CN113807156A - 用于智能卡的指纹感测芯片模块及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明的指纹感测芯片模块包含设置于软质基板的指纹感测芯片，指纹感测芯片以背面设置于软质基板上，指纹感测芯片的主动面上的感测阵列远离该软质基板，感测阵列与该软质基板构成电连接，封胶体覆盖于指纹感测芯片上，本发明借由指纹感测芯片直接设置于软质基板上，并构成独立封装，以缩短制程时间及成本，并可有效缩短指纹感测芯片的感应阵列与封胶体的顶面的距离，以提高指纹感测芯片模块的感应灵敏度。

Description

用于智能卡的指纹感测芯片模块及其封装方法

技术领域

本发明关于一种指纹感测芯片模块，尤其针对用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法。

背景技术

人们日常生活中充斥着许多卡片的使用，传统的卡片仅仅作为信息记载介面，例如卡片使用者的姓名、使用期限等等，而随着科技的进步，卡片不再是传统的纸本卡片，加入了芯片来提供运算、存取控制及储存数据等功能，而构成现有技术的智能卡。智能卡相较于传统卡片而言，能携带更多信息、也能降低被伪造的机率，进而提升了智能卡的使用率及普及率。但随着智能卡使用的普及，逐渐出现不肖之徒盗取进而冒用他人智能卡的现象，同时人们也无可避免的会不经意的遗失智能卡，导致智能卡被拾获者盗用的可能，因此智能卡本身的验证功能也相形重要。现有技术中，已有将指纹感测芯片模块整合于智能卡上，进而提供使用者在使用智能卡时作为身份验证使用。

请参阅图14所示，现有技术中设置于智能卡90上的指纹感测芯片模块91，该指纹感测芯片模块91中具有指纹感测芯片911，制程中需先将指纹感测芯片911设置于硬质基板92上，再进行第一道封装并切割单体化(singulation)而构成单颗带有封装的指纹感测芯片模块91后，再设置于卷带式封装的软板93(FPC，Flexible Printed Circuit)上，再进行打线及第二道封装，进而设于智能卡90上。

然而，现有技术中设置于智能卡90上的指纹感测芯片模块91中，其需经过两次封装则制程较为复杂，且其封胶体厚度也较厚。再者，指纹感测芯片911的主动面(具有感应阵列)与使用者可接触之面的距离H除了指纹感测芯片模块911的封胶体厚度外，还包含软板93的厚度，一般而言在现有技术中该距离H为160μm，故感测的距离较大，导致感应灵敏度较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设置于智能卡的指纹感测芯片模块的结构及封装方法，以期解决制程复杂与厚度的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其包括以下步骤：a.提供一软质基板；b.设置多个指纹感测芯片于该软质基板上，其中所述指纹感测芯片呈间隔排列，且所述指纹感测芯片的背面朝向该软质基板，而所述指纹感测芯片的主动面远离该软质基板；c.其中该指纹感测芯片的主动面上包含有感应阵列，于所述感应阵列与该软质基板间形成电连接；d.形成多个封胶体分别覆盖于各该指纹感测芯片外，且各该封胶体各自独立且不相连接，各该封胶体覆盖相对应的指纹感测芯片的主动面及侧面。

进一步而言，本发明提供一种指纹感测芯片模块，其包括：一软质基板；一指纹感测芯片，其具有一主动面、一背面及侧边，该主动面包含有感应阵列，该指纹感测芯片的背面朝向该软质基板设置，该指纹感测芯片的感应阵列与该软质基板形成电连接；一封胶体，其覆盖于该指纹感测芯片的主动面及侧边，该指纹感测芯片的主动面朝向该封胶体的顶面。

本发明的有益功效在于：借由指纹感测芯片直接设置于软质基板上，并进行各自独立封装，而简化为单一封装制程，进而缩短制程时间及制程费用，且有效缩短指纹感测芯片的感应阵列与指纹感测芯片模块表面的距离，则可缩短感应距离，而在配置相同感应阵列的前提下，指纹感测芯片模块可提高感应灵敏度。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的指纹感测芯片模块的第一实施例的侧视部分元件剖面图；

图2为本发明的指纹感测芯片模块的第二实施例的侧视部分元件剖面图；

图3为本发明的指纹感测芯片模块的第三实施例的侧视部分元件剖面图；

图4为本发明的指纹感测芯片模块的第四实施例的侧视部分元件剖面图；

图5至图9为本发明的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法的流程步骤示意图；

图10至图13为本发明的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法的另一实施例的流程步骤示意图；

图14为现有技术的指纹感测芯片模块的侧视剖面图。

其中，附图标记：

1:指纹感测芯片模块 10、10A、10B:软质基板

100、100A:软质基板带体 11:第一侧面

12:第二侧面 13:接脚

20、20A:指纹感测芯片 21、21A:主动面

22、22A:背面 23:胶体

24:感应阵列 241:导线

25A:硅穿孔 251A:导电材

30:封胶体 40:涂覆层

50B、50C:电子元件 51B:导线

52C:绝缘体 60、60A:注胶模具

61、61A:模穴 62、62A:注胶孔

70:切割单元 91:指纹感测芯片模块

911:指纹感测芯片 92:基板

93:软板

具体实施方式

以下配合图式及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段，其中图式仅为了说明目的而已被简化，并通过描述本发明的元件和组件之间的关系来说明本发明的结构或方法发明，因此，图中所示的元件不以实际数量、实际形状、实际尺寸以及实际比例呈现，尺寸或尺寸比例已被放大或简化，借此提供更好的说明，已选择性地设计和配置实际数量、实际形状或实际尺寸比例，而详细的元件布局可能更复杂。

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1所示，本发明的指纹感测芯片模块1主要应用于智能卡上，其包含有一软质基板10、一指纹感测芯片20、一封胶体30及一涂覆层40。

前述的软质基板10具有一第一侧面11及一第二侧面12，该第一侧面11设有预设电路(图中未示)，该第二侧面12上可设有数个接脚13，所述预设电路通过所述接脚13与外部线路(例如智能卡的内部电路《inlay》)相连接。在一实施例中，该软质基板10为柔性印刷电路板(FPC，Flexible Printed Circuit)，但不在此限。

前述的指纹感测芯片20设置于该软质基板10的第一侧面11上，该指纹感测芯片20通过该软质基板10中预设电路与所述接脚13形成电连接。该指纹感测芯片20具有一主动面21及一背面22，该指纹感测芯片20以该背面22设置于该软质基板10的第一侧面11上，在一实施例中，该指纹感测芯片20的背面22通过一胶体23设置于该软质基板10的第一侧面11上。该指纹感测芯片20的主动面21上设置感应阵列24，在一实施例中，所述感应阵列24由纵横交错的感应电极所组成，所述感应阵列24用以感测手指接触时所产生的电容变化，由于指纹的波峰和波谷所产生的电容变化量不同，故通过所述感应阵列24检测到在各个位置的电容变化量，来勾勒出所接触的手指的指纹图像。该感应阵列24与该软质基板10形成电连接。在一实施例中(如图1所示)，该感应阵列24以至少一导线241与该软质基板10形成电连接，该感应阵列24可通过左右两侧各至少一导线(图中未示)与该软质基板10形成电连接。在一实施例中(如图2所示)，该指纹感测芯片20A具有一硅穿孔25A(TSV)，该硅穿孔25A贯穿该主动面21A及该背面22A，该硅穿孔25A的内壁面设有导电材251A，该感应阵列24通过该导电材251A与该软质基板10A形成电连接。

前述的封胶体30包覆该指纹感测芯片20，并设于该软质基板10的第一侧面11上。前述的涂覆层40设置于该封胶体30的表面，用以设置所欲呈现的颜色或图案于该封胶体30的表面，或者用以形成硬质表面来保护该封胶体30。在一实施例中，由该感测阵列24表面至该封胶体30的表面的距离h为40至120μm，距离h可为60μm。该涂覆层40的厚度则视其所需呈现的颜色、图案或保护效果而定，在一实施例中，该涂覆层40的厚度为20μm。

再者，请参阅图3所示，指纹感测芯片模块1B可包含一电子元件50B，该电子元件50B借由一导线51B与该软质基板10B形成电连接。在一实施例中(如图3所示)，该电子元件50B设于该软质基板10B的第一侧面上，并相对位于该指纹感测芯片20B旁侧；在另一实施例中(如图4所示)，该电子元件50C设置于该软质基板10B上，并以一绝缘体52C(例如DAF《芯片粘结薄膜》)包覆该电子元件50C，该指纹感测芯片20C堆叠于该绝缘体52C上。该电子元件50B、50C可为使用指纹感测芯片20B、20C所需配合使用的电子元件，例如增压元件(chargepump)等，如此将该电子元件50B、50C和该指纹感测芯片20B、20C整合于单一封装结构中，以提升单一封装结构所能提供的功能。

因此，本发明借由将该指纹感测芯片20直接设置于该软质基板10上，来有效缩短该指纹感测芯片20的感应阵列24与该封胶体23顶面之间的距离，由于手指接触该指纹感测芯片模块1的位置为该涂覆层40的表面，故缩短该指纹感测芯片20的感应阵列24与该封胶体23顶面之间的距离即意味着减少手指与该感应阵列24之间的距离，则在配置相同感应阵列的前提下，可有效提升指纹感测芯片模块1的感应灵敏度，进而提供较准确的指纹感应结果。

本发明的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法包含以下步骤：

提供一软质基板带体100(如图5所示)：由于智能卡结构受限于基板厚度，其指纹感测芯片的基板必须为软板，故该软质基板带体100可构成卷带式的柔性印刷电路板(FPC，Flexible Printed Circuit)。

设置多个指纹感测芯片20于该软质基板带体100上(如图6所示)：所述多个指纹感测芯片20以其背面22朝向该软质基板带体100设置，各该指纹感测芯片20的主动面21上具有一感测阵列24。在一实施例中，所述指纹感测芯片20的背面22先设有胶体23，再通过该胶体23将该指纹感测芯片20设置于该软质基板带体100上。

于所述指纹感测芯片20与所述软质基板带体100间形成电连接(如图7所示)：在本实施例中，以打线方式(wire bonding)构成导线241于所述指纹感测芯片20的感应阵列24与该软质基板带体100之间，以形成电连接。各该指纹感测芯片20可以一侧导线241(如图7所示)或以两侧导线(图中未示)与该软质基板带体100形成电连接。

形成多个封胶体23分别覆盖于各该指纹感测芯片20外(如图8及图9所示)：于各该指纹感测芯片20外分别构成一个封胶体23独立覆盖，各该封胶体23之间各自独立且不相连接，各该封胶体23覆盖相对应的指纹感测芯片20的主动面及侧面。在一实施例中，先覆盖一注胶模具60于该软质基板带体100上，该注胶模具60具有多个互不相通的模穴61，各该模穴61分别对应覆盖该其中一指纹感测芯片20及与其连接的导线241，各该模穴61上设有一注胶孔62。在一实施例中，该注胶孔62位于该模穴61的顶面。在一实施例中，各该模穴61旁侧可设有一排气孔(图中未示)，用以供注胶时排出该模穴61内多余的气体。由各该注胶孔62对各该膜穴61注胶后，再将该注胶模具60移除，而完成该封胶体23设置的步骤。

切割、涂布及设置接脚步骤：请参阅图1及图9所示，于该指纹感测芯片20上设置该封胶体23后，可借由一切割单元70对应各该指纹感测芯片20而切割出各自独立的指纹感测芯片模块1，所述切割单元70可为切割刀、激光或冲床等。再者，可于各该封胶体23表面涂布有该涂覆层40，在涂布该涂覆层40前，可先对该封胶体23的顶面进行研磨，以削减该封胶体23的厚度，同时能修整该封胶体23的顶面的平整度。而该软质基板10的底侧可设置接脚13以与外部电路形成电连接。前述的涂布、研磨、及设置接脚等步骤，均可于切割步骤之前或之后进行。

在另一实施例中，请参阅图10至图13配合图2所示，各该指纹感测芯片20A具有硅穿孔25A，故于形成电连接的步骤中，于各该硅穿孔25A的孔壁设置导电材251A，以使该感应阵列24A通过该导电材251A与该软质基板带体100A形成电连接。随后仍以具有多个独立模穴61A的注胶模具60A来覆盖各该指纹感测芯片20A，并由该注胶孔62A完成注胶构成封胶体23A，再进行后续的切割、涂布、研磨、设置接脚等步骤后，完成指纹感测芯片模块的封装。

在又一实施例中，如欲设置如图3或图4所示的电子元件50B、50C，则可于设置指纹感测芯片的步骤前或后设置于软质基板带体上，并于构成电连接步骤中一并构成电子元件50B、50C与软质基板带体之间的电连接，且于构成封胶体步骤中将各电子元件50B、50C与相对应的指纹感测芯片覆盖于同一封胶体中。

因此，本发明借由前述步骤，可在单一封装制程中将指纹感测芯片模块加以封装完成，以简化制程及缩短封装时间。另外，在本发明单一封装制程中亦可减少手指与该指纹感测芯片20之间的封装材厚度，且让该指纹感测芯片20及该接脚13位于该软质基板带体100的相对两个侧面，进而达到缩短该指纹感测芯片20的感应阵列24与手指之间的距离的目的，借此有效提高感应灵敏度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.提供一软质基板带体；

b.设置多个指纹感测芯片于该软质基板带体上，其中所述指纹感测芯片呈间隔排列，且所述指纹感测芯片的背面朝向该软质基板带体，而所述指纹感测芯片的主动面远离该软质基板带体；

c.其中该指纹感测芯片的主动面上包含有一感应阵列，于所述感应阵列与该软质基板带体间形成电连接；及

d.形成多个封胶体分别覆盖于各该指纹感测芯片外，且各该封胶体各自独立且不相连接，各该封胶体覆盖相对应的指纹感测芯片的主动面及侧面。

2.如权利要求1所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，前述步骤d包含以下步骤：

d1.覆盖一注胶模具于所述指纹感测芯片上，该注胶模具包含有多个模穴，各该模穴对应覆盖于其中一所述指纹感测芯片的主动面及侧面；

d2.对各该模穴进行注胶；及

d3.移除该注胶模具。

3.如权利要求2所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤d2中，由各该模穴顶面的一注胶孔进行注胶。

4.如权利要求1所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤d后进一步包含以下步骤：

e.研磨所述封胶体的顶面，其中所述封胶体的顶面为所述指纹感测芯片的主动面所朝向的外表面。

5.如权利要求1所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤d后进一步包含以下步骤：

f.设置一涂覆层于所述封胶体的一顶面。

6.如权利要求4所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤e后进一步包含以下步骤：

f.设置一涂覆层于研磨后的所述封胶体的顶面。

7.如权利要求5所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤d后进一步包含以下步骤：

g.于该封胶体覆盖于该指纹感测芯片上之后，对设有该多个指纹感测芯片的软质基板带体进行切割，使各该指纹感测芯片被切割出各自独立的该指纹感测芯片模块。

8.如权利要求6所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤f后进一步包含以下步骤：

g.于该封胶体覆盖于该指纹感测芯片上之后，对设有该多个指纹感测芯片的软质基板带体进行切割，使各该指纹感测芯片被切割出各自独立的该指纹感测芯片模块。

9.如权利要求1所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于前述步骤c中，以打线方式设置一导线以电连接所述指纹感测芯片的感应阵列及该软质基板带体。

10.如权利要求1所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，各该指纹感测芯片具有一硅穿孔，于前述步骤c中，于各该指纹感测芯片的硅穿孔中设置一导电材以电连接所述指纹感测芯片的感应阵列及该软质基板带体。

11.如权利要求1所述的用于智能卡的指纹感测芯片模块的封装方法，其特征在于，于步骤b中，进一步设置多个电子元件，每一该电子元件设置于相对应的该指纹感测芯片侧边或该指纹感测芯片堆叠设置于该电子元件上方，于前述步骤d中，使各该封胶体覆盖该指纹感测芯片及该电子元件。

12.一种指纹感测芯片模块，其特征在于，包括：

一软质基板，具有一第一侧面及一第二侧面，该第二侧面设有多个接脚；

一指纹感测芯片，其具有一主动面及一背面，该主动面包含有一感应阵列，该指纹感测芯片的背面朝向该软质基板的第一侧面设置，该指纹感测芯片的感应阵列与该软质基板形成电连接；及

一封胶体，其覆盖于该指纹感测芯片的主动面及其侧边，该指纹感测芯片的主动面朝向该封胶体的一顶面。

13.如权利要求12所述的指纹感测芯片模块，其特征在于，该封胶体的顶面与该指纹感测芯片的主动面的距离为40μm至120μm。

14.如权利要求12所述的指纹感测芯片模块，其特征在于，该指纹感测芯片的感应阵列以一导线与该软质基板形成电连接。

15.如权利要求12所述的指纹感测芯片模块，其特征在于，该指纹感测芯片具有一硅穿孔，其中设有导电材以使该指纹感测芯片的感应阵列与该软质基板形成电连接。

16.如权利要求12所述的指纹感测芯片模块，其特征在于，该封胶体的顶面设有一涂覆层。

17.如权利要求12所述的指纹感测芯片模块，其特征在于，进一步包含有一电子元件，其设置于该指纹感测芯片的侧边或该指纹感测芯片堆叠设置于该电子元件上方，该封胶体覆盖该指纹感测芯片及该电子元件。

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