CN109994431A - 封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种封装结构，其于感测芯片上设置表面层，且该表面层包含聚合物与导电物，使该感测芯片不会外露于环境中，故不仅能保护该感测芯片而避免发生表面侵蚀及产生静电等问题，且能避免该感测芯片因静电而造成烧毁的问题，因而能提升该封装结构的耐用性。

Description

封装结构
技术领域
本发明有关一种封装结构，尤指一种可应用于指纹感测器的封装结构。
背景技术
随着消费者对于隐私的注重程度提升，诸多高阶电子产品皆已装载使用者辨识系统，例如，手机、平板电脑、个人电脑、电子锁等，以增加电子产品中资料的安全性，因此辨识系统的研发与设计随着消费者需求，而成为电子产业主要发展方向之一。
于生物辨识系统中，依据辨识标的的不同可概括分为辨识生物的生理特征(如指纹、瞳孔、人脸、声纹)辨识与行为特征(如签名、语音)等类型的生物辨识系统，其中，辨识生理特征的生物辨识系统具有单一性、防伪程度高与便利等优点，且此技术已逐渐成熟而广泛地应用于个人的身分辨识与确认，因此广为消费者所接受。
现有指纹辨识装置中，依据指纹的扫描方式分为扫描指纹图案的光学式指纹辨识装置及侦测指纹纹路中的微量电荷的电容式指纹辨识装置。
目前电容式指纹感测器符合薄型化与微小型化，因而广泛应用于电子产品上。如图1所示，悉知电容式指纹感测器(fingerprint sensor)的封装结构1于一基板10上设置一具有感测面11a的感测芯片11，再以封装胶体12包覆该感测芯片11并外露出该感测面11a，之后于该感测面11a与该封装胶体12上设置一传感层13。借此，使用者可借由触滑(swipe)该传感层13而令该感测芯片11的感测面11a感测指纹。
然而，悉知封装结构1中，于设置该传感层13前的运送过程中，该感测芯片11外露于环境中，因而容易受到环境气体、环境液体或手指上的汗水与酸碱性等的影响，致使该感测芯片11(甚至该感测面11a)发生表面侵蚀及产生静电等问题，造成采用该封装结构1的电容式指纹感测器的耐用性不佳，且使用寿命大幅降低。
此外，虽可于该感测芯片11上设置一蓝宝石基板，以避免发生表面侵蚀及产生静电等问题，但会大幅提高制作成本。
因此，如何克服上述悉知技术的种种问题，实已成目前亟欲解决的课题。
发明内容
鉴于上述悉知技术的缺失，本发明提供一种封装结构，能提升该封装结构的耐用性。
本发明的封装结构包括：承载件；电子元件，其具有相对的感测面与非感测面，并以该非感测面结合至该承载件上；封装层，其形成于该承载件上以包覆该电子元件，且令该感测面外露出该封装层；以及表面层，其覆盖该电子元件，并包含有聚合物与导电物。
前述的封装结构中，该电子元件电性连接该承载件。
前述的封装结构中，该聚合物为环氧树脂。
前述的封装结构中，该导电物为碳黑材料，如碳颗粒，且该碳黑材料占据该表面层的含量比例低于5％。进一步地，该碳黑材料占据该表面层的含量比例可调整该表面层的颜色深浅程度或调整该表面层的电阻值。或者，该碳黑材料的导电性也可用以调整该表面层的电阻值。
前述的封装结构中，该表面层的导电物、该电子元件及该承载件构成一用以排除静电的导电通路。
前述的封装结构中，还包括设于该表面层上的传感层。
由上可知，本发明的封装结构，主要借由该包含有聚合物与导电物的表面层的设计取代悉知蓝宝石基板的使用，以降低制作成本，且使该电子元件于设置该传感层13前不会外露于环境中，故相较于悉知技术，本发明不仅能保护该电子元件而避免发生表面侵蚀及产生静电等问题，且能避免该电子元件因静电而造成烧毁的问题，因而能提升该封装结构的耐用性，且能大幅增加使用寿命。
附图说明
图1为悉知封装结构的剖面示意图；
图2为本发明的封装结构的剖面示意图；以及
图3为图2的另一实施例的剖面示意图。
符号说明
1,2,3 封装结构
10 基板
11 感测芯片
11a,21a 感测面
12 封装胶体
13,23 传感层
20 承载件
200 接地线路
21 电子元件
21b 非感测面
210,310 电极垫
211 导电凸块
22 封装层
22a 第一表面
22b 第二表面
24 表面层
24a 聚合物
24b 导电物
29 底胶
311 焊线。
具体实施方式
以下借由特定的具体实例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可借由其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。本说明书中所引用的如「上」、「第一」、「第二」及「一」等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本申请可实施的范畴。
请参阅图2，其为本发明的封装结构2的剖面示意图。如图2所示，所述的封装结构2包括一承载件20、一电子元件21、一封装层22、一传感层23以及一表面层24。
所述的承载件20为具有核心层或无核心层(coreless)的线路结构，例如封装基板(substrate)，其具有线路层，如包含接地线路200，其型态为扇出(fan out)型重布线路层(redistribution layer，简称RDL)。应可理解地，该承载件20也可为其它承载芯片的型式，如导线架(leadframe)、如晶圆(wafer)或硅中介板(silicon interposer)的半导体板、或其它具有金属布线(routing)的载板，并不限于上述。
所述的电子元件21具有相对的感测面21a与非感测面21b，且该电子元件21以其非感测面21b结合该承载件20。
于本实施例中，该电子元件21为感测芯片，例如，一种用以侦测生物体电荷变化、温度差、压力等的感测芯片，更佳为指纹辨识芯片，该指纹辨识芯片为能借由该感测面21a所接收的电容差进行生物辨识。
此外，该电子元件21的电极垫210配置于该非感测面21b上，使电子元件21借由该电极垫210及多个导电凸块211以覆晶方式电性连接该承载件20的线路层，再以底胶29包覆该些导电凸块211。或者，于其它实施例中，如图3所示，该电子元件21的电极垫310可配置于该感测面21a上，使该电极垫310借由焊线311以打线方式电性连接该承载件20的线路层。因此，对于该电子元件21电性连接该承载件20的方式并无特别限制。
所述的封装层22形成于该承载件20上以包覆该电子元件21，使该电子元件21嵌埋于该封装层22中，且令该感测面21a外露出该封装层22。另外，可省略前述的底胶29，直接以该封装层22包覆该些导电凸块211。
于本实施例中，该封装层22具有相对的第一表面22a及第二表面22b，该封装层22以其第二表面22b结合至该承载件20上，且令该感测面21a外露于该封装层22的第一表面22a。
此外，形成该封装层22的材质为聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、干膜(dry film)、环氧树脂(epoxy)或封装材(molding compound)，但不限于上述。
又，形成该封装层22的方法以压合(laminating)方式或如模压成型(compressionmolding)、转注成型(transfer molding)等铸模成型(molding)方式所完成。
所述的表面层24形成于该封装层22的第一表面22a上且覆盖该电子元件21的感测面21a，且该表面层24包含聚合物24a与导电物24b。
于本实施例中，该聚合物24a为环氧树脂，且该导电物24b为碳黑材料，其中，该碳黑材料为碳颗粒，例如，该碳黑材料占据该表面层24的含量比例低于5％。
此外，将该碳黑材料添加于该环氧树酯中，可使该表面层24的颜色呈黑色，故借由控制该碳黑材料的比例可调整该表面层24的黑色程度，如深黑色、浅黑色或灰色等。
又，借由控制该碳黑材料的含量比例或导电性(如提高其电阻等)，可调整该表面层24的电阻值，故该表面层24的导电物24b(碳黑材料)、相关该电子元件21的导电元件(如电极垫210,310与该导电凸块211或焊线311等)及该承载件20的接地线路200可构成一用以排除静电的导电通路。
此外，可将该导电物24b(碳黑材料)占据该表面层24的含量比例调降至5％以下，使该表面层24的电阻上升至大于或等于1011欧姆(≧1011Ω)，以提高该表面层24的抗静电力，如可抗大于30千伏(>30KV)的电压，故能避免该电子元件21因静电而造成烧毁的问题。
所述的传感层23设于该表面层24上。于本实施例中，该传感层23作为传感或保护用，其材质为玻璃或其它适当的高分子材料。
于该封装结构2的运作中，借由手指作用(按压)该传感层23而令该表面层24与该感测面21a感测指纹的相关讯号。
综上所述，本发明的封装结构2,3中，其借由该表面层24形成于该感测面21a上(或于该电子元件21与该传感层23之间形成该表面层24)，且该表面层24包含聚合物24a与导电物24b，相较于悉知，将可大幅降低制作成本，且使该电子元件21于设置该传感层23前的运送过程中不会外露于环境中，故相较于悉知技术，该封装结构2,3不仅能保护该电子元件21而使其不受到环境气体、环境液体或手指上的汗水与酸碱性等的影响以避免该电子元件21(甚至该感测面21a)发生表面侵蚀及产生静电等问题，且能避免该电子元件21因静电而造成烧毁的问题，因而能提升采用该封装结构2的电容式感测器的耐用性，且能大幅增加使用寿命。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (11)

1.一种封装结构，其特征为，该封装结构包括：
承载件；
电子元件，其具有相对的感测面与非感测面，并以该非感测面结合至该承载件上；
封装层，其形成于该承载件上以包覆该电子元件，且令该感测面外露出该封装层；以及
表面层，其覆盖该电子元件，并包含有聚合物与导电物。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征为，该电子元件电性连接该承载件。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征为，该聚合物为环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征为，该导电物为碳黑材料。
5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征为，该碳黑材料为碳颗粒。
6.根据权利要求4所述的封装结构，其特征为，该碳黑材料占据该表面层的含量比例低于5％。
7.根据权利要求4所述的封装结构，其特征为，该碳黑材料占据该表面层的含量比例用以调整该表面层的颜色深浅程度。
8.根据权利要求4所述的封装结构，其特征为，该碳黑材料占据该表面层的含量比例用以调整该表面层的电阻值。
9.根据权利要求4所述的封装结构，其特征为，该碳黑材料的导电性用以调整该表面层的电阻值。
10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征为，该表面层的导电物、该电子元件及该承载件构成一用以排除静电的导电通路。
11.根据权利要求1所述的封装结构，其特征为，该封装结构还包括设于该表面层上的传感层。
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