光学式影像辨识装置及其制作方法
技术领域
本发明系关于一种影像辨识技术,且特别关于一种光学式影像辨识装置及其制作方法。
背景技术
通常,指纹具有许多特征,包括脊,谷和更精细的点。更精细的点包括脊分叉的分叉和脊结束的终点。指纹可以被视为独特的生物识别数据,因为其特征分布是不同的,每个人不能具有相同的指纹。因此,在安全系统中使用诸如指纹之类的生物识别数据可以确保对需要安全性及可移动资产等的区域进行有效和准确的保护。用于获取指纹图像的指纹识别装置一般可以分为电容型装置和光学型装置。针对全屏幕面板,原先能容纳指纹辨识的屏幕的下方区块也受到挤压,为了美观及周边配件的市场考虑,智慧型手机厂自然不希望将指纹放置于屏幕的背面,因此光学指纹识别装置是未来趋势。在传统技术中,若欲制作光学指纹辨识装置时,会先于一基板上形成互补式金氧半(CMOS)感测器,再于感测器上形成光学准直器,最后于光学准直器的上方形成一红外线滤光片(IR-Cut filter),以遮蔽光路。然而,光学指纹辨识装置的整体厚度最薄也只能到475微米,不符合小于400微米的客户手机需求。
因此,本发明系在针对上述的困扰,提出一种光学式影像辨识装置及其制作方法,以解决习知所产生的问题。
发明内容
本发明的主要目的,在于提供一种光学式影像辨识装置及其制作方法,其系于软性印刷电路板设有凹槽,并将影像感测器置于凹槽中,甚至选择性利用解离膜移除基板,降低辨识装置的总厚度。
为达上述目的,本发明提供一种光学式影像辨识装置,包含一软性印刷电路板(FPC)、一影像感测器、一黏胶、一绝缘胶、一光学准直器(collimator)、一支撑环、一框胶与一滤光片。软性印刷电路板的顶部设有一凹槽,影像感测器位于凹槽中,影像感测器的侧壁与凹槽的侧壁之间留有一环形间隙,影像感测器透过复数条导线电性连接软性印刷电路板。黏胶填充于环形间隙中,并设于影像感测器与软性印刷电路板上,黏胶黏接软性印刷电路板与影像感测器,并包覆所有导线。光学准直器设于影像感测器上,且支撑环设于软性印刷电路板上,并环绕黏胶与光学准直器,支撑环的顶部的高度高于所有导线的顶部的高度与光学准直器的顶部的高度。框胶设于支撑环上,滤光片设于框胶上,并遮蔽光学准直器与影像感测器。
在本发明的一实施例中,黏胶更包含一封胶与一绝缘胶。封胶填充于环形间隙中,以黏接软性印刷电路板与影像感测器。绝缘胶设于影像感测器、软性印刷电路板与封胶上,以包覆所有导线,支撑环环绕绝缘胶。
在本发明的一实施例中,光学式影像辨识装置更包含一封装胶体,设于软性印刷电路板、支撑环与滤光片上,并覆盖支撑环与滤光片的侧壁。
在本发明的一实施例中,凹槽贯穿软性印刷电路板,影像感测器的底部的高度与软性印刷电路板的底部的高度相同。
在本发明的一实施例中,光学式影像辨识装置更包含一不锈钢环,其系设于支撑环上,且不锈钢环的顶部的高度与框胶的顶部的高度相同,滤光片设于不锈钢环上。
在本发明的一实施例中,影像感测器为互补式金氧半(CMOS)影像感测器,滤光片为红外线滤光片(IR-Cut filter),光学准直器为微机电(MEMS)结构。
在本发明的一实施例中,支撑环的材质为聚酰亚胺(PI)。
在本发明的一实施例中,软性印刷电路板、该支撑环、该框胶与该滤光片的总厚度小于335微米,且大于或等于325微米。
在本发明的一实施例中,光学式影像辨识装置更包含一不锈钢环,其系设于支撑环上,且不锈钢环的顶部的高度高于框胶的顶部的高度,不锈钢环环绕滤光片。
本发明亦提供一种光学式影像辨识装置的制作方法,首先,提供一基板,其上设有一解离膜。接着,形成一软性印刷电路板(FPC)于解离膜上,软性印刷电路板的顶部设有一凹槽。再来,形成一影像感测器于凹槽中,影像感测器的侧壁与凹槽的侧壁之间留有一环形间隙,并形成一光学准直器于影像感测器上,又形成一封胶于环形间隙中,以黏接软性印刷电路板与影像感测器。黏接后,形成复数条导线于影像感测器与软性印刷电路板上,以电性连接影像感测器与软性印刷电路板。然后,形成一绝缘胶于影像感测器、软性印刷电路板与封胶上,以包覆所有导线。包覆后,形成一支撑环于软性印刷电路板上,以环绕绝缘胶与光学准直器,支撑环的顶部的高度高于所有导线的顶部的高度与光学准直器的顶部的高度。再来,形成一框胶于支撑环上,且形成一滤光片于框胶上,以遮蔽光学准直器与影像感测器。最后,从软性印刷电路板上移除基板与解离膜。
在本发明的一实施例中,在形成滤光片于框胶上的步骤后,形成一封装胶体于软性印刷电路板、支撑环与滤光片上,以覆盖支撑环与滤光片的侧壁,再进行从软性印刷电路板上移除基板与解离膜的步骤。
在本发明的一实施例中,在形成影像感测器于凹槽中,并形成光学准直器于影像感测器上,又形成封胶于环形间隙中的步骤中,先形成影像感测器于凹槽中,并形成光学准直器于影像感测器上,再形成封胶于环形间隙中。
在本发明的一实施例中,凹槽贯穿软性印刷电路板,影像感测器的底部的高度与软性印刷电路板的底部的高度相同。
在本发明的一实施例中,在形成框胶于支撑环上的步骤中,系形成框胶与一不锈钢环于支撑环上,且不锈钢环的顶部的高度与框胶的顶部的高度相同,在形成滤光片于框胶上的步骤中,形成滤光片于框胶与不锈钢环上。
本发明又提供一种光学式影像辨识装置的制作方法,首先,提供一软性印刷电路板(FPC),软性印刷电路板的顶部设有一凹槽与一支撑环,支撑环上设有一不锈钢环,支撑环与凹槽的侧壁相离,不锈钢环与支撑环的内侧壁相离。接着,形成一影像感测器于凹槽中,影像感测器的侧壁与凹槽的侧壁之间留有一环形间隙,并形成一光学准直器于影像感测器上。再来,形成复数条导线于影像感测器与软性印刷电路板上,以电性连接影像感测器与软性印刷电路板。完成后,形成一黏胶于环形间隙中及影像感测器与软性印刷电路板上,以黏接软性印刷电路板与影像感测器,并包覆所有导线。然后,形成一框胶于支撑环上,且不锈钢环环绕框胶。最后,形成一滤光片于框胶上,以遮蔽光学准直器与影像感测器,并利用不锈钢环环绕滤光片。
在本发明的一实施例中,不锈钢环的顶部的高度高于框胶的顶部的高度。
本发明实施例中的光学式影像辨识装置及其制作方法,由于软性印刷电路板设有凹槽,并将影像感测器置于凹槽中,甚至选择性利用解离膜移除基板,降低辨识装置的总厚度。
附图说明
图1为本发明的光学式影像辨识装置的第一实施例的结构剖视图。
图2至图11为本发明的光学式影像辨识装置的第一实施例的各步骤结构俯视图。
图12至图21为本发明的制作光学式影像辨识装置的第一实施例的各步骤结构剖视图。
图22为本发明的光学式影像辨识装置的第二实施例的结构剖视图。
图23至图32为本发明的光学式影像辨识装置的第二实施例的各步骤结构俯视图。
图33至图42为本发明的制作光学式影像辨识装置的第二实施例的各步骤结构剖视图。
图43为本发明的光学式影像辨识装置的第三实施例的结构剖视图。
图44至图49为本发明的光学式影像辨识装置的第三实施例的各步骤结构俯视图。
图50至图55为本发明的制作光学式影像辨识装置的第三实施例的各步骤结构剖视图。
附图标记:
10 软性印刷电路板
12 影像感测器
14 封胶
16 绝缘胶
17 黏胶
18 光学准直器
20 支撑环
22 框胶
24 不锈钢环
26 滤光片
28 导线
30 封装胶体
32 凹槽
34 基板
36 解离膜
38 环形间隙
具体实施方式
本发明的实施例将基于下文并配合相关附图进一步加以解说。尽可能的,在附图与说明书中,相同标号代表相同或相似构件。在附图中,基于简化与方便标示,形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是,未特别显示在附图中或描述于说明书中的组件,为所属技术领域中具有普通技术人员所知的形态。本领域的普通技术人员可依据本发明的内容而进行多种的改变与修改。
当一个元件被称为『在…上』时,它可泛指该元件直接在其他元件上,也可以是有其他元件存在于两者之中。相反地,当一个元件被称为『直接在』另一元件,它是不能有其他元件存在于两者的中间。如本文所用,词汇『及/或』包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。
在下文中关于“一个实施例”或“一实施例”的描述系指关于至少一实施例内所相关连的一特定元件、结构或特征。因此,于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者,于一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。
以下请参阅图1,并介绍本发明的光学式影像辨识装置的第一实施例。光学式影像辨识装置包含一软性印刷电路板(FPC)10、一影像感测器12、包含一封胶14与一绝缘胶16的一黏胶17、一光学准直器(collimator)18、一支撑环20、一框胶22、一不锈钢环24、一滤光片26、复数条导线28与一封装胶体30。在本发明的某些实施例中,影像感测器12例如为互补式金氧半(CMOS)影像感测器,滤光片26例如为红外线滤光片(IR-Cut filter),光学准直器18例如为微机电(MEMS)结构。支撑环20的材质可为聚酰亚胺(PI)。封胶14、绝缘胶16与封装胶体30的材质例如为环氧基树脂(epoxy)、硅胶、压克力或塔非(TUFFY)胶,塔非胶即苯乙烯聚合物。滤光片26的材质例如为玻璃或塑料,滤光片26的厚度为0.03-0.5毫米(mm)。导线28的材质可为金、银或铜。影像感测器12与光学准直器18的总厚度为0.05-0.5毫米。软性印刷电路板10的顶部设有一凹槽32,凹槽32并未穿透软性印刷电路板10。凹槽32的深度可为49微米,虚线下方的软性印刷电路板10的厚度可为39微米,但本发明并不以此为限。影像感测器12设于软性印刷电路板10上,并位于凹槽32中。影像感测器12的侧壁与凹槽32的侧壁之间留有一环形间隙,影像感测器12透过所有导线28电性连接软性印刷电路板10。所有导线28的厚度大于0,并小于150微米。封胶14填充于环形间隙中,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12。封胶14的宽度可为150微米。绝缘胶16设于影像感测器12、软性印刷电路板10与封胶14上,以包覆所有导线28。绝缘胶16的厚度大于0,并小于150微米。光学准直器18设于影像感测器12上,且支撑环20设于软性印刷电路板10上,并环绕绝缘胶16与光学准直器18,支撑环20的顶部的高度高于所有导线28的顶部的高度与光学准直器18的顶部的高度。支撑环20的厚度可为125微米。框胶22与不锈钢环24设于支撑环20上,且不锈钢环24环绕框胶22,不锈钢环24的顶部的高度与框胶22的顶部的高度相同。框胶22与不锈钢环24的厚度例如为100微米。滤光片26设于框胶22与不锈钢环24上,并位于光学准直器18与影像感测器12的正上方,使滤光片26遮蔽光学准直器18与影像感测器12。因为支撑环20与不锈钢环24相对框胶22较硬,所以光学准直器18较不会晃动,使光容易准确地学准直器18射入影像感测器12中。封装胶体30设于软性印刷电路板10、不锈钢环24、支撑环20与滤光片26上,并覆盖支撑环20的侧壁、不锈钢环24的侧壁与滤光片26的侧壁。软性印刷电路板10、支撑环20、框胶22与滤光片26的总厚度小于335微米,且大于或等于325微米。
以下请参阅图2至图21,以介绍本发明的光学式影像辨识装置的第一实施例的制作方法。图12至图21分别为图2至图11的沿A-A’线的结构剖视图。首先,如图2与图12所示,提供一基板34,其上设有一解离膜36。在本发明的某些实施例中,基板34的材质可为玻璃、陶瓷、聚酰亚胺(PI)、石英、蓝宝石或聚对苯二甲酸乙二酯。接着,形成软性印刷电路板10于解离膜36上,为了降低总厚度,软性印刷电路板10的顶部设有凹槽32。再来,如图3与图13所示,形成影像感测器12于软性印刷电路板10上,并位于凹槽32中,影像感测器12的侧壁与凹槽32的侧壁之间留有一环形间隙38,并形成光学准直器18于影像感测器12上。完成后,如图4与图14所示,又形成封胶14于环形间隙38中,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12。黏接后,如图5与图15所示,形成复数条导线28于影像感测器12与软性印刷电路板10上,以电性连接影像感测器12与软性印刷电路板10。然后,如图6与图16所示,形成绝缘胶16于影像感测器12、软性印刷电路板10与封胶14上,以包覆所有导线28。包覆后,如图7与图17所示,形成支撑环20于软性印刷电路板10上,以环绕绝缘胶16与光学准直器18,支撑环20的顶部的高度高于所有导线28的顶部的高度与光学准直器18的顶部的高度。再来,如图8与图18所示,形成框胶22与不锈钢环24于支撑环20上,以利用不锈钢环24环绕框胶22。完成后,如图9与图19所示,形成滤光片26于框胶22与不锈钢环24上,以遮蔽光学准直器18与影像感测器12。遮蔽后,如图10与图20所示,形成封装胶体30于软性印刷电路板10、不锈钢环24、支撑环20与滤光片26上,以覆盖支撑环20的侧壁、不锈钢环24的侧壁与滤光片26的侧壁。最后,如图11与图21所示,从软性印刷电路板10上移除基板34与解离膜36,以进一步降低辨识装置的总厚度。
在第一实施例的制作方法中,图13与图14的步骤可在同一步骤中进行,即同时形成影像感测器12于凹槽32中,并形成光学准直器18于影像感测器12上,又形成封胶14于环形间隙38中,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12。
在第一实施例的结构中,可以省略不锈钢环24,使封装胶体30设于软性印刷电路板10、框胶22、支撑环20与滤光片26上,并覆盖支撑环20的侧壁、框胶22的侧壁与滤光片26的侧壁。同时在图18的步骤中,仅形成框胶22于支撑环20上。在图20的步骤中,形成封装胶体30于软性印刷电路板10、框胶22、支撑环20与滤光片26上,以覆盖支撑环20的侧壁、框胶22的侧壁与滤光片26的侧壁。此外,在第一实施例的结构中,可以省略封装胶体30,同时亦可省略图20的步骤。
以下请参阅图22,并介绍本发明的光学式影像辨识装置的第二实施例。第二实施例与第一实施例差别在于凹槽32。在第二实施例中,凹槽32贯穿软性印刷电路板10,影像感测器12的底部的高度与软性印刷电路板10的底部的高度相同,软性印刷电路板10的厚度可为88微米,影像感测器12仅靠封胶14固定于软性印刷电路板10上。因为凹槽32完全贯穿软性印刷电路板10,使光学式影像辨识装置的第二实施例相较第一实施例更为降低。
以下请参阅图23至图42,以介绍本发明的光学式影像辨识装置的第二实施例的制作方法。图33至图42分别为图23至图32的沿B-B’线的结构剖视图。首先,如图23与图33所示,提供一基板34,其上设有一解离膜36。在本发明的某些实施例中,基板34的材质可为玻璃、陶瓷、聚酰亚胺(PI)、石英、蓝宝石或聚对苯二甲酸乙二酯。接着,形成软性印刷电路板10于解离膜36上,为了降低总厚度,软性印刷电路板10的顶部设有贯穿自身的凹槽32。再来,如图24与图34所示,形成影像感测器12于凹槽32中,影像感测器12的侧壁与凹槽32的侧壁之间留有一环形间隙38,并形成光学准直器18于影像感测器12上。完成后,如图25与图35所示,又形成封胶14于环形间隙38中,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12。黏接后,如图26与图36所示,形成复数条导线28于影像感测器12与软性印刷电路板10上,以电性连接影像感测器12与软性印刷电路板10。然后,如图27与图37所示,形成绝缘胶16于影像感测器12、软性印刷电路板10与封胶14上,以包覆所有导线28。包覆后,如图28与图38所示,形成支撑环20于软性印刷电路板10上,以环绕绝缘胶16与光学准直器18,支撑环20的顶部的高度高于所有导线28的顶部的高度与光学准直器18的顶部的高度。再来,如图29与图39所示,形成框胶22与不锈钢环24于支撑环20上,以利用不锈钢环24环绕框胶22。完成后,如图30与图40所示,形成滤光片26于框胶22与不锈钢环24上,以遮蔽光学准直器18与影像感测器12。遮蔽后,如图31与图41所示,形成封装胶体30于软性印刷电路板10、不锈钢环24、支撑环20与滤光片26上,以覆盖支撑环20的侧壁、不锈钢环24的侧壁与滤光片26的侧壁。最后,如图32与图42所示,从软性印刷电路板10、封胶14与影像感测器12上移除基板34与解离膜36,以进一步降低辨识装置的总厚度。
在第二实施例的制作方法中,图34与图35的步骤可在同一步骤中进行,即同时形成影像感测器12于凹槽32中,并形成光学准直器18于影像感测器12上,又形成封胶14于环形间隙38中,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12。
在第二实施例的结构中,可以省略不锈钢环24,使封装胶体30设于软性印刷电路板10、框胶22、支撑环20与滤光片26上,并覆盖支撑环20的侧壁、框胶22的侧壁与滤光片26的侧壁。同时在图39的步骤中,仅形成框胶22于支撑环20上。在图40的步骤中,形成封装胶体30于软性印刷电路板10、框胶22、支撑环20与滤光片26上,以覆盖支撑环20的侧壁、框胶22的侧壁与滤光片26的侧壁。此外,在第二实施例的结构中,可以省略封装胶体30,同时亦可省略图40的步骤。
以下请参阅图43,并介绍本发明的光学式影像辨识装置的第三实施例。光学式影像辨识装置包含一软性印刷电路板(FPC)10、一影像感测器12、一黏胶17、一光学准直器(collimator)18、一支撑环20、一框胶22、一不锈钢环24、一滤光片26与复数条导线28。在本发明的某些实施例中,影像感测器12例如为互补式金氧半(CMOS)影像感测器,滤光片26例如为红外线滤光片(IR-Cut filter),光学准直器18例如为微机电(MEMS)结构。支撑环20的材质可为聚酰亚胺(PI)。黏胶17与框胶22的材质例如为环氧基树脂(epoxy)、硅胶、压克力或塔非(TUFFY)胶,塔非胶即苯乙烯聚合物。滤光片26的材质例如为玻璃或塑料,滤光片26的厚度为0.03-0.5毫米(mm),较佳为110微米。导线28的材质可为金、银或铜。影像感测器12与光学准直器18的总厚度为0.05-0.5毫米,影像感测器12的厚度较佳为60微米,光学准直器18的厚度较佳为50微米。软性印刷电路板10的顶部设有一凹槽32,凹槽32并未穿透软性印刷电路板10。凹槽32的深度可为49微米,虚线下方的软性印刷电路板10的厚度可为39微米,但本发明并不以此为限。影像感测器12选择性透过黏胶设于软性印刷电路板10上,并位于凹槽32中,在此以省略黏胶为例。影像感测器12的侧壁与凹槽32的侧壁之间留有一环形间隙,环形间隙的宽度较佳为170微米,影像感测器12透过所有导线28电性连接软性印刷电路板10。所有导线28的厚度大于0,并小于150微米,较佳小于80微米。黏胶17填充于环形间隙中,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12。环形间隙的宽度可为150-170微米。黏胶17设于影像感测器12与软性印刷电路板10上,以包覆所有导线28。黏胶17的厚度大于0,并小于150微米。光学准直器18设于影像感测器12上,且支撑环20设于软性印刷电路板10上,并环绕黏胶17与光学准直器18,支撑环20的顶部的高度高于所有导线28的顶部的高度与光学准直器18的顶部的高度。支撑环20的厚度可为125微米。框胶22与不锈钢环24设于支撑环20上,且不锈钢环24环绕框胶22,不锈钢环24的顶部的高度高于框胶22的顶部的高度。不锈钢环24的厚度例如为100微米,框胶22的厚度例如为10微米。滤光片26设于框胶22上,并位于光学准直器18与影像感测器12的正上方,使滤光片26遮蔽光学准直器18与影像感测器12。滤光片26可相距不锈钢环24约为0.05-2毫米,不锈钢环24环绕滤光片26,且滤光片26的厚度较佳为110微米。因为支撑环20与不锈钢环24相对框胶22较硬,所以滤光片26较不会晃动,使光容易准确从滤光片26透过光学准直器18射入影像感测器12中,且软性印刷电路板10也因为支撑环20与不锈钢环24较为坚挺。软性印刷电路板10、支撑环20、框胶22与滤光片26的总厚度小于335微米,且大于或等于325微米。
以下请参阅图44至图55,以介绍本发明的光学式影像辨识装置的第三实施例的制作方法。图50至图55分别为图44至图49的沿C-C’线的结构剖视图。首先,如图44与图50所示,提供软性印刷电路板10,为了降低总厚度,软性印刷电路板10的顶部设有凹槽32与支撑环20,支撑环20上设有不锈钢环24,支撑环20与凹槽32的侧壁相离,不锈钢24环与支撑环20的内侧壁相离。接着,如图45与图51所示,形成影像感测器12于软性印刷电路板10上,并位于凹槽32中,影像感测器12的侧壁与凹槽32的侧壁之间留有环形间隙38,并形成光学准直器18于影像感测器12上。完成后,如图46与图52所示,形成所有导线28于影像感测器12与软性印刷电路板10上,以电性连接影像感测器12与软性印刷电路板10。连接后,如图47与图53所示,形成黏胶17于环形间隙38中及影像感测器12与软性印刷电路板10上,以黏接软性印刷电路板10与影像感测器12,并包覆所有导线28。包覆后,如图48与图54所示,形成框胶22于支撑环20上,且不锈钢环24环绕框胶22。最后,如图49与图55所示,形成滤光片26于框胶22上,以遮蔽光学准直器18与影像感测器12,并利用不锈钢环24环绕滤光片26。
综上所述,本发明于软性印刷电路板设有凹槽,并将影像感测器置于凹槽中,甚至选择性利用解离膜移除基板,降低辨识装置的总厚度。
以上所述者,仅为本发明一较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围,故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的申请专利范围内。