本實用新型涉及一種生物辨識裝置，特別是涉及一種指紋辨識裝置的封裝結構。

背景技術：

所謂指紋辨識，顧名思義就是利用人體手指上獨有的指紋信息進行辨識。常見的指紋辨識裝置可由兩種元素組成，其一為指紋傳感器(Fingerprint Sensor)，主要目的是采集一枚完整的指紋圖像，另一則為指紋辨識演算法(Fingerprint Algorithm)；當指紋傳感器采集到指紋圖像后，隨即交由演算法進行指紋圖像處理與指紋特征點抽取，以生成指紋模板，并以此進行指紋比對。

常見的指紋傳感器有電容式(Capacity)與光學式(Optical)兩種，其中電容式指紋傳感器的應用原理有RF電容感測、壓力感測、熱感測等，使用方式是將高密度的電容傳感器或壓力傳感器等微型化傳感器整合于一芯片之中，一旦用戶手指按壓芯片表面，內部的微型電容傳感器便會根據指紋的波峰與波谷聚集而產生的不同電荷量(或是溫差)，而形成指紋圖像。

一般來說，電容式傳感器的優點主要有薄型化與小型化，因而被大量用于行動裝置產品上，缺點則是成本太高且耐用性備受考驗，原因是電容式傳感器為了要增加按壓面積須切割整片晶圓，所以每一個芯片的產出成本相當高；再者，電容式傳感器本身是裸露的半導體芯片，其容易受到手指上的汗水與酸堿性的影響，而發生芯片表面侵蝕及容易產生靜電等問題，造成電容式傳感器的耐受度與使用壽命大幅降低。雖然只要在電容式傳感器的表面上增貼一藍寶石基板就可以避免上述問題，但相對也提高制作成本。

光學式指紋傳感器是最早被使用的指紋采集組件，其主要是利用光源、三菱鏡、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)或電荷耦合組件(CCD)所組成一套系統來采集指紋圖像，使用方式是手指按壓于三菱鏡后，通過指紋的波峰與波谷對全反射光線的吸收與破壞而得到一枚指紋圖像，然后再由互補式金屬氧化物半導體(CMOS)或電荷耦合組件(CCD)將影像擷取與輸出。由于光學式指紋傳感器的指紋按壓處是位在壓克力或玻璃的光學組件上，而非直接接觸芯片本身，因此光學式指紋傳感器最大的優勢就是價格低廉且耐用。然而，光學式指紋傳感器因其體積較大且組裝時較復雜，故難以用于行動裝置產品內部。

依上所述，習知的電容式指紋傳感器存在容易受環境靜電影響及制作成本高的問題，光學式指紋傳感器則存在體積大以致難以應用于行動裝置產品的問題。

此外，指紋辨識芯片封裝結構能夠裝設于各類的電子產品，例如智能型手機、移動電話、平板計算機、筆記本電腦以及個人數字助理(PDA)等。現有的指紋辨識芯片封裝大致可分成以軟性電路板或硬式電路板作為承載件的封裝方式。然而，目前現有的指紋辨識芯片因目前的電子裝置設計趨勢，倘若，要在現有的指紋辨識模塊中，添加其他生物偵測或辨識的功能(如血糖、血氧濃度偵測等)，則會大幅增加該指紋辨識模塊的厚度，故而需要重行考慮一種新的設計方案。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足提供一種可符合現代電子產品微型化與多功能化需求的指紋辨識裝置的封裝結構。

為了解決上述的技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，提供一種指紋辨識裝置的封裝結構，其包括一基板、一光電傳感器、一可見光發光單元、一非可見光發光單元以及一可透光封裝膠體。所述基板具有相對的一上表面及一下表面，所述上表面具有一感測區域及一圍繞所述感測區域的周邊區域；所述光電傳感器設置于所述感測區域上；所述可見光發光單元設置于所述周邊區域上；所述非可見光發光單元設置于所述周邊區域上；所述可透光封裝膠體設置于所述上表面，以覆蓋所述光電傳感器、所述非可見光發光單元及所述可見光發光單元，其中所述可透光封裝膠體具有一指紋感測面，且所述光電傳感器位于所述指紋感測面的下方。

更進一步地，所述基板具有一金屬環，所述金屬環設置于所述上表面與所述下表面之間，且圍繞所述感測區域。

更進一步地，所述指紋辨識裝置的封裝結構還包括一光電二極管，所述光電二極管設置于所述周邊區域上且與所述光電傳感器電性連接。

更進一步地，所述指紋辨識裝置的封裝結構還包括一特定頻帶光吸收涂布層，所述特定頻帶光吸收涂布層設置于所述可透光封裝膠體上。

更進一步地，所述指紋感測面與所述光電傳感器之間的垂直距離小于100μm。

更進一步地，所述非可見光發光單元包括兩個非可見光發光元件，兩個所述非可見光發光元件分別設置于所述光電傳感器的相對二側。

更進一步地，每一所述非可見光發光元件為一紅外線二極管或一雷射二極管。

更進一步地，所述可見光發光單元包括多個可見光發光元件，多個所述可見光發光元件分別設置于所述光電傳感器的相對二側且與兩個所述非可見光發光元件呈陣列式排布。

更進一步地，每一所述可見光發光元件為紅光發光二極管、綠光發光二極管或藍光發光二極管。

更進一步地，所述基板還包括多個第一焊墊、多個第二焊墊及一內部互連線路，多個所述第一焊墊設置于所述基板的所述上表面，多個所述第二焊墊設置于所述基板的所述下表面，所述內部互連線路設置于所述所述上表面與所述下表面之間，以使所述第一焊墊與所述第二焊墊形成導通，其中，所述第二焊墊裸露在外。

基于上述，本實用新型實施例所提供的指紋辨識裝置的封裝結構，其可通過“光電傳感器設置于基板的感測區域上，非可見光發光單元與可見光發光單元設置于基板的周邊區域上，光電傳感器、可見光發光單元及非可見光發光單元被可透光封裝膠體所覆蓋，其中可透光封裝膠體具有一指紋感測面，且光電傳感器位于指紋感測面的下方”的設計，以實現現代電子產品完整性、多功能化與微型化等設計。

為使能更進一步了解本實用新型的特征及技術內容，請參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖，然而所提供的附圖僅用于提供參考與說明，并非用來對本實用新型加以限制。

附圖說明

圖1為本實用新型的指紋辨識裝置的封裝結構的上視圖。

圖2為本實用新型的指紋辨識裝置的封裝結構的側視圖(一)。

圖3為本實用新型的指紋辨識裝置的封裝結構的側視圖(二)。

圖4為本實用新型的指紋辨識裝置的封裝結構的使用示意圖。

具體實施方式

以下是通過特定的具體實施例來說明本實用新型所公開有關“指紋辨識裝置的封裝結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容了解本實用新型的優點與效果。本實用新型可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基于不同觀點與應用，在不悖離本實用新型的精神下進行各種修飾與變更。另外，本實用新型的附圖僅為簡單示意說明，并非依實際尺寸的描繪，予以聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本實用新型的相關技術內容，但所公開的內容并非用以限制本實用新型的技術范圍。

請參照圖1至圖4，圖1為上視圖，圖2及圖3為側視圖，圖4為使用示意圖。本實用新型提供一種指紋辨識裝置的封裝結構Z，其包括一基板1、一光電傳感器2、一非可見光發光單元3、一可見光發光單元4以及一可透光封裝膠體5。

基板1是一承載電子零件和驅動線路的電路基板，其具有相對的一上表面11及一下表面12，其中上表面11具有一感測區域111及一圍繞感測區域111的周邊區域112，光電傳感器2設置于感測區域111上，非可見光發光單元3與可見光發光單元4則設置于周邊區域112上，可透光封裝膠體5設置于基板1的上表面11，以將光電傳感器2、可見光發光單元4及非可見光發光單元3覆蓋而加以封裝保護，可透光封裝膠體5并具有一指紋感測面51，且光電傳感器2位于指紋感測面51的下方。

為增加指紋辨識裝置的封裝結構Z的使用性，可于基板中設置一金屬環13，其位置可以是在上表面11與下表面12之間且圍繞感測區域111。借此，當使用者手指F按壓在可透光封裝膠體5的指紋感測面51上時，即可通過感應起電的方式使裝置開始運作，而指紋辨識裝置的封裝結構Z可于未使用時進入暫時停止狀態，以達到節能省電的功效。

本實施例中，光電傳感器2所使用的光電轉換方式可以是光伏特、光傳導或光發射，但不限于此。具體地說，光伏特轉換方式是通過兩種不同材料的接面(如硅鍺異質接面)來實現，一旦有非可見光照射到接面，接面兩端便會產生對應所接收照度的一輸出電壓；光傳導轉換方式是通過半導體材料所產生之電阻隨著照度增加而減少的特性來實現；光發射轉換方式是要有足夠的入射光能量使電子脫離軌道而射出。

非可見光發光單元3用以產生一默認光譜之非可見光，當使用者手指F按壓在可透光封裝膠體5的指紋感測面51上時，所產生之非可見光的光束將照射至手指F，并由光電傳感器2接收自手指F反射的光強度信號(Intensity Signal)，其包括對應手指F表面皮紋波峰的光強度信號與對應手指F表面皮紋波谷的光強度信號，且轉換成光電流信號(Photocurrent Signal)。本實施例中，非可見光發光單元3包括兩個非可見光發光元件31，其可以是紅外線二極管(IR-LED)或雷射二極管(laser diode)，但不限于此；較佳地，兩個非可見光發光元件31分別設置于光電傳感器2的相對二側且相互對稱，依此設計，可增加指紋辨識的精確度。

須說明的是，雖然在圖1中，非可見光發光單元3所包含的非可見光發光元件31的數量是兩個，其分別設置于光電傳感器2的相對二側且相互對稱，但是于實際應用中，非可見光發光單元3所包含的非可見光發光元件31的數量和分布位置并不限制于此；例如，非可見光發光元件31的數量可以有兩個以上，且沿著光電傳感器2的四周配置。

值得一提的是，現代電子產品均強調多功能性，故本實用新型將可見光發光單元4整合于指紋辨識裝置的封裝結構Z中。本實施例中，可見光發光單元4包括多個可見光發光元件41，而可見光發光元件41的數量、發光類型和分布位置主要視產品設計需求而定，并無特別限制；例如，多個可見光發光元件41可包括紅光、綠光及藍光發光二極管，且平均分布在光電傳感器2的相對二側或沿著光電傳感器2的四周配置，且與非可見光發光元件31呈陣列式排布，以達到裝飾美觀與提示的效果。

可透光封裝膠體5是由透明封裝材料所形成，所述透明封裝材料可以是環氧樹脂(Epoxy)系統、硅膠(Silicone)、尿素樹脂(Urea resin)系統或壓克力樹脂系統，但不限于此。較佳地，指紋感測面51與光電傳感器2之間的垂直距離小于100μm，以符合現代電子產品微型化的需求。指紋辨識裝置的封裝結構Z可再包括一設置于可透光封裝膠體5上的特定頻帶光吸收涂布層6，用以消除或減少噪聲對于指紋辨識結果的影響。

另值得一提的是，指紋辨識裝置的封裝結構Z中可進一步整合有一光電二極管7(photodiode)，其設置于所述周邊區域上，且與光電傳感器2電性連接，用以偵測光電傳感器2目前所接收光線之強度或功率，以提供更多元化的生物偵測或辨識的功能(如心跳、血氧濃度偵測等)，其原理是，血流脈搏的變化會造成光強度變化。于實際應用中，光電二極管7的具體設置位置可以是光電傳感器2周圍非可見光發光單元3與可見光發光單元4所在之側以外的另一側，但不限于此。

附帶一提的是，為了將光電傳感器2、非可見光發光單元3、可見光發光單元4及光電二極管7同時整合在同一塊基板1上，以實現現代電子產品完整性、多功能化與微型化等設計。基板1還包括多個設置于上表面11的第一焊墊14、多個設置于下表面12的第二焊墊15及一設置于上表面11與下表面12之間的內部互連線路(未示出)，其中第一焊墊14被可透光封裝膠體5覆蓋，第二焊墊15裸露在外作電性連接用。

[實施例的有益效果]

綜上所述，本實用新型的有益效果在于，本實用新型實施例所提供的指紋辨識裝置的封裝結構，其可通過“光電傳感器設置于基板的感測區域上，非可見光發光單元與可見光發光單元設置于基板的周邊區域上，光電傳感器、可見光發光單元及非可見光發光單元被可透光封裝膠體所覆蓋，其中可透光封裝膠體具有一指紋感測面，且光電傳感器位于指紋感測面的下方”的設計，以實現現代電子產品完整性、多功能化與微型化等設計。

再者，所述指紋辨識裝置的封裝結構中可進一步整合一光電二極管，其設置于基板的周邊區域上且與光電傳感器電性連接，以提供更多元化的生物偵測或辨識的功能。

以上所公開的內容僅為本實用新型的優選可行實施例，并非因此局限本實用新型的權利要求的保護范圍，故凡運用本實用新型說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含于本實用新型的權利要求的保護范圍內。