凹槽的基板，将指纹传感器贴装在所述凹槽中，用于消除静电的金属条则设置在基板表面的技术方案，具有以下技术效果：
一方面，现有的封装技术需要加装静电释放金属框，工艺流程复杂，而且金属框必须要用导电胶粘接，如果采用紧凑型设计，金属框离金手指很近则粘接金属框时短路风险大，如果设计间隔较远则会加大模块尺寸；而本发明技术方案不必另外贴装金属框，直接在基板上设计加工金属条，从而简化了制作工艺，降低了封装难度，减小了封装尺寸，使封装结构更加简单可靠；并且，由于基板金手指焊盘和金属条在加工基板时同时蚀刻完成，不需要再粘接金属框，因而不存在短路风险，极大提高了可靠性，进一步提高了可靠性。
另一方面，现有技术中，指纹传感器贴装在基板表面，是一个凸出结构，出于工艺和外观控制的需要，引线键合之后只能采用塑封方式封装绝缘材料，而塑封设备很昂贵，导致塑封封装的成本也很高；而且，封装strip尺寸受制于塑封设备和工艺。而本发明技术方案中，指纹传感器被贴装在基板上的凹槽内，这就使得，不必采用昂贵的塑封工艺，而是可以采用点胶、印胶或者压合半固化片的方式，以更低的成本和更高的质量完成封装；并且，封装strip尺寸可以更大更灵活，使得基板的利用率更高。
再一方面，由于指纹传感器应用时在板级需要配合运行的电容电阻等被动元器件，而鉴于指纹传感器的应用产品，如手指经常会有汗液等，这些汗液渗透到周边的电容电阻会影响整个系统的正常运行。本实施例中，优选将与指纹传感器连接的电容电阻等被动元件埋入基板内部，来解决汗液污染的问题。
实施例二、
请参考图5a和5b，本发明实施例提供一种指纹传感器封装结构，包括：
带有凹槽201的基板200和固定在所述凹槽201中的指纹传感器300，所述基板200表面具有邻接或邻近所述凹槽201的至少一条金属条203，所述指纹传感器300的引脚通过引线204与所述基板200表面的金手指焊盘202连接，所述基板200表面的引线键合部位覆盖有绝缘材料，所述引线键合部位包括所述的金手指焊盘202和所述指纹传感器300的引脚以及所述引线204。
一种实施方式中，所述凹槽201为矩形凹槽，两条金属条203邻接或邻近所述矩形凹槽201的两个相对的侧壁，分布在基板200表面。
可选的，所述凹槽201的深度比所述指纹传感器300的厚度大50微米。
可选的，其它实施方式中，如图7所示，所述基板200中被埋入有与所述指纹传感器300电连接器的被动元器件206。
以上，本发明实施例提供一种指纹传感器封装结构，关于本实施例封装结构的更详细的说明请参考实施例一的描述。
本实施例技术方案具有以下技术效果：
一方面，现有技术的封装技术需要加装静电释放金属框，工艺流程复杂，而且金属框必须要用导电胶粘接，如果采用紧凑型设计，金属框离金手指很近则粘接金属框时短路风险大，如果设计间隔较远则会加大模块尺寸；而本发明技术方案不必另外贴装金属框，直接在基板上设计加工金属条，从而简化了制作工艺，降低了封装难度，减小了封装尺寸，使封装结构更加简单可靠；并且，由于基板金手指焊盘和金属条在加工基板时同时蚀刻完成，不需要再粘接金属框，因而不存在短路风险，极大提高了可靠性，进一步提高了可靠性。
另一方面，现有技术中，指纹传感器贴装在基板表面，是一个凸出结构，出于工艺和外观控制的需要，引线键合之后只能采用塑封方式封装绝缘材料，而塑封设备很昂贵，导致塑封封装的成本也很高；而且，封装strip尺寸受制于塑封设备和工艺。而本发明技术方案中，指纹传感器被贴装在基板上的凹槽内，这就使得，不必采用昂贵的塑封工艺，而是可以采用点胶、印胶或者压合半固化片的方式，以更低的成本和更高的质量完成封装；并且，封装strip尺寸可以更大更灵活，使得基板的利用率更高。
再一方面，由于指纹传感器应用时在板级需要配合运行的电容电阻等被动元器件，而鉴于指纹传感器的应用产品，如手指经常会有汗液等，这些汗液渗透到周边的电容电阻会影响整个系统的正常运行。本实施例中，优选将与指纹传感器连接的电容电阻等被动元件埋入基板内部，来解决汗液污染的问题。
以上对本发明实施例所提供的指纹传感器封装方法和结构进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种指纹传感器封装方法，其特征在于，包括：
制作带有凹槽的基板，并在基板表面制作金手指焊盘和至少一条邻接或邻近所述凹槽的金属条；
将指纹传感器固定在所述凹槽中，采用引线键合方式将所述指纹传感器的引脚通过引线连接到所述基板表面的金手指焊盘上；
在所述基板表面的引线键合部位封装绝缘材料，所述引线键合部位包括所述金手指焊盘和所述指纹传感器的引脚以及所述引线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽为矩形凹槽，所述在基板表面制作至少一条邻接或邻近所述凹槽的金属条包括：在基板表面制作两条邻接或邻近所述凹槽的两个相对的侧壁的金属条。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述基板表面的引线键合部位封装绝缘材料包括：
采用点胶、印胶或者压合半固化片的方式在所述基板表面的引线键合部位封装保护用的绝缘材料。
4.一种指纹传感器封装结构，其特征在于，包括：
带有凹槽的基板和固定在所述凹槽中的指纹传感器，所述基板表面具有邻接或邻近所述凹槽的至少一条金属条，所述指纹传感器的引脚通过引线与所述基板表面的金手指焊盘连接，所述基板表面的引线键合部位覆盖有绝缘材料，所述引线键合部位包括所述金手指焊盘和所述指纹传感器的引脚以及所述引线。
5.根据权利要求4所述的指纹传感器封装结构，其特征在于：
所述凹槽为矩形凹槽，两条金属条邻接或邻近所述矩形凹槽的两个相对的侧壁，分布在基板表面。
6.根据权利要求4所述的指纹传感器封装结构，其特征在于：
所述凹槽的深度比所述指纹传感器的厚度大50微米。
7.根据权利要求4所述的指纹传感器封装结构，其特征在于：
所述基板中被埋入有与所述指纹传感器电连接器的被动元器件。
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