一種具有指紋傳感器封裝結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，尤其是，涉及一種指紋傳感器的封裝技術(shù)及相關(guān)方法，更特別地，一種具有半導(dǎo)體電容式指紋傳感器封裝結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端。
【背景技術(shù)】
[0002]指紋識(shí)別技術(shù)得益于現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)開始走入我們的日常生活，成為目前生物檢測(cè)學(xué)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。指紋識(shí)別技術(shù)是把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來，通過將他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，驗(yàn)證他的真實(shí)身份。每個(gè)人的皮膚紋路(包括指紋)在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同，也就是說，指紋圖案是唯一的，并且終生不變。
[0003]近年來，隨著蘋果iphone5S指紋識(shí)別裝置TouchID的興起，在智能手機(jī)領(lǐng)域刮起了一股指紋識(shí)別的風(fēng)潮，包括國(guó)內(nèi)外如三星、宏達(dá)國(guó)際電子HTC、華為、魅族、Vi VO、OPPO和金立等廠商也紛紛推出了帶指紋識(shí)別功能的手機(jī)產(chǎn)品。目前的做法是在電腦(例如，安卓平板電腦)上裝指紋識(shí)別裝置，在開機(jī)前先進(jìn)行身份認(rèn)證，只有指紋錄入人才能有權(quán)限打開電腦。
[0004]然而，上述現(xiàn)有的方案需要在手機(jī)殼體的正面或背面開槽安裝指紋識(shí)別組件，以使得組件的采集面露出從而與手指接觸。機(jī)殼開槽的方案尤其是前面板需要在觸摸屏模塊開孔，這不僅增加了觸摸屏模塊的工藝步驟，還影響了終端設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)和外觀，使得ID設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。
[0005]并且，上述現(xiàn)有的傳統(tǒng)半導(dǎo)體電容式指紋傳感器因設(shè)計(jì)原理及架構(gòu)所限，其極限探測(cè)靈敏度也只能達(dá)到100微米左右;雖然射頻式指紋傳感器的探測(cè)靈敏度要高于電容式，但需要射頻電極，而觸摸屏模塊加工工藝很難在觸摸屏模塊蓋板的表面制造出導(dǎo)電的射頻電極，使得現(xiàn)有的觸摸屏模塊對(duì)射頻式指紋傳感器的支持幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于移動(dòng)終端、設(shè)備半導(dǎo)體電容式指紋傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和方法，其采用新型的玻璃覆晶封裝(Chip On Glass簡(jiǎn)稱COG)封裝技術(shù)，做到了在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端等廠商無需在手機(jī)前面板或者后殼上開槽放入指紋傳感器，而是將指紋傳感器置于觸摸面板之下，COG技術(shù)并不改變手機(jī)原有設(shè)計(jì)的ID風(fēng)格，也無需用戶改變對(duì)安卓手機(jī)的使用習(xí)慣，且解決了當(dāng)前技術(shù)對(duì)半導(dǎo)體電容式指紋傳感器的極限探測(cè)靈敏度不足的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種具有指紋傳感器封裝結(jié)構(gòu)的移動(dòng)終端或設(shè)備，其包括機(jī)殼、液晶顯示屏和觸摸屏模塊，所述觸摸屏模塊包括觸摸蓋板和觸摸感應(yīng)傳感器膜，還包括半導(dǎo)體電容式指紋傳感器，通過異方向性導(dǎo)電膜(Anisotropic Conductive Film，簡(jiǎn)稱ACF)將所述指紋傳感器粘合于所述觸摸蓋板之下。
[0009]具體地，所述觸摸蓋板的材質(zhì)可以是藍(lán)寶石玻璃(Sapphire)，其硬度是9H，介電常數(shù):A向13.2，C向11.4;還可以是強(qiáng)化玻璃，其硬度可以達(dá)到7H，介電常數(shù)為6.0?7.38，例如，第三代康寧大猩猩玻璃(Gorilla Glass)。
[0010]更具體地，所述觸摸蓋板的下面設(shè)有用作標(biāo)識(shí)的絲印層，用于提示用戶指紋傳感器在觸摸蓋板下方所在位置，便于用戶按壓手指。
[0011]更具體地，所述半導(dǎo)體電容式指紋傳感器采用創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和定制的半導(dǎo)體制造工藝，其探測(cè)靈敏度大大提高最高可達(dá)500微米的探測(cè)深度。所述指紋傳感器包括:半導(dǎo)體指紋傳感器管芯、分列于管芯表面一側(cè)或兩側(cè)的管腳以及管芯表面的感測(cè)像素陣列。
[0012]更具體地，所述觸摸感應(yīng)傳感器膜由一層或兩層摻錫氧化銦(S卩IndiumTinOxide，簡(jiǎn)稱ITO)形成，所述ITO是一種N型半導(dǎo)體透明材料，由于具有高的導(dǎo)電率、高的可見光透過率、高的機(jī)械硬度和化學(xué)穩(wěn)定性。
[0013]更具體地，所述指紋傳感器管芯表面一側(cè)或兩側(cè)的管腳表面設(shè)置有金凸塊(GoldBump)，通過異方向性導(dǎo)電膜將指紋傳感器和上述導(dǎo)電的ITO層進(jìn)行電氣連接。
[0014]更具體地，所述異方向性導(dǎo)電膜通常的介電常數(shù)在2.0?3.0之間，該介電常數(shù)比較低，會(huì)降低指紋傳感器的探測(cè)靈敏度，而采用摻雜工藝將所述異方向性導(dǎo)電膜介電常數(shù)提高到20.0以上，以使指紋傳感器的探測(cè)靈敏度不受影響。
[0015]更進(jìn)一步地，所述觸摸屏模塊底部一側(cè)設(shè)有柔性線路板(FPC)，所述ITO層的走線被引到柔性線路板上。所述柔性線路板上貼裝有觸摸感應(yīng)控制芯片以實(shí)現(xiàn)對(duì)觸摸屏模塊手指按壓響應(yīng)和控制，或者指紋識(shí)別處理器芯片以實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋圖像數(shù)據(jù)的識(shí)別處理，所述柔性線路板上還貼裝有接插件用于將觸摸感應(yīng)控制芯片和所述指紋傳感器的通信及控制信號(hào)和機(jī)殼內(nèi)部的主控芯片進(jìn)行電氣連接。
[0016]在另一種實(shí)施例中，智能手機(jī)底部非顯示區(qū)域物理“Home”按鍵或者虛擬“Home”鍵的觸摸蓋板的厚度會(huì)被減薄并形成凹陷。所述指紋傳感器被放置在凹陷內(nèi)，使得指紋傳感器在同樣的信號(hào)強(qiáng)度下，探測(cè)靈敏度大大增強(qiáng)，可使得傳感器采集到更加清晰的指紋圖像。
[0017]更進(jìn)一步地，所述觸摸蓋板的表面還噴涂有一層疏水性的納米材料該材料模仿自然界荷葉的疏水，防塵，自清潔原理，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，以極低的表面張力和強(qiáng)勁的附著能力在玻璃蓋板表面形成一種獨(dú)特的類似荷葉表面的分子級(jí)納米保護(hù)膜，該保護(hù)膜可非常有效得解決電容式指紋傳感器因濕、油膩、臟污手指在觸摸蓋板按壓時(shí)形成的指紋的殘留，大大提高了電容式指紋傳感器的手指檢查靈敏度。
【附圖說明】
[0018]通過結(jié)合附圖詳細(xì)描述示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中，在各個(gè)附圖之間采用類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件。所述附圖只是示范性的而不是按比例繪制的。在附圖中:
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)終端的一較佳實(shí)施例的俯視圖
[0020]圖2為根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)終端一種實(shí)施例的剖視圖，其示出置于觸摸蓋板之下的指紋傳感器
[0021]圖3為圖2根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)終端另一種實(shí)施例的剖視圖，并示出置于觸摸蓋板之下的指紋傳感器
[0022]圖4為根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)終端的一種實(shí)施例的剖視圖
[0023]圖中符號(hào)說明
[0024]10.半導(dǎo)體指紋傳感器
[0025]20.機(jī)殼
[0026]21.觸摸屏模塊[0027I22.液晶顯示屏
[0028]30.觸摸感應(yīng)傳感器膜
[0029]31.顯示區(qū)域的ITO層形成的觸摸感應(yīng)傳感器膜
[0030]32.非顯示區(qū)域的ITO層形成的觸摸感應(yīng)傳感器膜
[0031]33.1TO層的走線
[0032]34.觸摸感應(yīng)傳感器膜切割出的矩形區(qū)域
[0033]35.柔性線路板
[0034]36.電子元器件
[0035]37.接插件
[0036]40.手指
[0037]100.指紋傳感器管芯
[0038]101.指紋傳感器管芯正面的管腳
[0039]102.指紋傳感器管芯表面的感測(cè)像素陣列
[0040]103.金凸塊[0041 ]104.點(diǎn)膠材料
[0042]200.觸摸蓋板
[0043]200a.觸摸蓋板形成的凹陷
[0044]201.異方向性導(dǎo)電膜
[0045]202.1TO
[0046]203.1TO層形成的連接焊盤
[0047]204.補(bǔ)強(qiáng)材料
[0048]205.疏水性納米噴涂材料
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。需要說明的是，本發(fā)明能以許多不同形式體現(xiàn)且不應(yīng)理解為局限于這里闡述的實(shí)施例。提供這些實(shí)施例使得本發(fā)明的公開將徹底和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍，相似的附圖標(biāo)記始終指示相似的元件。
[0050]首先，請(qǐng)參閱圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)終端的一較佳實(shí)施例的俯視圖。在本發(fā)明移動(dòng)終端的一種實(shí)施例中，該移動(dòng)終端包括機(jī)殼20、觸摸屏模塊21和液晶顯示屏22。該觸摸屏模塊21包括觸摸感應(yīng)傳感器膜30和觸摸蓋板200，還包括半導(dǎo)體指紋傳感器10。液晶顯示屏22覆蓋在觸摸屏模塊21之下并占據(jù)絕大部分空間以形成顯示區(qū)域，該指紋傳感器10通過異方向性導(dǎo)電膜(ACF)201粘合于觸摸蓋板200底部非顯示區(qū)域靠近實(shí)體Home鍵位置，或者以該指紋傳感器10代替實(shí)體Home鍵功能形成虛擬Home鍵。
[0051]ACF的特點(diǎn)在于Z軸電氣導(dǎo)通方向與XY絕緣平面的電阻特性具有明顯的差異性。當(dāng)Z軸導(dǎo)通電阻值與XY平面絕緣電阻值的差異超過一定比值后，既可稱為良好的導(dǎo)電異方性。導(dǎo)通原理:利用導(dǎo)電粒子連接IC芯片與基板兩者之間的電極使之成為導(dǎo)通，同時(shí)又能避免相鄰兩電極間導(dǎo)通短路，而達(dá)成只在Z軸方向?qū)ㄖ康摹?br>[0052]該觸摸蓋板200的下面設(shè)有用作標(biāo)識(shí)的絲印層(未出示)，用于提示用戶該指紋傳感器10所在的虛擬Home鍵位置，便于用戶按壓手指40。
[0053]請(qǐng)參閱圖2，圖2為根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)終端一種實(shí)施例的剖視圖，其示出置于觸摸蓋板之下的指紋傳感器。在描述根據(jù)本發(fā)明該指紋傳感器10的一種實(shí)施例中，該指紋傳感器10包括:半導(dǎo)體電容式指紋傳感器管芯100以及表面的感測(cè)像素陣列102，在該指紋傳感器管芯正面管腳101上面植上金凸塊103，在摻錫氧化銦(Indium tin oxide，簡(jiǎn)稱ITO)層202與金凸塊103相對(duì)應(yīng)的地方形成連接焊盤203，然后，通過異方向性導(dǎo)電膜201將指紋傳感器10和ITO層的