[发明专利]一种指纹传感器组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路封装，尤其涉及用于射频式半导体指纹传感器的注塑封装技术及相关方法，更特别地，涉及一种指纹传感器组件及其制备方法。

背景技术

近年来随着指纹识别技术的发展，指纹识别系统越来越多地应用在日常生活中，例如指纹识别门禁系统、指纹门锁、指纹保险箱柜等；以及在出入境检查处、机场以及对私人设备例如笔记本电脑、超级笔记本电脑、平板电脑、手机、个人PDA设备、指纹USBKey、指纹U盘、指纹移动硬盘等验证人的身份的目的而变得常见。

指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术，分为光学指纹传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器和RF射频传感器等；按外观形状又可分为条状指纹传感器和面状指纹传感器；按采集方式又可分为划擦式和按压式。

光学指纹传感器因为体积大、功耗高无法应用在对空间尺寸有严苛要求的设备中；半导体热敏传感器因为易受环境温度的影响而没有实际应用；半导体压感传感器、超声波传感器因制造工艺复杂、良率低而没有商用；现在市面上大规模推广的是半导体电容传感器，但该类传感器易受指纹残留的影响，使其灵敏度降低。

并且，现有的半导体指纹传感器封装技术较为复杂而且结构较大，难以安装到对空间尺度有严苛要求的移动设备中，还有封装工艺复杂而导致良率比较低。因此，RF射频式指纹传感器应运而生。

基于半导体工艺的RF射频式指纹传感器包括硅材质的管芯，其正面形成有传感器采集单元阵列、驱动电路、驱动电极和读出电路。RF射频式指纹传感器可深入皮肤内层采集图像，即发射RF信号到人体手指的真皮层，其以波长远大于指纹间距的低能量射频信号激励真皮层，利用该RF信号来检测真指纹层与传感器电容阵列之间形成的不同的微弱电容，在临近皮肤表面的电磁场中得到反映并由微型阵列天线予以检测，从而实现真指纹检测的技术，该技术可有效杜绝假手指，同时还能有效避免指纹残的影响。封装后，传感器单元阵列裸露出来，以供与用户手指接触；或者其上覆盖保护材料与手指接触，从而保护传感器不受物理和环境损伤、磨损等。

美国专利No.5,963,679和6,259,804中公开了指纹感测的一种方法，指纹传感器是这样的集成电路传感器：其使用电场信号驱动用户的手指并使用集成电路基板上的电场阵列感测像素来感测该电场。美国专利No.2005/0089202公开了另外一种手指感测集成电路和方法。

许多现有技术请参阅文献公开了各种类型的IC传感器的封装。例如，Wu等人的美国专利No.6,646,316公开了包括感测晶粒(sensingdie)的光学传感器，在其上表面具有接合焊盘(bondpad)。柔性电路板(flexiblecircuitboard)耦接到接合焊盘，并在感测表面之上具有开口。透明玻璃层覆盖柔性电路板中的开口。Manansala的美国专利No.6,924,496公开了附接到指纹传感器的类似的柔性电路附加装置，但是将表面上方的区域留为敞口。

Kasuga等人的美国专利No.7,090,139公开了一种智能卡，该智能卡包括具有附接到布线膜的接合焊盘的手指传感器，并且还包括感测表面上方的窗口或开口。Kozlay的美国专利申请公开No.2005/0139685公开了用于指纹传感器的类似的布置。

Ryhanen等人的美国专利申请公开No.2005/0031174A1公开了覆盖用于电容电极指纹感测的ASIC的柔性电路板，其中，感测电极在柔性基板的表面上并被薄的保护聚合物层覆盖。在某些实施例中，传感器可以将柔性电路包裹在ASIC的后侧，从而以球格栅的形式附接到电路板上。

美国专利No.5,887,343公开了指纹传感器封装的实施例，其在指纹感测IC的手指感测区域的上面包括透明层。对于感测区域具有开口的芯片载体经由透明层的外围区域以电容或电气的方式耦接到IC上的接合焊盘。

标准IC封装方法是将包封材料完全包裹住硅芯片，而电容式指纹传感器表面的采集阵列单元的探测深度不够，不能有效穿过传感器硅芯片表面的包封材料。由于这样的原因，现今的封装工艺在封装后，会将传感器表面的采集单元阵列裸露出来，以供与用户手指接触；或者其上覆盖薄薄的保护材料，从而保护传感器不受物理和环境损伤、磨损等。