CN205384626U - 指纹传感器封装件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种指纹传感器封装件，尤其涉及一种可以实现纤薄化并能够提高感测灵敏度的指纹传感器封装件。根据本实用新型的实施例的指纹传感器封装件包括：指纹传感器，具有用于感测指纹的感测部；主体，与所述指纹传感器形成一体，并具有通孔，该通孔形成间隔而布置于所述指纹传感器的周围，并沿着高度方向形成而提供电连接；重布线部，用于使配备于所述指纹传感器的上表面的焊盘与所述通孔的上端部电连接；外盖窗口，布置于所述主体的上部以覆盖所述重布线部。

Description

指纹传感器封装件

技术领域

本实用新型涉及一种指纹传感器封装件，尤其涉及一种可实现纤薄化并能够提高感测灵敏度的指纹传感器封装件。

背景技术

通常，指纹识别技术作为主要用于通过用户注册及认证程序来预防安全事故的技术，被应用于个人及组织的网络防御、内容和数据的保护、计算机或移动装置等的安全访问(access)控制等。

另外，随着近年来智能手机的用途不断地拓展而需要安全服务，智能手机安装了应用指纹识别技术的指纹传感器。作为一例，指纹传感器与物理功能键形成一体而体现，用户需要通过指纹传感器完成登录或者经过认证过程。指纹传感器可通过包含周围部件或者结构的模块的形式来制造，据此，指纹传感器可以有效地被安装到各种电子设备。指纹传感器的应用范围正在逐渐扩大，其还可用于指点装置，即利用手指的指纹图像数据来执行光标等指示器的操作。

指纹传感器的种类包括静电容量式、光学式、超声波方式、热感测方式、非接触方式等，基于各个方式的指纹传感器可以分别根据各自的驱动原理而从手指获取指纹图像数据。其中，静电容量式指纹传感器最近被广泛使用，因为其具有优良的感应度，具有较强的抗环境变化的能力，而且与便携式电子设备之间的匹配性较为优良。指纹传感器与一般的半导体芯片相同，可以由环氧树脂模塑料(EMC，EpoxyMoldingCompound)等树脂材料密封，并作为指纹传感器封装件而被组装到电子设备的主板上。

图1是概略性地表示具备现有的指纹传感器封装件的电子设备的示例图，图2是表示现有的板上芯片(COB：ChipOnBoard)类型的静电容量式指纹传感器封装件的剖面示例图。

参照图1以及图2，指纹传感器封装件10设置于电子装置20的按钮孔21。指纹传感器封装件10通过由EMC等封固件13来密封具有感测部11的指纹传感器12。在这种静电容量式指纹传感器封装件10中，基于与感测部11之间的距离D1的感测间隙(SensingClearance)可以成为决定其性能的重要的因素，其用于感测用户手指的指纹和静电容量。通常，感测部11的顶面和手指的指纹之间的间隔越小，所得到的指纹的图像数据就会越精确。

然而，在以往的指纹传感器封装件10中，用于将指纹传感器12和基板电连接的粘接线(bondingwire)15形成环(Loop)，因此，因环的存在，将会形成预定水准的最小高度H1。而且封固件13连同粘接线15一起密封，所以在减小形成于感测部11的上部的封固件13的厚度D1时会存在一定的限制。因此会陷入一种进退两难的情况：在封固件13具有这种厚度D1的状态下也得为了使感测间隙变高而需要使用数据获取感测度(即，感测灵敏度)较高的昂贵的感测部。

通常，感测部的感测灵敏度越高，可以使针对感测部的保护涂层越厚，虽然据此可以提高指纹传感器封装件的机械强度以及对静电放电的耐性，然而，为此则必须得使用感测灵敏度高的感测部。因此，需要开发一种新结构的指纹传感器封装件，其在安装具有现有水准的感测灵敏度的指纹传感器的状态下也能够实现相当于安装有感测灵敏度高的指纹传感器般的效果。如果这种指纹传感器封装件被实现而提高了感测灵敏度，则即使以按每单位面积而具有相同的个数的像素的感测部为基准来减少像素数，也能够获得与从前的感测部得到的图像数据相同或者比从前更好的图像数据，因此还可以减小整体的指纹传感器封装件的大小。

实用新型内容

为了解决如上所述的技术问题，本实用新型所要实现的技术目的在于提供一种可实现纤薄化并能够提高感测灵敏度的指纹传感器封装件。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种指纹传感器封装件，其特征在于，包括：指纹传感器，具有用于感测指纹的感测部；主体，与所述指纹传感器形成一体，并具有通孔(viahole)，该通孔形成间隔而布置于所述指纹传感器的周围，并沿着高度方向形成而提供电连接；重布线部，用于使配备于所述指纹传感器的上表面的焊盘与所述通孔的上端部电连接；外盖窗口，布置于所述主体的上部以覆盖所述重布线部。

根据本实用新型的一实施例，所述主体的上表面与所述外盖窗口的下表面之间可布置有树脂层，该树脂层用于提供粘接力并覆盖所述重布线部。

根据本实用新型的一实施例，所述树脂层可包括电介质。

根据本实用新型的一实施例，所述外盖窗口的下表面与所述树脂层之间可布置有颜色层。

根据本实用新型的一实施例，所述外盖窗口的下表面可形成有等离子处理部，该等离子处理部经过等离子处理而实现细微粗糙化，以使所述外盖窗口与所述树脂层之间的粘接力得到强化。

根据本实用新型的一实施例，成孔架以与所述主体形成一体的方式配备于所述主体，所述通孔可形成于所述成孔架。

根据本实用新型的一实施例，所述外盖窗口可具有20～200μm的厚度。

根据本实用新型的一实施例，所述通孔的下端部可布置有焊球。

根据本实用新型的一实施例，可以实现指纹传感器封装件的超纤薄化。即，可以消除以往的导线环(wireloop)引起的注塑高度，从而能够有效地实现指纹传感器封装件的纤薄化。

另外，根据本实用新型的一实施例，树脂层可以具有高介电常数，因此可以使感测灵敏度的降低最小化，从而能够获取精确的指纹图像数据。

另外，根据本实用新型的一实施例，外盖窗口(coverwindow)由钢化纤薄玻璃构成，从而可以提高机械强度以及对静电放电的耐性。另外，在利用树脂层注塑重布线部的过程中，外盖窗口可以直接结合于树脂层，因此可以简化工艺。

另外，根据本实用新型的一实施例，外盖窗口的下表面还布置有颜色层，于是重布线部不会展现于外部，因此可以提高美感。

本实用新型的效果并不局限于如上所述的效果，应当理解本实用新型的效果包含可从本实用新型的详细说明或者权利要求书所记载的本实用新型的构成中推导出的所有的有益效果。

附图说明

图1是概略性地表示具备现有的指纹传感器封装件的电子设备的示例图。

图2是表示基于现有的板上芯片(COB：ChipOnBoard)类型的静电容量方式的指纹传感器封装件的剖面示例图。

图3是表示根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的剖面示例图。

图4是表示根据本实用新型的另一实施例的指纹传感器封装件的剖面示例图。

图5是表示根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造方法的流程图。

图6是表示根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造工序的示例图。

符号说明

100：指纹传感器封装件110：指纹传感器

111：感测部120：主体

130：成孔架131：通孔

140：重布线部150：绝缘层

160：外盖窗口170：树脂层

180：颜色层

具体实施方式

以下，将会参照附图而对本实用新型进行说明。然而，本实用新型可以实现为多种互不相同的形式，因此本实用新型并不局限于在本文中说明的实施例。而且，为了能够对本实用新型加以明确的说明，附图中省去了与说明无关的部分，并且贯穿整个说明书，类似的部分则使用了类似的附图标记。

在本说明书中，当提到某一部分与另一部分“连接”时，其除了“直接连接”的情形以外，还包括中间夹设有其他部件而“间接连接”的情形。另外，当说明为某一部分“包含”某一种构成要素时，在没有特别的反例的情况下，其含义并不在于排除其他构成要素，而是在于保留具备其他构成因素的可能性。

以下，参照附图而对本实用新型的实施例进行详细的说明。

图3是表示根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的剖面示例图。

如图3所示，指纹传感器封装件100可以包含指纹传感器110、主体120、重布线部140、外盖窗口160。

指纹传感器110可以采用多样的种类。例如，指纹传感器110可以采用静电容量式、光学式、超声波方式、热感测方式、非接触方式等。以下，为了说明的方便性，将会对指纹传感器110为静电容量式指纹传感器的情形进行说明。

指纹传感器110可以具有用于感测指纹的感测部111。感测部111可以由多样的形式形成。例如，感测部111可以利用导电体而形成。感测部111可以基于用户手指指纹的峰和谷的形状的高度差来找出静电容量差，并对指纹的图像进行扫描而绘出指纹图像。

感测部111可以被布置为阵列(Array)的形式，并由具有感测区域的感测像素来形成。另外，感测部111可以由线型(Linetype)的多个驱动电极以及接收电极形成。此外，感测部111还可以形成为具有多个图像接收部的区域型(Areatype)。在此情况下，感测部111在接触到手指的状态下可以获取指纹图像或者样本(template)。或者，感测部111可以形成为滑动型(Swipetype)。在此情况下，感测部111可以在接触到用户的手指的状态下通过手指的移动而扫描指纹的图像，从而绘出指纹图像或者样本。所生成的指纹图像或者样本不仅可以用于实现指纹识别和认证，还可以跟踪手指的移动。换句话说，感测部111还可以具有如下功能：用于感测指纹的指纹感测功能、用户的手指位置跟踪功能以及利用此的指示器操作功能。即，感测部111可以基于用户手指的接近与否或者手指的移动来感测输入信息或静电，并可以具有基于其移动来执行诸如光标等指示器的操作的导航功能。

此外，指纹传感器110的上表面还可以包含驱动电极(未图示)，其用于生成指纹传感器110的驱动信号。驱动电极可以利用诸如手指等介质来发射驱动信号。驱动信号可以将指纹的峰和谷的电特性差异作为电信号而生成。例如，驱动信号可以产生基于指纹的峰和谷的高度差的电容差。驱动信号还可以包含在指纹传感器110的内部。另外，在感测部111还具有驱动电极的功能的情况下，驱动电极可以被省去。

而且，主体120可以与指纹传感器110形成为一体。在本实施例中，主体120可以由环氧树脂模塑料(EMC)或者聚碳酸酯(PC：Polycarbonate)材质构成，然而并不局限于此。主体120可以通过成型工艺而与指纹传感器110形成一体。另外，主体120还可以是硅材料的模具(Die)，并通过晶圆级封装(WLP：WaferLevelPackage)工艺而与指纹传感器110形成一体。

此外，主体120可以具有通孔(ViaHole)131。在本实施例中，主体120中可以一体地布置有成孔架(ViaFrame)130，而通孔131可以形成于成孔架130。成孔架130可以是独立于主体120地制造的。成孔架130在为了与指纹传感器110形成一体化而对主体120进行成型的过程中可以与主体120形成一体。成孔架130可以形成为高度低于主体120的高度的形态。在此情况下，为了使下述的重布线部140能够容易地布置，成孔架130可以形成为上表面的高度与主体120的上表面高度相同的形态。通孔131可以形成间隔而布置于指纹传感器110的周围，并沿着主体120的高度方向布置。通孔131中可以填充金属等导电性物质，从而能够使通孔131提供电连接功能。或者，可以由金属等导电性物质来对通孔131的内周面进行涂覆。此时，为了确保可靠性，通孔131中还可以填充树脂等非导电性物质。通孔131可以如图所示地以指纹传感器110为基准而只形成于一侧面，或者还可以以指纹传感器110为基准而形成于两侧面，或者形成为包覆指纹传感器110。

而且，指纹传感器110的上表面以及主体120的上表面可以构成有重布线部140。重布线部140可以将布置于指纹传感器110的上表面的焊盘(bondingpad)112和通孔131的上端部电连接。重布线部140可以是重新分布层(RDL：RedistributionLayer)。重布线部140可以是细小的电极图案。此外，重布线部140可以布置于绝缘层150上。在布置重布线部140之前，绝缘层150可以布置于主体120以及成孔架130的上表面，此时，为了能够与重布线部140形成电连接，焊盘112以及通孔131的上端部可构成为开放。绝缘层150还可以布置于指纹传感器110的上表面。根据本实施例，重布线部140并不形成环，因此与具有以往的为了覆盖具有环的粘接线而形成较高的注塑高度的封固件的指纹传感器封装件相比，其可以形成厚度较小的指纹传感器封装件，从而可以有效地实现指纹传感器封装件的超纤薄化。

另外，通孔131的下端部还可以布置有焊球(SolderBall)132，焊球132的至少一部分可以向主体120的外侧暴露。据此，通孔131被贴装为与主基板200形成电连接。主基板200可以是贴装到电子设备20的基板，还可以是印刷电路板(PCB)或者柔性印刷电路板(FPCB)。

而且，外盖窗口160为了能够覆盖重布线部140而可以布置于主体120的上部。形成外盖窗口160的材质可以选自：玻璃、蓝宝石(Sapphire)、锆、树脂以及陶瓷。在外盖窗口160由玻璃材质形成的情况下，可以采用碱石灰玻璃基板、无碱玻璃基板或者钢化玻璃基板等各种玻璃基板。而且，树脂可以适用亚克力(Acryl)等。而且，外盖窗口160可以由陶瓷基板形态来应用。外盖玻璃层160可以透明，或者可以具有颜色。在本实施例中，外盖窗口160可以采用钢化玻璃。尤其，可以采用厚度为20～200μm的纤薄型玻璃(ThinGlass)。而且，外盖窗口160的下表面可以形成有等离子处理部(未图示)。等离子处理部可以是对外盖窗口160的下表面进行等离子处理而变得细微粗糙的形态，据此，与下述的树脂层170之间的粘接力可以得到强化。

另外，主体120的上表面和外盖窗口160的下表面之间可以布置树脂层。树脂层170可以提供能够使外盖窗口160结合于主体120和指纹传感器110的粘接力。树脂层170可以为了覆盖重布线部140而布置，据此，可以防止重布线部140被腐蚀，还可以从外部的冲击下保护重布线部140。树脂层170除了粘接功能以外还具有保护重布线部140的功能，因此，可以实现比布置独立的保护层以及独立的粘接层时需要的工艺更简单的工艺。此外，与布置独立的保护层以及独立的粘接层的情况相比，可以减小封装件100的厚度，因此可以实现纤薄化。

树脂层170还可以包含电介质，据此，树脂层170可以具有高介电常数。如果介电常数高，则指纹传感器110在激活状态下接收图像的信号损失降低，因此可以更加自由地选取树脂层170的厚度。电介质是具有电绝缘性的电介质的一种，其可以被解释为不需要在外部施加电压也可以发生正和负的电极分化现象的物质的统称，电介质可以包含Al₂O₃、BaTiO₃(BTO)、SrTiO₃(STO)、(Ba,Sr)TiO₃(BST)等。外盖窗口160可以在由树脂层来注塑重布线部140的过程中直接结合于树脂层170。

而且，外盖窗口160的下表面和树脂层170之间还可以布置有颜色层180。具体而言，颜色层180可以布置于外盖窗口160的下表面。颜色层180可以防止重布线部140通过外盖窗口160的上表面而展现于外部。另外，颜色层180可由多样的颜色来实现，因此外观上还可以提高美感。在外盖窗口160透明的情况下还可以布置更多的颜色层180，而在外盖窗口160本身呈现颜色的情况下颜色层180可被省去。

根据本实用新型，指纹传感器110的感测部111的顶(Top)面和指纹之间的间隔可以减小，因此感测间隙可以变高。此外，树脂层170可以具有高介电常数，因此可以使感测灵敏度的降低最小化，从而能够得到精确的指纹图像数据。另外，外盖窗口160由钢化纤薄玻璃形成，因此还可以提高机械强度以及对静电放电的耐性。

另外，图4是表示根据本实用新型的另一实施例的指纹传感器封装件的剖面示例图。参照图4，通孔331可以直接形成于主体320。通孔331可以在主体320得到成型之后通过加工而形成。通孔331可以如图所示地形成至主体320内侧的一部分，而通孔331的下端部还可以布置有焊球332。或者，通孔331可以贯通主体320而形成。

以下，对根据本实用新型的指纹传感器封装件的制造方法进行说明。

图5是表示根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造方法的流程图，而图6是表示根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造工序的示例图。

如图5以及图6所示，根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造方法可以包括如下的步骤(S410)：形成具有通孔131的主体120，该主体120与具有用于感测指纹的感测部的指纹传感器110形成一体，且相隔布置于指纹传感器110的周围，并沿着高度方向形成而提供电连接。

在上述的步骤S410中，主体120可以与成孔架130形成为一体，而通孔131可以形成于成孔架130。主体120可以由环氧树脂模塑料(EMC)或者聚碳酸酯(PC)材质形成，并可以通过成型工艺而与指纹传感器110以及成孔架130形成一体。通孔131的下端部还可以布置有焊球132，而在主体120的成型工艺之前，焊球可处在结合于通孔131的下端部的状态(参照图6的(a))。

而且，根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造方法可以包括如下的步骤(S420)：通过重布线部140而将布置于指纹传感器110的上表面的焊盘112和通孔131的上端部电连接。

在上述的步骤S420中，在布置重布线部140之前，为了提高可靠性，指纹传感器110、主体120以及成孔架130的上表面还可以布置绝缘层150。绝缘层150可如下布置：使即将连接重布线部140的指纹传感器110的焊盘112以及通孔131的上端部开放(参照图6的(b)以及(c))。

而且，根据本实用新型的一实施例的指纹传感器封装件的制造方法可以包含如下的步骤(S430)：在主体120的上部布置用于覆盖重布线部140的外盖窗口160。在此，重布线部160可以是纤薄型玻璃(ThinGlass)。

在上述的步骤S430中，在布置外盖窗口160之前，可以包含如下的步骤(S425)：在主体120的上表面和外盖窗口160的下表面之间布置用于提供粘接力并覆盖重布线部140的树脂层170。树脂层170可以提供粘接力，从而可以使外盖窗口160结合于主体120以及指纹传感器110。树脂层170可以被布置成覆盖重布线部170，据此，可以防止重布线部140被腐蚀，并从外部的冲击下保护重布线部140。树脂层170除了粘接功能以外还可以具有保护重布线部140的功能。另外，在上述的步骤S430中，外盖窗口160的下表面还可以布置有颜色层180。颜色层180可以防止通过外盖窗口160的上表面而从外部看到重布线部140。另外，颜色层180可呈现多样的颜色，因此外观上可以提高美感(参照图6的(d)以及(e))。在外盖窗口160透明的情况下可以布置更多的颜色层180，而且，在外盖窗口160本身具有颜色的情况下，颜色层180可以被省去。

另外，在上述的步骤S430中，外盖窗口160的下表面可以是如下的状态：为了使外盖窗口160与树脂层170之间的粘接力增强，通过进行等离子处理而形成有细微地粗糙化的等离子处理部。为此，在将外盖窗口160布置于树脂层170之前，可以对外盖窗口160的下表面进行等离子处理。而在外盖窗口160的下表面布置有颜色层180的情况下，等离子处理可以形成于颜色层180。

如上上述的对本实用新型的说明仅仅是为了提供示例而进行的，在本实用新型所属的技术领域中具有基本知识的人员均可理解可以不改变本实用新型的技术思想和必要的特征而容易地将本实用新型变形为其他具体的形态。因此，需要理解，上述的实施例在所有层面上都是示例性的，而并不是局限性的。例如，本说明书中以单一型说明的各个构成要素可以被分散实施，同样，以分散型说明的构成要素也可以通过结合的形式得到实施。

本实用新型的范围须由权利要求书界定，而且，需要理解，可从权利要求书的含义、范围以及与之均等的概念导出的所有的变更或者变形的形态均包含在本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.一种指纹传感器封装件，其特征在于，包括：

指纹传感器，具有用于感测指纹的感测部；

主体，与所述指纹传感器形成一体，并具有通孔，该通孔形成间隔而布置于所述指纹传感器的周围，并沿着高度方向形成而提供电连接；

重布线部，用于使配备于所述指纹传感器的上表面的焊盘与所述通孔的上端部电连接；以及

外盖窗口，布置于所述主体的上部以覆盖所述重布线部。

2.如权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

所述主体的上表面与所述外盖窗口的下表面之间布置有树脂层，该树脂层用于提供粘接力并覆盖所述重布线部。

3.如权利要求2所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

所述树脂层包括电介质。

4.如权利要求2所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

所述外盖窗口的下表面与所述树脂层之间布置有颜色层。

5.如权利要求2所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

所述外盖窗口的下表面形成有等离子处理部，该等离子处理部经过等离子处理而实现细微粗糙化，以使所述外盖窗口与所述树脂层之间的粘接力得到强化。

6.如权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

成孔架以与所述主体形成一体的方式配备于所述主体，所述通孔形成于所述成孔架。

7.如权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

所述外盖窗口具有20～200μm的厚度。

8.如权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于，

所述通孔的下端部布置有焊球。