CN107403172A - 指纹识别芯片的封装结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种指纹识别芯片的封装结构，包括面板；设置在所述面板第一面的导电线路；设置在所述面板第一面的连接器，所述连接器与所述导电线路电连接；设置在所述面板第一面的指纹识别芯片，所述指纹识别芯片的第一表面通过含导电颗粒的绝缘层与面板附连，且所述指纹识别芯片的焊点与所述导电线路通过导电颗粒电连接；设置在所述指纹识别芯片第一表面相对的第二表面及其周围区域的保护层。

Description

指纹识别芯片的封装结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及封装领域，尤其涉及一种指纹识别芯片的封装结构及其制作方法。
背景技术
目前生物识别技术主要是通过光学、声学、生物传感器结合生物统计学原理等技术手段密切结合，利用人体固有的生理特性(如指纹、脸象、虹膜等)来进行个人身份的识别和鉴定。而指纹具有终身不变性、唯一性和方便性等特点，通过指纹识别系统能够将采集到的指纹进行处理，可以进行快速准确的身份认证，所以其在个人身份识别、鉴定中的应用重要性愈显突出。
指纹识别技术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传输到指纹识别系统中进行识别和处理。所以，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示出的是现有技术中指纹识别模组100的结构示意图。如图1所示，现有的指纹识别模组100包括：基板101；位于基板101上，且设置有通孔的金属支架102；位于金属支架102上的通孔103；安装在通孔103中的蓝宝石盖板104；指纹识别芯片105；与指纹识别芯片105电连接的焊线106；填充于基板101、金属支架102以及指纹识别芯片105之间的塑封材料107；以及通过焊线106与指纹识别芯片104电连接，位于基板101上的焊盘108；基板101与金属支架102电连接。在该指纹识别模组100的工作过程中，手指接触面与指纹识别芯片105的感应面109之间间隔了蓝宝石盖板104和塑封材料107，指纹识别模组的信号感测厚度较厚，使得采集到的指纹信号衰减，灵敏度降低，从而导致识别效率及可靠性降低。
此外，由于现有技术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，其价格昂贵。同时，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，指纹识别模组制作成本也较高。除此之外，现有技术方案的产品供应链也比较复杂，同时包括封装厂，模组厂，面板厂等相关公司。
因此，急需一种新型的指纹识别芯片的封装结构来至少部分的解决上述现有技术中存在的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个实施例，提供一种指纹识别芯片的封装结构，包括：面板；设置在所述面板第一面的导电线路；设置在所述面板第一面的连接器，所述连接器与所述导电线路电连接；设置在所述面板第一面的指纹识别芯片，所述指纹识别芯片的第一表面通过含导电颗粒的绝缘层与面板附连，且所述指纹识别芯片的焊点与所述导电线路通过导电颗粒电连接；设置在所述指纹识别芯片第一表面相对的第二表面及其周围区域的保护层。
在本发明的一个实施例中，所述指纹识别芯片通过所述导电线路与所述连接器电连接。
在本发明的一个实施例中，所述连接器是将指纹识别芯片的电信号与其他元器件的电信号交互的装置。
在本发明的一个实施例中，所述含导电颗粒的绝缘层的厚度为10μm至50μm。
在本发明的一个实施例中，所述含导电颗粒的绝缘层的中的导电颗粒直径为1μm至20μm。
在本发明的一个实施例中，所述保护层的区域范围小于4平方厘米。
在本发明的一个实施例中，所述面板是玻璃面板。
根据本发明的另一个实施例，提供一种制作指纹识别芯片的封装结构的方法，包括：在面板上制作导电线路；在面板上的指纹识别芯片预留区域放置含导电颗粒的绝缘胶带；将指纹识别芯片的焊点与面板上的指纹识别芯片预留区域及导电线路的电连接接口相对，通过热压高温固化工艺使指纹识别芯片与面板附连，且使指纹识别芯片的焊点与导电线路的电连接接口电连接；在指纹识别芯片及其周围区域形成保护层。
根据本发明公开的方案形成的指纹识别模组结构相对于现有技术的结构，其指纹识别模组的信号感测厚度较薄，信号衰减较低，灵敏度较高，且该结构能够实现指纹识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，制作时工艺制程简单，产品良率较高而且成本较低。
附图说明
为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出现有技术的指纹识别模组结构100的剖面示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例的指纹识别模组结构200的剖面示意图。
图3示出根据本发明的一个实施例的指纹识别芯片在面板上的分布图俯视300。
图4示出根据本发明的一个实施例的导电胶膜压合前后的示意图400。
图5A至图5C示出根据本发明的一个实施例形成指纹识别模组结构200的过程剖面示意图。
具体实施方式
在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。
本发明的一个实施例提供的指纹识别模组结构，图2示出的是该指纹识别模组结构200剖面示意图。该结构相对于现有技术的结构，其指纹识别模组的信号感测厚度较薄，信号衰减较低，灵敏度较高，且该结构能够实现指纹识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，制作时工艺制程简单，产品良率较高而且成本较低。如图2所示，该指纹识别模组结构200包括：面板201；位于面板201上的导电线路202；指纹识别芯片203；用于连接及固定指纹识别芯片203的垂直导电胶膜204；覆盖于指纹识别芯片203及其周围区域的表面钝化保护层205。
在本发明的一个实施例中，面板201可以选自通用的触摸显示面板玻璃或专用的触摸显示面板玻璃。面板201的一面用于粘接指纹识别芯片203。可以优选地在面板201的这一面进行增强表面结合力处理，从而提升该表面上的导电线路和与后续器件进行封装的结合力。
位于面板201上的导电线路202可以通过加成法或减成法工艺在面板201上制作。其中加成法制作方法进一步包括沉积电镀种子层、光刻形成导电线路图形、电镀导电线路、去除光刻掩膜以及刻蚀去除电镀种子层。上述电镀种子层的沉积包括但不限于化学镀铜、溅射铜或钛铜等方法实现。在去除电镀种子层时要考虑过度刻蚀对线路的影响，一般采用闪蚀法。减成法制作方法进一步包括沉积导电层、光刻导电线路图形掩膜、刻蚀掉非导电线路区域，去除掩膜。
垂直导电胶膜204位于指纹识别芯片203与面板201之间，垂直导电胶膜204厚度约为10μm-50μm，优选为20μm，垂直导电胶膜204中包含有导电颗粒，导电颗粒的直径1μm-20μm，优先为5μm。如图4所示，该垂直导电胶膜204(401)中含有导电颗粒402，在高温压合(热压)后，导电颗粒402将产生如图4所示的聚集效应，从而实现导电效果。该导电颗粒402将电连接指纹识别芯片203的焊盘与面板201上的导电线路202的对应位置，其余部分作为绝缘层留在指纹识别芯片203与面板201中间。
指纹识别芯片203，通过垂直导电胶膜204将其信号感测面以及焊盘与面板201相连。高温压合(热压)指纹识别芯片203、面板201以及位于两者之间的垂直导电胶膜204，并进行高温固化后，垂直导电胶膜204中的导电颗粒将聚集，从而使得指纹识别芯片203的焊盘与面板201上的导电线路202电导通。
表面钝化保护层205位于指纹识别芯片203与信号感测面相对的第二表面及其周围区域。该表面钝化保护层205材料为绝缘材料，可以选择绿油层、聚合物等，实现工艺一般为喷涂后烘干固化。但也可以通过其他形式形成其他材料的保护层，如通过沉积二氧化硅或氮化硅钝化层等。该处表述不应作为对发明内容的限制。
图3示出的是根据本发明的一个实施例的指纹识别芯片在面板上的分布俯视图300。如图3所示，面板301上具有导电线路302；导电线路302的一端与指纹识别芯片303相连；导电线路302的另一端与连接器304相连。
下面结合图5A至图5C来简要阐述形成指纹识别模组结构200的方法。图5A至图5C示出根据本发明的一个实施例形成指纹识别模组结构200的过程剖面示意图。
如图5A所示，首先，面板501上制作导电线路502。导电线路502可以通过加成法或减成法工艺在面板501上制作。其中加成法制作方法进一步包括沉积电镀种子层、光刻形成导电线路图形、电镀导电线路、去除光刻掩膜以及刻蚀去除电镀种子层；减成法制作方法进一步包括沉积导电层、光刻导电线路图形掩膜、刻蚀掉非导电线路区域，去除掩膜。
如图5B所示，在面板501上的指纹芯片503预留区域放置含导电颗粒的绝缘胶带，形成垂直导电胶膜504。将指纹识别芯片503的焊点505处与导电线路502的电连接接口相对，通过热压高温固化工艺，热压后将其放置在热烘箱中烘烤，将垂直导电胶膜504固化，热烘箱中的温度与时间设置与垂直导电胶膜504的材料相关，其目的是实现垂直导电胶膜504的固化，其中烘烤时间约为1小时。
如图5C所示，将完成垂直导电胶膜504固化的面板501反转，在指纹识别芯片503及其周围区域通过喷涂工艺盖封保护层506，将其放置在热烘箱中烘烤，将保护层固化，其中烘烤时间约为1小时。
根据本发明公开的方案形成的指纹识别模组结构相对于现有技术的结构，其指纹识别模组的信号感测厚度较薄，信号衰减较低，灵敏度较高，且该结构能够实现指纹识别模组的保护盖板与屏幕盖板的共用，制作时工艺制程简单，产品良率较高而且成本较低。
尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (8)

1.一种指纹识别芯片的封装结构，包括：
面板；
设置在所述面板第一面的导电线路；
设置在所述面板第一面的连接器，所述连接器与所述导电线路电连接；
设置在所述面板第一面的指纹识别芯片，所述指纹识别芯片的第一表面通过含导电颗粒的绝缘层与面板附连，且所述指纹识别芯片的焊点与所述导电线路通过导电颗粒电连接；以及
设置在所述指纹识别芯片第一表面相对的第二表面及其周围区域的保护层。
2.如权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述指纹识别芯片通过所述导电线路与所述连接器电连接。
3.如权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述连接器是将指纹识别芯片的电信号与其他元器件的电信号交互的装置。
4.如权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述含导电颗粒的绝缘层的厚度为10μm至50μm。
5.如权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述含导电颗粒的绝缘层的中的导电颗粒直径为1μm至20μm。
6.如权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述保护层的区域范围小于4平方厘米。
7.如权利要求1所述的指纹识别芯片的封装结构，其特征在于，所述面板是玻璃面板。
8.一种制作指纹识别芯片的封装结构的方法，包括：
在面板上制作导电线路；
在面板上的指纹识别芯片预留区域放置含导电颗粒的绝缘胶带；
将指纹识别芯片的焊点与面板上的指纹识别芯片预留区域及导电线路的电连接接口相对，通过热压高温固化工艺使指纹识别芯片与面板附连，且使指纹识别芯片的焊点与导电线路的电连接接口电连接；以及
在指纹识别芯片及其周围区域形成保护层。
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