TWI624022B - 指紋辨識模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本案係提供一種指紋辨識模組及其製造方法。該指紋辨識模組包括一軟性電路板、一晶粒、一黏膠層以及一蓋板。該製造方法包括下述步驟：(a)將該晶粒直接焊接於該軟性電路板上，且使該晶粒電性連接於該軟性電路板；(b)塗佈該黏膠層於該晶粒的一上表面；(c)將一蓋板疊覆於該黏膠層，使與該黏膠層黏合；以及(d)對界定於該蓋板以及該軟性電路板之間的一封裝空間實施一低壓注塑封裝，以於該封裝空間形成一封裝層並有防水的效果。

Description

指紋辨識模組及其製造方法
本案是關於一種指紋辨識模組及其製造方法，特別是一種晶粒直接設置於軟性電路板上的指紋辨識模組及其製造方法。
隨著科技的快速發展，基本上已人人配備一支行動電子裝置或筆記型電腦，為便於使用者在行動電子裝置或筆記型電腦能安全地被辨識身份，目前最普遍流行的生物辨識類別的方式係為指紋辨識。
請參圖1，圖1係為習知指紋辨識模組的剖面示意圖。習知指紋辨識模組1包括一軟性電路板11、一錫膏12、一IC基板13以及一晶粒14。習知指紋辨識模組1的製造方式為，先將從晶圓切割下來的一顆顆晶粒14透過點膠固定在IC基板13上，接者，進行銲線，使每一晶粒14上的多個接點電性連接於IC基板。完成銲線之後，接著執行封裝製程，即封裝位於IC基板13上的晶粒14 以及銲線。其後，執行切割，將封裝好的多個晶粒14以電腦數值控制工具機(Computerized Numerical Control；CNC)或雷射方式連同IC基板13切割分離，而成為一顆顆的積體電路IC。為了能將積體電路IC應用於各式電子裝置之中，積體電路IC需再經由表面固著技術固定在軟性電路板11上，比如透過錫膏12黏合在軟性電路板11上。最後再對軟性電路板11以及積體電路IC共同進行封膠，以達防水效果。
然而，上述習知的製程步驟複雜，且相關設備昂貴，因而導致封裝製造的成本高居不下。有鑑於此，習知的指紋辨識模組的製造方法仍亟待改進。
本發明之主要目的在於提供一種指紋辨識模組及其製造方法，藉由將晶粒直接設置於軟性電路板上，且直接於軟性電路板上進行封裝，以簡化整個指紋辨識模組的製程步驟，降低製造成本。
本案之一較佳實施概念，在於提供一種真空壓合指紋辨識模組的製造方法，包括下述步驟：(a)將一晶粒直接連接固定於一軟性電路板上，且使該晶粒電性連接於該軟性電路板；(b)塗佈一黏膠層於該晶粒的一上表面；(c)將一蓋板疊覆於該黏膠層，以與該黏膠層黏合；以及 (d)對界定於該蓋板以及該軟性電路板之間的一封裝空間實施一低壓注塑封裝，以於該封裝空間形成一封裝層。
於一較佳實施例中，於步驟(d)中，更包括下述步驟：(d1)將該軟性電路板、該晶粒、該黏膠層以及該蓋板一同放入一模具；(d2)調整該模具處於1.5~40巴(bar)的壓力；以及(d3)注入一熱融材料於該模具中，使該熱融材料流入該封裝空間，並於該封裝空間固化形成該封裝層，其中，該封裝層密封該晶粒。
如於一較佳實施例中，於步驟(d3)中，更包括下述步驟：(d30)經由該模具的一入料口朝由該晶粒的一環側邊的該封裝空間注塑該熱融材料。
於一較佳實施例中，於步驟(a)前，更包括下列步驟：(a0)切割一晶圓成為複數晶粒。
於一較佳實施例中，於步驟(d)後，更包括下列步驟：(e)將已相互固接結合的該軟性電路板、該晶粒、該黏膠層、該蓋板以及該封裝層自該模具脫膜取出。
本案之一較佳實施概念，在於提供一種指紋辨識模組，包括：一軟性電路板；一晶粒，設置於該軟性電路板上，且與該軟性電路板電性連接； 一黏膠層，塗佈於該晶粒的一上表面；一蓋板，疊覆於該黏膠層；以及一封裝層，固化形成於該軟性電路板以及該蓋板之間，並密封該晶粒。
於一較佳實施例中，該封裝層係選自一熱融材料。
於一較佳實施例中，該封裝層的一上表面接抵於該蓋板，該封裝層的一下表面接抵於該軟性電路板，且該封裝層環繞密封該晶粒。
於一較佳實施例中，該黏膠層係為一晶粒黏貼薄膜(Die Attach Film；DAF)或是一水膠。
於一較佳實施例中，該指紋辨識模組更包括一承載板，該承載板位於該軟性電路板的下方，以承載該軟性電路板。
1‧‧‧習知指紋辨識模組
11‧‧‧軟性電路板
12‧‧‧錫膏
13‧‧‧IC基板
14‧‧‧晶粒
2‧‧‧指紋辨識模組
21‧‧‧軟性電路板
22‧‧‧晶粒
22a‧‧‧金屬接點
23‧‧‧黏膠層
24‧‧‧蓋板
25‧‧‧封裝層
26‧‧‧承載板
27‧‧‧聯接器
9‧‧‧模具
90‧‧‧封裝空間
S0‧‧‧步驟(a0)
S1‧‧‧步驟(a)
S2‧‧‧步驟(b)
S3‧‧‧步驟(c)
S4‧‧‧步驟(d)
S41‧‧‧步驟(d1)
S42‧‧‧步驟(d2)
S43‧‧‧步驟(d3)
S430‧‧‧步驟(d30)
S5‧‧‧步驟(e)
圖1係為習知指紋辨識模組的一剖面示意圖。
圖2係為本案指紋辨識模組的晶粒固定於軟性電路板的一剖面示意圖。
圖3係為本案指紋辨識模組的黏膠層塗佈於晶粒的上表面的一剖面示意圖。
圖4係為本案指紋辨識模組的蓋板疊覆於黏膠層的一剖面示意圖。
圖5係為本案指紋辨識模組的蓋板、黏膠層、晶粒、 軟性電路板放置於低壓注塑模具的一剖面示意圖。
圖6係為本案指紋辨識模組完成低壓注塑封裝後的一剖面示意圖。
圖7係為本案指紋辨識模組的製造方法的一流程圖。
請參閱圖6，圖6係為本案指紋辨識模組完成低壓注塑封裝後的一剖面示意圖，即本案指紋辨識模組之成品。。本案指紋辨識模組2包括一軟性電路板21、一晶粒22、一黏膠層23、一蓋板24以及一封裝層25。於此需先說明者為，軟性電路板(Flexible Print Circuit；FPC)一般又簡稱軟板，其經過蝕刻等加工等過程，最後會留下所需的複數線路(圖未示)，以作為電子訊號傳輸媒介。其中，本案的晶粒22係為矽穿孔(Through-Silicon Via；TSV)的製程，晶粒22直接接觸設置於軟性電路板的線路上，以達到晶粒22與軟性電路板21相互電性連接的目的。
再者，為了將蓋板24設置於晶粒22的上方，晶粒22與蓋板24之設置有一黏膠層23，此即，晶粒22的一上表面塗佈有黏膠層23，以供蓋板24疊合且黏合於黏膠層23其上。於一較佳實施態樣中，黏膠層23係為一晶粒黏貼薄膜(Die Attach Film；DAF)或是一水膠，但並不僅限於此。
本案指紋辨識模組的封裝層25則係固化形成於軟性電路板21以及蓋板24之間，並密封晶粒22。其中，封裝層25的一 上表面接抵於蓋板24，封裝層25的一下表面接抵於軟性電路板21，且封裝層25環繞密封晶粒22。藉此，晶粒22的周圍被完全的密封，以防止外界的水氣或灰塵侵蝕到晶粒22的金屬接點，藉此以強固整體指紋辨識模組2的結合性，且提高整體指紋辨識模組2的信賴性。於一較佳實施態樣中，封裝層25係選自一熱融材料，該熱融材料的本身特性是在室溫之下為固體，但在加熱到特定溫度時熔融成為流體黏合劑。
本案指紋辨識模組2更包括一承載板26，承載板26位於軟性電路板21的下方，承載軟性電路板21，以提高整體指紋辨識模組2的結構強度。於一較佳實施態樣中，承載板26係為一結構補強鋼板。此外，本案指紋辨識模組2更包括一聯接器27，軟性電路板21可透過聯接器27與外界進行資料傳輸以及獲得電力。
請參照圖7，圖7係為本案指紋辨識模組的製造方法的流程圖。本案電容式指紋辨識模組2的製造方法，如圖2所示，首先執行步驟S1將一晶粒22直接連接固定於一軟性電路板21上，且使晶粒22電性連接於該軟性電路板21，晶粒22具有複數金屬接點22a，晶粒22透過多個金屬接點22a電性連接於軟性電路板21，本案是使用焊接的方式將晶粒22固定於一軟性電路板21上。較佳地，軟性電路板21的下方設置有一承載板26，軟性電路板21被承載板26所承載，藉此以增加本案指紋辨識模組的整體結構強度。
步驟S1後，執行步驟S2。於步驟S2中，如圖3所示，塗佈一黏膠層23於晶粒22的一上表面。其後，接著執行步驟S3， 如圖4所示，將一蓋板24疊覆於黏膠層23，以使蓋板24與黏膠層23黏合。其中，藉由上述步驟S2以及步驟S3，蓋板24即可與晶粒22結合並位於晶粒22之上方。於一較佳實施態樣中，本案所稱之蓋板24可以是使用陶瓷或玻璃材料所製成。
其後，執行步驟S4。於步驟S4中，如圖5所示，對蓋板24以及軟性電路板21之間的一封裝空間90實施一低壓注塑封裝，以於封裝空間90形成一封裝層25。低壓注塑封裝的其中一個優勢是，相較於傳統的高壓成型，使用低壓注塑封裝的平整度較高。於此須特別說明者為，封裝空間90被界定於蓋板24的一下表面以及軟性電路板21的一上表面之間。
詳細而言，本案所應用的低壓注塑成型工藝係屬一種開模式製程(Open-Mold Process)，且係種以低注塑壓力以將熱融材料注入模具9以快速固化成型的封裝工藝，藉此以達到防水、防塵、抗衝擊等功效。於步驟S4中，更包括下述步驟S41~S43。步驟S41：將軟性電路板21、晶粒22、黏膠層23以及蓋板24一同放入一模具9，以準備於模具9內進行封裝；步驟S42：調整模具9處於1.5~40巴(bar)的壓力，此壓力範圍僅為本案說明低壓範圍較佳之一列舉，但其可因應實際環境及需求而有所調整；以及步驟S43：注入一熱融材料於模具9中，使該熱融材料流入封裝空間90，並於封裝空間90固化形成封裝層25，使封裝層25密封晶粒22。其中，於步驟S43中，更包括步驟S430)：經由模具9的一入料口91朝晶粒22的一環側邊的封裝空間90注塑該熱融材料。
於步驟(d)後，更包括步驟(e)。於步驟(e)中，如圖6所示：將已相互固合的軟性電路板21、晶粒22、黏膠層23、蓋板24以及封裝層25自模具9脫膜取出，而成為完整的指紋辨識模組2成品。
除此之外，於步驟(a)前，更包括步驟(a0)：切割一晶圓成為複數晶粒22。本案所稱之晶粒22，係為自TSV晶圓切割下來的成品。
綜上所述，本案的指紋辨識模組將晶粒直接結合在軟性電路板後，即於軟性電路板之上對其進行封裝，藉此以省略掉了傳統需先將晶粒結合在IC載板的製造流程，同時得以降低封裝製造的成本。除此之外，本案的指紋辨識模組係透過低壓注塑封裝，對於封裝平整度的要求即可完全達到。
上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用於限制本發明之保護範疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍。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。

Claims (5)

  1. 一種指紋辨識模組的製造方法，包括下述步驟：(a)將一晶粒直接連接固定於一軟性電路板上，且使該晶粒電性連接於該軟性電路板；(b)塗佈一黏膠層於該晶粒的一上表面；(c)將一蓋板疊覆於該黏膠層，以與該黏膠層黏合；以及(d)對界定於該蓋板以及該軟性電路板之間的一封裝空間實施一低壓注塑封裝，以於該封裝空間形成一封裝層；其中於步驟(d)中，更包括下述步驟：(d1)將該軟性電路板、該晶粒、該黏膠層以及該蓋板一同放入一模具；(d2)調整該模具所處的壓力；以及(d3)注入一熱融材料於該模具中，使該熱融材料流入該封裝空間，並於該封裝空間固化形成該封裝層，其中，該封裝層密封該晶粒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組的製造方法，其中於步驟(d2)中係調整該模具處於1.5~40巴(bar)的壓力。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組的製造方法，其中於步驟(d3)中，更包括下述步驟：(d30)經由該模具的一入料口朝由該晶粒的一環側邊的該封裝空間注塑該熱融材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組的製造方法，其中 於步驟(a)前，更包括下列步驟：(a0)切割一晶圓成為複數晶粒。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組的製造方法，其中於步驟(d)後，更包括下列步驟：(e)將已相互固接結合的該軟性電路板、該晶粒、該黏膠層、該蓋板以及該封裝層自該模具脫膜取出。
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