CN107862269A - 光学指纹模组、光学指纹模组制作方法及移动终端 - Google Patents

光学指纹模组、光学指纹模组制作方法及移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学指纹模组，其特征在于，包括：滤光玻璃、裸硅晶圆和指纹晶圆；所述滤光玻璃键合在所述裸硅晶圆上方；所述指纹晶圆键合在所述裸硅晶圆下方；所述裸硅晶圆上设有若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；所述指纹晶圆不与所述裸硅晶圆键合的一面设有硅通孔。上述光学指纹模组，可以使用在全面屏手机上。还涉及一种光学指纹模组制作方法和移动终端。

Description

光学指纹模组、光学指纹模组制作方法及移动终端
技术领域
本发明涉及光学指纹识别，特别是涉及一种光学指纹模组、光学指纹模组制作方法及移动终端。
背景技术
随着科技的进步，指纹识别功能越来越受人们的关注，并被广泛应用在手机、摄像头、显示装置等领域。
同时，全面屏手机提升了手机的颜值，让手机的看上去更有科技感，另外同样机身正面的面积可以容纳更大的屏幕，对于视觉体验有着显著的提升。所以全面屏是目前手机发展的趋势。
传统技术存在以下技术问题：
目前的光学指纹模组不能使用在全面屏手机上。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光学指纹模组，可以使用在全面屏手机上。
一种光学指纹模组，包括：滤光玻璃、裸硅晶圆和指纹晶圆；所述滤光玻璃键合在所述裸硅晶圆上方；所述指纹晶圆键合在所述裸硅晶圆下方；所述裸硅晶圆上设有若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；所述指纹晶圆不与所述裸硅晶圆键合的一面设有硅通孔。
上述光学指纹模组，可以使用在全面屏手机上。
在另外的一个实施例中，还包括与所述指纹晶圆电连接的软性电路板；所述软性电路板位于所述指纹晶圆的下方。
在另外的一个实施例中，所述通孔的形状是圆孔。
在另外的一个实施例中，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于3:1。
在另外的一个实施例中，所述通孔的侧壁是粗糙的。
在另外的一个实施例中，所述通孔的倾斜角度为0°。
一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括上述任意一项所述的指纹模组。
一种光学指纹模组制作方法，包括：
将整片指纹晶圆与裸硅晶圆进行键合；
在所述整片指纹晶圆背面进行硅通孔的制作；
对所述整片指纹晶圆进行重布线并形成连接焊盘，所述连接焊盘和所述整片指纹晶圆的原有焊盘进行电连接；
在所述裸硅晶圆上制作若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；
在所述裸硅晶圆上键合滤光玻璃；
进行封装，并分切成单个芯片。
在另外的一个实施例中，还包括：将单颗完成封装的芯片的连接焊盘与软性电路板进行电连接，并用胶水进行填充。
一种光学指纹模组制作方法，包括：
将整片指纹晶圆与裸硅晶圆进行键合；
在所述裸硅晶圆上制作若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；
在所述裸硅晶圆上键合滤光玻璃；
在所述整片指纹晶圆背面进行硅通孔的制作；
对所述整片指纹晶圆进行重布线并形成连接焊盘，所述连接焊盘和所述整片指纹晶圆的原有焊盘进行电连接；
进行封装，并分切成单个芯片。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光学指纹模组的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种光学指纹模组制作方法的流程示意图。
图3为本申请实施例提供的又一种光学指纹模组制作方法的流程示意图。
具体实施方式
参阅图1，为本申请实施例提供的一种光学指纹模组的结构示意图。
一种光学指纹模组，包括：滤光玻璃100、裸硅晶圆200和指纹晶圆300。
对于滤光玻璃的参数选择，根据指纹晶圆中的光学指纹芯片的工作区间决定。比如指纹晶圆中的光学指纹芯片的工作区间是380～780nm，则选择的滤光玻璃可以把380～780nm以外的光滤掉。
所述滤光玻璃键合在所述裸硅晶圆上方。
键合是将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理，在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶片键合成为一体的技术。
具体地，所述滤光玻璃和所述裸硅晶圆可以用光学胶水或胶膜进行键合。光学胶水或胶膜为透光率超过90％的光学材料，厚度2～200um内，可以根据光学要求进行厚度调整。
所述指纹晶圆键合在所述裸硅晶圆下方。
具体地，所述指纹晶圆和所述裸硅晶圆可以用光学胶水或胶膜进行键合。光学胶水或胶膜为透光率超过90％的光学材料，厚度2～200um内，可以根据光学要求进行厚度调整。
所述裸硅晶圆上设有若干通孔210。所述通孔的倾斜角度小于或等于10°。
具体地，所述通孔的直径控制在3-50um，孔深度范围控制在20～500um。
可以理解，通孔的形状不受限制，可以是三角形、多边形或者椭圆形。较优地，所述通孔的形状是圆孔。较优地，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于3:1。更优地，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于6:1。
较优地，所述通孔的侧壁是粗糙的，以利于形成漫反射面。
较优地，所述通孔的倾斜角度为0°。也就是说，通孔是垂直的。
利于实现平行光的入射，解决了强光情况下光学指纹的躁点对于指纹识别的影响。
所述指纹晶圆不与所述裸硅晶圆键合的一面设有硅通孔320。
具体地，硅通孔的结构可以是槽+孔的双台阶结构(先在指纹晶圆进行开槽然后进行开孔)或是多层台阶结构，也可以是单孔结构。可以理解，本发明不对硅通孔的形状进行限制。
上述光学指纹模组，可以使用在全面屏手机上。光学指纹模组可以安装在手机屏幕400下面，无需在手机屏幕上开口，适应全面屏手机的高屏占比要求。
光学指纹模组安装在手机屏幕下方，光学指纹模组没有颜色的要求。(而现有的指纹模组都要求其面部颜色与手机颜色一致)
在另外的一个实施例中，还包括与所述指纹晶圆电连接的软性电路板500。所述软性电路板位于所述指纹晶圆的下方。
一种移动终端，所述移动终端包括上述任意一项所述的指纹模组。
参阅图1和图2，为本申请实施例提供的一种光学指纹模组制作方法的流程示意图。
一种光学指纹模组制作方法，包括：
S110、将整片指纹晶圆与裸硅晶圆进行键合。
具体地，所述整片指纹晶圆和所述裸硅晶圆可以用光学胶水或胶膜进行键合。所述裸硅晶圆和所述整片指纹晶圆尺寸大小一致。光学胶水或胶膜为透光率超过90％的光学材料，厚度2～200um内，可以根据光学要求进行厚度调整。
所述整片指纹晶圆键合在所述裸硅晶圆下方。
S120、在所述整片指纹晶圆背面进行硅通孔(TSV(through silicon via))的制作。
具体地，硅通孔的结构可以是槽+孔的双台阶结构(先在指纹晶圆进行开槽然后进行开孔)或是多层台阶结构，也可以是单孔结构。可以理解，本发明不对硅通孔的形状进行限制。
S130、对所述整片指纹晶圆进行重布线并形成连接焊盘310，所述连接焊盘和所述整片指纹晶圆的原有焊盘进行电连接。
S140、在所述裸硅晶圆上制作若干通孔。所述通孔的倾斜角度小于或等于10°。
具体地，所述通孔的直径控制在3-50um，孔深度范围控制在20～500um。
可以理解，通孔的形状不受限制，可以是三角形、多边形或者椭圆形。较优地，所述通孔的形状是圆孔。较优地，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于3:1。更优地，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于6:1。
较优地，所述通孔的侧壁是粗糙的，以利于形成漫反射面。
较优地，所述通孔的倾斜角度为0°。也就是说，通孔是垂直的。
利于实现平行光的入射，解决了强光情况下光学指纹的躁点对于指纹识别的影响。
通孔的成型方式可以采用光刻，激光打印等等。
S150、在所述裸硅晶圆上键合滤光玻璃。
对于滤光玻璃的参数选择，根据整片指纹晶圆中的光学指纹芯片的工作区间决定。比如整片指纹晶圆中的光学指纹芯片的工作区间是380～780nm，则选择的滤光玻璃可以把380～780nm以外的光滤掉。
所述滤光玻璃键合在所述裸硅晶圆上方。
具体地，所述滤光玻璃和所述裸硅晶圆可以用光学胶水或胶膜进行键合。光学胶水或胶膜为透光率超过90％的光学材料，厚度2～200um内，可以根据光学要求进行厚度调整。
S160、进行封装，并分切成单个芯片。
具体地，根据客户要求的形状和尺寸，可以采用激光或者机械切割技术对整片光学指纹模组进行切割，得到单颗光学指纹模组。
在另外的一个实施例中，还包括：
S170、将单颗完成封装的芯片的连接焊盘与软性电路板500进行电连接，并用胶水进行填充。
参阅图1和图3，为本申请实施例提供的又一种光学指纹模组制作方法的流程示意图。
一种光学指纹模组制作方法，包括：
S210、将整片指纹晶圆与裸硅晶圆进行键合。
具体地，所述整片指纹晶圆和所述裸硅晶圆可以用光学胶水或胶膜进行键合。所述裸硅晶圆和所述整片指纹晶圆尺寸大小一致。光学胶水或胶膜为透光率超过90％的光学材料，厚度2～200um内，可以根据光学要求进行厚度调整。
所述整片指纹晶圆键合在所述裸硅晶圆下方。
S220、在所述裸硅晶圆上制作若干通孔。所述通孔的倾斜角度小于或等于10°。
具体地，所述通孔的直径控制在3-50um，孔深度范围控制在20～500um。
可以理解，通孔的形状不受限制，可以是三角形、多边形或者椭圆形。较优地，所述通孔的形状是圆孔。较优地，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于3:1。更优地，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于6:1。
较优地，所述通孔的侧壁是粗糙的，以利于形成漫反射面。
利于实现平行光的入射，解决了强光情况下光学指纹的躁点对于指纹识别的影响。
较优地，所述通孔的倾斜角度为0°。也就是说，通孔是垂直的。
通孔的成型方式可以采用光刻，激光打印等等。
S230、在所述裸硅晶圆上键合滤光玻璃。
对于滤光玻璃的参数选择，根据整片指纹晶圆中的光学指纹芯片的工作区间决定。比如整片指纹晶圆中的光学指纹芯片的工作区间是380～780nm，则选择的滤光玻璃可以把380～780nm以外的光滤掉。
所述滤光玻璃键合在所述裸硅晶圆上方。
具体地，所述滤光玻璃和所述裸硅晶圆可以用光学胶水或胶膜进行键合。光学胶水或胶膜为透光率超过90％的光学材料，厚度2～200um内，可以根据光学要求进行厚度调整。
S240、在所述整片指纹晶圆背面进行硅通孔的制作。
具体地，硅通孔的结构可以是槽+孔的双台阶结构(先在指纹晶圆进行开槽然后进行开孔)或是多层台阶结构，也可以是单孔结构。可以理解，本发明不对硅通孔的形状进行限制。
S250、对所述整片指纹晶圆进行重布线并形成连接焊盘，所述连接焊盘和所述整片指纹晶圆的原有焊盘进行电连接。
S260、进行封装，并分切成单个芯片。
具体地，根据客户要求的形状和尺寸，可以采用激光或者机械切割技术对整片光学指纹模组进行切割，得到单颗光学指纹模组。
在另外的一个实施例中，还包括：
S270、将单颗完成封装的芯片的连接焊盘与软性电路板进行电连接，并用胶水进行填充。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学指纹模组，其特征在于，包括：滤光玻璃、裸硅晶圆和指纹晶圆；所述滤光玻璃键合在所述裸硅晶圆上方；所述指纹晶圆键合在所述裸硅晶圆下方；所述裸硅晶圆上设有若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；所述指纹晶圆不与所述裸硅晶圆键合的一面设有硅通孔。
2.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，还包括与所述指纹晶圆电连接的软性电路板；所述软性电路板位于所述指纹晶圆的下方。
3.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述通孔的形状是圆孔。
4.根据权利要求3所述的光学指纹模组，其特征在于，所述圆孔的深度与直径的比例大于或者等于3:1。
5.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述通孔的侧壁是粗糙的。
6.根据权利要求1所述的光学指纹模组，其特征在于，所述通孔的倾斜角度为0°。
7.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括权利要求1～6任意一项所述的指纹模组。
8.一种光学指纹模组制作方法，其特征在于，包括：
将整片指纹晶圆与裸硅晶圆进行键合；
在所述整片指纹晶圆背面进行硅通孔的制作；
对所述整片指纹晶圆进行重布线并形成连接焊盘，所述连接焊盘和所述整片指纹晶圆的原有焊盘进行电连接；
在所述裸硅晶圆上制作若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；
在所述裸硅晶圆上键合滤光玻璃；
进行封装，并分切成单个芯片。
9.根据权利要求8所述的光学指纹模组制作方法，其特征在于，还包括：
将单颗完成封装的芯片的连接焊盘与软性电路板进行电连接，并用胶水进行填充。
10.一种光学指纹模组制作方法，其特征在于，包括：
将整片指纹晶圆与裸硅晶圆进行键合；
在所述裸硅晶圆上制作若干通孔；所述通孔的倾斜角度小于或等于10°；
在所述裸硅晶圆上键合滤光玻璃；
在所述整片指纹晶圆背面进行硅通孔的制作；
对所述整片指纹晶圆进行重布线并形成连接焊盘，所述连接焊盘和所述整片指纹晶圆的原有焊盘进行电连接；
进行封装，并分切成单个芯片。
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