一种发光的生物识别芯片封装结构及其制造方法与流程

本发明涉及触控技术领域，尤其是涉及一种发光的生物识别芯片封装结构及其制造方法。

背景技术：

随技术的发展，生物识别功能己在手机、智能穿戴等电子产品上得到广泛应用，各种产品的小型化和轻薄化设计趋势要求生物识别模组所占用的空间更小，现阶段，个别设备要求其搭载的生物识别模组具备发光功能，当前常见技术方案为在生物识别模组外围增加发光元件与导光部件，这种技术方案通常使得生物识别模组整体体积大，厚度高，装配复杂，与产品的小型化和轻薄化设计趋势不相符，因此如何将导光部件和发光元件小体积低厚度的组装在生物识别模组上成为需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种使生物识别模组体积小，厚度薄，装配简单的发光生物识别芯片封装结构。

本发明所采用的技术方案是，一种发光的生物识别芯片封装结构，包括电路板，连接在电路板上的芯片单元、连接在电路板上的发光元件、设置在电路板上的导光部件，包裹在所述芯片单元、导光部件外部的封装层。

本发明的有益效果是：采用上述结构的生物识别芯片封装结构，将导光部件和发光元件设置在芯片封装结构内部，使得使用该种芯片的生物识别模组相对于原有的导光部件和发光元件在外围的生物识别模组来说，体积和厚度大大减小。

作为优先，所述导光部件包括发光面和与发光面连接的发光元件容置结构，所述发光元件容置结构包括导光壁和由导光壁形成能够容纳发光元件的光源槽，通过设置光源槽，一方面进一步减小发光元件和导光部件的距离以及电路板与导光部件的距离，从而减小厚度，另一方面还可以避免漏光。

作为优先，所述发光面构成一个环形围栏，所述环形围栏围成一个填充腔，所述发光元件容置结构连接在所述发光面内侧，所述导光壁包括导光侧壁和导光底座，所述导光侧壁和导光底座形成能够容纳发光元件的光源槽，所述芯片单元位于填充腔之中，所述填充腔内壁与芯片单元之间填充封装层，所述光源槽中不填充封装层，一方面在不必要的地方不设置发光面节省材料，一方面发光元件的光可以从光源槽上方的发光面导出。

作为优先，所述发光面构成一个环形围栏，所述环形围栏围成一个填充腔，所述发光元件容置结构连接在所述发光面内侧，所述导光壁包括导光侧壁，所述导光侧壁形成贯通所述发光元件容置结构的光源槽，所述芯片单元位于填充腔之中，所述填充腔内壁与芯片单元之间填充封装层，所述光源槽内填充有透明封胶，一方面在不必要的地方不设置发光面节省材料，一方面发光元件的光可以从光源槽边上的发光面导出。

作为优先，所述发光面为圆形面板发光面，所述圆形面板发光面下方连接不靠近圆形面板边缘的发光元件容置结构，所述导光壁包括导光侧壁和导光底座，所述导光侧壁和导光底座形成能够容纳发光元件的光源槽，所述芯片单元位于发光面与电路板之间，所述圆形面板发光面与电路板之间填充封装层，所述光源槽中不填充封装层，设置较大的发光面，使导光效果更好。

作为优先，所述电路板包含从上到下依次设置的上绝缘层、上电路层、电路基板、下电路层和下绝缘层；所述上绝缘层和上电路层上存在开口，与电路基板形成容置槽；下电路层设在电路基板的下表面，下绝缘层设在下电路层的下表面，所述的芯片单元包含从上到下依次设置的集成电路层和硅片，所述硅片的下表面通过第一粘合剂贴合在电路基板上容置槽的底部位置，所述芯片单元固定在容置槽内，芯片单元通过金线与电路板导通，通过上述结构在电路板内部形成一个能够容纳芯片单元的容置槽，由于电路板上该容置槽位置没有上电路层和上绝缘层结构，所以设置芯片单元时，整个生物识别模组总厚度不受上绝缘层厚度和上电路层厚度的影响，从而降低整体厚度。

作为优先，所述上绝缘层上还设置有发光元件开口，所述发光元件通过发光元件开口焊接在上电路层上，与上电路层电连接，所述发光元件容置结构通过第二粘合剂贴合在上绝缘层的上表面，通过将发光元件设置在上电路层上，降低整体厚度，在此基础上，将原先放在外部的导光部件贴合在上绝缘层上表面，进一步降低整体厚度与体积。

作为优先，所述下绝缘层设有露出下电路层的开窗，通过开窗裸露出下电路层以形成接口。

作为优先，所述封装层所用材料为环氧树脂模塑料、环氧塑封料，封装效果好。

本发明还提供了一种发光的生物识别芯片封装结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤s1：准备电路板，将上绝缘层、上电路层、电路基板、下电路层和下绝缘层按上述顺序由上到下设置制成电路板，在所述下绝缘层上开设若干个开窗，在上绝缘层上开若干个发光元件开口，在所述上绝缘层和上电路层上开设容置槽开口，所述容置槽开口与电路基板形成容置槽；

步骤s2：由smt将发光元件通过发光元件开口焊接于电路板的上电路层上；

步骤s3：将芯片单元通过第一粘合剂贴在容置槽的底部，通过金线连接芯片单元与电路板；

步骤s4：将导光部件的发光元件容置结构通过第二粘合剂贴于电路板的上绝缘层上，在所述发光元件容置结构上开出朝向电路板的光源槽，所述发光元件位于光源槽中；

步骤s5：对电路基板上表面以及发光面上表面之间的除了光源槽外的所有空间填充封装层；

步骤s6：表面研磨，使封装层最高面与导光部件高度对齐，完成封装结构的制造。

附图说明

图1为本发明实施例一的封装结构示意图；

图2为本发明的电路板结构示意图；

图3为本发明的芯片单元结构示意图；

图4为本发明实施例一的导光部件截面示意图；

图5为本发明实施例一的封装结构俯视示意图；

图6为本发明实施例一的导光部件正面示意图；

图7为本发明实施例一的导光部件背面示意图；

图8为本发明实施例二的封装结构示意图；

图9为本发明实施例二的封装结构俯视示意图；

图10为本发明实施例二的导光部件截面示意图；

图11为本发明实施例二的导光部件正面示意图；

图12为本发明实施例二的导光部件背面示意图；

图13为本发明实施例三的封装结构示意图；

图14为本发明实施例三的封装结构俯视示意图；

图15为本发明实施例三的导光部件截面示意图；

图16为本发明实施例三的导光部件正面示意图；

图17为本发明实施例三的导光部件背面示意图；

图18为本发明实施例四的封装结构示意图；

图19为本发明实施例四的封装结构俯视透视示意图；

图20为本发明实施例四的导光部件截面示意图；

图21为本发明实施例四的导光部件正面示意图；

图22为本发明实施例四的导光部件背面示意图；

如图所示：1、电路板；2、芯片单元；3、发光元件；4、导光部件；5、封装层；6、容置槽；7、金线；8、上绝缘层；9、上电路层；10、电路基板；11、下电路层；12、下绝缘层；13、发光元件开口；14、开窗；15、发光面；16、光源槽；17、集成电路层；18、硅片；19、发光元件容置结构；20、导光侧壁；21、导光底座；22、导光壁；23、第一粘合剂；24、第二粘合剂；25、环形围栏；26、填充腔。

具体实施方式

以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受限于该具体实施方式。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

本发明涉及一种发光的生物识别芯片封装结构，包括电路板1，连接在电路板上的芯片单元2、连接在电路板1上的发光元件3、设置在电路板1上的导光部件4，包裹在所述芯片单元2、导光部件4外部的封装层5。

所述导光部件4包括发光面15和与发光面15连接的发光元件容置结构19，所述发光元件容置结构19包括导光壁22和由导光壁22形成的朝向电路板1开口的光源槽16，所述发光元件3设置在光源槽16中。

如图2和图3所示，所述电路板1包含从上到下依次设置的上绝缘层8、上电路层9、电路基板10、下电路层11和下绝缘层12；所述上绝缘层8和上电路层9上存在开口，与电路基板10形成容置槽6；下电路层11设在电路基板10的下表面，下绝缘层12设在下电路层11的下表面，所述的芯片单元2包含从上到下依次设置的集成电路层17和硅片18，所述硅片18的下表面通过第一粘合剂23贴合在电路基板10上容置槽6的底部位置，所述芯片单元2固定在容置槽6内，芯片单元2通过金线7与电路板1导通，所述上绝缘层8上还设置有发光元件开口13，所述发光元件3通过发光元件开口13焊接在上电路层9上，与上电路层9电连接，所述发光元件容置结构19通过第二粘合剂24贴合在上绝缘层8的上表面，所述下绝缘层12设有露出下电路层11的开窗14。

所述封装层5所用材料为环氧树脂模塑料、环氧塑封料，所述上绝缘层8和下绝缘层12为阻焊油墨层，所述电路基板10的材质为fr4，所述导光部件4的材质为pc，所述发光元件3为led。

本发明公开了一种发光的生物识别芯片封装结构，其制造方法包括以下步骤：

步骤s1：准备电路板1，将上绝缘层8、上电路层9、电路基板10、下电路层11和下绝缘层12按上述顺序由上到下设置制成电路板1，在所述下绝缘层12上开设若干个开窗14，在上绝缘层8上开若干个发光元件开口13，在所述上绝缘层8和上电路层9上开设容置槽开口，所述容置槽开口与电路基板10形成容置槽6；

步骤s2：由smt将发光元件3通过发光元件开口13焊接于电路板1的上电路层9上；

步骤s3：将芯片单元2通过第一粘合剂贴在容置槽6的底部，通过金线7连接芯片单元2与电路板1；

步骤s4：将导光部件4的发光元件容置结构19通过第二粘合剂贴于电路板1的上绝缘层8上，在所述发光元件容置结构19上开出朝向电路板的光源槽16，所述发光元件3位于光源槽16中；

步骤s5：对电路基板10上表面以及发光面15上表面之间的除了光源槽16外的所有空间填充封装层5；

步骤s6：表面研磨，使封装层5最高面与导光部件4高度对齐，完成封装结构的制造。

实施例一：

如图1、4-7所示，本实施例涉及一种发光的生物识别芯片封装结构，包括电路板1、连接在电路板1上的芯片单元2、连接在电路板1上的一个发光元件3、设置在电路板1上的导光部件4，包裹在所述芯片单元2、导光部件4外部的封装层5，所述封装层5边缘与电路板1边缘平齐，所述封装层5上表面与发光面15上表面平齐。

在本实施例中，所述导光部件4包括一个发光元件容置结构19以及连接在该发光元件容置结构19上方的发光面15，所述发光元件容置结构19下方包括导光壁22和导光壁22围成的开口向电路板1的光源槽16。

如图1所示，所述发光元件容置结构19的下表面通过第二粘合剂24贴合在上绝缘层8的上表面，使得电路板1上的发光元件3位于光源槽16内部。

实施例二：

如图8所示，本实施例涉及一种发光的生物识别芯片封装结构，包括一个圆环形导光部件4、和圆环形导光部件4外环同半径的圆形电路板、连接在电路板1中间位置的芯片单元2、连接在电路板1上位于芯片单元四周的四个发光元件3、包裹在所述芯片单元2外部，将导光部件4内环区域全部充满的封装层5，所述封装层上表面与发光面上表面平齐。

在本实施例中，所述圆环形导光部件4包括圆环形发光面15和连接在内环的四个发光元件容置结构19，所述发光元件容置结构19和发光元件3一一对应，所述发光面15构成一个环形围栏25，所述环形围栏25围成一个填充腔26，所述发光元件容置结构19连接在所述发光面15内侧，所述导光壁22包括导光侧壁20和导光底座21，所述导光侧壁20和导光底座21形成能够容纳发光元件3的光源槽16，所述芯片单元2位于填充腔26之中，所述填充腔26内壁与芯片单元2之间填充封装层5，所述光源槽16中不填充封装层5。

所述发光元件容置结构19的下表面通过第二粘合剂24贴合在上绝缘层8的上表面，使得电路板1上的每一个发光元件3位于对应的光源槽16内部。

实施例三：

如图13所示，本实施例涉及一种发光的生物识别芯片封装结构，包括一个圆环形导光部件4、和圆环形导光部件4外环同半径的圆形电路板、连接在电路板1中间位置的芯片单元2、连接在电路板1上位于芯片单元四周的四个发光元件3、包裹在所述芯片单元2外部，将导光部件4内环区域全部充满的封装层5，所述封装层上表面与发光面上表面平齐。

在本实施例中，所述圆环形导光部件4包括圆环形发光面15和连接在内环的四个发光元件容置结构19，所述发光元件容置结构19和发光元件3一一对应，所述发光面15构成一个环形围栏25，所述环形围栏25围成一个填充腔26，所述发光元件容置结构19连接在所述发光面15内侧，所述导光壁22包括导光侧壁20，所述导光侧壁20形成贯通所述发光元件容置结构19的光源槽16，所述芯片单元2位于填充腔26之中，所述填充腔26内壁与芯片单元2之间填充封装层5，所述光源槽16内填充有透明封胶。

所述发光元件容置结构19的下表面通过第二粘合剂24贴合在上绝缘层8的上表面，使得电路板1上的每一个发光元件3位于对应的光源槽16内部，所述光源槽16内填充透明封胶。

实施例四：

如图18所示，本实施例涉及一种发光的生物识别芯片封装结构，包括一个圆板形导光部件4、和圆板形导光部件4外环同半径的圆形电路板、连接在电路板1中间位置的芯片单元2、连接在电路板1上位于芯片单元四周的四个发光元件3、包裹在所述芯片单元2外部，将导光部件4和电路板之间区域全部充满的封装层5。

在本实施例中，所述圆板形导光部件4包括圆形面板发光面15和连接在所述圆形面板下方不靠近圆形面板边缘的发光元件容置结构19，所述发光元件容置结构19和发光元件3一一对应，所述导光壁22包括导光侧壁20和导光底座21，所述导光侧壁20和导光底座21形成开口朝向电路板1的光源槽16，所述芯片单元2位于发光面15与电路板1之间，所述圆形面板发光面15与电路板15之间填充封装层5，所述发光元件容置结构周围全部被封装层填满，防止漏光，所述光源槽16中不填充封装层5。

所述发光元件容置结构19的下表面通过第二粘合剂24贴合在上绝缘层8的上表面，使得电路板1上的每一个发光元件3位于对应的光源槽16内部。