TWM551756U - 具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置 - Google Patents

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Description

具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置
本創作是有關於一種指紋辨識裝置，特別是一種可實現縮小封裝尺寸及精簡製程的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置。
指紋感測辨識為生物特徵識別技術的一種，其利用人體手指上獨有的指紋訊息進行辨識，以其在安全性和方便性方面的優點受到廣泛的應用。但因在指紋辨識期間，使用者的指尖必須與感測表面接觸，在指尖表面所產生的靜電電荷可能會穿過感測表面，而導致感測晶片受到靜電放電（Electrostatic discharge，ESD）的損害。
習知的指紋感測辨識裝置針對抗靜電的設計上，主要是將抗靜電結構直接製作於感測晶片上，再進行封裝，以達到抗靜電的功能。請參照第1圖，其揭露一種習知技術中具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置10，是將指紋辨識器晶片12安裝於基板10的上表面，並通過複數銲線14電性連接基板10和指紋辨識晶片12，而靜電放電條16突設於指紋辨識器晶片12的主動面121上，封膠體18是形成於基板10上且圍繞指紋辨識器晶片12，且封膠體18局部覆蓋至指紋辨識器晶片12的主動面121上一預定部位而連接至靜電放電條16，使得靜電放電條16部份顯露於封膠體18開口的邊緣，來達到指紋辨識器晶片12的主動面121上靜電放電的功效。
然而，由於上述專利前案是將靜電放電條16突出設置於指紋辨識器晶片12的主動面121上，其封裝製程較為複雜，且過程中容易危害到晶片本身的功能，再者，因為封裝結構是向上堆疊，會使得封裝體積和封裝厚度增加，難以達到封裝輕薄的需求。
有鑑於此，本創作為一種具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，除了能夠有效產生抗靜電效能，同時可縮小封裝尺寸及簡化封裝製程，不但有別於先前技術的結構，更能有效克服其各種缺失。
本創作的主要目的在於提供一種具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其是採用一體成形有至少一個凹槽的基板，以容置感測晶片，並於凹槽周圍的基板表面形成有靜電放電防護線路，且靜電放電防護線路通過導電柱來電性連接基板底部的導接墊，藉以達到抗靜電保護作用，而提高指紋感測辨識的精確度。
本創作的另一目的在於提供一種具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，將靜電放電防護線路和基板通過一體成形來結合在一起，其製作過程簡易，也同時將元件體積予以精簡化。
為達到上述的目的，本創作揭露一種具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，主要包括一基板、一感測晶片及至少一靜電放電防護線路，其中基板具有第一表面、第二表面和貫穿第一表面和第二表面的至少一導電柱，第一表面一體成形設置有一第一凹槽，第二表面設置有至少一導接墊，且導電柱位於第一凹槽周圍並與導接墊相接；感測晶片設置於第一凹槽內；而靜電放電防護線路設置於第一表面且位於第一凹槽周圍，靜電放電防護線路與導電柱相接，以通過導電柱電性連接導接墊。
具體而言，基板可為絕緣基板；較佳者，絕緣基板可為陶瓷基板。
具體而言，具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置更包括有一封裝膠層，且封裝膠層至少填充於第一凹槽。又，封裝膠層可為環氧樹脂或矽膠。進一步地，具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置更包括一觸摸板，觸摸板至少覆蓋感測晶片並使靜電放電防護線路露出。
具體而言，基板的第一表面更一體成形設置有至少一第二凹槽。
具體而言，靜電放電防護線路可為連續或不連續的環形。
具體而言，導電柱的橫截面為方形或梯形。
底下通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
請參照第2圖，繪示本創作第一實施例所提供的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置20的立體圖。此具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置20主要是由基板22、感測晶片32及靜電放電防護線路30所構成。
其中，基板22為一體成形的結構。本實施中，基板22的上表面在此定義為第一表面，下表面在此定義為第二表面。基板22的第一表面設置有凹槽24，感測晶片32安裝於凹槽24內，用以擷取影像；凹槽24的數量可為一個或複數個，在此以一個凹槽24作為示例。基板22的第二表面設置有複數導接墊28。另外，於凹槽24的周圍設有複數導電柱26，導電柱26乃貫穿基板22的第一表面與第二表面，並與第二表面的導接墊28相接。而靜電放電防護線路30則設置於基板22的第一表面且環繞在凹槽24周圍，同時，靜電放電防護線路30會連接導電柱26，以利用導電柱26作為電性連接的通道，使靜電放電防護線路30可以電性連接至位於第二表面的導接墊28，以供靜電放電防護線路30可以傳導多餘的靜電電荷經由導接墊28釋放出去，以防止感測晶片32受到靜電破壞，而影響指紋感測辨識的精確度。
本實施例中，基板22可為絕緣基板，較佳則使用陶瓷基板，例如為高溫共燒陶瓷（High-Temperature Co-fired Ceramics ，HTCC）或低溫共燒陶瓷（Low-Temperature Co-fired Ceramics ，LTCC）的氧化鋁陶瓷基板。因此，靜電放電防護線路30、導電柱26及導接墊28的製作，可以先將導電材料利用電鍍、化學鍍或濺鍍等方法來形成於基板22，再利於通過加壓燒結方式，將基板22和導電柱26、導接墊28以及靜電放電防護線路30一同壓合並燒結為一體，然後安裝上感測晶片32，使得指紋感測辨識裝置的封裝製程更為精簡。
請參照第3圖，繪示本創作第一實施例所提供的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置20的剖面圖。上述具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置20可進一步地覆蓋封裝膠層34及觸摸板36來予以封裝。本實施例中，封裝膠層34填充於凹槽24內，且環繞於感測晶片32的周圍；封裝膠層34的材料可為環氧樹脂或矽膠。在實務上，封裝膠層34亦可部份或完整覆蓋於基板22及感測晶片32上。又，本實施例中，觸摸板36覆蓋於整個基板22上方，並使靜電放電防護線路30露出，以防止靜電；觸摸板36的材質通常為玻璃。在實務上，觸摸板36只要至少覆蓋於感測晶片32，藉以保護感測晶片32，並供作使用者的手指接觸介面。當使用者的指尖接觸觸摸板36時產生靜電，則靜電電荷會通過靜電放電防護線路30的傳導後，經由導接墊28釋放至基板22外部，來避免觸摸板36被過大的靜電擊穿，以保護感測晶片32，進而可提高指紋感測辨識的精確度。
另外，請參照第4圖，繪示本創作第二實施例所提供的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置40的立體圖。此具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置40主要是由基板42、感測晶片52、發光元件60及靜電放電防護線路50所構成。
其中，基板42為一體成形的結構。本實施例中，基板42的上表面在此定義為第一表面，下表面在此定義為第二表面。基板42的第一表面設置有第一凹槽44及第二凹槽58，感測晶片52安裝於第一凹槽44內，用以擷取影像，而發光元件60安裝於第二凹槽58內，用以作為光源；發光元件60可為發光二極體，較佳可為紅外線發光二極體。另外，第二凹槽58的數量可為一個或複數個，在此以一個第二凹槽58作為示例，且發光元件60的數量可為一個或複數個，每個發光元件60對應設置於每個第二凹槽58。另外，複數導接墊48形成於基板42的第二表面，複數導電柱46形成於第一凹槽44和第二凹槽58的周圍，且導電柱46貫穿基板42的第一表面與第二表面，並與第二表面的導接墊48相接。靜電放電防護線路50則設置於基板42的第一表面且環繞在第一凹槽44和第二凹槽58的周圍，並讓靜電放電防護線路50連接導電柱46，以利用導電柱46作為電性連接的通道，使靜電放電防護線路50得以電性連接至位於第二表面的導接墊48，藉以引導多餘的靜電電荷往外部釋放，達成靜電防護的作用。
同於第一實施例，本實施例的基板42可為絕緣基板，較佳者為陶瓷基板，例如高溫共燒陶瓷或低溫共燒陶瓷的氧化鋁陶瓷基板；從而有利於通過加壓燒結方式，將基板42和導電柱46、導接墊48以及靜電放電防護線路50一同壓合並燒結為一體，藉以縮短封裝製程。
同樣地，請參照第5圖，繪示本創作第二實施例所提供的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置40的剖面圖。上述具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置40亦可進一步地覆蓋封裝膠層54及觸摸板56來予以封裝。本實施例中，封裝膠層54填充於第一凹槽44內，且環繞於感測晶片52的周圍，同時，封裝膠層54也填充於第二凹槽58內，並覆蓋發光元件60；封裝膠層54的材料可為環氧樹脂或矽膠。在實務上，封裝膠層54亦可部份或完整覆蓋基板42、感測晶片52以及發光元件60。再者，本實施例的觸摸板56係覆蓋於整個基板42上方，並將靜電放電防護線路50予以露出，以防止靜電；觸摸板56的材質通常為玻璃。而在實務上，觸摸板56只要至少覆蓋於感測晶片52，用以保護感測晶片52，並供作使用者的手指接觸介面。
上述實施例中，靜電放電防護線路係形成為連續的環形線路，除此之外，靜電放電防護線路也可為不連續的環形線路，例如，更具有一個或數個開口，以提供封裝設計不同的選擇。
另外，本創作用來作為導電通道的導電柱，其結構、數量、相對位置可以依照所需的抗靜電程度進行調整，例如，導電柱的數量可以為一個或複數個。又，上述實施例所呈現的導電柱是以長柱形結構的形式存在，而相較於長柱形導電柱乃具有長方形的橫截面，本創作更提供數個不同橫截面形狀的實施態樣，如第6A圖所示，其導電柱46具有上窄下寬的梯形橫截面，又如第6B圖所示，其導電柱46則具有上寬下窄的梯形橫截面。在實務上，導電柱不僅可以呈現為具有方形或梯形橫截面的柱狀結構，亦可為錐狀、片狀或不規則形狀等結構設計。
當然，導接墊也可以針對其結構、數量、相對位置上進行調整、變化。至於上述實施例中所揭露的凹槽、感測晶片、發光元件的形狀、數量、相對位置等關係也都僅作為示例，並不以此為限，任何與本案精神均等者皆不脫離本創作的範疇。
綜上所述，根據本創作所提供的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，乃提供一體成形的基板，並將靜電放電防護線路整合於基板上，再利用導電柱作為靜電放電防護線路和導接墊電性連接的通道，可以將多餘的靜電電荷導引出去，產生抗靜電保護的作用；進一步地，本創作可將靜電放電防護線路、導電柱與導接墊一同整合於基板成形的製程中，相較於現有技術，不但可有效薄化封裝結構，同時可簡化封裝製程。
以上所述的實施例僅是為說明本創作的技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝的人士能夠瞭解本創作的內容並據以實施，當不能以的限定本創作的專利範圍，即大凡依本創作所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作的專利範圍內。
10‧‧‧基板
12‧‧‧指紋辨識晶片
121‧‧‧主動面
14‧‧‧銲線
16‧‧‧靜電放電條
18‧‧‧封膠體
20‧‧‧具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置
22‧‧‧基板
24‧‧‧凹槽
26‧‧‧導電柱
28‧‧‧導接墊
30‧‧‧靜電放電防護線路
32‧‧‧感測晶片
34‧‧‧封裝膠層
36‧‧‧觸摸板
40‧‧‧具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置
42‧‧‧基板
44‧‧‧第一凹槽
46‧‧‧導電柱
48‧‧‧導接墊
50‧‧‧靜電放電防護線路
52‧‧‧感測晶片
54‧‧‧封裝膠層
56‧‧‧觸摸板
58‧‧‧第二凹槽
60‧‧‧發光元件
第1圖為先前技術的具有靜電放電條的指紋感測辨識裝置的剖面圖。 第2圖為本創作第一實施例的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置的立體圖。 第3圖為本創作第一實施例的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置的剖面圖。 第4圖為本創作第二實施例的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置的立體圖。 第5圖為本創作第二實施例的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置的剖面圖。 第6A圖及第6B圖為本創作第二實施例的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置中設有不同實施態樣的導電柱的剖面圖。
20‧‧‧具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置
22‧‧‧基板
24‧‧‧凹槽
26‧‧‧導電柱
28‧‧‧導接墊
30‧‧‧靜電放電防護線路
32‧‧‧感測晶片

Claims (9)

  1. 一種具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中包括： 一基板，具有一第一表面、一第二表面與貫穿該第一表面與該第二表面的至少一導電柱，該第一表面一體成形設置有一第一凹槽，該第二表面設置有至少一導接墊，且該導電柱係位於該第一凹槽周圍並與該導接墊相接； 一感測晶片，設置於該第一凹槽內；及 至少一靜電放電防護線路，設置於該第一表面且位於該第一凹槽周圍，該靜電放電防護線路係與該導電柱相接，以通過該導電柱電性連接該導接墊。
  2. 根據請求項1所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，該基板為絕緣基板。
  3. 根據請求項2所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，該絕緣基板為陶瓷基板。
  4. 根據請求項1所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，更包括一封裝膠層，該封裝膠層至少填充於該第一凹槽。
  5. 根據請求項4所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，該封裝膠層為環氧樹脂或矽膠。
  6. 根據請求項4所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，更包括一觸摸板，該觸摸板至少覆蓋該感測晶片並使該靜電放電防護線路露出。
  7. 根據請求項1所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，該基板的該第一表面更一體成形設置有至少一第二凹槽。
  8. 根據請求項1所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，該靜電放電防護線路係為連續或不連續的環形。
  9. 根據請求項1所述的具有抗靜電結構的指紋感測辨識裝置，其中，該導電柱的橫截面為方形或梯形。
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