指紋辨識器的薄膜封裝構造的製作方法

2023-09-12 16:53:35 1

專利名稱：指紋辨識器的薄膜封裝構造的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種指紋辨識器封裝構造(fingerprint sensor package), 特別是有關於一種指紋辨識器的薄膜封裝構造。
背景技術：
指紋辨識器封裝構造能附加裝設於各式的電子產品，例如行動電話、筆 記型電腦、個人數位助理器(PDA，或稱掌上型電腦)等等，用以辨認使用者 的指紋。目前指紋辨識器已可利用半導體製程製作並加以封裝，不同於傳 統的IC封裝，指紋辨識器晶片應具有一外露的感測區，方可辨識指紋:.然 以往的指紋辨識器封裝構造是採用傳統基板與模封的封裝技術，機械固定 與電性連接的介面皆位於基板的底面，不易控制指紋辨識的水平面。圖1是為一種習知指紋辨識器封裝構造的截面示意圖。圖2是為該指 紋辨識器封裝構造的底面示意圖。如圖1與圖2所示， 一種指紋辨識器封 裝構造100主要包含一基板110、 一指紋辨識器晶片120、複數個焊線130 以及一封膠體140。該指紋辨識器晶片120的一主動面121上是形成有一感 測區123。其中，該指紋辨識器晶片120的背面122是粘貼在該基板110的 上表面111，並以上述這些焊線130電性連接該指紋辨識器晶片120的單側 焊墊至該基板110。該封膠體140是形成於該基板110的上表面111,以密 封上述這些焊線130與該指紋辨識器晶片120的部份，但必須顯露該感測 區123。該基板110的下表面112是設有複數個如錫球的外接端子150,上 述這些外接端子150是可進行對外的機械結合與電性連接。因此，該指紋 辨識器封裝構造100在應用時是表面接合(SMT)至一外部印刷電路板，其機 械結合方向與電性連接路徑皆在該基板110的下表面112,習知表面接合方 式會增加封裝外形厚度，並且在指紋辨識的使用上施加於該指紋辨識器晶 片120的外應力傳遞至該基板110，會引起上述這些外接端子150電性連接 斷路的問題。中國臺灣專利證號1243437號"薄型觸滑式指紋辨識器封裝構造"揭 示一種指紋辨識器封裝構造，將以一模封的保護層包覆晶片的背面， 一軟 性電路板是壓設於該晶片其中 一側邊上的導電元件。其技術手段是為先封 膠再於晶片的單側邊壓貼一軟板，會有溢膠汙染感測區的缺點，且無法沿 用既有巻帶式傳輸的封裝製程與設備。由此可見，上述現有的指紋辨識器的封裝構造在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決指紋辨識器的封 裝構造存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來 一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決 上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型 結構的指紋辨識器的薄膜封裝構造，便成了當前業界極需改進的目標。有鑑於上述現有的指紋辨識器的封裝構造存在的缺陷，本發明人基於 從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運 用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的指紋辨識器的薄膜封裝構 造，能夠改進一般現有的指紋辨識器的封裝構造，使其更具有實用性。經過 不斷的研究、設計，並經反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價 值的本發明。發明內容本發明的目的在於，克服現有的指紋辨識器的封裝構造存在的缺陷，而 提供一種新型結構的指紋辨識器的薄膜封裝構造，所要解決的技術問題是 使其可使具有單側凸塊的指紋辨識器晶片亦能均勻熱壓合，並提供薄膜兩 側與晶片凸塊接合的平衡性，以利封膠體的形成與指紋辨識水平面的控制， 從而更加適於實用。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據 本發明提出的一種指紋辨識器的薄膜封裝構造包含一指紋辨識器晶片，復 數個凸塊、複數個虛擬凸塊、 一電路薄膜以及一封膠體。該指紋辨識器晶片的一主動面上是形成有一感測區；上述這些凸塊是設置於該主動面上並 位於該感測區的一側端；上述這些虛擬凸塊是設置於該主動面上並位於該 感測區的另一相對側端；該電路薄膜是具有一貫通開口，以顯露該感測區， 該電路薄膜包含有複數個引腳與複數個虛擬引腳，上述這些引腳的內端是 接合至上述這些凸塊，上述這些虛擬引腳的內端是接合至上述這些虛擬凸 塊，其中上述這些引腳的外端是匯合在該電路薄膜的同一側；該封膠體是密 封上述這些凸塊與上述這些虛擬凸塊。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，上述這些虛擬引腳是可為無 電性傳遞功能且較短於上述這些引腳。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，該封膠體是可為一點塗膠體 (pott ing res in)。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，該電路薄膜的該貫通開口是 可為 一槽孔，該電路薄膜的開口長度是小於該指紋辨識器晶片的主動面的 一長度，但大於該感測區的長度，並且該電路薄膜的開口寬度是大於該指紋辨識器晶片的主動面的感測區的 一 寬度。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，該電路薄膜是可為一薄膜覆晶(COF)封裝的巻帶。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，該電路薄膜是可為 一巻帶承 載封裝(TCP)的巻帶。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，每一引腳的外端是可連接有一外接指。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，上述這些外接指是可為多排 交錯排列。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，上述這些外接指是為同一直線排列。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，上述這些外接指的排列方向 是可與該感測區為平行。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，上述這些外接指的排列方向 是可與該感測區為垂直。在前述的指紋辨識器的薄膜封裝構造中，上述這些凸塊與上述這些虛 擬凸塊是可為金凸塊或結線凸塊。綜上所述，本發明特殊結構的指紋辨識器的薄膜封裝構造，能夠使具 有單側凸塊的指紋辨識器晶片亦能均勻熱壓合.並提供薄膜兩側與晶片凸 塊接合的平衡性，利於封膠體的形成與指紋辨識水平面的控制，從而更加 適於實用。其具有上述諸多的優點及實用價值，並在同類產品中未見有類 似的結構設計公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構或功能上皆 有較大的改進，在技術上有較大的進步，並產生了好用及實用的效果，且較 現有的指紋辨識器的薄膜封裝構造具有增進的多項功效，從而更加適於實 用，而具有產業廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附 圖，詳細說明如下。


圖1是習知指紋辨識器封裝構造的截面示意圖。 圖2是習知指紋辨識器封裝構造的底面示意圖。圖3是依據本發明的第一具體實施例， 一種指紋辨識器的薄膜封裝構 造的頂面示意圖。圖4是依據本發明的第一具體實施例，該指紋辨識器的薄膜封裝構造的局部頂面示意圖。圖5是依據本發明的第一具體實施例，該指紋辨識器的薄膜封裝構造 的截面示意圖。圖6是依據本發明的第二具體實施例，另一種指紋辨識器的薄膜封裝構造的頂面示意圖。圖7是依據本發明的第二具體實施例，該指紋辨識器的薄膜封裝構造的截面示意圖。100指紋辨識器封裝構造110基板m上表面112下表面120指紋辨識器晶片121主動面122背面123感測區130焊線140封膠體150外接端子200指紋辨識器的薄膜封裝構造210指紋辨識器晶片211主動面212感測區213焊墊220凸塊230虛擬凸塊240電路薄膜241貫通開口242引腳242A:內端242B:外端243虛擬引腳243A:內端244側245外接指250封膠體260底座300指紋辨識器的薄膜封裝構造310指紋辨識器晶片311主動面312感測區320凸塊330虛擬凸塊340:電路薄膜341.貫通開口342:引腳342A:內端342B:外端343:虛擬引腳343A:內端344:側345:外接指350:封膠體Lo:開口長度Wo:開口寬度Lc:晶片長度Ws:晶片感測區寬度具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的指紋辨識器的薄膜封裝構造其具體實施方式
、結構、特4正及其功效，詳細i兌明如後。本發明的第 一具實體實施例，揭示一種指紋辨識器的薄膜封裝構造。圖3是為該指紋辨識器的薄膜封裝構造的頂面示意圖。圖4是為該指紋辨 識器的薄膜封裝構造於虛擬引腳處的局部頂面示意圖。圖5是為該指紋辨 識器的薄膜封裝構造的截面示意圖。請參閱圖3、圖4及圖5,該指紋辨識器的薄膜封裝構造200主要包含 一指紋辨識器晶片210、複數個凸塊220、複數個虛擬凸塊230、 一電路薄 膜240以及一封膠體250。如圖5所示，該指紋辨識器晶片210是具有一主動面211,在該主動面 211上是形成有一感測區212，用以辨識指紋。在該主動面211上另形成有 複數個焊墊213，作為對外傳輸的電極。上述這些凸塊220是設置於該主動面211上並位於該感測區212的一 側端，其是接合於上述這些焊墊213的上方並突出於該主動面211,具有電 性傳輸的功能。換言之，該指紋辨識器晶片210僅單側邊具有電性傳輸的 設計。上述這些虛擬凸塊230是設置於該主動面211上並位於該感測區212 的另一相對側端。上述這些虛擬凸塊230是可與上述這些凸塊220具有相 同材質，如金，譬如上述這些凸塊220與上述這些虛擬凸塊230是可為金 凸塊或結線凸塊，當然，於其他實施例當中，虛擬凸塊230是可與上述這 些凸塊220具有不相同材質。然上述這些虛擬凸塊230不具有電性傳輸的 功能。上述這些虛擬凸塊230的設置目的是在於提供該指紋辨識器晶片210 對該電路薄膜240的另一側機械接合。如圖3及圖4所示，該電路薄膜240是具有一貫通開口 241,以顯露該 感測區212,該電路薄膜24 0包含有複數個引腳242與複數個虛擬引腳2 4 3, 上述這些引腳242的內端242A是接合至上述這些凸塊220,上述這些虛擬 引腳243的內端243A是接合至上述這些虛擬凸塊230,其中上述這些引腳 242的外端242B是匯合在該電^^薄膜240的同一側244。其中，上述這些 虛擬引腳243是可為無電性傳遞功能且較短於上述這些引腳242，以不影響 上述這些引腳242的外端242B的線路布局。再如圖3所示，每一引腳242 的外端242B是可連接有一外接指245。較佳地，上述這些外接指245是可 為多排交錯排列。在本實施例中，上述這些外接指245的排列方向是可與 該感測區212為平行。如圖5所示，該封膠體250是密封上述這些凸塊220與上述這些虛擬 凸塊230。在本實施例中，該封膠體250是可為一點塗膠體(potting resin)。 此外，該指紋辨識器晶片210是可結合在一底座260上，以供機械結合。請特別參閱圖4，該電路薄膜240的該貫通開口 241是可為一槽孔。此外，在本實施例中，該電路薄膜240是可為一薄膜覆晶(COF)封裝的巻帶。 該電路薄膜240的開口長度Lo是小於該指紋辨識器晶片210的主動面211 的一長度Lc,但大於該感測區212的長度，以使得上述這些引腳242的內 端242A與上述這些虛擬引腳243的內端243A貼附在該電路薄膜240的介 電栽膜上。或者，該電路薄膜240的開口長度Lo亦可小於或等於該感測區並且:該電路薄'i^、24。的開n寬度Wo是大;該指紋:爭識器i片、21。的主動 面211的感測區212的一寬度Ws。因此，本發明的指紋辨識器的薄膜封裝構造200適用於封裝具有單側 電性傳輸的指紋辨識器晶片210,亦能以凸塊接合方式進行接合，並提供薄 膜240兩側與晶片凸塊接合的平衡性，以利封膠體250的形成與指紋辨識 水平面的控制。本發明的第二具體實施例揭示另 一種指紋辨識器的薄膜封裝構造。請 參閱圖6及圖7，該指紋辨識器的薄膜封裝構造300包含一指紋辨識器晶片 310、複數個凸塊320、複數個虛擬凸塊330、 一電路薄膜340以及一封膠 體350。在該指紋辨識器晶片310的一主動面311上是形成有一感測區312。 上述這些凸塊320是設置於該主動面311上並位於該感測區312的一側端； 上述這些虛擬凸塊330是設置於該主動面311上並位於該感測區312的另 一相對側端。該電i 各薄膜340是具有一貫通開口 341,以顯露該感測區312。 此外，該電路薄膜340包含有複數個引腳342與複數個虛擬引腳343，上述 這些引腳342的內端342A是接合至上述這些凸塊320,上述這些虛擬引腳 343的內端343A是接合至上述這些虛擬凸塊330,其中上述這些引腳342 的外端342B是匯合在該電路薄膜340的同一惻344。該封膠體350是密封 上述這些凸塊320與上述這些虛擬凸塊330。在本實施例中，該電路薄膜 340是可為一巻帶承載封裝(TCP)的巻帶，而使上述這些引腳342的內端 342A與上述這些虛擬引腳343的內端343A為懸空於該貫通開口 341。此外， 至少一引腳342的外端342B是可連接有一外接指345,可排列在同一直線。 在本實施例中，該外接指345的排列方向是可與該感測區312為垂直。因此，在上述的指紋辨識器的薄膜封裝構造300中，利用上述這些虛 擬凸塊330與該電路薄膜340的虛擬引腳343的內端343A在單一側邊的機 械接合，使得原本具有單側凸塊的指紋辨識器晶片310亦能進行接合，並 提供該電路薄膜340兩側與該晶片310凸塊接合的平衡性，更有利該封膠 體35 0的形成與指紋辨識水平面的控制。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實 施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術 方案的範圍內。
權利要求
1. 一種指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其包含一指紋辨識器晶片，其在一主動面上是形成有一感測區；複數個凸塊，其是設置於該主動面上並位於該感測區的一側端；複數個虛擬凸塊，其是設置於該主動面上並位於該感測區的另一相對側端；一電路薄膜，其是具有一貫通開口，以顯露該感測區，該電路薄膜包含有複數個引腳與複數個虛擬引腳，上述這些引腳的內端是接合至上述這些凸塊，上述這些虛擬引腳的內端是接合至上述這些虛擬凸塊，其中上述這些引腳的外端是匯合在該電路薄膜的同一側；以及一封膠體，其是密封上述這些凸塊與上述這些虛擬凸塊。
2、 根據權利要求1所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中上述虛擬引腳是為無電性傳遞功能且較短於上述引腳。
3、 根據權利要求1所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中該封膠體是為 一點塗膠體。
4、 根據權利要求3所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中該電路薄膜的該貫通開口是為一槽孔，該電路薄膜的開口長度是小於該 指紋辨識器晶片的主動面的 一長度，並且該電路薄膜的開口寬度是大於該 指紋辨識器晶片的主動面的感測區的一寬度。
5、 根據權利要求4所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中該電路薄膜是為 一薄膜覆晶封裝的巻帶。
6、 根據權利要求1所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中該電路薄膜是為 一巻帶承載封裝的巻帶。
7、 根據權利要求1所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中至少 一 引腳的外端是連接有 一 外接指。
8、 根據權利要求7所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在幹其 中上述外接指是為多排交錯排列。
9、 根據權利要求7所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於其 中上述外接指是為同 一直線排列。
10、 根據權利要求1所述的指紋辨識器的薄膜封裝構造，其特徵在於 其中上述凸塊與上述虛擬凸塊是為金凸塊或結線凸塊。
全文摘要
本發明是有關於一種指紋辨識器的薄膜封裝構造，包含一指紋辨識器晶片、複數個凸塊、複數個虛擬凸塊、一電路薄膜以及一封膠體。該指紋辨識器晶片的一主動面上是形成有一感測區。上述這些凸塊是設置於該主動面上並位於該感測區的一側端；上述這些虛擬凸塊亦設置於該主動面上並位於該感測區的另一相對側端。該電路薄膜是具有一貫通開口，以顯露該感測區，並包含有複數個引腳與複數個虛擬引腳，以分別接合至上述這些凸塊與上述這些虛擬凸塊，其中上述這些引腳的外端是匯合在該電路薄膜的同一側。該封膠體是密封上述這些凸塊與上述這些虛擬凸塊。藉以達到熱壓合接合的平衡性並有利封膠體的形成。
文檔編號H01L23/48GK101226909SQ20071000241
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月17日 優先權日2007年1月17日
發明者李明勳, 李耀榮, 黃銘亮 申請人:南茂科技股份有限公司