CN110246833A - 指纹识别芯片封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种指纹识别芯片封装结构，包括线路基板、芯片、至少一发光元件、透光层、透镜以及封装胶体。芯片配置于线路基板上并电性连接线路基板。发光元件配置于线路基板上并电性连接线路基板。发光元件位于芯片的至少一侧。透光层配置于线路基板上，并包覆芯片与发光元件。透镜配置于透光层上，且透镜与线路基板分别位于透光层的相对两侧。封装胶体配置于线路基板上，且位于透光层与透镜的周围。

Description

指纹识别芯片封装结构
技术领域
本发明涉及一种芯片封装结构，尤其涉及一种指纹识别芯片封装结构。
背景技术
目前，因资安意识的提高，智能手机、移动电话、平板电脑、笔记本电脑以及个人数字助理(PDA)等电子设备的锁定状态通常需通过识别程序才能解除，其中识别程序又以指纹识别最为常见，且指纹识别器依其识别原理可区分为电容式指纹识别器及光学式指纹识别器。
光学式指纹识别器由于需具有光源辅助照明识别，因此，体积较无法缩减，反观电容式指纹识别器具有结构轻薄的优势，近年来大受业者青睐。电容式指纹识别器利用检测芯片及检测电极相对于手指表面的脊纹与沟纹所形成的电容差异来取得指纹影像，因此手指的指腹与检测芯片之间的距离不能过远，否则可能造成识别功能失常。一般而言，配设于上述电子设备中的电容式指纹识别器的上方设有保护盖板，在进行指纹识别时，使用者需将手指的指腹贴附于保护盖板的外表面，为缩短保护盖板的外表面与检测芯片之间的距离，保护盖板的外表面中对位于检测芯片的区块需设有凹槽，从而影响到上述电子设备的外观的完整性。因此，不会影响到上述电子设备的外观的完整性的光学式指纹识别器又再次地被探讨，然而如何缩减其体积则是成为目前重要的议题之一。
发明内容
本发明提供一种指纹识别芯片封装结构，有助于维持电子设备外观的完整性。
本发明的指纹识别芯片封装结构，包括线路基板、芯片、至少一发光元件、透光层、透镜以及封装胶体。芯片配置于线路基板上并电性连接线路基板。发光元件配置于线路基板上并电性连接线路基板。发光元件位于芯片的至少一侧。透光层配置于线路基板上，并包覆芯片与发光元件。透镜配置于透光层上，且透镜与线路基板分别位于透光层的相对两侧。封装胶体配置于线路基板上，且位于透光层与透镜的周围。
在本发明的一实施例中，上述的芯片的主动表面朝向透镜，其中指纹识别芯片封装结构还包括多条导线，且这些导线配置用以电性连接主动表面与线路基板。
在本发明的一实施例中，上述的这些导线与发光元件分别位于芯片的不同侧。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件的发光面与芯片的主动表面齐平。
在本发明的一实施例中，上述的透镜在线路基板上的正投影覆盖芯片在线路基板上的正投影与发光元件在线路基板上的正投影。
在本发明的一实施例中，上述的指纹识别芯片封装结构还包括透光基板。透光基板配置于透镜上，且透光基板与透光层分别位于透镜的相对两侧。
在本发明的一实施例中，上述的指纹识别芯片封装结构还包括粘着层，配置用以将透光基板固定于透镜上。
在本发明的一实施例中，上述的指纹识别芯片封装结构还包括被动元件，配置于线路基板上并电性连接线路基板，且被动元件被封装胶体所包覆。
在本发明的一实施例中，上述的透光层包括线包覆胶膜。
在本发明的一实施例中，上述的透镜为聚光透镜。
基于上述，本发明的指纹识别芯片封装结构能通过透镜会聚出射光线与反射光线，以确保出射光线能集中投射到待识别的外界物体(例如手指的指腹)，并确保反射光线能集中投射到芯片的主动表面，从而确保光学式指纹识别的识别可靠度。也就是说，基于透镜的聚光功能，不仅能确保光学式指纹识别的识别可靠度，也能提高检测距离，使得产品设计更具灵活性，举例来说，配设有本发明的指纹识别芯片封装结构的电子设备无需刻意缩减部分区块的厚度，故能维持电子设备的外观的完整性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的指纹识别芯片封装结构的俯视示意图。
图2是图1的指纹识别芯片封装结构沿Ⅰ-Ⅰ’剖线的剖面示意图。
图3是图1的指纹识别芯片封装结构沿Ⅱ-Ⅱ’剖线的剖面示意图。
【符号说明】
10：指纹识别芯片封装结构
100：线路基板
110：芯片
112：主动表面
114：背表面
116：胶层
120：发光元件
122：发光面
130：透光层
140：透镜
150：封装胶体
160：导线
170：透光基板
180：粘着层
190：被动元件
200：保护盖板
具体实施方式
图1是本发明一实施例的指纹识别芯片封装结构的俯视示意图。图2是图1的指纹识别芯片封装结构沿Ⅰ-Ⅰ’剖线的剖面示意图。图3是图1的指纹识别芯片封装结构沿Ⅱ-Ⅱ’剖线的剖面示意图。特别说明的是，图2与图3示意地示出电子设备中的保护盖板200贴合于指纹识别芯片封装结构10上的态样，以便于说明。请参照图1至图3，在本实施例中，指纹识别芯片封装结构10包括线路基板100、芯片110、至少一发光元件120(示意地示出两个)、透光层130、透镜140以及封装胶体150，其中芯片110具有相对的主动表面112与背表面114，且背表面114通过胶层116连接线路基板100，使芯片110固定于线路基板100上。
另一方面，芯片110的主动表面112作为指纹影像检测面，且背向于线路基板100。芯片110可通过打线接合的方式电性连接于线路基板100，因此，指纹识别芯片封装结构10还包多条导线160，各导线160的其中一端电性接合于芯片110的主动表面112，且各导线160的另一端电性接合于线路基板100。这些发光元件120例如是发光二极管，设置于线路基板100上，且电性连接线路基板100。这些发光元件120位于芯片110的至少一侧，且这些导线160的配置是以不阻碍这些发光元件120所发出的检测光线为原则，因此这些导线160与这些发光元件120分别位于芯片110的不同侧。
透光层130可以是具透光性的封装胶体，配置于线路基板100上并包覆芯片110、这些导线160以及这些发光元件120。透镜140贴合于透光层130，且透镜140与线路基板100分别位于透光层130的相对两侧。透镜140位于芯片110与这些发光元件120的正上方，且透镜140在线路基板上的正投影覆盖芯片110在线路基板100上的正投影与各发光元件120在线路基板100上的正投影。另一方面，芯片110的主动表面112与各发光元件120的发光面122皆朝向透镜140，且芯片110的主动表面112与各发光元件120的发光面122可以是互为齐平。在其他实施例中，芯片的主动表面与各发光元件的发光面之间可存在高低落差，并以各发光元件的发光面高于芯片的主动表面为宜。
在本实施例中，透光层130例如是线包覆胶膜(film over wire,FOW)，在将线包覆胶膜贴附于线路基板100上时，芯片110、这些发光元件120以及这些导线160可穿入线包覆胶膜，且芯片110的主动表面112与各发光元件120的发光面122皆被线包覆胶膜所覆盖。另一方面，指纹识别芯片封装结构10还包括透光基板170，且配置于透镜140上。透光基板170通过可透光的粘着层180固定于透镜140，且透光基板170与透光层130分别位于透镜140的相对两侧。
另一方面，指纹识别芯片封装结构10还包括被动元件190，例如电阻、电容或电感等。被动元件190设置于线路基板100上，且例如是位于透光层130之外。被动元件190与芯片110位于线路基板100的同一侧，且电性连接于线路基板100。封装胶体150连接透光层130、透镜140、粘着层180以及透光基板170，且环绕透光层130、透镜140、粘着层180以及透光基板170的周围。进一步而言，封装胶体150与透光层130可用以阻隔水气，以避免对芯片110、这些发光元件120、这些导线160以及被动元件190造成损害。除此之外，封装胶体150也可用以提高结构的可靠度，避免透镜140、粘着层180以及透光基板170相对于透光层130偏移。并且，封装胶体150与透光层130可用以防止芯片110、这些发光元件120以及这些导线160与线路基板100的电性连接关系受外力作用而遭破坏。
此处，透光基板170可用以防止外界物体直接接触透镜140，且透镜140可以是聚光透镜。因透镜140在线路基板上的正投影覆盖芯片110在线路基板100上的正投影与各发光元件120在线路基板100上的正投影，各发光元件120所发出的检测光线能在穿过透镜140后会聚。
另一方面，保护盖板200例如是电子设备(例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或其他适用的电子产品)的一部分，且为透光盖板。保护盖板200连接透光基板170与封装胶体150，于操作上，使用者可以手指贴附于保护盖板200的外表面，且对应于芯片110所在处。因透镜140在线路基板上的正投影覆盖芯片110在线路基板100上的正投影与各发光元件120在线路基板100上的正投影，各发光元件120所发出的检测光线能在穿过透镜140后会聚，并于穿过透光基板170后集中投射在碰触保护盖板200的外表面的手指的指腹。相对地，检测光线自手指的指腹反射后会先穿过透光基板170，接着在穿过透镜140后会聚，以集中投射在芯片110的主动表面112上。基于透镜140的聚光功能，不仅能确保光学式指纹识别的识别可靠度，也能使产品设计更具灵活性。另一方面，本发明的结构整合了被动元件、发光元件及透镜等元件将其模封于同一单元中，使其形成为一模块化元件，如此一来，有效节省了空间及体积。
综上所述，本发明的指纹识别芯片封装结构能通过透镜会聚出射光线与反射光线，以确保出射光线能集中投射到待识别的外界物体(例如手指的指腹)，并确保反射光线能集中投射到芯片的主动表面，从而确保光学式指纹识别的识别可靠度。也就是说，基于透镜的聚光功能，不仅能确保光学式指纹识别的识别可靠度，也能提高检测距离，使得产品设计更具灵活性，举例来说，配设有本发明的指纹识别芯片封装结构的电子设备无需刻意缩减部分区块的厚度，故能维持电子设备的外观的完整性。
另一方面，封装胶体与透光层可用以阻隔水气，以避免对芯片、发光元件、导线以及被动元件造成损害。除此之外，封装胶体也可用以提高结构的可靠度，避免透镜、粘着层以及透光基板相对于透光层偏移。并且，封装胶体与透光层可用以防止芯片、发光元件以及导线与线路基板的电性连接关系因受外力作用而遭到破坏。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别芯片封装结构，其特征在于，包括：
线路基板；
芯片，配置于所述线路基板上并电性连接所述线路基板；
至少一发光元件，配置于所述线路基板上并电性连接所述线路基板，所述至少一发光元件位于所述芯片的至少一侧；
透光层，配置于所述线路基板上，并包覆所述芯片与所述至少一发光元件；
透镜，配置于所述透光层上，且所述透镜与所述线路基板分别位于所述透光层的相对两侧；以及
封装胶体，配置于所述线路基板上，且位于所述透光层与所述透镜的周围。
2.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，其中所述芯片的主动表面朝向所述透镜，且所述指纹识别芯片封装结构还包括多条导线，配置用以电性连接所述主动表面与所述线路基板。
3.如权利要求2所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，其中所述多条导线与所述至少一发光元件分别位于所述芯片的不同侧。
4.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，其中所述至少一发光元件的发光面与所述芯片的主动表面齐平。
5.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，其中所述透镜在所述线路基板上的正投影覆盖所述芯片在所述线路基板上的正投影与所述至少一发光元件在所述线路基板上的正投影。
6.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括：
透光基板，配置于所述透镜上，且所述透光基板与所述透光层分别位于所述透镜的相对两侧。
7.如权利要求6所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括：
粘着层，配置用以将所述透光基板固定于所述透镜上。
8.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，还包括：
被动元件，配置于所述线路基板上并电性连接所述线路基板，且所述被动元件被所述封装胶体所包覆。
9.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，其中所述透光层包括线包覆胶膜。
10.如权利要求1所述的指纹识别芯片封装结构，其特征在于，其中所述透镜为聚光透镜。
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