TW201705039A

TW201705039A - 指紋感測模組之封裝方法

Info

Publication number: TW201705039A
Application number: TW104124928A
Authority: TW
Inventors: 何昕頤
Original assignee: 致伸科技股份有限公司
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-02-01

Abstract

本發明係關於一種指紋感測模組之封裝方法。本發明方法首先設置複數感測單元於一基板上，並使該複數感測單元分別電性連結於基板。接著黏合一保護層於複數感測單元上，再沿每一感測單元周圍切割基板與保護層以形成複數指紋感測模組。其中每一指紋感測模組包括一感測單元。

Description

指紋感測模組之封裝方法

本發明係關於一種封裝方法，尤其是一種指紋感測模組之封裝方法。

將指紋感測模組應用於攜帶型電子裝置已成為一種趨勢。指紋感測模組係將感測晶粒(die)整合於一晶片(IC)中，於使用者以手指按壓晶片表面時，感測晶粒因應使用者手指之指脊部、指凹部而產生不同電容，進而使晶片取得使用者手指的指紋影像。

一般而言，習知指紋感測模組1的結構如圖1所示，其封裝方法如下所述。首先，感測晶粒12被設置於具有用於單一指紋感測模組1之預設尺寸之基板11上並電性連結於基板11。而後，具有用於單一指紋感測模組1之預設尺寸之保護層13被黏合於感測晶粒12上，以令使用者手指不會直接接觸感測晶粒12表面，避免發生感測晶粒12被重壓、刮擦而毀損，或受汗水侵蝕而損壞等問題。

利用前述習知指紋感測模組1之封裝方法大量生產習知指紋感測模組1時，需先切割製造複數具有預設尺寸之基板11及保護層13，再一一完成單一感測晶粒12與具有預設尺寸之基板11及保護層13之組裝，使得大量生產習知指紋感測模組1時有過於耗時及過於複雜等問題。需有一種改良的封裝方法以改善習知封裝方法的問題。

本發明之目的在於提供一種可降低封裝所需時間及複雜度之指紋感測模組之封裝方法。

本發明指紋感測模組之封裝方法係用以形成複數指紋感測模組，包括步驟：(a)提供一基板；(b)設置複數感測單元於基板上，並使複數感測單元分別電性連結於基板；(c)黏合一保護層於複數感測單元上；以及(d)沿每一感測單元周圍切割基板與保護層以形成複數指紋感測模組，其中每一指紋感測模組包括一感測單元。

1‧‧‧指紋感測模組

11‧‧‧基板

12‧‧‧感測晶粒

13‧‧‧保護層

a、b、c、d‧‧‧步驟

20‧‧‧基板

21‧‧‧感測單元

22‧‧‧保護層

23‧‧‧金屬接線

24‧‧‧接點

25‧‧‧指紋感測模組

F‧‧‧手指

F1‧‧‧指脊部

F2‧‧‧指凹部

a’、b’、c’、d’‧‧‧步驟

26‧‧‧外殼

27‧‧‧指紋感測模組

圖1係為習知指紋感測模組之結構示意圖。

圖2係為本發明第一較佳實施例之指紋感測模組之封裝方法之流程圖。

圖3係為本發明封裝前之基板、複數感測單元與保護層於第一較佳實施例中之分解示意圖。

圖4係為本發明切割前之基板、複數感測單元與保護層於第一較佳實施例中之剖面示意圖。

圖5係為本發明指紋感測模組於第一較佳實施例中之剖面示意圖。

圖6係為使用者將手指置於本發明第一較佳實施例之指紋感測模組上時之示意圖。

圖7係為本發明第二較佳實施例之指紋感測模組之封裝方法之流程圖。

圖8係為本發明指紋感測模組於第二較佳實施例中之剖面示意圖。

首先說明本發第一較佳實施例之指紋感測模組之封裝方法。請先參照至圖2，圖2為本發明第一較佳實施例之指紋感測模組之封裝方法之流程圖。於本例中，指紋感測模組之封裝方法包括：步驟(a)，提供一基板；步驟(b)，設置複數感測單元於基板上，並使複數感測單元分別電性連結於基板，以及於基板之底面形成複數接點，並使每一感測單元電性連結於複數接點；步驟(c)，黏合一保護層於複數感測單元上；以及步驟(d)，沿每一感測單元周圍切割基板與保護層以形成複數指紋感測模組，其中每一指紋感測模組包括一感測單元。

請一併參照圖3至圖5，圖3為本發明封裝前之基板、複數感測單元與保護層於第一較佳實施例中之分解示意圖，圖4為本發明切割前之基板、複數感測單元與保護層於第一較佳實施例中之剖面示意圖，圖5則為本發明指紋感測模組於第一較佳實施例中之剖面示意圖。

於本例中，基板20為硬性電路板(Rigid Printed Circuit Board，RPCB)或軟性電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)，且基板20之面積大小需可同時容納設置複數感測單元21。

再者，於本例中一感測單元21包括單一感測晶粒(die)，但不以此為限，依據實際需求，於其他實施例中每一感測單元 21亦可以包括複數感測晶粒。感測晶粒(die)係自晶圓(wafer)切割而得，晶圓是製造積體電路(Integrated Circuit，IC)的基本材料，通常是由矽(Silicon，Si)或砷化鎵(Gallium Arsenide，GaAs)等半導體(semiconductor)組成，於本例中晶圓可以是矽晶圓，但不以此為限。

此外，保護層22可由陶瓷材料或玻璃材料製成，例如氧化鋯陶瓷、二氧化鋁陶瓷或藍寶石玻璃等，但不以此為限。又，保護層22之面積大小需可同時覆蓋複數感測單元21，以貼合於每一感測單元21之表面。

首先，如步驟(a)及步驟(b)所示，於提供一基板20後，複數感測單元21被設置於基板20上，且於本例中複數感測單元21係藉由引線接合技術(wire bonding)電性連結於基板20。當利用引線接合技術使複數感測單元21分別電性連結於基板20時，係於將每一感測單元21黏合於基板20後，透過金屬接線23，例如金線或鋁線，使每一感測單元21被接合到基板20上，而完成每一感測單元21與基板20的電性連結。

上述引線接合技術僅為本案中使複數感測單元21分別電性連結於基板20的其中一種可能實施手段，本案使複數感測單元21分別電性連結於基板20的方法可依實際需求調整而不以上述者為限。舉例來說，複數感測單元21亦可藉由覆晶接合技術(flip chip)分別電性連結於基板20。當利用覆晶接合技術使複數感測單元21分別電性連結於基板20時，每一感測單元21的表面將設有一導電錫鉛凸塊(solder bumping)，且每一感測單元21係透過導電錫鉛凸塊直接連接至基板20上的相應接點。

而後，於在基板20之底面形成複數接點24，並使每一感測單元21電性連結於複數接點24後，即完成本例封裝方法之步驟(b)。於本例中複數接點24是利用平面網格陣列封裝技術(Land Grid Array，LGA)形成之複數平面接點，但於基板20之底面形成複數接點之方法及所形成之複數接點之形態可依實際需求調整而不以上述者為限。舉例來說，利用球柵陣列封裝技術(Ball Grid Array，BGA)於基板20之底面形成複數接點亦是其中一種可能實施手段。當利用球柵陣列封裝技術於基板20之底面形成複數接點時，複數接點係複數錫球顆粒。

此外，複數接點24係用以電性連結於電子裝置電路板(圖中未示)上的相應接點，且於本例中複數接點24可利用表面黏著技術(Surface Mount Technology，SMT)電性連結於電子裝置電路板上的相應接點，但不以此為限。

接著，為保護複數感測單元21，避免其被重壓、刮擦而毀損，或受汗水侵蝕而損壞，完成前述步驟後將執行步驟(c)，黏合保護層22於複數感測單元21上。於本例中保護層22係透過絕緣材料被黏合於複數感測單元21上，舉例來說，絕緣材料可以是黏著劑或雙面膠等，但不以此為限。此外，於將保護層22黏合於複數感測單元21前，絕緣材料將預先被黏合於複數感測單元21或保護層22。

最後，於執行步驟(d)，即沿每一感測單元21周圍切割基板20與保護層22為複數部件後，將產出如圖5所示之複數指紋感測模組25，且每一指紋感測模組25包括具有用於單一指紋感測模組25之預設尺寸之保護層22、單一感測單元21以及具有用於單一指紋感測模組25之預設尺寸之基板20。

接下來說明本發明指紋感測模組25之運作原理，請參照至圖6，其為使用者將手指置於本發明第一較佳實施例之指紋感測模組上時之示意圖。首先，由於人體為一電導體，因此當使用者將其手指F置於保護層22上時，手指F與感測單元21之間將產生電容耦合現象。再者，由於手指F具有複數指脊部F1與複數指凹部F2，因此手指F之每一點與感測單元21的距離不盡相同，所產生之電訊號強度也不相同。基於此，藉由分析電訊號強度可取得感測單元21與手指F之每一點的距離，進而合成具有複數指脊部F1與複數指凹部F2的手指F之指紋影像資訊。

根據上述內容可知，本發明指紋感測模組之封裝方法首先提供面積大小可同時容納設置複數感測單元21於其上之基板20以及面積大小可同時覆蓋複數感測單元21之保護層22，再於黏合保護層22、複數感測單元21及基板20後沿每一感測單元21周圍切割基板20及保護層22為複數具有預設尺寸的部件而產出複數指紋感測模組25。而習知指紋感測模組1之封裝方法係於切割製造複數具有預設尺寸之基板11及保護層13後，再一一完成單一感測晶粒12與具有預設尺寸之基板11及保護層13之組裝。相較之下，本發明指紋感測模組之封裝方法可縮短並簡化大量生產指紋感測模組時之所需作業時間及製程複雜度，進而改善習知指紋感測模組之封裝方法之問題並提供一種可降低封裝所需時間及複雜度的指紋感測模組之封裝方法。

在符合本發明所揭示之精神下，本發明指紋感測模組之封裝方法並不以上述者為限。以下以一第二較佳實施例說明本發明指紋感測模組之封裝方法之其他可能實施態樣。請先參照至圖7，圖7為本發明指紋感測模組之封裝方法於第二較佳實施例中之流程圖。於本例中，指紋感測模組之封裝方法包括：步驟(a’)，提供一基板；步驟(b’)，設置複數感測單元於基板上，並使複數感測單元分別電性連結於基板，以及於基板之底面形成複數接點，並使每一感測單元電性連結於複數接點；步驟(c’)，黏合一保護層於複數感測單元上；以及步驟(d’)，沿每一感測單元周圍切割基板與保護層並以複數外殼分別包覆複數感測單元以形成複數指紋感測模組，其中每一指紋感測模組包括一感測單元。

請一併參照圖7及圖8，圖8為本發明指紋感測模組於第二較佳實施例中之剖面示意圖。與第一較佳實施例不同的是，於本例中，於沿每一感測單元21周圍切割基板20與保護層22為複數具有用於單一指紋感測模組27之預設尺寸的部件後，更包括以複數外殼26分別包覆複數感測單元21之步驟，以達保護，例如靜電防護，複數感測單元21之目的。故利用本發明第二較佳實施例之方法產出之指紋感測模組27如圖8所示，包括包覆感測單元21之外殼26。於本例中外殼26可以是由環氧樹脂(epoxy)材質製成，但不以此為限。本發明第二較佳實施例之指紋感測模組之封裝方法之其他內容與第一較佳實施例大致相同，於此不再贅述。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

a、b、c、d‧‧‧步驟

Claims

一種指紋感測模組之封裝方法，用以形成複數指紋感測模組，包括步驟：(a)提供一基板；(b)設置複數感測單元於該基板上，並使該複數感測單元分別電性連結於該基板；(c)黏合一保護層於該複數感測單元上；以及(d)沿每一感測單元周圍切割該基板與該保護層以形成複數該指紋感測模組，其中每一該指紋感測模組包括一該感測單元。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中於該步驟(b)中，使該複數感測單元分別電性連結於該基板之步驟係利用一引線接合技術(wire bonding)或一覆晶接合技術(flip chip)完成。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中該步驟(b)於使該複數感測單元分別電性連結於該基板之步驟後更包括以下步驟：於該基板之一底面形成複數接點，並使每一該感測單元電性連結於該複數接點，其中該複數接點用以電性連結於一電子裝置電路板。
如申請專利範圍第3項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中該複數接點係利用一平面網格陣列封裝技術(Land Grid Array，LGA)或一球柵陣列封裝技術(Ball Grid Array，BGA)形成。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中每一該指紋感測模組係利用一表面黏著技術(Surface Mount Technology，SMT)電性連結於一電子裝置電路板。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中該步驟(d)於切割該基板與該保護層之步驟後更包括以下步驟：以複數外殼分別包覆該複數感測單元，用以保護該複數感測單元。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中該步驟(a)之該基板係一硬性電路板(Rigid PCB)或一軟性電路板(Flexible PCB)。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中該步驟(b)之該感測單元包括至少一感測晶粒(die)。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中該步驟(c)之該保護層由陶瓷材料或玻璃材料製成。
如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組之封裝方法，其中於該步驟(c)中係使用一絕緣材料將該保護層黏合於該複數感測單元。