一種指紋識別傳感器用金屬環及其製備方法和應用與流程
2023-09-10 20:20:01
本發明屬於傳感器領域，尤其涉及一種指紋識別傳感器用金屬環及其製備方法和應用。
背景技術：
隨著科技技術的發展，人體指紋識別技術已經得到了廣泛應用，用於指紋圖像採集的傳感器也出現了多種實現技術，如光學指紋傳感器、半導體指紋傳感器、超聲波指紋傳感器等。就半導體指紋傳感器而言，根據信號採集通路的不同，又可以分為被動式傳感器與主動式傳感器二種(如附圖1所示)。其中，被動式傳感器信號通過的路徑為：信號從保護層1』底層發射→穿過保護層1』→到達表層→穿過保護層1』→到達接收點，如附圖1a所示；而主動式傳感器採用發射式探測技術，信號通過的路徑為：信號從金屬環(或金屬面板)2』兩邊發射→穿過表皮→到達真皮→再穿過表皮→穿過保護層1』→被接收，如附圖1b所示。
與被動式傳感器相比，主動式傳感器具有以下優點：首先，主動式傳感器的信號只穿過一次保護層，因此，其信號減弱的幅度小；另外，主動式傳感器內部信號具有放大功能，所以主動式傳感器不僅提高了圖像質量，同時允許保護層更厚，這樣可以有效地防止用戶直接接觸內CMOS(互補金屬氧化物半導體)電路，從而提高了抗靜電和耐磨性等性能。其次，主動式傳感器可以探測到真皮層，對乾濕手指具有良好的適用性。
可見，主動式傳感器具有被動式傳感器不可比擬的良好性能優勢。但主動式傳感器增加了一個用於發射信號的金屬環，由於金屬環外露面不能接地，當遇到安裝面為導電材料並接地(如手機金屬背殼)時，金屬環與導電材料接觸 面需要做很好的絕緣處理，從而造成主動式傳感器質量問題。
目前的主動式傳感器金屬環多採用不鏽鋼材料製作，當與安裝面接觸時，如果金屬環與被安裝面單一面接觸，只需做一個面的絕緣處理，如麥拉絕緣片、絕緣膠、絕緣漆等。當金屬環與安裝面出現多個面接觸時，目前工藝大多使用如下幾種方式：第一種方式是使用金屬環麥拉絕緣套(需開模具)，但麥拉絕緣套有厚度要求，太薄容易開裂，造成絕緣失效。第二種方式是噴塗絕緣漆，但噴塗過程中需要將金屬環不作絕緣處理的上下面及內部進行保護、只噴塗與安裝面接觸部分。此方法的缺點是量產性不高，工藝控制難度大，良品率低。第三種方法是在電鍍金屬環之前，製作一個密封夾具將與安裝面接觸部分保護起來，再進行電鍍時保護面為絕緣面，未保護面為導電面。此方法量產性不高，工藝控制難度大，良品率低，不適合製造、工藝通用性不強，每種規格的金屬環都需要一個此種夾具，製造費用大。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種指紋識別傳感器用金屬環，旨在解決現有指紋識別傳感器用金屬環採用絕緣套件、絕緣膠或絕緣漆等導致的上述一系列問題。
本發明的另一目的在於提供一種含有上述指紋識別傳感器用金屬環的指紋識別傳感器。
本發明的再一目的在於提供一種指紋識別傳感器用金屬環的製備方法，旨在解決現有指紋識別傳感器用金屬環製備方法量產性不高、工藝控制難度大、良品率低的問題。
本發明是這樣實現的，一種指紋識別傳感器用金屬環，所述金屬環包括金屬環基體，所述金屬環基體包括底部和在所述底部內圍突設形成的頂部，所述頂部包括第一表面和與所述第一表面連接的第一外側壁面，所述底部包括與所述第一外側壁面相連的第二表面，所述金屬環基體表面沉積有導電層，且在所述第一表面、第一外側壁面、第二表面的所述導電層上設置有絕緣層。
以及，一種指紋識別傳感器，含有上述指紋識別傳感器用金屬環。
以及，一種指紋識別傳感器用金屬環的製備方法，包括以下步驟：
提供金屬環基體，所述金屬環基體包括底部和在所述底部內圍突設形成的頂部，所述頂部包括第一表面和與所述第一表面連接的第一外側壁面，所述底部包括與所述第一外側壁面相連的第二表面；
在所述金屬環基體表面電鍍導電層；
對電鍍有所述導電層的所述第一表面、第一外側壁面、第二表面電鍍絕緣層。
本發明提供的指紋識別傳感器用金屬環，不需要使用絕緣套件、絕緣膠或絕緣漆即可實現所述金屬環的部分絕緣處理，可以有效保證所述金屬環需絕緣部位的絕緣效果；且所述絕緣層、導電層為電鍍層，其外觀與所述金屬環基體基本一致，從而更好地保證金屬環的形狀不發生變化，能較好的用於指紋識別傳感器，且保證了產品美觀。
本發明提供的指紋識別傳感器用金屬環的製備方法，採用二次電鍍工藝實現，量產性好、良品率高，且其不需要使用模具、夾具，簡化了生產工藝、減少了人員勞動力，降低了生產成本，且工藝通用性強；此外，通過電鍍得到的金屬環外觀與所述金屬環基體基本一致，能較好的用於指紋識別傳感器，從而更好地保證金屬環的形狀不發生變化，且保證了產品美觀。
附圖說明
圖1是現有技術提供的指紋識別傳感器的工作原理示意圖；
圖2是本發明實施例提供的指紋識別傳感器用金屬環的局部剖面結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以 下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
結合圖2，本發明實施例提供了一種指紋識別傳感器用金屬環，所述金屬環包括金屬環基體1，所述金屬環基體1包括底部11和在所述底部11內圍突設形成的頂部12，所述頂部12包括第一表面121和與所述第一表面121連接的第一外側壁面122，所述底部11包括與所述第一外側壁面122相連的第二表面111，所述金屬環基體1表面沉積有導電層2，且在所述第一表面121、第一外側壁面122、第二表面111的所述導電層2上設置有絕緣層3。
本發明實施例中，本發明實施例所述金屬環並非限定其結構必須嚴格為環狀，僅為本領域的通用叫法。所述金屬環可以是本領域常見金屬環的任意結構，如框狀的金屬框，也可以是類型圓形或框狀的結構。具體的，所述金屬環基體1為常規結構和材料的金屬環基體，如所述金屬環基體1的結構包括底部11和在所述底部11內圍突設形成的頂部12，所述頂部12包括第一表面121和與所述第一表面121連接的第一外側壁面122，所述底部11包括與所述第一外側壁面122相連的第二表面111。當然，應當理解，所述金屬環基體1還包括內側壁(圖中未標出)。所述金屬環基體1的材料也可選用常規的金屬環基體材料，具體如不鏽鋼材料等。
本發明實施例中，在所述金屬環基體1表面沉積有導電層2，所述導電層2覆蓋在整個所述金屬環基體1的表面，作為優選實施例，所述導電層2為鎳層當然，應當理解，本發明實施例還可以使用除鎳以外的其他材料來作為導電層材料，如所述導電層2為鉻層。此外，本發明實施例所述導電層2更優選為電鍍導電層。
本發明實施例中，所述絕緣層3隻設置在所述金屬環需要進行絕緣處理的部位，即所述第一表面121、第一外側壁面122、第二表面111。同樣的，作為優選實施例，所述絕緣層3為電鍍絕緣層。
本發明實施例所述電鍍導電層、電鍍絕緣層可以更好地保證金屬環的形狀 不發生變化。
本發明實施例提供的指紋識別傳感器用金屬環，不需要使用絕緣套件、絕緣膠或絕緣漆即可實現所述金屬環的部分絕緣處理，可以有效保證所述金屬環需絕緣部位的絕緣效果；且所述絕緣層、導電層為電鍍層，其外觀與所述金屬環基體基本一致，從而更好地保證金屬環的形狀不發生變化，能較好的用於指紋識別傳感器，且保證了產品美觀。
本發明實施例所述指紋識別傳感器用金屬環可以通過下述方法製備獲得。
以及，本發明實施例還提供了一種指紋識別傳感器，含有上述的指紋識別傳感器用金屬環。
相應的，本發明實施例還提供了一種指紋識別傳感器用金屬環的製備方法，包括以下步驟：
S01.提供金屬環基體，所述金屬環基體包括底部和在所述底部內圍突設形成的頂部，所述頂部包括第一表面和與所述第一表面連接的第一外側壁面，所述底部包括與所述第一外側壁面相連的第二表面；
S02.在所述金屬環基體表面電鍍導電層；
S03.對電鍍有所述導電層的所述第一表面、第一外側壁面、第二表面電鍍絕緣層。
上述步驟S01中，所述金屬環基體的結構及其材質如上所述，為了節約篇幅，此處不再贅述。
上述步驟S02中，在所述金屬環基體表面電鍍導電層，所述電鍍的方法不受限制，可以採用本領域常規方法實現。
上述步驟S03中，對電鍍有所述導電層的所述第一表面、第一外側壁面、第二表面電鍍絕緣層，可以通過兩種方式實現。
作為一個具體實施例，對電鍍有所述導電層的所述第一表面、第一外側壁面、第二表面電鍍絕緣層的步驟中，先將電鍍有導電層的所述金屬環基體除所述第一表面、第一外側壁面、第二表面的部位進行遮罩處理，再對所述第一表 面、第一外側壁面、第二表面電鍍絕緣層。採用遮罩處理的方法，使所述金屬環基體導電層被遮罩部分不被電鍍上絕緣層，相比傳統方法中使用的絕緣套件、絕緣膠、絕緣漆等，此工藝方法可保證高量產性，高良品率，由於不使用模具、夾具製造，金屬環經過二次電鍍後外觀上與電鍍前的金屬環基本一致，保證了美觀並且減少了人員勞動力、降低了生產成本，製造工藝通用性更強。且該方法可靈活實現所述金屬環結構的不同接觸面需要各種不同導電性能的要求。
作為另一個具體實施例，對電鍍有所述導電層的所述第一表面、第一外側壁面、第二表面電鍍絕緣層的步驟中，先在所述金屬環基體的導電層表面電鍍絕緣層，再使用鐳射鵰刻工藝，將除所述第一表面、第一外側壁面、第二表面的部位的所述絕緣層雕刻去除。同樣，本發明實施例所述方法可以解決金屬環結構不同接觸面需要各種導電性能要求，且可保證量產性、良品率高，不需要模具、夾具製造，並且製造工藝通用性強。
本發明實施例提供的指紋識別傳感器用金屬環的製備方法，採用二次電鍍工藝實現，量產性好、良品率高，且其不需要使用模具、夾具，簡化了生產工藝、減少了人員勞動力，降低了生產成本，且工藝通用性強；此外，通過電鍍得到的金屬環外觀與所述金屬環基體基本一致，能較好的用於指紋識別傳感器，從而更好地保證金屬環的形狀不發生變化，且保證了產品美觀。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。