用于指紋傳感器等的集成模制管芯和鑲條結構制造技術

生物測定傳感器裝置，諸如指紋傳感器，包括安裝了其上形成有傳感器陣列的管芯以及至少一個導電鑲條的襯底。所述管芯和所述鑲條包覆在一體包封結構內，以保護這些元件不受機械、電和環境損傷，而所述傳感器陣列和所述鑲條的一部分則露出或者最多只受到所述包封結構或其他涂覆材料結構的薄的覆蓋。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及集成電路封裝，更特別地，涉及用于集成模制用于指紋傳感器等的管芯以及一個或多個鑲條結構的方法和設備，其中，所述管芯和鑲條結構中的每者的部分露出或者最多受到薄薄的覆蓋。
技術介紹
如今一種較普遍的生物測定感測裝置是指紋傳感器。這些裝置通過掃描用戶的指紋并將其與一組認證了的指紋圖像進行比較來控制對諸如計算機和移動電話的電子裝置、保險箱、建筑物、交通工具等的訪問。如果所提供的待鑒定的(現采)指紋與一組預先登記的授權指紋中的一個匹配，那么可以準予訪問。指紋傳感器可以是獨立裝置，集成到諸如PC外圍設備的其他裝置內，或者可以集成到所述傳感器通過其控制訪問的裝置內。所述傳感器可以是光學傳感器或電傳感器(例如，電阻、電容傳感器等)。當今典型的基于電的指紋傳感器包括半導體本體或管芯，其上形成有傳感器元件陣列和相關電路。封裝后，傳感器元件往往露出，以供與用戶手指接觸，或者通過保護材料與其接觸。傳感器通常根據如下原理操作采用傳感器表面和用戶手指區域之間的距離來構建用戶指紋圖像。這樣的傳感器的準確操作在傳感器表面和所要感測的指紋之間能容許不超過極小間隙。因此，傳感器表面本身常見的是不受覆蓋，在指紋感測的過程中用戶使其手指與傳感器表面直接接觸。然而，某些指紋傳感器設計包括在傳感器表面上的薄保護覆層，從而保護傳感器不受物理和環境損傷、磨損等。半導體管芯通常具有在其頂表面上通過光刻(或其他方式)形成的傳感器陣列。傳感器管芯通常相當小，具有相應小的接觸焊盤，因而必須采用輔助結構以實現管芯和組件附著至其上以供使用的印刷電路板(PCB)之間的實際電連接。這樣的輔助結構包括引線框架、芯片載具等。在常見應用中，管芯附著至引線框架，通過細導線(導線接合)實現管芯的微小尺度接合焊盤與引線框架的宏大尺度接合引線之間的電互連。為了保護導線接合和其他部件，管芯、引線框架和導線接合通常包裹在包封材料中。這是通過將接合和連接了的管芯和引線框架放到模具內，向模具內注入包封材料，并使包封材料硬化而實現的。通常這樣做使得管芯的傳感器陣列部分不受包封材料覆蓋。于是包封了的管芯結構可以形成在接下來的組裝步驟中使用的部件。多種指紋傳感器電路設計是通過向被感測的手指內注入小電流來操作的。在美國專利No. 6，512，381中公開了這樣的電路的一個例子，該專利通過引用合并于此。為了用期望的電流驅動用戶手指，可以提供例如美國專利No. 6，636，053中公開的接觸結構，該專利也通過引用合并于此。接觸結構可以采取位于管芯邊緣附近的鑲條(bezel)的形式。鑲條具有基本平坦的上表面，其與管芯的上表面所在的平面共面或與之平行。當用戶例如通過將指尖放到面積型傳感器上或者在條帶型傳感器上的掃刷(swiping)動作將指尖施加到管芯表面時，指尖將同時與管芯表面(即，形成于管芯頂表面上的傳感器陣列)和鑲條發生物理和電接觸，后者將在感測過程中對指尖進彳丁電驅動。常規而言，鑲條和包封了的管芯各自為單獨的元件，在傳感器設備的組裝或封裝過程中放到一起。也就是說，鑲條和管芯未被包封到一起。在一個已知例子中，所述鑲條是在其邊緣處彎曲以卷曲的金屬片，卷曲實現了與襯底底面的電連接。鑲條環繞襯底的側面，從而基本在包封了的管芯的頂表面所在的平面內呈現出頂部接觸部分。在另一例子中，金屬條或金屬框與襯底的頂面接觸，并且基本在包封了的管芯的頂表面所在的平面內呈現出頂部接觸部分。當前的指紋傳感器結構需要很多分立的組裝步驟。隨著分立元件和制造步驟的數量增大，制造成本也增大，對產品一致性和收得率損失(yield loss)存在不利影響的不合格或不準確組裝的可能性也增大。分立元件的次級組裝與集成制造相比也是更耗時的過程。就IC制造的總體領域而言，存在顯著的持續存在的商業壓力促使減小成本、部件數量、制造步驟的數量和復雜性以及完成結構的尺寸。此外，單獨的鑲條和包封管芯結構往往是不期望地大的最終器件。此外，希望鑲條 盡可能地物理上接近傳感器以優化傳感器的靈敏度。然而，已知的單獨鑲條和包封管芯設計制約了最終器件尺寸和傳感器與鑲條的間隔的可能選擇。
技術實現思路
根據本公開的一個方面，一種諸如指紋傳感器的生物測定傳感器組件包括安裝了含有傳感器電路的管芯和至少一個導電鑲條的襯底。在說明書以及所附權利要求中使用時，“鑲條”是指一體的基本均勻構成的結構，最典型的是金屬或導電塑料。所述管芯和所述鑲條被包覆在一體包封結構中，以保護這些元件不受機械、電和環境損傷，而所述管芯和所述鑲條的表面的一部分被暴露或者最多只受到所述包封或者其他涂覆材料結構的薄的覆至JHL ο通過將鑲條和傳感器管芯兩者包覆在包封結構內，能夠使這些元件與此前可能的情況相比更近地在一起。此外，所述包封結構還通過當前已知的裝置設計不可能的方式對所述鑲條和傳感器管芯進行物理保護，尤其是維持其間的間隔。根據文中公開的一種變型，所述鑲條可以是固定至襯底的導電拱形結構。所述襯底可以具有形成于其上的引線等，從而允許鑲條和其他電路之間的電互連。或者，所述鑲條可以是實心體或者可以是鑲條框架的一部分。可以將單個鑲條與傳感器管芯集成模制到包封結構內，或者對多個鑲條進行這樣的模制。所述鑲條可以與傳感器管芯的單側相鄰或者與傳感器管芯的幾個側面相鄰，或者可以圍繞所述傳感器管芯。對鑲條和傳感器管芯的模制可以使得鑲條的頂表面和傳感器管芯的頂表面共面。或者，鑲條頂表面的平面和傳感器管芯的頂表面可以基本平行但不共面，從而使鑲條頂表面的平面略微處于傳感器管芯的頂表面的平面以上。在這種情況下，鑲條的頂表面可以稍微突出到包封材料以上，從而例如改善其與用戶手指(未示出)的物理接觸。而且在這種情況下，可能希望提供具有略微圓化的截面的鑲條，以實現用戶的舒適性、裝置的魯棒性，或者避免在鑲條邊緣處累積污染物等。上文是本公開的若干獨特方面、特征和優點的概述。然而，該概述并不具有窮舉性質。因而，根據下述具體實施方式和附圖并且在依照文中提供的權利要求考慮時，本公開的這些以及其他方面、特征和優點將變得更加顯而易見。附圖說明在附圖中，在各個附圖之間采用類似的附圖標記表示類似的元件。所述附圖只是示范性的而不是按比例繪制的。在附圖中圖I是根據本公開第一實施例的具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的生物測定傳感器組件的局部剖切透視圖。圖2A和2B是根據本公開的兩個實施例位于襯底上的兩個不同鑲條的側面正視圖。圖3A、圖3B和圖3C分別是根據本公開一實施例的鑲條框架的透視圖、側面正視圖和前面視圖。圖4是根據本公開另一實施例具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的生物測定傳 感器的頂視圖或平面圖。圖5是圖I所示的具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的生物測定傳感器的頂視圖或平面圖。圖6是圖I所示的具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的生物測定傳感器的前面正視圖。圖7A、7B和7C分別是根據本公開各實施例的具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的生物測定傳感器的三個不同實施例的側面正視圖。圖8A和SB是根據本公開具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的生物測定傳感器的另一實施例的頂平面圖和側面正視圖。圖9是根據本公開另一實施例具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的基于面積型的生物測定傳感器的頂平面圖。圖10是根據本公開又一實施例具有集成模制的鑲條和傳感器管芯的基于面積型的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.05 US 12/718,8801.一種指紋傳感器裝置，包括 具有第一面和第二面的襯底； 具有形成在其中的指紋感測電路的管芯，所述管芯固定至所述襯底的所述第一面的管芯接收區域； 固定至所述襯底的所述第一面的緊鄰所述管芯接收區域的第一鑲條接收區域的第一導電鑲條；以及 至少集成地包覆所述管芯的一部分以及所述第一導電鑲條的一部分的包封結構。2.根據權利要求I所述的指紋傳感器，其中，所述包封結構僅部分包覆所述第一導電鑲條，使得所述第一導電鑲條的至少頂表面不被包覆且因此被暴露，以供物理接觸或者在其上施加一個或多個層。3.根據權利要求2所述的指紋傳感器，其中，所述管芯具有形成在其表面上的用于感測用戶指紋圖案的傳感器陣列，并且其中，所述包封結構部分地包覆所述管芯，使得所述傳感器陣列不受覆蓋且被暴露以供物理接觸。4.根據權利要求3所述的指紋傳感器，其中，所述傳感器陣列形成指紋條帶型傳感器的部件。5.根據權利要求3所述的指紋傳感器，其中，所述傳感器陣列形成指紋面積型傳感器的部件。6.根據權利要求I所述的指紋傳感器，其中，所述包封結構完全包覆所述管芯和所述第一導電鑲條，使得所述管芯和所述第一導電鑲條中的每個的頂表面被所述包封結構的一部分所包覆，該部分比所述包封結構的其余部分要相對薄得多。7.根據權利要求6所述的指紋傳感器，其中，所述管芯具有形成在其表面上的用于對用戶指紋圖案進行電容性感測的傳感器陣列，并且其中，所述包封結構包覆所述管芯，使得所述傳感器陣列被所述包封結構薄地包覆，從而所述包封結構在所述傳感器陣列上的厚度不以基本上妨礙所述傳感器陣列對與所述傳感器陣列上的所述包封結構物理接觸的手指的指紋的電容性感測的可能性的方式降低所述傳感器陣列的靈敏度。8.根據權利要求7所述的指紋傳感器，其中，所述傳感器陣列形成指紋條帶型傳感器的部件。9.根據權利要求7所述的指紋傳感器，其中，所述傳感器陣列形成指紋面積型傳感器的部件。10.根據權利要求I所述的指紋傳感器，還包括 固定至所述襯底的所述第一面的第二鑲條接收區域的第二導電鑲條； 其中，所述包封結構還以與所述管芯和所述第一導電鑲條集成的方式基本包圍所述第二導電鑲條。11.根據權利要求10所述的指紋傳感器，其中，所述第一導電鑲條和所述第二導...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·H·邦德，A·拉卡梅爾，G·戈齊尼，
申請(專利權)人：奧森泰克公司，
類型：
國別省市：