[发明专利]一种电容式指纹传感器芯片及其封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体指纹传感器，特别涉及一种电容式指纹传感器芯片及其封装结构。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，近年来，移动银行、手机钱包、网络购物等电子商务业务在智能移动设备上的应用日趋广泛。相对的，公众对于集成的电子元器件性能以及网络信息安全的要求也越来越高。指纹由于具有唯一性和稳定性而使其成为个人身份识别的一种有效手段。指纹传感器有很多种类型，目前主流的有三种类型：光学取像指纹传感器、晶体电容式（或者压感式）指纹传感器和超声波取像指纹传感器。光学设备取像是利用全反射原理并使用CCD器件来获取指纹图像，效果较好、器件本身耐磨损但成本高、体积大，不适用于集成度要求很高的移动终端上。超声波取像直接扫描真皮组织，积累在皮肤表面的赃物或油脂对获得图像影响不大，但器件成本极高，目前没有成熟的产品市场。晶体电容式指纹传感器生产采用标准CMOS技术，获取图像质量比较好（可以通过软件调整来改善增益的图像质量）且体积和功耗都比较小，成本相对于另2种传感器低廉很多。只有耐损方面性能逊色，因此在电容式指纹触感器芯片封装前，需在面阵表面镀一层保护薄膜，薄膜可以采用物理溅射方式或者涂层方式附着在芯片面阵表面，既能保护芯片面阵不易受磨擦损坏又起到抗电压（静电）作用。

附图1是目前现有的电容式指纹传感器芯片结构俯视图，其分为面阵区域101和PAD（管脚）区域102。如图所示，两个区域在同一个表面上。当需要采集指纹时，手指按压在面阵区域101上，构成了电容（电感）的一面，另一面由成千上万个电子元器件组成。由于手指平面凹凸不平，凸点与凹点接触面阵的实际距离不同，电容（电感）也就不一样，根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。信号引线112和接地引线（GND）111均通过PAD区域的管脚引出焊接到封装结构中。附图2是现有的电容式指纹传感器芯片封装结构示意图。一般先将指纹传感器21通过粘合剂固定在基板22上。然后将指纹传感器21的PAD区域的管脚用金线焊接的方式连接到基板22的管脚上，形成电路相通。最后将金属板盖和基板22的正面贴合，侧面四周用粘合剂固定，完成封装。

由于电容式指纹传感器芯片在封装前需要镀一层保护薄膜，保护面阵区域101，但同时又不能影响到PAD区域102的管脚，因此在镀膜前需在PAD区域102覆盖一层光刻胶。一般光刻胶的材料为高分子光敏材料，待指纹传感器芯片镀膜完后，先用光照射在指纹传感器芯片表面使光刻胶分子分散、化解，再用清洗剂冲洗，把胶彻底洗掉。如此一来在生产电容式指纹传感器芯片的过程中就要增加好几道工艺步骤，也产生了额外的生产成本，同时易造成生产良率的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低生产成本，提高生产效率的电容式指纹传感器芯片，以及应用于该芯片的封装结构。

为达成上述目的，本发明提供一种电容式指纹传感器芯片，其包括指纹感测单元以及引脚单元。其中，所述指纹感测单元包括用于接受手指按压的面阵区域和多个电容式的感测元件，所述指纹感测单元检测各所述感测元件与手指之间电容；所述引脚单元用于将所述指纹感测单元的检测信号输出至外部电路；其中，所述面阵区域与所述引脚单元位于所述电容式指纹传感器芯片的不同表面，且所述引脚单元所处的表面与所述面阵区域所处的表面相互垂直。

优选地，所述引脚单元包括信号引脚和接地引脚，其中所述面阵区域、所述信号引脚和所述接地引脚分别位于所述电容式指纹传感器芯片相互垂直相交的三个表面。

优选地，所述指纹感测单元镀有保护膜。

本发明还提供了一种应用于上述电容式指纹传感器芯片的封装结构，其包括基板，连接板以及金属壳体。其中所述基板具有用于与所述电容式指纹传感器芯片贴合的载置面；所述连接板垂直连接于所述基板，其对应于所述接脚单元的位置设有键合指；所述金属壳体组装于所述连接板，用于包覆所述基板、连接板及所述电容式指纹传感器芯片。

优选地，所述引脚单元包括信号引脚和接地引脚，其中所述面阵区域、所述信号引脚和所述接地引脚分别位于所述电容式指纹传感器芯片相互垂直相交的三个表面。所述连接板包括相互垂直的第一连接板和第二连接板，所述第一连接板对应于所述信号引脚的位置设有第一键合指，所述第二连接板对应于所述接地引脚的位置设有第二键合指。

优选地，所述金属壳体通过卡合结构可拆卸地组装于所述连接板，所述卡合结构包括位于所述连接板上的卡槽以及位于所述金属壳体的卡勾。

优选地，所述连接板顶部具有水平向内延伸、用于抵接所述电容式指纹传感器芯片的限制部。