形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件及其制造方法技术

技术编号:15396034 阅读:132 留言:0更新日期:2017-05-19 07:14
本发明专利技术提供了一种用于形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件及其制造方法。该印刷电路板元件包括:印刷电路板,包括绝缘层及导电层,导电层形成工作电路、激发电路、多个第一接点焊垫与多个第二接点焊垫于绝缘层的上表面的一部分上,其中第二接点焊垫连接至激发电路;生物传感芯片,装设于印刷电路板上;生物传感芯片包括感测区、激发信号源、多个接合焊垫及多个导电元件,每一接合焊垫电连接至对应的第一接点焊垫;激发信号源经由接合焊垫连接至激发电路,用于提供激发信号;每一导电元件装设于第二接点焊垫上;及保护层,形成且覆盖于印刷电路板、生物传感芯片与导电元件上。本发明专利技术利用导电元件的轻薄尺寸,避免保护层开裂。

Printed circuit board element for forming enhanced biosensing module and method for manufacturing the same

The present invention provides a printed circuit board element for forming an enhanced biosensing module and a method of manufacturing the same. The printed circuit board component includes a printed circuit board comprises an insulating layer and a conductive layer, a conductive layer forming circuit, trigger circuit, a plurality of first contact pads and a plurality of second contact pads on the upper surface of the insulating layer on a portion of the second contact pad, which is connected to the excitation circuit; biosensor the chip is arranged on the printed circuit board; biosensor chip includes a sensing region, excitation signal source, a plurality of bonding pads and a plurality of conductive elements, each bonding pad is electrically connected to the first contact pad corresponding; the excitation signal source via the bonding pads connected to the excitation circuit for providing excitation signal; each conductive element is arranged on the second contact pad; and a protective layer, formed and covered on printed circuit board, biosensor chip and conductive element. The invention avoids the cracking of the protective layer by utilizing the light and thin size of the conductive element.

【技术实现步骤摘要】
形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件及其制造方法
本专利技术涉及印刷电路板
,特别是设计一种形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件及其制造方法。
技术介绍
许多类型的生物识别特征可用作个人辨别与访问控制的一种形式,而其它的生物识别特征,如心脏跳动,血氧饱和度等等,可以用于监测人的身体物理状态。在取得生物识别特征的方法中,测量阻抗,包含人体的某些部分的电阻和电容,于一些实例中是常见的方法。某些生物传感模块,比如指纹感测模块,可设计来量测感测表面上分布的电阻或电容差异,以取得生物识别资料。生物传感模块中接近感测单元的额外激发信号源可用来改善该生物传感模块的性能。举例来说,在美国专利第8,736,001号中,提出了一种耦接到电路的表框结构,用来作为驱动电极以提供该激发信号到用户的手指上。事实上,如同苹果公司销售的iPhone6,一片金属环形成于home键周围,而其中嵌入一个指纹芯片。该金属环如同美国专利第8,736,001号中的表框结构。然而,这样的技术会有两个问题。首先,直接接触人体的露出的表框结构或金属环(此后称作发信号结构)可能造成指纹芯片故障。更具体来说,人体的大小使其成为了一个像天线般、能提取辐射信号的设备,这些辐射信号可能会干扰指纹感测的功能。其次,发信号结构增加了一台装有该生物传感模块的行动装置的总厚度,并且也造成该行动装置的上表面不平坦。这并不是人们正在寻求的轻薄短小,现代简约的设计。因此,一种趋势是将该发信号结构整合进封装层级,即,印刷电路板层级中。也就是说,这将形成该发信号结构为印刷电路板元件的一部分。以一个指纹感测模块作为例子来说明,如图1所示的印刷电路板元件可以解决前述的问题。然而,因为指纹感测模块由不同材料所制成(感测单元可能是个集成电路,激发信号源可能是种特定金属材料,而保护层可能是一种热固性树脂),某些不能预期的问题,比如结构形变损坏,将在制作过程中发生。参见图1。图1为由上述方法形成的一个指纹感测模块1的剖面图。为了明确了解指纹感测模块1的结构,垂直方向上的比例较水平方向来得大。也就是说,真实的指纹感测模块比图1中的指纹感测模块1要薄的多。指纹感测模块1基本上由印刷电路板2、指纹感测芯片3、电极4及保护层5组成。印刷电路板2的功能是当成一片基板,承载所有必需用于指纹感测模块1的电子元件,包括指纹感测芯片3与电极4。电极4装设在印刷电路板2上且非常接近指纹感测芯片3。事实上,电极4可以是两个分开的金属块,或是呈一个完整金属环形式,而该金属环在剖面上被切作两部分。保护层5可由铸模复合物制成,扩展分布于指纹感测芯片3、电极4、其他电子元件与印刷电路板2的部分表面上。保护层5用来保护其下的原件。整个指纹感测模块1可以部分组装在安全设备或智能手机中。很明显,电极4与保护层5是由不同材料所制成。电极4可由特定金属或合金,例如铝,制成。保护层主要包括环氧树脂。当施加保护层5的材料时,在保护层5形成前,一个固化程序必须进行以加热指纹感测模块1到环氧树脂能固化的温度。电极4的热膨胀系数较环氧树脂的热膨胀系数大得多。当加热时,电极4如图1所示的箭头方向朝各方向膨胀,而环氧树脂却正在失去流动性且固化。因此,当指纹感测模块1冷却至常温时,保护层5中有裂缝自电极4产生。此外,指纹感测模块1可能会被施加以回流焊以与其他电子设备结合,这些裂缝可能会导致模块的机械性弱点及/或结构变形。
技术实现思路
基于此,有必要针对传统的指纹检测模块的保护层存在裂缝的问题,提供一种能够防止保护层开裂的形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件,同时还提供了一种用于制造上述印刷电路板元件的方法。上述目的通过下述技术方案实现:一种用于形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件,包括:印刷电路板,包括绝缘层及导电层,所述导电层形成工作电路、激发电路、多个第一接点焊垫与多个第二接点焊垫于所述绝缘层的上表面的一部分上,其中所述第二接点焊垫连接至所述激发电路;生物传感芯片,装设于所述印刷电路板上;所述生物传感芯片包括感测区、激发信号源、多个接合焊垫及多个导电元件,每一所述接合焊垫电连接至对应的所述第一接点焊垫;所述激发信号源经由所述接合焊垫连接至所述激发电路,用于提供激发信号;每一所述导电元件装设于所述第二接点焊垫上,用于提供所述激发信号于接近物体;及保护层,形成且覆盖于所述印刷电路板、所述生物传感芯片与所述导电元件上,所述保护层具有平坦的上表面。在其中一个实施例中,所述激发电路具有信号增强单元,用于增强所述激发信号。在其中一个实施例中,所述生物传感芯片为指纹感测芯片。在其中一个实施例中,所述保护层由铸模复合物材料制成。在其中一个实施例中,所述铸模复合物材料为环氧树脂。在其中一个实施例中,所述印刷电路板元件形成后,每一所述导电元件的上表面的高度大于等于所述生物传感芯片的高度。在其中一个实施例中,所述激发电路围绕或邻近所述生物传感芯片布设。在其中一个实施例中,所述导电元件为表面黏着元件、导电芯片或金属长方体。在其中一个实施例中,所述导电元件的尺寸与表面黏着元件尺寸相一致。在其中一个实施例中,所述印刷电路板元件还包括由疏油性和疏水性材料制成的硬涂层,所述硬涂层覆盖于所述保护层上。还涉及一种用于制造如上述技术特征所述的印刷电路板元件的方法,包括如下步骤:提供印刷电路板、生物传感芯片及多个导电元件;将每一接合焊垫电连接至对应的第一接点焊垫,装设所述生物传感芯片于所述印刷电路板上;装设多个所述导电元件分别至多个第二接点焊垫上,部分所述第二接点焊垫与装设的所述导电元件电连接;及形成保护层。还涉及一种用于制造如上述技术特征所述的印刷电路板元件的方法,包括如下步骤:提供印刷电路板、生物传感芯片及多个导电元件;将每一接合焊垫电连接至对应的第一接点焊垫,装设所述生物传感芯片于所述印刷电路板上;装设多个所述导电元件分别至多个第二接点焊垫上,部分所述第二接点焊垫与装设的所述导电元件电连接;形成保护层;及形成由疏油性和疏水性材料制成的硬涂层,所述硬涂层覆于所述保护层上。本专利技术的有益效果是:本专利技术的形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件及其制造方法,结构设计简单合理,利用导电元件的轻薄尺寸,比如表面黏着元件,避免保护层开裂。同时,本专利技术具有以下使用导电元件的优点:1)制作过程利用标准表面黏着技术制程,该制程已是成熟的技术;2)导电元件的成本远低于金属环、金属框或金属条的成本;3)可免除制作金属环、金属框或金属条的额外模具成本。附图说明图1为传统指纹感测模块的剖视图;图2为本专利技术一实施例的形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件的俯视图;图3为沿图2中AA’线的剖视图;图4为沿图2中BB’线的剖视图;图5为印刷电路板元件上去掉表面黏着元件的上视图;图6为用于形成印刷电路板元件的方法的流程图;图7为本专利技术的另一实施例的形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件的俯视图;其中:1-指纹检测模块;2-印刷电路板;3-指纹感测芯片;4-电极;5-保护层;10-印刷电路板元件;100-印刷电路板;102-绝缘层;104-导电层;1042-工作电路;1044-激发电路;1046-第一接点焊垫;1048-第二接点焊垫;106-阻焊膜;200-生物传感芯本文档来自技高网
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形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件及其制造方法

【技术保护点】
一种用于形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件,其特征在于,包括:印刷电路板,包括绝缘层及导电层,所述导电层形成工作电路、激发电路、多个第一接点焊垫与多个第二接点焊垫于所述绝缘层的上表面的一部分上,其中所述第二接点焊垫连接至所述激发电路;生物传感芯片,装设于所述印刷电路板上;所述生物传感芯片包括感测区、激发信号源、多个接合焊垫及多个导电元件,每一所述接合焊垫电连接至对应的所述第一接点焊垫;所述激发信号源经由所述接合焊垫连接至所述激发电路,用于提供激发信号;每一所述导电元件装设于所述第二接点焊垫上,用于提供所述激发信号于接近物体;及保护层,形成且覆盖于所述印刷电路板、所述生物传感芯片与所述导电元件上,所述保护层具有平坦的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种用于形成增强型生物传感模块的印刷电路板元件,其特征在于,包括:印刷电路板,包括绝缘层及导电层,所述导电层形成工作电路、激发电路、多个第一接点焊垫与多个第二接点焊垫于所述绝缘层的上表面的一部分上,其中所述第二接点焊垫连接至所述激发电路;生物传感芯片,装设于所述印刷电路板上;所述生物传感芯片包括感测区、激发信号源、多个接合焊垫及多个导电元件,每一所述接合焊垫电连接至对应的所述第一接点焊垫;所述激发信号源经由所述接合焊垫连接至所述激发电路,用于提供激发信号;每一所述导电元件装设于所述第二接点焊垫上,用于提供所述激发信号于接近物体;及保护层,形成且覆盖于所述印刷电路板、所述生物传感芯片与所述导电元件上,所述保护层具有平坦的上表面。2.根据权利要求1所述的印刷电路板元件,其特征在于,所述激发电路具有信号增强单元,用于增强所述激发信号。3.根据权利要求1所述的印刷电路板元件,其特征在于,所述生物传感芯片为指纹感测芯片。4.根据权利要求1所述的印刷电路板元件,其特征在于,所述保护层由铸模复合物材料制成。5.根据权利要求4所述的印刷电路板元件,其特征在于,所述铸模复合物材料为环氧树脂。6.根据权利要求1所述的印刷电路板元件,其特征在于,所述印刷电路板元件形成后,每一所述导电元件的上表面的高度大于等于所述生物传感芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢忠澔林继周和正平
申请(专利权)人:旭景科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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