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TWI680544B - 指紋辨識模組及其製作方法 - Google Patents

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TWI680544B
TWI680544B TW106116690A TW106116690A TWI680544B TW I680544 B TWI680544 B TW I680544B TW 106116690 A TW106116690 A TW 106116690A TW 106116690 A TW106116690 A TW 106116690A TW I680544 B TWI680544 B TW I680544B
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Inventor
許志豪
Chih Hao Hsu
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致伸科技股份有限公司
Primax Electronics Ltd.
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Abstract

本發明提供一種指紋辨識模組，其包括：基板、固定於基板的指紋感測芯片、覆蓋於指紋感測芯片及基板之上的封裝層，且封裝層具有接合平面，以及壓印層；其中，壓印層形成於接合平面之上。

Description

指紋辨識模組及其製作方法
本發明係有關於一種封裝製程的應用領域，尤指一種電子元件封裝層表面的處理方法。
指紋辨識模組已漸漸地成為電子裝置的標準配備之一，使用者可透過指紋辨識模組進行身分的識別，以對電子裝置進行解鎖或控制。而為了讓指紋辨識模組更能搭配各種不同電子裝置的外觀設計，辨識模組的表面往往都會透過這種不同的壓印處理或表面處理，讓鑲嵌於電子裝置上的指紋辨識模組與電子裝置之間具有一致性的美感。
於現有技術當中，如圖1A所示，指紋辨識模組10通常具有一指紋感測芯片11、以環氧模壓樹脂(Epoxy Molding Compound,EMC)材料封裝製成的封裝層12、壓印層13及基板14，其中，封裝層12具有一封裝層表面121，且封裝層表面121具有因指紋感測芯片11配置位置所造成的凸部1211及凹部1212；壓印層13則具有壓印表面131；基板14則具有複數個焊腳141，指紋辨識模組10利用焊腳141與電子裝置(未示於圖中)的印刷電路板(PrintedCircuit Board,PCB)相結合。
然後，由於封裝層12的封裝層表面121具有凸部1211及凹部1212，當壓印層13的厚度太薄或是透明度太高時，可以從壓印層13的壓印表面131看見由凸部1211及凹部1212所造成的芯片痕DM(Die Mark)(如圖1B所示)，如此可能讓指紋辨識模組的外觀失去一致性的美感。
有鑑於此，如何提供一種無芯片痕的指紋辨識模組，為本發明欲解決的技術課題。
本發明之主要目的，在於提供一種無芯片痕的指紋辨識模組，使指紋辨識模組與結合的電子裝置可維持一致性的美感。
為達前述之目的，本發明提供一種指紋辨識模組，其包括：基板；指紋感測芯片，指紋感測芯片固定於基板；封裝層，封裝層覆蓋於指紋感測芯片及基板之上，且封裝層具有接合平面；以及壓印層；其中，壓印層形成於接合平面之上。
於上述較佳實施方式中，其中壓印層具有高光表面，且高光表面不具有芯片痕。
於上述較佳實施方式中，其中封裝層係由環氧模壓樹脂材料所製成。
於上述較佳實施方式中，其中接合平面係利用平面打磨步驟所形成。
於上述較佳實施方式中，其中封裝層之表面具有至少一凹部及至少一凸部，且填充材料填充於至少一凹部以形成接 合平面。
於上述較佳實施方式中，其中填充材料之材質與封裝層之材質相同。
於上述較佳實施方式中，其中封裝層的厚度介於0.25mm至0.85mm之間。
於上述較佳實施方式中，其中壓印層的厚度介於28μm至44μm之間。
於上述較佳實施方式中，其中壓印層包括：光固化油墨層、熱固化油墨層、混合型油墨層、紫外光硬化樹脂層或抗指紋鍍膜層。
於上述較佳實施方式中，其中基板具有複數個焊腳。
本發明另一較佳作法，係關於一種指紋辨識模組之製作方法，包括下列步驟：(a).提供指紋感測芯片連板，指紋感測芯片連板具有基板、封裝層及複數個指紋感測芯片；(b).於封裝層之表面形成接合平面；(c).於封裝層的接合平面上形成壓印層；以及(d).切割指紋感測芯連板，以形成指紋辨識模組。
於上述較佳實施方式中，其中於步驟(b)中，接合平面係利用平面打磨步驟所形成。
於上述較佳實施方式中，其中於步驟(b)中，封裝層之表面具有至少一凹部及至少一凸部，且填充材料係填充於至少一凹部以形成接合平面。
D1、D2‧‧‧厚度
DM‧‧‧芯片痕
FS‧‧‧打磨線
H‧‧‧最高點
L‧‧‧最低點
S101~S103‧‧‧步驟
10、20‧‧‧指紋辨識模組
11、21‧‧‧指紋感測芯片
12、22‧‧‧封裝層
121、221‧‧‧封裝層表面
1211、2211‧‧‧凸部
1212、2212‧‧‧凹部
13、23‧‧‧壓印層
131‧‧‧壓印表面
14、24‧‧‧基板
141、241‧‧‧焊腳
2‧‧‧指紋感測芯片連板
22’‧‧‧填充材料
222、222’‧‧‧接合平面
231‧‧‧高光表面
3‧‧‧圓盤
31‧‧‧第一表面
32‧‧‧第二表面
4‧‧‧重力單元
5‧‧‧打磨裝置
50‧‧‧轉盤
51‧‧‧打磨層
52‧‧‧轉軸
圖1A：係為習知技術之指紋辨識模組的剖面圖；圖1B：係為習知技術之指紋辨識模組的上視圖；圖2A：係為本發明所提供之指紋感測芯片連板第一 實施例的剖面圖；圖2B至2C：係為本發明封裝層表面處理之第一實施例的局部放大圖；圖2D：係為本發明封裝層表面處理之第一實施例的剖面圖；圖3A至3B：係為本發明平面打磨之實施方式的示意圖；圖4A：係為本發明封裝層壓印處理之第一實施例的剖面圖；圖4B：係為本發明接著指紋辨識模組之第一實施例的剖面圖；圖5A：係為本發明所提供之指紋感測芯片連板第二實施例的剖面圖；圖5B至5C：係為本發明封裝層表面處理之第二實施例的局部放大圖；圖5D：係為本發明封裝層壓印處理之第二實施例的剖面圖；圖5E：係為本發明接著指紋辨識模組之第二實施例的剖面圖；以及圖6：係為本發明所提供指紋辨識模組之製作方法的流程圖。
本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。
為製作無芯片痕的指紋辨識模組，首先，請參閱圖2A所示，圖2A係為本發明所提供之指紋感測芯片連板第一實施例的剖面圖。所述的指紋感測芯片連板2包括：複數個指紋感測芯片21、封裝層22及具有複數個焊腳241的基板24，其中，指紋感測芯片21固定於基板24，封裝層22覆蓋於指紋感測芯片21及基板24之上，封裝層22具有一封裝層表面221，且封裝層表面221具有因指紋感測芯片21配置位置所造成的複數個凸部2211及複數個凹部2212。進一步的，可對指紋感測芯片連板2的封裝層表面221進行平面打磨步驟，以去除複數個凸部2211及複數個凹部2212，並使封裝層表面221的高度降低至打磨線FS的位置。其中，封裝層22係由環氧模壓樹脂材料，或其它包含矽氧樹脂(Silicone)、壓克力樹脂(Acrylic)的封裝材料所製成。
請參閱圖2B至2C，圖2B至2C係為本發明封裝層表面處理之第一實施例的局部放大圖。於圖2B中，封裝層表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高點H；凹部2212則具有一最低點L，最高點H與最低點L的垂直距離等於或小於15μm，而打磨線FS則與凹部2212的最低點L齊平。或於圖2C中，封裝層表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高點H；凹部2212則具有一最低點L，最高點H與最低點L的垂直距離等於或小於15μm，而打磨線FS則低於凹部2212的最低點L。
接著，請參閱圖2D，圖2D係為本發明封裝層表面處理之第一實施例的剖面圖。於圖2D中，指紋感測芯片連板2的封裝層表面221在進行平面打磨步驟後，則於打磨線FS(如圖2B或圖2C所示)齊平的位置形成一接合平面222。
請參閱圖3A至3B，圖3A至3B係為本發明平面打磨之實施方式的示意圖。於圖3A中，首先，將指紋感測芯片連板2固定在圓盤3之下表面之上，並讓封裝層表面221朝向與第一表面31相同的方向。接著，於圖3B中，圓盤3的第二表面32則與 一個重力單元4結合，並將結合的圓盤3及重力單元4固定於打磨裝置5上方的位置，打磨裝置5包括：轉盤50、打磨層51及轉軸52。而藉由重力單元4產生的重量，使固定於圓盤3上的指紋感測芯片連板2之封裝層表面221可抵壓於打磨層51，當啟動馬達(未示於圖中)以驅動轉軸52帶動轉盤50轉動時，便可利用打磨層51對封裝層表面221進行平面打磨步驟。其中，利用平面打磨步驟可有效避免封裝層表面221於打磨時產生打磨刻痕，此外，打磨層51可為：粗砂紙或細沙紙，粗砂紙用以對封裝層表面221進行粗磨步驟，以去除凸部2211及凹部2212(如圖2B或圖2C中所示)；細沙紙則用以對接合平面222(如圖2D所示)進行細磨之拋光步驟。
請參閱圖4A，圖4A係為本發明封裝層壓印處理之第一實施例的剖面圖。於圖4A中，利用塗佈、壓印、烘烤加熱或紫外光曝曬的方式，於指紋感測芯片連板2的封裝層22之接合平面222上形成一壓印層23。所形成的壓印層23具有一高光(high-gloss)表面231，所述的高光表面231為細緻度高、且具有光油感或鏡面外觀的表面。隨後，即可以雷射切割指紋感測芯片連板2，而製作出單一個指紋辨識模組。其中，本發明所述的壓印層23包括：光固化油墨層、熱固化油墨層、混合型油墨層、紫外光硬化樹脂層、抗指紋鍍膜層或前述各層之組合。
請參閱圖4B，圖4B係為本發明接著指紋辨識模組之第一實施例的剖面圖。於圖4B中，以雷射切割指紋感測芯片連板2所製成的指紋辨識模組20包括：指紋感測芯片21、封裝層22、壓印層23及具有複數個焊腳241的基板24。其中，指紋感測芯片21固定於基板24，封裝層22覆蓋於指紋感測芯片21及基板24之上，封裝層22具有接合平面222；壓印層23具有高光表面231，且壓印層23形成於封裝層22的接合平面222之上。由於封裝層22的接合平面222已不具有任何的凸部或是凹部結構，因此，當目視高光表面231，便不會再看見由凸部及凹部結構所造成的芯片 痕。於本發明一較佳實施方式中，封裝層22的厚度D1介於：0.25mm至0.85mm之間；壓印層23的厚度D2介於：28μm至44μm之間。
請參閱圖5A所示，圖5A係為本發明所提供之指紋感測芯片連板第二實施例的剖面圖。其中指紋感測芯片連板2、指紋感測芯片21、封裝層22、封裝層表面221、凸部2211、凹部2212、基板24、焊腳241與圖2A相同，在此便不再作贅述。唯差異之處在於，凹部2212係利用與封裝層22相同材質的填充材料22’進行填充，以於封裝層表面221上形成一接合平面222’，所形成的接合平面222’可再以圖3B中的打磨裝置5進行粗磨步驟或細磨之拋光步驟。其中，填充材料22’為環氧模壓樹脂材料，或其它包含矽氧樹脂(Silicone)、壓克力樹脂(Acrylic)並可用於封裝製程的材料。
請參閱圖5B至5C，圖5B至5C係為本發明封裝層表面處理之第二實施例的局部放大圖。於圖5B中，封裝層表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高點H；凹部2212則具有一最低點L，最高點H與最低點L的垂直距離等於或小於15μm，填充材料22’則填充於凹部2212，以形成與凸部2211之最高點H齊平的接合平面222’。或於圖5C中，封裝層表面221具有凸部2211及凹部2212，凸部2211具有一最高點H；凹部2212則具有一最低點L，最高點H與最低點L的垂直距離等於或小於15μm，而填充材料22’則填充於凹部2212，並形成高於凸部2211之最高點H的接合平面222’。
請參閱圖5D，圖5D係為本發明封裝層壓印處理之第二實施例的剖面圖。於圖5D中，接合平面222’係為將一填充材料22’填充至封裝層表面221的凹部2212(如圖5B或圖5C中所示)所形成。隨後利用塗佈、壓印、烘烤加熱或紫外光曝曬的方式，於接合平面222’上形成一壓印層23，壓印層23具有一高光表面231。所述的壓印層23、高光表面231與圖4A相同，在此便不再作贅述。
請參閱圖5E，圖5E係為本發明接著指紋辨識模組之第二實施例的剖面圖。於圖5E中，指紋辨識模組20中的指紋感測芯片21、壓印層23、高光表面231、基板24及焊腳241與圖4B相同，在此便不再作贅述。唯差異之處在於，接合平面222’係為將一填充材料22’填充至封裝層表面221的凹部2212(如圖5B或圖5C中所示)所形成。而壓印層23則形成於接合平面222’之上。此外，於圖5E中，具有填充材料22’的封裝層22其厚度範圍以及壓印層23之厚度範圍亦與圖4B相同，在此便不再作贅述。
請一併參閱圖2A至2D、圖4A至4B、圖5A至5E及圖6，圖6係為本發明所提供指紋辨識模組之製作方法的流程圖。於圖6中，首先，提供指紋感測芯片連板2，指紋感測芯片連板2具有基板24、封裝層22及複數個指紋感測芯片21(步驟S100)，於步驟S100中，基板24具有複數個焊腳241，封裝層22則具有一封裝層表面221，且封裝層表面221具有因指紋感測芯片21配置位置所造成的複數個凸部2211及複數個凹部2212。接著，於封裝層22之表面形成接合平面222(222’)(步驟S101)，於步驟S101中，係對指紋感測芯片連板2的封裝層表面221進行平面打磨步驟，以去除凸部2211及凹部2212，並於打磨線FS的位置形成一接合平面222，其中打磨線FS可與凹部2212的最低點L齊平或低於最低點L；或著可以填充材料22’填充於凹部2212，以形成與凸部2211之最高點H齊平或高於最高點H的接合平面222’，亦可進一步再對所形成的接合平面222’進行平面打磨步驟。其中，填充材料22’與封裝層22的材質相同。
再接著，於封裝層22的接合平面222(222’)上形成壓印層(步驟S102)，於步驟S102中，係利用塗佈、壓印、烘烤加熱或紫外光曝曬的方式，於指紋感測芯片連板2的封裝層22的接合平面222(222’)上形成壓印層23，且壓印層23具有高光表面231。所述的高光表面231為細緻度高、且具有光油感或鏡面外觀的表面，其中，壓印層23可為：光固化油墨層、熱固化油墨層、混 合型油墨層、紫外光硬化樹脂層、抗指紋鍍膜層或前述各層之組合。
最後，切割指紋感測芯片連板2，以形成指紋辨識模組20(步驟S103)，於步驟S103中，以雷射切割該指紋感測芯片連板2以形成單一個指紋辨識模組20。其中，指紋辨識模組20包括：指紋感測芯片21、封裝層22(22,22’)、壓印層23及具有複數個焊腳241的基板24。壓印層23形成於封裝層22的接合平面222(222’)之上並具有高光表面231。而由於封裝層22的接合平面222(222’)已不具有任何的凸部或是凹部結構，因此，當目視高光表面231，便不會再看見由凸部或凹部結構所造成的芯片痕。其中，指紋辨識模組20之封裝層22的厚度D1介於：0.25mm至0.85mm之間；指紋辨識模組20之壓印層23的厚度D2則介於：28μm至44μm之間。
相較於習知技術，本發明係利用平面打磨或材料填充等方式去除封裝層表面上因指紋感測芯片配置位置所造成的凸部或凹部結構，並於封裝層表面上形成一接合平面。而當壓印層形成於接合平面之上時，可有效地避免壓印層的高光表面出現因凸部及凹部結構所造成的芯片痕，讓指紋辨識模組的外觀維持一致性的美感；故，本發明實為一極具產業價值之創作。
本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

Claims (13)

  1. 一種指紋辨識模組，其包括：一基板；一指紋感測芯片，該指紋感測芯片固定於該基板；一封裝層，該封裝層覆蓋於該指紋感測芯片及該基板之上，且該封裝層具有一接合平面；以及一壓印層；其中，該壓印層形成於該接合平面之上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該壓印層具有一高光表面，且該高光表面不具有芯片痕。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該封裝層係由環氧模壓樹脂材料所製成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該接合平面係利用一平面打磨步驟所形成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該封裝層之表面具有至少一凹部及至少一凸部，且一填充材料填充於該至少一凹部以形成該接合平面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之指紋辨識模組，其中該填充材料之材質與該封裝層之材質相同。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該封裝層的厚度介於0.25mm至0.85mm之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該壓印層的 厚度介於28μm至44μm之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該壓印層包括：光固化油墨層、熱固化油墨層、混合型油墨層、紫外光硬化樹脂層或抗指紋鍍膜層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中該基板具有複數個焊腳。
  11. 一種指紋辨識模組之製作方法，包括下列步驟：(a).提供一指紋感測芯片連板，該指紋感測芯片連板具有一基板、一封裝層及複數個指紋感測芯片；(b).於該封裝層之表面形成一接合平面；(c).於該封裝層的該接合平面上形成一壓印層；以及(d).切割該指紋感測芯連板，以形成一指紋辨識模組。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之指紋辨識模組之製作方法，其中於步驟(b)中，該接合平面係利用一平面打磨步驟所形成。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之指紋辨識模組之製作方法，其中於步驟(b)中，該封裝層之表面具有至少一凹部及至少一凸部，且一填充材料係填充於該至少一凹部以形成該接合平面。
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