智能設備的觸控板半導體封裝件及其製造方法與流程

2023-09-21 22:37:30 2

本發明涉及智能設備的指紋識別用觸控板半導體封裝件的製造方法，更詳細地，涉及如下觸控板半導體封裝件的製造方法，即，在指紋識別用觸控板器件上搭載玻璃片，使玻璃片以覆蓋觸控板器件的檢測區域的方式直接附著，對除玻璃組件之外的非檢測區域進行環氧樹脂模塑料成型加工處理。

並且，本發明涉及用於智能設備的指紋識別用觸控板半導體封裝件，更詳細地，涉及如下觸控板半導體封裝件，即，在印刷電路板上搭載觸控板器件，為了保護觸控板器件而進行玻璃片加工處理，並進行環氧樹脂模塑料成型加工處理，在如上所述的智能設備的指紋識別用觸控板半導體封裝件中，觸控板組件的上部面分為上述玻璃片加工處理部分和上述環氧樹脂模塑料成型加工處理部分，由此，進行上述玻璃片加工處理的檢測區域至少包括觸控板器件的感測部，進行上述環氧樹脂模塑料成型加工處理的非檢測區域包括觸控板器件的專用集成電路(ASIC)和導電線。

背景技術：

通常，指紋識別用傳感器為用於檢測手指指紋的傳感器，近來被廣為用作在手機或平板電腦(PC)等可攜式電子設備中強化安全性的方法。即，通過指紋識別用傳感器來進行用戶登錄或認證步驟，從而保護存儲於可攜式電子設備的數據並預防安全事故的發生。

近來，指紋識別用傳感器處在逐漸希望被用作常規輸入機構的趨勢，作為一例，在智能設備中，將光標等的執行指針操作的引導功能結合到指紋識別用傳感器。此外，也將接收用戶的輸入信息的轉換功能結合到指紋識別用傳感器。因此，指紋識別用傳感器的功能並不局限於指紋識別，而是包括多種傳感器功能。

參照圖1，現有技術的觸控板封裝件10包括：印刷電路板(PCB)12；觸控板器件16，利用粘結劑14層疊於印刷電路板12上；導電線18，用於使印刷電路板12和觸控板器件16電連接；環氧樹脂模塑料成型部20，用於保護觸控板器件16和導電線18；以及玻璃組件30，利用膠粘帶30c附著於環氧樹脂模塑料成型部20，在玻璃片30a形成彩色塗敷膜30b。

觸控板器件16的上部表面與環氧樹脂模塑料成型部20的上部表面之間的間隔h1(clearance)達到150um程度，從而成為傳感器靈敏度下降的原因。因此，有必要通過去除塗敷於觸控板器件16的環氧樹脂模塑料成型部20的厚度使上述間隔達到最小化。

但是，因連接印刷電路板12和觸控板器件16的導電線18，導致在使上述間隔最小化方面存在局限性，存在因上述間隔而無法進一步減少觸控板半導體封裝件的整體厚度的局限性。

現有技術文獻

專利文獻

(專利文獻0001)韓國公開專利10-2015-0080812

技術實現要素：

因此，本發明為了解決如上所述的現有技術問題而提出，本發明的目的在於，提供可使觸控板半導體封裝件的整體厚度最小化的觸控板半導體封裝件及其製造方法。

本發明的另一目的在於，提供以避開用於連接印刷電路板和觸控板器件的焊接導電線的方式使玻璃組件附著的觸控板半導體封裝件及其製造方法。

根據用於實現上述目的的本發明的一特徵，本發明的觸控板半導體封裝件的製造方法可包括：準備玻璃組件的步驟；使觸控板器件附著於印刷電路板的上部的步驟；對上述印刷電路板和上述觸控板器件進行引線鍵合的步驟；將上述玻璃組件粘結在上述觸控板器件的上部的步驟；以及對除粘結上述玻璃組件的檢測區域之外的非檢測區域進行環氧樹脂模塑料成型的步驟。

根據本發明的再一特徵，本發明可包括：印刷電路板；觸控板器件，層疊於上述印刷電路板上；導電線，用於連接上述印刷電路板和上述觸控板器件；玻璃組件，利用膠粘帶(DAF)直接附著於上述觸控板器件上；以及環氧樹脂模塑料成型部，用於保護不被上述玻璃組件所覆蓋的上述觸控板器件的一部分區域及導電線。

根據本發明的另一特徵，在本發明的觸控板半導體封裝件中，在印刷電路板上搭載用於智能設備的指紋識別的觸控板器件，在上述觸控板器件上進行起到保護作用的玻璃片加工處理及環氧樹脂模塑料成型加工處理，上述觸控板半導體封裝件可包括進行上述玻璃片加工處理的部分和進行上述環氧樹脂模塑料成型加工處理的部分，進行上述玻璃片加工處理的部分與檢測區域相對應，進行上述環氧樹脂模塑料成型加工處理的部分與非檢測區域相對應，上述檢測區域至少包括上述觸控板器件的感測部，上述非檢測區域包括上述觸控板器件的專用集成電路。

如上所述，根據本發明的結構，本發明可具有如下效果。

第一，由於玻璃組件避開引線鍵合區域來實現附著，因此，無需在玻璃組件與觸控板器件之間設置環氧樹脂模塑料成型部。因此從根本上排除降低觸控板檢測靈敏度的原因，從而可大為提高檢測靈敏度。

第二，由於區分檢測區域和非檢測區域來進行玻璃片加工處理及環氧樹脂模塑料成型加工處理，因此提高檢測靈敏度並對不必要的部分不進行環氧樹脂模塑料成型加工處理，由此節減工序成本並縮減工序數量，從而可改善整體收益率。

附圖說明

圖1為示出現有技術的觸控板半導體封裝件的結構的剖視圖。

圖2為示出本發明的智能設備中的指紋識別用傳感器模塊的俯視圖。

圖3為示出本發明一實施例的觸控板半導體封裝件的結構的剖視圖。

圖4為示出本發明另一實施例的觸控板半導體封裝件的結構的剖視圖。

圖5a至圖5c為分別示出圖3中的玻璃組件組裝工序的剖視圖。

圖6a至圖6d為分別示出圖3中的觸控板半導體封裝件的製作工序的剖視圖。

圖7為示出本發明的觸控板半導體封裝件的製造工序的流程圖。

附圖標記的說明

100：觸控板半導體封裝件 110：印刷電路板

110a：基板焊盤 112：粘結劑

120：觸控板器件 122：晶片焊盤

130：導電線 140：玻璃組件

140a：玻璃片 140b：彩色塗敷膜

150：環氧樹脂模塑料成型部

具體實施方式

參照附圖和在後述中詳細說明的實施例，將使本發明的優點、特徵及實現本發明的優點及特徵的方法變得更加明確。但是，本發明並不局限於以下公開的實施例，而是可通過多種實施方式體現本發明，本實施例僅用於使本發明的公開變得更加完整，而且本實施例用於更加完整地告知本發明所屬技術領域的普通技術人員本發明的範疇，本發明僅由發明要求保護範圍的範疇所定義。為了說明的明確性，可誇張表示附圖中的層及區域的大小及相對大小。在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結構要素。

參照作為本發明的優選簡圖的俯視圖及剖視圖，說明本說明書中所記述的實施例。因此，示例圖的形態可根據製造技術和/或允許誤差等而發生改變。因此，本發明的實施例並不局限於所示的特定形態，而是還包括根據製造工序產生的形態的變化。因此，圖中示出的區域具有簡要屬性，圖中示出的區域的形狀用於示出器件區域的特定形態，並非用於限定發明的範疇。

以下，參照附圖，詳細說明具有如上所述的結構的本發明的觸控板半導體封裝件的優選實施例。

圖2為示出本發明的智能設備中的指紋識別用傳感器模塊的俯視圖，圖3為示出適用圖2的指紋識別用傳感器模塊的觸控板半導體封裝件的結構的剖視圖。

參照圖2，可在智能設備S的前部面下部按鈕可搭載指紋識別用傳感器模塊F。指紋識別用傳感器模塊F可包括：指紋識別用觸控板封裝件100；以及連接機構，用於支撐指紋識別用觸控板封裝件100，並使指紋識別用觸控板封裝件100與智能設備S本體電連接，上述連接機構的一例為軟性印刷電路板電纜。尤其，根據智能設備S的樣式，可在指紋識別用觸控板封裝件100的下部設置圓頂按鈕(Home Dome Button)。

上述智能設備S為智慧型手機(smart phone)、電子記事簿(PDA，personal digital assistant)、掌上電腦(handheld PC)、手機和其他具有類似功能的智能設備，智能設備S可包括可攜帶的多種形態的電子設備。

在上述智能設備S中，本發明的指紋識別用觸控板封裝件可用於指紋識別用傳感器模塊F。

參照圖3，本發明的觸控板半導體封裝件100包括：印刷電路板110；觸控板器件120，利用粘結劑112層疊於印刷電路板110上；導電線130，用於使印刷電路板110和觸控板器件120電連接；玻璃組件140，利用膠粘帶(DAF)直接附著於觸控板器件120上；以及環氧樹脂模塑料成型部150，用於保護不被玻璃組件140所覆蓋的觸控板器件120和導電線130。

印刷電路板110可包括軟性基板及硬性基板等全部。為了使觸控板器件120和外部設備電連接，印刷電路板110在內部形成配線圖案(沒有附圖標記)，尤其，可藉助表面組裝技術(SMT)在印刷電路板110的下部形成凸塊等。上述印刷電路板110可緊固在模塊F的上述連接機構或者可以為連接機構自身。

雖然未圖示，但是觸控板器件120可包括：感測部，用於檢測通過指紋接觸生成的電信號；以及專用集成電路，用於對電信號進行處理。感測部可包括：發送部，用於發送射頻信號；以及接收部，用於接收傳感器信號。因此，專用集成電路可安裝於觸控板器件120的內部，感測部可搭載於觸控板器件120的上部。上述觸控板器件120為指紋識別用半導體器件，並不受特殊限制。

根據本發明的指紋識別用觸控板半導體封裝件100，上述指紋識別用觸控板半導體封裝件100可檢測基於指紋形狀的靜電，並將靜電作為輸入信號來實施指紋認證。手指具有由凸部和凹部組成的指紋，利用因凹凸(凸部和凹部的高度差)而引起的靜電容量的差異來輸出凸部和凹部的形狀信息，並使上述差異圖像化或者與基準信息進行比較來進行指紋認證。

粘結劑112可包括異方向性導電膜(ACF，anisotropic conductive film)或者異方向性導電粘結劑(ACA，anisotropic conductive adhesive)。或者可使用非導電膜(NCA or NCF)。例如，觸控板器件120可藉助倒裝晶片鍵合來與印刷電路板110電連接。此時，異方向性導電膜或粘結劑可在倒裝晶片鍵合中起到連接作用。在觸控板器件120藉助引線鍵合實現電連接的情況下，可藉助非導電膜(NCA or NCF)電連接。

導電線130使印刷電路板110上部表面的基板焊盤110a和觸控板器件120上的晶片焊盤120a電連接。

玻璃組件140包括在玻璃片140的一面塗敷顏色的彩色塗敷膜140b。在彩色塗敷膜140b的背面形成上述膠粘帶。

彩色塗敷膜140b可包括彩色膜及保護膜。上述彩色膜可通過使彩色膜附著或者印刷彩色墨水的方式形成。可通過形成如上所述的彩色膜體現多種顏色。

玻璃組件140可包括藍寶石玻璃片或強化玻璃片140a。根據需要，為了體現觸感，可對玻璃片140a上部表面進行凹凸處理。實際上，玻璃片140a的面積與彩色塗敷膜140b的面積相同。在本發明的觸控板半導體封裝件100用於智能設備的指紋認證的情況下，玻璃片140a可呈圓形或橢圓形。

環氧樹脂模塑料成型部150不直接與玻璃組件140相接觸，在觸控板器件120的感測部與彩色塗敷膜140b之間不形成任何成型部，由此提高感測部的檢測靈敏度。並且，在環氧樹脂模塑料成型部150工序之前，先進行玻璃組件140粘結工序，因此，通過環氧樹脂模塑料成型部150工序來結束觸控板半導體封裝件100工序，從而具有使工序變得簡單的特徵。

如上所述，環氧樹脂模塑料成型部150用於保護導電線130，且必須覆蓋包括導電線130在內的與導電線130的一端相連接的晶片焊盤120a和與導電線130的另一端相連接的基板焊盤110a。最終，環氧樹脂模塑料成型部150用於保護觸控板器件120的側面。

當以上部面為基準時，本發明的觸控板半導體封裝件100可分為進行玻璃片加工處理的部分和環氧樹脂模塑料成型加工處理的部分。進行環氧樹脂模塑料成型加工處理的部分與非檢測區域100s相對應，進行玻璃片加工處理的部分與檢測區域100n相對應。

上述檢測區域100s至少包括觸控板器件120的感測部。非檢測區域100n至少包括：導電線130；晶片焊盤120a，與導電線130的一端相連接；以及基板焊盤110a，與導電線130的另一端相連接。非檢測區域100n還可包括觸控板器件120的專用集成電路。

參照圖4，本發明再一實施例的指紋識別用觸控板半導體封裝件100包括：印刷電路板110；觸控板器件120，利用粘結劑112層疊於印刷電路板110上；導電線130，通過引線鍵合晶片(chip on wire bonding)技術使印刷電路板110和觸控板器件120電連接；玻璃組件140，利用膠粘帶直接附著於觸控板器件120上；以及環氧樹脂模塑料成型部150，用於覆蓋不被玻璃組件140所覆蓋的一部分區域。

本發明的特徵在於玻璃組件140延伸至被焊接的導電線130區域。根據圖3所示的觸控板半導體封裝件100，玻璃組件140避開用於連接印刷電路板110和觸控板器件120的導電線130來設置，因此觸控板器件120的蓋面積受到相當大的限制。但是，根據圖4所示的觸控板半導體封裝件100，利用引線鍵合晶片技術使印刷電路板110和觸控板器件120相連接，因此可以不用避開導電線130來設置。

以下，參照圖5a至圖7，說明本發明的觸控板半導體封裝件的製造方法。

準備單個玻璃組件的步驟(步驟S110)

準備用於塗敷顏色的圓板玻璃組件的步驟(步驟S112)

參照圖5a，首先，對圓板玻璃片140a'的一面塗敷顏色。接著，使膠粘帶DAF'附著於彩色塗敷膜140b'的一面。以使玻璃片140a'和膠粘帶DAF'結合成一體的方式實施層壓。

實施通過切割圓板玻璃組件140'來製作單個玻璃組件140的拆分工序。

對經塗敷顏色的圓板玻璃組件進行第一次切割的步驟(步驟S114)

參照圖5b，用刀片鋸開(sawing)圓板玻璃片140a'的一部分來去除玻璃的一部分。此時，利用具有第一寬度的寬刀片(wideblade)來進行切割。

對經第一次切割的圓板玻璃組件進行第二次切割的步驟(步驟S116)

參照圖5c，利用刀片第二次鋸開圓板玻璃組件140'來去除彩色塗敷膜140b'和膠粘帶DAF'。此時，進行第二次切割的刀片的第二寬度小於第一寬度。

如上所述，在玻璃組件140中，在玻璃片140a形成高度差是為了在組裝工序之後防止玻璃組件140隨意從成型部脫離。

因此，通過第一次切割來以第一寬度去除玻璃片140a'的一部分，通過第二次切割來以第二寬度去除玻璃片140a'的剩餘部分、彩色塗敷膜140b'及膠粘帶DAF'，從而圓板玻璃組件140'可被分離為單個玻璃組件140。

使觸控板器件附著於印刷電路板上的步驟(步驟S120)

參照圖6a，利用粘結劑112在印刷電路板110上搭載觸控板器件120。在印刷電路板110形成基板焊盤110a，觸控板器件120以不覆蓋基板焊盤110a的方式搭載於印刷電路板110上。在觸控板器件120通過引線鍵合與印刷電路板110相連接的情況下，可利用非導電性粘結劑112使觸控板器件120附著，在觸控板器件120通過倒裝晶片鍵合與印刷電路板110相連接的情況下，可利用異方向性粘結劑112。

對印刷電路板和觸控板器件進行引線鍵合的步驟(步驟S130)

參照圖6b，實施使導電線130的一端與晶片焊盤120a相連接並使導電線130的另一端與基板焊盤110a相連接的焊接工序。

將玻璃組件粘結在觸控板器件上的步驟(步驟S140)

參照圖6c，利用膠粘帶使玻璃組件140附著於觸控板器件120上部。利用除配置有觸控板器件120的晶片焊盤120a的區域之外的區域來使玻璃組件140附著。在與觸控板器件120的感測部相對應的區域組裝玻璃組件140。

對除玻璃組件之外的區域進行成型的步驟(步驟S150)

參照圖6d，在除附著有玻璃組件140的區域之外的觸控板器件120的上部和基板焊盤110a的上部塗敷環氧樹脂模塑料成型部150。尤其，為了保護用於連接觸控板器件120和基板焊盤110a的導電線130，對除玻璃組件140的感測部之外的區域實施成型工序。

如上所述，本發明以如下結構作為技術思想，即，在觸控板器件搭載玻璃片，並以覆蓋觸控板器件的檢測區域的方式設置玻璃片，對除玻璃片之外的非檢測區域進行環氧樹脂模塑料成型加工處理。在如上所述的本發明的基本技術思想的範疇內，本發明所屬技術領域的普通技術人員可對本發明進行其他多種變形。