TWI250465B - Fingerprint sensor package with electrostatic discharge on chip - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域 裡感測|§封裝播、生 種晶片上靜電放電之指奸她4」衣構造， ?日紋辨識器封奘搌、生 先前技術】 了裝構造 係能將於辨 微小化，故 、筆記型電 紋，習知指 容觸滑感測 封裝構造係 製程製作出 並與該基板 滑式指紋辨 裝設在各式 紋辨識器並 指紋辨識器 紋辨識器封 識元件製作於一半導 能附加裝設於各式之 腦或PDA掌上電腦等 紋辨識器之感測方式 與光學感測等等，其 在一長條形半導體晶 感測元件，該指紋辨 電性連接，在適當壓 識器之封裝構造，習 電子產品上，使用時 觸滑過其感測區，以 封裝構造可以具有較 裝構造係已可見於歐 由於目前指紋辨識器、 體晶片或玻璃基板而達至,j 電子產品，例如行動電話 等，用以辨認使用者之指 主要區分為壓觸感測、電 中習知觸滑式指紋辨識器 片（矽基板）上以積體電路 識Is晶片係貼設於一基板 模封膠之後，以組成一觸 知指紋辨識器封裝構造可 係將手指接觸該觸滑式指 辨認指紋，因此該觸滑式 小的尺寸。相關習知之指 洲專利第EP 1 3390 09號。 請參閱第1、2及3圖，一種習知之指紋辨識器封裝構 造100係主要包含有一基板1 10、一指紋辨識器晶片120、 複數個銲線130以及一壓模形成之封膠體14〇，該指紋辨識 器晶片1 2 0係為一種製作有指紋感測元件之半導體晶片， 該指紋辨識器晶片1 2 0係具有一主動面1 21、一背面丨2 2以 及在該主動面1 2 1與該背面1 22之間的兩對應之較長側面

第8頁 1250465 五、發明說明（2)

12^與兩對應之較短侧面124，該主動面121係包含有一感 測^ 125 ’複數個以壓力感測或電容感測之指紋感測元件 係設於該主動面1 2 1之感測區1 25，該基板11 〇之一上表面 111係形成有複數個連接指113，請參閱第2圖，該基板110 之一下表面1 1 2係形成有複數個電性連接至對應連接指n 3 之連接塾114，該指紋辨識器晶片12〇之該背面122係以一 如膠帶或環氧液膠之黏晶膠丨丨5黏貼在該基板丨丨〇之該上表 面111上’並以該些銲線130連接該指紋辨識器晶片12〇之 複數個銲墊126至該基板11()之該些連接指113，該封膠體 140係包覆該些銲線13〇，並固定該指紋辨識器晶片12〇， 其係形成於該基板11 〇之上表面111並圍繞該指紋辨識器晶 片120之較長侧面123與較短侧面124，該封膠體140係具有 一開口141，以顯露出該指紋辨識器晶片12〇之該感測區 125 ,就供手指觸滑之方向而言，目前該封膠體14〇係有幾 種已知之構成型態，其中一種習知之指紋辨識器封裝構造 之一封膠體形成型態，其係為該封膠體14〇對應在該指紋 辨識器晶片1 20較長側面123之封膠體侧邊丨42係稍高於該 指紋辨識器晶片1 2 0之主動面1 21 (圖未繪出），以包覆該指 紋辨識器晶片1 2 0之主動面1 21之外周邊與尖角邊緣，但此 種封膠體形成型態易產生陰影作用，無法獲得正確之辨識 效果。另一種較為常見得型態為，請參閱第2及3圖，該封 膠體140對應在該指紋辨識器晶片12〇較長側面123(即供指 紋滑動側邊）之封膠體侧邊142係低於該指紋辨識器晶片' 120之主動面121，以利操作者之手指滑動並防止陰影作用

1250465 五、發明說明（3) 發生，以能獲得正確之辨識效果。但因此亦造成該指紋辨 識器晶片120之主動面121之尖角邊緣127缺乏適當之保護 (如第3圖所示）’在重複地滑動操作過程，在該主動面 121上之晶片保護層（passivation layer，圖未繪出）容易 與該指紋辨識器晶片1 2 0剝離（pe e 1 — 〇f f )且因手指滑動時 靜電會集中在該指紋辨識器晶片120之該主動面121之尖角 邊緣’導致感測元件受損；此外，習知該封膠體丨4 〇係以 壓模（molding)形成，該較高之封膠體14〇形成時容易產生 有廢膠（mold flash)污染該指紋辨識器晶片12〇之感測區 125之情事。 【發明内容】 本發明之主要目的係在於提供一種晶片上靜電放電之 指紋辨識器封裝構造’主要包含有一基板、一指紋辨識器 日日片 靜電放電導條（ESD bar, (electrostatic discharge bar))及一封膠體，該指紋辨識器晶片係設於 。亥基板上’該靜電放電導條係突設於該指紋辨識器晶片之 ^動面上，該稣膠體係形成於該基板上且圍繞該指紋辨識 器f曰片，且該封膠體係高於該指紋辨識器晶片之主動面並 局部覆蓋至該主動面之一部位，例如該主動面在具有銲墊 之區域’該封膠體並連接至該靜電放電條，該靜電放電條 係部份顯露於該封膠體開口之邊緣，以達到晶片上靜電放 電’並且不會有封膠體之廢膠污染與保護層剝離之問題。 b本發明之次一目的係在於提供一種晶片上靜電放電之 曰、、、文辨識斋封裝構造，其包含有一突設有一靜電放電導條

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五、發明說明（4) 之指紋辨識器晶片以及一圍繞該指紋曰 較長侧面與兩對應之較短側面之封膠體二;:之兩對應 於該些較長侧面且具有一不高於該靜電放；條‘：包f 以防止封膠體之廢膠污染至該指紋辨識器晶J = 依據本發明，一種晶片上靜電放電 構造係主要包含有一 扣紋辨識器封裝 有基板 才曰紋辨識器晶片、一靜雷姑 電條（ESD bar)及一封膠體，該指紋辨識 靜電放 基板之-上表面並與該基板電性連接辨 有："，動面及一對應，背面，該主動：係包 /、品，該靜電放電條係突設於該指紋辨識器晶片: =，該封膠體係形成於該基板之該上表面且圍繞該指紋 識器晶片，該封膠體係局部覆蓋至該主動面包含 墊 一部位而連接至該靜電放電條，此外，該 體且 開口，以至少顯露出該指紋辨識器晶片之感測區，^靜 電放電條係部份顯露於該開口之邊緣。 【實施方式】 參閱所附圖式，本發明將列舉以下之實施例說明。 〇 依本發明之一具體實施例，第4圖係為一種指紋辨識 器封裝構造200之頂面示意圖，該5圖係為該指紋辨識器曰封 裝構造200沿第4圖5-5線之截面示意圖，該6圖係為該^紋 辨識器封裝構造20 0沿第4圖6-6線之截面示意圖，請參閱 第4及5圖，該指紋辨識器封裝構造2〇〇係主要包含一基板 21〇、一指紋辨識器晶片220、一靜電放電條230 (ESD ^ar) Ι^βΠΗΙ 第11頁 1250465 五、發明說明（5) 及一封膠體250。 请參閱第5圖’該基板210係可為一種雙面電性導通之 硬質電路板，如多層印刷電路板或多層陶瓷電路板，其係 具有一上表面211及一下表面212，在本實施例中，該基板 210係為一種LGA(Land Grid Array，平面格狀陣列）封裝 基板’該上表面2 1 1係形成有複數個連接指2 1 3，該下表面 21 2係形成有複數個連接墊2 1 4，該些連接指21 3係以該基 板2 1 0之内部線路電性導接對應之該些連接墊2丨4 (圖未繪 出）。 請參閱第4、5及6圖，該指紋辨識器晶片22 〇係設於該 基板2 1 0之該上表面211上，該指紋辨識器晶片2 1 〇係具有 一主動面221、一對應之背面222以及複數個在該主動面 221與該背面222之間之兩對應之較長側面223與兩對應之 較短侧面224，請參閱第7圖，該主動面221係包含有一感 測區225，其設有複數個指紋感測元件（圖未繪出），複數 個銲墊2 2 6係形成於該主動面2 21之該感測區2 2 5之外側， 在本實施例中，該些銲墊226係鄰近該較短侧面224並包含 有至少一接地銲墊。該指紋辨識器晶片22〇之背面222係以 一黏晶膠215貼設於該基板2 1〇之上表面211，利用複數個 銲線240或其它如TAB引線之習知電性連接元件，連接該指 紋辨識器晶片220之該些銲墊226與該基板21〇之該些連接日 ^213，以電性連接該指紋辨識器晶片22〇與該基板2丨〇。 請參閱第8圖，在進行封裝作業之前，該指紋辨識器曰曰 220之主動面221係定義有一顯露區邊界227，以界& =指

第12頁 1250465 五、發明說明（6) 紋辨識器晶片220主動面221之顯露區域與被該封膠體250 覆蓋之區域，在該顯露區邊界227内之顯露區域係至少包 含該感測區2 2 5，在該顯露區邊界2 2 7之外之覆蓋區域係包 含該些銲墊226，以使該封膠體250局部覆蓋該主動面221 之一預定部位’即，覆蓋該些銲塾2 2 6而顯露該感測區 2 2 5。該靜電放電條2 3 0係預先突設於該指紋辨識器晶片 220之该主動面221上，在本實施例中，該靜電放電條230 係為金質導條（Au bar)，其突出於該主動面221之高度以 介於15〜25 /zm為較佳，並且該靜電放電條23()係係沿著該顯 路£邊界227而J衣繞配置於該主動面221周圍，其可為突出' 於該主動面2 21之封閉環狀，以圈繞該感測區2 2 5 ;或者， 在不同實施例中，該靜電放電條230亦可為直條狀或其它 不連續狀幾何圖形，以配置於該指紋辨識器晶片22 〇之供 手指滑動之兩較長對應侧邊。請再參閱第8圖，在本實施 例中，該指紋辨識器晶片220係另製造有複數個如金質之 金屬凸點231，該些金屬凸點231係透過該主動面221上之 其中一接地銲墊226電性耦合於該基板21〇之接地墊，以供 導除該感測區225周邊之靜電，關於該靜電放電條23〇係與 該指紋辨識器晶片220之複數個如金質之金屬凸點231之製 =，其係在一晶圓之電鍍製程中將該靜電放電條23〇與該 $金屬凸點231同時設於該指紋辨識器晶片22〇之主動面 之制你可*在1 &罩製程中同步形成，故該靜電放電條230 、’不額外增加該指紋辨識器晶片220之成本，其 乂佳地，在同一晶圓之製程中，一靜電放電條23〇可跨

iMi 第13頁 1250465 五、發明說明（7) 過晶圓之切割線而形成在兩相鄰指紋辨識器晶片2 2 〇之 間’在晶圓切割之後該靜電放電條2 3 〇將可延伸至該指紋 辨識器晶片2 2 0之較長侧面2 2 3之上側邊，以達到製作簡單 之目的。 明再參閱弟4及5圖，該封膠體250係形成於該基板210 之上表面211上並且圍繞該指紋辨識器晶片2 2 〇，該封膠體 250係可以壓模（m〇iding)方式形成，該封膠體25〇係覆蓋 至4些較長側面2 2 3與較短侧面2 2 4，並且該封膠體2 5 0係 較高於該指紋辨識器晶片220之主動面221，以局部覆蓋在 該主動面221中所包含有該些銲墊226之一部位並形成有一 在該主動面221上之開口251。請參閱第5圖，該封膠體25〇 係包覆於該些較短侧面224且具有一高於該主動面221之短 邊之高度253，其係高於該主動面221之高度差係約介於5〇 〜1〇〇 ，以覆蓋密封該些銲墊214與該些銲線24〇 ;請參閱 第6圖，該封膠體2 50係包覆於該些較長侧面223且具有三 不高於該靜電放電條230之長邊高度252，以避免一/用以形 成該封膠體2 50之壓模廢膠污染至該感測區225，但該封膠 體250之長邊高度252仍應稍高於該主動面221，以防止手/ 指在多次滑動之後該指紋辨識器晶片22〇主動面221上之保 護層剝離。此外，該封膠體25Q係連接至該靜電放電條’、 230，且該封膠體250之開口251係對應於上述之顯露區邊 界227，以至少顯露該指紋辨識器晶片22〇之感測區以巧， 該開口251之形成方式可在壓模時先在該指紋辨識器晶片 220之感測區225上貼附一離形膜（release f Um)(圖未繪

1250465 五、發明說明（8) 出），以避免壓模模具壓傷該感測區225並有利於脫模，在 壓模之後去除該離形膜，即可形成該封膠體25〇之開口 250，而該靜電放電條230係部份顯露於該開口251之邊 緣。而在壓模形成該封膠體2 5 0之過程係可以使該靜電放 電條230與該些金屬凸點231相導接，進而將該靜電放電條 230透過该主動面221上之一接地鲜塾226電性搞合於該基' 板210之接地墊。 1

因此，在上述之指紋辨識器封裝構造2〇〇中，利用上 述突設於該指紋辨識器晶片220之主動面221上靜電放電條 230，並且，該封膠體250係局部覆蓋至該主動面221之一^ 預疋。卩位（直到該顯露區邊界227)而連接至該靜電放電條 2 3 0 ’使得該靜電放電條2 3 〇部份顯露於該開口 2 5 1之邊

緣，達到該指紋辨識器晶片220之主動面221上靜電放電之 功效，在每一次的手指觸滑以辨識指紋之過程，任何不當 I集在该指紋辨識器晶片2 2 0上之引發靜電均可由該靜電 放電條2 3 0順利導出。此外，在該指紋辨識器晶片2 2 〇之主 動面221上局顯路之保護層（passivati〇n iayer)因在該 主動面221邊緣之側邊係被該封膠體25〇包覆，不易有剝離 之$象。再者’利用該靜電放電條2 3 0係突設於該指紋辨 識器晶片220之主動面221上，使得該封膠體25〇即使包覆 至该主動面2 21之邊緣但其壓模廢膠在該靜電放電條230之 阻擋下仍不易溢流污染至該指紋辨識器晶片22〇之感測區 225。 本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者

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第16頁 1250465 圖式簡單説明 【圖式簡單說明 第1圖··習知指紋辨識器封裝構造之 第2圖··習知指紋辨識器封裴構造沿 意圖； 第3圖·習知指紋辨識器封裝構造沿 意圖； 第4圖：依據本發明 意圖； 第5圖：依據本發明 線之截面示意圖； 第6圖·依據本發明 線之截面示意圖； 第7圖：依據本發明 51曰Η去制a y 喝如狄辨識器 裔曰日片未I作靜電放電條之前其 第8圖：依據本發明，該指紋辨識器 器晶片在製作靜電放電條之後其主I元件符號簡單說明： 10 0指紋辨識器封裝構造 110基板 111上表面 113連接指 114連接墊 120指紋辨識器晶片121 ^動面 122背面 123較長侧面 124較短侧面 頂面示意圖， 第1圖2-2線之截面示 第1圖3-3線之截面示 一種指紋辨識器封裝構造之頂面示 該指紋辨識器封裝構造沿第4圖5-5 5亥指紋辨識器封裝構造沿第4圖6-6 該指紋辨識器 封裝構造之指紋辨識 面示意圖；及 封裝構造之指紋辨識 面示意圖。 11 2下表面 11 5黏晶膠 1 2 5 感測區 第17頁 1250465 圖式簡單說明 126鲜塾 127 尖角邊緣 140 封膠體 141 開口 200指紋辨識器封裝構造 210 基板 211 上表面 213連接指 214連接墊 220指紋辨識器晶片 221 主動面 222 背面 1 3 0銲線 142側邊 212 下表面 2 1 5黏晶膠 223較長側面 2 2 6 鲜塾 230 靜電放電條 250 封膠體 2 5 3 短邊高度 224 較短側面 227 顯露區邊界 2 31 金屬凸點 251 開口 225感測區 240銲線 252長邊高度

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Claims (1)

1250465 六、申請專利範圍 【申睛專利範圍】 1、 一種晶片上靜電放電之指紋辨識器封裝構造，包含： 一基板，其係具有一上表面； 一指紋辨識器晶片，其係設於該基板之上表面並與該 基板為電性連接，該指紋辨識器晶片係具有一主動面及一 對應之背面，該主動面係包含有一感測區； 一靜電放電條（ESD bar)，其係突設於該指紋辨識器 晶片之主動面上；及

一封膠體，其係形成於該基板之上表面且圍繞該指紋 辨識器晶片，該封膠體係局部覆蓋至該主動面且連接至該 靜電放電條。 2、 如申請專利範圍第1 項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該封膠體係具有一開口，以至少顯 露該感測區，且該靜電放電條係部份顯露於該開口之邊 緣。 3、 如申請專利範圍第1項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條係為金質導條（Au bar)。

4、 如申請專利範圍第1 項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條之高度係介於15〜 25 // m 〇 5、 如申請專利範圍第1 項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條係配置於該主動面之 至少兩對應側邊。

第19頁 1250465 /、、申睛專利範圍 6、 如申請專利範圍第1項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條係環繞配置於該主動 面周圍。 7、 如申請專利範圍第6項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條係為封閉環狀。 8、 如申請專利範圍第6項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條係為不連續狀。

9、 如申睛專利对圍第1項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其另包含有複數個金屬凸點，其係設於 該指紋辨識器晶片之主動面。 1 0、如申請專利範圍第9項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該靜電放電條係與該些金屬凸點相 導接。 11、如申請專利範圍第9項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該些金屬凸點係透過該主動面上之 一銲墊電性耦合於該基板之接地墊。 1 2、如申請專利範圍第1項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造，其中該指紋辨識器晶片係具有複數個在 該主動面與該背面之間之側面，其係被該封膠體所包覆。

1 3、如申請專利範圍第1項所述之晶片上靜電放電之指紋 辨識器封裝構造’其中該指紋辨識器晶片係具有在該主動 面與該背面之間的兩對應之較長侧面與兩對應之較短側 面，而該封膠體係包覆於該些較長側面且具有一不高於該 靜電放電條之長邊高度。

第20頁 1250465 六、申請專利範圍 U、如申請專利範圍第1 3項所述之晶片上靜電放電之指 且$識器封裝構造，其中該封膠體係包覆於該些較短侧面 古具有一高於該主動面之短邊之高度，其高於該主動面之 兩度差係介於50〜100 //m。 ^如申請專利範圍第1或1 4項所述之晶片上靜電放電之 =紋=識器封裝構造，其另包含複數個銲線，其係電性連 忒才曰紋辨識器晶片至該基板，並被密封包覆於該封膠體 内。 16 種才曰紋辨識之晶片組合件，包含： 面 >扣紋辨識器晶片，其係具有一主動面及一對應之背 该主動面係包含有一感測區及複數個銲墊；及 曰 靜電放電條（ESD bar)，其係突設於該指紋辨識器 曰日片之主動面上0 ^如申明專利範圍第16項所述之指紋辨識器之晶片組 曰件，其中該靜電放電條係為金質導條（Au bar)。 1 二如：！專利範圍第16項所述之指紋辨識器之晶片組 &件，其中該靜電放電條之高度係介於l 5 25 。 專利範圍第16項所述之指紋辨識器之晶片組 &件，其中該靜電放電條係為封閉環狀。 20、 如申請專利範圍第19項所述之指紋辨識写之曰 合件，其中該靜電放電條係環 口曰曰，、、 圍繞該感測區。 …亥主動面周圍，以 21、 如申請專利範圍第16項所述之指 合件’其中該些銲塾係包含有至少一接地銲識二;靜片電：

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第21頁 1250465 六、申請專利範圍 電條係電性耦合於該接地銲墊。 2 2、如申請專利範圍第1 6或2 1項所述之指紋辨識器之晶 片組合件，其另包含有複數個金屬凸點，其係設於該指紋 辨識器晶片之主動面上。 23、如申請專利範圍第22項所述之指紋辨識器之晶片組 , 达中該些金屬凸點係電性連接至該接地銲墊。 合件’長τ

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