指纹传感器封装件及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种能够在封装件内输出在扫描指纹形状时所需要的驱动信号并且通过平滑地滑动(swipe)来提高指纹传感器的获取灵敏度，并且结构上简单而能够提高制造时的生产率的指纹传感器封装件及其制造方法。根据本发明的指纹传感器封装件，包括：基板，由内侧区域及外侧区域构成，所述内侧区域形成有包含键合手指部的导电图案并且包含指纹传感器安置部，所述外侧区域位于所述内侧区域的外围并且包含用于安置驱动电极的驱动电极安置部；指纹传感器，被附着于所述基板的指纹传感器安置部并且在上面具有感测部及多个输入输出焊盘；键合线，使所述指纹传感器和基板的键合手指部电连接；驱动电极，被布置于所述基板的所述指纹传感器周围以输出驱动信号；塑封体，使位于所述基板上的指纹传感器和驱动电极一体化并且使它们避免受到外部环境的影响，其中，所述驱动电极被形成为与塑封体的高度相同并且所述驱动电极的表面向塑封体外侧暴露，所述驱动电极被布置于所述指纹传感器周围并且通过基板的导电图案被电连接到所述指纹传感器。
【专利说明】指纹传感器封装件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种指纹传感器封装件，更具体地讲，涉及一种结构上简单而使机械 强度及针对静电放电的耐久性得到提高并且能够通过平滑地滑动（swipe)来提高指纹传 感器的获取灵敏度的封装件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 通常，指纹识别技术作为主要用于通过用户注册及认证程序来预防安全事故的技 术，被应用于个人及组织的网络防御、内容和数据的保护、计算机或移动装置等的安全访问 (access)控制等。
[0003] 最近，随着移动技术的发展，作为利用手指指纹的图像数据进行鼠标指针操作的 定位设备，还将指纹识别技术应用于生物识别触控板（BTP:Biometric TrackPad)等的装 置等其应用范围在进一步扩大。
[0004] 为了这样的指纹识别技术而使用指纹传感器，所述指纹传感器是用于识别人体手 指的指纹的图案的装置，指纹传感器根据感测原理而被分为光学式传感器、电式（静电容 量方式及导电方式）、超音波方式传感器、热感式传感器，各种类型的指纹传感器根据各自 的驱动原理从手指获取指纹图像数据。
[0005] 随着电子产品实现小型化和多功能化，包含指纹传感器的半导体封装件也被要求 小型化/高密度化、低电力、多功能、超高速信号处理、高可靠性、低价格及清晰的画面等。 为了符合这样的要求，正在进行多种研究。
[0006] 这样的指纹传感器与普通的半导体芯片一样通过环氧塑封料（EMC :Epoxy Molding Compound)等树脂材料被密封，并作为指纹传感器封装件而装配于电子设备的主 板，在现有技术中以封装件形态开发指纹传感器时，曾存在需要一种用于输出在扫描指纹 形状时所需要的驱动信号的额外的部件的缺点。
[0007] 此外，这样的指纹传感器封装件只有最小化指纹传感器的感测部的顶（top)面和 指纹之间的间隔才能获取准确的指纹图像数据。
[0008] 此外，针对指纹数据的获取灵敏度越高，则相比于以往可使针对指纹传感器 的感测部的保护涂层更厚，由此可提高指纹传感器封装件的机械强度及针对静电放电 (electrostatic discharge)的耐受性。
[0009] 进而，如果提高指纹传感器的指纹数据获取灵敏度，则在每单位面积具有相同的 像素数量的情况下，即使与现有的指纹传感器的像素相比减少像素数，也可获取相同或者 进一步改善的图像数据，因此可减小指纹传感器封装件的尺寸。
[0010] 并且，在进行用于指纹识别的滑动动作时，只有消除传感器和其他不同的部位之 间的高度差，才能平滑地进行指纹的识别动作，并且可维持精密度高的识别。
[0011] 因此，实际情况为，需要开发出能够在封装件内输出在扫描指纹形状时所需的驱 动信号并且能够提高指纹传感器的获取灵敏度的新结构的指纹传感器封装件。
【发明内容】
[0012] 技术问题
[0013] 本发明用于解决上述提出的问题，其目的在于，提供一种能够在封装件内输出在 扫描指纹形状时所需的驱动信号并且可通过平滑地滑动（swipe)来提高指纹传感器的获 取灵敏度，并且结构上简单而能够提高制造时的生产率的指纹传感器封装件及其制造方 法。
[0014] 技术方案
[0015] 用于解决上述提出的问题的本发明提供一种指纹传感器封装件，其特征在于，包 括：基板，由内侧区域及外侧区域构成，所述内侧区域形成有包含键合手指部的导电图案并 且包含指纹传感器安置部（裸片焊盘（die paddle))，所述外侧区域位于所述内侧区域的 外围并且包含用于安置驱动电极的驱动电极安置部（信号电极焊盘（signal electrode paddle));指纹传感器，被附着于所述基板的指纹传感器安置部并且在上面具有感测部及 多个输入输出焊盘；键合线，使所述指纹传感器和基板的键合手指部电连接；驱动电极，被 布置于所述基板的所述指纹传感器周围以输出驱动信号；塑封体，使位于所述基板上的指 纹传感器和驱动电极一体化并且使它们避免受到外部环境的影响，其中，所述驱动电极被 形成为与塑封体的高度相同并且所述驱动电极的表面向塑封体外侧暴露，所述驱动电极被 布置于所述指纹传感器周围并且被构成为电连接到所述指纹传感器。
[0016] 在本发明中，所述驱动电极还可通过所述基板的导电图案而被连接到所述指纹传 感器。
[0017] 并且，所述驱动电极形成于所述指纹传感器周围，并且还可位于基板的边缘以形 成围绕所述塑封体的形态。
[0018] 所述驱动电极通过被贴装于所述基板的主板而与所述主板及基板的导电图案连 接。
[0019] 位于所述基板的最外围的驱动电极的截面形状可形成为"π"字形态。
[0020] 指纹传感器封装件的特征在于，在所述驱动电极及塑封体上面形成有涂层，以避 免所述驱动电极暴露于所述涂层外部。
[0021] 此外，根据用于解决上述提出的问题的本发明的另一种形态，提供一种指纹传感 器封装件制造方法，其特征在于，包括如下步骤：准备由内侧区域及外侧区域形成的基板， 所述内侧区域形成有包含键合手指部的导电图案并且包含指纹传感器安置部（裸片焊盘 (die paddle))，所述外侧区域位于所述内侧区域的外围并且包含用于安置驱动电极的驱 动电极安置部（信号电极焊盘（signal electrode paddle));将指纹传感器附着于所述基 板的指纹传感器安置部；将用于输出驱动信号的驱动电极布置于所述指纹传感器周围；通 过引线接合使所述指纹传感器的输入输出焊盘和基板的键合手指部电连接；通过封装剂来 进行塑封以使所述驱动电极的表面被暴露并且使位于所述基板上的指纹传感器和驱动电 极避免受到外部环境的影响。
[0022] 有益效果
[0023] 本发明的指纹传感器封装件及其制造方法的有益效果如下。
[0024] 首先，根据本发明，通过简化指纹传感器封装件的结构来提高生产率。
[0025] 并且，根据本发明，由于指纹传感器中的感测部的顶（top)面和指纹之间的距离 非常小，因此可获取更加清晰且准确的指纹图像数据，由此充分地确保了涂层厚度，从而与 现有的指纹传感器封装件相比能够提高机械强度及针对静电放电的耐受性。
[0026] 此外，本发明的指纹传感器封装件具有如下效果：通过消除塑封体和驱动电极的 高度差，从而更容易地实现用于指纹识别的手指移动。
[0027] 此外，本发明在实现超薄型的指纹传感器封装件时，可以如不是个别封装的晶圆 级封装件制造方式一样进行制造。
[0028] S卩，在具有能够制造多个封装件的程度的宽面积的基板上按预定图案布置的裸片 焊盘（Die Paddle)上布置预先准备的指纹传感器，并个别地进行裸片粘接（Die attach)、 引线键合、塑封等封装工艺，然后执行分离成个别封装件的分离（Singulation)工艺，从而 在制造指纹传感器时可有助于提高生产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 通过参照针对本发明的实施例的详细说明以及下面要说明的附图，本发明的特征 及优点将会变得更易于理解，在所述附图中：
[0030] 图1是示出根据本发明的指纹传感器封装件的构成的剖面图；
[0031] 图2是图1的俯视图；
[0032] 图3是示出根据本发明的指纹传感器封装件的另一实施例的剖面图；
[0033] 图4是图3的俯视图；
[0034] 图5是示出图3的指纹传感器封装件被贴装于主板而使驱动电极能够电连接到指 纹传感器的状态的剖面图。
【具体实施方式】
[0035] 以下，参照图1至图5而对本发明的实施例进行说明如下。在对本发明的实施例 进行说明时相同的构成使用相同的符号。
[0036] [实施例1]
[0037] 图1是示出根据本发明的指纹传感器封装件的构成的剖面图，图2是图1的俯视 图。
[0038] 参照图1及图2,根据本实施例的指纹传感器封装件，被构成为包括：基板2,由内 侧区域及外侧区域构成，所述内侧区域形成有包含键合手指（bond finger)部200的导电 图案并且包含指纹传感器安置部（裸片焊盘（die paddle))210,所述外侧区域位于所述 内侧区域的外围并且包含用于安置驱动电极3的驱动电极安置部（信号电极焊盘（signal electrode paddle) )220 ;指纹传感器1，被附着于所述基板2的指纹传感器安置部210并 且在上面具有感测部100及多个输入输出焊盘110 ;键合线4,使所述指纹传感器1和基板 2的键合手指部200电连接；驱动电极3,被布置于所述基板2的所述指纹传感器1周围以 输出驱动信号；塑封体5,使位于所述基板2上的指纹传感器1和驱动电极3 -体化并且使 它们避免受到外部环境的影响。
[0039] 此时，所述驱动电极3被形成为与塑封体5的高度实质上相同并且所述驱动电极 3的表面向塑封体5外侧暴露。
[0040] 并且，所述驱动电极3被构成为通过所述基板2的导电图案而被连接到所述指纹 传感器1。
[0041] 所述驱动电极3从基板2的导电图案接收驱动信号而将其向诸如手指等的媒介物 放射。所述驱动信号为包含RF的电信号，以用于产生指纹的脊和谷的电特性差异。例如， 产生因指纹的脊和谷的高度差而引起的静电容量的差异。
[0042] 此外，所述基板2以树脂层为中心在上、下面形成导电图案，所述上、下面的导电 图案通过导电通孔（未示出）来连接。
[0043] 所述指纹传感器1通过前述的电特性差异来生成图像或者其样板（template)。并 且，生成的指纹图像或者样板不仅用于识别、认证指纹而且还追踪手指的移动。
[0044] 本说明书中将指纹的识别、认证、用于导航的移动的追踪全都执行的装置统称为 "指纹传感器"。
[0045] 对如上所述构成的本发明的指纹传感器封装件的制造工艺进行说明如下。
[0046] 首先，准备基板2。所述基板2为形成有导电图案的电路板，其与指纹传感器1相 比具有相对更大的面积。
[0047] S卩，准备形成有包含键合手指部200的导电图案并具有指纹传感器安置部（裸片 焊盘（die paddle)) 210及其外边的驱动电极安置部（电极焊盘（electrode paddle)) 220 的基板2。
[0048] 接下来，将粘合剂涂覆于所述基板2的指纹传感器安置部210之后，将指纹传感器 1附着于所述指纹传感器安置部210。
[0049] 并且，将用于输出驱动信号的驱动电极3附着于所述指纹传感器1的周围。
[0050] 之后，通过引线键合使所述指纹传感器1的输入输出焊盘110和基板2的键合手 指部200电连接。
[0051] 在使所述输入输出焊盘110和键合手指部200电连接之后，通过封装剂来进行塑 封而形成塑封体5,此时，塑封被进行为使所述驱动电极3的表面暴露于塑封体5外部并且 使位于所述基板2上的指纹传感器1和驱动电极3避免受到外部环境的影响。
[0052] 通过如上所述的工艺来完成的本实施例的指纹传感器封装件可贴装于移动设备 及包含计算机的电器电子产品的主板6而执行自身功能，此时本实施例的指纹传感器封装 件能够在封装件内输出在扫描指纹形状时所需的驱动信号，并且使得所述驱动电极3和塑 封体5表面形成相同的高度，从而可通过平滑地滑动（swipe)来提高指纹传感器的获取灵 敏度。
[0053] [实施例2]
[0054] 图3是示出根据本发明的指纹传感器封装件的另一实施例的剖面图，图4是图3 的俯视图，图5是示出图3的指纹传感器封装件被贴装于主板而使驱动电极能够电连接到 指纹传感器的状态的剖面图。
[0055] 参照附图，根据本实施例的指纹传感器封装件，被构成为包括：基板2,由内侧 区域及外侧区域构成，所述内侧区域形成有包含键合手指部200的导电图案并且包含指 纹传感器安置部（裸片焊盘（die paddle))210,所述外侧区域位于所述内侧区域的外围 并且包含用于安置驱动电极3的驱动电极安置部（信号电极焊盘（signal electrode paddle)) 220 ;指纹传感器1，被附着于所述基板2的指纹传感器安置部210并且在上面具 有感测部100及多个输入输出焊盘110 ;接合线4,使所述指纹传感器1和基板2的键合手 指部200电连接；驱动电极3,被布置于所述基板2上面的边缘以输出驱动信号；塑封体5， 使位于所述基板2上的指纹传感器1和驱动电极3 -体化并且使它们避免受到外部环境的 影响。
[0056] 此时，所述驱动电极3被形成为与塑封体5的高度相同并且所述驱动电极3的表 面向塑封体5外侧暴露。
[0057] 此外，虽然这样的基本构成与上述的[实施例1]的封装件相同，但是本实施例的 指纹传感器封装件不像如[实施例1]那样通过基板2的导电图案及键合线4来实现驱动 电极3和指纹传感器1的电连接，而是经过其他路径。
[0058] 即，根据本实施例的指纹传感器封装件被贴装于主板6,所述驱动电极3被构成为 在通过主板6的导电图案（未示出）及与其电连接的基板2的导电图案之后借助键合线而 被连接到所述指纹传感器1。
[0059] 此外，使得布置于所述基板2的最外围的驱动电极3的截面截面形状形成为"η" 字形态，从而可提高对于塑封体5的结合力。
[0060] 总之，虽然根据本实施例的指纹传感器封装件的基本构成原理与上述的[实施例 1]的封装件类似，但是在所述驱动电极3的位置及形状、与指纹传感器的电连接关系上存 在结构性差异。
[0061] 即，根据本实施例的指纹传感器的特征在于，将所述驱动电极3形成于指纹传感 器1周围，并且被形成为位于基板2的边缘的上部侧以形成围绕塑封体5的形态，并且在贴 装于主板6时与指纹传感器1电连接。
[0062] 如上所述构成的根据本实施例的指纹传感器封装件的制造工艺也与上述的[实 施例1]基本上相同，区别仅在于，在该制造工艺中使得驱动电极3位于基板2的边缘。 [0063] 如图5所示，通过如上所述的工艺完成的本实施例的指纹传感器封装件只有被安 装到包含移动设备及计算机在内的电器电子产品的主板才能使驱动电极3通过主板及基 板被电连接到指纹传感器1侧从而执行自身功能。
[0064] 并且，本实施例的指纹传感器封装件也能够在封装件内输出在扫描指纹图像时所 需的驱动信号，并且使得所述驱动电极3和塑封体5表面形成相同的高度，从而可通过平滑 地滑动来提高指纹传感器的获取灵敏度。
[0065] 此外，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的技术构思的范围的情况下，可 以以各种形态进行变更及修改。
[0066] 例如，虽然上述实施例示出驱动电极的上面被暴露，但是可通过将黑色涂层等涂 层（未示出）形成于所述述驱动电极3和塑封体5上面而使所述驱动电极不被暴露。
[0067] 因此，应当认为，所述实施例不是限制性的而是示例性的，由此本领域技术人员应 该理解，本发明不限于上述说明，在不脱离由权利要求及其等同范围的情况下可以进行修 改。
[0068] 产业上的可利用性
[0069] 本发明可被用于利用指纹感测的安全、认证和电子装置的界面等多种领域，且由 于结构上简单而能够提高制造时的生产率，并且由于指纹传感器的感测部的顶（top)面和 指纹之间的距离变得最小化而能够获取准确的指纹图像数据，并且能够提高机械强度及针 对静电放电的耐受性，从而可有效地应用于需要利用通过指纹识别的认证及指纹识别的指 针功能的移动设备或者计算机在内的各种设备，因此是产业上的可利用性很高的发明。
【权利要求】
1. 一种指纹传感器封装件，其特征在于，包括： 基板，由内侧区域及外侧区域构成，所述内侧区域形成有包含键合手指部的导电图案 并且包含指纹传感器安置部，所述外侧区域位于所述内侧区域的外围并且包含用于安置驱 动电极的驱动电极安置部； 指纹传感器，被附着于所述基板的指纹传感器安置部并且在上面具有感测部及多个输 入输出焊盘； 键合线，使所述指纹传感器和基板的键合手指部电连接； 驱动电极，被布置于所述基板的所述指纹传感器周围以输出驱动信号； 塑封体，使位于所述基板上的指纹传感器和驱动电极一体化并且使它们避免受到外部 环境的影响， 其中，所述驱动电极被形成为与塑封体的高度实质上相同并且所述驱动电极的表面向 塑封体外侧暴露，所述驱动电极被布置于所述指纹传感器周围并且将接触的手指作为媒介 物而将驱动信号提供给所述指纹传感器。
2. 根据权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于， 所述驱动电极通过所述基板的导电图案而被连接到所述指纹传感器。
3. 根据权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于， 所述驱动电极形成于所述指纹传感器周围，并且位于基板的边缘以形成围绕所述塑封 体的形态。
4. 根据权利要求3所述的指纹传感器封装件，其特征在于， 所述驱动电极通过被贴装于所述基板的主板而与所述主板及基板的导电图案连接。
5. 根据权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于， 位于所述基板的最外围的驱动电极的截面形状形成为" Π "字形态。
6. 根据权利要求1所述的指纹传感器封装件，其特征在于， 在所述驱动电极及塑封体上面形成有涂层，以避免所述驱动电极暴露于所述涂层外 部。
7. -种指纹传感器封装件制造方法，其特征在于，包括如下步骤： 准备由内侧区域及外侧区域形成的基板，所述内侧区域形成有包含键合手指部的导电 图案并且包含指纹传感器安置部，所述外侧区域位于所述内侧区域的外围并且包含用于安 置驱动电极的驱动电极安置部； 将指纹传感器附着于所述基板的指纹传感器安置部； 将用于输出驱动信号的驱动电极布置于所述指纹传感器周围； 通过引线键合使所述指纹传感器的输入输出焊盘和基板的键合手指部电连接； 通过封装剂来进行塑封以使所述驱动电极的表面被暴露并且使位于所述基板上的指 纹传感器和驱动电极避免受到外部环境的影响。
【文档编号】H01L23/12GK104303288SQ201380025789
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2012年5月15日
【发明者】孙东男, 朴英文, 金基敦 申请人:韩国科泰高科株式会社