光学式指纹感测封装结构的制作方法

本发明涉及一种指纹感测封装结构，尤其涉及一种光学式指纹感测封装结构。

背景技术：

随着现代人对于个人资料的安全性的要求不断提高，通过输入默认密码以解锁的安全模式不仅容易被破解，也难以满足使用者的需求。因此，通过生物辨识技术以解锁的安全模式逐渐蓬勃发展。指纹辨识技术乃当前应用最为广泛的生物辨识技术，其原理为先检索用户的指纹信息，再通过辨识软件比对用户的指纹特征，以确定指纹所有人的身份。

常见的指纹感测装置可大概分为光学式指纹感测装置与电容式指纹感测装置。以现有的光学式指纹感测装置为例，其大多设置有光学机构(例如三棱镜或反射组件)，用以将光源所发出的光线传递至使用者的手指触碰的区域。此时，光线会与使用者的手指的指腹接触而产生反射，反射的光线可经由前述光学机构传递至感测芯片，以使感测芯片检索得到用户的指纹的图像。至此，扫描用户的指纹的程序便已完成。由于前述光学机构体积较大或结构设计较为复杂，因此光学式指纹感测装置的整体尺寸难以被有效地缩减。

技术实现要素：

本发明提供一种光学式指纹感测封装结构，符合微型化设计的需求。

本发明提出一种光学式指纹感测封装结构，其包括线路载板、光学元件、指纹感测芯片以及封装胶体。光学元件电性连接于线路载板，其中光学元件与线路载板之间保有间隙，且光学元件具有透光区。指纹感测芯片配置于间隙内，并与光学元件的透光区相对应。指纹感测芯片电性连接于光学元件。封装胶体配置于线路载板上，其中封装胶体包覆光学元件与指纹感测芯片，且封装胶体暴露出光学元件的出光面。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件包括有机电致发光元件(oled)。

在本发明的一实施例中，上述的有机电致发光元件具有多个线路。这些线路位于间隙内，且指纹感测芯片电性连接于这些线路。

在本发明的一实施例中，上述的各个线路具有第一端部及相对第一端部的第二端部。指纹感测芯片通过多个第一凸块电性连接这些第一端部，并通过位于这些第二端部上的多个第二凸块与线路载板电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件包括导光板与至少一发光体。导光板具有下表面与侧表面。下表面面向线路载板。侧表面与下表面相连接。发光体配置于导光板的下表面或侧表面。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件还包括多个线路。这些线路配置于导光板的下表面，其中指纹感测芯片电性连接于这些线路。

在本发明的一实施例中，上述的指纹感测芯片的主动表面面向光学元件的透光区。

在本发明的一实施例中，上述的光学式指纹感测封装结构还包括透光胶材。透光胶材连接光学元件与指纹感测芯片。

在本发明的一实施例中，上述的光学式指纹感测封装结构还包括多个电子元件。这些电子元件电性连接于线路载板，且位于指纹感测芯片与线路载板之间。

基于上述，本发明的光学式指纹感测封装结构将光学元件与指纹感测芯片整合为一体，且将指纹感测芯片设置于光学元件与线路载板之间的间隙内，在无需配置其他光学机构(例如三棱镜或反射组件)以发送与接收光线的情况下，能节省其他光学机构以及光源与影像反射所需的空间，因此本发明的光学式指纹感测封装结构的体积可大幅地缩减，厚度能设计得较薄，进而符合微型化设计的需求。

此外，由于指纹感测芯片接合于光学元件上，并与线路载板之间保有间距，因此指纹感测芯片并未占据线路载板上的空间。如此一来，线路载板上可视需求布设电子元件，并不会因指纹感测芯片的所在位置而受到限制，故能有效地缩减光学式指纹感测封装结构的面积。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明第一实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图；

图2是本发明第二实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图；

图3是本发明第三实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图；

图4是本发明第四实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图；

图5是本发明第五实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图；

图6是本发明第六实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图；

图7是本发明第七实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。

附图标记：

100、100a～100f：光学式指纹感测封装结构

110：线路载板

111：介电层

112：第一图案化线路层

113：第二图案化线路层

120、120a、120b：光学元件

121：透光区

122：出光面

123：线路

123a：第一端部

123b：第二端部

124：导光板

124a：下表面

124b：侧表面

125、125a：发光体

130：指纹感测芯片

131：主动表面

140：封装胶体

150：透光胶材

151：密封层

160：第一凸块

170：第二凸块

180：外部连接端子

190：电子元件

g：间隙

具体实施方式

图1是本发明第一实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图1，在本实施例中，光学式指纹感测封装结构100包括线路载板110、光学元件120、指纹感测芯片130以及封装胶体140。线路载板110可为硬式电路板或可挠性电路板，其包括介电层111、第一图案化线路层112以及第二图案化线路层113。第一图案化线路层112与第二图案化线路层113分别位于介电层111的相对两侧，并且可选择性地通过设置于介电层111内的多层金属层或导电通孔(platedthroughhole/via)电性连接。光学元件120设置于线路载板110的上方，并与第一图案化线路层112电性连接。此外，光学元件120与线路载板110之间保有间隙g。

光学元件120可为有机电致发光元件，且例如是穿透式有机电致发光元件。穿透式有机电致发光元件可包括透光基板、阳极、发光层以及阴极。阳极与透光基板相连接，且透光基板位于阳极与线路载板110之间。阴极设置于阳极的上方，并通过发光层与阳极相连接。阳极与阴极皆由透明导电材料所构成，其中透明导电材料可为铟锡氧化物、铟锌氧化物或其他适用材料。因此，光学元件120可具有透光区121。

另一方面，指纹感测芯片130配置于间隙g内，即指纹感测芯片130位于光学元件120与线路载板110之间。如图1所示，指纹感测芯片130与光学元件120电性连接，并与线路载板110之间保有间距。光学元件120的透光基板与指纹感测芯片130的主动表面131彼此面对，且指纹感测芯片130的主动表面131面向光学元件120的透光区121并与其相对应。此外，光学式指纹感测封装结构100可还包括透光胶材150，例如光学透明胶或光学透明树脂。透光胶材150位于指纹感测芯片130的主动表面131与光学元件120的透光基板之间，用以连接指纹感测芯片130与光学元件120。

封装胶体140例如是环氧树脂，其配置于线路载板110上，其中封装胶体140包覆光学元件120以及指纹感测芯片130，且封装胶体140暴露出光学元件120的出光面122。在本实施例中，光学元件120可具有形成于透光基板上的多个线路123，且这些线路123位于间隙g内。这些线路123的材质可为铜、铝、银、镍或其他适用的导电金属，或前述导电金属的合金，又或者是透明导电材料例如铟锡氧化物、铟锌氧化物或其他适用者。如图1所示，这些线路123分布于光学元件120的透光基板的周围，且未延伸至光学元件120的透光区121内。详细而言，各个线路123具有第一端部123a及相对第一端部123a的第二端部123b，其中第一端部123a较第二端部123b靠近光学元件120的透光区121，且指纹感测芯片130在光学元件120的透光基板上的正投影局部重叠于第一端部123a。

在本实施例中，光学式指纹感测封装结构100还包括多个第一凸块160与多个第二凸块170。这些第一凸块160接合于指纹感测芯片130的主动表面131与这些线路123的第一端部123a之间，使指纹感测芯片130电性连接于光学元件120，且这些第二凸块170接合于这些线路123的第二端部123b与线路载板110的第一图案化线路层112之间，使光学元件120电性连接于线路载板110。因此，指纹感测芯片130可通过这些第一凸块160与这些线路123的第一端部123a电性连接，并通过位于这些线路123的第二端部123b上的这些第二凸块170与线路载板110电性连接。此外，这些第二凸块170可将光学元件120与指纹感测芯片130支撑于线路载板110的上方，并使光学元件120与线路载板110之间形成间隙g。另一方面，光学式指纹感测封装结构100还包括多个外部连接端子180。这些外部连接端子180电性连接于线路载板110的第二图案化线路层113，且这些外部连接端子180与指纹感测芯片130分别位于线路载板110的两相对侧。这些外部连接端子180可采用球状栅格数组(bga)的形式，本发明不限于此。在其他实施例中，外部连接端子可采用平面栅格数组(lga)或针状栅格数组(pga)等形式。

详细而言，当使用者的手指触碰于出光面122上，且光学元件120所发出的光线自出光面122出射时，前述光线会与使用者的手指的指腹接触而产生反射，反射的光线可经由光学元件120的透光区121与透光胶材150传递至指纹感测芯片130的主动表面131，进而检索得到用户的指纹的图像。相较于现有的光学式指纹感测封装结构而言，本实施例的光学式指纹感测封装结构100将光学元件120与指纹感测芯片130整合为一体，且将指纹感测芯片130设置于光学元件120与线路载板110之间的间隙g内，在无需配置其他光学机构(例如三棱镜或反射组件)以发送与接收光线的情况下，能节省其他光学机构以及光源与影像反射所需的空间，因此本实施例的光学式指纹感测封装结构100的体积可大幅地缩减，厚度能设计得较薄，进而符合微型化设计的需求。

以下将列举其他实施例以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2是本发明第二实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图2，本实施例的光学式指纹感测封装结构100a与第一实施例的光学式指纹感测封装结构100大致相似，两者间的主要差异在于：光学式指纹感测封装结构100a还包括多个电子元件190。

这些电子元件190电性连接于线路载板110的第一图案化线路层112，且位于指纹感测芯片130与线路载板110之间。由于指纹感测芯片130接合于光学元件120上，并与线路载板110之间保有间距，因此指纹感测芯片130并未占据线路载板110上的空间。如此一来，线路载板110上可视需求布设电子元件190，并不会因指纹感测芯片130的所在位置而受到限制，故能有效地缩减光学式指纹感测封装结构100a的面积。。举例来说，这些电子元件190可为被动元件，例如：电阻器、电感器或电容器。

图3是本发明第三实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图3，本实施例的光学式指纹感测封装结构100b与第一实施例的光学式指纹感测封装结构100大致相似，两者之间的主要差异在于：光学式指纹感测封装结构100b的光学元件120a包括导光板124与至少一发光体125(示意地显示出两个)。导光板124具有下表面124a与侧表面124b，下表面124a面向线路载板110，且侧表面124b与下表面124a相连接。在本实施例中，下表面124a与侧表面124b互为垂直，且线路123配置于导光板124的下表面124a。另一方面，光学元件120a与指纹感测芯片130之间的电性连接方式、光学元件120a与线路载板110之间的电性连接方式以及指纹感测芯片130与线路载板110之间的电性连接方式可参考第一实施例所作的说明，于此便不再赘述。

这些发光体125例如是发光二极管(led)或其他适用的发光元件，且配置于导光板124的侧表面124b。详细而言，发光体125所发出的光线可自侧表面124b入射导光板124，并经由导光板124的传递以自出光面122出射。当使用者的手指触碰于出光面122上，前述光线会与使用者的手指的指腹接触而产生反射，反射的光线可经由光学元件120a的透光区121与透光胶材150传递至指纹感测芯片130的主动表面131，进而检索得到用户的指纹的图像。

图4是本发明第四实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图4，本实施例的光学式指纹感测封装结构100c与第三实施例的光学式指纹感测封装结构100b大致相似，两者之间的主要差异在于：发光体的所在位置。在本实施例中，发光体125a配置于导光板124的下表面124a，且位于第一凸块160与透光胶材150之间，然而本发明并不限制发光体125a位于导光板124的下表面124a的位置。详细而言，发光体125a所发出的光线可自下表面124a入射导光板124，并经由导光板124的传递以自出光面122出射。当使用者的手指触碰于出光面122上，前述光线会与使用者的手指的指腹接触而产生反射，反射的光线可经由光学元件120b的透光区121与透光胶材150传递至指纹感测芯片130的主动表面131，进而检索得到用户的指纹的图像。

图5是本发明第五实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图5，本实施例的光学式指纹感测封装结构100d与第三实施例的光学式指纹感测封装结构100b大致相似，两者之间的主要差异在于：光学式指纹感测封装结构100d还包括多个电子元件190。这些电子元件190电性连接于线路载板110的第一图案化线路层112，且位于指纹感测芯片130与线路载板110之间。举例来说，这些电子元件190可为被动元件，例如：电阻器、电感器或电容器。

图6是本发明第六实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图6，本实施例的光学式指纹感测封装结构100e与第四实施例的光学式指纹感测封装结构100c大致相似，两者之间的主要差异在于：光学式指纹感测封装结构100e还包括多个电子元件190。这些电子元件190电性连接于线路载板110的第一图案化线路层112，且位于指纹感测芯片130与线路载板110之间。举例来说，这些电子元件190可为被动元件，例如：电阻器、电感器或电容器。

图7是本发明第七实施例的光学式指纹感测封装结构的剖面示意图。请参考图7，本实施例的光学式指纹感测封装结构100f与第一实施例的光学式指纹感测封装结构100大致相似，两者之间的主要差异在于：光学式指纹感测封装结构100f的指纹感测芯片130与光学元件120之间不具有透光胶材150，而是以密封层151环绕于主动表面131的边缘，使密封层151连接指纹感测芯片130与光学元件120，并使密封层151、指纹感测芯片130以及光学元件120所围绕出的空间形成一真空腔室。在本实施例中，密封层151包覆第一凸块160，但本发明不以此为限，其他实施例的密封层可位于第一凸块的旁侧，并与第一凸块相接触或保持间距。值得一提的是，其他实施例的光学式指纹感测封装结构100a～100e也可采用密封层151使指纹感测芯片130与光学元件120之间形成真空腔室而不具有透光胶材150。

综上所述，当使用者的手指触碰于光学元件的出光面上，且光学元件所发出的光线自出光面出射时，前述光线会与使用者的手指的指腹接触而产生反射，反射的光线可经由光学元件的透光区与透光胶材传递至指纹感测芯片的主动表面，进而检索得到用户的指纹的图像。相较于现有的光学式指纹感测封装结构而言，本发明的光学式指纹感测封装结构将光学元件与指纹感测芯片整合为一体，且将指纹感测芯片设置于光学元件与线路载板之间的间隙内，在无需配置其他光学机构(例如三棱镜或反射组件)以发送与接收光线的情况下，能节省其他光学机构以及光源与影像反射所需的空间，因此本发明的光学式指纹感测封装结构的体积可大幅地缩减，厚度能设计得较薄，进而符合微型化设计的需求。

此外，由于指纹感测芯片接合于光学元件上，并与线路载板之间保有间距，因此指纹感测芯片并未占据线路载板上的空间。如此一来，线路载板上可视需求布设电子元件，并不会因指纹感测芯片的所在位置而受到限制，故能有效地缩减光学式指纹感测封装结构的面积。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。