CN104779222B - 生物识别模组结构与制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物识别模组结构与制作方法，包括硅体芯片，其特征是：所述硅体芯片的正面与面板玻璃连接，硅体芯片上设有芯片通孔，芯片通孔内设有绝缘层、阻挡层和导电连接层，导电连接层连接硅体芯片的正面布线层和背面布线层；在所述硅体芯片背面设置电路板，电路板信号端口通过金属球连接背面布线层，硅体芯片和电路板之间填充底部填充材料。在所述面板玻璃上表面设有凹槽，凹槽底部设有表面玻璃通孔，凹槽和表面玻璃通孔中填充金属；在所述硅体芯片侧部包裹金属框架，金属框架与表面玻璃通孔中的金属连接，金属框架的下部与电路板连接。本发明实现保护盖板与屏幕盖板的共用，解决指纹识别模组防静电能力不足、灵敏度低以及成本高的问题。

Description

生物识别模组结构与制作方法
技术领域
本发明涉及一种生物识别模组结构与制作方法，属于半导体器件制造技术领域。
背景技术
目前生物识别技术主要是通过光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性（如指纹、脸象、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。而指纹具有终身不变性、唯一性和方便性等特性，通过指纹识别系统能够将采集到的指纹进行处理后快速准确的进行身份认证，所以其在个人身份鉴定中的使用重要性愈显突出。
首先通过指纹识别模组采集指纹信号，之后将采集到的指纹信号输入指纹识别系统中进行识别和处理，因此，指纹信号的质量会直接影响到识别的精度以及指纹识别系统的处理速度，因此，指纹识别模组是指纹识别系统中的关键部件之一。
图1是现有技术中指纹识别模组的结构图。如图1所示，现有的指纹识别模组包括：设置有通孔的金属支架1a，位于金属支架1a通孔中的蓝宝石盖板2a、指纹识别芯片3a、与指纹识别芯片3a电连接的焊线4a、填充于金属支架1a和指纹识别芯片3a之间的塑封材料5a，以及通过焊线4a与指纹识别芯片3a电连接的基板6a，基板6a与金属支架1a电连接。现有的指纹识别模组的手指接触面与指纹识别芯片3a的感应面之间间隔了蓝宝石盖板2a和塑封材料5a，指纹识别模组的厚度较厚，使得采集到的指纹信号衰减，灵敏度降低，识别效率降低。此外，现有的指纹识别模组采用蓝宝石作为指纹识别芯片的保护盖板，价格昂贵，且在制作指纹识别模组时，单颗指纹识别芯片分别进行组装形成指纹识别模组，组装效率低，指纹识别模组成本较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种生物识别模组结构与制作方法，能够实现识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，解决现有的指纹识别模组的防静电能力不足、灵敏度低以及成本较高的问题。
按照本发明提供的技术方案，所述生物识别模组结构，包括硅体芯片，其特征是：所述硅体芯片的正面通过粘结层与面板玻璃连接，硅体芯片上设有芯片通孔，芯片通孔的内壁设有绝缘层，绝缘层的内壁设有阻挡层，阻挡层内设置导电连接层，导电连接层连接硅体芯片正面的正面布线层和硅体芯片背面的背面布线层；在所述硅体芯片的背面设置电路板，电路板的电路板信号端口通过金属球连接硅体芯片的背面布线层，硅体芯片和电路板之间填充底部填充材料。
进一步的，在所述面板玻璃上表面设有凹槽，凹槽底部设有一个或多个表面玻璃通孔，在凹槽和表面玻璃通孔中填充金属；在所述硅体芯片的侧部包裹金属框架，金属框架的上部通过表面玻璃通孔中的金属与凹槽中的金属连接，金属框架的下部与电路板连接。
进一步的，所述凹槽的形状为矩形、圆角矩形或圆形，凹槽的深度为10μm～300μm。
进一步的，所述粘结层的厚度为5μm～50μm。
进一步的，所述硅体芯片中的芯片通孔为圆柱形通孔或者为上小下大截面呈梯形的通孔。
进一步的，所述导电连接层为金属柱或者在空心的金属柱内部填充聚合物。
所述生物识别模组结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）在面板玻璃上表面制作凹槽，同时在凹槽底部制作一个或者多个面板玻璃通孔；
（2）将粘结层涂覆在硅体芯片或者面板玻璃上；
（3）在硅体芯片上制作贯通硅体芯片正面和背面的芯片通孔，并在通孔内制作绝缘层、阻挡层和导电连接层，导电连接层连接硅体芯片正在的正面布线层和硅体芯片背面的背面布线层；
（4）将硅体芯片的背面布线层与电路板的电路板信号端口进行焊接，在电路板和硅体芯片之间的间隙填充底部填充材料；
（5）将硅体芯片通过粘结层与面板玻璃进行粘结，并进行热固化或者紫外光固化；
（6）在面板玻璃的凹槽和面板玻璃通孔中填充金属，在硅体芯片的侧部包裹金属框架，同时将金属框架焊接到电路板上。
本发明所述的生物识别模组结构，能够实现识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，同时解决现有的指纹识别模组的防静电能力不足、灵敏度低以及成本较高的问题。
附图说明
图1为现有技术中指纹识别模组的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图2所示：所述生物识别模组结构包括电路板1、底部填充材料2、硅体芯片3、金属框架4、芯片通孔5、金属球6、正面布线层7、背面布线层8、电路板信号端口9、粘结层10、面板玻璃11、表面玻璃通孔12、凹槽13等。
如图2所示，本发明包括硅体芯片3，硅体芯片3的正面通过粘结层10与面板玻璃11连接，硅体芯片3上设有芯片通孔5，芯片通孔5的内壁设有绝缘层，绝缘层的内壁设有阻挡层，阻挡层内设置导电连接层，导电连接层连接硅体芯片3正面的正面布线层7和硅体芯片3背面的背面布线层8；在所述硅体芯片3的背面设置电路板1，电路板1的电路板信号端口9通过金属球6连接硅体芯片3的背面布线层8，硅体芯片3和电路板1之间填充底部填充材料2；所述底部填充材料2采用德邦6518，主要成份为环氧树脂、固化剂、填料、促进剂、偶联剂、颜料。
所述导电连接层为金属柱或者在空心的金属柱内部填充聚合物，聚合物采用PI、可做钝化层的光刻胶或者PBO。
在所述面板玻璃11上表面设有凹槽13，凹槽13底部设有一个或多个表面玻璃通孔12，在凹槽13和表面玻璃通孔12中填充金属；在所述硅体芯片3的侧部包裹金属框架4，金属框架4的上部通过表面玻璃通孔12中的金属与凹槽13中的金属连接，金属框架4的下部与电路板1连接。
所述凹槽13的形状可以为矩形、圆角矩形或圆形，凹槽13的深度为10μm～300μm。
所述粘结层10的厚度为5μm～50μm。
所述硅体芯片3中的芯片通孔5为圆柱形通孔或者为上小下大截面呈梯形的通孔。
所述生物识别模组结构的制作方法，包括以下步骤：
（1）在面板玻璃上表面制作凹槽，凹槽的形状可以为矩形、圆角矩形或圆形，同时在凹槽底部制作一个或者多个面板玻璃通孔；所述凹槽和面板玻璃通孔可以采用湿法或者干法刻蚀、喷砂、机框钻或者激光的方式制作；
（2）采用喷涂或者印刷的方式将粘结层涂覆在硅体芯片或者面板玻璃上；
（3）在硅体芯片上制作贯通硅体芯片正面和背面的芯片通孔，并在通孔内制作绝缘层、阻挡层和导电连接层，导电连接层连接硅体芯片正在的正面布线层和硅体芯片背面的背面布线层，从而将信号由硅体芯片的正面引到背面；
（4）将硅体芯片的背面布线层与电路板的电路板信号端口进行焊接；在电路板和硅体芯片之间的间隙填充底部填充材料，以保证焊接强度；
（5）将硅体芯片通过粘结层与面板玻璃进行粘结，并采用热固化或者紫外光固化；
（6）在面板玻璃的凹槽和面板玻璃通孔中填充金属，在硅体芯片的侧部包裹金属框架，同时将金属框架焊接到电路板上。

Claims (6)

1.一种生物识别模组结构，包括硅体芯片（3），其特征是：所述硅体芯片（3）的正面通过粘结层（10）与面板玻璃（11）连接，硅体芯片（3）上设有芯片通孔（5），芯片通孔（5）的内壁设有绝缘层，绝缘层的内壁设有阻挡层，阻挡层内设置导电连接层，导电连接层连接硅体芯片（3）正面的正面布线层（7）和硅体芯片（3）背面的背面布线层（8）；在所述硅体芯片（3）的背面设置电路板（1），电路板（1）的电路板信号端口（9）通过金属球（6）连接硅体芯片（3）的背面布线层（8），硅体芯片（3）和电路板（1）之间填充底部填充材料（2）；
在所述面板玻璃（11）上表面设有凹槽（13），凹槽（13）底部设有一个或多个表面玻璃通孔（12），在凹槽（13）和表面玻璃通孔（12）中填充金属；在所述硅体芯片（3）的侧部包裹金属框架（4），金属框架（4）的上部通过表面玻璃通孔（12）中的金属与凹槽（13）中的金属连接，金属框架（4）的下部与电路板（1）连接。
2.如权利要求1所述的生物识别模组结构，其特征是：所述凹槽（13）的形状为矩形、圆角矩形或圆形，凹槽（13）的深度为10μm～300μm。
3.如权利要求1所述的生物识别模组结构，其特征是：所述粘结层（10）的厚度为5μm～50μm。
4.如权利要求1所述的生物识别模组结构，其特征是：所述硅体芯片（3）中的芯片通孔（5）为圆柱形通孔或者为上小下大截面呈梯形的通孔。
5.如权利要求1所述的生物识别模组结构，其特征是：所述导电连接层为金属柱或者在空心的金属柱内部填充聚合物。
6.一种生物识别模组结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）在面板玻璃上表面制作凹槽，同时在凹槽底部制作一个或者多个面板玻璃通孔；
（2）将粘结层涂覆在硅体芯片或者面板玻璃上；
（3）在硅体芯片上制作贯通硅体芯片正面和背面的芯片通孔，并在通孔内制作绝缘层、阻挡层和导电连接层，导电连接层连接硅体芯片正在的正面布线层和硅体芯片背面的背面布线层；
（4）将硅体芯片的背面布线层与电路板的电路板信号端口进行焊接，在电路板和硅体芯片之间的间隙填充底部填充材料；
（5）将硅体芯片通过粘结层与面板玻璃进行粘结，并进行热固化或者紫外光固化；
（6）在面板玻璃的凹槽和面板玻璃通孔中填充金属，在硅体芯片的侧部包裹金属框架，同时将金属框架焊接到电路板上。
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