封裝結構的制作方法

本實用新型涉及超聲波指紋傳感器，具體涉及一種用于超聲波指紋傳感器的封裝結構。

背景技術：

現有的超聲波傳感器的封裝結構包括基板、控制芯片及超聲波探頭，控制芯片與基板連接，并與基板配合共同控制超聲波探頭。控制芯片通過硅通孔技術與基板連接，制造成本高封裝結構。

技術實現要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種封裝結構。

本實用新型實施方式的封裝結構用于超聲波指紋傳感器，其包括基板、控制芯片、連接線、超聲波探頭及封裝材料。所述控制芯片設置在所述基板上。所述連接線通過打線技術連接所述控制芯片及所述基板。所述超聲波探頭設置在所述控制芯片上，所述超聲波探頭用于在所述基板及所述控制芯片的控制下發射超聲波并檢測反射回來的超聲波。所述封裝材料通過模壓技術覆蓋所述基板、所述控制芯片及所述連接線并固定所述超聲波探頭。

上述封裝結構中，由于將打線技術及模壓技術應用于連接線及封裝材料，可以提高封裝效率，降低成本。

在某些實施方式中，所述基板包括基板頂面，所述控制芯片包括與所述基板頂面配合的芯片底面。所述封裝結構包括連接所述基板頂面及所述芯片底面的第一粘膠層。

在某些實施方式中，所述控制芯片在所述基板頂面的正投影落在所述基板頂面內。

在某些實施方式中，所述基板包括基板頂面與所述基板頂面相背的基板底面，所述基板包括形成于所述基板頂面的第一連接電極和形成于所述基板底面的第三連接電極，所述基板內形成預定電路以預定的方式連接所述第一連接電極及所述第三連接電極以實現預定功能。

在某些實施方式中，所述第三連接電極為觸點陣列封裝焊墊。

在某些實施方式中，所述超聲波探頭包括壓電層、發射極點及接收極線。所述壓電層由壓電柱陣列構成。所述發射極點形成于所述壓電層下方，每個所述發射極點與對應的一根所述壓電柱連接。所述接收極線形成于所述壓電層上方，每條所述接收極線與對應的一行所述壓電柱連接。

在某些實施方式中，所述發射極點設置有探頭連接電極。所述控制芯片包括芯片頂面，所述控制芯片包括形成于所述芯片頂面的第四連接電極。所述探頭連接電極與所述第四連接電極對應連接。

在某些實施方式中，所述超聲波探頭采用倒裝芯片安裝技術與所述控制芯片貼合。

在某些實施方式中，所述超聲波探頭包括遠離所述基板的探頭頂面，所述封裝材料與所述探頭頂面齊平。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本實用新型實施方式的封裝結構的平面示意圖。

圖2是本實用新型實施方式的基板的平面示意圖。

圖3是本實用新型實施方式的控制芯片的平面示意圖。

圖4是本實用新型實施方式的超聲波探頭的平面示意圖。

圖5是本實用新型實施方式的封裝結構的另一平面示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步說明。附圖中相同或類似的標號自始至終表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。

另外，下面結合附圖描述的本實用新型的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型的實施方式，而不能理解為對本實用新型的限制。

請參閱圖1，本實用新型實施方式的封裝結構10包括基板12、控制芯片14、連接線16、超聲波探頭18及封裝材料11。控制芯片14設置在基板12上。連接線16通過打線技術連接控制芯片14及基板12。超聲波探頭18設置在控制芯片14上，超聲波探頭18用于在基板12及控制芯片14 的控制下發射超聲波并檢測反射回來的超聲波。封裝材料11通過模壓技術覆蓋基板12、控制芯片14及連接線16并固定超聲波探頭18。

本實用新型實施方式的封裝結構10將打線技術及模壓技術應用于連接線16及封裝材料11，可以提高封裝效率，降低成本。

在某些實施方式中，基板12可以是印刷電路板或者是形成有電路的硅基底。

在某些實施方式中，基板12包括基板頂面122，控制芯片14包括與基板頂面122配合的芯片底面142。封裝結構10包括連接基板頂面122及芯片底面142的第一粘膠層13。

也即是說，控制芯片14通過第一粘膠層13固定在基板12上，如此，結構簡單，便于加工，可以進一步降低成本。同時，采用膠粘的連接方式能夠使控制芯片14與基板12固定連接占用的空間較小，進而使得封裝結構10的體積更小。

在某些實施方式中，控制芯片14與基板12也可以采用其他方式連接，或者通過封裝材料11使控制芯片14與基板12緊密貼合。

在某些實施方式中，第一粘膠層13為富馬酸二烯丙酯膠或液態非導電膠。

如此，第一粘膠層13具有良好的粘接性能，進而使得控制芯片14與基板12粘接的穩定性更高。同時大批量生產中使用上述類型的膠粘接控制芯片14與基板12的成本較低，從而降低了封裝結構10的封裝成本。

在其他實施方式中，第一粘膠層13的材料不限于上述討論的實施方式，也可以根據實際情況設置。

在某些實施方式中，控制芯片14在基板頂面122的正投影落在基板頂面122內。

如此，封裝材料11可以與基板頂面122接觸，從而提高封裝材料11 的封裝強度。

在某些實施方式中，基板12及控制芯片14可以基本呈矩形片狀。控制芯片14的尺寸小于基板12的尺寸，控制芯片14對齊設置在基板12的中心位置，因此，控制芯片14在基板頂面122的正投影落在基板頂面122 內。

在某些實施方式中，電路基板12包括形成于基板頂面122的第一連接電極124。電路芯片14包括遠離電路基板12的芯片頂面146，電路芯片 14包括形成于芯片頂面146的第二連接電極144。第一連接電極124與第二連接電極144通過連接線16連接。

如此，使得電路基板12與電路芯片14的電路得以連通。由于采用連接線16的連接方式，使得第一連接電極124與第二連接電極144不需要設置在特定位置以便于電路基板12與電路芯片14之間的電連接，進而使得電路基板12及電路芯片14的電路設計比較簡單，降低了電路設計成本，提高設計效率。

在某些實施方式中，第一連接電極124與第二連接電極144采用打線的方式連接。

具體地，第一連接電極124與第二連接電極144通過打線機使用金屬打線的方式連接。如此，便于實現第一連接電極124與第二連接電極144 之間的快速電連接，進而提高第一連接電極124與第二連接電極144之間的連接效率，降低連接成本。

請參閱圖2，在某些實施方式中，電路基板12包括與基板頂面122相背的基板底面126，電路基板12包括形成于基板底面126的第三連接電極 128，電路基板12內形成預定電路以預定的方式連接第一連接電極124及第三連接電極128以實現預定功能。

如此，電路基板12為外部電路(圖未示)提供連接的連接點，從而外部電路可以通過第三連接電極128與電路基板12連接，也即是第三連接電極 128的設置使得封裝結構10可以與外部電路連接。

在某些實施方式中，第三連接電極128為觸點陣列封裝焊墊(Land Grid Array，LGA)。

如此，第三連接電極128與外部電路之間的電連接適用于表面貼裝技術工藝。因此電路基板12與外部電路的可以通過觸點連接，避免使用焊接的方式連接，進而便于封裝結構10的安裝、拆卸及更換。

在某些實施方式中，第三連接電極128設置在基板12內，第三連接電極128遠離基板12的側面128a與基板底面126齊平。

可以理解，第三連接電極128與基板底面126的位置關系可以根據實際情況設置，而不限于上述討論的實施方式。

請參閱圖4及圖5，在某些實施方式中，超聲波探頭18包括壓電層182、發射極點184及接收極線186。壓電層182由壓電柱182a陣列構成。發射極點184形成于壓電層182下方，每個發射極點184與對應的一根壓電柱 182a連接。接收極線186形成于壓電層182上方，每條接收極線186與對應的一行壓電柱182a連接。

如此，發射極點184可以單獨對某一根壓電柱182a進行激發，避免行激發多個壓電柱182a而產生較大的側向噪聲，進而確保超聲波探頭18能夠更準確地識別指紋。同時由于點激發的功率較小，因而超聲波探頭18的能耗較小。此外，當發射極點184與控制芯片14進行粘接時，可以通過點對點的粘接。

在某些實施方式中，壓點柱182a之間設置有隔離層188，隔離層188 為環氧樹脂材質。

如此，利用絕緣材料將壓電柱182a之間的間隙進行填充，可以防止壓電柱182a之間對超聲波發射和接收過程產生影響，進而減少側向噪聲。

在某些實施方式中，發射極點184為合金層184a，合金層184a的材料可以為銅、鎳或銀等金屬材料制成。

如此，使得發射極點184具有較好的導電性能。

在某些實施方式中，發射極點184包括設置在合金層184a下方的金屬墊塊184b。

如此，金屬墊塊184b墊高整個超聲波探頭18，便于發射極點184與控制芯片14連接。

請參閱圖3，在某些實施方式中，發射極點184設置有探頭連接電極(圖未示)。控制芯片14包括芯片頂面146，控制芯片14包括形成于芯片頂面 146的第四連接電極(圖未示)；探頭連接電極與第四連接電極對應連接。

如此，便于實現超聲波探頭18與控制芯片14實現緊密貼合，進而實現穩定的電連接。

請參閱圖5，在某些實施方式中，第四連接電極設置在控制芯片14內，控制芯片14在第四連接電極的上方形成有孔，探頭連接電極嵌設在孔內。

如此，便于超聲波探頭18的探頭連接電極與第四連接電極之間的連接。

可以理解，在其他實施方式中，第四連接電極與控制芯片14的位置關系可以根據實際情況設置，而不限于上述討論的實施方式。

在某些實施方式中，控制芯片14內形成預定電路以預定的方式連接第二連接電極144及第四連接電極以實現預定功能。

如此，控制芯片14為超聲波探頭18提供連接的連接點，從而超聲波探頭18可以通過第四連接電極連接控制芯片14。

在某些實施方式中，控制芯片14可以是專用集成電路，用于控制超聲波探頭18。

在某些實施方式中，超聲波探頭18采用倒裝芯片安裝技術與控制芯片 14貼合。

如此，使得超聲波探頭18與控制芯片14能夠更好地貼合、占用的空間更小，進而減小了封裝結構10的體積。同時確保超聲波探頭18與控制芯片14之間的電連接穩定性更高。

請參閱圖1，在某些實施方式中，封裝結構10包括第二粘膠層15，第二粘膠層15將超聲波探頭18粘接在控制芯片14上。

如此，使得超聲波探頭18與控制芯片14更緊密貼合，并穩固地固定在控制芯片14上。

在某些實施方式中，第二粘膠層15與第一粘膠層13的材料一致，以便于封裝結構10的封裝，并降低粘接成本。

在某些實施方式中，超聲波探頭18包括遠離基板12的探頭頂面181，封裝材料11與探頭頂面181齊平。

如此，減少了超聲波探頭18與外界接觸，進而起到保護超聲波探頭 18的作用。

在某些實施方式中，封裝結構10呈長方體狀，進而使得結構更加緊湊。可以理解，封裝結構10的形狀可以根據實際情況設置，而不限于上述實施方式討論的形狀。

在某些實施方式中，封裝材料11為環氧樹脂。

由于環氧樹脂對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定等特點。如此，封裝材料11使用環氧樹脂作為填充介質，便于封裝超聲波傳感器結構10并使得封裝結構更加穩定。

在某些實施方式中，封裝材料11的材料也可以為其它非導電性材料同時也可以是其他非壓電性材料。

可以理解，封裝材料11的材料可以根據實際情況設置，而不限于上述討論的實施方式。

在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。