TW201730810A - 指紋感測封裝模組及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種指紋感測封裝模組包括覆蓋層、黏著層、電路板、指紋感測晶片、導電圖案層及封裝體。黏著層位於覆蓋層上。電路板具有第一表面，電路板包括多個位於第一表面的接墊，電路板之第一表面透過黏著層設置於覆蓋層上，電路板具有至少一槽孔。指紋感測晶片具有感測面且包括多個位於感測面的接點，指紋感測晶片之感測面透過黏著層設置於覆蓋層上且容置於槽孔內。導電圖案層位於第一表面及感測面上，以電性連接這些接墊以及這些接點。封裝體至少部分位於槽孔內以覆蓋指紋感測晶片。

Description

指紋感測封裝模組及其製造方法

一種指紋感測封裝模組及其製造方法，特別是指一種具有覆蓋層之指紋感測封裝模組。

隨著科技的發展，行動電話、個人筆記型電腦或平板等電子裝置已經成為了生活中必備之工具，而這些電子系統內部儲存的資訊如通訊錄、相片等日異增加，已然具有相當個人化的特點。為避免重要資訊遭到遺失或是盜用等情況，如今指紋感測封裝模組已廣泛地運用於電子裝置。

目前常見的指紋感測封裝模組是將指紋感測晶片透過打線方式（wire bonding）電性連接至電路基板上，而後使用封裝材料覆蓋。一般而言，在封裝工序中，封裝材料的厚度須高於打線之弧高，以免使用者觸碰感測時打線因受力而斷裂。然而，如此將使得封裝模組的整體體積大且厚度厚，故較不易進一步降低電子裝置整體厚度。

本發明一實施例提出一種指紋感測封裝模組，包含覆蓋層、導電圖案層、黏著層、電路板、指紋感測晶片、導電圖案層以及封裝體。黏著層位於覆蓋層上。電路板具有第一表面，電路板包括多個位於第一表面的接墊，電路板之第一表面透過黏著層設置於覆蓋層上，電路板具有至少一槽孔。指紋感測晶片具有感測面且包括多個位於感測面的接點，指紋感測晶片之感測面透過黏著層設置於覆蓋層上且容置於槽孔內。導電圖案層位於第一表面及感測面上，以電性連接這些接墊以及這些接點。封裝體至少部分位於槽孔內以覆蓋指紋感測晶片。

本發明提出一種指紋感測封裝模組的製造方法，包含設置電路板於一承載基板上，其中電路板具有第一表面，電路板包括多個位於第一表面的接墊，該電路板具有至少一槽孔；設置至少一指紋感測晶片於至少一槽孔內，其中指紋感測晶片具有感測面且包括多個位於感測面的接點，指紋感測晶片之感測面設置於承載基板上；填置封裝體於槽孔內，且封裝體至少覆蓋指紋感測晶片；移除承載基板；以及形成導電圖案層以電性連接接墊及接點。

綜上所述，本發明實施例提供指紋感測封裝模組，包括覆蓋層、黏著層、電路板、指紋感測晶片、導電圖案層以及封裝體。具有槽孔的電路板透過黏著層配置於覆蓋層上。指紋感測晶片透過黏著層配置於覆蓋層上且容置於槽孔內。封裝體配置於槽孔內以覆蓋至少部分指紋感測晶片。電路板用以作為整體模組的支撐體，能夠改善整體模組的結構強度，而內部導電環可藉由電路佈線而與接墊電性連接。導電圖案層用以電性連接電路板的接墊以及指紋感測晶片的接點。當手指或其他物體施力於覆蓋層上，驅動訊號可透過導電圖案層而由指紋感測晶片的接點傳遞至電路板的接墊，而再傳遞至電路板的內部導電環，以使指紋感測晶片透過內部導電環來輸出驅動訊號以達到指紋辨識之功能。一般而言，習知之指紋感測晶片是透過打線而設置一電路基板上，且封裝體需高於打線之弧高。因此，習知之指紋感測晶片封裝模組之指紋感測晶片的感測面距離手指所碰觸的覆蓋層較遠。相較於習知技術而言，藉由本發明實施例的指紋感測晶片的感測面較接近覆蓋層。

本發明一實施例的指紋感測封裝模組的製造方法藉由將電路板及指紋感測晶片黏附於承載基板上，其中指紋感測晶片容置於電路板的槽孔內。填置封裝體於槽孔內以覆蓋指紋感測晶片。而後，移除承載基板。形成導電圖案層以電性連接接墊及接點。透過第二保護層來保護導電圖案層。接著，藉由黏著層將覆蓋層覆蓋於第二保護層上，並在單體化程序中切割電路板以形成至少一指紋感測封裝單體。於一實施例中，單體化後的指紋感測封裝單體(亦即，指紋感測封裝模組)與具有指紋辨識功能的電子裝置組裝時，將指紋感測封裝模組設置於電子裝置之蓋板之通孔內，以使得使用者之手指能夠觸碰指紋感測封裝模組的覆蓋層。

另外，於本發明另一實施例的指紋感測封裝模組的製造方法中，在形成第二保護層於導電圖案層上的步驟後，切割電路板以形成至少一指紋感測封裝單元。於一實施例中，指紋感測封裝單元直接透過黏著層而設置於電子裝置的觸控蓋板上，且透過電路板而電性連接至所述觸控蓋板。也就是說，所述觸控蓋板無須先行設置一通孔來容置指紋感測封裝單元。依此，指紋感測封裝單元便於直接裝設於需具有指紋辨識功能的觸控裝置，例如是智慧型手機等。

圖1A為本發明第一實施例的指紋感測封裝模組的結構示意圖。圖1B為本發明第一實施例的指紋感測封裝模組的部分俯視結構示意圖。請參閱圖1A及圖1B，指紋感測封裝模組100包括覆蓋層110、黏著層120、電路板130、指紋感測晶片140、導電圖案層150以及封裝體160。黏著層120位於覆蓋層110上。電路板130透過黏著層120附著在覆蓋層110上且具有槽孔H1。指紋感測晶片140容置於槽孔H1內。導電圖案層150電性連接指紋感測晶片140及電路板130。封裝體160配置於槽孔H1內且覆蓋指紋感測晶片140。

覆蓋層110用以作為整體模組的保護蓋板，可供一使用者之手指觸碰。於實務上，覆蓋層110可以是一可透光之基材，例如是玻璃基板、塑膠基板或是藍寶石基板等。或者是，覆蓋層110亦可以是應用於一觸控裝置之觸控蓋板。

黏著層120位於覆蓋層110上。具體來說，黏著層120為一黏著材料，其具有黏性。電路板130以及指紋感測晶片140能透過黏著層120而設置於覆蓋層110上。

電路板130具有第一表面S1以及相對於第一表面S1的第二表面S2，且電路板130之第一表面S1可透過黏著層120而附著於覆蓋層110上。於實務上，電路板130用以實現電性連接設計以及作為整體模組的支撐體，其包括至少一介電層、電路佈線(未繪示)以及多個接墊132。電路佈線可分布於第一表面S1、第二表面S2或是介電層之上，用以作為元件之間電性連接的線路。接墊132位於第一表面S1上，用以與指紋感測晶片140電性連接。於實務上，接墊132可視整體電性連接需求而與至少部分的電路佈線電性連接，本發明並不對此加以限制。電路板130具有槽孔H1，槽孔H1由電路板130之第一表面S1貫穿至第二表面S2。於本實施例中，槽孔H1的高度可以大於指紋感測晶片140的厚度。不過，於其他實施例中，槽孔H1的高度可以約略與指紋感測晶片140的厚度相等。另外，於本實施例中，電路板130更包括位於第一表面S1上的內部導電環134。內部導電環134為環形的電路佈線圖案，且環繞指紋感測晶片140。內部導電環134可藉由電路佈線(例如是，圖1B所示之佈線136)而與接墊132電性連接。不過，本發明並不對內部導電環134與指紋感測晶片140的電性連接方式加以限定。

指紋感測晶片140容置於電路板130之槽孔H1內。指紋感測晶片140具有感測面SA，且指紋感測晶片140的感測面SA透過黏著層120附著於覆蓋層110上。指紋感測晶片140包括多個位於感測面SA的接點142，這些接點142可以將指紋感測晶片140的訊號輸出。

導電圖案層150位於電路板130之第一表面S1以及指紋感測晶片140的感測面SA上。導電圖案層150用以電性連接電路板130的接墊132以及指紋感測晶片140的接點142，從而驅動訊號可透過導電圖案層150而由指紋感測晶片140的接點142傳遞至電路板130的接墊132，而再傳遞至內部導電環134，以使指紋感測晶片140透過內部導電環134來輸出驅動訊號以達到指紋辨識之功能。於實務上，導電圖案層150的電路佈線圖形可依據電路連接需求來設計，例如是導電圖案層150可以是重新佈線層（redistribution layer，RDL）。

於實務上，導電圖案層150是藉由黃光製程而形成，因而指紋感測封裝模組100可以更包括第一保護層P1以及第二保護層P2，以能夠透過圖案化製程而形成導電圖案層150。其中，第一保護層P1覆蓋於電路板130’的第一表面S1及位於其上的接墊132以及覆蓋指紋感測晶片140的感測面SA及位於其上的接點142，使得第一表面S1及感測面SA平坦化。第一保護層P1具有多個開孔T1，這些開孔T1的位置對應電路板130’的接墊132及指紋感測晶片140的接點142的位置。導電圖案層150位於第一保護層P1上及開孔T1內。第二保護層P2覆蓋於導電圖案層150以及部分的第一保護層P1上，主要使得位於第一表面S1的導電圖案層150平坦化。一般來說，第一保護層P1以及第二保護層P2的材料可以是聚醯亞胺或是光阻。

封裝體160至少部分位於槽孔H1內以覆蓋指紋感測晶片140。具體來說，封裝體160用以封裝指紋感測晶片140並降低濕氣侵入。封裝體160的材料可以是填充膠(underfill)，透過點膠製程而填充於槽孔H1內以及指紋感測晶片140與接點142之間的間隙，並且覆蓋指紋感測晶片140。或是，封裝體160的材料可以是一般封裝常用之環氧塑封材料（Epoxy Molding Compound，EMC），利用壓模製程來製作。

圖2A至2J分別是本發明一實施例的指紋感測封裝模組的製造方法於各步驟所形成的示意圖。請依序配合參照圖2A至2J。

首先，請參閱圖2A，設置電路板130’於承載基板C1上。於實務上，施加黏性材料G1於承載基板C1的表面，以使電路板130’的第一表面S1能夠附著於承載基板C1上。黏性材料G1可以是熱解黏膠帶、雙面膠、黏性油墨或黏性塗料等，並且能夠於後續處理工序中被去除。承載基板C1可以是玻璃基板、藍寶石基板、塑膠基板等具有支撐作用的承載板。值得說明的是，電路板130’具體可為一大尺寸的電路聯板（circuit substrate panel或circuit substrate strip），前述指紋感測封裝模組100的電路板130即為經過後續單體化切割的電路板130’。電路板130’具有至少一槽孔H1以及位於第一表面S1上的電路佈線(未繪示)、接墊132以及內部導電環134，而內部導電環134環繞槽孔H1，且內部導電環134可藉由電路佈線而電性連接至接墊132。

請參閱圖2B，設置至少一指紋感測晶片140於至少一槽孔H1內。於實務上，指紋感測晶片140透過黏性材料G1而設置於承載基板C1的表面，而感測面SA以及位於感測面SA的接點142與黏性材料G1接觸。

請參閱圖2C，填置封裝體160於槽孔H1內。封裝體160至少覆蓋指紋感測晶片140，以封裝指紋感測晶片140並降低濕氣侵入。具體來說，封裝體160可以藉由點膠製程而將填充膠填充於槽孔H1內以及指紋感測晶片140與接點142之間的間隙，並且覆蓋指紋感測晶片140而形成。或是，封裝體160可以透過壓模製程而將環氧塑封材料填置於槽孔H1內而完成。

請參閱圖2D，移除承載基板C1。具體而言，去除黏性材料G1以使承載基板C1與電路板130’、指紋感測晶片140以及封裝體160之間分離，而至少裸露出及位於電路板130’的第一表面S1上的接墊132以及裸露出位於指紋感測晶片140的感測面SA上的接點142。一般來說，若黏性材料G1為熱解黏膠帶，則可藉由加熱而使熱解黏膠帶失去黏性，以便於剝離承載基板C1。另外，若黏性材料G1為雙面膠、黏性油墨或黏性塗料等，其可以是藉由機械法去除，例如是以刮刀刮除、砂紙磨除等。或者是，黏性材料G1也可以是透過溶劑而溶蝕。本發明並不對此加以限制。

請參閱圖2E，指紋感測封裝模組的製造方法可以更包括形成第一保護層P1覆蓋於電路板130’及指紋感測晶片140上。詳細而言，在形成導電圖案層150的步驟前，形成第一保護層P1來覆蓋於電路板130’的第一表面S1及位於其上的接墊132以及覆蓋指紋感測晶片140的感測面SA及位於其上的接點142，使得第一表面S1及感測面SA平坦化。具體而言，第一保護層P1的材料可以是聚醯亞胺(Polyimide，PI)或是光阻(photoresist)。於本實施例中，第一保護層P1的厚度可略高於接墊132和接點142的高度，本發明並不對第一保護層P1的厚度加以限制。

請參閱圖2F，形成多個開孔T1於第一保護層P1。詳細來說，這些開孔T1的位置對應電路板130’的接墊132及指紋感測晶片140的接點142的位置以裸露出接墊132及接點142。

請參閱圖2G，形成導電材料在第一保護層P1上及開孔T1內。於實務上，噴鍍(spray plating)或是注入填置導電材料在第一保護層P1上以及填滿開孔T1，以形成導電層CL。

接著，請參閱圖2H，透過黃光製程，圖案化位於第一保護層P1上的導電層CL以形成導電圖案層150。導電圖案層150形成於第一保護層P1上及開孔T1內，用以電性連接接墊132和接點142。值得說明的是，於本實施例中，導電圖案層150為一重新佈線層，使指紋感測晶片140的線路得以重新佈線於指紋感測晶片140的感測面SA的週邊。

請參閱圖2I，形成第二保護層P2覆蓋於導電圖案層150以及部分的第一保護層P1上，主要使得位於第一表面S1的導電圖案層150平坦化。一般來說，第二保護層P2的材料可以是聚醯亞胺或是光阻。

請參閱圖2J，形成黏著層120於第二保護層P2上。具體來說，黏著層120為一黏著材料，其具有黏性。接著，將覆蓋層110’覆蓋於第二保護層P2上。於本實施例中，覆蓋層110’具體可為一大尺寸的可透光之基材，例如是玻璃基板、塑膠基板或是藍寶石基板等，前述指紋感測封裝模組100的覆蓋層110即為經過後續單體化切割的覆蓋層110’。接著，於本實施例中，切割電路板130’以形成多個指紋感測封裝單元U1。於此，指紋感測封裝單體M1大致上已等同於如圖1A所繪示之指紋感測封裝模組100。值得說明的是，於本實施例中，單體化後的指紋感測封裝模組100與具有指紋辨識功能的電子裝置組裝時，於所述電子裝置之蓋板表面設置一通孔，並將指紋感測封裝模組100設置於電子裝置之蓋板之通孔內，以使得使用者之手指能夠觸碰指紋感測封裝模組100的覆蓋層110。相較於習知技術而言，指紋感測晶片140的感測面SA能夠較接近其覆蓋層。

圖3A至3B為本發明第二實施例的指紋感測封裝模組的製造方法於各步驟所形成的示意圖。請依序配合參照圖3A至3B。

圖3A之步驟為接續本發明第一實施例之圖2I的步驟，請參閱圖3A，在形成第二保護層P2覆蓋於導電圖案層150上的步驟後，切割電路板130’以形成多個指紋感測封裝單元U1。

請參閱圖3B，形成黏著層120於第二保護層P2上。接著，將覆蓋層110覆蓋於第二保護層P2上。於本實施例中，覆蓋層110為應用於觸控裝置之觸控蓋板。於此，圖1A所繪示之指紋感測封裝模組100大致上已完成。值得說明的是，本實施例之指紋感測封裝單元U1能夠透過黏著層120而直接設置於觸控蓋板上，且能夠透過電路板130而電性連接至所述觸控蓋板。也就是說，所述觸控蓋板無須先行設置一通孔來容置指紋感測封裝單元U1。依此，透過本發明第二實施例的指紋感測封裝模組的製造方法，指紋感測封裝單元U1便於直接裝設於需具有指紋辨識功能的觸控裝置，例如是智慧型手機等。相較於習知技術而言，指紋感測晶片140的感測面SA能夠較接近觸控蓋板(亦即，覆蓋層110)。

綜上所述，本發明實施例提供指紋感測封裝模組，包括覆蓋層、黏著層、電路板、指紋感測晶片、導電圖案層以及封裝體。具有槽孔的電路板透過黏著層配置於覆蓋層上。指紋感測晶片透過黏著層配置於覆蓋層上且容置於槽孔內。封裝體配置於槽孔內以覆蓋至少部分指紋感測晶片。電路板用以作為整體模組的支撐體，能夠改善整體模組的結構強度，而內部導電環可藉由電路佈線而與接墊電性連接。導電圖案層用以電性連接電路板的接墊以及指紋感測晶片的接點。當手指或其他物體施力於覆蓋層上，驅動訊號可透過導電圖案層而由指紋感測晶片的接點傳遞至電路板的接墊，而再傳遞至電路板的內部導電環，以使指紋感測晶片透過內部導電環來輸出驅動訊號以達到指紋辨識之功能。一般而言，習知之指紋感測晶片是透過打線而設置一電路基板上，且封裝體需高於打線之弧高。因此，習知之指紋感測晶片封裝模組之指紋感測晶片的感測面距離手指所碰觸的覆蓋層較遠。相較於習知技術而言，藉由本發明實施例的指紋感測晶片的感測面較接近覆蓋層。

本發明第一實施例的指紋感測封裝模組的製造方法藉由將電路板及指紋感測晶片黏附於承載基板上，其中指紋感測晶片容置於電路板的槽孔內。填置封裝體於槽孔內以覆蓋指紋感測晶片。而後，移除承載基板。形成導電圖案層以電性連接接墊及接點。透過第二保護層來保護導電圖案層。接著，藉由黏著層將覆蓋層覆蓋於第二保護層上，並在單體化程序中切割電路板以形成至少一指紋感測封裝單體。於第一實施例中，單體化後的指紋感測封裝單體(亦即，指紋感測封裝模組)與具有指紋辨識功能的電子裝置組裝時，將指紋感測封裝模組設置於電子裝置之蓋板之通孔內，以使得使用者之手指能夠觸碰指紋感測封裝模組的覆蓋層。

另外，於本發明第二實施例的指紋感測封裝模組的製造方法中，在形成第二保護層於導電圖案層上的步驟後，切割電路板以形成至少一指紋感測封裝單元。在第二實施例中，指紋感測封裝單元直接透過黏著層而設置於電子裝置的觸控蓋板上，且透過電路板而電性連接至所述觸控蓋板。也就是說，所述觸控蓋板無須先行設置一通孔來容置指紋感測封裝單元。依此，指紋感測封裝單元便於直接裝設於需具有指紋辨識功能的觸控裝置，例如是智慧型手機等。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧指紋感測封裝模組
110、110’‧‧‧覆蓋層
120‧‧‧黏著層
130、130’‧‧‧電路板
132‧‧‧接墊
134‧‧‧內部導電環
136‧‧‧佈線
140‧‧‧指紋感測晶片
142‧‧‧接點
150‧‧‧導電圖案層
160‧‧‧封裝體
C1‧‧‧承載基板
CL‧‧‧導電層
G1‧‧‧黏性材料
H1‧‧‧槽孔
M1‧‧‧指紋感測封裝單體
P1‧‧‧第一保護層
P2‧‧‧第二保護層
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
SA‧‧‧感測面
U1‧‧‧指紋感測封裝單元
T1‧‧‧開孔

圖1A為本發明第一實施例的指紋感測封裝模組的結構示意圖。 圖1B為本發明第一實施例的指紋感測封裝模組的部分俯視結構示意圖。 圖2A至2J分別是本發明一實施例的指紋感測封裝模組的製造方法於各步驟所形成的示意圖。 圖3A至3B分別是本發明第二實施例的指紋感測封裝模組的製造方法於各步驟所形成的示意圖。

100‧‧‧指紋感測封裝模組

110‧‧‧覆蓋層

120‧‧‧黏著層

130‧‧‧電路板

132‧‧‧接墊

134‧‧‧內部導電環

140‧‧‧指紋感測晶片

142‧‧‧接點

150‧‧‧導電圖案層

160‧‧‧封裝體

H1‧‧‧槽孔

P1‧‧‧第一保護層

P2‧‧‧第二保護層

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

SA‧‧‧感測面

Claims (11)

1. 一種指紋感測封裝模組，包括： 一覆蓋層； 一黏著層，位於該覆蓋層上； 一電路板，具有一第一表面，該電路板包括多個位於該第一表面的接墊，該電路板之該第一表面透過該黏著層設置於該覆蓋層上，該電路板具有至少一槽孔； 一指紋感測晶片，具有一感測面且包括多個位於該感測面的接點，該指紋感測晶片之該感測面透過該黏著層設置於該覆蓋層上且容置於該槽孔內； 一導電圖案層，位於該第一表面及該感測面上，以電性連接該些接墊以及該些接點；以及 一封裝體，至少部分位於該槽孔內以覆蓋該指紋感測晶片。
2. 如請求項1所述之指紋感測封裝模組，其中該電路板更包括一內部導電環，該內部導電環位於該第一表面上且環繞該指紋感測晶片，並與該指紋感測晶片電性連接。
3. 如請求項1所述之指紋感測封裝模組，其中該導電圖案層為一重新佈線層。
4. 一種指紋感測封裝模組的製造方法，包括： 設置一電路板於一承載基板上，其中該電路板具有一第一表面，該電路板包括多個位於該第一表面的接墊，該電路板具有至少一槽孔； 設置至少一指紋感測晶片於至少一該槽孔內，其中該指紋感測晶片具有一感測面且包括多個位於該感測面的接點，該指紋感測晶片之該感測面設置於該承載基板上； 填置一封裝體於該槽孔內，且該封裝體至少覆蓋該指紋感測晶片； 移除該承載基板；以及 形成一導電圖案層以電性連接該接墊及該接點。
5. 如請求項4所述之指紋感測封裝模組的製造方法，更包括： 形成該導電圖案層的步驟前，形成一第一保護層覆蓋於該第一表面及該感測面；以及 形成多個開孔於該第一保護層，該些開孔的位置對應該些接墊及該些接點的位置以裸露出該些接墊及該些接點，其中該導電圖案層形成於該第一保護層上及該開孔內。
6. 如請求項5所述之指紋感測封裝模組的製造方法，其中形成該導電圖案層的步驟包括： 形成導電材料於該第一保護層上及該開孔內，以形成一導電層；以及 圖案化位於該第一保護層上的該導電層以形成該導電圖案層。
7. 如請求項4所述之指紋感測封裝模組的製造方法，更包括： 形成一第二保護層覆蓋於該導電圖案層上。
8. 如請求項7所述之指紋感測封裝模組的製造方法，更包括： 形成一黏著層於該第二保護層上；以及 覆蓋一覆蓋層於該黏著層上。
9. 如請求項8所述之指紋感測封裝模組的製造方法，更包括： 切割該電路板以形成至少一指紋感測封裝單體。
10. 如請求項7所述之指紋感測封裝模組的製造方法，更包括： 在形成該第二保護層覆蓋於該導電圖案層的步驟後，切割該電路板以形成至少一指紋感測封裝單元。
11. 如請求項10所述之指紋感測封裝模組的製造方法，更包括： 形成一黏著層於該第二保護層上；以及 覆蓋一覆蓋層於該黏著層上。