微型光學指紋識別模塊的製作方法
2023-10-10 04:38:34
專利名稱：微型光學指紋識別模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種指紋識別模塊領域，尤其涉及一種使用電路板垂直連接結構 而實現微型化的光學指紋識別模塊。
背景技術：
隨著 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導 體)的微型化，光學指紋採集儀的光路體積可設計得越來越小，使光學指紋採集儀微型化 的發展趨勢得以滿足。但對於將光學指紋採集儀和指紋識別處理器集成為光學指紋識別模 塊的產品形式，在越來越小的光學指紋採集儀結構中，電路板的表貼面積不足嚴重阻礙了 光學指紋識別模塊的微型化。光學指紋採集儀的外觀一般為梯形六面體(如圖4所示)，底板為CMOS的承載電 路板，位於光學指紋採集儀的底部A，但其面積非常有限，不足以貼片整個指紋識別模塊的 器件和接口，所以指紋識別模塊還需要增加一塊與底板垂直的插板，並和底板連接，增加表 貼面積以容納整個指紋識別模塊所需的電路。在光學指紋採集儀的一般結構中，光路所佔 用的空間在該梯形六面體內部(如圖中陰影部分B所示)，並在光學採集儀背面C和光路之 間有一定空隙(如圖中陰影部分D所示)。由於光路不能被阻擋，可能增加插板的位置限制 在這段空隙D內。通常這種垂直連接使用專用連接器(如插針式連接器)，除工藝複雜、成本較高以 外，對空間體積和電路板面積的佔用，相對於微型指紋識別模塊而言，都是比較大的代價。 甚至使得光學指紋識別模塊體積不得不遠大於光路體積。
實用新型內容為解決以上問題，提出一種新型的電路板垂直連接結構，以極小的空間體積和電 路板面積，實現了電路板垂直連接。基於該結構設計了符合微型光學指紋識別模塊的電路 板方案和結構方案。本實用新型提供的微型光學指紋識別模塊，包括外殼、光源、採集稜鏡、定焦透鏡 模組、成像面、指紋識別IC、非易失儲存器、電源晶片、接口和印刷電路板，光源、成像面、指 紋識別IC、非易失儲存器、電源晶片和接口通過印刷電路板實現電路連接，其特徵在於，所 述印刷電路板包括第一塊印刷電路板，安裝在外殼底部；第二塊印刷電路板，安裝在外殼背部；所述第一塊印刷電路板和第二塊印刷電路板其中之一上有插孔，另一塊上有接合 區域，通過將所述接合區域插入所述插孔中，使所述第一塊印刷電路板和第二塊印刷電路 板彼此機械連接；所述有插孔的印刷電路板的插孔周圍以及所述有接合區域的印刷電路板的接合 區域上分別設置有金屬焊盤，所述接合區域插入到所述插孔中後，可通過焊接將所述結合區域的金屬焊盤與所述插孔周圍的金屬焊盤彼此電連接。所述第一塊印刷電路板和第二塊印刷電路板其中之一上的所述插孔的幾何尺寸 與另一塊上的結合區域的幾何尺寸相同，使得所述第一塊刷電路板和第二塊印刷電路板通 過所述結合區域與所述插孔的過緊配合實現連接緊固。所述第一塊印刷電路板和第二塊印刷電路板彼此垂直連接。所述定焦透鏡模組膠粘在所述第一塊印刷電路板上，所述定焦透鏡模組的光心與 所述成像面的成像中心重合，其焦距及物鏡距固定，能對固定距離成像。本實用新型的優勢在於，兩塊印刷電路板通過插接的方式實現了垂直連接，插孔 與結合區域過緊配合使得機械連接更加牢固，金屬焊盤僅用於兩塊印刷電路板之間的電連 接，這種插接方法佔用的印刷電路板貼片面積小，過線密度大，使得光學指紋識別模塊的空 間體積能夠更加微型化。
圖1是微型光學指紋識別模塊的側面剖視圖；圖2是兩塊印刷電路板立體連接圖；圖3是圖2中的A-A向的剖視圖；圖4是梯形六面體形的光學指紋採集儀立體圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。圖1示意了微型光學指紋識別模塊的側面剖視圖，包括外殼1，光源2、採集稜鏡3、 定焦透鏡模組4、成像面5和印刷電路板6。該微型光學指紋識別模塊還包括指紋識別IC、 非易失存儲器、電源晶片和接口，在圖1中未畫出。光源2、成像面5、指紋識別IC、非易失儲 存器、電源晶片和接口焊接在印刷電路板6上實現電路連接。印刷電路板6包括一塊底板61和一塊背板62，底板61安裝在外殼1底部，背板 62安裝在外殼1背部，二者垂直連接；光源2可焊接在底板61上也可焊接在背板62上；成 像面5焊接在底板61上，成像面5是半導體成像傳感器陣列，本實例中選定半導體成像傳 感器為CMOS傳感器；定焦透鏡模組4膠粘在底板61上，使其光心與成像面5的成像中心重 合，定焦透鏡模組4的焦距和物鏡距固定，能夠對固定距離成像。如圖2所示，底板61上有一插孔63，背板62上設置有接合區域64，插孔63周圍 和接合區域64上分別設置有金屬焊盤65。如圖3所示，插孔63的幾何尺寸與接合區域64 的幾何尺寸相同，接合區域64插入到插孔63中後，二者形成過緊配合，使底板61和背板62 彼此實現緊固機械連接。插孔63周圍和接合區域64上分別設置有金屬焊盤65，接合區域 64插入到插孔63中後，通過焊接可以使插孔63周圍的金屬焊盤65與接合區域64上的金 屬焊盤65電連接。根據以上所實施實例的設置，微型光學指紋識別模塊的兩塊印刷電路板通過插接 的方式實現了垂直連接，插孔與結合區域過緊配合使得機械連接更加牢固，金屬焊盤僅用 於兩塊印刷電路板之間的電連接，這種插接方法佔用的印刷電路板貼片面積小，過線密度 大，使得光學指紋識別模塊的空間體積能夠更加微型化。[0024] 本領域的技術人員在不脫離權利要求書確定的本實用新型的精神和範圍的條件 下，還可以對以上內容進行各種各樣的修改。因此本實用新型的範圍並不僅限於以上的說 明，而是由權利要求書的範圍來確定的。
權利要求1.微型光學指紋識別模塊，包括外殼、光源、採集稜鏡、定焦透鏡模組、成像面、指紋識 別IC、非易失儲存器、電源晶片、接口和印刷電路板，光源、成像面、指紋識別IC、非易失儲 存器、電源晶片和接口通過印刷電路板實現電路連接，其特徵在於，所述印刷電路板包括第一塊印刷電路板，安裝在外殼底部；第二塊印刷電路板，安裝在外殼背部；所述第一塊印刷電路板和第二塊印刷電路板其中之一上有插孔，另一塊上有接合區 域，通過將所述接合區域插入所述插孔中，使所述第一塊印刷電路板和第二塊印刷電路板 彼此機械連接；所述有插孔的印刷電路板的插孔周圍以及所述有接合區域的印刷電路板的接合區域 上分別設置有金屬焊盤，所述接合區域插入到所述插孔中後，可通過焊接將所述結合區域 的金屬焊盤與所述插孔周圍的金屬焊盤彼此電連接。
2.根據權利要求1所述的微型光學指紋識別模塊，其特徵在於，所述第一塊印刷電路 板和第二塊印刷電路板其中之一上的所述插孔的幾何尺寸與另一塊上的結合區域的幾何 尺寸相同，使得所述第一塊刷電路板和第二塊印刷電路板通過所述結合區域與所述插孔的 過緊配合實現連接緊固。
3.根據權利要求1所述的微型光學指紋識別模塊，其特徵在於，所述第一塊印刷電路 板和第二塊印刷電路板彼此垂直連接。
4.根據權利要求1所述的微型光學指紋識別模塊，其特徵在於，所述定焦透鏡模組膠 粘在所述第一塊印刷電路板上，所述定焦透鏡模組的光心與所述成像面的成像中心重合， 其焦距及物鏡距固定，能對固定距離成像。
專利摘要本實用新型提供了一種微型光學指紋識別模塊，包括外殼、光源、採集稜鏡、定焦透鏡模組、成像面、指紋識別IC、非易失儲存器、電源晶片、接口和印刷電路板，通過將設置在一塊印刷電路板上的接合區域插入到設置在另一塊電路板上的插孔內，並且利用過緊配合使兩塊印刷電路板形成垂直機械連接，並且通過將接合區域上的金屬焊盤和插孔周圍的金屬焊盤焊接，實現兩塊印刷電路板的電連接。本實用新型提供的插接方法佔用的印刷電路板貼片面積小，過線密度大，使得光學指紋識別模塊的空間體積能夠更加微型化。
文檔編號G06K9/00GK201838014SQ20102028896
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者劉菡 申請人:深圳百佳安生物識別技術有限公司