一種指紋檢測組件及指紋識別模組的製作方法

2023-09-19 17:59:05 2

一種指紋檢測組件及指紋識別模組的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及集成電路製造和封裝【技術領域】，公開了一種指紋檢測組件及指紋識別模組。本實用新型中，將指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上，並且將指紋檢測晶片內嵌在金屬圈內，而保護層覆蓋於指紋檢測晶片和金屬圈之上。由於將作為信號發射和檢測裝置的金屬圈內嵌於保護層內部，使得金屬圈與指紋檢測晶片之間的連接在保護層內部實現，從而使得兩者之間的信號連接更穩定；還可使整個指紋識別模組不再限制是否存在BEZEL，BEZEL材料不再受到良好導電材料的限制，使得模組在結構設計上更靈活；並且，省去了現有技術中在模組組裝階段的引線工藝，從而使得指紋檢測組件及指紋識別模組的製作中一次完成引線，工藝更簡單，也可節約成本。
【專利說明】—種指紋檢測組件及指紋識別模組

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及集成電路製造和封裝【技術領域】，特別涉及一種指紋檢測組件及指紋識別模組。

【背景技術】
[0002]隨著移動通信技術的不斷發展，智慧型手機已集合了各個領域的功能。例如，可通過智慧型手機收發電子郵件、播放視頻及音頻文件、記錄會議紀要甚至是開視頻會議等。此外，個人所用的手機內通常會保存大量的資料。若手機遺失或被盜則很可能造成更大損失。現有的手機通常採用數字密碼或圖形密碼進行保護，該種密碼保存麻煩且容易被破解。因此，時下流行使用指紋密碼作為手機的密碼保護，確保了手機的安全和隱私性。
[0003]現有技術中採用的指紋識別裝置通常如圖1所示，所述指紋識別裝置包括:指紋識別傳感器10、設於指紋識別傳感器10表面的指紋識別電路11、透鏡20、設於透鏡20和指紋識別電路11之間的油墨21及用於固定油墨21、透鏡20的基環30。其中，指紋識別傳感器10還連接手機內的相應元件(為了附圖簡化，圖1中未示出)，指紋識別傳感器10用於傳輸相應的指紋數據，指紋識別電路11用於識別貼合在透鏡20表面的手指指紋，通過耦合等方式讀取指紋信息，並傳輸給指紋識別傳感器10，透鏡20通常為玻璃或藍寶石材質，用於保護指紋識別傳感器10和指紋識別電路11，油墨21則為了遮擋住指紋識別電路11，增加美觀。
[0004]基環除了起到固定透鏡的作用之外，還實現指紋識別裝置的信號發射和檢測，那麼限定了指紋識別裝置必須具備該基環(通常稱為BEZEL)，並且BEZEL材料必須具有良好的導電性。在這種情況下，BEZEL還需要通過某種外接線路的方式連接到指紋識別傳感電路，從而指紋識別傳感電路和金屬環需要分2次引線連接手機內的相應元件，具體地說，在指紋識別傳感電路製作階段，需要將指紋識別傳感電路連接到手機內的相應元件；在後期模組組裝階段，需要將金屬環連接到手機內的相應元件；這樣製作的工藝較複雜，而且成本也較聞。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在於提供一種指紋檢測組件及指紋識別模組，使得指紋檢測組件及指紋識別模組的製作更簡單，也可節約成本。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的實施方式提供了一種指紋檢測組件，包含:保護層、指紋檢測晶片、金屬圈和印製電路板；
[0007]所述指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上；
[0008]所述指紋檢測晶片內嵌在所述金屬圈內，所述保護層覆蓋於所述指紋檢測晶片和所述金屬圈之上。
[0009]本實用新型的實施方式還提供了一種指紋識別模組，包含上述指紋檢測組件。
[0010]本實用新型實施方式相對於現有技術而言，將指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上，並且將指紋檢測晶片內嵌在金屬圈內，而保護層覆蓋於指紋檢測晶片和金屬圈之上。由於將作為信號發射和檢測裝置的金屬圈內嵌於保護層內部，金屬圈與指紋檢測晶片之間的連接在保護層內部實現，信號連接更穩定；此外，由於金屬圈內嵌於保護層內部，使得整個指紋識別模組不再限制是否存在模組周圍的金屬外殼(BEZEL)，BEZEL材料不再受到良好導電材料的限制，可選任何材料，使得模組在結構設計上更靈活；並且，省去了現有技術中在模組組裝階段的引線工藝，從而使得指紋檢測組件及指紋識別模組的製作中一次完成引線，工藝更簡單，也可節約成本。
[0011]另外，所述指紋檢測組件還包含柔性電路板；該柔性電路板位於所述印製電路板之下，與所述印製電路板電連接。
[0012]另外，所述指紋檢測組件還包含基板；所述柔性電路板固定在所述基板上。
[0013]另外，所述基板為鋼板。
[0014]另外，所述保護層的俯視面為圓形、橢圓形或方形。
[0015]另外，所述保護層為採用模壓方式形成的環氧樹脂層、環氧樹脂和納米氧化鋁的組合層、環氧樹脂和納米碳化鈦的組合層或環氧樹脂和納米碳化矽的組合層。保護層為採用模壓方式形成，可以通過調節納米氧化鋁或碳化矽的成分含量來相應提高保護層的硬度，硬度不同，用戶體驗感不同，對指紋識別晶片的保護強度也相應的不同，因此可以製成滿足不同硬度需求的保護層。此外，環氧樹脂能夠製成不同的顏色，其可以用於遮擋指紋識別晶片，避免指紋識別晶片直接暴露在視線中，同時還可以通過改變其自身顏色，使其適配更多工藝的需要，進一步提高指紋識別器件的美感。
[0016]另外，所述保護層與所述指紋檢測晶片之間的最小厚度小於200μπι。保護層的厚度可以做到小於200 μ m，保護層在不犧牲硬度並且起保護作用的前提下，保護層的厚度較薄，能夠增加指紋識別的靈敏度，提高用戶體驗感。
[0017]另外，所述保護層為採用噴塗方式形成的環氧樹脂和納米氧化鋁的組合層、環氧樹脂和納米碳化鈦的組合層或環氧樹脂和納米碳化矽的組合層。保護層採用噴塗鍍膜方式形成，可以通過調節納米氧化鋁或納米碳化鈦或納米碳化矽的成分含量來相應提高保護層的硬度，硬度不同，用戶體驗感不同，對指紋識別晶片的保護強度也相應的不同，因此可以製成滿足不同硬度需求的保護層。
[0018]另外，所述保護層的厚度小於ΙΟΟμπι。採用噴塗方式形成的保護層的厚度可以做到小於100 μ m，保護層在不犧牲硬度並且起保護作用的前提下，具有較薄的厚度，增加指紋識別的靈敏度，提高用戶體驗感。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是現有技術中指紋識別裝置的剖面示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型第一實施方式中指紋檢測組件的結構拆分示意圖；
[0021]圖3是根據本實用新型第一實施方式中指紋檢測組件的剖面示意圖；
[0022]圖4是根據本實用新型第一實施方式中指紋檢測組件的俯視圖。

【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本實用新型各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0024]本實用新型的第一實施方式涉及一種指紋檢測組件，如圖2至4所示，該指紋檢測組件包含:保護層1、指紋檢測晶片2、金屬圈3、印製電路板4、柔性電路板5和基板6。
[0025]圖3和4中說明了指紋檢測晶片、金屬圈和印製電路板之間的位置關係，指紋檢測晶片2和金屬圈3焊接在印製電路板4上，指紋檢測晶片2內嵌在金屬圈3內，保護層I覆蓋於指紋檢測晶片2和金屬圈3之上。而柔性電路板5位於印製電路板之下，與印製電路板電連接。柔性電路板固定在基板上，該基板可以為鋼板。
[0026]與現有技術相比，本實施方式將指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上，並且將指紋檢測晶片內嵌在金屬圈內，而保護層覆蓋於指紋檢測晶片和金屬圈之上。由於將指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上，將作為信號發射和檢測裝置的金屬圈內嵌於保護層內部，金屬圈與指紋檢測晶片之間的連接在保護層內部實現，信號連接更穩定；此夕卜，由於金屬圈內嵌於保護層內部，使得整個指紋識別模組不再限制是否存在模組周圍的金屬外殼(BEZEL)，BEZEL材料不再受到良好導電材料的限制，可選任何材料，使得模組在結構設計上更靈活；並且，省去了現有技術中在模組組裝階段的引線工藝，從而使得指紋檢測組件及指紋識別模組的製作中一次完成引線，工藝更簡單，也可節約成本。
[0027]在本實施方式中，保護層可以為採用模壓方式形成的環氧樹脂層、環氧樹脂和納米氧化鋁的組合層、環氧樹脂和納米碳化鈦的組合層或環氧樹脂和納米碳化矽的組合層。納米氧化招、納米碳化娃或納米碳化鈦在環氧樹脂中的濃度大於50%。可以通過調節納米氧化鋁、納米碳化鈦或納米碳化矽的成分含量來相應提高保護層I的硬度，硬度不同，用戶體驗感不同，對指紋識別晶片的保護強度也相應的不同，本實施例中可以製成滿足不同硬度需求的保護層I。
[0028]此外，環氧樹脂能夠製成不同的顏色，其可以用於遮擋指紋檢測晶片2，避免指紋檢測晶片2直接暴露在視線中，同時還可以通過改變其自身顏色，使其適配更多工藝的需要，進一步提高指紋識別器件的美感。
[0029]保護層I與指紋檢測晶片2之間的最小厚度小於200 μ m，其莫氏硬度通常大於等於6H，保證其具有足夠的硬度保護指紋檢測晶片2。為了保證保護層I具有一定硬度，優選的，還可以採用PVD (物理氣相沉積)、CVD (化學氣相沉積)或離子濺射工藝在保護層I的表面形成一層氧化鋁鍍層或碳化矽鍍層，用於提高硬度，實現對指紋識別晶片更好的保護。其通常採用硬度較高的材質製作而成，使保護層I能夠在形成較薄厚度的情況下具有足夠的硬度，起到良好保護作用。氧化鋁或碳化矽均可以製作出莫氏硬度在8H甚至9H的保護層1，並且形成的保護層I屬於指紋識別晶片的一部分，不易折斷，能夠很好的起著保護作用。保護層I在不犧牲硬度並且起保護作用的前提下，具有較薄的厚度，能夠增加指紋識別的靈敏度，提高用戶體驗感。
[0030]值得說明的是，由於環氧樹脂中比較常見的是白色和黑色，要想形成豐富的色彩，在保護層與氧化鋁鍍層或碳化矽鍍層之間還可形成顏色層，可以通過改變顏色層的顏色，使其適配更多工藝的需要，進一步提高指紋識別器件的美感。可根據需要，選擇各種比較常見的油墨用於形成顏色層，保證了本發明的可實現性。比如說，為了使指紋識別器件與手機外殼的顏色一致，可選擇與手機外殼顏色一致的油墨，保護層與氧化鋁鍍層或碳化矽鍍層之間還可形成顏色層，從而達到與手機外殼顏色一致的目的。
[0031]本實施例中，在進行模壓方式之前，先將指紋檢測晶片2和金屬圈3固定至印製電路板I上，接著在指紋檢測晶片2和金屬圈3的表面注入形成保護層I所需的物質，採用模壓方式形成保護層1，保護層I通常會形成在印刷電路硬板4、指紋檢測晶片2以及金屬圈3的表面，全方位包圍指紋檢測晶片2，起到較好的保護作用，增加指紋識別晶片的使用壽命。
[0032]保護層I的俯視面可以為圓形、橢圓形或方形(圖2至4中僅示意為方形)，但本實用新型並不以此為限，保護層I可以由模壓方式形成不同的形狀，以滿足不同工藝的需求。
[0033]本實用新型的第二實施方式涉及一種指紋檢測組件。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區別之處在於:在第一實施方式中，保護層採用模壓方式形成。而在本實用新型第二實施方式中，保護層採用噴塗方式形成。具體地說，保護層可以為採用噴塗方式形成的環氧樹脂和納米氧化鋁的組合層、環氧樹脂和納米碳化鈦的組合層或環氧樹脂和納米碳化娃的組合層。
[0034]在本實施例中，保護層I可以為採用PVD(物理氣相沉積)鍍膜、CVD(化學氣相沉積)鍍膜或濺射鍍膜方式形成的硬度層，硬度層可以為單晶或多晶的氧化鋁(A1203)鍍層，還可以為二氧化矽鍍層、氮化矽鍍層或碳化矽鍍層等。形成的保護層I的厚度小於100 μ m,其莫氏硬度通常大於等於6H，保證其具有足夠的硬度保護指紋檢測晶片2。典型地，採用PVD鍍膜形成氧化鋁層，可接近單晶，莫氏硬度達到9H。為了保證保護層I具有一定硬度，其通常採用硬度較高的材質製作而成，使保護層I能夠在形成較薄厚度的情況下具有足夠的硬度，起到良好保護作用。氧化鋁或碳化矽均可以製作出硬度在8甚至9的保護層1，並且形成的保護層I構成了指紋檢測組件的一部分，不易折斷，能夠很好的起著保護作用。
[0035]由於保護層I採用的PVD鍍膜、CVD鍍膜或濺射鍍膜的方式形成，因此可以形成較薄的保護層1，並且其與指紋檢測晶片2具有良好的接觸穩定性。此外，保護層I成為指紋檢測組件的一部分，無需後續再額外形成透鏡進行保護，減少了工藝步驟，此外，由於採用PVD鍍膜、CVD鍍膜或濺射鍍膜的方式形成的保護層I厚度可以較薄，例如是ΙΟμπι，從而可以減小指紋信號經過保護層I的衰減，增強指紋識別晶片的靈敏度，提高指紋識別效率。
[0036]此外，值得說明的是，進行鍍膜時指紋識別晶片所在位置的溫度小於等於400度， 如，採用PVD鍍膜方式形成保護層I時，可將溫度控制在100多度，以保證指紋識別晶片不會因高溫而失效。
[0037]本實用新型第三實施方式涉及一種指紋識別模組，採用上述第一或第二實施方式中任意一種指紋檢測組件，由於在指紋檢測組件中，將指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上，省去了現有技術中在模組組裝階段的引線工藝，從而使得指紋檢測組件及指紋識別模組的製作中一次完成引線，工藝更簡單，也可節約成本。
[0038]本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本實用新型的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種指紋檢測組件，其特徵在於，包含:保護層、指紋檢測晶片、金屬圈和印製電路板； 所述指紋檢測晶片和金屬圈焊接在印製電路板上； 所述指紋檢測晶片內嵌在所述金屬圈內，所述保護層覆蓋於所述指紋檢測晶片和所述金屬圈之上。
2.根據權利要求1所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述指紋檢測組件還包含柔性電路板； 所述柔性電路板位於所述印製電路板之下，與所述印製電路板電連接。
3.根據權利要求2所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述指紋檢測組件還包含基板； 所述柔性電路板固定在所述基板上。
4.根據權利要求3所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述基板為鋼板。
5.根據權利要求1所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述保護層為採用模壓方式形成的環氧樹脂層、環氧樹脂和納米氧化鋁的組合層、環氧樹脂和納米碳化鈦的組合層、環氧樹脂和納米碳化矽的組合層。
6.根據權利要求5所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述保護層與所述指紋檢測晶片之間的最小厚度小於200 μ m。
7.根據權利要求5所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述保護層的俯視面為圓形、橢圓形或方形。
8.根據權利要求1所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述保護層為採用噴塗方式形成的環氧樹脂和納米氧化鋁的組合層、環氧樹脂和納米碳化鈦的組合層、環氧樹脂和納米碳化娃的組合層。
9.根據權利要求8所述的指紋檢測組件，其特徵在於，所述保護層的厚度小於100μ m。
10.一種指紋識別模組，其特徵在於，包含如權利要求1至9中任一項所述的指紋檢測組件。
【文檔編號】H04M1/21GK204203987SQ201420605752
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】程泰毅, 曾敏, 張虎 申請人:上海思立微電子科技有限公司