CN108960006B - 指纹识别模块及其制作方法 - Google Patents

指纹识别模块及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种指纹识别模块及其制作方法，其中，指纹识别模块包括：基板、固定于基板的指纹感测芯片、覆盖于指纹感测芯片及基板之上的封装层，且封装层具有接合平面，以及压印层；其中，压印层形成于接合平面之上。

Description

指纹识别模块及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种封装制程的应用领域，特别涉及一种电子元件封装层表面的处理方法。
背景技术
指纹识别模块已渐渐地成为电子装置的标准配备之一，使用者可通过指纹识别模块进行身分的识别，以对电子装置进行解锁或控制。而为了让指纹识别模块更能搭配各种不同电子装置的外观设计，识别模块的表面往往都会通过这种不同的压印处理或表面处理，让镶嵌于电子装置上的指纹识别模块与电子装置之间具有一致性的美感。
于现有技术当中，如图1A所示，指纹识别模块10通常具有一指纹感测芯片11、以环氧模压树脂(Epoxy Molding Compound,EMC)材料封装制成的封装层12、压印层13及基板14，其中，封装层12具有一封装层表面121，且封装层表面121具有因指纹感测芯片11配置位置所造成的凸部1211及凹部1212；压印层13则具有压印表面131；基板14则具有多个焊脚141，指纹识别模块10利用焊脚141与电子装置(未示于图中)的印刷电路板(PrintedCircuit Board,PCB)相结合。
然后，由于封装层12的封装层表面121具有凸部1211及凹部1212，当压印层13的厚度太薄或是透明度太高时，可以从压印层13的压印表面131看见由凸部1211及凹部1212所造成的芯片痕DM(Die Mark)(如图1B所示)，如此可能让指纹识别模块的外观失去一致性的美感。
有鉴于此，如何提供一种无芯片痕的指纹识别模块，为本发明欲解决的技术课题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种无芯片痕的指纹识别模块，使指纹识别模块与结合的电子装置可维持一致性的美感。
为达前述的目的，本发明提供一种指纹识别模块，其包括：
基板；
指纹感测芯片，指纹感测芯片固定于基板；
封装层，封装层覆盖于指纹感测芯片及基板之上，且封装层具有接合平面；以及
压印层；
其中，压印层形成于接合平面之上。
于上述优选实施方式中，其中压印层具有高光表面，且高光表面不具有芯片痕。
于上述优选实施方式中，其中封装层是由环氧模压树脂材料所制成。
于上述优选实施方式中，其中接合平面是利用平面打磨步骤所形成。
于上述优选实施方式中，其中封装层的表面具有至少一凹部及至少一凸部，且填充材料填充于至少一凹部以形成接合平面。
于上述优选实施方式中，其中填充材料的材质与封装层的材质相同。
于上述优选实施方式中，其中封装层的厚度介于0.25mm至0.85mm之间。
于上述优选实施方式中，其中压印层的厚度介于28μm至44μm之间。
于上述优选实施方式中，其中压印层包括：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层或抗指纹镀膜层。
于上述优选实施方式中，其中基板具有多个焊脚。
本发明另一优选作法，涉及一种指纹识别模块的制作方法，包括下列步骤：
(a).提供指纹感测芯片连板，指纹感测芯片连板具有基板、封装层及多个指纹感测芯片；
(b).于封装层的表面形成接合平面；
(c).于封装层的接合平面上形成压印层；以及
(d).切割指纹感测芯连板，以形成指纹识别模块。
于上述优选实施方式中，其中于步骤(b)中，接合平面是利用平面打磨步骤所形成。
于上述优选实施方式中，其中于步骤(b)中，封装层的表面具有至少一凹部及至少一凸部，且填充材料是填充于至少一凹部以形成接合平面。
附图说明
图1A：为现有技术的指纹识别模块的剖面图；
图1B：为现有技术的指纹识别模块的上视图；
图2A：为本发明所提供的指纹感测芯片连板第一实施例的剖面图；
图2B至2C：为本发明封装层表面处理的第一实施例的局部放大图；
图2D：为本发明封装层表面处理的第一实施例的剖面图；
图3A至3B：为本发明平面打磨的实施方式的示意图；
图4A：为本发明封装层压印处理的第一实施例的剖面图；
图4B：为本发明接着指纹识别模块的第一实施例的剖面图；
图5A：为本发明所提供的指纹感测芯片连板第二实施例的剖面图；
图5B至5C：为本发明封装层表面处理的第二实施例的局部放大图；
图5D：为本发明封装层压印处理的第二实施例的剖面图；
图5E：为本发明接着指纹识别模块的第二实施例的剖面图；以及
图6：为本发明所提供指纹识别模块的制作方法的流程图。
附图标记说明：
D1、D2 厚度
DM 芯片痕
FS 打磨线
H 最高点
L 最低点
S101～S103 步骤
10、20 指纹识别模块
11、21 指纹感测芯片
12、22 封装层
121、221 封装层表面
1211、2211 凸部
1212、2212 凹部
13、23 压印层
131 压印表面
14、24 基板
141、241 焊脚
2 指纹感测芯片连板
22’ 填充材料
222、222’ 接合平面
231 高光表面
3 圆盘
31 第一表面
32 第二表面
4 重力单元
5 打磨装置
50 转盘
51 打磨层
52 转轴
具体实施方式
本发明的优点及特征以及达到其方法将参照例示性实施例及附图进行更详细的描述而更容易理解。然而，本发明可以不同形式来实现且不应被理解仅限于此处所陈述的实施例。相反地，对所属技术领域技术人员而言，所提供的此些实施例将使本公开更加透彻与全面且完整地传达本发明的范围。
为制作无芯片痕的指纹识别模块，首先，请参阅图2A所示，图2A为本发明所提供的指纹感测芯片连板第一实施例的剖面图。所述的指纹感测芯片连板2包括：多个指纹感测芯片21、封装层22及具有多个焊脚241的基板24，其中，指纹感测芯片21固定于基板24，封装层22覆盖于指纹感测芯片21及基板24之上，封装层22具有一封装层表面221，且封装层表面221具有因指纹感测芯片21配置位置所造成的多个凸部2211及多个凹部2212。进一步的，可对指纹感测芯片连板2的封装层表面221进行平面打磨步骤，以去除多个凸部2211及多个凹部2212，并使封装层表面221的高度降低至打磨线FS的位置。其中，封装层22是由环氧模压树脂材料，或其它包含硅氧树脂(Silicone)、亚克力树脂(Acrylic)的封装材料所制成。
请参阅图2B至2C，图2B至2C为本发明封装层表面处理的第一实施例的局部放大图。于图2B中，封装层表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高点H；凹部2212则具有一最低点L，最高点H与最低点L的垂直距离等于或小于15μm，而打磨线FS则与凹部2212的最低点L齐平。或于图2C中，封装层表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高点H；凹部2212则具有一最低点L，最高点H与最低点L的垂直距离等于或小于15μm，而打磨线FS则低于凹部2212的最低点L。
接着，请参阅图2D，图2D为本发明封装层表面处理的第一实施例的剖面图。于图2D中，指纹感测芯片连板2的封装层表面221在进行平面打磨步骤后，则于打磨线FS(如图2B或图2C所示)齐平的位置形成一接合平面222。
请参阅图3A至3B，图3A至3B为本发明平面打磨的实施方式的示意图。于图3A中，首先，将指纹感测芯片连板2固定在圆盘3的下表面之上，并让封装层表面221朝向与第一表面31相同的方向。接着，于图3B中，圆盘3的第二表面32则与一个重力单元4结合，并将结合的圆盘3及重力单元4固定于打磨装置5上方的位置，打磨装置5包括：转盘50、打磨层51及转轴52。而通过重力单元4产生的重量，使固定于圆盘3上的指纹感测芯片连板2的封装层表面221可抵压于打磨层51，当启动马达(未示于图中)以驱动转轴52带动转盘50转动时，便可利用打磨层51对封装层表面221进行平面打磨步骤。其中，利用平面打磨步骤可有效避免封装层表面221于打磨时产生打磨刻痕，此外，打磨层51可为：粗砂纸或细沙纸，粗砂纸用以对封装层表面221进行粗磨步骤，以去除凸部2211及凹部2212(如图2B或图2C中所示)；细沙纸则用以对接合平面222(如图2D所示)进行细磨的抛光步骤。
请参阅图4A，图4A为本发明封装层压印处理的第一实施例的剖面图。于图4A中，利用涂布、压印、烘烤加热或紫外光曝晒的方式，于指纹感测芯片连板2的封装层22的接合平面222上形成一压印层23。所形成的压印层23具有一高光(high-gloss)表面231，所述的高光表面231为细致度高、且具有光油感或镜面外观的表面。随后，即可以激光切割指纹感测芯片连板2，而制作出单一个指纹识别模块。其中，本发明所述的压印层23包括：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层、抗指纹镀膜层或前述各层的组合。
请参阅图4B，图4B为本发明接着指纹识别模块的第一实施例的剖面图。于图4B中，以激光切割指纹感测芯片连板2所制成的指纹识别模块20包括：指纹感测芯片21、封装层22、压印层23及具有多个焊脚241的基板24。其中，指纹感测芯片21固定于基板24，封装层22覆盖于指纹感测芯片21及基板24的上，封装层22具有接合平面222；压印层23具有高光表面231，且压印层23形成于封装层22的接合平面222之上。由于封装层22的接合平面222已不具有任何的凸部或是凹部结构，因此，当目视高光表面231，便不会再看见由凸部及凹部结构所造成的芯片痕。于本发明一优选实施方式中，封装层22的厚度D1介于：0.25mm至0.85mm之间；压印层23的厚度D2介于：28μm至44μm之间。
请参阅图5A所示，图5A为本发明所提供的指纹感测芯片连板第二实施例的剖面图。其中指纹感测芯片连板2、指纹感测芯片21、封装层22、封装层表面221、凸部2211、凹部2212、基板24、焊脚241与图2A相同，在此便不再作赘述。唯差异之处在于，凹部2212是利用与封装层22相同材质的填充材料22’进行填充，以于封装层表面221上形成一接合平面222’，所形成的接合平面222’可再以图3B中的打磨装置5进行粗磨步骤或细磨的抛光步骤。其中，填充材料22’为环氧模压树脂材料，或其它包含硅氧树脂(Silicone)、亚克力树脂(Acrylic)并可用于封装制程的材料。
请参阅图5B至5C，图5B至5C为本发明封装层表面处理的第二实施例的局部放大图。于图5B中，封装层表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高点H；凹部2212则具有一最低点L，最高点H与最低点L的垂直距离等于或小于15μm，填充材料22’则填充于凹部2212，以形成与凸部2211的最高点H齐平的接合平面222’。或于图5C中，封装层表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高点H；凹部2212则具有一最低点L，最高点H与最低点L的垂直距离等于或小于15μm，而填充材料22’则填充于凹部2212，并形成高于凸部2211的最高点H的接合平面222’。
请参阅图5D，图5D为本发明封装层压印处理的第二实施例的剖面图。于图5D中，接合平面222’为将一填充材料22’填充至封装层表面221的凹部2212(如图5B或图5C中所示)所形成。随后利用涂布、压印、烘烤加热或紫外光曝晒的方式，于接合平面222’上形成一压印层23，压印层23具有一高光表面231。所述的压印层23、高光表面231与图4A相同，在此便不再作赘述。
请参阅图5E，图5E为本发明接着指纹识别模块的第二实施例的剖面图。于图5E中，指纹识别模块20中的指纹感测芯片21、压印层23、高光表面231、基板24及焊脚241与图4B相同，在此便不再作赘述。唯差异之处在于，接合平面222’为将一填充材料22’填充至封装层表面221的凹部2212(如图5B或图5C中所示)所形成。而压印层23则形成于接合平面222’的上。此外，于图5E中，具有填充材料22’的封装层22其厚度范围以及压印层23的厚度范围亦与图4B相同，在此便不再作赘述。
请一并参阅图2A至2D、图4A至4B、图5A至5E及图6，图6为本发明所提供指纹识别模块的制作方法的流程图。于图6中，首先，提供指纹感测芯片连板2，指纹感测芯片连板2具有基板24、封装层22及多个指纹感测芯片21(步骤S100)，于步骤S100中，基板24具有多个焊脚241，封装层22则具有一封装层表面221，且封装层表面221具有因指纹感测芯片21配置位置所造成的多个凸部2211及多个凹部2212。接着，于封装层22的表面形成接合平面222(222’)(步骤S101)，于步骤S101中，是对指纹感测芯片连板2的封装层表面221进行平面打磨步骤，以去除凸部2211及凹部2212，并于打磨线FS的位置形成一接合平面222，其中打磨线FS可与凹部2212的最低点L齐平或低于最低点L；或着可以填充材料22’填充于凹部2212，以形成与凸部2211的最高点H齐平或高于最高点H的接合平面222’，亦可进一步再对所形成的接合平面222’进行平面打磨步骤。其中，填充材料22’与封装层22的材质相同。
再接着，于封装层22的接合平面222(222’)上形成压印层(步骤S102)，于步骤S102中，是利用涂布、压印、烘烤加热或紫外光曝晒的方式，于指纹感测芯片连板2的封装层22的接合平面222(222’)上形成压印层23，且压印层23具有高光表面231。所述的高光表面231为细致度高、且具有光油感或镜面外观的表面，其中，压印层23可为：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层、抗指纹镀膜层或前述各层的组合。
最后，切割指纹感测芯片连板2，以形成指纹识别模块20(步骤S103)，于步骤S103中，以激光切割该指纹感测芯片连板2以形成单一个指纹识别模块20。其中，指纹识别模块20包括：指纹感测芯片21、封装层22(22,22’)、压印层23及具有多个焊脚241的基板24。压印层23形成于封装层22的接合平面222(222’)之上并具有高光表面231。而由于封装层22的接合平面222(222’)已不具有任何的凸部或是凹部结构，因此，当目视高光表面231，便不会再看见由凸部或凹部结构所造成的芯片痕。其中，指纹识别模块20的封装层22的厚度D1介于：0.25mm至0.85mm之间；指纹识别模块20的压印层23的厚度D2则介于：28μm至44μm之间。
相较于现有技术，本发明是利用平面打磨或材料填充等方式去除封装层表面上因指纹感测芯片配置位置所造成的凸部或凹部结构，并于封装层表面上形成一接合平面。而当压印层形成于接合平面的上时，可有效地避免压印层的高光表面出现因凸部及凹部结构所造成的芯片痕，让指纹识别模块的外观维持一致性的美感；故，本发明实为一极具产业价值的发明。
本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护。

Claims (10)

1.一种指纹识别模块，其特征在于，包括：
一基板；
一指纹感测芯片，该指纹感测芯片固定于该基板；
一封装层，该封装层覆盖于该指纹感测芯片及该基板之上，且该封装层具有一接合平面，其中该封装层的表面具有至少一凹部及至少一凸部，且一填充材料填充于该至少一凹部以形成该接合平面；以及
一压印层；
其中，该压印层形成于该接合平面之上。
2.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该压印层具有一高光表面，且该高光表面不具有芯片痕。
3.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该封装层是由环氧模压树脂材料所制成。
4.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该填充材料的材质与该封装层的材质相同。
5.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该封装层的厚度介于0.25mm至0.85mm之间。
6.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该压印层的厚度介于28μm至44μm之间。
7.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该压印层包括：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层或抗指纹镀膜层。
8.如权利要求1所述的指纹识别模块，其中该基板具有多个焊脚。
9.一种指纹识别模块的制作方法，包括下列步骤：
(a).提供一指纹感测芯片连板，该指纹感测芯片连板具有一基板、一封装层及多个指纹感测芯片；
(b).于该封装层的表面形成一接合平面，该封装层的表面具有至少一凹部及至少一凸部，且一填充材料是填充于该至少一凹部以形成该接合平面；
(c).于该封装层的该接合平面上形成一压印层；以及
(d).切割该指纹感测芯连板，以形成一指纹识别模块。
10.一种指纹识别模块的制作方法，包括下列步骤：
(a).提供一指纹感测芯片连板，该指纹感测芯片连板具有一基板、一封装层及多个指纹感测芯片，其中该封装层具有一封装层表面，该封装层的表面具有至少一凹部及至少一凸部，该至少一凸部具有一最高点，该至少一凹部则具有一最低点；
(b).设置一打磨线，该打磨线与该至少一凹部的最低点齐平或低于该至少一凹部的最低点，以及利用一平面打磨步骤打磨该封装层的表面至该打磨线而去除该至少一凹部及该至少一凸部，而形成一接合平面；
(c).于该封装层的该接合平面上形成一压印层；以及
(d).切割该指纹感测芯连板，以形成一指纹识别模块。
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