一種用于指紋傳感器感應(yīng)層的介電復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于指紋傳感器感應(yīng)層的介電復(fù)合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在目前典型的指紋傳感器的封裝結(jié)構(gòu)中包含硅晶片，其上形成感應(yīng)電極和相關(guān)電 路。指紋傳感器(Finger Print Sensor，簡寫FPS)的功能是感應(yīng)用戶手指皮膚的脊(Ridge， 即凸起紋路)和谷(Valley，即凹陷紋路)在電容電場中的相對距離，生成準(zhǔn)確的指紋的脊和 谷的紋路圖像。為了保證傳感器的精度，用戶手指與硅晶片表面之間的距離不能太大；當(dāng)手 指與硅晶片表面距離拉大的時候，電場強(qiáng)度降低，傳感器的感測精度變差，無法正確讀取用 戶指紋。因此，指紋傳感器要求硅晶片的感應(yīng)電極與手指之間的介電材料保護(hù)層厚度盡量 薄。
[0003] 然而，指紋傳感器必須具備很高的可靠性，為了避免受到環(huán)境(潮氣、汗水、電解質(zhì) 污染等）、靜電和機(jī)械破壞的影響，要求硅晶片表面的保護(hù)層或者包封層必須盡量滿足一定 的厚度。目前完全包封硅晶片的標(biāo)準(zhǔn)集成電路（1C)封裝方式中，硅晶片覆蓋的封裝材料厚 度一般為30~2000μπι，顯然指紋傳感器的電場無法穿過這樣厚的包封層，因而無法對指紋 進(jìn)行識別。指紋傳感器的感測精度與可靠性要求之間存在著矛盾，亟需一種可以兼顧器件 可靠性和感應(yīng)精度，同時又是制備簡單、低成本的包封方式和包封材料。
[0004] 在現(xiàn)有的技術(shù)中，大多數(shù)指紋傳感器往往采用不完全包封的方式(見圖3)，即包封 材料僅僅包裹和保護(hù)住硅晶片上的觸點及鍵合金線，而傳感器晶片與用戶手指直接發(fā)生接 觸的感應(yīng)區(qū)是暴露的，僅僅使用厚度很小的保護(hù)薄層來避免晶片受靜電、機(jī)械損傷等破壞。 世界專利 W02003098541、美國專利 US6091082、US6114862、US6515488、歐洲專利EP1256899 等介紹了使用氮化硅、碳化硅、氧化鋁等材料薄層應(yīng)用于傳感器晶片的保護(hù)，同時作為介電 材料層。但是，由于加工方法的限制（往往使用CVD,Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相 沉積法），上述保護(hù)薄層的厚度一般僅有數(shù)百納米~4微米之間，無法超過10微米，無法抵抗 長時間機(jī)械磨損等，從而不能為傳感器晶片提供足夠的靜電保護(hù)和環(huán)境防護(hù)。
[0005] 另有一些技術(shù)嘗試使用透明或者半透明的電容透鏡(Capacitive Lens)包封硅晶 片的封裝方式，同時兼顧器件可靠性和感應(yīng)精度(見圖2)。這些封裝方式有些已經(jīng)應(yīng)用在實 際產(chǎn)品中。美國專利US5887343、世界專利W020111304093、W02010120646等介紹了使用介電 常數(shù)大于5且小于20的透明或者半透明材料，包括Kap ton(聚酰亞胺）、電氣玻璃 (electrical glass,3.8~14.5)、攝影玻璃(photographic glass 7.5)、派勒克斯耐熱玻 璃(pyrex glass,4.6~5.0)、窗玻璃(7·6)、云母(4·0~9.0)尼龍(3.24~~22.4)，制成薄 片狀的電容透鏡，使用環(huán)氧樹脂(Epoxy)或者亞克力(Aery lie)粘合劑貼附到娃晶片，厚度 可以達(dá)到40~100微米。蘋果公司的專利W02013173773公布并且在手機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品 中開始工業(yè)化應(yīng)用的是各向異性的藍(lán)寶石作為電容透鏡材料，使用粘合劑與硅晶片進(jìn)行貼 附，厚度可以達(dá)到40~200微米。
[0006]透鏡封裝的指紋傳感器在1C包封制程之外，需要額外增加電容透鏡的預(yù)切割、粘 貼等包封工序，導(dǎo)致傳感器封裝過程特別復(fù)雜，因而其制造成本高。
[0007] 總之，現(xiàn)有的包封硅晶片的技術(shù)都需要復(fù)雜的封裝制造過程，成本高，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于指紋傳感器感應(yīng)層的介電復(fù) 合材料。
[0009] 本發(fā)明的第二個目的是提供一種用于指紋傳感器感應(yīng)層的介電復(fù)合材料的制備 方法。
[0010] 本發(fā)明技術(shù)方案概述如下：
[0011] 用于指紋傳感器感應(yīng)層的介電復(fù)合材料，按質(zhì)量百分比由下述組分制成：
[0012] 環(huán)氧樹脂4 % _20份％，酚醛樹脂0.2 %-10 %，第一類介電的無機(jī)填料35.27 %-90 %，第二類介電的無機(jī)填料2 % -60 %，固化劑0.01 % -5 %，粘合力促進(jìn)劑0.01 % -5 %，脫 模劑0·01 %-3%和阻燃劑0·5%-10%。
[0013] 環(huán)氧樹脂選自：牌號為EP01431310、EP01441310、EP01451310、EP01551310、 EP01661310、EP01671310或EP01691410所示的雙酚A型環(huán)氧樹脂；或牌號為YDF-161、YDF-161H、YDF-162、YDF-165、YDF-170、YDF-175、YDF-175S、YDF-2001、YDF-2004、DER354、 NP0N862、NP0N863、EPICL0N830、EPICL0N830S、EPICL0N830LVP、EPICL0N835或EPICL0N835LV 所示的雙酚 F 環(huán)氧樹脂；或牌號為 ST-1000、ST-3000、ST-4000D、ST-40100D、ST-5080、ST-5100或EP0NEX1510所示的氫化雙酸A型環(huán)氧樹脂;或牌號為F-44，F(xiàn)-52或F-48所示的苯酚甲 醛環(huán)氧樹脂；或牌號為FJ-47或FJ-43所示的甲酚甲醛環(huán)氧樹脂；或牌號為PGCN-700-2、 PGCN-700-3、PGCN-701、PGCN-702、PGCN-703、PGCN-704L、PGCN-704ML、PGCN-704、PGCN-700-2S、PGCN-700-3S、PGCN-701S、PGCN-702S、PGCN-703S、PGCN-704S、JF-43、JF-45、JF-46、CNE-195乂1^、1(1-3000，1(1-5000所示的鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂 ；或牌號為￥乂-4000!1，￥乂-40001(、 ￥父4000!1/1(、￥1^6121!1、￥1^6677、￥乂7399、￥1^6640所示的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂 ；或雙（2,3-環(huán)氧基環(huán) 戊基)醚、3,4_環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酸-3'，4'_環(huán)氧基-6'-甲基環(huán)己基甲酯、乙烯基環(huán)己 烯二環(huán)氧化合物、3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲酸-3 '，4 環(huán)氧基環(huán)己基甲酯、二異戊二烯二環(huán)氧化 合物、己二酸二（3,4_環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酯）、二環(huán)戊二烯二環(huán)氧化合物、四氫鄰苯二 甲酸二縮水甘油酯、環(huán)己烷-1，2-二羧酸二縮水甘油酯、4,5_環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二縮水甘 油酯、雙（（3，4_環(huán)氧環(huán)己基）甲基）己二酸酯、1，2_環(huán)氧-4-乙烯基環(huán)己烷、3,4_環(huán)氧環(huán)己基 甲基甲基丙烯酸酯、1，4_環(huán)己烷二甲醇雙(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷甲酸）酯、3-環(huán)氧乙烷基7-氧雜 二環(huán)[4.1.0]庚烷至少一種。
[0014] 酚醛樹脂選自：牌號為2130、2127、2124、2123、2402、65-180,65-200、卩-180、卩-200、!1-1、!1-4或冊-謂所示的普通酚醛樹脂 ；或牌號為腿!1-78515，]\^!1-7851-3!1、]\^!1-78521 或MEH-7853-SS所示的聯(lián)苯型酚醛樹脂；或牌號為TXN-203所示的對叔辛基苯酚甲醛樹脂； 或牌號為2402所示的對叔丁基苯酚甲醛樹脂;或牌號為TKM-0、SP1077、T6000或T3100所示 的環(huán)氧改性烷基酚醛樹脂；或牌號為SP6600(SP6700+HMT)、SP6700、SL2201、SL2202、 1^^12686、？?11-(：、!111111995，？?221、？?222、？?223所示的腰果油改性烷基酚醛樹脂 ;或牌號 為 SP6601(SP6701+HMT)、SP6701、SL2101、SL2102、Durezl3355、PFM-T、HRJ12532所示的妥爾 油改性烷基酚醛樹脂;或牌號為202、R17152、SP-1044或SP-10458所示的羥甲基對辛基苯酚 甲醛樹脂；或牌號為201、SP-1055、SP-1056、Tackind250或P-124所示的溴化羥甲基對辛基 苯酚甲醛樹脂;或牌號為101所示的羥甲基對叔丁基苯酚甲醛樹脂;或牌號為PF-231所示的 環(huán)氧改性酚醛樹脂至少一種。
[0015] 第一類介電的無機(jī)填料優(yōu)選為:最大粒徑〈100μL?，同時平均粒徑介于0.8μηι至50μηι 之間的鈦酸鋇、鈦酸銅1丐、鈦酸1丐和鈦酸鎖鋇至少一種。
[0016] 第二類介電的無機(jī)填料優(yōu)選為:最大粒徑〈100μπι，同時平均粒徑介于0.8μηι至50μηι 之間的二氧化鈦、三氧化二鋁、二氧化硅、氮化硼、碳酸鈣和云母至少一種。
[0017] 固化劑選自：乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六 胺、哌嗪、Ν-氨乙基哌嗪、Ν-羥乙基哌嗪、間苯二胺、鄰苯二胺、二氨基二苯基甲烷、異氟爾酮 二胺、1，3_雙(氨甲基)環(huán)己烷、4,4_二氨基二環(huán)己基甲烷、乙二胺雙馬來酰亞胺、己二胺雙 馬來酰亞胺、間苯二胺雙馬來酰亞胺、對氨基苯酚馬來酰亞胺、二氨基二苯砜、二氮雜萘酮、 鄰苯二甲酸酐、