CN106558572A - 指纹感测封装模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种指纹感测封装模块包括透光覆盖层、导电图案层、指纹感测芯片、电路板及封装体。导电图案层位于透光覆盖层上，其中导电图案层包括多个接垫。指纹感测芯片配置于导电图案层上且接触接垫而与导电图案层电性连接。电路板设置于透光覆盖层上且与导电图案层电性连接，电路板具有一槽孔，指纹感测芯片容置于槽孔内。封装体至少部分覆盖指纹感测芯片。

Description

指纹感测封装模块及其制造方法

技术领域

一种指纹感测封装模块，特别是指一种具有透光覆盖层的指纹感测装置。

背景技术

随着科技的发展，移动电话、个人笔记本电脑或平板电脑等电子系统已经成为了生活中必备的工具，而这些电子系统内部储存的信息如通讯簿、相片等日异增加，已然具有相当个人化的特点。因此，为避免重要信息遭到遗失或是盗用等情况，在电子系统搭载指纹辨识装置已蔚为趋势。

目前常见的具指纹辨识功能的电子装置系统是在电子系统的其中一面开设槽孔，而后将指纹辨识芯片设置于所述槽孔内部并使用模封材料覆盖。一般而言，为使电子系统能够具有指纹辨识功能，需在原本的电子系统的制备工序中进行额外多道装设指纹辨识芯片的工序，而且须考虑电路布线配置问题。不仅制备工序复杂且繁琐，而且制作成本亦提高。

发明内容

本发明一实施例提出一种指纹感测封装模块，包含透光覆盖层、导电图案层、指纹感测芯片、电路板以及封装体。导电图案层位于透光覆盖层上，其中导电图案层包括多个接垫。指纹感测 芯片配置于导电图案层上且接触接垫而与导电图案层电性连接。电路板设置于透光覆盖层上且与导电图案层电性连接，电路板具有一槽孔，指纹感测芯片容置于槽孔内。封装体至少部分覆盖指纹感测芯片。

本发明提出一种指纹感测封装模块的制造方法，包含形成一导电图案层于一透光覆盖层之上，其中该导电图案层包括多个接垫；配置至少一指纹感测芯片于该导电图案层上，该指纹感测芯片接触该接垫而与该导电图案层电性连接；设置一电路板于该透光覆盖层上且与该导电图案层电性连接，该电路板具有至少一槽孔，该指纹感测芯片容置于该槽孔内；填置一封装体于该槽孔内，且该封装体至少部分覆盖该指纹感测芯片。

综上所述，本发明实施例提供指纹感测封装模块，本发明实施例的指纹感测装置包括透光覆盖层、导电图案层、指纹感测芯片、电路板以及封装体。指纹感测芯片配置于形成有导电图案层的透光覆盖层上。具有槽孔的电路板配置于形成有导电图案层的透光覆盖层片上，且槽孔裸露出指纹感测芯片。封装体于槽孔内以覆盖至少部分指纹感测芯片。当手指或其他物体施力于透光覆盖层上，电路板能够承担部分手指或其他物体所施的力，从而改善指纹感测封装模块的整体结构强度。另外，手指或其他物体带来的静电可以由指纹感测芯片传递至电路板而导出，从而电路板能够提供指纹感测芯片静电放电防护的用途。

本发明实施例亦提供指纹感测封装模块的制造方法，本发明 实施例的指纹感测装置的制造方法可以透过将指纹感测芯片配置于形成有导电图案层的透光覆盖层上，再将具有槽孔的电路板配置于形成有导电图案层的透光覆盖层片上，而槽孔裸露出指纹感测芯片。而后，再填置封装体于槽孔内以覆盖至少部分指纹感测芯片。透过切割而形成一独立指纹感测模块。

本发明一实施例的指纹感测封装模块的制造方法可制备出独立且模块化的封装模块，能够便于直接装设于需具有指纹辨识功能的电子系统，例如是智能型手机、笔记本电脑等。

此外，本发明另一实施例的指纹感测封装模块的制造方法中，透光覆盖层亦可以是应用于电子装置的触控的透光性玻璃盖板，例如是智能型手机的触控盖板。因此，本发明实施例提供指纹感测封装模块的制造方法亦可以是在制备工序中，在具有指纹辨识功能的系统上直接进行装设指纹辨识芯片的工序。而且，透过电路板即可导出指纹感测封装模块的电信号，从而避免如同现有技术需在所应用的电子装置的屏幕上配置复杂的电路布线，以简化电路布线配置问题。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的单一指纹感测封装模块的部分俯视结构示意图。

图1B为图1A中沿线1B-1B所绘示的剖面结构示意图。

图2为本发明第二实施例的指纹辨识芯片封装模块的剖面结构示意图。

图3为本发明第三实施例的指纹感测封装模块的剖面结构示意图。

图4A至4E分别是本发明第一实施例的指纹感测封装模块的制造方法于各步骤所形成的示意图。

图5A至5D为本发明第二实施例的指纹感测封装模块的制造方法于各步骤所形成的示意图。

具体实施方式

图1A为本发明第一实施例的单一指纹感测封装模块的部分俯视结构示意图。图1B为图1A中沿线1B-1B所绘示的剖面结构示意图。请参阅图1A及图1B，指纹感测封装模块100包括透光覆盖层110、导电图案层120、指纹感测芯片130、电路板140以及封装体150。导电图案层120位于透光覆盖层110上，指纹感测芯片130与导电图案层120电性连接，电路板140设置于透光覆盖层110上且具有槽孔H1，槽孔H1裸露出指纹感测芯片130，而封装体150配置于槽孔H1内且覆盖指纹感测芯片130。

透光覆盖层110用以作为指纹感测芯片130所配置的载体(carrier)，在实务上，透光覆盖层110可以是玻璃基板、塑料基板或是蓝宝石基板等。值得说明的是，透光覆盖层110为一可透光的基材，其透光度视透光覆盖层110的材料的允许光穿透的属性而呈现出半透明或透明。透光覆盖层亦可以是应用于电子装置的触控的透光性玻璃盖板，例如是智能型手机的触控盖板

导电图案层120位于透光覆盖层110上，且包括多个接垫122 及/或线路(trace)(未绘示)。导电图案层120是设置于透光覆盖层110的表面的电路布线图形，用以与指纹感测芯片130电性连接而将电信号输入指纹感测芯片130以及从指纹感测芯片130输出，可依照指纹感测芯片130的电性连接需求而设计。举例来说，导电图案层120可以是重新布线层(redistribution layer，RDL)，用以使配置于指纹感测芯片130的线路得以重新配置于指纹感测芯片130的边缘。

指纹感测芯片130配置于导电图案层120上，指纹感测芯片130具有多个接点132，这些接点132位置对应导电图案层120的接垫122位置而能够与导电图案层120的接垫122电性连接。

在本实施例中，为了增加指纹感测封装模块100的美观以及整体性，指纹感测封装模块100可选择性地包括色彩层C1，色彩层C1配置于透光覆盖层110上且位于导电图案层120与透光覆盖层110之间。也就是说，导电图案层120配置于色彩层C1上。色彩层C1为一颜色涂料，能够呈现出多种颜色，例如是红色、白色、银色或者是黑色等。由于透光覆盖层110为透明无色，因而能够显示出透光覆盖层110下方色彩层C1的颜色，所以色彩层C1可以提供指纹感测封装模块100的颜色，且色彩层C1的颜色可以根据实际需求而进行调整。不过，在其他实施例中，指纹感测封装模块100亦可以不包括色彩层C1，本发明并不对色彩层C1加以限制。

电路板140设置于透光覆盖层110上。电路板140具有线路层，而线路层可以是由多条导线(未绘示)及多个电性接点142所组成 的电路布线图形。电路板140可以透过电性接点142与导电图案层120电性连接，从而指纹感测芯片130的电信号可以透过导电图案层120的接垫122传递至电路板140。值得注意的是，电路板140具有槽孔H1，指纹感测芯片130容置于槽孔H1内，且槽孔H1裸露出指纹感测芯片130。在本实施例中，指纹感测芯片130的厚度小于槽孔H1的高度。不过，在其他实施例中，槽孔H1的高度可以大于指纹感测芯片130的厚度。在此，本发明并不限定指纹感测芯片130的厚度。

封装体150至少部分覆盖指纹感测芯片130以及导电图案层120。在本实施例中，封装体150配置于槽孔H1内，填充于槽孔H1内以及指纹感测芯片130与接垫122之间的间隙。须说明的是，封装体150的厚度可视制程条件或是产品考虑而调整，其可以略低于槽孔H1高度或是凸出于槽孔H1。在此，本发明并不对封装体150的厚度加以限定。

在实务上，封装体150的材料可以是具有黏性的填充胶(underfill)，或是一般封装常用的模封塑料(EMC)，用以封装指纹感测芯片130且保护导电图案层120，并降低湿气侵入。

图2为本发明第二实施例的指纹辨识芯片封装模块的剖面结构示意图。第二实施例的指纹感测封装模块200与第一实施例的指纹辨识芯片封装模块指纹感测封装模块100二者结构相似，不过差异在于指纹感测封装模块200包括一外部导电环260。

外部导电环260为中空环体，环绕电路板140及透光覆盖层 110周围。外部导电环260与电路板140电性连接，且透过电路板140而与指纹感测芯片130电性连接。在本实施例中，外部导电环260可选择性地包括环檐262，其中，环檐262往外部导电环260的中心延伸并且遮蔽部分的透光覆盖层110的上表面。不过，在其他实施例中，外部导电环260可以仅环绕电路板140及透光覆盖层110周围而不包括环檐262(未绘示)。

值得说明的是，外部导电环260透过电路板140而与指纹感测芯片130电性连接。外部导电环260可以是金属环或是由其他导电材料所制成的环体。具体而言，当使用者的手指接触指纹感测封装模块200时，外部导电环260会发射一讯号会传递给手指，而此讯号因为手指指纹的纹路而反射至指纹感测芯片130，从而指纹感测芯片130可以进行身分辨识等功能。此外，其余相同的特征则不再重复赘述。

图3为本发明第三实施例的指纹感测封装模块的剖面结构示意图。第三实施例的指纹感测封装模块300与第一实施例的指纹感测封装模块100的结构差异主要在于导电图案层320。

在本实施例中，导电图案层320更包括内部导电环324。内部导电环324为一环形的电路布线图案，环绕指纹感测芯片130周围。内部导电环324可以透过接垫322或是其他电路布线图案(未绘示)与指纹感测芯片130电性连接。不过，本发明并不对指纹感测芯片130与内部导电环324的电性连接方式加以限定。在本实施例中，电路板140配置于内部导电环324与接垫322上，从而指纹 感测芯片130的电信号可以透过导电图案层120的内部导电环324及接垫322传递至电路板140。

图4A至4E分别是本发明第一实施例的指纹感测封装模块的制造方法于各步骤所形成的示意图。请依序配合参照图4A至4E。

首先，请参阅图4A，形成色彩层C1于透光覆盖层110上。其中，在此处所使用的术语“上”是指色彩层C1形成于透光覆盖层110的一表面，而非描述存在于物理空间的上方、下方等方向性概念。也就是说，色彩层C1可以形成于透光覆盖层110的上表面或下表面。在本实施例中，色彩层C1形成于透光覆盖层110的下表面。色彩层C1为一颜色涂料，能够呈现出多种颜色。由于透光覆盖层110为一可透光的基材，因而能够显示出透光覆盖层110下方色彩层C1的颜色，所以色彩层C1可以提供指纹感测封装模块100的颜色，且色彩层C1的颜色可以根据实际需求而进行调整。形成色彩层C1于透光覆盖层110上的步骤为一选择性步骤，在其他实施例中，指纹感测封装模块的制造方法制作的指纹感测封装模块亦可以不包括色彩层C1。

请参阅图4B，形成导电图案层120于色彩层C1之上。其中，导电图案层120形成于色彩层C1的表面，而非描述存在于物理空间的上方、下方等方向性概念。在本实施例中，导电图案层120形成于色彩层C1上，且色彩层C1是位于透光覆盖层110与导电图案层120之间。不过，在其他实施例中，色彩层C1可以是位于透光覆盖层110的上表面，而导电图案层120是位于透光覆盖层110 的下表面，亦即，色彩层C1及导电图案层120可以是分别配置于透光覆盖层110的两相对表面上。值得说明的是，导电图案层120包括多个接垫122及/或线路(未绘示)，可依照指纹感测芯片130的电性连接需求而设计。举例来说，导电图案层120可以是重新布线层。在其他实施例中，指纹感测封装模块不包括色彩层C1，则导电图案层120直接形成于透光覆盖层110之上。

请参阅图4C，配置至少一指纹感测芯片130于导电图案层120上，指纹感测芯片130的接点132接触导电图案层120的接垫122而与导电图案层120电性连接。值得说明的是，导电图案层120可以是重新布线层，用来使指纹感测芯片130的线路得以重新配置于指纹感测芯片130的边缘。

请参阅图4D，设置电路板140于透光覆盖层110上且电路板140与导电图案层120电性连接。详细而言，电路板140的电性接点142与导电图案层120的接垫122电性连接，从而指纹感测芯片130的电信号可以透过导电图案层120的接垫122传递至电路板140。电路板140具有至少一槽孔H1，指纹感测芯片130容置于槽孔H1内，且槽孔H1裸露出指纹感测芯片130。

请参阅图4E，填置封装体150于槽孔H1内。详细而言，封装体150的材料可以是填充胶(underfill)，透过点胶制程将封装体150填充于槽孔H1内以及指纹感测芯片130与接垫122之间的间隙，并且覆盖指纹感测芯片130，或是利用传统模封塑料作为填充。接着，在本实施例中，在电路板140对应这些两相邻指纹感 测芯片130之间的接垫122之间进行切割以形成多个封装单元U1。在此，封装单元U1大致上已等同于指纹感测封装模块100。值得说明的是，为了产品的考虑，指纹感测封装模块100可选择地不装设外部导电环260(如图1B所绘示)、或是装设外部导电环260环绕于封装单元U1周围且与电路板140接触(如图2所绘示)。本发明对此不加以限制。

图5A至5D为本发明第二实施例的指纹感测封装模块的制造方法于各步骤所形成的示意图。第二实施例的指纹感测封装模块的制造方法与第一实施例的指纹感测封装模块的制造方法二者相似，功效相同。以下将仅介绍第二实施例与第一实施例二者的差异，而相同的步骤以及特征则不再重复赘述。请依序配合参照图5A至5D。

图5A的步骤为接续本发明第一实施例的图4A的步骤，请参阅图4A，形成导电图案层320于色彩层C1上。值得说明的是，导电图案层320包括多个接垫322、内部导电环324及/或线路(未绘示)。

请参阅图5B，配置至少一指纹感测芯片130于导电图案层122上，指纹感测芯片130的接点132接触导电图案层320的接垫322而与导电图案层320电性连接，而导电图案层320的内部导电环320环绕指纹感测芯片130周围。内部导电环324可以透过其他电路布线图案(未绘示)与指纹感测芯片130电性连接。

请参阅图5C，设置电路板140于透光覆盖层110上且电路板 140与导电图案层320电性连接。详细而言，电路板140的电性接点142与导电图案层320的接垫322及内部导电环324电性连接，从而指纹感测芯片130的电信号可以透过导电图案层320的接垫322及内部导电环324传递至电路板140。电路板140具有至少一槽孔H1，指纹感测芯片130容置于槽孔H1内，且槽孔H1裸露出指纹感测芯片130。

请参阅图5D，填置封装体150于槽孔H1内。详细而言，透过点胶制程将封装体150填充于槽孔H1内以及指纹感测芯片130与接垫322之间的间隙，并且覆盖指纹感测芯片130。接着，在本实施例中，在电路板140对应这些两相邻指纹感测芯片130之间的内部导电环320进行切割，以形成多个封装单元U1。于此，封装单元U1大致上已等同于指纹感测封装模块300。

综上所述，本发明实施例提供指纹感测封装模块，本发明实施例的指纹感测装置包括透光覆盖层、导电图案层、指纹感测芯片、电路板以及封装体。指纹感测芯片配置于形成有导电图案层的透光覆盖层上。具有槽孔的电路板配置于形成有导电图案层的透光覆盖层片上，且槽孔裸露出指纹感测芯片。封装体于槽孔内以覆盖至少部分指纹感测芯片。当手指或其他物体施力于透光覆盖层上，电路板能够承担部分手指或其他物体所施的力，从而改善指纹感测封装模块的整体结构强度。另外，手指或其他物体带来的静电可以由指纹感测芯片传递至电路板而导出，从而电路板能够提供指纹感测芯片静电放电防护的用途。

此外，本发明的一实施例的外部导电环环绕电路板及透光覆盖层周围。本发明的另一实施例的内部导电环环绕指纹感测芯片周围，内部导电环可以透过接垫或是其他电路布线图案(未绘示)与指纹感测芯片130电性连接。据此，本发明指纹感测装置的产品设计的弹性得以增加。

本发明实施例亦提供指纹感测封装模块的制造方法，本发明实施例的指纹感测装置的制造方法可以透过将指纹感测芯片配置于形成有导电图案层的透光覆盖层上，再将具有槽孔的电路板配置于形成有导电图案层的透光覆盖层片上，而槽孔裸露出指纹感测芯片。而后，再填置封装体于槽孔内以覆盖至少部分指纹感测芯片。透过切割而形成一独立指纹感测模块。

本发明一实施例的指纹感测封装模块的制造方法可制备出独立且模块化的封装模块，能够便于直接装设于需具有指纹辨识功能的电子系统，例如是智能型手机、笔记本电脑等。

此外，本发明另一实施例的指纹感测封装模块的制造方法中，透光覆盖层亦可以是应用于电子装置的屏幕的透光性基板，例如是智能型手机的屏幕基板。因此，本发明实施例提供指纹感测封装模块的制造方法亦可以是在制备工序中，在具有指纹辨识功能的系统上直接进行装设指纹辨识芯片的工序。而且，透过电路板即可导出指纹感测封装模块的电信号，从而避免如同现有技术需在所应用的电子装置的屏幕上配置复杂的电路布线，以简化电路布线配置问题。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

【符号说明】

100、200、300 指纹感测封装模块

110 透光覆盖层

120、320 导电图案层

122、322 接垫

130 指纹感测芯片

132 接点

140 电路板

142 电性接点

150 封装体

260 外部导电环

262 环檐

324 内部导电环

C1 色彩层

H1 槽孔

U1 封装单元。

Claims (12)

1.一种指纹感测封装模块，包括：

一透光覆盖层；

一导电图案层，位于该透光覆盖层上，其中该导电图案层包括多个接垫；

一指纹感测芯片，配置于该导电图案层上且接触该接垫而与该导电图案层电性连接；

一电路板，设置于该透光覆盖层上且与该导电图案层电性连接，该电路板具有一槽孔，该指纹感测芯片容置于该槽孔内；以及

一封装体，至少部分覆盖该指纹感测芯片。

2.如权利要求1所述的指纹感测封装模块还包括一外部导电环，该外部导电环环绕于该电路板周围，该外部导电环与该指纹感测芯片电性连接。

3.如权利要求2所述的指纹感测封装模块，其中该外部导电环包括一环檐，该环檐往该外部导电环的中心延伸且遮蔽部分该透光覆盖层的一上表面。

4.如权利要求1所述的指纹感测封装模块，其中该导电图案层还包括一内部导电环，该内部导电环环绕该指纹感测芯片且与该指纹感测芯片电性连接。

5.如权利要求1所述的指纹感测封装模块还包括一色彩层，该色彩层配置于该透光覆盖层上，且导电图案层配置于该色彩层上。

6.如权利要求1所述的指纹感测封装模块，其中该导电图案层为一重新布线层。

7.一种指纹感测封装模块的制造方法，包括：

形成一导电图案层于一透光覆盖层之上，其中该导电图案层包括多个接垫；

配置至少一指纹感测芯片于该导电图案层上，该指纹感测芯片接触该接垫而与该导电图案层电性连接；

设置一电路板于该透光覆盖层上且与该导电图案层电性连接，该电路板具有至少一槽孔，该指纹感测芯片容置于该槽孔内；以及

填置一封装体于该槽孔内，且该封装体至少部分覆盖该指纹感测芯片。

8.如权利要求7所述的指纹感测封装模块的制造方法还包括：

在形成该导电图案层于该透光覆盖层上前，形成一色彩层于该透光覆盖层上，其中该导电图案层配置于该色彩层上。

9.如权利要求7所述的指纹感测封装模块的制造方法，其中配置至少一该指纹感测芯片于该导电图案层上的步骤为配置多个指纹感测芯片于该导电图案层上，该指纹感测封装模块的制造方法还包括：

在该电路板对应二相邻指纹感测芯片之间的接垫进行切割，以形成多个封装单元。

10.如权利要求7所述的指纹感测封装模块的制造方法还包括：

装设一外部导电环于一封装单元上，该外部导电环环绕于该封装单元周围，该外部导电环与该电路板电性连接。

11.如权利要求7所述的指纹感测封装模块的制造方法，其中该导电图案层还包括至少一内部导电环，该内部导电环环绕该指纹感测芯片且与该指纹感测芯片电性连接。

12.如权利要求7所述的指纹感测封装模块的制造方法，其中该导电图案层为一重新布线层。