指紋傳感器模塊、具備此的便攜式電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有優(yōu)良的感測靈敏度的指紋傳感器模塊、具備此的便攜式電子設(shè)備。根據(jù)本實用新型的實施例的指紋傳感器模塊包括指紋傳感器和用于安置指紋傳感器的支架。在此，指紋傳感器包括：檢測部，形成于基板上，以用于接收位于基板上側(cè)的手指的指紋的谷和峰的電信號之差；檢測電路部，用于檢測指紋圖像并處理。支架具有：覆蓋層，形成為覆蓋檢測部的上表面；觸摸面，形成于覆蓋層的上表面。而且，觸摸面上配備復(fù)合鍍膜層，其與被收容到支架中的檢測部的上表面面對，覆蓋層和復(fù)合鍍膜層的厚度之和為40～60μm。
【專利說明】
指紋傳感器模塊、具備此的便攜式電子設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種指紋傳感器模塊、具備此的便攜式電子設(shè)備及其制造方法，具體而言，涉及一種具有優(yōu)良的感測靈敏度的指紋傳感器模塊、具備此的便攜式電子設(shè)備及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著人們對智能手機或者平板電腦等便攜式電子設(shè)備的關(guān)注度集中，對于相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的研究與開發(fā)也正活躍地進行。
[0003]便攜式電子設(shè)備是用于接收由用戶輸入的特定的命令的一種輸入裝置，內(nèi)置有與作為顯示裝置的顯示器一體化的觸摸屏(touch screen)的情況居多。而且，除了觸摸屏以夕卜，便攜式電子設(shè)備還具備各種功能鍵(funct1n key)或者軟鍵(soft key)等而作為其他的輸入裝置。
[0004]這些功能鍵或者軟鍵可以作為主鍵工作，例如，可以執(zhí)行跳出正在運行中的應(yīng)用程序而轉(zhuǎn)到初始畫面的功能，或者可以作為使用戶接口回到上一層的返回(BACK)鍵或者調(diào)出常用菜單的菜單鍵使用。此外，這些功能鍵或軟鍵可以用物理按鍵實現(xiàn)。另外，這些功能鍵或者軟鍵可以通過檢測導(dǎo)體的電容的方式，或者檢測電磁筆的電磁波的方式或者同時具備這兩種方式的復(fù)合方式實現(xiàn)。
[0005]另外，隨著近年來智能手機的用途迅速擴展到提供需要安全保護的服務(wù)，智能手機中安裝指紋傳感器的趨勢也隨之增長。指紋傳感器可以一體化地在物理按鍵中實現(xiàn)。
[0006]指紋傳感器是用于檢測人的手指指紋的傳感器，并且可以通過指紋傳感器進行用戶登錄或認證的步驟而保護攜帶型電子設(shè)備中存儲的數(shù)據(jù)，并可以事先防范安全事故。
[0007]另外，為了把指紋傳感器安裝于各種電子設(shè)備，可以把指紋傳感器制作為包含周圍部件或結(jié)構(gòu)的模塊的形態(tài)，并且為了使安裝指紋傳感器模塊的電子設(shè)備的顏色和指紋傳感器的顏色一致，或者因為其他的原因，需要在包含指紋傳感器的指紋傳感器母材上體現(xiàn)出顏色。
[0008]為了在指紋傳感器母材上體現(xiàn)出顏色，現(xiàn)有技術(shù)中使用利用有色涂料的涂裝方法、紫外線(UV)固化劑沉積方法等。但是，在利用現(xiàn)有的方法來使指紋傳感器母材體現(xiàn)顏色的情況下，會存在需要適當?shù)乇Ｕ贤磕さ膶娱g構(gòu)成及厚度的限制因素。如果沒有形成足夠厚的涂膜，則不僅顏色的體現(xiàn)會困難，而且容易發(fā)生指紋傳感器上的表面污染、劃痕、印痕等損傷。這些損傷會對通過指紋傳感器感測到的指紋的圖像帶來負面影響。
[0009]并且，對指紋傳感器，特別是對電容方式指紋傳感器而言，隨著指紋傳感器母材上的不同的涂膜厚度，其操作性也會發(fā)生變化。尤其是，指紋傳感器母材上的涂膜的厚度越厚，其指紋傳感器的響應(yīng)特性會越差，所以用于體現(xiàn)顏色的涂膜在其厚度上會存在限制。
[0010]最近，為了能夠安裝于便攜式設(shè)備而低成本并且小型化地制造指紋傳感器模塊，開發(fā)了利用COF(Chip-On-Film)、BGA(Ball Grid Array)方式設(shè)計的指紋傳感器模塊。在該指紋傳感器模塊中，指紋檢測集成電路(IC)與感測區(qū)域是分離狀態(tài)。
[0011]上述的指紋傳感器模塊包括指紋傳感器和用于固定指紋傳感器的支架或基板。所以，需要能夠提高工藝的效率性以及生產(chǎn)性的指紋傳感器和支架的結(jié)合工藝，同時需要能夠用于提高傳感靈敏度的針對支架的工藝處理。
[0012]S卩，需要一種指紋傳感器模塊及包含它的便攜式電子設(shè)備及其制造方法，其從指紋傳感器的感測區(qū)域到與用戶的手指接觸的最終蓋的厚度不影響電子設(shè)備的功能(例如，指紋傳感靈敏度)，并且對電子設(shè)備的外形或可靠性不會形成問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0013]技術(shù)問題
[0014]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種既能夠防止出現(xiàn)外形不良或者破損，又具有優(yōu)秀的感測靈敏度的指紋傳感器模塊、具備此的便攜式電子設(shè)備及其制造方法。
[0015]技術(shù)方案
[0016]為了達到目的，本實用新型一實施例提供一種指紋傳感器模塊，其包括指紋傳感器和用于安置所述指紋傳感器的支架，所述指紋傳感器包括:檢測部，形成于所述基板上，以用于接收位于基板上側(cè)的手指的指紋的谷和峰的電信號之差;檢測電路部，用于檢測并處理指紋圖像，而且所述支架具有:覆蓋層，形成為覆蓋所述檢測部的上表面;觸摸面，形成于所述覆蓋層的上表面，此外，所述觸摸面上配備復(fù)合鍍膜層，其與被收容到所述支架中的所述檢測部的上表面面對，而所述覆蓋層和所述復(fù)合鍍膜層的厚度之和為40?60μπι。
[0017]在本實用新型的一實施例中，所述復(fù)合鍍膜層可以包括底漆層、顏色涂料層以及保護膜層。
[0018]在本實用新型的一實施例中，所述覆蓋層或者所述保護膜層可以包括強電介質(zhì)。
[0019]在本實用新型的一實施例中，所述底漆層的厚度可以為2?3μπι;所述顏色涂料層的厚度可以為3?5μηι;而且所述保護膜層的厚度可以為20?22μηι。
[0020]在本實用新型的一實施例中，所述覆蓋層的厚度可以為15?30μπι。
[0021]在本實用新型的一實施例中，所述指紋傳感器可以利用由填充到所述支架的注塑材料或者結(jié)合于所述支架的附加支架而固定。
[0022]另外，位了達到目的，本實用新型一實施例提供一種具備上述的指紋傳感器模塊的便攜式電子設(shè)備。
[0023]另外，為了達到目的，本實用新型一實施例提供一種指紋傳感器模塊的制造方法，其中，包括如下步驟:(a)在支架上安置形成于基板以用于接收位于所述基板上側(cè)的手指指紋的谷和峰的電信號之差的檢測部以及具有用于檢測并處理指紋圖像的檢測電路部的指紋傳感器，并使所述檢測部收容到所述支架；以及(b)在形成于所述支架以覆蓋所述檢測部的上表面的覆蓋層上表面所形成的觸摸面上，以與所述檢測部的上表面面對的方式配置復(fù)合鍍膜層，其中，所述覆蓋層和所述復(fù)合鍍膜層的厚度之和形成為40?60μπι。
[0024]在本實用新型的一實施例中，在所述配置復(fù)合鍍膜層的步驟(b步驟)中，所述復(fù)合鍍膜層可以由底漆層、顏色涂料層以及保護膜層的順序來形成。
[0025]在本實用新型的一實施例中，所述覆蓋層或者所述保護膜層可以包含強電介質(zhì)。
[0026]在本實用新型的一實施例中，所述底漆層可以形成2?3μπι的厚度;所述顏色涂料層可以形成3?5μηι的厚度;所述保護膜層可以形成20?22μηι的厚度。?0027] 在本實用新型的一實施例中，所述覆蓋層可以形成15?30μηι的厚度。
[0028]在本實用新型的一實施例中，在所述配置復(fù)合鍍膜層的步驟(b步驟)之前，還可以包括如下步驟:對所述觸摸面進行磨光處理。
[0029]在本實用新型的一實施例中，在支架上安置所述指紋傳感器并使所述檢測部收容到所述支架的步驟(a步驟)之后，還可以包括如下步驟:在所述支架中填充注塑材料或者結(jié)合附加支架，從而固定所述指紋傳感器。
[0030]技術(shù)效果
[0031]根據(jù)本實用新型，可以提供一種能夠使指紋傳感器堅固地模塊化，而且其感測靈敏度得到改善的指紋傳感器模塊、包括該指紋傳感器模塊的便攜式電子設(shè)備及其制造方法。尤其，可以提供一種能夠穩(wěn)定地支撐通過COF或者BGA方式來設(shè)計的指紋傳感器的指紋傳感器模塊、包括該指紋傳感器模塊的便攜式電子設(shè)備及其制造方法。
[0032]另外，根據(jù)本實用新型的一實施例，可以提供一種可以高效地制造指紋傳感器模塊的上表面，并且對電子設(shè)備的外形、功能以及可靠性不會形成問題的指紋傳感器模塊、包括該指紋傳感器模塊的便攜式電子設(shè)備及其制造方法。
[0033]此外，根據(jù)本實用新型的一實施例，可以通過把覆蓋層以及復(fù)合鍍膜層的厚度之和控制在40?60μπι，從而可以在指紋檢測時有效地進行有效感測。
[0034]本實用新型的效果并不局限于所述的效果，應(yīng)理解為其包括可以由本實用新型的【具體實施方式】或者權(quán)利要求書中記載的實用新型的構(gòu)成來推出的所有效果。
【附圖說明】
[0035]圖1是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的立體圖。
[0036]圖2是沿著圖1的A-A線剖面示例圖。
[0037]圖3是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的制造工藝的示例圖。
[0038]圖4是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的制造工藝的截面示例圖。
[0039]圖5是概略地表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊中采用溶膠-凝膠法準備陶瓷涂料的過程的示意圖。
[0040]圖6是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的截面示例圖。
[0041 ]圖7是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器的示例圖。
[0042]圖8是概略地表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器結(jié)構(gòu)的圖。
[0043]圖9是概略地表示配備于根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的指紋傳感器的操作的示例圖。
[0044]圖10是概略地表示配備于根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的指紋傳感器的示例圖。
[0045]圖11是概略地表示配備于根據(jù)本實用新型的又一實施例的指紋傳感器模塊的指紋傳感器的示例圖。
[0046]圖12是表示根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的立體圖。
[0047]圖13是表示根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的截面示例圖。
[0048]圖14是示出根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的制造工藝的截面示例圖。
[0049]對附圖中主要部分的符號說明
[0050]10、3010:指紋傳感器模塊
[0051]200、100、2200:指紋傳感器
[0052]220、1220、2220:傳感器電路部
[0053]310、3310:支架
[0054]312:凹槽
[0055]314、3314:觸摸面
[0056]315、3315:覆蓋層
[0057]340:夾具
[0058]350:注塑材料
[0059]360:金屬板
[0060]400:強介電體[0061 ] 500:復(fù)合鍍膜層
[0062]502:底漆層
[0063]503:顏色涂料層
[0064]504:保護膜層
[0065]3320:附加支架[ΟΟ??]最佳實施方式
[0067]以下將參考附圖而對本實用新型進行說明。然而本實用新型可以由多種不同形態(tài)來實現(xiàn)，因此并不局限于在此說明的實施例。另外，附圖中為了能夠明確地說明本實用新型而省略了與說明不相關(guān)的部分，并且貫穿整個說明書而對類似的部分附加了類似的附圖符號。
[0068]在說明書全文中，提到某個部分與其他部分“連接”時，其不僅包括“直接連接”的情況，還包括中間介入其他部分的“間接連接”情況。并且，提到某個部分“包括”其他構(gòu)成要素的時候，在沒有特意相反的記載的情況下，其并不排出其他構(gòu)成要素，而是意味著其還可以包括其他的構(gòu)成要素。
[0069]以下，將參考附圖而對本實用新型的實施例進行詳細的說明。
[0070]圖1是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的立體圖，而且圖2是沿著圖1的A-A線的剖面示意圖。
[0071 ]如圖1以及圖2所示，指紋傳感器模塊10包括:指紋傳感器200支架和復(fù)合鍍膜層500。
[0072]指紋傳感器模塊10可以配備于電子設(shè)備，尤其可以配備于便攜式電子設(shè)備中。在此，便攜式電子設(shè)備包括:手機、智能手機、PDA、平板電腦、筆記本電腦、便攜式音頻播放器(MP3播放器)、以及具有類似的形態(tài)的所有可攜帶的電子設(shè)備。
[0073]指紋傳感器200可以具備檢測部210，利用導(dǎo)電物體而在基板201上形成;傳感器電路部220，電連接于檢測部210。
[0074]支架310是用于收容并安置指紋傳感器200的部件，其保護指紋傳感器200，并且決定指紋傳感器模塊10的整體形狀。支架310可以是利用模具(mold)形成的模造品。支架310具備覆蓋層315，用于覆蓋指紋傳感器200的上部，具體而言，覆蓋檢測部210，而且該覆蓋層315的上表面形成有觸摸面314。即，覆蓋層315可以配備于檢測部210上表面到觸摸面314之間。觸摸面314是實現(xiàn)用戶的觸摸的部分，其接收通過用戶(準確地說是用戶的手指)而傳輸?shù)男畔ⅰ?br>[0075]復(fù)合鍍膜層500可以與指紋傳感器200的檢測部210上表面對向地位于支架310的觸摸面314上。在此，覆蓋層315的厚度Dl以及復(fù)合鍍膜層500的厚度D2的和可以是40?60μm，并據(jù)此在指紋檢測時可以形成有效的有效檢測。
[0076]圖3是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的制造工藝的示例圖，圖4是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的制造工藝的截面示例圖。
[0077]如圖3以及圖4所示，支架310可以在其內(nèi)側(cè)具備凹槽312，而形成凹槽312的面的背面形成與凹槽312的形狀對應(yīng)而突出的觸摸面314。
[0078]支架310具有凹槽的底面313和觸摸面314之間的覆蓋層315，而覆蓋層315的厚度Dl可以在15?30μπι范圍內(nèi)形成。在此，覆蓋層315的厚度Dl意味著豎直地測出凹槽312到觸摸面314的厚度。即，覆蓋層315可以是從檢測部210的上表面到觸摸面314之間的厚度。如果覆蓋層315的厚度過于薄，則無法穩(wěn)定地收容指紋傳感器200;相反，如果覆蓋層315的厚度過于厚，則指紋傳感器200的感測能力可能會減弱。
[0079]覆蓋層315可以包含用于提高介電常數(shù)的強介電體400。具體而言，如果介電常數(shù)高，則會降低激活狀態(tài)的指紋傳感器接收圖像的信號時的損失，并可以由此而更為自由地構(gòu)建覆蓋層315以及復(fù)合鍍膜層500的厚度。
[0080]對強介電體400進行更為詳細的說明，強介電體400是電絕緣的介電體的一種，是即便不從外部施加電壓本身也可以形成正極和負極的電分極現(xiàn)象的物質(zhì)的統(tǒng)稱。其代表性的物質(zhì)有 Al203、BaT13(BT0)、SrT13(ST0)、(Ba，Sr)T13(BST)等。
[0081]這些強介電體400可以以粉末或液體等形態(tài)混合于支架310而包括在整個支架310中。據(jù)此，可以由包括強電介質(zhì)400的EMC模具來實現(xiàn)支架310。包括強電介質(zhì)400的EMC模具不僅可以像本實施例一樣適用于由柔性基板構(gòu)成的⑶F(Chip On Film)型的指紋傳感器，除此之外還可以適用于⑶B(Chip On Board)型的指紋傳感器和BGA(Ball Grid Array)型的指紋傳感器以及WLP(Wafer Level Package)型的指紋傳感器。
[0082]如上所述，強電介質(zhì)400優(yōu)選地包括在覆蓋層315，然而可以為了工藝的方便性而包含在整個支架310。
[0083]另外，支架310可以由環(huán)氧樹脂模塑料(EMC:Epoxy Molding Compound)、氟樹脂以及包含20?40%的尼龍或者聚酰胺(polyamide)材料中的一種來構(gòu)成。此時，玻璃可以提高支架的強度，從而可以避免外部沖擊損傷指紋傳感器。然而在玻璃的比率過于高的情況下，機器加工時發(fā)生不良的可能性會增高，因此優(yōu)選的玻璃添加比率應(yīng)為20?40%。另外，氟樹脂可以是介電常數(shù)高的聚偏氟乙烯(PVDF)。如果介電常數(shù)高，則不僅可以放大感測信號而優(yōu)化指紋識別，還可以使后處理過程中的厚度選擇變得自由。
[0084]凹槽312中收容有指紋傳感器的檢測部210以及檢測電路部220。此時，凹槽中可以事先注入預(yù)定量的環(huán)氧樹脂330作為粘結(jié)劑。
[0085]另外，如圖3的(b)以及圖4的(b)所示，可以在凹槽312的邊緣位置形成的階梯部316上承載柔性基板201，從而可以使指紋傳感器200的傳感器電路部220被安置為朝上。在此過程中，指紋傳感器200可以借助于和指紋傳感器200的外形相同的夾具(JIG)340而被壓迫地安置。因指紋傳感器200被壓迫并固定于事先配備的支架310，從而可以確保指紋傳感器200的柔性材料基板201的平坦度。
[0086]完成指紋傳感器200的安置后，可以如圖4的(C)所示地把夾具340從凹槽312中撤除。
[0087]接著如圖3的(C)至(d)以及圖4的(d)所示，撤除夾具340后，可以由注塑材料350來填充支架310的凹槽312部分。如圖3的(b)所示，凹槽312中收容有檢測部210以及傳感器電路部220，而且除了收容的部分以外也存在空置的空間。如果留下所述空置的空間，則指紋傳感器200可能沒法被固定而在所述空的空間內(nèi)發(fā)生移動，因此在所述空的空間內(nèi)填充注塑材料350。注塑材料350可以是液態(tài)聚合物，而作為一例，可以使用環(huán)氧樹脂模塑料(EMC:Epoxy Molding Compound)、環(huán)氧(epoxy)樹脂以及油灰(putty)中的任意一種。環(huán)氧樹脂模塑料(EMC:Epoxy Molding Compound)比通過一般的注塑而形成的PC系列要堅硬(hard)，因此可以事先防止公差，從而可以使平坦度變得更好。不僅如此，其還可以帶來通過高溫的工藝之后也可以減少一般的注塑過程中出現(xiàn)的痕(chip mark)的效果。注塑材料350使檢測部210緊貼于凹槽312的底面，從而可以提高指紋傳感器200的可靠性。
[0088]另外，注塑材料可以是具有預(yù)定形狀的結(jié)構(gòu)物。所述結(jié)構(gòu)物也可以如同液狀聚合物而用于固定指紋傳感器200以提高檢測可靠度。所述結(jié)構(gòu)物可以設(shè)計為與凹槽312的尺寸對應(yīng)的大小而被壓入，也可以利用專門的固定單元來固定。對注塑材料被使用為具有預(yù)定形狀的結(jié)構(gòu)物的例將在后面進行說明。
[0089]圖3的(d)是把圖3的(C)的支架310上下顛倒地表示的圖。如上所述，凹槽312的反面突出地形成對應(yīng)于凹槽312的形狀的觸摸面314。
[0090]而且，如圖3的(e)以及圖4的(e)所示，支架310的觸摸面314上可以具備復(fù)合鍍膜層 500。
[0091]復(fù)合鍍膜層500可以起到在指紋傳感器模塊10上體現(xiàn)顏色或者加強指紋傳感器模塊10的上表面?zhèn)鹊膹姸鹊榷喾N功能。
[0092]復(fù)合鍍膜層500可以包括底漆層502、顏色涂料層503以及保護膜層504而構(gòu)成，復(fù)合鍍膜層500可以按照底漆層502、顏色涂料層503、保護膜層504的順序來形成。
[0093]底漆層502形成于觸摸面314上而連接顏色涂料層503，而且顏色涂料層503可以執(zhí)行顏色體現(xiàn)功能。
[0094]底漆層502的厚度可以形成為2?3μπι，顏色涂料層503的厚度可以形成為3?5μπι。
[0095]另外，保護膜層504可以是UV保護膜或者包含陶瓷的陶瓷鍍膜層。另外，保護膜層504中還可以包括上述的強電介質(zhì)400。強電介質(zhì)400可以構(gòu)成為同時包含在覆蓋層315以及保護膜層504;或者可以構(gòu)成為包含在覆蓋層315或保護膜層504。保護膜層504的厚度可以形成為20?22μπι。
[0096]復(fù)合鍍膜層500的厚度D2可以形成為25?30μπι。
[0097]此外，覆蓋層315的厚度Dl以及復(fù)合鍍膜層500的厚度D2的和可以是40?60μπι。
[0098]圖5是概略地表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊中采用溶膠-凝膠法準備陶瓷涂料的過程的示意圖，而以下將圖5包含在內(nèi)而進行說明。
[0099]為把保護膜層504形成為陶瓷鍍膜層，而準備陶瓷涂料。陶瓷涂料例如可以利用攪拌兩種以上的溶液而制造陶瓷的溶膠-凝膠(sol-gel)法而準備。
[0100]g卩，如圖5的(a)所述，準備A液和B液。然后，將A液上下左右地搖預(yù)定時間(例如，30分鐘)(圖5的(b))。之后，將A液與B液混合后攪拌預(yù)定時間(例如，5小時)(圖5的(C))。通過以上的過程而形成2液型陶瓷涂料后，可以在涂布(濺射)之前充分地搖勻后使用(圖5的(d))。保護膜層504可以通過在顏色涂料層503上濺射前面所準備的陶瓷涂料而形成。
[0101]陶瓷涂料可以如上所述地通過溶膠-凝膠法來制造，并利用這種陶瓷涂料而在顏色涂料層上形成陶瓷鍍膜層。
[0102]陶瓷具有較高的介電常數(shù)，因此可以減少指紋傳感器在激活(active)狀態(tài)下接收圖像的信號的損失。即，陶瓷鍍膜層起到介電層的功能，所以驅(qū)動信號經(jīng)過用戶的手指(未圖示)而向指紋傳感器200的電場線可以更加密集地形成。即，在根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊10中，可以減少檢測信號的損失量。并且，陶瓷的防指紋性(ant1-fingerprint) 和防水性等的耐污染性能優(yōu)良 。因此 ，可以通過減少表面污染引起的圖像的模糊而得到更為清晰的指紋圖像。并且，可以通過在陶瓷涂料內(nèi)配入具有卓越的耐熱性、隱蔽性、耐腐性的無機顏料而體現(xiàn)出多種色彩。
[0103]陶瓷涂布層的介電常數(shù)可以根據(jù)指紋傳感器200的驅(qū)動頻率而事先決定，例如，介電常數(shù)可以是5以上。具體而言，在用戶的手指接觸到指紋傳感器模塊10，或者用戶的手指充分接近指紋識別模塊10而可以識別指紋的情況下，向用戶的手指送出的驅(qū)動信號將經(jīng)過用戶而被接收到檢測部210。在利用具有與該檢測部210的驅(qū)動頻率相適合的介電常數(shù)的陶瓷涂布層(即，保護膜層504)的情況下，信號會更集中于陶瓷涂布層，從而被接收于圖像檢測區(qū)域。據(jù)此，信號損失會減少，從而可以提高指紋傳感器200的操作性能。
[0104]在本實用新型的實施例中，通過使復(fù)合鍍膜層500的保護膜層504形成為陶瓷鍍膜層，而不僅可以帶來涂膜厚度減小、耐磨性以及耐熱性得到保障、指紋傳感器的操作性提高等效果，還可以帶來指紋傳感器的信號損失減少，從而操作性得到提高的效果。
[0105]此外，在支架310的觸摸面314上設(shè)置復(fù)合鍍膜層500之前，還可以形成用于提高支架310的覆蓋層315的厚度調(diào)節(jié)率和平坦度的磨光(polishing)處理。此時，磨光過程可以進行至指紋傳感器200可以進行感測的厚度為止，為此，可以進行至使支架310的覆蓋層315厚度形成15?30μπι。例如，如果覆蓋層315的厚度為ΙΟΟμπι，則將對覆蓋層315進行磨光處理至覆蓋層315的厚度變成15?30μπι為止。
[0106]另外，圖6是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的截面示例圖，如圖6所示，注塑材料350上還可以額外地配備金屬板360。金屬板360配備于注塑材料350上，其封合而支撐注塑材料350露出的部分，并支撐指紋傳感器模塊10，從而可以加強指紋傳感器模塊10的強度。金屬板360可以由不銹鋼材料來制造。
[0107]另外，圖7是表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器的示例圖；圖8是概略地表示根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器的結(jié)構(gòu)的構(gòu)成圖；圖9是概略地表示配備于根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器模塊的指紋傳感器的操作的示例圖。
[0108]首先，如圖7所示，指紋傳感器200可以包括柔性材料的基板201、檢測部210、傳感器電路部220、外部接口連接部221。
[0109]檢測部210包括由導(dǎo)電體形成的驅(qū)動電極和接收電極，并可以設(shè)置于基板201的內(nèi)部。檢測部210可以接收位于基板201上的手指的指紋的谷(valley)和峰(ridge)的電信號之差。
[0110]基板201由柔性材料的柔性印刷電路板(FPCB)形成，其保護所述驅(qū)動電極和接收電極，并且也執(zhí)行傳感器電路部220的基板的作用。
[0111]傳感器電路部220是集成了用于檢測指紋圖像并且處理指紋圖像的電路的集成電路(IC)，其電連接于檢測部210的驅(qū)動電極以及接收電極?；?01由柔性印刷電路板(FPCB)組成，因此傳感器電路部220可以貼裝于基板201的下表面。
[0112]外部接口連接部221由上述基板201的柔性印刷電路基板(FPCB)延長而形成。外部接口連接部221的內(nèi)部形成有布線，并且其中一個端部形成能夠與外部接口連接的連接器223。外部接口連接部221例如可以與智能手機等便攜式設(shè)備連接。根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器可以是如圖7所示的檢測部210和外部接口連接部221沿相同的方向結(jié)合而成的“I”字形結(jié)構(gòu)。
[0113]另外，根據(jù)本實用新型的一實施例的指紋傳感器可以是檢測部和外部接口連接部相互垂直的“T”字形結(jié)構(gòu)。即，如圖8所示，指紋傳感器200可以包括配備于基板201的上表面的檢測部210和配備于基板201的下表面的檢測電路部220。圖8的(a)和圖8的(b)分別表示基板201的上表面和基板201的下表面，圖8的(c)是用于易懂地表示檢測部210和傳感器電路部220的電連接關(guān)系的構(gòu)成圖。
[0114]基板可以是柔性(flexible)基板，例如可以由聚酰胺(polymide)膜來制造，然而并不局限于這種材料。
[0115]檢測部210可以包括形成于基板201上的多個驅(qū)動電極211以及圖像接收電極212。驅(qū)動電機211以及圖像接收電機212可以由導(dǎo)電體線來構(gòu)成。
[0116]驅(qū)動電極211從傳感器電路部220接收驅(qū)動信號而向圖像接收電極212側(cè)送出信號。圖像接收電極212接收從驅(qū)動電極211經(jīng)過用戶(準確而言是用戶的手指)而傳輸?shù)男盘枴?br>[0117]位于基板201的上表面的圖像接收電極212的一個端部部分沿著橫向長距離延伸而形成。多個驅(qū)動電極211相互隔離而平行地延伸而形成以垂直于該圖像接收電極212的延伸方向(參照圖8的(a))。圖像接收電極212在基板201的下表面電連接于傳感器電路部220。
[0118]多個驅(qū)動電極211的一端部位于從圖像接收電極212離開了預(yù)定的距離的位置。并且，多個驅(qū)動電極211的另一端在基板201的下表面電連接于傳感器電路部220。
[0119]如圖9所示，驅(qū)動電極211和圖像接收電極212相互分離，并且從驅(qū)動電極211發(fā)出的驅(qū)動信號經(jīng)過用戶U而被圖像接收電極212接收。此時，可以將根據(jù)位于用戶U手指的指紋谷或指紋峰的有無的電場變化作為信號而檢測，從而能夠?qū)崿F(xiàn)指紋的識別。
[0120]再次參考圖8的(b)及(C)，傳感器電路部220可以具有與外部形成電連接的外部接口連接部221。
[0121]指紋傳感器200可以通過COF(Chip-On-Film)或者BGA(BallGrid Array)方式實現(xiàn)。尤其，在基板201的上表面僅形成檢測部210，即驅(qū)動電極211和圖像接收電極212，并且在基板201的下表面形成與檢測部210連接的傳感器電路部220，由此形成分離型結(jié)構(gòu)，據(jù)此可以使傳感器電路部220集成電路(IC)的大小較小地形成。據(jù)此，可以解除設(shè)置檢測部210時的空間限制，并且可以緊湊地形成其整體的外觀。
[0122]此外，通過不在基板201的上表面形成傳感器電路部，從而能夠更容易地在指紋傳感器的模塊上設(shè)置玻璃，其在智能手機等便攜式電子設(shè)備中起到特別有用的效果。
【具體實施方式】
[0123]另外，圖10是概略地表示根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊具備的指紋傳感器的示例圖，如圖10所示，指紋傳感器1200的傳感器電路部1220可以設(shè)置于距檢測部1210有著較大距離的位置。即，上述的傳感器電路部220(參考圖7及圖8)位于支架310(參考圖1)的內(nèi)側(cè)，與此相反，圖10表示的傳感器電路部1220可以設(shè)置于所述支架的外側(cè)。據(jù)此，可以防止支架和指紋傳感器1200的結(jié)合工藝以及固定指紋傳感器1200的工藝中可能產(chǎn)生的沖擊以及熱量直接施加到電路部1220。此外，傳感器電路部1220可以設(shè)置于基板1201的任意部位，所以可以根據(jù)組裝的便攜式電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性而彈性地設(shè)置并應(yīng)用。
[0124]該指紋傳感器不僅可以如上所述地形成為傳感器電路部和檢測部分離地設(shè)置的分離型，還可以形成為傳感器電路部和檢測部形成一體的一體型。
[0125]圖11是概略地表示配備于根據(jù)本實用新型的又一實施例的指紋傳感器模塊的指紋傳感器的示例圖。如圖11所示，指紋傳感器2200可以形成球柵陣列(BGA:Ball GridArray)型。
[0126]S卩，在基板2201上以二維陣列狀排列地形成端口 2250，而且在傳感器電路部2220的下表面形成的焊球2221構(gòu)成為可以與端子2250連接。端子2250和焊球2221可以通過焊接而連接。
[0127]基板2201可以為了與傳感器電路部2220形成電連接而使電信號得以傳遞，其例如可以是印刷電路基板(PCB:Printed Circuit Board)。盡管未圖示，引線框可以通過樹脂模塑或者表面貼裝技術(shù)(SMT:Surface Mounting Technology)貼附于基板2201的下部。
[0128]以上以分離型為主而對指紋傳感器進行了說明，然而在傳感器電路部和檢測部為一體型的情況下，圖像接收部為多個的區(qū)域(AREA)型的情況也包括在本實用新型的范疇內(nèi)。
[0129]圖12是表示根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的立體圖，圖13是表示根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的截面示例圖，圖14是示出根據(jù)本實用新型的另一實施例的指紋傳感器模塊的制造工藝的截面示例圖。本實施例中，指紋傳感器可以由附加支架來固定，而其他構(gòu)成與一實施例相同，因此將省略說明。
[0130]如圖12至圖14，支架3310把指紋傳感器200的傳感器電路部220收容到形成于內(nèi)側(cè)的第一凹槽3311，并且在形成于第一凹槽3311的邊緣的階梯3319上承載柔性基板201，從而安置指紋傳感器200而使其檢測部210朝上。
[0131]此時，指紋傳感器200和支架3310可以由環(huán)氧樹脂或者粘接帶來相互粘接，而且外部接口連接部221可以向支架3310的外部露出而伸長地布置。
[0132]此外，支架3310中可以構(gòu)成有用于支撐支架3310并包括能夠使接口連接部221貫通的貫通部3318的法蘭3312。法蘭3312可以與支架3310形成一體型或者分離型。此時，法蘭3312中還可以形成有能夠使外部裝飾部件(未圖示)結(jié)合的結(jié)合凹槽(未圖示)。此時，貫通部3318可以形成在與支架3310的底面邊框相抵接的法蘭3312部分。
[0133]另外，法蘭3312的外形可以比支架3310的邊框更寬地構(gòu)成，據(jù)此，法蘭3312起到位置固定作用，從而可以使后續(xù)的工藝變得更為容易。
[0134]之后，支架3310上可以構(gòu)成有附加支架3320，其用于在貫通部3318上構(gòu)成有外部接口連接部221的狀態(tài)下覆蓋支架3310。
[0135]附加支架3320可以被設(shè)計為固定外部接口連接部221，并容易地把指紋傳感器模塊貼附于移動裝置。另外，附加支架3320還可以在工藝上與支架3310構(gòu)成為一體型。
[0136]附加支架3320上可以形成用于覆蓋指紋傳感器200的檢測部210的覆蓋層3315。
[0137]而且，構(gòu)成附加支架3320之后，針對附加支架3320的觸摸面3314還可以包括單獨的磨光處理過程。此時，磨光過程可以進行至指紋傳感器200能夠執(zhí)行檢測的厚度(15?30μm)為止。
[0138]接著，完成磨光處理過程后，觸摸面3314上可以形成復(fù)合鍍膜層500。其復(fù)合鍍膜層500可以形成為25?30μπι的厚度。
[0139]支架3310、法蘭3312以及附加支架3320可以由環(huán)氧樹脂模塑料(EMC:EpoxyMolding Compound)、氟樹脂以及包含20?40%的尼龍或者聚酰胺(polyamide)材料中的一種來構(gòu)成。
[0140]此外，附加支架3320的覆蓋層3315中可以包含強電介質(zhì)400，而且強電介質(zhì)400還可以包含在整個附加支架3320上。
[0141]另外，附加支架3320可以由物理方法來與支架3310相結(jié)合，還可以由嵌入注塑(insert molding)等注塑方法來結(jié)合。
[0142]支架3310和指紋傳感器200以及附加支架3320相結(jié)合的指紋傳感器模塊可以在基板上處理有多個，可以通過鋸切(sawing)過程而分離為個別的模塊。
[0143]上述的對本實用新型進行的說明只是示例性的，而在本實用新型所述的技術(shù)領(lǐng)域中具有一般知識的人皆可在不改變本實用新型的技術(shù)思想或者必要特征的情況下輕易地轉(zhuǎn)換成其他具體的形態(tài)。因此，要理解以上說明的實施例在所有方面上為示例性的，而并非是限制性的。例如，說明中的單一型的各個構(gòu)成要素可以分散而實施，同樣，說明中的分散的構(gòu)成要素可以由結(jié)合的形態(tài)來實施。
[0144]本實用新型的范圍根據(jù)權(quán)利要求書的范圍而界定，并且要理解從權(quán)利要求書中的意思及范圍以及其等同的概念導(dǎo)出的所有變更或變形的形態(tài)都應(yīng)屬于本實用新型。
【主權(quán)項】
1.一種指紋傳感器模塊，其包括指紋傳感器和用于收容所述指紋傳感器的收容部件，其特征在于， 所述指紋傳感器包括:檢測部，形成于基板上，以用于接收位于所述基板上側(cè)的手指指紋的谷和峰的電信號之差;檢測電路部，用于檢測并處理指紋圖像， 所述收容部件具有:覆蓋層，形成為覆蓋所述檢測部的上表面;觸摸面，形成于所述覆蓋層的上表面， 所述觸摸面上配備有復(fù)合鍍膜層，其與被收容到所述收容部件中的所述檢測部的上表面面對，所述覆蓋層和所述復(fù)合鍍膜層的厚度之和為40?60μπι。2.如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器模塊，其特征在于， 所述復(fù)合鍍膜層包括底漆層、顏色涂料層以及保護膜層。3.如權(quán)利要求2所述的指紋傳感器模塊，其特征在于， 所述覆蓋層或者所述保護膜層包括強電介質(zhì)。4.如權(quán)利要求2所述的指紋傳感器模塊，其特征在于， 所述底漆層的厚度為2?3μπι;所述顏色涂料層的厚度為3?5μπι;所述保護膜層的厚度為 20 ?22μηι。5.如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器模塊，其特征在于， 所述覆蓋層的厚度為15?30μπι。6.如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器模塊，其特征在于， 所述指紋傳感器利用被填充到所述收容部件的注塑材料或者結(jié)合于所述收容部件的附加收容部件來固定。7.一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于， 具備根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項所述的指紋傳感器模塊。
【文檔編號】G06K9/00GK205427870SQ201490000817
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年4月15日
【發(fā)明人】樸相, 樸相一, 李斗煥, 孫東男, 樸英文, 洪承懋, 崔在濬, 金栽興, 沈昌燮
【申請人】Ip城市株式會社