CN110970454B - 生物特征识别芯片的封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种生物特征识别芯片的封装结构，该封装结构包括：生物特征识别芯片，生物特征识别芯片具有第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，生物特征识别芯片的第一表面设置有感光区，感光区设置有多个阵列排布的感光像素；第一透光层，位于生物特征识别芯片的第一表面之上，第一透光层的第三表面设置有多个凹槽，在凹槽内充满有遮光材料，任意相邻两个凹槽之间的间隙暴露出一个感光像素的部分或全部区域，凹槽的深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3。本发明实施例提供的技术方案避免了不同感光像素之间的串扰问题，提高了光学生物特征识别芯片的识别精度。

Description

生物特征识别芯片的封装结构
技术领域
本发明实施例涉及封装技术领域，尤其涉及一种生物特征识别芯片的封装结构。
背景技术
随着科技的进步，生物特征识别技术因具有安全性好、可靠性高、使用简单方便的特点在个人身份识别以及个人信息安全方面的应用越来越广泛。
现有的生物特征识别器件通过提取用户的生物特征，并将用户的指生物特征转换为信号输出，从而获取用户的生物特征信息。
光学生物特征识别芯片是现有生物特征识别器件中常用的生物特征识别芯片，进行生物特征识别时，光线照射至使用者的生物特征面并反射至感光像素，感光像素将生物特征的光信号转换为电信号输出，来获取用户的生物特征信息，但是现有的生物特征识别芯片存在识别精度不高的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种生物特征识别芯片的封装结构，解决了现有技术中生物特征识别芯片存在识别精度不高的问题。
本发明实施例提供了一种生物特征识别芯片的封装结构，包括：
生物特征识别芯片，所述生物特征识别芯片具有第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述生物特征识别芯片的第一表面设置有感光区以及包围所述感光区的非感光区，所述感光区设置有多个阵列排布的感光像素，所述非感光区设置有多个焊盘，与所述感光像素电连接；
第一透光层，位于所述生物特征识别芯片的第一表面之上，所述第一透光层具有第三表面以及与所述第三表面相对设置的第四表面，所述第三表面为靠近所述生物特征识别芯片的第一表面的表面，所述第一透光层的第三表面设置有多个凹槽，在所述凹槽内充满有遮光材料，任意相邻两个凹槽之间的间隙暴露出一个所述感光像素的部分或全部区域，所述凹槽的深度与所述第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3。
可选地，所述凹槽的深度与所述第一透光层的厚度的比值小于或等于3/4。
可选地，还包括棱镜层，位于所述第一透光层的第四表面之上。
可选地，所述棱镜层包括多个阵列排布的棱镜，所述棱镜与所述感光像素一一对应设置。
可选地，还包括透明盖板，位于所述棱镜层远离所述第一透光层一侧的表面。
可选地，还包括第二透光层，位于所述生物特征识别芯片和所述第一透光层之间。
可选地，还包括滤光层，位于所述第一透光层和所述第二透光层之间，和/或，位于所述第一透光层和所述棱镜层之间。
可选地，所述遮光材料包括铬或者黑色有机物。
可选地，所述第一透光层的光透过率大于或等于92％。
可选地，所述第二透光层的光透过率大于或等于92％。
可选地，所述生物特征识别芯片包括光学指纹识别芯片、虹膜识别芯片或者人脸识别芯片中的一种或多种。
本实施例提供的技术方案，光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层任意相邻两个凹槽之间的间隙反射至感光像素，在光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层反射的过程中，凹槽的深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3，且凹槽内充满遮光材料，深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3的凹槽内充满的遮光材料，可以吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光，以便将传播方向垂直于第一表面的光反射至感光像素，避免传播方向不垂直于第一表面的光反射至感光像素，即完成了照射到感光像素的光的路径的调节控制，使得特定入射角度的光线照射对应的感光像素，避免不同感光像素之间的串扰问题，提高了光学生物特征识别芯片的识别精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种生物特征识别芯片的封装结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种生物特征识别芯片的封装结构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种生物特征识别芯片的封装结构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种生物特征识别芯片的封装结构的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种生物特征识别芯片的封装方法的流程示意图；
图6-图7为本发明实施例提供的一种生物特征识别芯片的封装方法的各步骤对应的剖面图；
图8为本发明实施例提供的另一种生物特征识别芯片的封装方法的流程示意图；
图9-图12为本发明实施例提供的另一种生物特征识别芯片的封装方法的各步骤对应的剖面图；
图13为本发明实施例提供的又一种生物特征识别芯片的封装方法的流程示意图；
图14-图16为本发明实施例提供的又一种生物特征识别芯片的封装方法的各步骤对应的剖面图；
图17为本发明实施例提供的又一种生物特征识别芯片的封装方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种生物特征识别芯片的封装结构的结构示意图。参见图1，该生物特征识别芯片的封装结构包括：生物特征识别芯片10，生物特征识别芯片10具有第一表面100以及与第一表面100相对设置的第二表面101，生物特征识别芯片10的第一表面100设置有感光区A1以及包围感光区A1的非感光区A2，感光区A1设置有多个阵列排布的感光像素11，非感光区A2设置有多个焊盘12，与感光像素11电连接；第一透光层20，位于生物特征识别芯片10的第一表面100之上，第一透光层20具有第三表面200以及与第三表面200相对设置的第四表面201，第三表面200为靠近生物特征识别芯片10的第一表面100的表面，第一透光层20的第三表面200设置有多个凹槽21，在凹槽21内充满有遮光材料22，任意相邻两个凹槽21之间的间隙暴露出一个感光像素11的部分或全部区域，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值大于或等于2/3。
现有的生物特征识别器件通过提取用户的生物特征，并将用户的指生物特征转换为信号输出，从而获取用户的生物特征信息。光学生物特征识别芯片是现有生物特征识别器件中常用的生物特征识别芯片，进行生物特征识别时，光线照射至使用者的生物特征面并经过反射至感光像素，感光像素将生物特征的光信号转换为电信号经由焊盘输出。
目前光学生物特征识别芯片的封装结构，不同感光像素之间存在光学串扰的问题，从而导致现有的光学生物特征识别芯片存在识别精度不高的问题。
本实施例提供的技术方案，光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层20任意相邻两个凹槽21之间的间隙反射至感光像素11，在光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层20反射的过程中，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值大于或等于2/3，且凹槽21内充满遮光材料22，深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值大于或等于2/3的凹槽21内充满的遮光材料22，可以吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光，以便将传播方向垂直于第一表面的光反射至感光像素11，避免传播方向不垂直于第一表面的光反射至感光像素11，即完成了照射到感光像素11的光的路径的调节控制，使得特定入射角度的光线照射对应的感光像素11，避免不同感光像素11之间的串扰问题，提高了光学生物特征识别芯片的识别精度。
其中，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值小于2/3时，吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光的效果较差。
可选地在上述技术方案的基础上，参见图1，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值小于或等于3/4。凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值越大，吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光的效果越好，但是当大于3/4时，刻蚀的时间和成本也会增加。
可选地在上述技术方案的基础上，参见图2，该生物特征识别芯片的封装结构还包括：棱镜层30，位于第一透光层20的第四表面201之上。棱镜层30起到改变光的传播方向的作用。
可选地在上述技术方案的基础上，参见图3，棱镜层30包括多个阵列排布的棱镜31，棱镜31与感光像素11一一对应设置。棱镜31与感光像素11一一对应设置，精准的针对每个感光像素11，改变光的传播方向的作用，提高了光学生物特征识别芯片的识别精度，减少了生产成本，减轻了封装结构的重量。
可选地在上述技术方案的基础上，参见图3，还包括透明盖板40，位于棱镜层30远离第一透光层20一侧的表面。透明盖板40起到保护棱镜层30的作用。
可选地在上述技术方案的基础上，参见图4，该生物特征识别芯片的封装结构还包括第二透光层50，位于生物特征识别芯片10和第一透光层20之间。第二透光层50可以起到对生物特征识别芯片10第一表面的感光像素11保护的作用。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图4，该生物特征识别芯片的封装结构还包括滤光层60，位于第一透光层20和第二透光层50之间，和/或，位于第一透光层20和棱镜层30之间。需要说明的是，图4仅示出了滤光层60，位于第一透光层20和第二透光层50之间的结构以及，位于第一透光层20和棱镜层30之间的情况。感光像素11可以将特定波段的光转换为电信号，滤光层60仅透过该特定波段的光。
可选地，在上述技术方案的基础上，遮光材料22包括铬或者黑色有机物。铬或者黑色有机物，可以起到吸收和遮挡照射到其上的光的作用。
可选地，在上述技术方案的基础上，第一透光层20的光透过率大于或等于92％。第一透光层20的光透过率大于或等于92％，使得光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层20任意相邻两个凹槽21之间的间隙反射至感光像素11上。
可选地，在上述技术方案的基础上，第二透光层50的光透过率大于或等于92％。第二透光层50的光透过率大于或等于92％，使得光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层20任意相邻两个凹槽21之间的间隙以及第二透光层50反射至感光像素11上。
可选地，在上述技术方案的基础上，生物特征识别芯片包括光学指纹识别芯片、虹膜识别芯片或者人脸识别芯片中的一种或多种。
生物特征识别芯片包括光学指纹识别芯片时，光线照射至使用者的指纹面并反射至感光像素，感光像素将指纹的光信号转换为电信号输出。
生物特征识别芯片包括虹膜识别芯片时，光线照射至使用者的眼睛中的虹膜并反射至感光像素，感光像素将虹膜的光信号转换为电信号输出。
生物特征识别芯片包括人脸识别芯片时，光线照射至使用者的面部并反射至感光像素，感光像素将人脸的光信号转换为电信号输出。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种生物特征识别芯片的封装方法，图5为本发明实施例提供的一种生物特征识别芯片的封装方法流程图。参见图5，该生物特征识别芯片的封装方法包括：
步骤110、提供生物特征识别芯片，生物特征识别芯片具有第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面，生物特征识别芯片的第一表面设置有感光区以及包围感光区的非感光区，感光区设置有多个阵列排布的感光像素，非感光区设置有多个焊盘，与感光像素电连接。
参见图6、提供生物特征识别芯片10，生物特征识别芯片10具有第一表面100以及与第一表面100相对设置的第二表面101，生物特征识别芯片10的第一表面100设置有感光区A1以及包围感光区A1的非感光区A2，感光区A1设置有多个阵列排布的感光像素11，非感光区A2设置有多个焊盘12，与感光像素11电连接。
步骤120、在生物特征识别芯片的第一表面之上形成第一透光层，第一透光层具有第三表面以及与第三表面相对设置的第四表面，第三表面为靠近生物特征识别芯片的第一表面的表面，第一透光层的第三表面设置有多个凹槽，在凹槽内充满有遮光材料，任意相邻两个凹槽之间的间隙暴露出一个感光像素的部分或全部区域，凹槽的深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3。
参见图7，在生物特征识别芯片10的第一表面100之上形成第一透光层20，第一透光层20具有第三表面200以及与第三表面200相对设置的第四表面201，第三表面200为靠近生物特征识别芯片10的第一表面100的表面，第一透光层20的第三表面200设置有多个凹槽21，在凹槽21内充满有遮光材料22，任意相邻两个凹槽21之间的间隙暴露出一个感光像素11的部分或全部区域，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值大于或等于2/3。
本实施例提供的技术方案，光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层任意相邻两个凹槽之间的间隙反射至感光像素，在光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层反射的过程中，凹槽的深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3，且凹槽内充满遮光材料，深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3的凹槽内充满的遮光材料，可以吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光，以便将传播方向垂直于第一表面的光反射至感光像素，避免传播方向不垂直于第一表面的光反射至感光像素，即完成了照射到感光像素的光的路径的调节控制，使得特定入射角度的光线照射对应的感光像素，避免不同感光像素之间的串扰问题，提高了光学生物特征识别芯片的识别精度。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图8，步骤120在生物特征识别芯片的第一表面之上形成第一透光层包括：
步骤1201、提供第一透光层，第一透光层具有第三表面以及与第三表面相对设置的第四表面。
参见图9、提供第一透光层20，第一透光层20具有第三表面200以及与第三表面200相对设置的第四表面201。其中，可选地，第一透光层20的光透过率大于或等于92％。第一透光层20的光透过率大于或等于92％，使得光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层20任意相邻两个凹槽21之间的间隙反射至感光像素11上。
步骤1202、在第一透光层的第三表面形成多个凹槽，凹槽的深度与第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3。
参见图10、在第一透光层20的第三表面200形成多个凹槽21，凹槽21的深度与第一透光层20的厚度的比值大于或等于2/3。其中，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值小于2/3时，吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光的效果较差。可选地，凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值小于或等于3/4。凹槽21的深度L1与第一透光层20的厚度L2的比值越大，吸收和遮挡传播方向不垂直于第一表面的光的效果越好，但是当大于3/4时，刻蚀的时间和成本也会增加。
步骤1203、在凹槽内充满有遮光材料。
参见图11，在凹槽21内充满有遮光材料22。遮光材料示例性的包括铬或者黑色有机物。铬或者黑色有机物，可以起到吸收和遮挡照射到其上的光的作用。
步骤1204、将第一透光层形成在在生物特征识别芯片的第一表面。
参见图12，将第一透光层20形成在在生物特征识别芯片10的第一表面100。可选地，可以将第一透光层20贴合在在生物特征识别芯片10的第一表面100。
可选地，在上述技术方案的基础上，步骤1202在第一透光层的第三表面形成多个凹槽包括：通过刻蚀工艺在在第一透光层的第三表面形成多个凹槽。刻蚀工艺可以是干法刻蚀也可以是湿法刻蚀。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图13，步骤120在生物特征识别芯片的第一表面形成第一透光层之后还包括：
步骤130、在第一透光层的第四表面之上形成棱镜层。
参见图14，在第一透光层20的第四表面201之上形成棱镜层30。
棱镜层30起到改变光的传播方向的作用。
可选地，在上述技术方案的基础上，步骤130在第一透光层的第四表面之上形成棱镜层包括：在第一透光层的第四表面形成多个阵列排布的棱镜，棱镜与感光像素一一对应设置。
参见图15，在第一透光层20的第四表面201形成多个阵列排布的棱镜31，棱镜31与感光像素11一一对应设置。棱镜31与感光像素11一一对应设置，精准的针对每个感光像素11，改变光的传播方向的作用，提高了光学生物特征识别芯片的识别精度，减少了生产成本，减轻了封装结构的重量。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图13，步骤130在第一透光层的第四表面之上形成棱镜层之后还包括：
步骤140、在棱镜层远离第一透光层一侧的表面形成透明盖板。
参见图16，在棱镜层30远离第一透光层20一侧的表面形成透明盖板40。透明盖板40起到保护棱镜层30的作用。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图17，步骤120在生物特征识别芯片的第一表面之上形成第一透光层之前还包括：
步骤1101、在生物特征识别芯片的第一表面之上形成第二透光层。
以图4为例进行说明，在生物特征识别芯片10的第一表面100之上形成第二透光层50。第二透光层50的光透过率大于或等于92％。第二透光层50的光透过率大于或等于92％，使得光线照射至使用者的生物特征面并经过第一透光层20任意相邻两个凹槽21之间的间隙以及第二透光层50反射至感光像素11上。
可选地，在上述技术方案的基础上，步骤120在第二透光层远离生物特征识别芯片的一侧的表面形成第一透光层之前还包括：
步骤1102、在第二透光层远离生物特征识别芯片的一侧的表面形成滤光层。
以图4为例进行说明，在第二透光层50远离生物特征识别芯片10的一侧的表面形成滤光层60。可选地，在第二透光层50远离生物特征识别芯片10的一侧的表面贴合滤光层60。
和/或，可选地，在上述技术方案的基础上，步骤130在第一透光层的第四表面之上形成棱镜层之前还包括：在第一透光层的第四表面形成滤光层。
以图4为例进行说明，在第一透光层20的第四表面201形成滤光层60。可选地，在第一透光层20的第四表面201贴合滤光层60。
感光像素11可以将特定波段的光转换为电信号，滤光层60仅透过该特定波段的光。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，包括：
生物特征识别芯片，所述生物特征识别芯片具有第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面，所述生物特征识别芯片的第一表面设置有感光区以及包围所述感光区的非感光区，所述感光区设置有多个阵列排布的感光像素，所述非感光区设置有多个焊盘，与所述感光像素电连接；
第一透光层，位于所述生物特征识别芯片的第一表面之上，所述第一透光层具有第三表面以及与所述第三表面相对设置的第四表面，所述第三表面为靠近所述生物特征识别芯片的第一表面的表面，所述第一透光层的第三表面设置有多个凹槽，在所述凹槽内充满有遮光材料，任意相邻两个凹槽之间的间隙暴露出一个所述感光像素的部分或全部区域，所述凹槽的深度与所述第一透光层的厚度的比值大于或等于2/3；所述凹槽的深度与所述第一透光层的厚度的比值小于或等于3/4；
所述第一透光层的光透过率大于或等于92％。
2.根据权利要求1所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，还包括棱镜层，位于所述第一透光层的第四表面之上。
3.根据权利要求2所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，所述棱镜层包括多个阵列排布的棱镜，所述棱镜与所述感光像素一一对应设置。
4.根据权利要求2所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，还包括透明盖板，位于所述棱镜层远离所述第一透光层一侧的表面。
5.根据权利要求2所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，还包括第二透光层，位于所述生物特征识别芯片和所述第一透光层之间。
6.根据权利要求5所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，还包括滤光层，位于所述第一透光层和所述第二透光层之间，和/或，位于所述第一透光层和所述棱镜层之间。
7.根据权利要求1所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，所述遮光材料包括铬或者黑色有机物。
8.根据权利要求5所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，所述第二透光层的光透过率大于或等于92％。
9.根据权利要求1所述的生物特征识别芯片的封装结构，其特征在于，所述生物特征识别芯片包括光学指纹识别芯片、虹膜识别芯片或者人脸识别芯片中的一种或多种。
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