TW200828130A - Sweep-type fingerprint sensing device and method of packaging the same - Google Patents
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Description
200828130 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、本舍明係、關於—種滑動式指紋感測s件及其製造方 法尤，、關於-種可防止靜電電荷放電破壞之 紋感測元件及其製造方法。本發明之滑動式指二: 片可於本案發明人所提出之下述相關專利中找到:; 華民國發明專利φ枝安咕no1 寻扪甲巧案唬091 106806，申請日為2〇〇2年 ^明名稱為「電容式指紋讀取晶片」，公止 專1申4案號091 1 10443，申請曰2〇〇2年5月i7曰， !明名稱為「壓力式指紋讀取晶片及其製造方法」;⑷中 爭民國發料财請㈣_1 13755，巾請日2謝年^ I二日，發明名稱為「溫差感應式指紋辨識晶片之設計 :衣：」’公告料558686’證書號碼為發日 U)中華民國發明專利申請案號〇9ιιΐ8ΐ42,申請曰 Γ二年用8 V3曰’發明名稱為「電容式壓力微感測元 之指紋讀取晶片結構」，公告…78112,證 -唬為兔明第198398 #u;(e)" 號咖1勒，申請曰為民國咖年^月=利申3月案 名稱為「電容式壓力微感測元件及7 ’电明 取方式」，現已獲得專利，其證書號碼；；==讀 號。 1々枭明專利第182652 先前技術】 傳統的半導體晶片在封裝後 交义須進行靜電放電測 6 200828130 試，以保證產品設計不會因為—般的靜電放電而破_。 :: Γ:氣模式(Air M°de)及接觸模式(c。二t ode)兩種。接觸模式的靜電放電係為較為嚴苛之 探針需要頂在封裝體之導電部分來進行靜電放電測試:。 舉例而言’半導體指紋感測晶片必須提供—個裸露 的晶片表面以與手指接觸。裸露於外界之 & 容易受到外界因素的干擾，譬如手指的油脂及污^留很 以及靜電放電所造成的破壞等都是很嚴重的問題。
為了使具有外露晶片表面之譬如指紋感測器壯 體能通過接觸模式之靜電放電測試，傳統的作法是在^ =表面製作一裸露金屬層，使靠近晶片表面的靜電可= ^通至系統的接地端，但是這樣的方法對於嚴苛的接 杈式的靜電放電是無法通過測試標準，導因為晶片表面 的導電金屬層與底層的積體電路距離太近了，靜電測$ 的電磁波會導致積體電路產生閃鎖〇atch_up)的問題: 晶片無法正常工作甚至永久損壞。 ☆另一種做法是在封裝體外面套上一個金屬外殼，以 =靜電電荷可以透過金屬外殼接地。然而，套上金屬外 成的動作，需要由人工來進行，因此組裝過程費時費力， 使传生產成本升高。此外，金屬外殼與封裝體係分別電 連接至印刷電路版，使得焊接過程顯格外複雜。 口此’如何提供一種能降低生產成本且有利於自動 化生產之半導體元件及其製造方法，實為本案所欲 之問題。 听 7 200828130 【發明内容】 本發明之一個目的传與 A ^ 係知供一種能降低生產成本且有 •、、、化生產之滑動式指紋感測元件及其製造方法。
株，11上述目的’本發明提供—種滑動式指紋感測元 、、匕含：-基板’·—個滑動式指紋感測晶片，1安 ;於並電連接至基板上；至少-導電結構，其安裝：並 电連接至基板上’並位於滑動式指紋感測晶片之一側； 及-封膠體，其局部包覆滑動式指紋感測晶片以及導電 、:構’亚使滑動式指紋感測晶片之一晶片表面以及導電 結構之一第一表面露出’俾能使接近指紋感測元件之一 靜電電荷⑼導電結構轉移至基板，晶片表面係用以與一 手指接觸以感測該手指之指紋。 本發明亦提供一種滑動式指紋感測元件，其包含一 基板 個滑動式指紋感測晶片、至少一導電结構及一 封膠體。基板形成有包含複數個輸出接點之一電氣輸出 部，用以供電連接至一電路板。滑動式指紋感測晶片， 其安裝於基板上並電連接至基板之電氣輸出部。導電結 構電連接至基板之電氣輸出部。封膠體接觸滑動式指紋 感測晶片以及導電結構，並使滑動式指紋感測晶片之一 晶片表面以及導電結構之一第一表面露出，俾能使接近 指紋感測元件之一靜電電荷從導電結構轉移至基板之電 氣輸出部，晶片表面係用以與一手指接觸以感測該手指 之指紋。 本發明亦提供一種滑動式指紋感測元件之製造方 法，其包含以下步驟：於一基板上形成有一接地焊墊組； 8 200828130 將導也結構組安裴至並電連接至接地焊墊組；將一 滑動式指紋感測晶片安裝至基板上；以一模具摯 :指紋感測晶片及導電結構組並包圍滑動式指紋感：曰 :及：電結構組而形成一灌注空間；灌注—封膠材料： ▲注二間以包覆導電結構組及滑動式指紋感 封賴硬化以形成一封膠體;及將模具移離封膠：料使 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文 佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如下。、牛乂 【實施方式] 圖1顯示依據本發明第一實施例之滑動式指紋感測 如圖1所示’本發明之-種滑動式指紋 W匕含一基板10、—個滑動式指紋感測晶片30、 -弟-導電結構嵐及一封膠體6〇，以形成一封裝體。 基板1〇上形成有包含複數個輸出接點11A與11B之一 電氣輸㈣11 ’其中-個接點11A用以供電連接至一· 路板2之-接2A。滑動式指紋感測晶片3q安裝於: Γ〇二上並：過導線3及金屬柱㈣1。…連接至基板 1:之電氣輸出部u之輸出接點11B。輸出接點uB可以 二二至電路板2上之接點2B。第一導電結構20A 透，弟-接地烊墊12A及金屬柱㈤陳而電連接至基 =〇=電氣輪出部η。封膠體6〇接觸滑動式指紋感測 =片：以，第—導電結構20Α，並使滑動式指紋感測晶 之曰曰片表面3〇s以及第一導電結構2〇Α之一第 一表面⑽露出，俾能使接近滑動式指致感測元件之 9 200828130 一靜電電 出部11。 指之指紋 何曰從第一導電結構20A轉移至基板1〇之電氣輸 曰曰片表面30S係用以與一手指接觸以感測該手
；之^月動式指紋感測晶片，譬如是一 紋感測晶片，其用以感測靜置於其上之手指之二體: 圖像:、或滑動通過其上之手指之片段指紋圖像。】::、、、文 =、、文感測曰曰片必須具有一個裸露的晶片表面，其需與手 以獲得良好的感測效果。因此’即使指 被封裝後’晶片表面仍需裸露在外。裸露在外的 晶片表面容易受到靜電放電破壞，因此需要對於指紋感 測70件設計有靜電放電結構，以避免產品之損壞。〜 如圖1所不’封膠體6〇局部包覆滑動式指紋感測晶 片3〇以及第一導電結構20A，且第-導電結構20A係安 裝於基板1 0上。 於另一實施例中，第一導電結才冓20A亦可以局部包 覆封膠體60，或局部包覆封膠體6〇及基板1〇。亦即， •第一導電結構20A套在封膠體6〇及基板10之外部。 圖2至5以立體圖來顯示依據本發明第一實施例之 *滑動式指紋感測元件之製造方法。圖6至8以側視圖來 • 顯示依據本發明第一實施例之滑動式指紋感測元件之製 造方法。本發明提供一種滑動式指紋感測晶片3〇之製造 方法包含以下步驟。 首先，如圖2所示，於一基板10上形成有一接地焊 墊組12。於本實施例中，接地焊墊組ι2包含一第一接 地焊墊12A及一第二接地焊墊12B。然而，接地焊墊組 10 200828130 12亦可以僅包含第_接地焊墊12 a或第二接地焊墊 12B。 接著，如圖3所示，將一導電結構組2〇形成並電連 接至接地卜墊μ 12。舉例而言，可以用導電膠錢錫將 導電結構組2G安裝至並電連接至接地焊墊組12。於本 實施射:導電結構組20包含安裝至第一接地焊墊12八 一一第^电結構2〇A及安裝至第二接地焊墊12B之一 弟一導電結構2 0 B。式本 m λ $者’泠琶結構組2 0亦可以配合接 :二塾組12而僅包含第—導電結構2〇a或第二導電結構 一：弟-導電結構20A係由—第一金屬片2〇aa彎折成 弟一種三維結構。 然後，如圖4金6痛- μ ^ ^ 一 斤不，將一個滑動式指紋感測晶 片30安裝至基板1〇上。 測曰 於本貝施例中，滑動式指紋感 州日日片30包含但不限於 式箄τ 則述電各式、壓力式、溫差感應 飞4扎紋感測晶片，且 _
-導電結構肅與第二導動電=:晶片3°係介於第 指係沿著第-導電結構20A 第一暮+处德。 Α、；月動式指紋感測晶片30和 罘一V電結構20Β順向 指紋感測晶片30之打線動：向…接著，完成滑動式 30電連接至基板1〇上 U將滑動式指紋感測晶片 結構20B係由—第二人/數個晶片焊塾13。第二導電 '、 —至屬片20BB彎折成一第一種一维 、、、。構。值得注意的是弓錢#一種二維 電結構組20及滑動式指晋遍的謝的技術將導 上。值得注意的是，前、十、一 片30女衣於基板10 不之封閉式結構，亦可以是開放式結 处二維結構不一定要限於附圖所 構，只要能達成彈 11 200828130 性變形即可，鈿十1 β 如圖7所_ 者只疋—固定形狀的導電結構。接著， 及導電結:二擎壓滑動式指紋感測晶片 社 亚0圍滑動式指紋感測晶片30及導電 、、口稱、、且20而形成一碧处 、 ^ 於滑動式指紋;^曰片5〇°弟一導電結構2〇八高 細高於滑動：::二亚具有彈性第二導電結構 性，在以模“曰摯;並具有彈性。依據此特 構組20時，模呈4手〇^^式指紋感測晶片30及導電結 構組2。變形後”再二摯壓到導電結構組2〇使導電結 、 後再手壓到滑動式指紋感測晶片30。 於另一實施例，導電結構的 以 Β:片二等：高度。於另-實施例，導電結構:高%St 、 田…、日日片表面也可以高過導電結構。 注一封膠材料至灌注㈣5〇以局部包覆導 :、°、、、及滑動式指紋感測晶片30，並使封膠材料 硬化以形成一封膠體6 0。 最後’將模具40移離封膠體6〇，以形成如圖5與8 所不之滑動式指紋感測元件’其包含一基1〇、一個滑 動式指紋感測晶片30、一第—導電結構2〇a、一第二導 電、“冓20B及一封膠冑6〇。滑動式指紋感測晶片安 衣於並电連接至基板1〇上。第—導電結構2〇a安裝於並 電連接至基板1〇丨，並位於滑動式指紋感測晶片3〇之 :側。第二導電結構2〇B安裝於並電連接至基板ι〇上， 亚位於滑動式指紋感測晶片3G之另—側。第二導電結構 20B係可被省略。 封膠體60局部包覆滑動式指紋感測晶片30以及第 12 200828130 一導電結構20A ’並使滑動式指紋感測晶片3〇之一晶片 表面30S以及第一導電結構20A之一第一表面2〇As露 出’俾月b使接近滑動式指紋感測元件之一靜電電荷從第 一導電結構20A轉移至基板1〇。此外，封膠體6〇亦局 部包覆第二導電結構2 0 B，並使第二導電結構2 〇 B之一 、 第二表面2〇BS露出，俾能使接近滑動式指紋感測元件之 • 另一靜電電荷從第二導電結構20B轉移至基板！ 〇。 封膠體60之兩側部分64高於封膠體60之一中間部 • 分62、晶片表面3〇S、第一表面20AS及第二表面2〇BS。 使用日π ’手‘文限於兩側高度而沿著第一導電結構A、 滑動式指紋感測晶片30和第二導電結構2〇]8順向或逆向 滑動。 滑動式指紋感測晶片30之晶片表面3〇s上具有一導 電部分，譬如是靜電放電金屬網。或者，滑動式指紋感 測晶片30之晶片表面30s也可以是不具有任何導電部分 而屬於一絕緣表面。 —圖9至12以局部剖視及側視圖來顯示依據本發明第 二實施例之滑動式指紋感測元件之製造方法。如圖9至 12所示，本發明提供另一種滑動式指紋感 製造方法包含以下步驟。 曰曰片30之 首先，如圖9所示，於一基板1〇上形成有一接地悍 墊組12。於本實施例中，接地焊墊組12包含一第一接 地焊墊12A &一第二接地焊塾12β。然而，接地焊塾组 12亦可以僅包含第—接地焊#】2A《第二接 12B。 13 200828130 接著’如圖1〇所示，將一導電結構組2〇，形成並電 連接至接地#塾組i 2。於本實施例中，係、以直接在接地 、、 上利用譬如導電塑膠而以轉移成型（transfer molding)的方式形成導電結構組2〇，以取代前述的金屬結
構。因此，導電結構組20,包含安裝至第一接地焊墊12A 之一第一導電結構20A，及安裝至第二接地焊墊KB之一 第二導電結構20B，。或者，導電結構組2〇，亦可以配合 接地焊墊、組U而僅包含第—導電結構心，或第二導電 結構2 0 B ’。 1然：’如圖11所示，將-個滑動式指紋感測晶片30 二至人基板10上於本實施例中’滑動式指紋感測晶片 30 但不限於前述電交★ & β、目丨曰ΰ 、电谷式壓力式、溫差感應式等指 、.文感測…且滑動式指紋感測晶片3〇係介於第一導電 結構20Α’與第二導電結構2〇β， 指紋感測晶片3〇之打線動作，以將、、4!’ 動 30命、表桩$其此1 Λ 字/月動式指紋感測晶片 30电連接至基板10上之複數個晶片焊墊13。 此外，前述之導電結構20α 丨。之兩側邊上。接著，類似於圖乂：分別位於基板 摯壓滑動式指紋感測晶“及導電結構二7:具: 動式指紋感測晶片30及導 ％ 亚心 間50。 苒、、且20而形成一灌注空 然後，灌注一封膠材料至灌注 電結構組20,及滑動式指紋感測晶片門：以㈣覆導 硬化以形成一封膠體6〇。 亚使封膠材料 取後，將模具40移離封膠體 Μ形成如圖12所 14 200828130 示之滑動式指紋感測元件，复白 社2 Λ -、包含一基板1 0、一個说^ 式指紋感測晶片3 0、一第一 1+ /月動 弟 ¥電結構20Α’、一第二 結構20Β，及一封膠體6〇。滑 、甩 勒式才日紋感測晶片3 〇企莊 於並電連接至基板1〇上。第 文衣 弟—導電結構20Α，安裝 電連接至基板1 0上，並位於、、典 ；並 I位於/月動式指紋感測晶片 -側。第二導電結構細，安裝於並電連接至基板 之 並位於滑動式指紋感測晶片3G之另—側。第二導=’ 20B ’係可被省略。 兒、、、。構 封膠體60局部包覆滑動式指紋感測晶片％ 一 一導電結構2〇A，，並使滑動式指紋感測晶片30之 片表面30S以及第—導電結構2〇a,之一第一表 晶 露出，俾能使接近滑動式指紋感測元件之-靜電^ 第一導電結構20A，轉移至美拓1Λ L . 包何從 平寻私至基板1 〇。此外，封膠體 局部包覆第：導電結構細，，並使第：導電結構㈣亦 -第二表面20BS’露出’俾能使接近滑動式指紋之 件之另-靜電電荷從第二導電結構細，轉移至基板^ 封膠體60之兩側部分64高於封膠體6〇之一中門a 分62、晶片表面30S、第一表面2〇AS，及第二表面郎二 滑動式指紋感測晶片3〇之晶片表面3〇s上具有—導 電部分，譬如是靜電放電金屬網。或者，滑動：指紋： 測晶片30之晶片表面3〇s也可以是不具有任何導電部; 而屬於一絕緣表面。 刀 藉由本發明之製造方法，可以採用現有半導體封裝 技術來對本發明之滑動式指紋感測晶片進行自動化^ 裝，因此可以節省人力成本，提升產品的競爭力。 15 200828130 在較佳實施例之詳細說 用以方便說明本發明之技術 限制於上述實施例，在不超 專利範圍之情況，所做之種 之範圍。 明中所提出之具體實施例僅 内容’而非將本發明狹義地 出本發明之精神及以下申請 種變化實施，皆屬於本發明
16 200828130 顯示依據本發明第一 實施例之滑動式指紋感測 【圖式簡單說明】 圖1顯示依 元件之剖面圖。
圖2至5 滑動式指紋感測元件之製造方法。 • —圖6至8以局部剖視及側視圖來顯示依據本發明第 * 一貫施例之滑動式指紋感測元件之製造方法。 圖9至12以局部剖視及側視圖來顯示依據本發明第 _ 二實施例之滑動式指紋感測元件之製造方法。 【主要元件符號說明】 1 :滑動式指紋感測元件 2 :電路板 2A、2B :接點 3 :導線 10 :基板 10A、10B:金屬柱 11 :電氣輸出部 11A :輸出接點 11B :輸出接點 12 :接地焊墊組 12 A :第一接地焊墊 12B :第二接地焊墊 13 ·晶片焊塾 20、20’ ：導電結構組 2 0 A ' 2 0 A ’··第一導電結構 17 200828130
20AA :第一金屬片 20AS、20AS，：第一表面 20B、20B，：第二導電結構 20BB :第二金屬片 20BS、20BS，：第二表面 3 0 :滑動式指紋感測晶片 30S :晶片表面 40 :模具 50 :灌注空間 60 :封膠體 62 :中間部分 64 :兩側部分
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Claims (1)
- 200828130 十、申請專利範圍： 1 · 一種滑動式指紋感測元件，包含· 一基板’其上形成有包含複數個輸出接點之一電氣 輸出部’用以供電連接至—電路板； ' -個滑動式指紋感測晶片，其安裝於該基板上並電 連接至該基板之該電氣輸出部； 至少一導電結構，其電 ^ ^ 運接至该基板之該電氣輸出 部，及 體’其接觸該滑動式指紋感測晶片以及該至 …_，並使該滑動式指紋感測晶片之一晶片表 面以及該至少一導電結構之— 日日月表 所 衣面路出，槐能#接 近該滑動式指紋感測元件之一 壯谌鑪梦s1 何攸該至少一導電 盥一丰浐技_、，< 出邛该晶片表面係用以 U手扣接觸以感測該手指之指紋。 2·如申請專利範圍第丨項 、典 件，豆中嗲& 、述之/肖動式指紋感測元 仵，、I亥封♦體局部包覆該滑 該至少-導電結構，且該至小—曰、、、感測晶片以及 板上。 夕導電結構係安裝於該基 3·如申請專利範圍第2項 件，其中該至少-導電結構係、二：屬二指紋祕 種三維結構。 至屬片彎折成一弟一 4 ·如申請專利範圍第2項… 件，其中該封膠體之兩側部八、/述之滑動式指紋感測元 分、該晶片表面及該第一表面7广於該封膠體之〆中間部 5.如申請專利範圍帛 、所述之滑動式指紋感測元 19 200828130 件’其中忒至少一導電結構局部包覆該封膠體。 土，1二：'專利祀圍弟1項所述之滑動式指紋感測元 ’、A 導私結構局部包覆該封膠體及該基板。 7 ·如申請專利筋圍第彳 ^ ^ ^ 圍弟項所述之滑動式指紋感測元 件〜 至少—導電結構係'為由導電塑膠所模塑成型。 8. -種滑動式指紋感測元件之製造方法，包含以下 步驟： 於一基板上形成有一接地焊墊組； 將-導電結構組形成並電連接至該接地焊塾组； 將一個滑動式指紋感測晶片安裝至該基板上； 以-杈具摯壓該滑動式指紋感測晶片及該導電結構 組並包圍該滑動式指紋感測晶片及該導電結構組而形成 一灌注空間； 灌注-封膠材料至該灌注空間以局部包覆該導電結 構組及該滑動式指紋感測晶片； 使禮封膠材料硬化以形成一封膠體；及 將該模具移離該封膠體。 9. 如申请專利範圍帛8工員所述之滑動式指紋感測元 件之製造方法，其中該接地焊墊組包含一第一接地焊墊， 而該導電結構組包含安裝至該第一接地焊墊之一第一導 電結構。 ' ι〇·如中請專利範圍帛9項所述之滑動式指紋感測 元件之製造方法，其中該第一導電結構係由一第一金屬 片彎折成一第一種三維結構。 11·如申請專利範圍第1〇項所述之滑動式指紋感測 20 200828130 元件之製造方法，其中該第一導電結構高於該滑動式指 紋感測晶片並具有彈性。 12. 如申請專利範圍第8項所述之滑動式指紋感測 元件之製造方法，其中該接地焊墊組包含一第一接地焊 墊及一第二接地焊墊，而該導電結構組包含安裝至該第 . 一接地焊墊之一第一導電結構及安裝至該第二接地焊墊 之一第二導電結構。 13. 如申請專利範圍第12項所述之滑動式指紋感測 φ 元件之製造方法，其中該第一導電結構係由一第一金屬 片彎折成一第一種三維結構，而該第二導電結構係由一 第二金屬片彎折成一第二種三維結構。 14. 如申請專利範圍第13項所述之滑動式指紋感測 元件之製造方法，其中該滑動式指紋感測晶片之一厚度 大於該第一金屬片之一厚度以及該第二金屬片之一厚 度。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項所述之滑動式指紋感測 ^ 元件之製造方法，其中該第一導電結構高於該滑動式指 紋感測晶片並具有彈性，且該第二導電結構高於該滑動 β 式指紋感測晶片並具有彈性。 1 6.如申請專利範圍第8項所述之滑動式指紋感測 元件之製造方法，其中於以該模具摯壓該滑動式指紋感 測晶片及該導電結構組時’該模具係先擎壓到該導電結 構組使該導電結構組變形後，再摯壓到該滑動式指紋感 测晶片。 1 7.如申請專利範圍第8項所述之滑動式指紋感測 21 200828130 元件之製造方法，其中該導電結構組係藉由轉移成型而 形成。22
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