TWI611197B - 指紋檢測裝置、使用其之行動裝置以及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種指紋檢測裝置、使用其之行動裝置以及其製造方法，此指紋檢測裝置包括一基底、一影像感測積體電路、一光發射電路、一透光層以及一模壓材料。影像感測積體電路被配置於基底。光發射電路被配置於基底，並被配置於影像感測積體電路的一側，其中，光發射電路電性連接影像感測積體電路。透光層被配置於影像感測積體電路上，其中，透光層可讓光線穿越並進入影像感測積體電路。模壓材料包圍影像感測積體電路，其中，模壓材料阻擋光發射電路與影像感測積體電路之間的光行進路徑，避免上述光發射電路的直接照射光線進入影像感測積體電路，提升指紋辨識的品質。

Description

指紋檢測裝置、使用其之行動裝置以及其製造方法
本發明係關於一種指紋辨識的技術，更進一步來說，本發明係關於一種整合發光二極體的指紋檢測裝置、使用其之行動裝置以及其製造方法，此指紋檢測裝置可以避免內部發光二極體的直射光線干擾，並且讓發光二極體的光線射入手指。
現代產品講究輕薄短小，故許多分離式電路都被整合成積體電路。第1圖繪示為先前技術所揭露之指紋輸入裝置的結構圖。請參考第1圖，在此先前技術中，指紋輸入裝置包括一基底100、一二維影像感測器101以及一發光二極體102。發光二極體102發射指定波長之光線給手指，手指反射出散射光線。二維影像感測器101便直接地由手指的凸起部分(ridge portion)接收上述散射光線，並且，由手指的凹下部分(valley portions)所散射的散射光線則擴散。然而，發光二極體102的光線直射二維影像感測器101，常常導致二維影像感測器101所擷取 的指紋不清楚，導致指紋辨識失敗。
第2圖繪示為先前技術所揭露之指紋輸入裝置的結構圖。請參考第2圖，在此先前技術中，指紋輸入裝置除了包括上述基底100、上述二維影像感測器101以及上述發光二極體102之外，還包括一個遮蔽牆201，此遮蔽牆201可以擋住發光二極體102對二維影像感測器101的直射光線。然而，上述遮蔽牆201製造不易，且容易傾倒損壞。
本發明的一目的在於提供一種指紋檢測裝置、使用其之行動裝置以及其製造方法，此指紋檢測裝置可以整合發光二極體，藉由發光二極體補光，讓指紋更加清晰，另外，在整合發光二極體的指紋檢測裝置中，也避免了發光二極體的光線直射影像感測積體電路，具有防止串擾(Crosstalk)與干涉(Interference)之功效。
有鑒於此，本發明提供一種指紋檢測裝置，此指紋檢測裝置包括一基底、一影像感測積體電路、一光發射電路、一透光層以及一模壓材料。影像感測積體電路被配置於基底。光發射電路被配置於基底，並被配置於影像感測積體電路的一側，其中，光發射電路電性連接影像感測積體電路。透光層被配置於影像感測積體電路上，其中，透光層可讓光線穿越並進入影像感測積體電路。模壓材料包圍影像感測積體電路、該光發射電路以及 該透光層，其中，模壓材料阻擋光發射電路與影像感測積體電路之間的光行進路徑，避免上述光發射電路的直接照射光線進入影像感測積體電路，提升指紋辨識的品質。
本發明另外提供一種行動裝置，此行動裝置包括一控制電路、一顯示面板、一覆蓋保護層以及一指紋檢測裝置。顯示面板電性連接控制電路。覆蓋保護層被配置於顯示面板上。此指紋檢測裝置包括一基底、一影像感測積體電路、一光發射電路、一透光層以及一模壓材料。影像感測積體電路被配置於基底。光發射電路被配置於基底，並被配置於影像感測積體電路的一側，其中，光發射電路電性連接影像感測積體電路。透光層被配置於影像感測積體電路上，其中，透光層可讓光線穿越並進入影像感測積體電路。模壓材料包圍影像感測積體電路、該光發射電路以及該透光層，其中，模壓材料阻擋光發射電路與影像感測積體電路之間的光行進路徑，避免上述光發射電路的直接照射光線進入影像感測積體電路，提升指紋辨識的品質。
依照本發明較佳實施例所述之指紋檢測裝置以及行動裝置，上述透光層包括一空間濾波器(Spatial Filter)，此空間濾波器被配置於影像感測積體電路上，其中，上述空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由上述光線通道，限制可進入影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入該影像感測積體電路。
依照本發明較佳實施例所述之指紋檢測裝置以及行動裝置，上述光發射電路包括一特定光源發射電路，其中，上述特定光源發射電路配置於影像感測積體電路之任一側，並電性連接該影像感測積體電路。當手指放置於此指紋檢測裝置上時，上述影像感測積體電路用以感測手指反射之上述特定光源以進行指紋辨識。在另一較佳實施例中，上述光發射電路包括一可見光發射電路，其中，此可見光發射電路配置於影像感測積體電路之一側，並電性連接影像感測積體電路，其中，當進行一指紋辨識時，此影像感測積體電路致能此可見光發射電路，使上述可見光發射電路發射一可見光，以讓使用者藉由可見光得知手指放置位置。在另一較佳實施例中，上述空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
依照本發明較佳實施例所述之指紋檢測裝置以及行動裝置，上述指紋檢測裝置係採用一系統級封裝(System in Package，SIP)。上述影像感測積體電路係用一銀膠貼和該基底，上述光發射電路係用一焊錫膏貼和該基底。上述指紋檢測裝置之模壓材料更包括一環氧樹脂，透過一鑄模成形(Molding)製程，包覆上述影像感測積體電路、上述光發射電路以及上述透光層，其中，透過一研磨製程，使上述透光層以及上述光發射電路的透光材料露出，使上述光發射電路被開啟時，上述光發射電路所發射之光線可由被研磨的表面被發射出，上述影像感測積體電路透過被研磨的透光層表面接收手指所發射之光線。
依照本發明較佳實施例所述之指紋檢測裝置以及行動裝置，上述指紋檢測裝置係採用一雙料鑄模成形(Double Molding)。上述影像感測積體電路係用一第一銀膠貼和基底，上述光發射電路係用一第二銀膠貼和基底。在上述光發射電路上更包括一可穿透光鑄模，此可穿透光鑄模包覆上述光發射電路。上述指紋檢測裝置之模壓材料更包括一環氧樹脂，透過一鑄模成形(Molding)製程，包覆上述影像感測積體電路、上述光發射電路以及上述透光層，其中，透過一研磨製程，使上述透光層露出，使上述光發射電路被開啟時，上述光發射電路所發射之光線可由被研磨的表面被發射出，上述影像感測積體電路透過被研磨的透光層表面接收手指所發射之光線。
本發明另外提出一種指紋檢測裝置之製造方法，此指紋檢測裝置之製造方法包括下列步驟：提供一基底；針對多數個發光元件，進行一第一表面安裝(Surface-Mount)製程；針對多數個具有透光層之影像感測積體電路，進行一第二晶粒黏著製程，其中，該透光層被配置於該影像感測積體電路上，其中，該透光層可讓光線穿越並進入該影像感測積體電路；針對上述多數個具有透光層之影像感測積體電路，進行一第二打線製程；針對上述多數個具有透光層之影像感測積體電路與發光元件，進行一鑄模製程；進行一熟化製程；進行一研磨製程；以及進行一切割製程，使之成為一個個單獨的指紋檢測裝置。
本發明另外提出一種指紋檢測裝置之製造方法，此指紋檢測裝置之製造方法包括下列步驟：提供一基底；針對多數個發光元件，進行一第一晶粒黏著(Die Attach)製程；針對上述多數個發光元件，進行一第一打線製程(Wire Bonding)；針對上述多數個發光元件，進行一第一鑄模製程；進行一第一熟化製程(Post Mold Curing，PMC)；針對多數個具有一透光層之影像感測積體電路，進行一第二晶粒黏著製程，其中，該透光層被配置於該影像感測積體電路上，其中，該透光層可讓光線穿越並進入該影像感測積體電路；針對上述多數個具有該透光層之影像感測積體電路，進行一第二打線製程；針對上述多數個具有透光層之影像感測積體電路與發光元件，進行一鑄模製程，進行一鑄模製程；進行一熟化製程；進行一研磨製程；以及進行一切割製程，使之成為一個個單獨的指紋檢測裝置。
依照本發明較佳實施例所述之指紋檢測裝置之製造方法，其中，製作上述多數個具有透光層之影像感測積體電路之方法包括：在一晶圓上，製作多數個影像感測積體電路；在上述多數個影像感測積體電路上，利用光阻製作透光層；以及切割該晶圓，獲得多數個具有光線隔離之影像感測積體電路。
依照本發明較佳實施例所述之指紋檢測裝置之製造方法，其中，在上述多數個影像感測積體電路上，利用光阻製作透光層，包括：在該些影像感測積體 電路上，塗抹上一光阻層；進行一曝光顯影製程，在該些影像感測積體電路上，產生多數個柱狀結構光阻；對上述多數個柱狀結構光阻進行一烘烤製程。
本發明的精神在於在用於指紋辨識的影像感測積體電路上方配置一個透光層，此透光層可用透過光線。之後，藉由封裝，將光發射電路與用於指紋辨識的影像感測積體電路封在同一個積體電路中。藉此，可以整合光發射電路與用於指紋辨識的影像感測積體電路在同一積體電路中。由於在封裝的時候，鑄模材料包圍了上述用於指紋辨識的影像感測積體電路，故在影像感測積體電路與光發射電路之間，構成了天然的光阻擋構件，因此，避免光發射電路的光線直接射入用於指紋辨識的影像感測積體電路，讓所讀取的指紋更加清晰。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
101‧‧‧二維影像感測器
102‧‧‧發光二極體
301‧‧‧顯示面板
302‧‧‧控制電路
303‧‧‧覆蓋保護層
304‧‧‧指紋檢測裝置
401、1101‧‧‧基底
402、1102‧‧‧影像感測積體電路
403、1103‧‧‧透光層
404‧‧‧發光二極體
405、1105‧‧‧接合打線
406‧‧‧整合鑄模
450‧‧‧發光二極體404的透光材料
501‧‧‧手指的指紋之凸起部分(ridge portion)
502‧‧‧手指的指紋之凹下部分(valley portion)
503‧‧‧保護玻璃
504‧‧‧透光層/空間濾波器
505‧‧‧影像感測積體電路
601、701、801‧‧‧光線通道
S901~S910‧‧‧本發明一較佳實施例的指紋檢測裝置之製造方法之流程步驟
901、1201‧‧‧發光二極體的晶粒
902、1204‧‧‧具有透光層之影像感測積體電路
903‧‧‧鑄模材料
905‧‧‧發光元件的透光窗口
S1001~S1005‧‧‧本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S901之流程子步驟
1106‧‧‧第一鑄模
1107‧‧‧第二鑄模
S1201~S1222‧‧‧本發明另一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的流程步驟
1202‧‧‧打線(Bounding Wire)
1203‧‧‧第一鑄模材料
1205‧‧‧第二鑄模材料
1104‧‧‧發光二極體晶粒
第1圖繪示為先前技術所揭露之指紋輸入裝置的結構圖。
第2圖繪示為先前技術所揭露之指紋輸入裝置的結構圖。
第3圖繪示為本發明一較佳實施例之行動裝置的示意圖。
第4圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之結構圖。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之操作示意圖。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之空間濾波器504的俯視圖。
第7圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之空間濾波器504的俯視圖。
第8圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之空間濾波器504的俯視圖。
第9圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的流程圖。
第9A圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S904的示意圖。
第9B圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S905的示意圖。
第9C圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S907的示意圖。
第9D圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S909的示意圖。
第10圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S901之詳細流程圖。
第10A圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1001的示意圖。
第10B圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1002的示意圖。
第10C圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1003的示意圖。
第10D圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1005的示意圖。
第11圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之結構圖。
第12圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的流程圖。
第12A圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1204的示意圖。
第12B圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1205的示意圖。
第12C圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1206的示意圖。
第12D圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1208的示意圖。
第12E圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1210的示意圖。
第12F圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1212的示意圖。
在實施例與申請專利範圍中，空間相對術語，如“在...之下”，“以下”，“下”，“上方”，“上”等詞彙，可以在本文中用於便於描述，以描述一個元件或特徵的相對於另一元件(多個)或特徵(多個特徵)在圖所示中的對應關係。所屬技術領域具有通常知識者可以理解，除了在附圖中描述的方向，空間相對術語旨在涵蓋裝置在使用或操作不同方向。舉例來說，如果裝置在圖中被翻轉，則被描述為“下方”或“之下”的元件或特徵將被定向為“上方”，因此，“下方”示範性術語可以包括上方和下方的方位。若所述裝置可被另外定位(旋轉90度或在其它方位)，上述的空間相對術語在此則用以作為所使用的空間相對描述做出相應的解釋。
第3圖繪示為本發明一較佳實施例之行動裝置的示意圖。請參考第3圖，在此實施例中，上述行動裝置包括顯示面板301、控制電路302、覆蓋保護層303以及指紋檢測裝置304。在此實施例中，覆蓋保護層303被配置在顯示面板上方，並且覆蓋整個行動裝置。指紋檢測裝置304則配置於覆蓋保護層303的下方。一般來說，若以目前智慧型手機為例，覆蓋保護層303是以保護玻璃(Protective Glass)實施。控制電路302電性連接顯示面板301以及指紋檢測裝置304，以控制顯示面板301以及指紋檢測裝置304。在此實施例中，指紋檢測裝置304被配置於覆蓋保護層303，也就是保護玻璃的下方，另外，指紋檢測裝置304在此實施例中，被配置在虛擬觸控按鈕 (HOME)下方。
第4圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之結構圖。請參考第4圖，此指紋檢測裝置包括一基底401、一影像感測積體電路402、一透光層403、一發光二極體404、接合打線(Bonding Wire)405以及一整合鑄模406。在此實施例中，影像感測積體電路402與發光二極體404藉由系統級封裝(System In Package，SIP)的方式被包裝在同一個積體電路中。上述發光二極體404透過錫膏電性連接到基底401。上述影像感測積體電路402則透過銀膠電性連接到基底。上述影像感測積體電路402與上述發光二極體404則透過基底的走線互相電性連接，藉此，上述影像感測積體電路402可以控制上述發光二極體404的點亮與熄滅。
在此實施例中，上述影像感測積體電路402的上方配置了透光層403。此透光層403是可透光材質。在製作此指紋檢測裝置時，最後的步驟會進行研磨與切割。此時，在虛線420上方的部分會被磨除。之後，透光層403會露出，且發光二極體404的透光材料450也會露出。所屬技術領域具有通常知識者可以看出，在發光二極體404與透光層403之間，具有整合鑄模406這樣的光線屏障，因此，上述發光二極體404所發射的特殊波長的光線不會直接地射到上述影像感測積體電路402上方的感測元件(Sensor Cell)。當手指在發光二極體404以及透光層403上方時，發光二極體404照射手指，導致手指發光， 手指發射的光線可以透過透光層403發射到上述影像感測積體電路402。由於整合鑄模406的模壓材料阻擋發光二極體404與影像感測積體電路402之間的光行進路徑，故可以避免上述發光二極體404所發出的光線直接照射進入影像感測積體電路402，因此，指紋辨識的品質得以被提升。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之操作示意圖。請參考第5圖，501表示手指的指紋之凸起部分(ridge portion)；502表示手指的指紋之凹下部分(valley portion)；503表示保護玻璃(protective glass)；504表示透光層；505表示影像感測積體電路。在此示意圖中，透光層504是以空間濾波器504的形式實施，此空間濾波器504具有濾除散射光線，並讓直射光進入影像感測積體電路的功效。由此實施例，可以看出，直射的光線，會穿過空間濾波器504進入到影像感測積體電路505。手指的指紋之凹下部分造成的散射光線會被保護玻璃反射和被空間濾波器504中的非光線通道部分阻擋或吸收，而手指的指紋之凸起部分造成的散射光線會被空間濾波器504中的非光線通道部分阻擋或吸收。因此，影像感測積體電路505便只會接收到實質上直射到影像感測積體電路505的光線，不會接收到散射光線，故可以提升指紋的影像品質。然而，本發明並不限定此透光層的實施方式。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例之指 紋檢測裝置之空間濾波器504的俯視圖。請參考第6圖，601表示光線通道。在此實施例中，空間濾波器504的光線通道601是正方形，且整個空間濾波器504中的多個光線通道601被配置為方形矩陣。第7圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之空間濾波器504的俯視圖。請參考第7圖，在此實施例中，空間濾波器504的光線通道701是圓形，且整個空間濾波器504中的多個光線通道701被配置為方形矩陣。第8圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之空間濾波器504的俯視圖。請參考第8圖，在此實施例中，空間濾波器504的光線通道801是六邊形，且整個空間濾波器504中的多個光線通道801配置為蜂巢狀。在本發明實施例中，雖然指紋檢測裝置304例如是被配置於虛擬觸控按鈕下方，但是本領域具有通常知識者應當知道，實際應用本發明時，指紋檢測裝置304配置的位置可以是依據產品設計者的設計而決定，故本發明不以此為限。
為了使本領域具有通常知識者能夠透過本實施例來實施本發明，以下將舉例說明本實施例的指紋檢測裝置之製造方法。第9圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的流程圖。請參考第9圖，此指紋檢測裝置之製造方法包括下列步驟：
步驟S901：此指紋檢測裝置之製造方法開始。
步驟S902：製作多數個具有一透光層 之影像感測積體電路。
步驟S903：提供一基底。此基底例如是印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)。
步驟S904：針對多數個發光元件，進行一第一表面安裝(Surface-Mount)製程。發光元件可以例如是可見光發光二極體晶片、紅外線發光二極體晶片等。請參考第9A圖，第9A圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S904的示意圖。由第9A圖可以看出，發光二極體的晶片901利用錫膏焊接在基底上。
步驟S905：針對多數個具有一透光層之影像感測積體電路，進行一第二晶粒黏著製程。請參考第9B圖，第9B圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S905的示意圖。由第9B圖可以看出，具有透光層之影像感測積體電路902透過銀膠黏著在基底上。
步驟S906：針對上述多數個具有該透光層之影像感測積體電路，進行一打線製程。
步驟S907：進行一鑄模製程。請參考第9C圖，第9C圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S907的示意圖。由第9C圖可以看出，利用鑄模成形的方式，使用鑄模材料903，例如環氧樹脂，將上述具有透光層之影像感測積體電路902以及發光二極體的晶粒901(發光元件)封進同一個電路封裝中。
步驟S908：進行一熟化製程。此熟化製程讓鑄模材料固定。
步驟S909：進行一研磨製程。請參考第9D圖，第9D圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S909的示意圖。由第9D圖可以看出，將多餘的鑄模材料研磨掉，並露出上述透光層，並且開啟發光元件的透光窗口905。
步驟S910：進行一切割製程，使之成為一個個單獨的指紋檢測裝置。由於第9A圖~第9D圖是以單一個影像感測積體電路以及單一個發光元件作為示意。實際上，在製作指紋檢測裝置時，會在同一個基底配置多個影像感測積體電路以及多個發光元件，並且以陣列的方式黏著，完成封裝之後，才進行切割。
第10圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S901之詳細流程圖。請參考第10圖，上述實施例中，步驟S901所述之製作多數個具有一透光層之影像感測積體電路，可以包括下列子步驟：
步驟S1001：在一晶圓上，製作多數個影像感測積體電路。如第10A圖所示，第10A圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1001的示意圖。
步驟S1002：在影像感測積體電路上，塗抹上一光阻層。如第10B圖所示，第10B圖繪示為本發 明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1002的示意圖。
步驟S1003：進行一曝光顯影製程，在該些影像感測積體電路上，產生多數個柱狀結構光阻。如第10C圖所示，第10C圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1003的示意圖。請參考第10C圖，在本實施例中，曝光顯影製程例如使用一光罩1001。藉由光罩1001，進行曝光顯影，使光阻層變成柱狀結構光阻。
步驟S1004：對上述多數個柱狀結構光阻進行一烘烤製程。經過上述烘烤製程，上述柱狀結構光阻被固定。
步驟S1005：進行晶圓切割。藉此獲得多數個具有柱狀結構光阻的影像感測積體電路。如第10D圖所示，第10D圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1005的示意圖。之後，只要透過步驟S907的鑄模成形與S908的熟化製程，變可以完成如第5圖、第6圖、第7圖或第8圖的柵狀之空間濾波器。
所屬技術領域具有通常知識者應當知道，空間濾波器是一種較佳的實施方式。由於空間濾波器可以吸收非直射影像感測積體電路的光線，故散射光線會被摒除。然，本發明的目的是要讓發光元件(發光二極體404)所發射的光線不要直接射入影像感測積體電路中，故在此即便不做成空間濾波器，僅作一全透光層(window layer)，亦屬於本發明的範圍。故本發明不以此為限。
第11圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之結構圖。請參考第11圖，此指紋檢測裝置包括一基底1101、一影像感測積體電路1102、一透光層1103、一發光二極體晶粒1104、接合打線(Bonding Wire)1105、一第一鑄模1106以及一第二鑄模1107。在此實施例中，影像感測積體電路1102與發光二極體1104藉由雙料鑄模成形(Double Molding)的方式被包裝在同一個積體電路中。上述發光二極體1104透過銀膠、打線電性連接到基底1101。上述影像感測積體電路1102亦透過銀膠電性連接到基底。上述影像感測積體電路1102與上述發光二極體1104則透過基底的走線互相電性連接，藉此，上述影像感測積體電路1102可以電性控制上述發光二極體1104的點亮與熄滅。
在此實施例中，上述影像感測積體電路1102的上方配置了透光層1103。此透光層1103是可透光材質。在製作此指紋檢測裝置時，最後的步驟會進行研磨與切割。此時，在虛線1120上方的部分會被磨除。之後，透光層1103會露出。由於本實施例是採用雙料鑄模成形，故發光二極體1104並未包覆用以包覆影像感測積體電路1102的環氧樹脂。所屬技術領域具有通常知識者可以看出，在發光二極體1104與透光層1103之間，具有第二鑄模1107這樣的光線屏障，此第二鑄模1107係不透光的鑄模材料，一般是環氧樹脂，因此，上述發光二極體1104 所發射的特殊波長的光線不會直接地射到上述影像感測積體電路1102上方的感測元件(Sensor Cell)。
第12圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的流程圖。請參考第12圖，此指紋檢測裝置之製造方法包括下列步驟：
步驟S1201：此指紋檢測裝置之製造方法開始。
步驟S1202：製作多數個具有一透光層之影像感測積體電路。此製作方法可以參考第10圖，但不以第10圖的製作方法為限，且結構並不以第10A~10D圖為限。
步驟S1203：提供一基底。此基底例如是印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)。
步驟S1204：針對多數個發光元件，進行一第一晶粒黏著(Die Attach)製程。發光元件可以例如是可見光發光二極體晶粒、紅外線發光二極體晶粒等。請參考第12A圖，第12A圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1204的示意圖。由第12A圖可以看出，發光二極體的晶粒1201利用銀膠被黏著在基底上。
步驟S1205：針對上述發光二極體的晶粒1201，進行第一打線製程。請參考第12B圖，第12B圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1205的示意圖。由第12B圖可以看出，發光二 極體的晶粒1201透過打線(Bounding Wire)1202電性連接基底。
步驟S1206：進行第一鑄模成形製程。請參考第12C圖，第12C圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1206的示意圖。由第12C圖可以看出，透過第一鑄模成形製程，發光二極體的晶粒1201以及打線1202被封裝進入第一鑄模材料1203。
步驟S1207：進行一第一熟化製程(Post Mold Curing，PMC)。
步驟S1208：針對多數個具有一透光層之影像感測積體電路，進行一第二晶粒黏著製程。請參考第12D圖，第12D圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1208的示意圖。由第12D圖可以看出，具有透光層之影像感測積體電路1204透過銀膠被黏著在基底上。
步驟S1209：針對上述多數個具有該透光層之影像感測積體電路，進行一第二打線製程。
步驟S1210：進行一第二鑄模製程。請參考第12E圖，第12E圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1210的示意圖。由第12E圖可以看出，利用第二鑄模成形的方式，將第二鑄模材料1205，例如環氧樹脂，將上述具有透光層之影像感測積體電路與發光二極體封裝好。
步驟S1211：進行一第二熟化製程。此 第二熟化製程讓封裝上述具有該透光層之影像感測積體電路之第二鑄模材料固定。
步驟S1212：進行一研磨製程。請參考第12F圖，第12F圖繪示為本發明一較佳實施例之指紋檢測裝置之製造方法的步驟S1212的示意圖。由第12F圖可以看出，將多餘的鑄模材料研磨掉，並露出上述透光層。
步驟S1213：進行一切割製程，使之成為一個個單獨的指紋檢測裝置。由於第12A圖~第12F圖是以單一個影像感測積體電路以及單一個發光元件作為示意。實際上，在製作指紋檢測裝置時，會在同一個基底配置多個影像感測積體電路以及多個發光元件，並且以陣列的方式黏著，完成封裝之後，才進行切割。
上述實施例中，步驟的順序雖然是如上所述，然而，在實際的運作上，仍可以先如以下順序：步驟S1204(第一晶粒黏著)→步驟S1208(第二晶粒黏著)→步驟S1205(第一打線製程)→步驟S1209(第二打線製程)→步驟S1206(第一鑄模成形製程)→步驟S1207(第一熟化製程)→步驟S1210(第二鑄模成形製程)→步驟S1211(第二熟化製程)。上述這些步驟的順序，是可以按照封裝機台的設計不同而改變，故本發明不以此順序為限。
綜上所述，本發明的精神在於在用於指紋辨識的影像感測積體電路上方配置一個透光層，此透光層可用透過光線。之後，藉由封裝，將光發射電路與用於 指紋辨識的影像感測積體電路封在同一個積體電路中。藉此，可以整合光發射電路與用於指紋辨識的影像感測積體電路在同一積體電路中。由於在封裝的時候，鑄模材料包圍了上述用於指紋辨識的影像感測積體電路，故在影像感測積體電路與光發射電路之間，構成了天然的光阻擋構件，因此，避免光發射電路的光線直接射入用於指紋辨識的影像感測積體電路，讓所讀取的指紋更加清晰。
在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。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。
401‧‧‧基底
402‧‧‧影像感測積體電路
403‧‧‧透光層
404‧‧‧發光二極體
405‧‧‧接合打線
406‧‧‧整合鑄模
450‧‧‧發光二極體404的透光材料

Claims (20)

  1. 一種指紋檢測裝置，包括：一基底；一影像感測積體電路，被配置於該基底；一光發射電路，被配置於該基底，並被配置於該影像感測積體電路的一側，其中，該光發射電路電性連接該影像感測積體電路；一透光層，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該透光層可讓光線穿越並進入該影像感測積體電路；以及一模壓材料，包圍該影像感測積體電路以及該透光層，其中，該模壓材料阻擋該光發射電路與該影像感測積體電路之間的光行進路徑，避免上述光發射電路的直接照射光線進入該影像感測積體電路，提升指紋辨識的品質。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之指紋檢測裝置，其中，該透光層包括：一空間濾波器(Spatial Filter)，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由該光線通道，限制可進入該影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入該影像感測積體電路。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之指紋檢測裝置，其中，該光發射電路包括： 一特定光源發射電路，其中，該特定光源發射電路配置於該影像感測積體電路之任一側，並電性連接該影像感測積體電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之指紋檢測裝置，其中，該光發射電路包括：一可見光發射電路，其中，該可見光發射電路配置於該影像感測積體電路之一側，並電性連接該影像感測積體電路，其中，當進行一指紋辨識時，該可見光發射電路發射一可見光，以讓使用者藉由該可見光得知手指放置位置。
  5. 如申請專利範圍第2項所記載之指紋檢測裝置，其中，該空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之指紋檢測裝置，其中，該指紋檢測裝置係採用一系統級封裝(System in Package，SIP)，其中，該影像感測積體電路係用一銀膠貼和該基底，其中，該光發射電路係用一焊錫膏貼和該基底；其中，該指紋檢測裝置之模壓材料更包括：一環氧樹脂，透過一鑄模成形(Molding)製程，包覆該影像感測積體電路、該光發射電路以及該透光層，其中，透過一研磨製程，使該透光層以及該光發射電 路的透光材料露出，使該光發射電路被開啟時，該光發射電路所發射之光線可由被研磨的表面被發射出，該影像感測積體電路透過被研磨的透光層表面接收手指所發射之光線。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之指紋檢測裝置，其中，該指紋檢測裝置係採用一雙料鑄模成形(Double Molding)，其中，該影像感測積體電路係用一第一銀膠貼和該基底，其中，該光發射電路係用一第二銀膠貼和該基底；其中，在該光發射電路上，更包括一可穿透光鑄模，包覆該光發射電路；其中，該指紋檢測裝置之模壓材料更包括：一環氧樹脂，透過一鑄模成形(Molding)製程，包覆該影像感測積體電路以及該透光層，其中，透過一研磨製程，使該透光層露出，使該光發射電路被開啟時，該光發射電路所發射之光線經過手指發射可由該影像感測積體電路透過被研磨的透光層表面接收。
  8. 一種行動裝置，包括：一控制電路；一顯示面板，電性連接該控制電路； 一覆蓋保護層，配置於該顯示面板上；以及一指紋檢測裝置，包括：一基底；一影像感測積體電路，被配置於該基底；一光發射電路，被配置於該基底，並被配置於該影像感測積體電路的一側，其中，該光發射電路電性連接該影像感測積體電路；一透光層，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該透光層可讓光線穿越並進入該影像感測積體電路；以及一模壓材料，包圍該影像感測積體電路以及該透光層，其中，該模壓材料阻擋該光發射電路與該影像感測積體電路之間的光行進路徑，避免上述光發射電路的直接照射光線進入該影像感測積體電路，提升指紋辨識的品質。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該透光層包括：一空間濾波器(Spatial Filter)，被配置於該影像感測積體電路上，其中，該空間濾波器具有多數個鄰接的光線通道，且其中，藉由該光線通道，限制可進入該影像感測積體電路之光線的角度，避免散射光線進入該影像感測積體電路。
  10. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該光發射電路包括：一特定光源發射電路，其中，該特定光源發射電路配置於該影像感測積體電路之任一側，並電性連接該影像感測積體電路。
  11. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該光發射電路包括：一可見光發射電路，其中，該可見光發射電路配置於該影像感測積體電路之一側，並電性連接該影像感測積體電路，其中，當進行一指紋辨識時，該可見光發射電路發射一可見光，以讓使用者藉由該可見光得知手指放置位置。
  12. 如申請專利範圍第9項所記載之行動裝置，其中，該空間濾波器的光線通道構成一二維陣列。
  13. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該指紋檢測裝置係採用一系統級封裝(System in Package，SIP)，其中，該影像感測積體電路係用一銀膠貼和該基底，其中，該光發射電路係用一焊錫膏貼和該基底；其中，該指紋檢測裝置之模壓材料更包括：一環氧樹脂，透過一鑄模成形(Molding)製程，包覆 該影像感測積體電路、該光發射電路以及該透光層，其中，透過一研磨製程，使該透光層以及該光發射電路的透光材料露出，使該光發射電路被開啟時，該光發射電路所發射之光線可由被研磨的表面被發射出，該影像感測積體電路透過被研磨的透光層表面接收手指所發射之光線。
  14. 如申請專利範圍第8項所記載之行動裝置，其中，該指紋檢測裝置係採用一雙料鑄模成形(Double Molding)，其中，該影像感測積體電路係用一第一銀膠貼和該基底，其中，該光發射電路係用一第二銀膠貼和該基底；其中，在該光發射電路上，更包括一可穿透光鑄模，包覆該光發射電路；其中，該指紋檢測裝置之模壓材料更包括：一環氧樹脂，透過一鑄模成形(Molding)製程，包覆該影像感測積體電路以及該透光層，其中，透過一研磨製程，使該透光層露出，使該光發射電路被開啟時，該光發射電路所發射之光線經過手指發射可由該影像感測積體電路透過被研磨的透光層表面接收。
  15. 一種指紋檢測裝置之製造方法，包括： 提供一基底；針對多數個發光元件，進行一第一表面安裝(Surface-Mount)製程；針對多數個具有透光層之影像感測積體電路，進行一第二晶粒黏著製程，其中，該透光層被配置於該影像感測積體電路上，其中，該透光層可讓光線穿越並進入該影像感測積體電路；針對上述多數個具有透光層之影像感測積體電路，進行一打線製程；針對上述多數個具有透光層之影像感測積體電路與發光元件，進行一鑄模製程；進行一熟化製程；進行一研磨製程；以及進行一切割製程，使之成為一個個單獨的指紋檢測裝置。
  16. 如申請專利範圍第15項所記載之指紋檢測裝置之製造方法，其中，製作上述多數個具有透光層之影像感測積體電路之方法包括：在一晶圓上，製作多數個影像感測積體電路；在上述多數個影像感測積體電路上，利用光阻製作透光層；以及切割該晶圓，獲得多數個具有透光層之影像感測積體電路。
  17. 如申請專利範圍第16項所記載之指紋檢測裝置之製造方法，其中，在上述多數個影像感測積體電路上，利用光阻製作透光層，包括：在該些影像感測積體電路上，塗抹上一光阻層；進行一曝光顯影製程，在該些影像感測積體電路上，產生多數個柱狀結構光阻；對上述多數個柱狀結構光阻進行一烘烤製程。
  18. 一種指紋檢測裝置之製造方法，包括：提供一基底；針對多數個發光元件，進行一第一晶粒黏著(Die Attach)製程；針對上述多數個發光元件，進行一第一打線製程(Wire Bonding)；針對上述多數個發光元件，進行一第一鑄模製程；進行一第一熟化製程(Post Mold Curing，PMC)；針對多數個具有一透光層之影像感測積體電路，進行一第二晶粒黏著製程，其中，該透光層被配置於該影像感測積體電路上，其中，該透光層可讓光線穿越並進入該影像感測積體電路；針對上述多數個具有該透光層之影像感測積體電路，進行一第二打線製程；針對上述多數個具有透光層之影像感測積體電路與 發光元件，進行一第二鑄模製程；進行一熟化製程；進行一研磨製程；以及進行一切割製程，使之成為一個個單獨的指紋檢測裝置。
  19. 如申請專利範圍第18項所記載之指紋檢測裝置之製造方法，其中，製作上述多數個具有透光層之影像感測積體電路之方法包括：在一晶圓上，製作多數個影像感測積體電路；在上述多數個影像感測積體電路上，利用光阻製作透光層；以及切割該晶圓，獲得多數個具有透光層之影像感測積體電路。
  20. 如申請專利範圍第18項所記載之指紋檢測裝置之製造方法，其中，在上述多數個影像感測積體電路上，利用光阻製作透光層，包括：在該些影像感測積體電路上，塗抹上一光阻層；進行一曝光顯影製程，在該些影像感測積體電路上，產生多數個柱狀結構光阻；對上述多數個柱狀結構光阻進行一烘烤製程。
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