TW201719495A - 指紋感測器用配線基板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種指紋感測器用配線基板，係具備：絕緣基板，係具有層疊有多個絕緣層的構造；指紋讀取用的多個表層帶狀電極；指紋讀取用的多個內層帶狀電極；以及突起電極，係形成在該內層帶狀電極上，且朝前述表層帶狀電極彼此之間突出，前述突起電極與前述表層帶狀電極的水平間隔是5至20μm，該突起電極的上表面係被最上層的前述絕緣層以1至10μm的厚度覆蓋。

Description

指紋感測器用配線基板
本發明係關於一種指紋感測器用配線基板。
第6圖中表示習知的指紋感測器用配線基板20。習知的指紋感測器用配線基板20係由絕緣基板11、配線導體12和阻焊層13所構成。這種習知的指紋感測器用配線基板係例如被記載於日本特開2001-46359號公報。
絕緣基板11具有在芯層絕緣層11a的上下表面層疊有增層絕緣層11b的構造。芯層絕緣層11a係由摻入有玻璃纖維布的熱固化性樹脂所構成。芯層絕緣層11a的厚度是30至400μm左右。在芯層絕緣層11a形成有多個貫穿孔14。增層絕緣層11b係由不包含玻璃纖維布的熱固化性樹脂所構成。增層絕緣層11b的厚度是10至20μm左右。在增層絕緣層11b形成有多個通孔15。
配線導體12係覆蓋於芯層絕緣層11a的上下表面、貫穿孔14內、增層絕緣層11b的表面以及通孔15內。配線導體12係由鍍銅所構成。配線導體12的厚度是10至20μm左右。
上表面側的最表層的配線導體12的一部分係形成指紋讀取用的表層帶狀電極16。如第7圖所示，表層帶狀電極16是在端部具有連接盤的細帶狀的圖案，且沿著第1方向平行地排列多根。表層帶狀電極16的帶狀圖案部的寬度是5至20μm左右。表層帶狀電極16的帶狀圖案部彼此的相鄰間隔是50至65μm左右。
從夾著上表面側的增層絕緣層11b所處的上表面側的最表層起第2個配線導體12、即形成於芯層絕緣層11a的表面的配線導體12的一部分係形成指紋讀取用的內層帶狀電極17。如第8圖所示，內層帶狀電極17是在端部具有連接盤(land)的細帶狀的圖案，且沿著與第1方向正交的第2方向平行排列多個。內層帶狀電極17的帶狀圖案部的寬度是30至65μm左右。內層帶狀電極17的帶狀圖案部彼此的相鄰間隔是15至40μm左右。
再者，在內層帶狀電極17的上表面，形成有突出於表層帶狀電極16彼此之間的多個突起電極18。如第9圖所示，突起電極18的頂部係位於表層帶狀電極16彼此之間。該頂部之沿著第1方向的尺寸是30至65μm左右，沿著第2方向的尺寸是30至45μm左右，與表層帶狀電極16的間隔是10至20μm。該頂部係經由直徑為20至40μm的通孔15a而與內層帶狀電極17連接。這些表層帶狀電極16與內層帶狀電極17係如第9圖所示，以使在相互正交的方向交叉之方式上下疊合。
下表面側之最表層的配線導體12的一部分 係形成外部連接焊盤19。外部連接焊盤19與表層帶狀電極16以及內層帶狀電極17，係構件經由配線導體12使預定之構件相互連接。
阻焊層13係被覆成覆蓋上表面側以及下表面側的增層絕緣層11b以及在其表面形成的配線導體12。阻焊層13係由熱固化性樹脂所構成。在阻焊層13分散有作為填料之矽石粉。阻焊層13的厚度係在配線導體12的表面上為5至20μm左右。上表面側的阻焊層13係完全地覆蓋配線導體12。下表面側的阻焊層13具有使外部連接焊盤19露出的開口部。
若將手指放置於該指紋感測器用配線基板20的上表面並對表層帶狀電極16施加電壓，則在夾著上表面側的阻焊層13而相對向的表層帶狀電極16與手指的表面之間形成有靜電電容。該靜電電容係在指紋的凸部變大，在指紋的凹部變小。藉由朝多個表層帶狀電極16和多個內層帶狀電極17依序施加電壓並掃描而進行檢測，該靜電電容的差係藉由利用外部的處理器對其進行運算處理，而能夠讀取指紋。在該指紋感測器用配線基板20，突起電極18係在表層帶狀電極16之間突出。結果，表層帶狀電極16與內層帶狀電極17之間的靜電耦合會變強，而使指紋讀取的靈敏度提升。
對包含該指紋感測器用配線基板20中的表層帶狀電極16以及突起電極18的配線導體12的形成方法進行說明。如第10A圖所示，在芯層絕緣層11a的上下表 面以及貫穿孔14內，形成有包含內層帶狀電極17的配線導體12。配線導體12的形成，係採用公知的減成法或半加成法。
接下來，如第10B圖所示，在形成有配線導體12的芯層絕緣層11a的上下表面層疊有增層絕緣層11b。接下來，如第10C圖所示，在增層絕緣層11b形成包含通孔15a的通孔15。通孔15的形成，係採用雷射加工。通孔15a係形成在內層帶狀電極17上，且具有20至40μm左右的直徑。除此以外的通孔15係形成在內層帶狀電極17以外的配線導體12上，且具有50至70μm左右的直徑。
接下來，在包含通孔15內的增層絕緣層11b的表面，具有0.1至1μm左右的厚度的基底金屬層(未圖示)係藉由無電鍍法等而形成。如第10D圖所示，在上下的增層絕緣層11b的表面形成抗鍍層R12。抗鍍層R12具有覆蓋於增層絕緣層11b的表面的配線導體12的配線圖案所對應的開口圖案。抗鍍層R12係藉由在增層絕緣層11b的表面貼附感光性的熱固化性樹脂薄膜，並且在進行曝光以及顯影而具有預定的開口圖案之後，使其熱固化而形成。
接下來，如第10圖E所示，在從抗鍍層R12的開口圖案露出的基底金屬層(未圖示)上，被覆有用以形成包含表層帶狀電極16以及突起電極18的配線導體12的電解鍍銅層。接下來，如第10F圖所示，在除去了抗鍍層R12之後，將從用以形成配線導體12的電解鍍銅層露出的基底金屬層(未圖示)予以蝕刻去除，從而形成包含表層帶 狀電極16以及突起電極18的配線導體12。
但是，在該習知的指紋感測器用配線基板20，如上所述，表層帶狀電極16的帶狀圖案部彼此的相鄰間隔是50至65μm。再者，在帶狀圖案部彼此之間，突起電極18的頂部夾著10至20μm的間隔而被配置。因此，用以形成這些表層帶狀電極16以及突起電極18而設置於抗鍍層R12的開口圖案彼此的壁間的厚度係極薄至10至20μm。
如此，抗鍍層R12的開口圖案彼此的壁間厚度薄至10至20μm，則在該壁間厚度較薄的部分，在抗鍍層R12容易產生從基底金屬層的剝離或翹起。若產生這樣的剝離或翹起，則在該部分，電解鍍銅層析出並在表層帶狀電極16與突起電極18之間，殘留有電解鍍銅層。結果，欠缺表層帶狀電極16與內層帶狀電極17之間的電性絕緣可靠性。
本發明的指紋感測器用配線基板具備：絕緣基板，具有層疊有多個絕緣層的構造；指紋讀取用的多個表層帶狀電極，形成在最上層的前述絕緣層上，且沿著第1方向並排設置；指紋讀取用的多個內層帶狀電極，係形成在與最上層的前述絕緣層相接的下一層的前述絕緣層上，沿著與前述第1方向正交的第2方向並排設置；以及突起電極，係形成在該內層帶狀電極上，且突出於前述表層帶狀電極彼此之間；前述突起電極與前述表層帶狀電極 的水平間隔是5至20μm，該突起電極的上表面係由最上層的前述絕緣層以1至10μm的厚度覆蓋。
1、11‧‧‧絕緣基板
1a、11a‧‧‧芯層絕緣層
1b、11b‧‧‧增層絕緣層
2、12‧‧‧配線導體
3、13‧‧‧阻焊層
4、14‧‧‧貫穿孔
5、15、15a‧‧‧通孔
6、16‧‧‧表層帶狀電極
6a、7a‧‧‧連接盤
7、17‧‧‧內層帶狀電極
8、18‧‧‧突起電極
9、19‧‧‧外部連接焊盤
10‧‧‧指紋感測器用配線基板
R2a‧‧‧第1抗鍍層
R2b‧‧‧第2抗鍍層
R12‧‧‧抗鍍層
S1‧‧‧水平間隔
第1圖是表示本發明的一實施形態之指紋感測器用配線基板的剖面示意圖。
第2圖是表示本發明的一實施形態之指紋感測器用配線基板中的表層帶狀電極的立體示意圖。
第3圖是表示本發明的一實施形態之指紋感測器用配線基板中的內層帶狀電極的立體示意圖。
第4圖是表示本發明的一實施形態之指紋感測器用配線基板中的表層帶狀電極與內層帶狀電極上下重疊的狀態的立體示意圖。
第5A圖至第5F圖是用以對本發明的一實施形態之的指紋感測器用配線基板的製造方法的一部分進行說明的立體示意圖。
第6圖是表示習知的指紋感測器用配線基板的剖面示意圖。
第7圖是表示習知的指紋感測器用配線基板的表層帶狀電極的立體示意圖。
第8圖是表示習知的指紋感測器用配線基板的內層帶狀電極的立體示意圖。
第9圖是表示習知的指紋感測器用配線基板中的表層帶狀電極與內層帶狀電極上下疊合的狀態的立體示意圖。
第10A圖至第10F圖是用以說明習知的指紋感測器用配線基板的製造方法的一部分的剖面示意圖。
根據本發明的指紋感測器用配線基板，突起電極係與表層帶狀電極的水平間隔是5至20μm，其上表面係由最上層的絕緣層以1至10μm的厚度所覆蓋。因此，突起電極與表層帶狀電極之間的距離會變小，兩者之間形成的靜電電容會變大。結果，藉由覆蓋突起電極的最上層的絕緣層，突起電極與表層帶狀電極的電絕緣能夠良好地確保。因此，能夠提供一種指紋讀取的靈敏度高、指紋讀取用的帶狀電極間的電性絕緣可靠性高的指紋感測器用配線基板。
接下來，依據第1圖至第4圖來說明本發明的一實施形態之指紋感測器用配線基板。如第1圖所示，一實施形態之配線基板10包含：絕緣基板1、配線導體2、及阻焊層3。
絕緣基板1具有在芯層絕緣層1a的上下表面層疊有增層絕緣層1b的構造。芯層絕緣層1a包含摻入有玻璃纖維布的熱固化性樹脂。增層絕緣層1b包含沒有玻璃纖維布的熱固化性樹脂。就這些絕緣層用的熱固化性樹脂而言，列舉有環氧樹脂、雙馬來醯亞胺三嗪樹脂等。熱固化性樹脂之中，也可以分散氫氧化鋁或二氧化矽等無機絕緣物填料。芯層絕緣層1a的厚度為30至400μm左右。在芯層絕緣層1a形成有多個貫穿孔4。貫穿孔4的直徑是 70至100μm左右。增層絕緣層1b的厚度是10至20μm。在增層絕緣層1b形成有多個通孔5。通孔5的直徑是50至70μm。
配線導體2係覆蓋於芯層絕緣層1a的上下表面、貫穿孔4內、增層絕緣層1b的表面以及通孔5內。配線導體2係由鍍銅所形成。配線導體2的厚度係在被覆於芯層絕緣層1a的上下表面的情況下為10至20μm左右，在被覆於增層絕緣層1b的表面的情況下為5至50μm左右。
覆蓋於上表面側的增層絕緣層1b的表面的配線導體2的一部分係形成指紋讀取用的表層帶狀電極6。如第2圖所示，表層帶狀電極6是在端部具有連接盤6a的較細的帶狀的圖案，且沿著第1方向平行地排列多根。表層帶狀電極6的帶狀圖案部的寬度是5至20μm左右，相鄰的帶狀圖案部彼此的間隔是50至65μm左右。
被覆於芯層絕緣層1a的上表面的配線導體2的一部分係形成指紋讀取用的內層帶狀電極7。如第3圖所示，內層帶狀電極7是在上表面具有多個突起電極8的較細的帶狀的圖案，在端部具有連接盤7a。內層帶狀電極7係沿著與第1方向成直角的第2方向平行地排列多根。內層帶狀電極7的帶狀圖案部的寬度是30至65μm左右，相鄰的帶狀圖案彼此的間隔是15至40μm左右。
突起電極8係形成在表層帶狀電極6彼此之間所對應的位置。突起電極8之沿著第1方向的尺寸是30 至65μm左右，沿著第2方向的尺寸是30至45μm左右，從內層帶狀電極7的上表面起的高度是1至10μm左右。
如第4圖所示，表層帶狀電極6與內層帶狀電極7係以在相互正交的方向交叉之方式上下疊合。突起電極8與表層帶狀電極6的水平間隔S1是5至20μm，其上表面位於比表層帶狀電極6的下表面更靠下方1至10μm之處。也就是說，突起電極8的上表面是在與表層帶狀電極6接近的狀態下被增層絕緣層1b以1至10μm的厚度覆蓋。
被覆於下表面側的增層絕緣層1b的表面的配線導體2的一部分係形成外部連接焊盤9。外部連接焊盤9具有直徑為200至500μm左右的圓形。外部連接焊盤9與表層帶狀電極6以及內層帶狀電極7的預定的構件彼此係經由配線導體2而電性連接。
對該指紋感測器用配線基板10中的內層帶狀電極7以及突起電極8的形成方法進行說明。首先，如第5A圖所示，準備形成有貫穿孔4的芯層絕緣層1a。貫穿孔4內係預先以鍍銅填充。在芯層絕緣層1a的上下表面覆蓋包含具有0.1至1μm左右的厚度的無電解鍍銅的基底金屬層(未圖示)。
接下來，如第5B圖所示，在芯層絕緣層1a的上表面形成第1抗鍍層R2a。第1抗鍍層R2a具有覆蓋於芯層絕緣層1a的上表面的內層帶狀電極7的配線圖案所對應的狹縫狀的開口圖案。第1抗鍍層R2a係藉由在芯層 絕緣層1a的表面貼附感光性的熱固化性樹脂薄膜，進行曝光以及顯影以便具有規定的開口圖案之後，使其熱固化而形成。在芯層絕緣層1a的下表面雖亦形成有抗鍍層，但為了避免繁瑣，省略了芯層絕緣層1a的下表面側之說明以及圖示。
接下來，如第5C圖所示，在從第1抗鍍層R2a的開口圖案露出的基底金屬層(未圖示)上，覆蓋形成有包含內層帶狀電極7的配線導體2的電解鍍銅層。接下來，如第5D圖所示，在第1抗鍍層R2a上形成第2抗鍍層R2b。第2抗鍍層R2b具有與突起電極8對應的寬度的狹縫狀的開口圖案。第1抗鍍層R2a的狹縫狀的開口圖案與第2抗鍍層R2b的狹縫狀的開口圖案係以彼此正交之方式交叉。由於第2抗鍍層R2b的材料和形成方法與第1抗鍍層R2a相同，因此在此省略其說明。
接下來，如第5E圖所示，在第1抗鍍R2a的開口圖案與第2抗鍍層R2b的開口圖案的交叉部分露出的內層帶狀電極7的上表面，覆蓋形成突起電極8的電解鍍銅層。接下來，如第5F圖所示，在去除第1抗鍍層R2a以及第2抗鍍層R2b之後，將從形成包含內層帶狀電極7的配線導體2的電解鍍銅層露出的基底金屬層(未圖示)予以蝕刻去除。如此，形成包含內層帶狀電極7以及突起電極8的配線導體2。
阻焊層3係被覆成覆蓋上表面側以及下表面側的增層絕緣層1b以及其表面的配線導體2。阻焊層3 包含熱固化性樹脂。就熱固化性樹脂而言，係使用丙烯酸變性環氧樹脂等。上表面側的阻焊層3完全覆蓋包含表層帶狀電極6的配線導體2。下表面側的阻焊層3具有使外部連接焊盤9露出的開口部。
若將手指放置於該指紋感測器用配線基板10的上表面並對表層帶狀電極6施加電壓，則在夾著上表面側的阻焊層3而相對向的表層帶狀電極6與手指的表面之間形成靜電電容。該靜電電容是在指紋的凸部變大，在指紋的凹部變小。藉由對多個表層帶狀電極6和多個內層帶狀電極7依序施加電壓並進行掃描而檢測出該靜電電容之差。藉由利用外部的處理器來對檢測出的差進行運算處理，而能夠讀取指紋。
但是，在指紋感測器用配線基板10中，如上所述，突起電極8與表層帶狀電極6的水平間隔S1是5至20μm，其上表面被增層絕緣層1b以1至10μm的厚度覆蓋。因此，突起電極8與表層帶狀電極6之間的距離會變小，且兩者之間形成的靜電電容會變大。結果，藉由覆蓋突起電極8的增層絕緣層1b，突起電極8與表層帶狀電極6的電絕緣被良好地確保。因此，根據本發明的指紋感測器用配線基板，能夠提供一種指紋讀取的靈敏度高、指紋讀取用的帶狀電極間的電絕緣可靠性高的指紋感測器用配線基板。
若突起電極8與表層帶狀電極6的水平間隔S1小於5μm，則儘管突起電極8的上表面被增層絕緣層 1b以1至10μm的厚度覆蓋，突起電極8與表層帶狀電極6之間的電絕緣可靠性降低的危險性亦會變大。另一方面，若突起電極8與表層帶狀電極6的水平間隔S1超過20μm，則突起電極8與表層帶狀電極6之間的靜電耦合會變弱，而難以提升指紋讀取的靈敏度。
若覆蓋突起電極8的上表面的部分的增層絕緣層1b的厚度小於1μm，則會有突起電極8與表層帶狀電極6之間的電性絕緣可靠性降低的趨勢。另一方面，若覆蓋突起電極8的上表面的部分的增層絕緣層1b的厚度超過10μm，則突起電極8與表層帶狀電極6之間的靜電耦合會變弱，而難以提升指紋讀取的靈敏度。
本發明的指紋感測器用配線基板並不限定於上述的一實施形態，只要不脫離本發明的主旨的範圍就能夠進行各種變更。例如，上述的一實施形態之指紋感測器用配線基板10係如第1圖所示，具有在芯層絕緣層1a的上下表面分別層疊有1層增層絕緣層1b的構造。但是，增層絕緣層也可以層疊2層以上，在芯層絕緣層的上下表面，增層絕緣層亦可層疊不同的層數。
1‧‧‧絕緣基板
1a‧‧‧芯層絕緣層
1b‧‧‧增層絕緣層
2‧‧‧配線導體
3‧‧‧阻焊層
4‧‧‧貫穿孔
5‧‧‧通孔
6‧‧‧表層帶狀電極
7‧‧‧內層帶狀電極
8‧‧‧突起電極
9‧‧‧外部連接焊盤
10‧‧‧指紋感測器用配線基板
S1‧‧‧水平間隔

Claims (3)

  1. 一種指紋感測器用配線基板，係具備：絕緣基板，係具有層疊有多個絕緣層的構造；指紋讀取用的多個表層帶狀電極，係形成在最上層的前述絕緣層上，且沿著第1方向並排設置；指紋讀取用的多個內層帶狀電極，係形成在與最上層的前述絕緣層相接的下一層的前述絕緣層上，且沿著與前述第1方向正交的第2方向並排設置；以及突起電極，係形成在該內層帶狀電極上，且朝前述表層帶狀電極彼此之間突出，前述突起電極與前述表層帶狀電極的水平間隔係5至20μm，前述突起電極的上表面係被最上層的前述絕緣層以1至10μm的厚度覆蓋。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的配線基板，其中，前述絕緣基板包含芯層絕緣層、以及被層疊在芯層絕緣層的上下表面的至少1層增層絕緣層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的配線基板，其中，前述絕緣基板係由芯層絕緣層和分別被層疊在芯層絕緣層的上下表面的1層增層絕緣層所形成，在層疊於芯層絕緣層的上表面側的增層的表面形成有多個表層帶狀電極，在芯層絕緣層的上表面側的表面形成有多個內層帶狀電極。
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