指紋識別裝置及終端設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種指紋識別裝置及終端設(shè)備。該指紋識別裝置包括：指紋識別組件，包括：柔性電路薄膜及形成于所述柔性電路薄膜上的傳感器和控制芯片，其中所述傳感器和所述控制芯片電連接；支撐件，包括上部分和下部分，其中所述上部分相對于所述下部分呈凸起狀，從而所述支撐件具有倒T形，所述支撐件被所述指紋識別組件部分地包裹，且所述傳感器位于所述上部分的頂表面；保護(hù)層，形成于至少部分的所述指紋識別組件之上且位于所述傳感器上方；以及基環(huán)，具有頂開口，置于部分的所述支撐件之上，所述指紋識別組件至少部分地容置于所述基環(huán)之內(nèi)；其中，所述保護(hù)層通過所述基環(huán)的頂開口暴露上部分。
【專利說明】指紋識別裝置及終端設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物識別領(lǐng)域，尤其涉及一種指紋識別裝置及包含其的終端設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著存儲技術(shù)的發(fā)展，終端設(shè)備如智能手機(jī)、平板電腦等存儲有大量個人 信息等重要資料，其安全性變得更為重要。目前多使用口令、圖形等形式來實現(xiàn)對其終端設(shè) 備的密碼保護(hù)。
[0003] 然而，對于口令、圖形等加密方式，用戶需記住設(shè)定的口令和/或圖形；此外，在公 共場合，還存在密碼泄露的危險。而為了提高安全性，往往需要增加口令和圖形的復(fù)雜度， 這無疑進(jìn)一步增加了用戶記憶的難度，造成安全與易用之間的沖突。
[0004] 指紋是由手指表面皮膚凹凸不平的紋路組成，是人體獨一無二的特征，其復(fù)雜程 度可提供用于識別的足夠特征。指紋識別即是利用指紋唯一性和穩(wěn)定性的特點來實現(xiàn)身份 識別，而無需用戶記憶。
[0005] 電容式指紋識別傳感器在基材襯底上形成導(dǎo)電電路，當(dāng)手指與傳感器接觸時，通 過指紋脊的凸起和指紋谷的凹陷所產(chǎn)生的不同電容值來探測并形成指紋圖案。
[0006] 然而，隨著指紋識別技術(shù)廣泛地被采用，遇到了一些問題，主要是指紋識別裝置應(yīng) 用于電子設(shè)備中時，對其大小和高度的要求。隨著手持式電子設(shè)備的廣泛使用，電子設(shè)備的 設(shè)計者或工程師一方面不斷地追求電子設(shè)備最大地集成化及易用性，另一方面又要減小電 子設(shè)備中的集成組件的尺寸并降低其成本。典型地，這些電子設(shè)備僅包含了對于核心功能 而言必須的輸入/輸出元件，例如屏幕、及有限的按鈕。
[0007] 因此，需要實現(xiàn)一種可集成于手持式電子設(shè)備的指紋識別裝置的封裝，以克服現(xiàn) 有技術(shù)中的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可集成于終端設(shè)備中的指紋識別裝置及包含其的終 端設(shè)備。
[0009] 本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中 變得顯然，或者可以通過本發(fā)明的實踐而習(xí)得。
[0010] 本發(fā)明一方面公開了一種指紋識別裝置，包括：指紋識別組件，包括：柔性電路薄 膜及形成于所述柔性電路薄膜上的傳感器和控制芯片，其中所述傳感器和所述控制芯片電 連接；支撐件，包括上部分和下部分，其中所述上部分相對于所述下部分呈凸起狀，從而所 述支撐件具有倒T形，所述支撐件被所述指紋識別組件部分地包裹，且所述傳感器位于所 述上部分的頂表面；保護(hù)層，形成于至少部分的所述指紋識別組件之上且位于所述傳感器 上方；以及基環(huán)，具有頂開口，置于部分的所述支撐件之上，所述指紋識別組件至少部分地 容置于所述基環(huán)之內(nèi)；其中，所述保護(hù)層通過所述基環(huán)的頂開口暴露上部分。
[0011] 于一實施例中，所述傳感器和所述控制芯片分離地設(shè)置于所述柔性電路薄膜的同 偵h并分別與所述柔性電路薄膜電連接。
[0012] 于另一實施例中，所述傳感器和所述控制芯片分別設(shè)置于所述支撐件的不同側(cè)。
[0013] 于再一實施例中，所述控制芯片以倒裝芯片的方式電連接于所述柔性電路薄膜。
[0014] 于再一實施例中，所述支撐件的中心與所述傳感器的中心在同一個垂直于所述支 撐件頂表面的平面上。
[0015] 于再一實施例中，所述指紋識別組件包裹所述支撐件的上部分的頂表面、一個側(cè) 表面及所述支撐件的下部分的部分頂表面、一個側(cè)表面。
[0016] 于再一實施例中，所述指紋識別組件包裹所述支撐件的上部分的頂表面、一個側(cè) 表面及所述支撐件的下部分的部分頂表面、一個側(cè)表面和底表面。
[0017] 于再一實施例中，所述支撐件具有凹槽，以容置所述控制芯片。
[0018] 于再一實施例中，所述凹槽深度大于所述控制芯片的厚度。
[0019] 于再一實施例中，所述基環(huán)的頂表面高于所述保護(hù)層的頂表面。
[0020] 于再一實施例中，所述基環(huán)的頂表面具有朝向中心的倒角，或者所述基環(huán)的頂表 面朝向中心一側(cè)呈圓弧形。
[0021] 于再一實施例中，所述基環(huán)包括側(cè)部和連接于所述側(cè)部的凸出部，所述凸出部的 底表面接觸所述保護(hù)。
[0022] 于再一實施例中，所述基環(huán)的頂表面與所述保護(hù)層的頂表面的高度差為H，所述基 環(huán)與所述傳感器感應(yīng)區(qū)域之間的最短距離為L，H/L為1/5?2/3。
[0023] 于再一實施例中，H/L為1/4?1/2。
[0024] 于再一實施例中，所述基環(huán)的頂表面與所述保護(hù)層的頂表面平齊。
[0025] 于再一實施例中，所述支撐件至少部分地通過粘合劑與所述柔性電路薄膜貼合。
[0026] 于再一實施例中，所述粘合劑包括PSA膠和/或熱固膠。
[0027] 于再一實施例中，所述指紋識別裝置還包括：顏色層，其涂覆于所述傳感器的上 方，并位于所述保護(hù)層與所述指紋識別組件之間。
[0028] 于再一實施例中，所述顏色層包括油墨層。
[0029] 于再一實施例中，所述保護(hù)層材料包括有機(jī)薄膜、玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石、石英、樹脂 硬質(zhì)層或類金剛石鍍層。
[0030] 于再一實施例中，所述指紋識別裝置還包括：柔性電路板；其中所述柔性電路薄 膜通過ACF膠電連接所述柔性電路板。
[0031] 于再一實施例中，所述指紋識別裝置還包括：至少一個無源元件，其形成于所述柔 性電路板上。
[0032] 于再一實施例中，所述指紋識別裝置還包括：底板；其中包裹了所述支撐件后的 所述柔性電路薄膜形成于所述底板之上，且所述傳感器所在平面遠(yuǎn)離所述底板。
[0033] 于再一實施例中，所述底板具有一通孔，或者所述底板的側(cè)面具有一豁口，以將所 述柔性電路薄膜的一連接部穿出所述底板。
[0034] 于再一實施例中，所述底板具有凹槽，以容置所述控制芯片。
[0035] 本發(fā)明另一方面公開了一種終端設(shè)備，包括上述任一項所述的指紋識別裝置。
[0036] 于一實施例中，所述終端設(shè)備還包括壓敏元件，設(shè)置在所述指紋識別裝置的下方。
[0037] 本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置1，封裝工藝簡單，具有較小的結(jié)構(gòu)，可滿足終 端設(shè)備對于其集成組件的輕薄化的需求，且易于安裝在終端設(shè)備中，有效地提升了生產(chǎn)良 率及效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實施方式，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點將變得 更加明顯。
[0039] 圖1為本發(fā)明的指紋識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖2A至圖2C為本發(fā)明的指紋識別裝置的爆炸圖。
[0041] 圖3A為本發(fā)明實施例一的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。
[0042] 圖3B為本發(fā)明實施例的指紋識別裝置中的指紋識別模組與柔性電路板的連接示 意圖。
[0043] 圖4為本發(fā)明實施例二的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。
[0044] 圖5為本發(fā)明實施例三的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。
[0045] 圖6為本發(fā)明實施例四的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。
[0046] 圖7為本發(fā)明實施例中的基環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047] 圖8為本發(fā)明實施例的終端設(shè)備的爆炸圖。

【具體實施方式】
[0048] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形 式實施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明將 全面和完整，并將示例實施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中相同的附 圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)。
[0049] 所描述的特征或結(jié)構(gòu)可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施方式中。在下 面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對本發(fā)明的實施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)意識到，沒有所述特定細(xì)節(jié)中的一個或更多，或者采用其它的結(jié)構(gòu)、組元等，也可 以實踐本發(fā)明的技術(shù)方案。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)或者操作以避免模 糊本發(fā)明。
[0050] 終端設(shè)備通常被配置為包括：顯示屏、觸摸屏、蓋板玻璃、存儲、片上系統(tǒng)（system on chip)、CPU、GPU、內(nèi)存、Wi-Fi連接、藍(lán)牙連接、USB連接、電池、外接電源、計算機(jī)可讀媒 體及軟件等。
[0051] 此外，終端設(shè)備或終端設(shè)備的顯示屏可以被配置為包括用于用戶交互（例如開/ 關(guān)機(jī)、音量調(diào)整等）的一個按鈕或者一種物理外形（form factor)。按鈕可以集成于終端 設(shè)備的外殼中，也可以包括在終端設(shè)備的屏幕中。物理外形的尺寸可以小于或等于900mm 2， 可以小于或等于400mm2,可以小于或等于225mm2,可以小于或等于100mm 2,可以小于或等于 75mm2,可以小于或等于50mm2,可以小于或等于25mm 2,可以小于或等于10mm2,或者可以小于 或等于5mm2。在一些實施例中，物理外形的厚度小于或等于2mm，優(yōu)選地小于或等于1. 5mm， 更進(jìn)一步地，還可以小于或等于1_。
[0052] 指紋識別裝置例如可以包括：指紋傳感器、速度傳感器和電連接于指紋傳感器和 速度傳感器的控制電路。指紋傳感器和速度傳感器的電極通過蝕刻等方式形成于基底的頂 表面。保護(hù)層形成于指紋傳感器和速度傳感器上，以為傳感器提供電性隔離及機(jī)械保護(hù)?？?選地，指紋傳感器的電極也可以形成于基底的底表面，其中基底可以作為保護(hù)層，并進(jìn)一步 地在基底的頂表面上形成一層硬涂層（hard coating)。
[0053] 本發(fā)明公開的指紋識別裝置被集成于終端設(shè)備的屏幕或者外殼中，并位于終端設(shè) 備的屏幕或者外殼的頂表面上，以使用戶的手指接觸終端設(shè)備的頂表面時，指紋傳感器與 手指的距離在300 μ m內(nèi)。在至少部分地配置中，指紋識別裝置可以被配置為當(dāng)用戶的手指 接觸終端設(shè)備的頂表面時，其中的指紋傳感器與手指的距離在200 μ m內(nèi)，優(yōu)選地在150 μ m 內(nèi)，更優(yōu)選地在100 μ m內(nèi)，更甚者可在50 μ m內(nèi)。
[0054] 在一些實施例中，可提供一單一芯片來控制顯示屏、觸摸屏和指紋識別裝置的至 少其中之一的功能。此外，本發(fā)明中的包含指紋傳感器的終端設(shè)備的頂表面是光滑的或大 致光滑的。顯示屏和指紋識別裝置被配置為集成在一起并具有相同的操作方式，或者被配 置為終端設(shè)備包含的單一組件。
[0055] 圖1為本發(fā)明的指紋識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中所示的指紋識別裝置1例如 可應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等移動終端，也可應(yīng)用于銀行的終端設(shè)備如ATM機(jī)等，但本發(fā) 明不以此為限。
[0056] 在指紋識別裝置1的頂表面為用戶提供了用于指紋識別的區(qū)域，用戶可以通過在 該區(qū)域上劃擦或者將手指置于該區(qū)域，以讀取其指紋圖像。
[0057] 圖1所示的指紋識別裝置1為終端設(shè)備的一個用戶接口殼體，例如為終端設(shè)備中 的一個按鈕，被集成于終端設(shè)備中，例如智能手機(jī)。其尺寸可因終端設(shè)備的不同而適應(yīng)性地 進(jìn)行設(shè)計。適配的二維尺寸，例如正方形或長方形，可以為4mmX lmm、4mmX4mm、5mmX 15mm、 10_X 10mm或10_X 15mm等。適配的直徑，例如為圓形或捕圓形,可以為4mm、5mm、6mm、 7mm、8mm、9mm或10mm等。列舉的上述尺寸僅為示例，本發(fā)明不以此為限。此外，指紋識別裝 置1的尺寸還與其中的傳感器是一維傳感器還是二維傳感器有關(guān)。
[0058] 指紋識別裝置1的形狀可以為任何物理形狀，包括：圓形、橢圓形、正方形、長方 形、梯形、三角形等，本發(fā)明不以此為限。智能手機(jī)或平板電腦通常使用具有高光澤度的基 底作為其蓋板。這些蓋板的材料通常為玻璃、強(qiáng)化玻璃、透明塑料、藍(lán)寶石、陶瓷或者具有任 何高光澤度表面的材質(zhì)。為了適配于這樣的終端設(shè)備中，指紋識別裝置1的殼體的頂表面 也需要具有高光澤度的表面，以與周圍的表面所匹配。指紋識別裝置1的殼體的頂表面的 材料，例如可以為玻璃、塑料、陶瓷、樹脂涂層、藍(lán)寶石等。
[0059] 在至少部分配置中，指紋識別裝置1可以獲得與終端設(shè)備的殼體同樣效果的外觀 和觸覺。并且由于置于指紋識別模組10上的保護(hù)層40,使得指紋識別模組10中的傳感器 和顏色層30不會直接接觸用戶的手指，從而使指紋識別裝置1持久耐用。
[0060] 在一些實施例中，指紋識別裝置1中的指紋傳感器還可以與終端設(shè)備的觸摸傳感 器（touch sensor)協(xié)同工作。使用同一個控制芯片控制觸摸傳感器電路和指紋傳感器電 路。該雙功能控制器可以集成于指紋識別裝置1中，或者通過柔性電路板與指紋識別裝置 1電連接。
[0061] 圖2A為本發(fā)明的指紋識別裝置的爆炸圖。如圖1和圖2A所示，指紋識別裝置1 包括：指紋識別模組10及保護(hù)層40。
[0062] 其中保護(hù)層40形成于指紋識別模組10的上方，以對指紋識別模組10,尤其是對傳 感器1002進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)層40通過噴涂技術(shù)或印刷技術(shù)或真空蒸鍍技術(shù)形成，其材料例如 包括UV固化型PMMA膠（紫外光固化透明膠）、熱固化型PMMA膠或類金剛石（Diamond-like Carbon，DLC)，其中DLC采用鍍膜方式形成保護(hù)層。在一些實施例中，保護(hù)層40還可以由玻 璃、陶瓷、藍(lán)寶石、石英或者其他持久耐用的材料形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚對 苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚酰亞胺（PI)等有機(jī)薄膜。保護(hù)層40例如為一硬涂層（hard coating)。此外，保護(hù)層40也可以直接為終端設(shè)備的蓋板（例如玻璃或陶瓷等）。
[0063] 在一些實施例中，指紋識別裝置1還包括顏色層30,形成于指紋識別模組10和保 護(hù)層40之間，以保證其下的指紋識別模組10對用戶不可見，美化指紋識別裝置；此外還具 有與終端設(shè)備的殼體外觀同步的作用，例如如果其所屬的終端設(shè)備為白色，則可以通過顏 色層30使指紋識別裝置1呈現(xiàn)白色，而如果其所屬的終端設(shè)備為黑色，則通過顏色層30使 指紋識別裝置1呈現(xiàn)黑色。顏色層30例如為一油墨層，或者為通過沉積技術(shù)形成或者由其 他特殊技術(shù)形成的鍍層。通常，顏色層30可顯示為白色、黑色等，但本發(fā)明不以此為限。此 夕卜，在保護(hù)層40或者在保護(hù)層40和顏色層30之下，還可以包括其他層，本發(fā)明不以此為 限。
[0064] 在一些實施例中，指紋識別裝置1還包括底板50。其中，指紋識別模組10貼合于 底板50上，例如通過壓敏膠（Pressure-Sensitive Adhesive, PSA)進(jìn)行粘合。
[0065] 如圖1和圖2A所示，指紋識別模組10包括一連接部E，用于將指紋識別模組10與 一柔性電路板（FPC)電連接。在封裝時，如圖2B所示，可以在底板50上通過穿洞的方式， 形成一通孔H，并將該連接部E從底板50的底部穿出；或者，還可以如圖2C所示，將底板50 的側(cè)面切掉一小塊，形成一豁口 B，以將該連接部E從底板50的底部穿出。需要說明的是， 圖2B中通孔Η及圖2C中豁口 B的位置、大小、形狀等僅為示意之用，并非用以限制本發(fā)明。
[0066] 在一些實施例中，指紋識別裝置1還包括基環(huán)（bezel) 20?；h(huán)20具有頂開口，蓋 在形成有保護(hù)層40或者形成有顏色層30和保護(hù)層40的指紋識別模組10上，至少部分地將 指紋識別模組10置于其中，用于形成指紋識別裝置1的外部輪廓?；h(huán)20的材質(zhì)例如為 金屬、塑料或者PEEK(polyetheretherketone,聚醚醚酮樹脂）材料，其具有耐磨、耐高溫、 耐腐蝕等特點?；h(huán)20的形狀取決于指紋識別裝置1的整體形狀，可以為圓環(huán)、橢圓環(huán)、方 形環(huán)等。
[0067] 在一些實施例中，當(dāng)指紋識別模組10中的用于感測用戶指紋的傳感器采用主動 式指紋識別傳感器時，基環(huán)20此時必須為導(dǎo)電材質(zhì)，此時其還用于調(diào)制用戶手指的電壓， 以提供更好的電容，提升感測精度。此外，基環(huán)20還可以被用來屏蔽電磁效應(yīng)，帶有提供電 容隔離或降低其他電磁影響的效果。
[0068] 在另一些實施例中，基環(huán)20也可以僅作裝飾之用。
[0069] 基環(huán)20的頂表面與保護(hù)層40的頂面可以平齊，也可以如圖7(a)至圖7(d)所示， 基環(huán)20的頂表面高于保護(hù)層40。如圖7(a)中所示，基環(huán)20朝向其中心，即朝向指紋識別 模組10的頂角可以為直角；或者，如圖7(b)所示，基環(huán)20的頂表面具有朝向其中心，即朝 向指紋識別模組10的倒角；或者，如圖7(c)所示，基環(huán)20朝向其中心，即朝向指紋識別模 組10的頂角呈圓弧形；再或者，如圖7(d)所示，基環(huán)20包括側(cè)部和連接于側(cè)部的凸出部， 凸出部的底表面與保護(hù)層40接觸；再或者，如圖7(e)所示，凸出部的頂表面具有朝向其中 心，即朝向指紋識別模組10的倒角；此外，凸出部朝向其中心的頂角也可呈圓弧形，本發(fā)明 不以此為限。
[0070] 如圖7(a)或圖7(d)所不，基環(huán)20的頂表面商于保護(hù)層40的頂表面，例如兩者之 間的高度差為H，在用戶的手指進(jìn)行指紋識別時，如果指紋識別組件100與基環(huán)之間的間距 L為0時，在靠近基環(huán)20的部分，手指將接觸不到指紋識別組件100,從而無法準(zhǔn)確地識別 用戶手指的指紋。
[0071] 而如圖7(b)、圖7(c)或圖7(e)中所示，雖然由于基環(huán)20具有倒角或朝向中心部 分的頂角呈圓弧形，手指接觸不到指紋識別組件1〇〇的面積小于如圖7(a)或圖7(d)所示 的朝向中心部分的頂角為直角的情況，但也需要L大于0,以確保準(zhǔn)確地進(jìn)行指紋識別。
[0072] 在研究中發(fā)現(xiàn)，間距L與高度Η之間存在一定的比例關(guān)系，當(dāng)Η與L的比值，即H/ L為1/5?2/3時，可以確保指紋識別地準(zhǔn)確進(jìn)行。優(yōu)選地，Η/L為1/4?1/2。基于此，在 設(shè)置指紋傳感器的感應(yīng)區(qū)域時，盡量避免將感應(yīng)區(qū)域設(shè)置在此盲區(qū)（即手指接觸不到的區(qū) 域）范圍內(nèi)。
[0073] 在圖1和圖2Α中，基環(huán)20凸出的上部分均以長方形為例示意，還可以為正方形、 圓形、橢圓形等，視所屬終端設(shè)備的設(shè)計需求而定，本發(fā)明不以此為限。此外，在一些實施例 中，基環(huán)也可以僅包括圖2Α中所示的基環(huán)20凸出的上部分。
[0074] 圖3Α為本發(fā)明實施例一的指紋識別模組沿圖1中Α-Α'剖開的分解示意圖。需要 說明的是，此圖為指紋識別模組結(jié)構(gòu)的分解示意圖，為了更清楚地示意指紋識別模組的結(jié) 構(gòu)，圖中各組件之間未直接相接，其不能用于限制本發(fā)明的指紋識別模組各組件之間的連 接關(guān)系；此外，為了簡化附圖，圖中基環(huán)20為僅包括圖2Α中基環(huán)的上部分的結(jié)構(gòu)。上述說 明也同樣適用于圖4至圖6。
[0075] 如圖3Α所示，指紋識別模組11包括：指紋識別組件100及支撐件102。指紋識別 組件100包括：柔性電路薄膜1000及形成于柔性電路薄膜1000上的傳感器1002和控制芯 片 1004。
[0076] 柔性電路薄膜1000例如可以為聚酰亞胺薄膜（Polyimide film，PI film)，如圖中 所示，可以由兩層聚酰亞胺樹脂（Polyimide resin, PI resin)組成；也可以是一層為PI基 材，另一層為其他材質(zhì)的保護(hù)層樹脂，本發(fā)明不以此為限。
[0077] 傳感器1002形成于柔性電路薄膜1000上。包括至少一個傳感元件，以感測用戶 手指的脊和谷，從而對用戶的指紋進(jìn)行識別。傳感器1002可以為單層（即一維）結(jié)構(gòu)也可 以為雙層（即二維）結(jié)構(gòu)，本發(fā)明不以此為限。
[0078] 本發(fā)明中的傳感器1002可以為呈條狀式分布的劃擦式傳感器，也可以為呈陣列 式分布的按壓式傳感器，本發(fā)明不以此為限。此外，傳感器1002還可以與執(zhí)行對用戶的指 紋的光學(xué)感測、紅外感測、或其他感測的元件結(jié)合或組合地工作，這些元件本身可以耦合到 用戶手指的表皮、用戶手指的皮下部分、或者表示用戶的指紋的某種其他特征。
[0079] 控制芯片1004例如通過倒裝芯片（flip chip)技術(shù)與柔性電路薄膜1000電連 接。將控制芯片1004的正面朝下朝向柔性電路薄膜1000,無需引線鍵合，采用一定數(shù)量的 金屬球（例如錫球），使控制芯片1004在電氣上和機(jī)械上連接于柔性電路薄膜1000。采用 倒裝芯片技術(shù)，因其無需引線鍵合，可以形成最短電路，降低了電阻；此外，通過采用金屬球 連接，縮小了封裝尺寸，改善了電性表現(xiàn)。
[0080] 控制芯片1004與傳感器1002非封裝于同一芯片中的一體式封裝結(jié)構(gòu)，而是各自 獨立地、分離地設(shè)置于柔性電路薄膜1000的同側(cè)，并分別與柔性電路薄膜1000電連接。控 制芯片1004通過柔性電路薄膜1000與傳感器1002電連接，從而使傳感器1002的信號傳 輸?shù)娇刂菩酒?004中進(jìn)行處理。
[0081] 如圖3A所示，支撐件102包括上部分和下部分，其中上部分相對于下部分呈凸起 狀，從而支撐件102具有倒T形。優(yōu)選地，上部分于下部分的中心凸起。在如圖3A所示的支 撐件102的橫截面中，上部分的形狀例如為長方形、正方形或梯形等，本發(fā)明不以此為限。
[0082] 支撐件102被指紋識別組件100部分地包裹，并且其中傳感器1002覆蓋于所述支 撐件102上部分的頂表面。指紋識別組件100中的柔性電路薄膜1000包裹了支撐件102 上部分的頂表面、一個側(cè)面及下部分的部分頂表面和一個側(cè)面。
[0083] 此外，支撐件102的中心與傳感器1002的中心在一個垂直于支撐件102頂表面的 平面內(nèi)。
[0084] 柔性電路薄膜1000與支撐件102之間至少部分地通過粘合劑進(jìn)行接合（圖中未 示出），以固定指紋識別組件100與支撐件102。例如，可以僅于水平面上使用粘合劑接合， 也可以在支撐件102與指紋識別組件100接觸的任何表面上使用粘合劑接合，本發(fā)明不以 此為限。粘合劑例如為壓敏膠（PSA)或熱固膠。
[0085] 當(dāng)將指紋識別模組11貼合于底板50(圖中未示出）時，例如可以將形成有控制芯 片1004部分的柔性電路薄膜1000向圖中右側(cè)的基環(huán)20彎折90度，再在底板50的頂表面 上相應(yīng)位置挖掉一塊對應(yīng)區(qū)域，形成一凹槽，以容置控制芯片1004。此外，還可以在底板50 上穿孔，使控制芯片1004穿過底板50后，再彎折90度，并于底板50的底表面上相應(yīng)位置 挖掉一塊對應(yīng)區(qū)域，形成一凹槽，容置控制芯片1004。
[0086] 基環(huán)20蓋在形成了保護(hù)層40或者形成了顏色層30和保護(hù)層40的傳感器1002 上，置于部分地支撐件102之上，即置于支撐件102凸起的上部分之上，將頂表面覆蓋了傳 感器1002的支撐件102的上部分置于基環(huán)20之內(nèi)。
[0087] 保護(hù)層40形成于至少部分的指紋識別組件100之上，且位于傳感器1002上方?；?環(huán)20的頂開口暴露保護(hù)層40。
[0088] 顏色層30涂覆于傳感器1002之上，位于保護(hù)層40和柔性電路薄膜1000之間。
[0089] 為了更好的固定基環(huán)20與指紋識別模組11，基環(huán)20與指紋識別模組11之間也可 以通過例如壓敏膠或熱固膠進(jìn)行接合（圖中未示出），但本發(fā)明不以此為限。
[0090] 此外，如圖3B所示，指紋識別裝置1還包括：柔性電路板60,指紋識別模組11通 過柔性電路薄膜1000上的連接部E與柔性電路板60進(jìn)行接合。通過在連接部E上貼合 ACF (異方性導(dǎo)電膠或異向性導(dǎo)電膠），再與柔性電路板60進(jìn)行壓接（bonding)，以電連接柔 性電路薄膜1000與柔性電路板60。
[0091] 指紋識別裝置1通過柔性電路板60與外部電路（例如，智能手機(jī)或平板電腦等的 處理電路）進(jìn)行電連接。
[0092] 此外，柔性電路板60上還包括至少一個無源元件610,例如電阻或電容等。
[0093] 圖4為本發(fā)明實施例二的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。圖4 所示的實施例二的指紋識別模組12與圖3A所示的實施例一的指紋識別模組11的區(qū)別在 于：指紋識別模組12中的指紋識別組件100還包裹了支撐件103下部分的底表面。
[0094] 此外，為了容置控制芯片1004,在支撐件103的一個表面上挖掉一部分，形成一凹 槽，以容置控制芯片1004。在一些實施例中，為了避免因用戶手指按壓指紋識別裝置1而 使控制芯片1004產(chǎn)生損傷的現(xiàn)象，支撐件103上的挖掉部分的高度可以稍高于控制芯片 1004,使按壓時支撐件103不會觸碰到控制芯片，從而避免對控制芯片1004的破壞。
[0095] 實施例二中與實施例一中相同的內(nèi)容，在此將不再贅述。
[0096] 圖5為本發(fā)明實施例三的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。圖5所 示的實施例三的指紋識別模組13與圖3A所示的實施例一的指紋識別模組11的區(qū)別在于： 指紋識別模組13中的指紋識別組件100與支撐件104之間的包裹方式，以及支撐件104的 形狀。
[0097] 如圖5所示，指紋識別模組13中的柔性電路薄膜1000短于指紋識別模組11中的 柔性電路薄膜1000,指紋識別模組13中的柔性電路薄膜1000不超過支撐件104下部分的 側(cè)表面，進(jìn)一步簡化了指紋識別模組13的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了柔性電路薄膜的材料。
[0098] 為了容置控制芯片1004,可以在支撐件104下部分的被柔性電路薄膜1000包裹的 側(cè)表面上挖掉一部分,形成一凹槽。
[0099] 實施例三中與實施例一中相同的內(nèi)容，在此將不再贅述。
[0100] 圖6為本發(fā)明實施例四的指紋識別模組沿圖1中A-A'剖開的分解示意圖。圖6所 示的實施例四的指紋識別模組14與圖3A所示的實施例一的指紋識別模組11的區(qū)別在于： 指紋識別模組14中的指紋識別組件100與支撐件104之間的包裹方式，以及支撐件104的 形狀。
[0101] 如圖6所示，指紋識別模組14中的柔性電路薄膜1000短于指紋識別模組11中的 柔性電路薄膜1000,指紋識別模組14中的柔性電路薄膜1000不超過支撐件104下部分的 側(cè)表面，進(jìn)一步簡化了指紋識別模組14的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了柔性電路薄膜的材料。
[0102] 為了容置控制芯片1004,可以在支撐件104下部分的被柔性電路薄膜1000包裹的 部分頂表面上挖掉一部分，形成一凹槽。
[0103] 實施例四中與實施例一中相同的內(nèi)容，在此將不再贅述。
[0104] 本發(fā)明實施例的指紋識別裝置1中的保護(hù)層40的厚度例如為0. 015mm，顏色層30 的厚度例如為〇. 01mm，顏色層30與指紋識別模組10之間的粘合劑的厚度例如為0. 008mm， 形成有傳感器1002和控制芯片1004的柔性電路薄膜1000的厚度例如為0. 05mm。因此，本 發(fā)明實施例的指紋識別裝置1可以提供很薄的厚度，以滿足終端設(shè)備對其集成組件輕薄化 的需求。上述尺寸僅用于示例，而非限制本發(fā)明。
[0105] 以實施例一為例，本發(fā)明實施例的指紋識別裝置1的制作工藝大致包括：首先將 切割為單顆的形成有傳感器1002和控制芯片1004的柔性電路薄膜1000與支撐件102進(jìn) 行壓合，其壓合順序依次為傳感器1002壓合、控制芯片1004壓合及邊緣壓合，在壓合時柔 性電路薄膜1000與支撐件102之間至少部分地通過粘合劑進(jìn)行粘合，以固定柔性電路薄 膜1000與支撐件102 ;然后，將包裹了支撐件102的柔性電路薄膜1000貼合于底板50上， 例如通過壓敏膠（PSA)或熱固膠進(jìn)行貼合，此外需要在底板50上通過穿洞以形成通孔（如 圖2B所示）或?qū)⑦吘壡械粢恍K形成豁口（如圖2C所示）的方式，將柔性電路薄膜1000 上的連接部E穿出底板50,以與柔性電路板60電連接；之后，在底板組裝完成后，進(jìn)行固化 (Base Post Cure);在傳感器1002上進(jìn)行涂色（Color Coating),形成顏色層30;涂色后， 進(jìn)行烘烤固化（Post Color Cure);之后，上UV膠，以形成保護(hù)層40,并再次進(jìn)行固化處理 (UV Cure);再然后，加基環(huán)20,并通過PSA進(jìn)行粘合；再次針對加了基環(huán)20后的組件進(jìn)行 烘烤固化（Post Housing Cure);固化后，進(jìn)行電漿清洗，主要是針對連接部E部位的清洗， 以通過ACF膠粘合柔性電路板60 ;電漿清洗后，在連接部E的位置貼合ACF膠，并經(jīng)過ACF 壓合（ACF bonding)，使柔性電路薄膜1000與柔性電路板60電連接，ACF膠中的ACF粒子 在高溫壓合時會破裂，而電導(dǎo)通，而不壓合的位置則不會電導(dǎo)通；最后，如需要，對指紋識別 裝置進(jìn)行人工測試。
[0106] 此外，制作工藝還可以為：先將傳感器1002對應(yīng)的與手指接觸的感應(yīng)區(qū)域進(jìn)行涂 色、上UV膠后，再與支撐件102進(jìn)行貼合；之后，再與底板50進(jìn)行貼合，并將連接部E伸出 底板50 ;然后蓋上基環(huán)20 ;最后利用ACF將連接部E與柔性電路板60貼合，以電連接。
[0107] 或者，還可以為：先將柔性電路薄膜1000與支撐件102進(jìn)行貼合；之后，在傳感器 1002對應(yīng)的與手指接觸的感應(yīng)區(qū)域進(jìn)行涂色、上UV膠；再與底板50貼合，并將連接部E伸 出底板；然后蓋上基環(huán)20 ;最后利用ACF將連接部E與柔性電路板60貼合，以電連接。
[0108] 圖8為本發(fā)明實施例的終端設(shè)備的爆炸圖。本發(fā)明實施例的指紋識別裝置22可 集成于終端設(shè)備2例如智能手機(jī)、平板電腦等的觸摸屏或殼體中。例如，可以與終端設(shè)備2 的控制按鈕或者開關(guān)元件組合使用，也可以直接嵌入到終端設(shè)備2的蓋板玻璃或殼體內(nèi)單 獨使用。總之，能根據(jù)終端設(shè)備2的情況，進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)整，以方便用戶的使用。當(dāng)指紋 識別裝置22與終端設(shè)備2的控制按鈕或者開關(guān)元件組合使用時，指紋識別裝置22安裝于 終端設(shè)備2的蓋板玻璃20上的按鈕孔210中，在指紋識別裝置22的下方還需要設(shè)置有壓 敏元件24,以感應(yīng)用戶在操作該控制按鈕或者開關(guān)元件時的按壓操作。需要說明的是，圖中 所示的壓敏元件24的形狀僅為示意說明之用，并非限制本發(fā)明。
[0109] 本發(fā)明實施例提供的指紋識別裝置1，封裝工藝簡單，具有較小的結(jié)構(gòu)，可滿足終 端設(shè)備對于其集成組件的輕薄化的需求，且易于安裝在終端設(shè)備中，有效地提升了生產(chǎn)良 率及效率。
[0110] 以上具體地示出和描述了本發(fā)明的示例性實施方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所 公開的實施方式，相反，本發(fā)明意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種修改和等效置 換。
【權(quán)利要求】
1. 一種指紋識別裝置，其特征在于，包括： 指紋識別組件，包括：柔性電路薄膜及形成于所述柔性電路薄膜上的傳感器和控制芯 片，其中所述傳感器和所述控制芯片電連接； 支撐件，包括上部分和下部分，其中所述上部分相對于所述下部分呈凸起狀，從而所述 支撐件具有倒T形，所述支撐件被所述指紋識別組件部分地包裹，且所述傳感器位于所述 上部分的頂表面； 保護(hù)層，形成于至少部分的所述指紋識別組件之上且位于所述傳感器上方；以及 基環(huán)，具有頂開口，置于部分的所述支撐件之上，所述指紋識別組件至少部分地容置于 所述基環(huán)之內(nèi)； 其中，所述保護(hù)層通過所述基環(huán)的頂開口暴露上部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述傳感器和所述控制芯片分 離地設(shè)置于所述柔性電路薄膜的同側(cè)，并分別與所述柔性電路薄膜電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋識別裝置，所述傳感器和所述控制芯片分別設(shè)置于所述 支撐件的不同側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述控制芯片以倒裝芯片的方 式電連接于所述柔性電路薄膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述支撐件的中心與所述傳感 器的中心在同一個垂直于所述支撐件頂表面的平面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述指紋識別組件包裹所述支 撐件的上部分的頂表面、一個側(cè)表面及所述支撐件的下部分的部分頂表面、一個側(cè)表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述指紋識別組件包裹所述支 撐件的上部分的頂表面、一個側(cè)表面及所述支撐件的下部分的部分頂表面、一個側(cè)表面和 底表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述支撐件具有凹槽，以容 置所述控制芯片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述凹槽深度大于所述控制芯 片的厚度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述基環(huán)的頂表面高于所述保 護(hù)層的頂表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述基環(huán)的頂表面具有朝向 中心的倒角，或者所述基環(huán)的頂表面朝向中心一側(cè)呈圓弧形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述基環(huán)包括側(cè)部和連接于 所述側(cè)部的凸出部，所述凸出部的底表面接觸所述保護(hù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述基環(huán)的頂表面與所述保 護(hù)層的頂表面的高度差為H，所述基環(huán)與所述傳感器感應(yīng)區(qū)域之間的最短距離為L，H/L為 1/5 ?2/3。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的指紋識別裝置，其特征在于，H/L為1/4?1/2。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述基環(huán)的頂表面與所述保護(hù) 層的頂表面平齊。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述支撐件至少部分地通過粘 合劑與所述柔性電路薄膜貼合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述粘合劑包括PSA膠和/或 熱固膠。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，還包括：顏色層，其涂覆于所述 傳感器的上方，并位于所述保護(hù)層與所述指紋識別組件之間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述顏色層包括油墨層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述保護(hù)層材料包括有機(jī)薄 膜、玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石、石英、樹脂硬質(zhì)層或類金剛石鍍層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，還包括：柔性電路板；其中所述 柔性電路薄膜通過ACF膠電連接所述柔性電路板。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的指紋識別裝置，其特征在于，還包括：至少一個無源元件， 其形成于所述柔性電路板上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋識別裝置，其特征在于，還包括：底板；其中包裹了所 述支撐件后的所述柔性電路薄膜形成于所述底板之上，且所述傳感器所在平面遠(yuǎn)離所述底 板。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述底板具有一通孔，或者所 述底板的側(cè)面具有一豁口，以將所述柔性電路薄膜的一連接部穿出所述底板。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的指紋識別裝置，其特征在于，所述底板具有凹槽，以容置所 述控制芯片。
26. -種終端設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-25任一項所述的指紋識別裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的終端設(shè)備，其特征在于，還包括壓敏元件，設(shè)置在所述指紋 識別裝置的下方。
【文檔編號】G06K9/00GK104156713SQ201410425230
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】唐根初, 劉偉, 蔣芳 申請人:南昌歐菲生物識別技術(shù)有限公司, 南昌歐菲光科技有限公司, 深圳歐菲光科技股份有限公司, 蘇州歐菲光科技有限公司