TW202412251A - 指紋辨識晶片模組的封裝結構及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種指紋辨識晶片模組的封裝結構及其製作方法，包括：提供具有晶片設置區的一線路載板；設置具有一辨識區的一指紋辨識晶片於晶片設置區；電性連接指紋辨識晶片與線路載板；塗佈一材料塗層於線路載板的晶片設置區上，且材料塗層覆蓋指紋辨識晶片；以及形成一覆蓋層於部分之晶片設置區上方，而露出該辨識區。
Description
本發明係關於一種晶片模組的封裝結構及其製作方法，特別是關於一種指紋辨識晶片模組的封裝結構及其製作方法。
現有的指紋辨識裝置像是光學式指紋辨識器由於光源輔助照明辨識功能具有較大體積，而電容式指紋辨識器雖然結構輕薄，但是電容式指紋辨識器的上方設有讓使用者需手指貼附於外表面的保護蓋板，使得保護蓋板的外表面中設置於感測區塊的凹槽影響到電子設備的外觀完整性。
一般來說，指紋辨識晶片封裝結構主要包含線路載板、指紋辨識晶片、多個導線以及封裝膠體，上述的指紋感測區域大多是位於指紋辨識晶片表面，且包覆於指紋辨識晶片的封裝膠體厚度會影響指紋辨識晶片封裝結構的感測靈敏度。
因此，需要提出改良的封裝結構與製作方法，以在顧及外觀的考量下縮減封裝結構體積與厚度並維持封裝結構所包含的元件。
為達到有效解決上述問題之目的，本發明提出一種指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，包括：提供具有晶片設置區的一線路載板；設置具有一辨識區的一指紋辨識晶片於晶片設置區；電性連接指紋辨識晶片與線路載板；塗佈一材料塗層於線路載板的晶片設置區上，且材料塗層覆蓋指紋辨識晶片；以及形成一覆蓋層於部分之晶片設置區上方，而露出辨識區。
根據本發明一實施例，該線路載板是硬式基板或軟式基板。
根據本發明一實施例，所塗佈的該材料塗層厚度小於25um，並具有在2~8範圍內的介電常數。
根據本發明一實施例，該覆蓋層為一複合塑料框或液態膠體並具有小於80um的厚度。
根據本發明一實施例，該封裝結構之製作方法於塗佈該材料層之前，進一步設置未經封裝之一安全加密晶片、一微處理器晶片、一電源處理晶片、至少一電阻元件及至少一電容元件於該晶片設置區；電性連接該安全加密晶片、該微處理器晶片、該電源處理晶片、該電阻元件、該電容元件、該指紋辨識晶片與線路載板；該塗佈該材料塗層及形成該覆蓋層於該安全加密晶片、該微處理器晶片、該電源處理晶片、該電阻元件及該電容元件上。
本發明另提出一種指紋辨識晶片模組的封裝結構，包括一線路載板、一指紋辨識晶片、一材料塗層以及一覆蓋層。線路載板具有一晶片設置區。指紋辨識晶片具有一辨識區，設置在晶片設置區中，且電性連接至線路載板。材料塗層塗佈於線路載板的晶片設置區上，覆蓋指紋辨識晶片。覆蓋層形成於部分的晶片設置區上方，辨識區露出覆蓋層。
根據本發明一實施例，該封裝結構進一步包含一安全加密晶片、一微處理器晶片、一電源處理晶片、至少一電阻元件及至少一電容元件，設置於該晶片設置區，且電性連接該指紋辨識晶片及該線路載板。
通過使用本發明製作方法的製作的指紋辨識晶片模組的封裝結構，藉由材料塗層及覆蓋層的封裝方式，能在顧及外觀的考量下縮減封裝結構體積與厚度並維持封裝結構所包含的元件。
以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習本發明所屬技術領域中之通常知識者在研讀本說明書後可據以實施本發明。本文所用術語僅用於闡述特定實施例，而並非旨在限制本發明。
圖1係使用本發明一實施例的指紋辨識晶片模組的封裝結構的智慧卡示意圖，圖2係圖1實施例的指紋辨識晶片模組10的封裝結構的背面示意圖。請參照圖1，智慧卡1包含指紋辨識晶片模組10與智慧卡晶片20，指紋辨識晶片模組10可與智慧卡晶片20透過串行週邊介面(serial peripheral interface, SPI)或積體電路介接匯流排(inter-integrated circuit bus, I
2C)等方式進行單/雙向通訊。指紋辨識晶片模組10包含指紋辨識晶片100、電源處理晶片(power management unit, PMU)110、微處理器晶片(micro processing unit, MCU)120、安全加密(security encryption, SE)晶片130、以及被動元件140，電源處理晶片110、微處理器晶片120、以及被動元件140與指紋辨識晶片100耦接。指紋辨識晶片100具有辨識區AA，電源處理晶片110與微處理器晶片120耦接，用於將外部電源控制在1.8V~5V之電源供應單元，可提供微處理器晶片120與安全加密晶片130等內部元件使用。安全加密晶片130與微處理器晶片120耦接，其加密格式可以為AES或HMAC。微處理器晶片120可以為ARM/RISC-V/8051等可運算與加密的微處理單元。被動元件140為電阻及/或電容。指紋辨識晶片100、電源處理晶片110、微處理器晶片120、安全加密晶片130、以及可視需求改變數量的被動元件140可視實際應用(不限金融領域)而變動或調換。請參照圖2，指紋辨識晶片模組10的背面包含複數個金屬接點150，可供指紋辨識晶片模組10搭接至智慧卡的電路基板上的線路（未圖示）。
本發明的指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，包含：提供具有一晶片設置區的一線路載板，並在晶片設置區設置具有辨識區的指紋辨識晶片；電性連接指紋辨識晶片與線路載板；塗佈材料塗層於線路載板的晶片設置區上，且材料塗層覆蓋指紋辨識晶片；形成一覆蓋層於部分之晶片設置區上方，而露出辨識區。
圖3A~圖3D係根據本發明一實施例的指紋辨識晶片模組的封裝結構的製作流程示意圖。如圖3A所示，在線路載板12上設置指紋辨識晶片100、未經封裝的電源處理晶片110、未經封裝的微處理器晶片120、未經封裝的安全加密晶片130、被動元件140等，以打線11電性連接指紋辨識晶片100、電源處理晶片110、微處理器晶片120、安全加密晶片130與線路載板12上的線路，以表面貼焊技術(Surface mount tech, SMT)將被動元件140固定至載板12。
接著，如圖3B所示，施加打線膠21在打線11上，以保護各種晶片與線路載板12的電性連接。
接著，如圖3C所示，將材料塗層22塗佈於線路載板12的晶片設置區上，且材料塗層22覆蓋指紋辨識晶片100、電源處理晶片110、微處理器晶片120、安全加密晶片130及被動元件140。
最後，如圖3D所示，在部分的晶片設置區上方形成覆蓋層23，露出指紋辨識晶片100的辨識區AA區覆蓋層的底部與材料塗層22通過打線11的突起部位匹配貼合，並在表面維持平坦。
在此實施例中，線路載板12具有晶片設置區，且線路載板除了可使用玻璃環氧樹脂多層材(FR-4)組成的硬式基板、軟性印刷電路板(Flexible Print Circuit, FPC)組成的軟性基板之外，亦可為雙馬來醯亞胺三嗪樹脂(BT樹脂)基板、ABF(Ajinomoto Build-up Film)基板、MIS基板(即C2iM(Copper Connection in Molding)基板)、聚醯亞胺(MPI)軟板或液晶高分子(Liquid Crystal Polymer, LCP)軟板。指紋辨識晶片100的指紋晶片感測器材質可以為矽(Si)、玻璃、導電薄膜等材質製作而成，塗佈於晶片設置區上的材料塗層22，的材料可選用液晶高分子(liquid crystal polymer, LCP)樹脂材料加上玻璃纖維，材料塗層22的厚度約大於10um且小於25um，硬度大於3H，並具有在2~8範圍內的介電常數。覆蓋層23為一複合材料(塑料)或液態膠體，例如二氧化矽與樹酯混合物，可經熱貼合或光固形的方式附著在非感測區的材料層22上，以保護指紋辨識晶片100、電源處理晶片110、微處理器晶片120、安全加密晶片130等晶片、被動元件、打線及線路，覆蓋層23的厚度不大於80um。若指紋辨識晶片模組的封裝結構應用於圖1所示的智慧卡，辨識區AA及智慧卡晶片20覆蓋材料塗層22之後，其上方不會有覆蓋層23。
通過使用本發明製作方法的製作的指紋辨識晶片模組的封裝結構，藉由材料塗層及覆蓋層的封裝方式，能在顧及外觀的考量下縮減封裝結構體積與厚度並維持封裝結構所包含的元件。
本發明不限於上述實施例，對於本技術領域的技術人員顯而易見的是，在不脫離本發明的精神或範疇的情況下，可對本發明作出各種修改和變化。
因此，本發明旨在涵蓋對本發明或落入所附申請專利範圍及其均等範疇內所作的修改與變化。
1:智慧卡
10:指紋辨識晶片模組
11:打線
12:線路載板
20:智慧卡晶片
21:打線膠
22:材料塗層
23:覆蓋層
100:指紋辨識晶片
110:電源處理晶片
120:微處理器晶片
130:安全加密晶片
140:被動元件
150:金屬接點
AA:辨識區
圖1係使用本發明一實施例的指紋辨識晶片模組的封裝結構的智慧卡示意圖；
圖2係圖1所示指紋辨識晶片模組封裝結構的背面示意圖；
圖3A~圖3D係根據本發明一實施例的封裝結構的製作流程示意圖。
1:智慧卡
10:指紋辨識晶片模組
20:智慧卡晶片
23:覆蓋層
100:指紋辨識晶片
110:電源處理晶片
120:微處理器晶片
130:安全加密晶片
140:被動元件
AA:辨識區
Claims (10)
- 一種指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，包括： 提供具有一晶片設置區的一線路載板； 設置具有一辨識區的一指紋辨識晶片於該晶片設置區； 電性連接該指紋辨識晶片與該線路載板； 塗佈一材料塗層於該線路載板的該晶片設置區上，且該材料塗層覆蓋於該指紋辨識晶片；以及 形成一覆蓋層於部分之該晶片設置區上方，而露出該辨識區。
- 如請求項1所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，其中，該線路載板是硬式基板或軟式基板。
- 如請求項1所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，其中，所塗佈的該材料塗層厚度小於25um，並具有在2~8範圍內的介電常數。
- 如請求項1所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，其中，該覆蓋層為一複合塑料框或液態膠體並具有小於80um的厚度。
- 如請求項1所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構之製作方法，於塗佈該材料層之前，進一步設置未經封裝之一安全加密晶片、一微處理器晶片、一電源處理晶片、至少一電阻元件及至少一電容元件於該晶片設置區；電性連接該安全加密晶片、該微處理器晶片、該電源處理晶片、該電阻元件、該電容元件、該指紋辨識晶片與線路載板；塗佈該材料塗層及形成該覆蓋層於該安全加密晶片、該微處理器晶片、該電源處理晶片、該電阻元件及該電容元件上。
- 一種指紋辨識晶片模組的封裝結構，包括： 一線路載板，具有一晶片設置區； 一指紋辨識晶片，具有一辨識區，設置在該晶片設置區中，且電性連接至該線路載板； 一材料塗層，塗佈於該線路載板的該晶片設置區上，覆蓋該指紋辨識晶片；以及 一覆蓋層，形成於部分的該晶片設置區上方，該辨識區露出該覆蓋層。
- 如請求項6所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構，其中，該線路載板是硬式基板或軟式基板。
- 如請求項6所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構，其中，所塗佈的該材料塗層厚度小於25um，並具有在2~8範圍內的介電常數。
- 如請求項6所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構，其中，該覆蓋層為一複合塑料框或液態膠體並具有小於80um的厚度。
- 如請求項6所述的指紋辨識晶片模組的封裝結構，進一步包含一安全加密晶片、一微處理器晶片、一電源處理晶片、至少一電阻元件及至少一電容元件，設置於該晶片設置區，且電性連接該指紋辨識晶片及該線路載板。
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