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CN108573200B - 封装结构及其制法 - Google Patents

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Abstract

一种封装结构及其制法，将一其上设有保护层的电子元件结合于一承载件上，再以封装层包覆该电子元件与该保护层的侧面，且令该保护层上表面外露出该封装层，故于后续切单制程中，刀具无需经过该保护层，因而可避免该封装结构的边缘产生毛边的问题。

Description

封装结构及其制法
技术领域
本发明有关一种封装结构，尤指一种指纹感测器的封装结构。
背景技术
随着消费者对于隐私的注重程度提升，诸多高阶电子产品皆已装载使用者辨识系统，以增加电子产品中资料的安全性，因此辨识系统的研发与设计随着消费者需求，而成为电子产业主要发展方向之一。
于生物辨识系统中，依据辨识标的的不同可概括分为辨识生物的生理特征(如，指纹、瞳孔、人脸、声纹)辨识与行为特征(如，签名、语音)等类型的生物辨识系统，其中，辨识生理特征的生物辨识系统具有单一性、防伪程度高与便利等优点，且此技术已逐渐成熟而广泛地应用于个人的身分辨识与确认，因此广为消费者所接受。
现有指纹辨识装置中，依据指纹的扫描方式分为扫描指纹图案的光学式指纹辨识装置及侦测指纹纹路中的微量电荷的电容式指纹辨识装置，其中，电容式指纹辨识装置可再区分为被动式与主动式两种。
现有被动电容式的指纹辨识技术中，透过使用者的手指与指纹辨识装置间的寄生电容的交互关系，以达成微小电压差异的输出，但现有被动电容式指纹辨识装置极易因杂讯干扰而致使其辨识精确度不佳。现有主动电容式的指纹辨识技术中，通过输出脉波讯号至使用者的手指，再于手指接触区接收并辨识经手指传输的该脉波讯号，进而获得指纹资讯，故相比于被动电容式指纹辨识装置，主动电容式指纹辨识装置具有较高的抗杂讯能力及较佳的辨识精确度。
如图1所示，现有电容式指纹感测器(fingerprint sensor)的封装结构1于一基板10上设置一具有感测面11a的感测芯片11，再以封装胶体13包覆该感测芯片11并外露出该感测面11a，之后于该感测面11a与该封装胶体13上贴上一保护膜12以避免该感测芯片11损伤，最后进行切单制程。此此，使用者可通过触滑(swipe)该感测面11a上的保护膜12而令该感测芯片11感测指纹。
惟，现有封装结构1的制作中，于进行切单制程时，刀具(图未示)需切过该封装胶体13与该保护膜12等两种结构，致使刀具所受的摩擦力不同，因而阻碍切割的流畅性，故该封装结构1的边缘会有毛边R的问题。
因此，如何克服上述现有技术的问题，实已成目前亟欲解决的课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺失，本发明提供一种电子封装结构及其制法，而可避免该封装结构的边缘产生毛边的问题。
本发明的封装结构，包括：承载件；电子元件，其具有相对的感测面与非感测面，且该电子元件以该非感测面结合并电性连接该承载件；保护层，其形成于该电子元件的感测面上；以及封装层，其形成于该承载件上以包覆该电子元件与该保护层的侧面，且令该保护层的上表面外露出该封装层。
本发明还提供一种封装结构的制法，包括：提供至少一具有相对的感测面与非感测面的电子元件，且于该感测面上结合有一保护层；将该电子元件以该非感测面结合并电性连接一承载件；以及形成封装层于该承载件上以包覆该电子元件及该保护层的侧面，且令该保护层的上表面外露出该封装层。
前述的制法中，该电子元件的制程包括：提供一包含多个该电子元件的晶圆，且该保护层结合于该晶圆的整版面；以及进行切单制程，以获取多个具有该保护层的电子元件。
前述的制法中，该保护层的制程包括：形成第一绝缘层于该电子元件上，且该第一绝缘层中形成有多个凹部；以及形成第二绝缘层于该凹部中。
前述的制法中，还包括于形成该封装层后，进行切单制程。
前述的封装结构及其制法中，形成该保护层的材质为介电常数至少为9的聚合物。例如，该聚合物含氟或含氧化硅。
前述的封装结构及其制法中，该保护层包含具有第一介电常数的第一绝缘层及具有第二介电常数的第二绝缘层，且该第一介电常数不同于该第二介电常数。例如，该第一介电常数至少为9，且该第二介电常数低于9；或者，该第一绝缘层的位置对应该电子元件的感测像素，且该第二绝缘层的位置对应该电子元件的任两相邻感测像素之间的分隔位置。
由上可知，本发明的封装结构及其制法，主要通过先将该保护层结合于该电子元件上，再以该封装层包覆该电子元件，因而于后续切单制程中，刀具无需经过该保护层，故相比于现有技术，本发明的封装结构可避免其边缘产生毛边的问题。
此外，本发明的封装结构通过介电常数至少为9的聚合物作为该保护层，能增强讯号传导能力。
附图说明
图1为现有封装结构的剖面示意图；
图2A至图2E为本发明的封装结构的第一实施例的制法的剖面示意图；以及
图3A至图3C为本发明的封装结构的第二实施例的制法的剖面示意图；其中，图3B’为对应图3B的局部放大图，图3B”为对应图3B’的另一实施例的示意图。
符号说明:
1,2,3 封装结构
10 基板
11 感测芯片
11a,21a 感测面
12 保护膜
13 封装胶体
2a,3a 晶圆
20 承载件
21 电子元件
21b 非感测面
210 导电凸块
22,32 保护层
23 封装层
23a 第一表面
23b 第二表面
32a 第一绝缘层
32b 第二绝缘层
320 凹部
A 感测像素
B 分隔位置
S 切割路径
R 毛边。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
请参阅图2A至图2E，其为本发明的封装结构2的第一实施例的制法的剖面示意图。
如图2A及图2B所示，将一其上设有一保护层22的晶圆2a进行切单制程，以获取多个具有该保护层22的电子元件21。
于本实施例中，该晶圆2a包含有多个该电子元件21，且该保护层22于切单前结合于该晶圆2a的整版面。
又，该电子元件21为感测芯片，例如，一种用以侦测生物体电荷变化、温度差、压力等的感测芯片，更佳为指纹辨识芯片，该指纹辨识芯片为能通过该感测面21a所接收的电容差进行生物辨识。此外，该电子元件21具有相对的感测面21a与非感测面21b，其中，该感测面21a结合有该保护层22。
另外，形成该保护层22的材质为介电常数至少为9(即大于或等于9)的聚合物(polymer)，如含氟或含氧化硅的聚酰亚胺(polyimide，简称PI)或聚苯并恶唑(Polybenzoxazole，简称PBO)。
如图2C所示，将该电子元件21以该非感测面21b结合并电性连接一承载件20。
于本实施例中，该承载件20为具有核心层或无核心层(coreless)的线路结构，例如封装基板(substrate)，其具有线路层，如扇出(fan out)型重布线路层(redistributionlayer，简称RDL)。应可理解地，该承载件20也可为其它承载芯片的型式，如导线架(leadframe)、如晶圆(wafer)的半导体板、或其它具有金属布线(routing)的载板，并不限于上述。
此外，该电子元件21通过多个导电凸块210以覆晶方式电性连接该承载件20；或者，于其它实施例中，该电子元件21可通过焊线(图未示)以打线方式电性连接该承载件20。因此，对于该电子元件21电性连接该承载件20的方式并无特别限制。
如图2D所示，形成一封装层23于该承载件20上以包覆该电子元件21及该保护层22的部分表面(侧面)，使该电子元件21嵌埋于该封装层23中，且令该保护层22的部分表面(上表面)外露于该封装层23。
于本实施例中，该封装层23具有相对的第一表面23a及第二表面23b，该封装层23以其第二表面23b结合至该承载件20上，且令该保护层22的上表面外露于该封装层23的第一表面23a。
此外，形成该封装层23的材质为聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、干膜(dry film)、环氧树脂(epoxy)或封装材(molding compound)，但不限于上述。
又，形成该封装层23的方法以压合(laminating)方式或如模压成型(compressionmolding)、转注成型(transfer molding)等铸模成型(molding)方式所完成。
如图2E所示，沿如图2D所示的切割路径S进行切单制程。
据此，本发明的封装结构的制法中，先将该保护层22结合于该电子元件21上，再以该封装层23包覆该电子元件21，故于后续切单制程中，该切割路径S仅需经过该封装层23，而无需接触该保护层22，因而该封装结构2的边缘不会产生毛边。
此外，由于高介电常数聚合物的讯号传导能力相比于低介电常数聚合物更好，故本发明的封装结构2通过介电常数至少为9的聚合物作为该保护层22，能增强讯号传导能力。
请参阅图3A至图3C，其为本发明的封装结构3的第二实施例的制法的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于保护层的构造，其它结构大致相同，故以下仅详细说明相异处，而不再赘述相同处，特此述明。
如图3A所示，提供一其上设有一第一绝缘层32a且定义有多个电子元件的晶圆3a，其中，于该第一绝缘层32a中形成有多个凹部320。
于本实施例中，形成该第一绝缘层32a的材质为具有第一介电常数至少为9的聚合物(polymer)。
如图3B所示，形成一第二绝缘层32b于该些凹部320中，以令该第一与第二绝缘层32a,32b构成一保护层32。
于本实施例中，形成该第二绝缘层32b的材质为具有第二介电常数小于9(如4或低于4)的聚合物，且该第一介电常数不同于该第二介电常数，使该保护层32包含有不同介电常数的聚合物，亦即该保护层32可同时具有高介电常数的聚合物及低介电常数的聚合物。
此外，如图3B’所示，高介电常数的聚合物(该第一绝缘层32a)的位置对应该电子元件21的感测像素A，而低介电常数的聚合物(该第二绝缘层32b)的位置则对应该电子元件21的任两相邻感测像素A之间的分隔位置B，使该两绝缘层32a,32b交互(穿插)排设。应可理解地，于另一实施例中，如图3B”所示，可先于该晶圆3a上形成低介电常数的聚合物(即该第二绝缘层32b)，并使该凹部320外露出该感测像素A，之后形成高介电常数的聚合物(即该第一绝缘层32a)于该些凹部320中并覆盖该感测像素A。
又，该凹部320亦可延伸至该电子元件21中，以强化该保护层32的功能及其与电子元件21的结合。
如图3C所示，将具有该保护层32的晶圆3a进行切单制程，以获取多个具有该保护层32的电子元件21。接着，将该电子元件21结合并电性连接一承载件20。之后，形成一封装层23于该承载件20上以包覆该电子元件21，且令该保护层32的部分表面(上表面)外露出该封装层23。
因此，本实施例的封装结构3通过高介电常数的聚合物(该第一绝缘层32a)可提高来自于手指讯号强度以提高感测的准确性，而通过低介电常数的聚合物(该第二绝缘层32b)则可避免邻近感测像素A之间的感测讯号的干扰。
另外，当本发明的封装结构2,3应用于指纹感测器时，使用者将其手指碰触该保护层22,32，以利用电荷变化、温度差、压力等方式，使该感测面21a扫描其所接收到电容差，俾供如感测芯片的电子元件21作辨识。
本发明还提供一种封装结构2,3，包括一承载件20、一其上设有保护层22,32的电子元件21以及一封装层23。
所述的电子元件21具有相对的感测面21a与非感测面21b，该感测面21a结合该保护层22,32，且该电子元件21以其非感测面21b结合并电性连接该承载件20。
所述的封装层23形成于该承载件20上以包覆该电子元件21及该保护层22的部分表面(侧面)，且令该保护层22的部分表面(上表面)外露出该封装层23。
于一实施例中，形成该保护层22的材质为介电常数至少为9的聚合物。例如，该聚合物含氟或含氧化硅。
于一实施例中，该保护层32包含具有第一介电常数至少为9的第一绝缘层32a及具有第二介电常数低于9的第二绝缘层32b。例如，该介电常数至少为9的第一绝缘层32a的位置对应该电子元件21的感测像素A，且该介电常数低于9的第二绝缘层32b的位置对应该电子元件21的任两相邻感测像素A之间的分隔位置B。
综上所述，本发明的封装结构及其制法中，通过先将该保护层结合于该电子元件上，再以该封装层包覆该电子元件，故于切单制程后，该封装结构的边缘不会产生毛边问题。
此外，通过该保护层包含介电常数至少为9的聚合物，以增强讯号传导能力。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何所属领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (7)

1.一种封装结构，其特征为，该封装结构包括：
承载件；
电子元件，其具有相对的感测面与非感测面，且以该非感测面结合并电性连接该承载件；
保护层，其形成于该电子元件的感测面上，其中，该保护层包含具有第一介电常数的第一绝缘层及具有第二介电常数的第二绝缘层，该第一介电常数至少为9，且该第二介电常数低于9；以及
封装层，其形成于该承载件上以包覆该电子元件与该保护层的侧面，且令该保护层上表面外露出该封装层，
其中，该第一绝缘层的位置对应该电子元件的感测像素，且该第二绝缘层的位置对应该电子元件的任两相邻感测像素之间的分隔位置，使该第一绝缘层与该第二绝缘层交互排设。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征为，该聚合物含氟或含氧化硅。
3.一种封装结构的制法，其特征为，该制法包括：
提供至少一具有相对的感测面与非感测面的电子元件，且于该感测面上结合有一保护层，其中，该保护层包含具有第一介电常数的第一绝缘层及具有第二介电常数的第二绝缘层，该第一介电常数至少为9，且该第二介电常数低于9；
将该电子元件以该非感测面结合并电性连接一承载件；以及
形成封装层于该承载件上以包覆该电子元件及该保护层的侧面，且令该保护层的上表面外露出该封装层，
其中，该第一绝缘层的位置对应该电子元件的感测像素，且该第二绝缘层的位置对应该电子元件的任两相邻感测像素之间的分隔位置，使该第一绝缘层与该第二绝缘层交互排设。
4.根据权利要求3所述的封装结构的制法，其特征为，该聚合物含氟或含氧化硅。
5.根据权利要求3所述的封装结构的制法，其特征为，该电子元件的制程包括：
提供一包含多个该电子元件的晶圆，且该保护层结合于该晶圆的整版面；以及
进行切单制程，以获取多个具有该保护层的电子元件。
6.根据权利要求3所述的封装结构的制法，其特征为，该保护层的制程包括：
形成该第一绝缘层于该电子元件上，且该第一绝缘层中形成有多个凹部；以及
形成该第二绝缘层于该凹部中。
7.根据权利要求3所述的封装结构的制法，其特征为，该制法还包括于形成该封装层后，进行切单制程。
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