本發(fā)明系為一種電容式傳感器結(jié)構(gòu)、具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)以及電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，尤指應(yīng)用于指紋辨識(shí)的電容式傳感器結(jié)構(gòu)、具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)以及電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著可攜式裝置的普及，例如人手一支的智能型手機(jī)，許多重要信息都被整合加載其中，尤其是行動(dòng)支付的功能也即將被納入。因此，使用者對于可攜式裝置的存取安全性也就愈發(fā)重視。而利用使用者的生理特征辨識(shí)來確認(rèn)其真實(shí)身份的生物辨識(shí)(Biometrics)技術(shù)，便是一個(gè)逐漸被普遍應(yīng)用的技術(shù)手段。目前生物辨識(shí)技術(shù)的種類包括臉部、虹膜辨識(shí)、靜脈辨識(shí)以及指紋辨識(shí)等，而指紋辨識(shí)則是目前最為廣泛，也是最容易以低成本實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)技術(shù)。由于人的指紋到成年后就幾乎不會(huì)改變，而且每個(gè)人的指紋又幾乎是獨(dú)一無二的，完全相同的機(jī)率幾乎是微乎其微，因此相當(dāng)適合用來確認(rèn)使用者的真實(shí)身份。

指紋傳感器泛指一種能將指紋構(gòu)造轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的感測元件。一般指紋辨識(shí)技術(shù)中所使用的指紋傳感器的分辨率需要能達(dá)到可區(qū)別出指紋中相鄰兩條凸起紋(ridge)的能力，而兩條凸起紋(ridge)間距離約為300到500微米(μm)之間，凸起紋(ridge)與凹陷紋(valley)間的高低落差約為100到400微米之間。為能完成正確的辨識(shí)，指紋傳感器所擷取的指紋影像通常需要1平方公分的面積以及約500dpi的分辨率。

目前應(yīng)用于指紋傳感器的技術(shù)手段主要有光學(xué)式、電容式等，早期的指紋傳感器的技術(shù)多為光學(xué)式，其利用的是光學(xué)掃描方式，使用感光元件(電荷耦合器件(CCD)或金氧半影像傳感器(CMOS Image Sensor)來采集凸起紋及凹陷紋(valley)的灰階數(shù)字影像。但使用光學(xué)式指紋傳感器來進(jìn)行指紋辨識(shí)時(shí)，若手 指上有輕微傷痕或塵埃，便會(huì)有辨別錯(cuò)誤率較高的缺點(diǎn)。

至于電容式指紋傳感器，其主要是由感應(yīng)電路以及控制器電路組成，其中感應(yīng)電路是感應(yīng)電極形成的電容陣列，控制器電路則是用以驅(qū)動(dòng)該感應(yīng)電路而讀取其電容值變化。傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器的感應(yīng)電路以及控制器電路均由同一硅芯片(chip)實(shí)現(xiàn)，該硅芯片表面再設(shè)置有絕緣層。當(dāng)手指放在電容式指紋傳感器上時(shí)，指紋的凸起紋及凹陷紋(valley)與感應(yīng)電極間的距離不同，因而產(chǎn)生不同的感應(yīng)電容。如上所述，指紋傳感器所擷取的指紋影像通常需要1平方公分的面積，也就是說，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電容式指紋感應(yīng)器的硅芯片也需要1平方公分的面積。但是電路芯片的成本很大部份是來自其半導(dǎo)體芯片的面積與用以完成控制器電路所需的多道光罩高階工藝，因此傳統(tǒng)手段中用以完成指紋傳感器的硅芯片(chip)將會(huì)造成過大的成本負(fù)擔(dān)。如何發(fā)展一種可以設(shè)置到可攜式裝置或穿戴式裝置上的電容式指紋傳感器，實(shí)為目前迫切需要解決的問題，如何改善此一問題，便為發(fā)展本案的主要目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本案的主要目的在于提供一種電容式傳感器結(jié)構(gòu)，可解決習(xí)知技術(shù)手段成本過高的缺失，并且可以廣泛應(yīng)用于造型多變的穿戴式裝置或可攜式裝置，而且還可以維持相當(dāng)好的設(shè)計(jì)彈性。

為達(dá)上述目的，本案系提供一種電容式傳感器結(jié)構(gòu)，其包含：一基板；一多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基板中而構(gòu)成一無源感應(yīng)電路；以及一半導(dǎo)體芯片，其上完成有一控制器電路，該半導(dǎo)體芯片固設(shè)于該基板表面并與該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)完成電性連接。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器結(jié)構(gòu)，其中該基板的材料系為未經(jīng)摻雜的本征半導(dǎo)體材料、高純度氧化鋁精密陶瓷基板、封裝用的成型模材料、封裝用膠狀液體材料或是選自上述材料的堆疊。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器結(jié)構(gòu)，其中該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)系包含該無源感應(yīng)電路中的多條感應(yīng)電極與該等感應(yīng)電極間的介電材料，該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是以一重新分布層結(jié)構(gòu)所完成，該半導(dǎo)體芯片上所完成的該控制器電路系為一指紋感測控制器電路。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體芯片以覆晶的方式，透過至少一接線墊結(jié)構(gòu)來與該基板上的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)完成電性接觸，該半導(dǎo)體芯片與該基板之間更填充有一底部填充黏著層，該基板上更設(shè)置有至少一互連端子與一硬化金屬環(huán)。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體芯片以覆晶的方式，透過至少一接線墊結(jié)構(gòu)來與該基板上的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)完成電性接觸，該半導(dǎo)體芯片與該基板之間更填充有一底部填充黏著層，該基板上更設(shè)置有至少一直通基座穿孔來使該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與該半導(dǎo)體芯片達(dá)成電性導(dǎo)通，并在該基板的上表面上方更設(shè)置有一保護(hù)層，該保護(hù)層系由陶瓷黏著材料及/或硬式涂層材料來完成。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器結(jié)構(gòu)，其中該基板上更設(shè)置有至少一直通基座穿孔來使該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與該半導(dǎo)體芯片達(dá)成電性導(dǎo)通，該半導(dǎo)體芯片系以至少一打線來與該基板上的該直通硅晶穿孔完成電性接觸，并在該基板的上表面上方更設(shè)置有一保護(hù)層，該保護(hù)層系由陶瓷黏著材料及/或硬式涂層材料來完成。

本案的另一方面是提供一種具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)，其包含：一基板；一多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基板中而構(gòu)成一無源感應(yīng)電路；一電路板，其包含有一第一表面、一第二表面以及至少一直通穿孔，該基板設(shè)置于該第一表面上；以及一半導(dǎo)體芯片，其上完成有一控制器電路，該半導(dǎo)體芯片固設(shè)于該電路板的第二表面上并透過該直通穿孔而與該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)完成電性連接。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)，其中該基板的材料系為未經(jīng)摻雜的本征半導(dǎo)體材料、高純度氧化鋁精密陶瓷基板、封裝用的成型模材料、封裝用膠狀液體材料或是選自上述材料的堆疊。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)，其中該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)系包含該感應(yīng)電路中的多條感應(yīng)電極與該等感應(yīng)電極間的介電材料，該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是以一重新分布層結(jié)構(gòu)所完成，該半導(dǎo)體芯片上所完成的該控制器電路系為一指紋感測控制器電路。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體芯片以覆晶的方式，透過至少一接線墊結(jié)構(gòu)來與該電路板的該直通穿孔完成電性接 觸，該半導(dǎo)體芯片與該電路板之間更填充有一底部填充黏著層。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體芯片系以至少一第一打線來與該電路板上的該直通硅晶穿孔完成電性接觸，并以一保護(hù)結(jié)構(gòu)來將該第一打線、該半導(dǎo)體芯片加以包覆。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)，其中設(shè)置于該基板中的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)具有一外露打線區(qū)，其系利用一第二打線電性連接至該電路板的第一表面。

本案的再一方面系為一種電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，其包含：一基板；一多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基板中而構(gòu)成一無源感應(yīng)電路；一有機(jī)基板，該基板設(shè)置于該表面上；以及一半導(dǎo)體芯片，其上完成有一控制器電路，該半導(dǎo)體芯片固設(shè)于該有機(jī)基板的表面上并與該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)完成電性連接。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)基板具一第一表面與一第二表面，該基板設(shè)置于該第一表面上方，而該半導(dǎo)體芯片的一第三表面透過一在線薄膜固接于該基板，且該半導(dǎo)體芯片的一第四表面固接至該第一表面上，該基板中的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)系透過至少一第一打線電性連接至該第一表面，而該半導(dǎo)體芯片的該第三表面系透過至少一第二打線電性連接至該第一表面。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)基板具一第一表面與一第二表面，該基板設(shè)置于該第一表面上，而該半導(dǎo)體芯片以覆晶的方式，透過至少一接線墊結(jié)構(gòu)來與該有機(jī)基板的該第二表面完成電性接觸，該基板中的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)系透過至少一第一打線電性連接至該第一表面。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，其中該封裝基板為一可撓基板，具有一第一表面與一第二表面，該基板設(shè)置于該第一表面上，而該半導(dǎo)體芯片以覆晶的方式，透過至少一接線墊結(jié)構(gòu)來與該有機(jī)基板的該第二表面完成電性接觸，該基板中的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)系透過至少一第一打線電性連接至該第一表面。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，其中更包含一支撐用金屬板，設(shè)置在該半導(dǎo)體芯片的一側(cè)。

根據(jù)上述構(gòu)想，上述的電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，其中該封裝基板為一可 撓基板，具有一第一表面與一第二表面，該基板設(shè)置于該第一表面上，而該半導(dǎo)體芯片以覆晶的方式，透過至少一接線墊結(jié)構(gòu)來與該有機(jī)基板的該第一表面完成電性接觸，該基板中的該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)系透過至少一第一打線電性連接至該第一表面。

附圖說明

圖1a，其系本案為了改善習(xí)知技術(shù)缺失所發(fā)展出來關(guān)于電容式指紋傳感器的第一實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖1b，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式指紋傳感器的第二實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖1c，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式指紋傳感器的第三實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖2a，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖2b，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于具電容式傳感器的電路板結(jié)構(gòu)的第五實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖3a，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第六實(shí)施例示意圖。

圖3b，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第七實(shí)施例示意圖。

圖3c，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第八實(shí)施例示意圖。

圖3d，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第九實(shí)施例示意圖。

圖3e，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十實(shí)施例示意圖。

圖3f，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十一實(shí)施例示意圖。

圖3g，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十二實(shí)施 例示意圖。

圖3h，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十三實(shí)施例示意圖。

圖3i，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十四實(shí)施例示意圖。

圖3j，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十五實(shí)施例示意圖。

圖3k，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十六實(shí)施例示意圖。

圖3l，其系本案所發(fā)展出來關(guān)于電容式傳感器的封裝結(jié)構(gòu)的第十七實(shí)施例示意圖。

圖4a，其系本案所發(fā)展出來多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的構(gòu)造示意圖。

圖4b，其系為本案所發(fā)展出來多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的上視示意圖。

圖4c，其系本案所發(fā)展出來多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的再一構(gòu)造示意圖。

圖4d，其系本案所發(fā)展出來多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的又一構(gòu)造示意圖。

符號(hào)說明

電容式指紋傳感器 1、2、3

基板 10

多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu) 11

半導(dǎo)體芯片 12

底部填充黏著層 18

接線墊結(jié)構(gòu) 19

基板 20

多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu) 21

半導(dǎo)體芯片 22

保護(hù)層 27

底部填充黏著層 28

接線墊結(jié)構(gòu) 29

半導(dǎo)體芯片 32

絕緣黏著層 33

保護(hù)結(jié)構(gòu) 37

打線 39

基板 40

多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu) 41

半導(dǎo)體芯片 42

電路板 45

保護(hù)層 47

底部填充黏著層 48

接線墊結(jié)構(gòu) 49

半導(dǎo)體芯片 52

絕緣黏著層 53

保護(hù)結(jié)構(gòu) 57

打線 59

半導(dǎo)體芯片 62

絕緣黏著層 63

有機(jī)基板所完成的雙面薄基板 65

在線薄膜 66

保護(hù)結(jié)構(gòu) 67

半導(dǎo)體芯片 72

底部填充黏著層 78

接線墊結(jié)構(gòu) 79

基板 80

硬化金屬環(huán) 82

底部填充黏著層 83

背面保護(hù)層 86

硅基材 90

絕緣層 91

銅層 92

絕緣護(hù)層材料 93

打線 94

基材 95

半導(dǎo)體芯片 97

打線 99

介電材料 100

互連端子 101

硬化金屬環(huán) 102

上表面 109

介電材料 200

互連端子 201

直通基座穿孔 208

打線 408

打線區(qū) 409

外露打線區(qū) 411

打線 412

第一表面 451

第二表面 452

直通基座穿孔 458

硬化金屬環(huán) 502

互連端子 601

打線 621

上表面 651

下表面 652

打線區(qū) 809

直通硅晶穿孔 810

銅柱結(jié)構(gòu) 811

直通模穿孔 840

預(yù)焊結(jié)構(gòu) 841

黏膠層 842

雙面軟性電路板 850

金屬板 851

導(dǎo)線 921

第一組電極 931

第二組電極 932

導(dǎo)通孔 950

上表面 951

下表面 952

第一組電極 961

第二組電極 962

絕緣層 963

第一組電極 981

第二組電極 982

絕緣結(jié)構(gòu) 983

接線墊 9310、9320

具體實(shí)施方式

可以實(shí)現(xiàn)本案特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本案能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的申請專利范圍，且其中的說明及圖式在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱圖1a，其系本案為了改善習(xí)知技術(shù)缺失所發(fā)展出來關(guān)于電容式指紋傳感器1的第一實(shí)施例的構(gòu)造示意圖，本實(shí)施例主要包含有一基板10，其材料可以是未經(jīng)摻雜的本征半導(dǎo)體材料，例如硅，氧化鋁(Al₂O₃)，也可以是封裝用的成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)，或是選自上述材料的組合本發(fā)明得以使用陶瓷材料、封裝用的成型模材料(molding compound)、封裝用膠狀液體材料(liquid compound)或是封裝絕緣樹脂材料、涂料、合成纖維等復(fù)合材料作為基板，可增加產(chǎn)品制作的彈性。

由于電容式指紋傳感器1中的感應(yīng)電路(sensing circuit)為由多條感應(yīng)電極 與介電材料所交錯(cuò)形成的電容陣列，系屬于線寬限制較為寬松的無源電路(passive circuit)。因此，本實(shí)施例系于該基板10上設(shè)置該多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11，形成電容式指紋傳感器中感應(yīng)電路(sensing circuit)的感應(yīng)電極。而設(shè)置于該等感應(yīng)電極間的介電材料100則可以利用該基板10的材料本身或是該材料的再加工成品，例如，介電材料100可以是上述本征半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、封裝用的成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)，也可以是將硅進(jìn)行氧化后所得到的氧化硅材料，亦或是封裝絕緣樹脂材料、涂料、合成纖維等復(fù)合材料。由于此無源感應(yīng)電路主要就是由導(dǎo)線構(gòu)成，其中并不包括需要電源才能作動(dòng)的主動(dòng)電路，其制造成本較為低廉。

在一實(shí)施例中，多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11的制造可以的重新分布層(ReDistributionLayer，簡稱RDL)工藝作為主要技術(shù)手段。由于重新分布層(RDL)工藝通常僅需要三道光罩便可完成，也不需要在高硬件成本建置的大型晶圓廠才能進(jìn)行制造，相較于完成控制器電路所需的多道光罩高階工藝，其所需工時(shí)與復(fù)雜度可大幅下降，有利于產(chǎn)品成本的降低。在另一實(shí)施例中，多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11可以其它較低階的工藝作為主要手段形成，不限于重新分布層(RDL)工藝。

有別于多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11使用較低階的重新分布層(ReDistribution Layer，簡稱RDL)工藝，屬于主動(dòng)電路的電容式指紋傳感器中的指紋感測控制器電路(controller circuit)則可使用多道光罩的高階工藝，并形成于半導(dǎo)體芯片12上。而半導(dǎo)體芯片12則可以封裝至該基板10上，并透過半導(dǎo)體芯片12與基板10雙方所分別設(shè)置的接線墊結(jié)構(gòu)19進(jìn)行電性連接。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片12以覆晶(Flip Chip)的方式與該基板10上的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11完成電性連接，進(jìn)而共同構(gòu)成該電容式指紋傳感器，而且半導(dǎo)體芯片12與基板10之間填充有底部填充黏著層(Under-fill)18來確保其可靠度。另外，基板10上還可形成有互連端子(terminal for interconnection)101，多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11上可形成硬化金屬環(huán)(stiffener metal ring)102，其中互連端子(terminal for interconnection)101用以與外部電路板(本圖未示出)電性連接，而硬化金屬環(huán)(stiffener metal ring)102則作為封裝支撐與接地傳導(dǎo)路徑(ground path)之用。在本例中，由于多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11設(shè)置于在基板10的上表面109的下方，所以可以直接利用基板10的上表面109來當(dāng)作手指置放處。因此，此類可被稱為感應(yīng)面朝上(Face Up)的類型， 可以不需要另外的保護(hù)玻璃的設(shè)置，可有效地降低制造手續(xù)與成本。

如此一來，利用上述的制造技術(shù)與封裝結(jié)構(gòu)便可完成一個(gè)電容式指紋傳感器1，該電容式指紋傳感器1因?yàn)槔镁€寬限制較為寬松的無源電路(passivecircuit)完成設(shè)置于基板10上的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11，所以所需工時(shí)與復(fù)雜度可大幅下降，而且上下迭構(gòu)的方式還讓半導(dǎo)體芯片12與多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)11間信號(hào)傳輸路徑可以有效縮短，有利于維持信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

再請參閱圖1b，其系本案為了改善習(xí)知技術(shù)缺失所發(fā)展出來關(guān)于電容式指紋傳感器2的第二實(shí)施例的構(gòu)造示意圖，本實(shí)施例也是屬于感應(yīng)面朝上(Face Up)的類型，同樣包含有基板20，該基板20的材料可以是未經(jīng)摻雜的本征半導(dǎo)體材料，例如硅，氧化鋁(Al₂O₃)，也可以是封裝用的成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)，或是選自上述材料的組合。

本實(shí)施例中的感應(yīng)電路(sensing circuit)，也是由多條感應(yīng)電極與介電材料所交錯(cuò)形成的電容陣列。本實(shí)施例的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21設(shè)置于該基板20上，作為電容式指紋傳感器中感應(yīng)電路(sensing circuit)所需的感應(yīng)電極。而設(shè)置于該等感應(yīng)電極間的介電材料200同樣可以利用該基板20的材料本身或是該材料的再加工成品，例如，介電材料200可以是上述本征半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、封裝用的成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)，也可以是將硅進(jìn)行氧化后所得到的氧化硅材料。

多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21也是以重新分布層(ReDistribution Layer，簡稱RDL)工藝為主要技術(shù)手段形成的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，而本實(shí)施例的特點(diǎn)則是基板20中設(shè)有直通基座穿孔(Through-Bases Via，簡稱TBV)208來導(dǎo)通多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體芯片22，并在多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的上方另外設(shè)置有一保護(hù)層27，而該保護(hù)層27系由陶瓷黏著材料(Ceramic adhesive material)及/或硬式涂層材料(hard coating material)來完成，用以防止手指對下方電極可能產(chǎn)生的損壞。

至于接線墊結(jié)構(gòu)29、底部填充黏著層(Under-fill)28與互連端子(terminal for interconnection)201的設(shè)置與描述皆與第一實(shí)施例相同，故不再予以贅述，至于硬化金屬環(huán)(stiffener metal ring)則可因?yàn)楸Ｗo(hù)層27的設(shè)置而予以省略。如此一來，第二實(shí)施例的電容式指紋傳感器2同樣可降低所需工時(shí)與復(fù)雜度，而且 半導(dǎo)體芯片22與多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21間信號(hào)傳輸路徑同樣可以縮短到有利于維持信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

至于圖1c所示的第三實(shí)施例，與第二實(shí)施例間的差異則是從原本覆晶(Flip Chip)的方式，改成以打線(wire)39將半導(dǎo)體芯片32與基板20上的直通基座穿孔(Through-Bases Via，簡稱TBV)208電性連接，進(jìn)而與多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)21一起構(gòu)成電容式指紋傳感器3。并以成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)所形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)37包覆半導(dǎo)體芯片32與打線(wire)39。半導(dǎo)體芯片32與基板20間的連接材料則可以是單純的絕緣黏著層33。至于其它構(gòu)造則與前一個(gè)實(shí)施例大致相同，故不再贅述。另外，上述保護(hù)層27表面上可以透過印刷等方式來進(jìn)行的圖案點(diǎn)綴,只需以非導(dǎo)體的絕緣漆原料來進(jìn)行即可，在不影響電容式指紋辨識(shí)的條件下，可以提供設(shè)計(jì)者發(fā)揮的空間。

再請參見圖2a，其系將本案技術(shù)手段應(yīng)用到具有電容式指紋傳感器的電路板組裝的第四實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，保護(hù)層47、基板40與多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)41的組合與第一實(shí)施例及第二實(shí)施例的構(gòu)造系屬于同一概念，但是為了設(shè)置在電路板45的第一表面451上，本實(shí)施例改變?nèi)缦?，設(shè)置于基板40上的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)41系具有外露打線區(qū)411，并透過打線412而電性連接至電路板45上的信號(hào)線(圖未示出)而外接至外部電路(圖未示出)。半導(dǎo)體芯片42封裝至電路板45的第二表面452上，并透過半導(dǎo)體芯片42與電路板45雙方分別設(shè)置的接線墊結(jié)構(gòu)49電性連接。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片42以覆晶(Flip Chip)的方式與該電路板45上的信號(hào)線(圖未示出)電性連接，而且半導(dǎo)體芯片42與電路板45之間填充有底部填充黏著層(Under-fill)48來確保其可靠度。另外，電路板45中設(shè)有直通基座穿孔(Through-Bases Via，簡稱TBV)458用以導(dǎo)通兩個(gè)表面上的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體芯片42。如此將可以把電容式指紋傳感器與電路板整合在一模塊中，而電路板可以是硬式電路板(PCB)、軟式電路板(FPC)或是軟硬結(jié)合電路板(RFPC)。

再請參見圖2b，其系將本案技術(shù)手段應(yīng)用到具有電容式指紋傳感器的電路板組裝的第五實(shí)施例構(gòu)造示意圖。設(shè)置于基板40上的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)41仍具有外露打線區(qū)411，并透過打線412而電性連接至電路板45的第一表面451 上的信號(hào)線(圖未示出)而外接至外部電路(圖未示出)。其與第四實(shí)施例構(gòu)造不同處主要在于以成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquidcompound)所形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)57一次完整包覆打線412、半導(dǎo)體芯片52與打線(wire)59，僅露出手指按壓處。而半導(dǎo)體芯片52則可以是以覆晶(Flip Chip)的方式或是正面接合并以打線(wire)59來電性連接半導(dǎo)體芯片52與電路板45中的直通基座穿孔(Through-Bases Via，簡稱TBV)458，透過直通基座穿孔(Through-Bases Via，簡稱TBV)458再電性連接電路板45第一表面451上的信號(hào)線(圖未示出)以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)41。而半導(dǎo)體芯片52與電路板45間的絕緣黏著層53可以視采用覆晶(Flip Chip)或是正面接合的方式選用不同的材料。至于其它構(gòu)造則與前一個(gè)實(shí)施例大致相同，故不再贅述。保護(hù)結(jié)構(gòu)57上還可完成有硬化金屬環(huán)(stiffener metal ring)502，主要是用來作為封裝支撐與接地傳導(dǎo)路徑(ground path)之用。

再請參見圖3a，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到有機(jī)基板進(jìn)行封裝的第六實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，保護(hù)層47、基板40以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(本圖未示出)的組合與第一實(shí)施例及第二實(shí)施例的構(gòu)造系屬于同一概念，而半導(dǎo)體芯片62的下表面與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65的上表面651間的連接材料可以是單純的絕緣黏著層63，而半導(dǎo)體芯片62的上表面與基板40則是透過在線薄膜(Film Over Wire，簡稱FOW)66來進(jìn)行接合，而打線621部份被在線薄膜66包覆但最后從在線薄膜66穿出而電性接觸有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65的上表面651的導(dǎo)線(本圖未示出)。另外，多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)表面未被保護(hù)層47覆蓋的打線區(qū)409也是透過打線408電性接觸至有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65上的導(dǎo)線(本圖未示出)，而且可以使用成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)所形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)67包覆打線408、621以及打線區(qū)409及有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65的表面，僅露出保護(hù)層47以供手指按壓。至于有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65的底部則完成有互連端子(terminal for interconnection)601。保護(hù)層47可以是額外利用陶瓷接著劑(Ceramic adhesive)所完成的硬鍍層(hard coating)，當(dāng)然也可以是完成上述的保護(hù)結(jié)構(gòu)67時(shí)，利用同一材料來一起完成。

再請參見圖3b，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到 有機(jī)基板進(jìn)行封裝的第七實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第六實(shí)施例的差異點(diǎn)在于半導(dǎo)體芯片72系以覆晶的方式，透過雙方所分別設(shè)置的接線墊結(jié)構(gòu)79來與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65的下表面652間完成電性連接，并與基板40透過有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65上的導(dǎo)通透孔(本圖未示出)完成電性連接。而且半導(dǎo)體芯片72與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65的下表面652之間填充有底部填充黏著層(Under-fill)78來確保其可靠度，至于其它部份則大同小異，故不再贅述。同樣地，此例中的保護(hù)層47可以是額外利用陶瓷接著劑(Ceramic adhesive)所完成的硬鍍層(hard coating)，當(dāng)然也可以是完成上述的保護(hù)結(jié)構(gòu)67時(shí)，利用同一材料來一起完成。

再請參見圖3c，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到有機(jī)基板進(jìn)行封裝的第八實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第七實(shí)施例的差異點(diǎn)在于將基板40、與多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的外型構(gòu)造稍微進(jìn)行修改，本例中的基板80(作為前述基板40與多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的總稱)則是利用蝕刻技術(shù)來形成面積較大但厚度較小的打線區(qū)809，其余部份則與第七實(shí)施例相同，故不再贅述。其中保護(hù)層47可以是額外利用陶瓷接著劑(Ceramic adhesive)所完成的硬鍍層(hard coating)，當(dāng)然也可以是完成上述的保護(hù)結(jié)構(gòu)67時(shí)，利用同一材料來一起完成。

再請參見圖3d，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到有機(jī)基板進(jìn)行封裝的第九實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第七實(shí)施例的構(gòu)造很接近，主要的差異點(diǎn)在于改用直通硅晶穿孔(Through-Silicon Via，簡稱TSV)810與銅柱結(jié)構(gòu)811來取代原本的打線408，用以完成基板40上的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(本圖未示出)與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65間的電性連接。而且有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65可以是低價(jià)的雙層板，至于其它部份則與圖3b大同小異，故不再贅述。而原本圖3b中的保護(hù)層47則是改用與上述的保護(hù)結(jié)構(gòu)67的同一材料來完成。

再請參見圖3e，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第九實(shí)施例的構(gòu)造很接近，主要的差異點(diǎn)在于導(dǎo)入硬化金屬環(huán)(stiffener metal ring)82以及底部填充黏著層(Under-fill)83。另外，也是使用陶瓷接著劑(Ceramic adhesive)所完 成的硬鍍層(hard coating)來做為保護(hù)層47，至于有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65可以利用有機(jī)保焊劑(Organic Solderability Preservatives，簡稱OSP)雙面基板來完成。

再請參見圖3f，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十一實(shí)施例構(gòu)造示意圖，其與第十實(shí)施例的主要差異點(diǎn)在于將直通硅晶穿孔(Through-Silicon Via，簡稱TSV)810與銅柱結(jié)構(gòu)811改成直通模穿孔(Through Mold Via，簡稱TMV)840與預(yù)焊(Pre-Solder)結(jié)構(gòu)841。直通模穿孔(Through Mold Via，簡稱TMV)840將穿過以成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)所形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)67。而且保護(hù)結(jié)構(gòu)67與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65之間則利用黏膠層842來確保其接合的可靠度，至于其它部份則大同小異，故不再贅述。同樣地，此例中的保護(hù)層47可以是額外利用陶瓷接著劑(Ceramic adhesive)所完成的硬鍍層(hard coating)，當(dāng)然也可以是完成上述的保護(hù)結(jié)構(gòu)67時(shí)，利用同一材料來一起完成，至于有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65可以利用有機(jī)保焊劑(Organic Solderability Preservatives，簡稱OSP)雙面基板來完成。

再請參見圖3g，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十二實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第九實(shí)施例的構(gòu)造很接近，主要的差異點(diǎn)在于基板40以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)改以面朝下(face down)的方式進(jìn)行構(gòu)裝，其只需利用銅柱結(jié)構(gòu)811來與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65完成電性連接，至于其它部份則大同小異，故不再贅述。同樣地，此例中的保護(hù)結(jié)構(gòu)67時(shí)，是利用成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)來形成，至于有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65可以利用有機(jī)保焊劑(Organic Solderability Preservatives，簡稱OSP)雙面基板來完成。

再請參見圖3h，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十三實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第十實(shí)施例的構(gòu)造很接近，同樣具有硬化金屬環(huán)(stiffener metal ring)82以及底部填充黏著層(Under-fill)83。而主要的差異點(diǎn)在于基板40以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)改以面朝下(face down)的方式進(jìn)行構(gòu)裝，其只需利用銅柱結(jié)構(gòu)811來與有機(jī)基板所完成的雙面 薄基板65完成電性連接，至于其它部份則大同小異，故不再贅述。同樣地，此例中的保護(hù)層47可以是額外利用陶瓷接著劑(Ceramic adhesive)所完成的硬鍍層(hard coating)，當(dāng)然也可以是完成上述的保護(hù)結(jié)構(gòu)67時(shí)，利用同一材料來一起完成，至于有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65可以利用有機(jī)保焊劑(Organic Solderability Preservatives，簡稱OSP)雙面基板來完成。

再請參見圖3i，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十四實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第十一實(shí)施例的構(gòu)造很接近，同樣具有以成型模材料(molding compound)或封裝用膠狀液體材料(liquid compound)所形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)67，主要的差異點(diǎn)在于將基板40以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)改以面朝下(face down)的方式進(jìn)行構(gòu)裝，其只需利用銅柱結(jié)構(gòu)811來與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65完成電性連接，至于其它部份則大同小異，故不再贅述。至于有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65可以利用有機(jī)保焊劑(Organic Solderability Preservatives，簡稱OSP)雙面基板來完成。

再請參見圖3j，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十五實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第九實(shí)施例的構(gòu)造很接近，主要的差異點(diǎn)在于將有機(jī)基板所完成的有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65改以雙面軟性電路板(COF或RFPC)850等可撓基板來完成，以及在半導(dǎo)體芯片72下方設(shè)有支撐用金屬板851。至于其它部份則與圖3d大同小異，故不再贅述。

再請參見圖3k，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十六實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第十五實(shí)施例的構(gòu)造很接近，同樣以基板40以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)面朝下(face down)的方式，利用銅柱結(jié)構(gòu)811來與有機(jī)基板所完成的雙面薄基板65電性連接，不同處在于基板40與半導(dǎo)體芯片72都設(shè)在雙面軟性電路板850的同一側(cè)。至于其它部份則大同小異，故不再贅述。

再請參見圖3l，其系將本案技術(shù)手段所完成的電容式指紋傳感器應(yīng)用到雙面薄基板進(jìn)行封裝的第十七實(shí)施例構(gòu)造示意圖，基本上，其與第十六實(shí)施例的構(gòu)造很接近，同樣將基板40以及多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體芯片72都設(shè)在雙面軟性電路板850的同一側(cè)。主要的差異點(diǎn)在于將以陶瓷接著劑(Ceramic adhesive) 為材料的硬鍍層(hard coating)改用背面保護(hù)層(back side protection layer)86來取代。

至于圖4a、圖4b、圖4c及圖4d則分別表示出在基板上以重新分布層(RDL)工藝所完成的多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的構(gòu)造示意圖，其中圖4a中系于硅基材90(基板40)上形成氧化硅層的絕緣層91以及銅層92，然后在銅層92上設(shè)置有絕緣護(hù)層材料93，然后在絕緣護(hù)層材料93上面與中間的銅層92分別形成第一組電極931與第二組電極932，如此將可以制作出上述各實(shí)施例中多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)所完成的感應(yīng)電路，至于打線94可以與銅層92達(dá)成電性接觸，而打線99可以與第一組電極981達(dá)成電性接觸。當(dāng)然，多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的上方可以再覆蓋如前所述的保護(hù)層27，但在此圖未示出。

圖4b系為圖4a的上視示意圖，其中可以看出銅層92被定義成多條獨(dú)立的導(dǎo)線921，每條導(dǎo)線921與同一列的第二組電極932完成電性導(dǎo)通，而打線99與打線94則分別可以透過圖中外露的接線墊9310、9320來與第一組電極981與第二組電極982達(dá)成電性接觸。當(dāng)然，接線墊9310、9320也可以透過直通基座穿孔(Through-Bases Via，簡稱TBV)改設(shè)于硅基材90的另一面，用以滿足各種封裝需求的彈性。

圖4c則分別表示出在基板上完成多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的另一構(gòu)造示意圖，其中系于基材95(基板40)上表面951以間距50微米來交錯(cuò)形成第一組電極961與第二組電極962，第一組電極961與第二組電極962可利用絕緣層963予以隔開，而透過穿過基材95的導(dǎo)通孔950，便可將第一組電極961與第二組電極962與基材95下表面952上的半導(dǎo)體芯片97達(dá)成電性連接。

圖4d則表示出在基板上完成多層導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的再一構(gòu)造示意圖，其中系于基材95(基板40)上表面951以間距50微米來交錯(cuò)形成第一組電極981與第二組電極982，第一組電極981與第二組電極982可利用絕緣結(jié)構(gòu)983予以隔開，至于打線99可以與第一組電極981或第二組電極982電性連接。

為了能應(yīng)用到其它的裝置上?；逡部梢允强蓳系幕?，例如可撓式薄基板(thin substrate)、軟性電路板(Flexible Printed Circuit board,簡稱FPC)或是由可撓玻璃基材制成的基板，如此將可廣泛應(yīng)用到穿戴式裝置上。

綜上所述，本案可解決習(xí)知技術(shù)手段成本過高的缺失，并且可以廣泛應(yīng)用 于造型多變的穿戴式裝置或可攜式裝置，而且還可以維持相當(dāng)好的設(shè)計(jì)彈性。另外，本案得由熟知此技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附權(quán)利要求所欲保護(hù)者。