一种指纹识别模块及其制作方法与流程

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种指纹识别模块及其制作方法。

背景技术：

随着半导体技术及市场需求的不断推进，芯片封装技术发展日新月异，而指纹传感芯片的出现大大提高了终端产品的安全性。

为了实现指纹识别模块的识别功能，现有的指纹识别模块通常设有基板，并在基板上集成多个芯片，指纹传感芯片上方设有盖板，最后利用塑封工序将其塑封成一个整体密封产品。其中，塑封时容易出现溢料的问题，塑封料容易溢流至指纹传感器的功能面，从而影响指纹识别模块的识别效果。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种指纹识别模块及其制作方法，能够避免塑封时塑封料溢流至指纹传感芯片功能面的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种指纹识别模块，包括：底板；指纹传感芯片，设置在底板上，其中，指纹传感芯片具有功能面，且指纹传感芯片的功能面背对于底板；盖板，设置在指纹传感芯片上；塑封料，填充在底板与盖板之间的空隙内；其中，盖板上相对于指纹传感芯片的位置处设置有金属屏蔽环，以在封装时将指纹传感芯片的功能面遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封料溢流至指纹传感芯片的功能面。

指纹传感芯片的功能面具有功能区域和围绕功能区域的外围区域。其中，外围区域上涂布有粘胶，以实现指纹传感芯片与盖板的粘接，且盖板上的金属屏蔽环设置在对应外围区域所在的区域，以将功能区域遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封料和粘胶溢流至功能区域内。

底板和盖板为同一基板，基板为柔性基板以弯折方式将盖板覆盖在指纹传感芯片上。

该指纹识别模块进一步包括：运算芯片和存储芯片。其中，运算芯片和存储芯片分别设置在基板中的底板或者盖板上。

基板上设置有印刷电路，运算芯片和存储芯片分别以倒装的方式设置在基板上，而指纹传感芯片以正装的方式设置在基板上，且指纹传感芯片通过键合线连接至基板上的印刷电路，并实现与运算芯片和存储芯片的电连接。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案是：提供一种指纹识别模块，其特征在于，包括：基板，其包括第一部分和第二部分；指纹传感芯片，设置在基板的第一部分上，其中，指纹传感芯片具有功能面，且指纹传感芯片的功能面背对于基板；塑封料，填充在基板的第一部分与第二部分之间的空隙内；其中，基板的第二部分上设置有金属屏蔽环，且基板为柔性基板，以弯折方式将基板的第二部分覆盖在指纹传感芯片上，且金属屏蔽环设置在对应于指纹传感芯片的位置处，以在覆盖时将指纹传感芯片的功能面遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封时塑封料溢流至指纹传感芯片的功能面。

指纹传感芯片的功能面具有功能区域和围绕功能区域的外围区域。其中，外围区域上涂布有粘胶，以实现指纹传感芯片与基板的第二部分的粘接，且基板上的金属屏蔽环设置在对应外围区域所在的区域，以将功能区域遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封料和粘胶溢流至功能区域内。

该指纹识别模块进一步包括：运算芯片和存储芯片。其中，运算芯片和存储芯片分别设置在基板中的第一部分和第二部分上，基板上设置有印刷电路，运算芯片和存储芯片分别以倒装的方式设置在基板上，而指纹传感芯片以正装的方式设置在基板上，且指纹传感芯片通过键合线而连接至基板上的印刷电路，并实现与运算芯片和存储芯片的电连接。

为了解决上述技术问题，本发明采用的又一技术方案是：一种指纹识别模块的制作方法，包括：提供基板，其中，基板包括第一部分和第二部分；在基板的第一部分上设置指纹传感芯片，其中，指纹传感芯片具有功能面，且指纹传感芯片的功能面背对于基板；在基板的第二部分上设置金属屏蔽环；弯折基板，以使基板的第二部分覆盖在指纹传感芯片上。其中，金属屏蔽环设置在对应于指纹传感芯片的位置处，以在覆盖时将指纹传感芯片的功能面遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封时塑封料溢流至指纹传感芯片的功能面；填充塑封料。

指纹传感芯片的功能面具有功能区域和围绕功能区域的外围区域。其中，外围区域上涂布有粘胶，以实现指纹传感芯片与基板的第二部分的粘接，且基板上的金属屏蔽环设置在对应外围区域所在的区域，以将功能区域遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封料和粘胶溢流至功能面中的功能区域内。

本发明的有益效果是：通过在盖板上相对于指纹传感芯片的位置处设置金属屏蔽环，且盖板上的金属屏蔽环设置在对应指纹传感芯片的外围区域所在的区域，将指纹传感芯片的功能区域遮蔽在金属屏蔽环内，从而避免塑封料和粘胶溢流至指纹传感芯片的功能区域内，同时金属屏蔽环能够保护指纹传感芯片免于外界电磁波信号的干扰。

附图说明

图1是本发明指纹识别模块第一实施例结构示意图；

图2是本发明指纹传感芯片、金属屏蔽环和粘胶位置示意图；

图3是本发明指纹识别模块第二实施例结构示意图；

图4是本发明指纹识别模块制作方法一实施例流程示意图；

图5是本发明基板示意图；

图6是本发明基板上设置指纹传感芯片、存储芯片和运算芯片示意图；

图7是本发明基板上设置金属屏蔽环示意图；

图8是本发明指纹传感芯片上涂布粘胶以及引线键合示意图；

图9是本发明弯折基板示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明指纹识别模块第一实施例的结构示意图，包括：底板111，指纹传感芯片120，盖板190和塑封料180。

其中，指纹传感芯片120设置在底板111上，指纹传感芯片120具有功能面，且指纹传感芯片的功能面背对于底板111；盖板190设置在指纹传感芯片120上；塑封料180填充在底板111与盖板190之间的空隙内。

盖板190上相对于指纹传感芯片120的位置处设置有金属屏蔽环150，以在封装时将指纹传感芯片120的功能面遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封料180溢流至指纹传感芯片120的功能面。

指纹传感芯片120可以是电容式指纹传感芯片或光学指纹传感芯片。如图2所示，指纹传感芯片120的功能面具有功能区域121和围绕功能区域的外围区域122。其中，外围区域122上涂布有粘胶170，以实现指纹传感芯片120与盖板190的粘接，且盖板190上的金属屏蔽环150设置在对应外围区域122所在的区域，以将功能区域121遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封料180和粘胶170溢流至功能区域121内。其中，粘胶170可以为环氧树脂胶。

图2中指纹传感芯片120的功能面的功能区域121和围绕功能区域的外围区域122、粘胶170和金属屏蔽环150的位置与大小仅为示意，实际应用可根据需要决定。

底板111和盖板190材质可以是玻璃、陶瓷或蓝宝石材料，但不仅限于此。在其他实施例中，为了简化制作工序，底板111和盖板190可以为同一基板110，基板110为柔性基板以弯折方式将盖板190覆盖在指纹传感芯片120上，底板111和盖板190不需要进行单独制作。

为了实现指纹识别模块的识别功能，该实施例进一步包括：运算芯片130和存储芯片140。为了提高空间利用率，优选地，运算芯片130和存储芯片140分别设置在基板110中的底板111或者盖板190上，基板110上设置有印刷电路。为了节省引线键合工序以及节约材料，优选地，运算芯片130和存储芯片140分别以倒装的方式设置在基板110上，而指纹传感芯片120以正装的方式设置在基板110上，且指纹传感芯片120通过键合线160连接至基板110上的印刷电路，并实现与运算芯片130和存储芯片140的电连接。其中，键合线160为金属丝，如金线、铝线。

图1中基板110上指纹传感芯片120、运算芯片130和存储芯片140的位置与大小仅为示意，实际应用可根据需要决定。在其他实施例中，指纹识别模块可以集成多个芯片(三个或三个以上)，且为了实现指纹识别模块的识别功能，至少在基板110上设置指纹传感芯片120、运算芯片130和存储芯片140。

在其他实施例中，运算芯片130和存储芯片140的位置可以都设置在底板111或者盖板190上，且运算芯片130和存储芯片140可以正装的方式设置在基板110上，通过键合线160连接至基板110上的印刷电路，实现与指纹传感芯片120的电连接。

塑封料180包裹指纹传感芯片120、运算芯片130、存储芯片140、键合线160和粘胶170。塑封料180的介电常数大于7，塑封颗粒尺寸均值5-7um，最大颗粒小于20um，可以保证完全填充和指纹采集成像效果，如环氧树脂胶。

本实施例通过在盖板190上相对于指纹传感芯片120的位置处设置金属屏蔽环150，且盖板190上的金属屏蔽环150设置在对应指纹传感芯片120的外围区域122所在的区域，将指纹传感芯片120的功能区域121完全遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封料180和粘胶170溢流至指纹传感芯片120的功能区域121内，同时金属屏蔽环150能够保护指纹传感芯片120免于外界电磁波信号的干扰。

如图3所示，本发明指纹识别模块第二实施例的结构示意图，包括：基板110，指纹传感芯片120和塑封料180。

其中，基板110包括第一部分和第二部分；指纹传感芯片120设置在基板110的第一部分上，指纹传感芯片120具有功能面，且指纹传感芯片120的功能面背对于基板110；塑封料180填充在基板110的第一部分与第二部分之间的空隙内。

基板110的第二部分上设置有金属屏蔽环150，且基板110为柔性基板，以弯折方式将基板110的第二部分覆盖在指纹传感芯片120上，且金属屏蔽环150设置在对应于指纹传感芯片120的位置处，以在覆盖时将指纹传感芯片120的功能面遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封时塑封料180溢流至指纹传感芯片120的功能面。

也就是说，在本实施例中，基板110的第一部分和第二部分即分别对应于图1本发明指纹识别模块第一实施例中的底板111和盖板190。

本实施例中各个部分的功能及结构具体可参考本发明指纹识别模块第一实施例实施例中的描述，在此不再重复。

本实施例通过在基板110上相对于指纹传感芯片120的位置处设置金属屏蔽环150，且盖板190上的金属屏蔽环150设置在对应指纹传感芯片120的外围区域122所在的区域，将指纹传感芯片120的功能区域121遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封料180和粘胶170溢流至指纹传感芯片120的功能区域121内，同时金属屏蔽环150能够保护指纹传感芯片120免于外界电磁波信号的干扰。另外，通过使用柔性基板，在基板110上集成芯片后将基板110基板，基板110的第二部分可以作为保护盖板使用，节省单独制作保护盖板的工序。

如图4所示，本发明指纹识别模块制作方法一实施例流程示意图，包括：

S1：提供基板110，如图5所示。

其中，基板110包括第一部分和第二部分，且基板110的第一部分和第二部分分别对应于图1本发明指纹识别模块第一实施例中的底板111和盖板190。

S2：在基板110的第一部分上设置指纹传感芯片120，如图6所示。

其中，指纹传感芯片120具有功能面，且指纹传感芯片120的功能面背对于基板110。

为了实现指纹识别模块的识别功能，在基板110的第一部分上设置指纹传感芯片120的同时，还需在基板110上设置运算芯片130和存储芯片140。为了提高空间利用率，优选地，运算芯片130和存储芯片140分别设置在基板110中的第一部分或者第二部分上，基板110上设置有印刷电路。为了节省引线键合工序以及节约材料，优选地，运算芯片130和存储芯片140分别以倒装的方式设置在基板110上，而指纹传感芯片120以正装的方式设置在基板110上，且指纹传感芯片120通过键合线160连接至基板110上的印刷电路，并实现与运算芯片130和存储芯片140的电连接。其中，键合线160为金属丝，如金线、铝线。

图6中基板110上指纹传感芯片120、运算芯片130和存储芯片140的位置与大小仅为示意，实际应用可根据需要决定。在其他实施例中，指纹识别模块可以集成多个芯片(三个或三个以上)，且为了实现指纹识别模块的识别功能，至少在基板110上设置指纹传感芯片120、运算芯片130和存储芯片140。

在其他实施例中，运算芯片130和存储芯片140的位置可以都设置在基板110的第一部分或者第二部分上，且运算芯片130和存储芯片140可以正装的方式设置在基板110上，通过键合线160连接至基板110上的印刷电路，实现与指纹传感芯片120的电连接。

S3：在基板110的第二部分上设置金属屏蔽环150，如图7所示。

其中，金属屏蔽环150设置于盖板190上相对于指纹传感芯片120的位置处，以在封装时将指纹传感芯片120的功能面遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封料180溢流至指纹传感芯片120的功能面。

进一步地，如图8所示，可以在指纹传感芯片120的外围区域122上涂布粘胶170，以实现指纹传感芯片120与基板110的第二部分的粘接；通过引线键合工序，将指纹传感芯片120连接至基板110上的印刷电路，并实现其与运算芯片130和存储芯片140的电连接。

S4：弯折基板110，以使基板110的第二部分覆盖在指纹传感芯片120上，如图9所示。

其中，金属屏蔽环150设置在对应于指纹传感芯片120的位置处，以在覆盖时将指纹传感芯片120的功能面遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封时塑封料180溢流至指纹传感芯片120的功能面。

如图2所示，指纹传感芯片120的功能面具有功能区域121和围绕功能区域的外围区域122。其中，外围区域122上涂布有粘胶170，以实现指纹传感芯片120与基板110的第二部分的粘接，且基板110上的金属屏蔽环150设置在对应外围区域122所在的区域，以将功能区域121完全遮蔽在金属屏蔽环150内，从而避免塑封料180和粘胶170溢流至功能区域121内。其中，粘胶170可以为环氧树脂胶。图2中指纹传感芯片120的功能面的功能区域121和围绕功能区域的外围区域122、粘胶170和金属屏蔽环150的位置与大小仅为示意，实际应用可根据需要决定。

S5：填充塑封料180，从而形成如图3所示的指纹识别模块。

塑封料180填充在基板110的第一部分与第二部分之间的空隙内，塑封料180包裹指纹传感芯片120、运算芯片130、存储芯片140、键合线160和粘胶170。塑封料180的介电常数大于7，塑封颗粒尺寸均值5-7um，最大颗粒小于20um，可以保证完全填充和指纹采集成像效果，如环氧树脂胶。

本制作方法流程示意图实施例中各个部分的功能及结构具体可参考本发明指纹识别模块第一实施例实施例中的描述，在此不再重复。

在此基础上，以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效模组变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。