CN109376726A - 一种屏下光学指纹芯片封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屏下光学指纹芯片封装结构，其包括玻璃，玻璃的上表面设有遮光层，遮光层上设有若干通孔，每个通孔内设有一个微镜头，玻璃的下表面设有支撑件；光学感应芯片，通过支撑件与玻璃连接，并与玻璃之间设有空腔，光学感应芯片的上表面设有焊垫，光学感应芯片的下表面设有与焊垫电性连接的重布线层。本发明的屏下光学指纹芯片封装结构简单，组装方便，其通过在玻璃的上表面设置遮光层，在遮光层上设置容纳若干微镜头的通孔，在玻璃的下表面设有支撑件与光学感应芯片连接，解决了单个镜头体积大，封装厚度大的问题。使封装厚度大大降低，可满足如今智能设备日益轻薄化的发展需求。
Description
技术领域
本发明涉及生物识别技术领域，特别涉及一种屏下光学指纹芯片封装结构。
背景技术
随着通信技术的发展，移动终端正被广泛应用于人们的日常生活和工作中。目前，移动终端中都设置有指纹识别装置，通过指纹识别进行解锁、密码设置等诸多操作。在指纹识别装置中，电容式指纹识别装置和光学指纹识别装置是两种较为常用的指纹识别装置。
光学指纹芯片是指纹识别装置的核心部件，其设于终端屏幕下面，可实现隐藏式光学指纹功能。现有的光学指纹芯片的封装结构存在以下问题：结构复杂，组装不便，且大多采用单个镜头，组装时需要设置支架对镜头进行支撑，由于单个镜头本身体积较大，再加上底部支架，导致封装厚度大，不能满足如今智能设备(例如手机)日益轻薄化的发展需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供在于提供一种结构简单、组装方便的屏下光学指纹芯片封装结构，其采用如下技术方案：
一种屏下光学指纹芯片封装结构，其包括：
玻璃，所述玻璃的上表面设有遮光层，所述遮光层上设有若干通孔，每个通孔内设有一个微镜头，所述玻璃的下表面设有支撑件；
光学感应芯片，通过所述支撑件与所述玻璃连接，并与所述玻璃之间设有空腔，所述光学感应芯片的上表面设有焊垫，所述光学感应芯片的下表面设有与所述焊垫电性连接的重布线层。
作为本发明的进一步改进，所述重布线层上设有若干锡球，所述柔性电路板通过所述锡球与光学感应芯片焊接。
作为本发明的进一步改进，所述支撑件为围堰，所述围堰压合在所述焊垫上。
作为本发明的进一步改进，所述微镜头阵列设置，所述微镜头的高度为1-100um,直径为5-1000um，微镜头之间的间距为10-10000um。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃的上表面或/和下表面还设有滤光层。
作为本发明的进一步改进，所述玻璃的上表面或/和下表面还设有增透层。
作为本发明的进一步改进，还包括柔性电路板，所述柔性电路板设于所述光学感应芯片下方并与所述重布线层电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述柔性电路板的下表面设有补强片。
作为本发明的进一步改进，还包括遮光层，所述遮光层设于所述玻璃和光学感应芯片的侧面。
作为本发明的进一步改进，所述支架与终端屏幕通过胶水粘接，所述支架与玻璃通过胶水粘接。
本发明的有益效果：
本发明的屏下光学指纹芯片封装结构简单，组装方便，其通过在玻璃的上表面设置遮光层，在遮光层上设置容纳若干微镜头的通孔，在玻璃的下表面设有支撑件与光学感应芯片连接，解决了单个镜头体积大，封装厚度大的问题。使封装厚度大大降低，可满足如今智能设备日益轻薄化的发展需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并匹配附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例一中屏下光学指纹芯片封装结构的整体结构示意图；
图2是本发明实施例一中屏下光学指纹芯片封装结构的局部结构示意图；
图3是本发明实施例二中屏下光学指纹芯片封装结构的整体结构示意图；
图4是本发明实施例二中屏下光学指纹芯片封装结构的局部结构示意图；
图5是本发明实施例三中屏下光学指纹芯片封装结构的整体结构示意图；
图6是本发明实施例三中屏下光学指纹芯片封装结构的局部结构示意图；
图7是本发明实施例一至三中微镜头和光学感应芯片的加工示意图。
标记说明：10、玻璃；11、支架；12、滤光层；13、遮光层；14、微镜头；15、围堰；20、终端屏幕；30、光学感应芯片；31、感应区域；32、焊垫；33、重布线层；34、锡球；40、柔性电路板；41、补强片；50、遮光层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-2所示，为本实施例一中的屏下光学指纹芯片封装结构，该屏下光学指纹芯片封装结构包括玻璃10，设于终端屏幕20下方并可通过支架11与终端屏幕20连接，玻璃10的上表面设有遮光层13，遮光层13上设有若干通孔，每个通孔内设有一个微镜头14，微镜头14用于改变光的路线，有助于成像。，玻璃10的下表面设有支撑件，优选的，支撑件为围堰15。
具体的，若干通孔在遮光层13上阵列设置，即微镜头14阵列设置，微镜头14的底部形状为圆形或方形。优选的，微镜头14的底部形状为圆形，微镜头14的高度为1-100um，直径为5-1000um，微镜头14之间的间距为10-10000um。优选的，遮光层13的厚度一般为0.1um-20um。遮光层13的制作工艺可以是蒸镀，丝网印刷，旋转涂布，喷涂，半导体光刻等单种工艺或多种工艺复合实现。
优选的，玻璃10的厚度为0.1-1.5mm，玻璃10的上表面或/和下表面还设有滤光层12，滤光层12的主要作用是过滤掉特殊波长范围的光，让其他波段的光可以进入。优选的，玻璃10的上表面或/和下表面还设有增透层，用于减少光线在玻璃10界面的反射，增加光线入射量。
该屏下光学指纹芯片封装结构还包括光学感应芯片30，光学感应芯片30通过围堰15与玻璃10连接，并与玻璃10之间设有空腔，光学感应芯片30的上表面设有感应区域31和焊垫32，光学感应芯片30的下表面设有与焊垫32电性连接的重布线层33。优选的，，围堰压合在焊垫32上，围堰15的高度一般为5-500um，围堰15的材料可以是感光油墨,干膜，玻璃，硅基板，有机基板等。
优选的，该屏下光学指纹芯片封装结构还包括柔性电路板40，设于光学感应芯片30下方并与重布线层33电性连接。柔性电路板40的下表面设有补强片41。优选的，重布线层33上设有若干锡球34，柔性电路板40通过锡球34与光学感应芯片30焊接，锡球34可方便与柔性电路板40的焊接。
该屏下光学指纹芯片封装结构还包括遮光层50，遮光层50设于玻璃10和光学感应芯片30的侧面，防止侧面光线透过进入光学感应芯片30内部。
优选的，支架11与终端屏幕20通过胶水粘接，支架11与玻璃10通过胶水粘接。
优选的，光学感应芯片30的背面通过机械研磨的方式对硅面进行减薄，使目标硅厚降低到50um-300um之间，并通过光刻和干法蚀刻等工艺将焊垫15暴露出，焊垫15的暴露方式是多台阶结构，如图1-2所示，并通过光刻、湿法蚀刻工艺完成重布线层33，将焊垫信号引出，最后在重布线层33上完成锡球34的制作。
如图3-4所示，为本实施例二中的屏下光学指纹芯片封装结构，其与实施例一的区别在于，焊垫15的暴露方式是单台阶结构。其与实施例一都是低的封装成本方案，但是对集成电路设计的要求要高。
如图5-6所示，为本实施例三中的屏下光学指纹芯片封装结构，其与实施例一的区别在于，焊垫15的暴露方式是单孔结构。其封装成本相对较高，但是对集成电路设计的要求低。
具体可根据不同封装要求选择实施例一至实施例三中的封装结构。实施例一至实施例三中的封装结构厚度在0.5-0.8mm，大大降低了屏下设计空间的占用。
如图7所示，微镜头14和光学感应芯片30的封装均采用大片加工工艺，完成后再分切成单颗小的单元，分切的方式可以是刀轮机械切割，或者激光切割，更符合批量化生产需求。
本发明的屏下光学指纹芯片封装结构简单，组装方便，其通过在玻璃的上表面设置遮光层，在遮光层上设置容纳若干微镜头的通孔，在玻璃的下表面设有支撑件与光学感应芯片连接，解决了单个镜头体积大，封装厚度大的问题。使封装厚度大大降低，可满足如今智能设备日益轻薄化的发展需求。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，包括：
玻璃，所述玻璃的上表面设有遮光层，所述遮光层上设有若干通孔，每个通孔内设有一个微镜头，所述玻璃的下表面设有支撑件；
光学感应芯片，通过所述支撑件与所述玻璃连接，并与所述玻璃之间设有空腔，所述光学感应芯片的上表面设有焊垫，所述光学感应芯片的下表面设有与所述焊垫电性连接的重布线层。
2.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述重布线层上设有若干锡球，所述柔性电路板通过所述锡球与光学感应芯片焊接。
3.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述支撑件为围堰，所述围堰压合在所述焊垫上。
4.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述微镜头阵列设置，所述微镜头的高度为1-100um,直径为5-1000um，微镜头之间的间距为10-10000um。
5.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述玻璃的上表面或/和下表面还设有滤光层。
6.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述玻璃的上表面或/和下表面还设有增透层。
7.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，还包括柔性电路板，所述柔性电路板设于所述光学感应芯片下方并与所述重布线层电性连接。
8.如权利要求7所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述柔性电路板的下表面设有补强片。
9.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，还包括遮光层，所述遮光层设于所述玻璃和光学感应芯片的侧面。
10.如权利要求1所述的屏下光学指纹芯片封装结构，其特征在于，所述支架与终端屏幕通过胶水粘接，所述支架与玻璃通过胶水粘接。
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