CN109427696B - 指纹感测芯片封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种指纹感测芯片封装结构，包括基板、指纹感测芯片、盖板及软性电路板，基板具有第一表面、第二表面及贯穿开口，第二表面包括自贯穿开口延伸出的凹槽及第二金属接点，凹槽则用以容置第一金属接点；指纹感测芯片具有上表面及下表面，设置于贯穿开口之中且下表面具有焊垫；盖板固设于基板的第一表面并覆盖指纹感测芯片的上表面；软性电路板设置于基板的第二表面，且软性电路板的表面具有第三金属接点，第三金属接点对应于第二金属接点，并与第二金属接点电性连接；其中，焊垫通过导线与第一金属接点电性连接。基板封装取代环氧模压树脂封装，使指纹感测芯片封装结构在薄型化的同时仍能维持的良好的机械强度，且可避免外观翘曲的现象。

Description

指纹感测芯片封装结构
技术领域
本发明涉及一种芯片封装的应用领域，尤其涉及一种用于指纹感测芯片的封装结构。
背景技术
随着科技的进步，具指纹辨识功能的指纹辨识模块也已被广泛地设置于电子装置中，而成为电子装置的标准配备之一。而使用者可通过指纹辨识模块进行身分的识别，以进一步解除电子装置的锁定或进行软体界面的操作。
现有的技术中，如图1所示，图1为现有指纹感测芯片封装结构的剖面图。于图1中，指纹感测模块20由平面网格阵列封装(Land Grid Array,LGA)技术封装制成，包括有:指纹感测芯片21、基板22、覆盖于指纹感测芯片21及基板22之上的环氧模压树脂(EpoxyMolding Compound,EMC)层23、盖板24、软性电路板25及补强板26。其中，指纹感测芯片21的上表面具有焊垫211，基板25上具有金属接点221，焊垫211则通过导线W与金属接点221电性连接。
而于现有的技术中，指纹感测模块20的盖板24的厚度介于120μm～250μm之间。基板22的厚度介于130μm～310μm之间。指纹感测芯片21的厚度介于150μm～400μm之间。而为保护导线W及维持其机械强度，环氧模压树脂层23的厚度通常为选用指纹感测芯片21的厚度再加上50μm。而软性电路板25及补强板26的厚度均为120μm。此外，在封装完成后，需再加上约20μm的灌封胶厚度及约60μm的锡焊厚度。在现今电子装置不断追求轻薄化的趋势中，虽以现有的封装技术封装制成的指纹感测模块20其厚度最薄可达770μm，然而，由于封装材料收缩的特性，可能会导致指纹感测模块20产生翘曲的现象，且让指纹感测模块20失去应有的机械强度。
有鉴于此，如何提供一种指纹感测芯片封装结构，使其于在薄型化的过程中，可同时维持其良好的机械强度，并避免翘曲情况的产生，为本发明欲解决的技术课题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种薄型化且同时维持良好机械强度的指纹感测芯片封装结构。
为达前述的目的，本发明提供一种指纹感测芯片封装结构，包括:
基板，具有第一表面、第二表面及贯穿第一表面及第二表面的贯穿开口，第二表面包括自贯穿开口延伸出的凹槽及第二金属接点，且凹槽用以容置第一金属接点；
指纹感测芯片，设置于贯穿开口之中，且具有上表面及下表面，下表面具有焊垫；
盖板，固设于基板的第一表面并覆盖指纹感测芯片的上表面；以及
软性电路板，设置于基板的第二表面，且软性电路板的表面具有第三金属接点，第三金属接点对应于第二金属接点，并与第二金属接点电性连接；
其中，焊垫通过导线与第一金属接点电性连接。
于上述较佳实施方式中，其进一步包括补强板，补强板设置于软性电路板相对于第三金属接点的表面的另一表面上。
于上述较佳实施方式中，其中胶体涂布于焊垫、导线及第一金属接点，胶体为底部填充胶。
于上述较佳实施方式中，其中第一胶片层形成于盖板与基板的第一表面之间，用以粘合盖板及基板。
于上述较佳实施方式中，其中盖板包括胶水层，形成于对应贯穿开口的位置，并用以粘合指纹感测芯片的上表面。
于上述较佳实施方式中，其中第二胶片层形成于软性电路与补强板之间，并用以黏合软性电路及补强板。
于上述较佳实施方式中，其中基板为:电木板、玻璃纤维板、塑胶板或陶瓷板。
于上述较佳实施方式中，其中盖板的材质为:陶瓷或玻璃。
于上述较佳实施方式中，其中补强板的材质为:不锈钢、钨钢、铝或马口铁。
于上述较佳实施方式中，其中基板的厚度介于295μm～305μm之间。
于上述较佳实施方式中，其中基板的厚度为300μm。
于上述较佳实施方式中，其中盖板的厚度介于90μm～110μm之间。
于上述较佳实施方式中，其中盖板的厚度为100μm。
于上述较佳实施方式中，其中补强板的厚度介于145μm～155μm之间。
于上述较佳实施方式中，其中补强板的厚度为150μm。
附图说明
图1:为现有指纹感测芯片封装结构的剖面图；
图2:为本发明所提供的指纹感测芯片封装结构的立体分解图；以及
图3:为本发明所提供的指纹感测芯片封装结构的剖面图。
【符号说明】
C 第一金属接点
G 胶体
W 导线
10 指纹感测芯片封装结构
11、21 指纹感测芯片
111、141、151 上表面
112、142、152 下表面
1121、211 焊垫
12 基板
121 第一表面
122 第二表面
1221 第二金属接点
123 贯穿开口
1231 凹槽
13、24 盖板
131 第一胶片层
132 胶水层
14、25 软性电路板
1411 第三金属接点
15、26 补强板
1511 第二胶片层
20 指纹感测模块
22 基板
221 金属接点
23 环氧模压树脂层
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畴。
首先，请参阅图2所示，图2为本发明所提供的指纹感测芯片封装结构的立体分解图。于图2中，所述的指纹感测芯片封装结构10包括:指纹感测芯片11、基板12、盖板13、软性电路板(Flexible Print Circuit,FPC)14以及补强板15。
请继续参阅图2，所述的指纹感测芯片11具有上表面111及下表面112，于本发明的设计中，利用硅导通孔(Through Silicon Via,TSV)工艺技术将指纹感测芯片11的焊垫1121布置于指纹感测芯片11的下表面112相对的二侧边。虽本发明虽仅提出利用硅导通孔工艺技术将指纹感测芯片11的焊垫1121布置于下表面112相对的二侧边的实施方式，但于实际应用时，亦可利用硅导通孔工艺技术及线路重布技术(Redistribution Layer,RDL)工艺技术将焊垫1121集中布置于指纹感测芯片11的下表面112的任一侧边，而不以本发明所提出的实施方式为限。
所述的基板12具有第一表面121、第二表面122以及贯穿第一表面121与第二表面122的贯穿开口123。其中，第二表面122上具有二个第二金属接点1221及自贯穿开口123相对的两侧边延伸出的二个凹槽1231，而凹槽1231则用以容置第一金属接点C，贯穿开口123则用以容置指纹感测芯片11。本发明所述的基板12的材质可为:电木板、玻璃纤维板、塑胶板或陶瓷板等。
所述的盖板13的表面包括:第一胶片层131及胶水层132。第一胶片层131用以将盖板13与基板12的第一表面121进行粘合；胶水层132则布置于对应于贯穿开口123的位置，并用以粘合指纹感测芯片11的上表面111。其中，第一胶片层131为一种热压型双面胶；胶水层132则为一种热固型水胶。而盖板13的材质则可为:陶瓷或玻璃，于一较佳的实施方式中，盖板13由蓝宝石玻璃所制成。本发明虽仅提出将第一胶片层131及胶水层132布置于盖板13的表面的实施方式，但于实际应用时亦可将第一胶片层131布置于基板12的第一表面121，或将胶水层132布置于指纹感测芯片11的上表面111，而不以本发明所提出的实施方式为限。
所述的软性电路板14具有上表面141及相对于上表面141的下表面142。其中，软性电路板14的上表面141布置有二个第三金属接点1411，而第三金属接点1411布置的位置对应于基板12的第二表面122上第二金属接点1221布置的位置，且第三金属接点1411用以与第二金属接点1221电性连接。本发明虽仅提出二个第三金属接点1411对应于二个第二金属接点1221的实施方式，但于实际应用时，亦可依据第二金属接点1221的个数及布置位置调整相对应第三金属接点1411的个数及位置，而不以本发明所提出的实施方式为限。
所述的补强板15则具有上表面151及下表面152。其中，上表面151布置有第二胶片层1511，用以将补强板15与软性电路板14的下表面142进行粘合，以由此提升软性电路板14的机械强度。其中，补强板15由金属材质所制成，于一较佳实施方式中，补强板15的材质可为:不锈钢、钨钢、铝或马口铁；而第二胶片层1511则为一种热固型导电双面胶。
接着，请参阅图3，图3为本发明所提供的指纹感测芯片封装结构的剖面图。于图3中，盖板13通过第一胶片层131与基板12的第一表面121相互黏合，使盖板13可固设于基板12的第一表面121。另一方面，盖板13亦同时覆盖于指纹感测芯片11的上表面111，并利用胶水层132与指纹感测芯片11的上表面111相互黏合以固定指纹感测芯片11，而通过围绕设置于指纹感测芯片11周缘的基板12提升指纹感测芯片11的机械强度，使指纹感测芯片11可稳固地设置于基板12的贯穿开口123之中。
软性电路板14则设置于基板12的第二表面122上，并可于软性电路板14的上表面141或基板12的第二表面122布置一异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film,ACF)(未示于图中)，而软性电路板14则通过异方性导电胶膜与基板12的第二表面122相互黏合。此外，由于第三金属接点1411布置于与第二金属接点1221相对应的位置，如此第三金属接点1411便可与第二金属接点1221相接合并产生电性连接。
接着，布置于指纹感测芯片11的下表面112的焊垫1121则通过导线W与基板12凹槽1231内的第一金属接点C电性连接。随后，可将胶体G涂布于焊垫1121、导线W及第一金属接点C的位置，以保护焊垫1121、导线W及第一金属接点C，避免焊垫1121、导线W及第一金属接点C的氧化或受到外界环境的水气影响而腐蚀，亦可由此提升导线W的机械强度及抗冲击能力。其中，胶体W为一种底部填充胶(underfill)。而于本发明另一较佳的实施方式中，亦可于指纹感测芯片11与软性电路板14之间填充一具有弹性的固化胶(未示于图中)，以由此提升整体指纹感测芯片封装结构10的抗冲击能力。本发明虽仅提出自贯穿开口123相对的两侧边延伸出二个凹槽1231，并以凹槽1231容置第一金属接点C的实施方式，但于实际应用时，亦可依据指纹感测芯片11下表面112的焊垫1121的个数及布置位置调整凹槽1231形成的位置及个数，而不以本发明所提出的实施方式为限，举例而言，若焊垫1121以硅导通孔工艺技术及线路重布技术工艺技术集中布置于指纹感测芯片11的下表面112的一侧边时，可自贯穿开口123对应的同一侧延伸出凹槽1231以容置第一金属接点C即可，而毋须再额外设置另一个容置第一金属接点C的凹槽1231。
请继续参阅图3，于图3中，盖板13的厚度介于90μm～110μm之间；第一胶片层131的厚度约为20μm；基板12的厚度介于295μm～305μm之间；异方性导电胶膜(未示于图中)的厚度介于10μm～25μm之间；软性电路板14的厚度为120μm；第二胶片层151的厚度约为20μm；补强板15的厚度则介于145μm～155μm之间；如此指纹感测芯片封装结构10整体的厚度可介于700μm～755μm之间。于一较佳的实施方式中，盖板13的厚度为100μm；第一胶片层131的厚度约为20μm；基板12的厚度为300μm；异方性导电胶膜(未示于图中)的厚度为10μm；软性电路板14的厚度为120μm；第二胶片层151的厚度约为20μm；补强板15的厚度为150μm。而指纹感测芯片封装结构10整体的厚度为720μm。
相较于现有技术，本发明提供一种薄型化的指纹感测芯片封装结构，以减少电子装置配置指纹感测芯片时所需的容置空间，如此便可有效提升了电子装置内部电子线路配置的灵活性及自由度。另一方面，以基板封装取代现有环氧模压树脂的芯片封装，因基板围绕设置于指纹感测芯片的周缘，进而达到环状补强的效果，使指纹感测芯片封装结构在薄型化的同时仍能维持的良好的机械强度，且以基板封装不会有材料胀缩比不同的问题，因此可避免指纹感测芯片封装结构外观翘曲的现象；故，本发明实为一极具产业价值的创作。
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 (15)

1.一种指纹感测芯片封装结构，其特征在于，包括:
一基板，具有一第一表面、一第二表面及贯穿该第一表面及该第二表面的一贯穿开口，该第二表面包括自该贯穿开口延伸出的至少一凹槽及至少一第二金属接点，且该至少一凹槽用以容置一第一金属接点；
一指纹感测芯片，设置于该贯穿开口之中，且具有一上表面及一下表面，该下表面具有至少一焊垫；
一盖板，固设于该基板的该第一表面并覆盖该指纹感测芯片的该上表面；以及
一软性电路板，设置于该基板的该第二表面，且该软性电路板的表面具有至少一第三金属接点，该至少一第三金属接点对应于该至少一第二金属接点，并与该至少一第二金属接点电性连接；
其中，该至少一焊垫通过一导线与该第一金属接点电性连接。
2.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其进一步包括一补强板，该补强板设置于该软性电路板相对于该至少一第三金属接点的表面的另一表面上。
3.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中一胶体涂布于该至少一焊垫、该导线及该第一金属接点，该胶体为一底部填充胶。
4.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中一第一胶片层形成于该盖板与该基板的该第一表面之间，用以粘合该基板及该盖板。
5.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中该盖板包括一胶水层，形成于对应该贯穿开口的位置，并用以粘合该指纹感测芯片的该上表面。
6.如权利要求2所述的指纹感测芯片封装结构，其中一第二胶片层形成于该软性电路与该补强板之间，并用以粘合该软性电路及该补强板。
7.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中该基板为:电木板、玻璃纤维板、塑胶板或陶瓷板。
8.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中该盖板的材质为:陶瓷或玻璃。
9.如权利要求2所述的指纹感测芯片封装结构，其中该补强板的材质为:不锈钢、钨钢、铝或马口铁。
10.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中该基板的厚度介于295μm～305μm之间。
11.如权利要求10所述的指纹感测芯片封装结构，其中该基板的厚度为300μm。
12.如权利要求1所述的指纹感测芯片封装结构，其中该盖板的厚度介于90μm～110μm之间。
13.如权利要求12所述的指纹感测芯片封装结构，其中该盖板的厚度为100μm。
14.如权利要求2所述的指纹感测芯片封装结构，其中该补强板的厚度介于145μm～155μm之间。
15.如权利要求14所述的指纹感测芯片封装结构，其中该补强板的厚度为150μm。
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