本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)及一體化系統(tǒng)指紋模組。

背景技術(shù)：

市場的需求推動著技術(shù)的變革和發(fā)展，這些變革與發(fā)展極大層面滿足了消費者對手機(jī)這種電子消費品的新需求、新體驗。其中，指紋識別技術(shù)在手機(jī)端的應(yīng)用提升了消費者對手機(jī)的便捷體驗和安全體驗。因此，指紋識別技術(shù)迅速成為手機(jī)的標(biāo)配。

隨著高性能的手機(jī)不斷發(fā)展，壓縮指紋模組的空間是必然發(fā)展趨勢。當(dāng)前趨勢下，部分指紋位置轉(zhuǎn)移到背面涂層(coating)和側(cè)面，側(cè)面指紋存在諸多問題，一方面像素矩陣(pixelarray感應(yīng)區(qū))采集面積小，另一方面對指紋模組厚度要求高不利于智能手機(jī)越來越薄的發(fā)展趨勢。后置指紋一定程度上改變了廠商設(shè)計風(fēng)格和設(shè)計理念，用戶習(xí)慣上也需要一些調(diào)節(jié)。正面指紋選擇一體化封裝結(jié)構(gòu)將成為一種新的選擇。傳統(tǒng)指紋模組，如圖1所示，將封裝好的指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)100通過smt焊接方式與fpc200連接，阻容器件300及連接器400也與fpc連接，指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)信號經(jīng)過阻容器件后與連接器相連，為了提高強(qiáng)度，通常還設(shè)有補強(qiáng)剛片，補強(qiáng)鋼片貼附于fpc底部，后經(jīng)組裝加工成完整的一個指紋模組。指紋模組的連接器通過與手機(jī)主板(board)的連接器相扣導(dǎo)通電路，安裝至手機(jī)上。但是，這種結(jié)構(gòu)的指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)及指紋模組，存在指紋芯片封裝較厚，指紋模組占用空間較大，指紋模組制程復(fù)雜等技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)及指紋模組，減薄了指紋芯片的封裝結(jié)構(gòu)，縮減了指紋模組的制程結(jié)構(gòu)，有效地壓減了指紋模組的占用空間，提高了封裝本身的可靠性和改善了用戶使用體驗。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、指紋芯片、塑封體和處理及控制器件，所述指紋芯片設(shè)于所述基板上表面，所述指紋芯片與所述基板的線路電連接，所述塑封體塑封在所述基板下表面，將所述處理及控制器件完全包裹在其內(nèi)部，使所述處理及控制器件位于所述基板下方，且所述處理及控制器件與所述基板的線路通過銅柱方式電連接，所述處理及控制器件一側(cè)的塑封體內(nèi)凹形成臺階結(jié)構(gòu)，內(nèi)凹部分的塑封體表面設(shè)有開窗焊盤，連接所述指紋芯片的基板線路通過rdl引線方式引出至所述塑封體表面的開窗焊盤，所述處理及控制器件的引腳通過rdl引線方式引出至所述塑封體表面的開窗焊盤。

進(jìn)一步的，所述處理及控制器件包括電源模塊、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和/或處理器。

進(jìn)一步的，所述基板為包含4層線路結(jié)構(gòu)的pcb板，所述處理及控制器件的引腳與所述pcb板的第3層線路及第4層線路連接。

進(jìn)一步的，所述塑封體材質(zhì)為emc材料。

進(jìn)一步的，所述指紋芯片嵌設(shè)于所述基板上表面預(yù)設(shè)的凹槽內(nèi)，所述指紋芯片上表面與所述基板上表面平齊或接近平齊。

一種一體化系統(tǒng)指紋模組，包括所述的一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)和主板，所述主板設(shè)于所述一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)的塑封體的下方，且所述主板與一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)的開窗焊盤之間通過金屬彈片電連接。

進(jìn)一步的，還包括：

金屬環(huán)，所述金屬環(huán)組裝于所述一體化壓感指紋封裝結(jié)構(gòu)的基板外；

涂層或蓋板，所述涂層或蓋板組裝于所述指紋芯片表面。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出一種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)及指紋模組，從指紋芯片的封裝和指紋模組的制程出發(fā)，將芯片和模組整合到一起封裝為一個整體的超薄指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)，從而減薄了指紋芯片的封裝，縮減了指紋模組的制程結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)化封裝了指紋結(jié)構(gòu)。其中，將指紋芯片的感應(yīng)區(qū)與基板電路結(jié)合，將電源模塊(pmc)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(dac)、處理器(processor)等控制及處理器件倒置于基板的下方反向塑封的塑封體內(nèi)，通過銅柱方式將基板線路和控制及處理器件電性連接，反向塑封體(emc材料)同時將連接線路通過rdl方式拉至下方塑封體內(nèi)凹部分預(yù)設(shè)的開窗焊盤(solderpad)，這樣，手機(jī)主板可以直接通過彈片方式與指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)的開窗焊盤連接。這種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)及指紋模組不僅使得指紋模組超薄化、簡單化，而且具有更好的可靠性和使用性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中指紋模組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中a處放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一體化系統(tǒng)指紋模組示意圖；

結(jié)合附圖，作以下說明：

1-基板，2-指紋芯片，3-塑封體，4-處理及控制器件，5-銅柱，6-臺階結(jié)構(gòu)，7-開窗焊盤，8-rdl，9-主板，10-金屬彈片；100-指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)，200-fpc，300-阻容器件，400-連接器400。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖2和圖3所示，一種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括基板1、指紋芯片2、塑封體3和處理及控制器件4，其中，指紋芯片2設(shè)于基板1的上表面，指紋芯片2與基板1的線路電連接，塑封體3塑封在基板1的下表面，將處理及控制器件4完全包裹在其內(nèi)部，使處理及控制器件4位于基板1的下方，且處理及控制器件4與基板1的線路通過銅柱5的方式電連接，處理及控制器件4一側(cè)的塑封體3內(nèi)凹形成臺階結(jié)構(gòu)6，內(nèi)凹部分的塑封體3表面設(shè)有開窗焊盤(solderpad)7，連接指紋芯片2的基板線路通過rdl(redistributionlayer)8引線方式引出至塑封體3表面的開窗焊盤7，處理及控制器件4的引腳通過rdl引線方式引出至塑封體3表面的開窗焊盤7，圖3為rdl引線的設(shè)計結(jié)構(gòu)連接方式的詳細(xì)圖示說明。其中，該rdl引線為銅引線該一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)中，處理及控制器件4通過塑封體3塑封的方式結(jié)合于基板1的下表面，并通過銅柱5的方式實現(xiàn)了與基板的線路的電性連接，這樣，從指紋芯片2的封裝和指紋模組的制程出發(fā)，將芯片和模組整合到一起封裝，形成了一個整體的超薄指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)，且采用rdl銅引線方式，將控制及處理器件4的引腳及連接指紋芯片2的基板線路引出到塑封體底部的開窗焊盤7。這里，塑封體3底部設(shè)計有臺階結(jié)構(gòu)，并將有開窗焊盤7的部分內(nèi)凹形成凹臺，將對應(yīng)控制及處理器件的部分塑封體3凸出形成凸臺，從而形成臺階結(jié)構(gòu)6，此處臺階結(jié)構(gòu)6在于手機(jī)主板通過金屬彈片連接時，可較好吸收金屬彈片部分伸縮的高度差，在按壓金屬彈片后，殼保證指紋模組表面的平整度。本發(fā)明一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)(fps)應(yīng)用時，可取消指紋模組的fpc柔性線路板和補強(qiáng)鋼片部分，只需要將封裝好的fps按需求進(jìn)行涂層(coating)或蓋板(glass)及金屬環(huán)(ring)組裝，即可完成指紋模組(fpm)，因此，減薄了指紋芯片及指紋模組的封裝，縮減了指紋模組制程結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)化封裝了指紋結(jié)構(gòu)，不僅使得指紋模組超薄化、簡單化，而且具有更好的可靠性和使用性。

處理及控制器件4用于對指紋芯片2采集的信息進(jìn)行處理及控制。這里，處理及控制器件4包括電源模塊(pmc)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(dac)和處理器(processor)一個或多個。具體地，在本實施例中處理及控制器件4包括電源模塊(pmc)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(dac)和處理器(processor)。將電源模塊(pmc)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(dac)、處理器(processor)等控制及處理器件4倒置于基板1的下方反向塑封的塑封體3內(nèi)，通過銅柱5的方式將基板線路與上述處理器件4電性連接，反向塑封體3同時將連接線路通過rdl8的方式拉至下方塑封體內(nèi)凹部分預(yù)設(shè)的開窗焊盤7。

優(yōu)選的，基板1為包含4層線路結(jié)構(gòu)的pcb板，處理及控制器件4的引腳與pcb板的第3層線路及第4層線路連接。此為優(yōu)選的實施方式，但不限于此，也可采用其他形式的pcb板。4層線路結(jié)構(gòu)的基板包含像素區(qū)域和信號走線傳輸部分，處理及控制器件4放置于基板1的下方位置，處理及控制器件4使用emc封裝材料包裹，處理及控制器件4與基板1通過銅柱5的方式連接導(dǎo)通。

優(yōu)選的，塑封體3的材質(zhì)為emc材料。

優(yōu)選的，指紋芯片2嵌設(shè)于基板1的上表面預(yù)設(shè)的凹槽內(nèi)，指紋芯片1的上表面與基板1的上表面平齊或接近平齊。此為優(yōu)選的實施方式，但不限于此，不排除指紋芯片采用貼裝于基板表面的形式。

另一方面，本發(fā)明提供一種一體化系統(tǒng)指紋模組，包括一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)和主板9，這里主板為移動終端的主板，例如手機(jī)主板等，該主板9設(shè)于一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)的塑封體3的下方，且主板9與一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)的開窗焊盤7之間通過金屬彈片10電連接，。如圖4所示，其是指紋模組與手機(jī)主板的連接結(jié)構(gòu)，在手機(jī)主板上設(shè)有金屬彈片10，一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)的塑封體3底部內(nèi)凹部分的開窗焊盤7與手機(jī)主板通過金屬彈片10即可實現(xiàn)電性連接，通過金屬彈片10與開窗焊盤7連通導(dǎo)電，金屬彈片10與開窗焊盤7接觸的過程中，會擠壓能伸縮的彈片，內(nèi)凹部分(凹臺)可以吸收部分伸縮的高度差，在按壓彈片后，保證fpm的表面平整度。因此，本發(fā)明一體化系統(tǒng)指紋模組達(dá)到取消了fpm的fpc部分和fpc的鋼片補強(qiáng)部分，同時也減少了fpm的整體高度。

優(yōu)選的，該一種一體化系統(tǒng)指紋模組還包括金屬環(huán)和涂層或蓋板，金屬環(huán)組裝于一體化壓感指紋封裝結(jié)構(gòu)的基板外，涂層或蓋板組裝于指紋芯片2的表面。

綜上，本發(fā)明提供一種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)及指紋模組,從指紋芯片的封裝和指紋模組的制程出發(fā)，減薄了指紋芯片的封裝，縮減了指紋模組制程結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)化封裝了指紋結(jié)構(gòu)。其中，將指紋的感應(yīng)區(qū)域與指紋基板電路結(jié)合，將控制及處理器件倒置于基板的下方，通過銅柱方式將基板線路和控制及處理器件連接，反向封裝emc材料同時將連接線路通過rdl方式拉至指紋芯片下方漏出的開窗焊盤，手機(jī)主板可以直接通過彈片方式與指紋芯片連接。這種一體化系統(tǒng)指紋芯片封裝結(jié)構(gòu)不僅使得指紋模組超薄化、簡單化，而且具有更好的可靠性和使用性。

以上實施例是參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過對上述實施例進(jìn)行各種形式上的修改或變更，但不背離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。