TWI559463B - 封裝結構及其製法 - Google Patents

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Description

封裝結構及其製法
本發明係有關一種封裝結構，尤指一種指紋感測器之封裝結構。
隨著生活水平的提升，消費者對於隱私的注重程度也與日俱增，許多高階電子產品皆會裝載辨識系統，以增加電子產品中資料的安全性，因此辨識系統的研發與設計亦隨著消費者需求成為電子產業開發的方向。
遂著科技產業的發展於辨識系統中，係朝生物辨識系統(biometric)發展。於生物辨識系統中，依據辨識標的的不同可概括分為辨識生物的生理特徵(如，指紋、瞳孔、人臉、聲紋)辨識與行為特徵(如，簽名、語音)兩種類型的生物辨識系統，其中，辨識生理特徵的生物辨識系統具有具有單一性、防偽程度高與便利等優點，因此廣為消費者所接受。
此外，由於高階電子產品皆朝往輕、薄、短、小等高集積度方向發展，因此所裝載的生物辨識裝置多為指紋辨識裝置或人臉辨識裝置，其中又以指紋辨識裝置最廣泛被 使用，藉以達到使該電子產品達到輕薄短小之目的。現有指紋辨識裝置中，依據指紋的掃描方式分為掃描指紋圖案的光學指紋辨識裝置以及偵測指紋紋路中的微量電荷的矽晶指紋辨識裝置。
如第1圖所示，習知指紋感測器(fingerprint sensor)之封裝結構1包括具有第一電性連接墊101之基板10、具有感測區110與第二電性連接墊111之感測晶片11、以及包覆該感測晶片11並外露出該感測區110之封裝膠體12，以供使用者觸滑(swipe)該感測區110而感測指紋。
具體地，該感測晶片11係設置於該基板10上，並以複數條銲線13電性連接該基板10之第一電性連接墊101與該感測晶片11之第二電性連接墊111，且該封裝膠體12係形成於該基板10上以密封該些銲線13。
然而，矽晶指紋影像感測器因手指需直接觸碰該感測晶片11的感測區110，使該感測區110表面易於損壞，遂縮短習知指紋影像感測器的使用壽命。
此外，因應高階電子產品個人化的趨勢，使螢幕觸控區常因美觀的需求而需要具有不同顏色的表面，而該感測區110並無法符合高階電子產品個人化的的期待。
因此，如何克服上述習知技術的問題，增加指紋影像感測器的使用壽命，又能滿足封裝結構多彩化的期待，實為業界迫切待開發之方向。
鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種封裝結 構，係包括：基板；電子元件，係具有相對之感測面及非感測面，該電子元件係設置並電性連接於該基板上；第一封裝體，係形成於該基板上，以包覆該電子元件；以及第二封裝體，係形成於該第一封裝體上，且該第二封裝膠體之硬度大於該第一封裝體之硬度。
本發明復提供一種封裝結構之製法，係包括：提供一設有電子元件之基板，以於該基板上形成包覆該電子元件之第一封裝體，其中，該電子元件係具有相對之感測面及非感測面；以及形成硬度大於該第一封裝體之硬度的第二封裝體於該第一封裝體上。
前述之製法中，形成該第一或第二封裝體之方法係為模壓成型或轉注成型。
前述之封裝結構及其製法中，該電子元件係為指紋感測晶片。
前述之封裝結構及其製法中，該第二封裝體之顏色不同於第一封裝體之顏色。
前述之封裝結構及其製法中，該第二封裝體包覆該第一封裝體。
前述之封裝結構及其製法中，該第一封裝體之摩氏硬度係小於5。
前述之封裝結構及其製法中，該電子元件係以覆晶方式或打線方式電性連接至該基板。
由上可知，本發明之封裝結構及其製法，藉由以硬度小之第一封裝體嵌埋電子元件，並使該第一封裝體覆蓋該 電子元件之感測區，以避免手指直接碰觸該感測區，故相較於習知技術，本發明能避免該感測區損毀而導致電子元件失效之缺點。
再者，當該第二封裝體之顏色不同於第一封裝體之顏色時，更可調配出不同的外觀顏色，使本發明封裝結構不僅具有多彩化之特徵，更具有色彩多樣性之優點，能因應電子產品個人化之需求，應用範圍十分廣泛。
1、2、3‧‧‧封裝結構
10、20‧‧‧基板
101、201‧‧‧第一電性連接墊
11‧‧‧感測晶片
110、210‧‧‧感測區
12‧‧‧封裝膠體
13‧‧‧銲線
111、211、211’‧‧‧第二電性連接墊
2’‧‧‧封裝半成品
200‧‧‧黏著層
203‧‧‧銲料凸塊
21、21’‧‧‧電子元件
21a‧‧‧感測面
21b‧‧‧非感測面
22‧‧‧第一封裝體
22a‧‧‧第一表面
22b‧‧‧第二表面
22c‧‧‧側面
22’、24’‧‧‧預備材料
24‧‧‧第二封裝體
9‧‧‧模具
9a‧‧‧容置空間
90‧‧‧下模
91‧‧‧上模
第1圖係為習知封裝結構之剖面示意圖；第2A至2C圖係為本發明封裝結構之第一實施例之製法之剖面示意圖，其中，第2A’圖係為第2A圖之另一態樣；第3A至3B圖係為第2C圖之封裝結構之另一製法，其中，第3B’圖係為第3B圖之另一態樣；以及第4圖係為本發明封裝結構之第二實施例之剖面示意圖。
以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝 之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。本文所使用之術語「感測面」係意指，但非限於，具有電子元件中具有感測區的表面，同理，不具有感測區之表面即為「非感測面」。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。
第2A及2C圖係顯示本發明封裝結構2之第一實施例之製法示意圖。
如第2A圖所示，提供一表面上設置並電性連接電子元件21之基板20，該電子元件21係具有相對之感測面21a與非感測面21b，其中，該感測面21a具有感測區210，且該電子元件21係以該非感測面21b結合至該基板20。
於本實施例中，該基板20係為導線架、線路板、半導體板等。
再者，該電子元件21係為感測晶片，亦即，一種用以偵測生物體電荷變化、溫度差、壓力等的感測晶片，更佳為指紋辨識晶片，該指紋辨識晶片係為能藉由感測區所接收的電容差進行生物辨識。
又，該基板20係具有第一電性連接墊201，該電子元 件21之感測面21a係具有第二電性連接接墊211，並以打線方式將該第二電性連接墊211與該第一電性連接墊201電性連接，且該電子元件21之非感測面21b係藉由黏著層200固設於該基板20上。
此外，亦可利用覆晶方式電性連接該電子元件21’與該基板20，如第2A’圖所示，該電子元件21’之第二電性連接墊211’係藉由複數銲料凸塊203電性連接至該第一電性連接墊201。因此，對於該電子元件21,21’電性連接至該基板20之方式並未有特殊限制。
如第2B圖所示，接續第2A圖之製程，於該基板20上形成第一封裝體22，使該電子元件21嵌埋於該第一封裝體22中，且該第一封裝體22完全覆蓋該感測區210。
於本實施例中，該第一封裝體22係具有相對之第一表面22a及第二表面22b，其中，該第一封裝體22以其第二表面22b結合至該基板20上，該第一封裝體22之摩氏硬度係小於5。
再者，形成該第一封裝體22的材質係包括聚合物與添加物，該添加物係選自二氧化鈦、含碳材料、顏料或染料。
另外，形成該第一封裝體22之方法係以模壓成型(compression molding)或轉注成型(transfer molding)等鑄模成型(molding)方式所完成。
如第2C圖所示，於該第一封裝體22之第一表面22a上形成第二封裝體24，且該第二封裝膠體24之硬度大於該第一封裝體22之硬度。
於本實施例中，形成該第二封裝體24之材質係包括聚合物與添加物，該添加物係選自二氧化鈦、含碳材料、顏料或染料。
再者，該第二封裝體24之顏色不同於第一封裝體22之顏色。
又，形成該第二封裝體24之方法係以模壓成型或轉注成型等鑄模成型方式所完成。
另外，形成該第一封裝體22之材質中所含的聚合物與形成該第二封裝體24之材質中所含的聚合物係可為相同或不同，且形成該第一封裝體22之材質中所含的添加物與形成該第二封裝體24之材質中所含的添加物係亦可為相同或不同。
因此，手指可按壓硬度大之第二封裝體24，以下壓該第一封裝體22而作用該感測區210。
再者，當該第一封裝體22與第二封裝體24所含之添加物為不同者，更可藉由不同之添加物調配出不同的外觀顏色，使本發明封裝結構2不僅具有多彩化之特徵，更具有色彩多樣性之優點。
於另一製法中，如第3A圖所示，提供一模具9，其包含一上模91與一具有容置空間9a的下模90，該上模91係承載該基板20與設於該基板20上之電子元件21，該下模90之容置空間9a中係承載一預備材料22’。接著，壓合該上模91與下模90，使該預備材料22’形成第一封裝體22。
之後，如第3B圖所示，將由該基板20、電子元件21 與該第一封裝體22所構成之封裝半成品2’設於該上模91上，且於該下模90之容置空間9a中承載另一預備材料24’。接著，壓合該上模91與下模90，使該預備材料24’形成第二封裝體24。最後，待脫模後，將得到本發明之封裝結構2。
此外，該電子元件21’與該基板20亦可以覆晶方式電性連接，如第3B’圖所示。因此，對於該電子元件21,21’電性連接至該基板20之方式並未有特殊限制。
第4圖係為本發明之封裝結構3之第二實施例，其相較於第一實施例，本實施例之封裝結構3之第二封裝體24不僅形成於該第一封裝體22之第一表面22a上，復形成於該第一封裝體22之側面22c，使該第二封裝體24包覆該第一封裝體22。
使用具有本發明封裝結構2,3之指紋感測器時，以手指的電荷變化、溫度差、壓力等方式碰觸該第二封裝體24表面，感測區210會掃描其所接收到電容差，以供該感測晶片21作辨識。
本發明提供一種封裝結構2,3，係包括一基板20；設於該基板20上之一電子元件21，該電子元件21係具有感測區210；形成於該基板20上之第一封裝體22，且該第一封裝體22係包覆該電子元件21並覆蓋該感測區210；以及形成於該第一封裝體22上之第二封裝體24，使該電子元件21之感測區210朝向該第二封裝體24，且該第二封裝膠體24之硬度大於該第一封裝體22之硬度。
於一實施例中，該電子元件21係為指紋感測晶片。
於一實施例中，該第一封裝體22之摩氏硬度係小於5。
於一實施例中，該第二封裝體24之顏色不同於第一封裝體22之顏色。
於一實施例中，該第二封裝體24包覆該第一封裝體21。
於一實施例中，該電子元件21,21’係以覆晶方式或打線方式電性連接至該基板20。
綜上所述，本發明之封裝結構及其製法中，藉由以硬度小之第一封裝體22嵌埋電子元件21，並使該第一封裝體22覆蓋該電子元件21之感測區210，以避免手指直接碰觸該電子元件21的感測區210，故相較於習知技術，本發明能避免該感測區210損毀而導致電子元件21失效之缺點，因而能延長該封裝結構2,3之壽命。
再者，該第一封裝體22具有多種色彩，以賦予本發明之封裝結構2,3多彩化的特性，能因應不同顏色需求做封裝結構顏色的改變。
又，當該第二封裝體24之顏色不同於第一封裝體22之顏色時，更可調配出不同的外觀顏色，使本發明封裝結構不僅具有多彩化之特徵，更具有色彩多樣性之優點，能因應電子產品個人化之需求，應用範圍十分廣泛。
上述實施例僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改 變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
2‧‧‧封裝結構
20‧‧‧基板
200‧‧‧黏著層
201‧‧‧第一電性連接墊
21‧‧‧電子元件
21a‧‧‧感測面
21b‧‧‧非感測面
210‧‧‧感測區
211‧‧‧第二電性連接墊
22‧‧‧第一封裝體
22a‧‧‧第一表面
22b‧‧‧第二表面
24‧‧‧第二封裝體

Claims (14)

  1. 一種封裝結構，係包括：基板；電子元件，係設置並電性連接於該基板上；第一封裝體，係形成於該基板上，以包覆該電子元件；以及第二封裝體，係形成於該第一封裝體上，使該第一封裝體夾置於該電子元件與第二封裝體之間，且該第二封裝膠體之硬度大於該第一封裝體之硬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中，該電子元件係為指紋感測晶片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中，該第二封裝體之顏色不同於第一封裝體之顏色。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中，該第二封裝體包覆該第一封裝體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中，該第一封裝體的摩氏硬度係小於5。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中，該電子元件係以覆晶方式或打線方式電性連接至該基板。
  7. 一種封裝結構之製法，係包括：提供一設有電子元件之基板，以於該基板上形成包覆該電子元件之第一封裝體；以及形成一硬度大於該第一封裝體之第二封裝體於該第一封裝體上，使該第一封裝體夾置於該電子元件與 第二封裝體之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，該電子元件係為指紋感測晶片。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，形成該第一封裝體之方法係為模壓成型或轉注成型。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，形成該第二封裝體之方法係為模壓成型或轉注成型。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，該第二封裝體之顏色不同於第一封裝體之顏色。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，該第二封裝體包覆該第一封裝體。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，該第一封裝體的摩氏硬度係小於5。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之封裝結構之製法，其中，該電子元件係以覆晶方式或打線方式電性連接至該基板。
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