TWM581239U - 透光式指紋辨識模組 - Google Patents

Abstract

本新型為一種透光式指紋辨識模組，其包含有一載板，載板上設置有指紋感測晶片及發光元件，封裝元件包覆於指紋感測晶片及發光元件外，保護層設於封裝元件表面並具有透光區，以使發光元件所發射之光線為外界可見，則由於封裝元件完整包覆指紋感測晶片及發光元件，故整體封裝強度提升，又由於保護層不參與封裝製程，故可避免保護層刮傷指紋感測晶片，也可防止保護層於封裝製程中破損。

Description

透光式指紋辨識模組

本新型係關於一種指紋辨識模組，尤指一種可透光的指紋辨識模組。

指紋辨識為現今常用於電子裝置上，作為使用者身份辨識的技術之一，使用者必須預先將至少一手指的指紋註冊於電子裝置中。當需要進行身份辨識時（例如解鎖電子裝置、開啟特定應用程式、使用特定功能等），電子裝置感測使用者的指紋並與預先註冊的指紋加以比對，以辨識使用者身份。為了設置指紋辨識模組，須於電子裝置上增加空間來擺放指紋模組，而在追求電子裝置輕、薄、短、小化的趨勢中，額外增加空間來擺放指紋模組係非所欲。因此，現有技術中已有將指紋辨識模組與其餘功能鍵整合，而使用原有空間來擺放指紋模組之技術。基於原有功能鍵（例如電源鍵）須具有發光功能方能顯示其原有功能的啟閉狀態，且發光功能亦能顯示指紋辨識模組的工作狀態，則現有技術的指紋辨識模組中已有將發光單元整合之設計。

如公告第I633639號TW發明專利，其係將指紋辨識模組之晶粒、發光二極體元件與蓋板一同封裝。然而，蓋板係覆蓋於晶粒上後進行封裝，晶粒在未受保護的情形下，和貼合於其上的蓋板一同進行封裝，則在封裝過程中蓋板與晶粒間的些微相對移動均可能刮傷晶粒；又蓋板的長度須長於晶粒方能覆蓋至發光二極體元件上方，故蓋板勢必有一段區域為懸空而缺乏支撐，又基於蓋板為相對薄的元件，則在封裝的過程中蓋板懸空處容易因受力而破裂；且封裝層僅包覆在晶粒旁側及蓋板部份底部，封裝強度不足而容易毀損。

有鑑於此，本新型係針對現有技術中在封裝時可能產生的種種問題加以解決，以期提高指紋辨識模組封裝後的強度及減少封裝時可能產生的損壞。

為了達到上述之新型目的，本新型所採用的技術手段為提供一種透光式指紋辨識模組，其包括：
一載板，具有一第一側面；
一指紋感測晶片，具有一第一表面及一第二表面，該指紋感測晶片以該第一表面設置於該載板之第一側面上，該第二表面設有一電容式指紋感測器；
一發光元件，設置於該載板之第一側面上；
一封裝元件，包覆該指紋感測晶片及該發光元件，且該封裝元件覆蓋該指紋感測晶片之第二表面；
一保護層，設置於該封裝元件之表面，並對應於該指紋感測晶片及該發光元件，該封裝元件位於該指紋感測晶片與該保護層之間，該保護層對應於該指紋感測晶片設有一不透光區，該保護層對應該發光元件設有一透光區。

本新型的優點在於，藉由將封裝元件設置於該指紋感測晶片與該保護層之間，使得指紋感測晶片、載板與發光元件先封裝後，再與保護層結合，以降低指紋感測晶片在封裝過程中被保護層刮傷的風險，同時保護層不參與封裝過程，則保護層就沒有在封裝過程中破裂的可能性，且封裝元件完整的將指紋感測晶片及發光元件包覆於其中，則有效提升封裝強度。

以下配合圖式及本新型之實施例，進一步闡述本新型為達成預定新型目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本新型包含有一載板10、一指紋感測晶片20、一發光元件30、一封裝元件40及一保護層50。

該載板10具有一第一側面11及一第二側面12，該載板10內可設有內連接結構，以使設置於第一側面11及該第二側面12之元件形成電連接，但不以此為限。

該指紋感測晶片20具有一第一表面21及一第二表面22，該指紋感測晶片20以其第一表面21設置於該載板10之第一側面11上，該指紋感測晶片20可透過覆晶或打線方式與該載板10形成電連接在一實施例中，該第一表面21為主動面而與載板10形成電連接。該指紋感測晶片20之第二表面22上設有一電容式指紋感測器。該發光元件30設置於該載板10之第一側面11上並與該載板10形成電連接。

該封裝元件40包覆該指紋感測晶片20及該發光元件30，即在該指紋感測晶片20與該發光元件30設置於該載板10上之後，進行封裝製程而使該封裝元件40包覆該指紋感測晶片20及該發光元件30。在一實施例中，該指紋感測晶片20之第二表面22與該封裝元件40的距離D至少為50µm，而距離D和保護層50之厚度的總和不超過300µm，以確保手指與前述電容式指紋感測器之間的電容變化足夠進行指紋辨識。在一實施例中，該封裝元件40為半透光材料（例如主要由環氧樹脂《epoxy resin》及氧化鋁所組成之封裝材料，其中氧化鋁約佔70～90％、環氧樹脂佔約5～10％）而使該發光元件30所發出的光線能透出該封裝元件40。在另一實施例中，於封裝製程後，若該封裝元件40之材料選擇為環氧樹脂時，研磨該封裝元件40而使該發光元件30之表面貼近該封裝元件40之表面（距離d約為15~30µm），以使該發光元件30所發出的光線因為該封裝元件40的厚度較薄而仍能夠穿透過去。

該保護層50設置於該封裝元件40之表面，且該保護層50與該指紋感測晶片20之間具有該封裝元件40，又該保護層50對應該發光元件30處設有一透光區，以使該發光元件30所發出之光線能夠過該透光區而為外部所見。

在本實施例中，該保護層50為一油墨層，該油墨層可為透光油墨所組成以構成該透光區，或該油墨層為不透光油墨所組成，且該油墨層具有一通孔51，該通孔51對應該發光元件30以構成該透光區，而該油墨層之其餘部份構成一不透光區。

請參閱圖3所示，以該載板10之第二側面12將本新型之透光式指紋辨識模組整體設置於一電路板60上，該載板10透過數個外接端子70來與該電路板60形成電連接，封裝型態可為LGA、BGA、QFN等，但不在此限，該指紋感測晶片20透過該載板10中的內連接結構來與所述外接端子70形成電連接，該電路板60可為一軟性電路板，則本新型之透光式指紋辨識模組藉此應用於電子裝置中。

請參閱圖4及圖5所示，該保護層50A包含有一油墨層52A及一蓋板53A及，該蓋板53A可為一玻璃蓋板或一陶瓷蓋板，但不在此限，該油墨層52A塗布於蓋板53A之表面，再將該蓋板53A以該油墨層52A貼附在封裝元件40。在一實施例中，該油墨層52A可為透光油墨所組成以構成該透光區，或該油墨層52A為一不透光油墨且具有一通孔521A，該通孔521A對應該發光元件30且其中塗布有透光油墨以構成該透光區。

前述之透光油墨，可為供特定波長之光線穿透之透光油墨，以供該發光元件30所發射之光穿透。

請參閱圖6所示，在一實施例中，本新型進一步包含有一結合件70，該結合件70具有一容置空間71，該封裝元件40、該指紋感測晶片20、該發光元件30及該載板10設置於該容置空間71內。在一實施例中，該結合件70具有一頂部開口、一底部73及一側牆部74，該頂部開口相對於該指紋感測晶片20及該發光元件30，該容置空間71形成於該底部73及該側牆部74之間，該底部73支撐於電路板60底面，其相對位於該載板10之下方，該電路板60之底面相對於該載板10之下方亦可設有補強板62，以形成補強支撐結構。藉由設置該結合件70，使本新型具有多樣的應用型態，以下舉例說明但不以此為限。在一實施例中，當本新型之透光式指紋辨識模組設置於電子裝置中時，可透過結合件70與電子裝置中的其餘機構件(例如：鍵盤的按壓機構)加以結合，以保護本新型之透光式指紋辨識模組不因與其餘機構件之接觸而受到損傷，並增加組裝便利性。

在一實施例中（如圖6所示），該結合件70之側牆部74係以射出成形的方式一體成形於該封裝元件30及該載板10外，並於結合件70成形後，該保護層50設置於該結合件70之頂端開口外，以覆蓋於該封裝元件40之表面，該載板10再進一步透過該外接端子61與該電路板60形成電連接，隨後再設置該底部73於該電路板60（或其補強板62）下方。在另一實施例中，亦可於該載板10設置在該電路板60後再進行射出成形該結合件70的製程。

在一實施例中（如圖7所示），該結合件70A為預先成形之構件，該結合件70A係套設於封裝後且已設置該保護層50後的指紋辨識模組外，並可於該載板10設置在該電路板60後再進行套設該結合件70A的程序，藉由該底部73A支撐於該電路板60底面，且其相對位於該載板10之下方，並藉由設置於頂部開口之兩側的卡扣件72A來止擋該保護層50，以防止指紋辨識模組脫離。

因此，本新型透過將指紋感測晶片及發光元件包覆於封裝元件內，而保護層設置於封裝元件之表面，來避免封裝過程中指紋感測晶片受到其他額外附加之元件在成形程序中可能發生的損傷，也可完整包覆指紋感測晶片及發光元件，而能有效提高封裝強度。

以上所述僅是本新型的實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術方案的內容，依據本新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術方案的範圍內。

10‧‧‧載板

11‧‧‧第一側面
12‧‧‧第二側面

20‧‧‧指紋感測晶片
21‧‧‧第一表面

22‧‧‧感測面
30‧‧‧發光元件

40‧‧‧封裝元件
50、50A‧‧‧保護層

51‧‧‧通孔
52A‧‧‧油墨層

521A‧‧‧通孔
53A‧‧‧蓋板

60‧‧‧電路板
61‧‧‧錫球

70、70A‧‧‧結合件
71‧‧‧容置空間

72A‧‧‧卡扣件
73、73A‧‧‧底部

74‧‧‧側牆部

圖1為本新型第一實施例之側視剖面示意圖。
圖2為本新型第一實施例之上視圖。
圖3為本新型第一實施例設置於電路板上之實施示意圖。
圖4為本新型第二實施例之側視剖面示意圖。
圖5為本新型第二實施例之上視圖。
圖6為本新型第三實施例設置於電路板上之實施示意圖。
圖7為本新型第四實施例設置於電路板上之實施示意圖。

Claims (12)

1. 一種透光式指紋辨識模組，其包括：
   一載板，具有一第一側面；
   一指紋感測晶片，具有一第一表面及一第二表面，該指紋感測晶片以該第一表面設置於該載板之第一側面上，該第二表面設有一電容式指紋感測器；
   一發光元件，設置於該載板之第一側面上；
   一封裝元件，包覆該指紋感測晶片及該發光元件；及
   一保護層，設置於該封裝元件之表面，並對應於該指紋感測晶片及該發光元件，該保護層與該指紋感測晶片之間具有該封裝元件，該保護層對應該發光元件設有一透光區。
2. 如請求項1所述之透光式指紋辨識模組，其中該保護層包含有一油墨層。
3. 如請求項2所述之透光式指紋辨識模組，其中該油墨層為透光油墨所組成以構成該透光區。
4. 如請求項2所述之透光式指紋辨識模組，其中該油墨層為不透光油墨所組成且具有一通孔，該通孔對應該發光元件以構成該透光區，該油墨層之其餘部份構成一不透光區。
5. 如請求項1所述之透光式指紋辨識模組，其中該保護層包含有一蓋板，該蓋板之一側面具有一油墨層，該蓋板以該油墨層貼附於該封裝元件之表面。
6. 如請求項5所述之透光式指紋辨識模組，其中該油墨層為透光油墨所組成，以構成該透光區。
7. 如請求項5所述之透光式指紋辨識模組，其中該油墨層為一不透光油墨所組成，且該油墨層具有一通孔，該通孔對應該發光元件且該通孔中塗布透光油墨，以構成該透光區，該油墨層之其餘部份構成一不透光區。
8. 如請求項1至7中任一項所述之透光式指紋辨識模組，其進一步包含有一結合件，該結合件具有一容置空間，該封裝元件、該指紋感測晶片、該發光元件及該載板設置於該容置空間內。
9. 如請求項8所述之透光式指紋辨識模組，其中該結合件具有一頂部開口、一底部、及一側牆部，該容置空間形成於該底部及該側牆部之間，該頂部開口相對於該指紋感測晶片及該發光元件。
10. 如請求項9所述之透光式指紋辨識模組，其中該結合件之側牆部係以射出成形於該封裝元件及該載板外，並於成形該結合件後，設置該保護層於該結合件之頂端開口外，以覆蓋於該封裝元件之表面。
11. 如請求項9所述之透光式指紋辨識模組，其中該結合件係套設於該封裝元件、該保護層及該載板外，該結合件具有兩卡扣件，所述兩卡扣件分別設置於該頂部開口之兩側，並止擋於該保護層上。
12. 如請求項1所述之透光式指紋辨識模組，其中該封裝元件為半透光材質。