本實用新型涉及到指紋傳感器技術領域。

背景技術：

隨著技術的發(fā)展，將指紋識別傳感器融入到薄的卡片上，代替輸密碼的方式以其特有的便利性和安全性將會逐漸進入人們的生活。目前指紋傳感器領域最主流的技術是將指紋的傳感器制作在半導體晶圓上，已大規(guī)模應用在手機、門禁卡、筆記本電腦等指紋識別設備上。

由于指紋芯片的特殊性，其面積不可能做得太小。這樣，在半導體晶圓上的缺點是芯片成本太高，且由于晶圓制作的圓形直徑才12英寸，在切割時會損失很多，這樣進一步拉高成本。此外，采用半導體硅材料還有一個缺點是易脆裂，需要做額外的保護，但做保護時容易碰到的問題是成本高及厚度增加，進而限制了它的應用范圍。

技術實現要素：

綜上所述，本實用新型的目的在于解決現有的指紋傳感器制作成本高的技術不足，而提出一種基于FPC板制作的指紋傳感器。

為解決本實用新型所提出的技術問題，采用的技術方案為：一種基于FPC板制作的指紋傳感器，其特征在于所述指紋傳感器包括有柔性基板，柔性基板上設有感應陣列區(qū)和信號處理區(qū)；

所述的感應陣列區(qū)設有陣列分布的若干用于指紋脊、谷特征感應的像素傳感單元；

所述的信號處理區(qū)設有用于控制各像素傳感單元開啟采集以及對采集信號進行放大和模數轉換輸出處理的信號處理芯片。

所述的像素傳感單元包括有設于柔性基板表面的次頂層金屬層、設于次頂層金屬層上的隔離絕緣層、設于隔離絕緣層上的頂層金屬層，以及設于頂層金屬層上的絕緣表層；每個像素傳感單元的頂層金屬層包含有信號接收電極和位于信號接收電極周邊的信號發(fā)射電極，信號接收電極連接次頂層金屬層。

所述的信號處理芯片通過金屬線或者bonding或者FPC走線或者焊錫與像素傳感單元連接。

所述的信號處理芯片包括有用于控制各像素傳感單元開啟采集的信號發(fā)射電路，用于對各像素傳感單元傳感信號進行放大的放大電路，用于對放大的傳感信號進行模數轉換的模數轉換電路以及用于將模數轉換電路輸出的信字信號輸出至上位機的通信電路。

本實用新型的有益效果為：本實用新型是基于FPC板制作而成，由于FPC的制作成本非常低廉，且可彎曲，不易折斷，這樣很好的克服了易脆裂的缺點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構原理示意圖；

圖2為本實用新型的陣列分布的像素傳感單元主視結構示意圖；

圖3為本實用新型的陣列分布的像素傳感單元截面結構示意圖；

圖4為本實用新型指紋采集時的工作原理示意圖；

圖5為本實用新型單個像素傳感單元的工作原理示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和本實用新型優(yōu)選的具體實施例對本實用新型的結構作進一步地說明。

參照圖1至圖4中所示，本實用新型基于FPC板制作的指紋傳感器，包括有柔性基板1，柔性基板1上設有感應陣列區(qū)和信號處理區(qū)；感應陣列區(qū)設有若干呈陣列分布的像素傳感單元2，信號處理區(qū)設有信號處理芯片3。

在具體實施過程中，像素傳感單元2和信號處理芯片3設于同一塊柔性基板上；也可以是將像素傳感單元2和信號處理芯片3設于兩塊獨立的柔性基板上；還可以是像素傳感單元2設于柔性基板上，信號處理芯片設于硬質基板上。

像素傳感單元2用于指紋脊、谷特征感應，具體結構包括有設于柔性基板1表面的次頂層金屬層22、設于次頂層金屬層22上的隔離絕緣層25、設于隔離絕緣層25上的頂層金屬層21，以及設于頂層金屬層21上的絕緣表層23；每個像素傳感單元2的頂層金屬層21包含有信號接收電極RXb和位于信號接收電極RXb周邊的信號發(fā)射電極Txa；信號接收電極RXb可以為兩段以上通過金屬層電連接的子電極構成。信號接收電極RXb連接次頂層金屬層22，優(yōu)選信號接收電極RXb通過連接金屬層24連接次頂層金屬層22。像素傳感單元2，如圖4和圖5中所示，各像素傳感單元2與傳統(tǒng)設于晶圓上指紋傳感器的像素傳感單元結構不同，電路原理仍然相同，在此不作詳細敘述。

或者，像素傳感單元2具體結構包括有設于柔性基板1上表面的頂層金屬層21、設于柔性基板1下表面的次頂層金屬層22及設于頂層金屬層21上層的絕緣表層23，頂層金屬層21與次頂層金屬層22之間通過柔性基板絕緣隔離，而無需隔離絕緣層25。

為了保證制造的均勻性，所述的像素傳感單元分布在感應陣列區(qū)的四周，在感應陣列區(qū)中間區(qū)域設有與像素傳感單元形狀一致的虛擬像素傳感單元。

在具體實施過程中，可以根據需要感應陣列區(qū)與信號處理區(qū)分布在柔性基板的同一面的下部、左部、右部或上部；或者感應陣列區(qū)與信號處理區(qū)分別分布在柔性基板的兩面，以保證傳感器接觸面的平整度。

信號處理芯片3用于控制各像素傳感單元開啟采集以及對采集信號進行放大和模數轉換輸出處理，信號處理芯片3通過金屬線或者bonding或者FPC走線或者焊錫與像素傳感單元2電連接。信號處理芯片3包括有用于控制各像素傳感單元2開啟采集的信號發(fā)射電路，用于對各像素傳感單元2傳感信號進行放大的放大電路，用于對放大的傳感信號進行模數轉換的模數轉換電路以及用于將模數轉換電路輸出的信字信號輸出至上位機的通信電路。

參照圖2至圖5中所示，本實用新型工作原理如下：

信號發(fā)射電極TX向信號接收電極RX發(fā)射信號，以人體的指紋為例，當指紋的脊、谷接觸到本實用新型表面時，表面的電力線發(fā)生改變，表現為掃描的信號發(fā)射電極TX和信號接收電極RX之間的電容發(fā)生了改變，在信號接收電極RX將此電容變化值求出。

信號發(fā)射電極TX向信號接收電極RX之間的電容為Cm, 信號發(fā)射電極TX發(fā)射方波或者正弦波， 經放大電路CA（Charge amplifier）進行放大輸出，后續(xù)的信號處理電路進行濾波、量化等操作。

信號發(fā)射電極TX掃描的方式有多種形式，一種是單發(fā)的方式，每次一個信號發(fā)射電極TX發(fā)射，其余的信號發(fā)射電極TX接地或者固定電位上。還有一種是多列同發(fā)的方式，多列信號發(fā)射電極TX按照一定的編碼同時發(fā)射，如4列同發(fā)等，其余的信號發(fā)射電極TX接地或者固定電位上。

本實用新型也即是將指紋傳感器制作在FPC上的方式，利用FPC的頂層金屬作為發(fā)射和接受電極，人體觸摸時它們之間的電容發(fā)生變化，利用電荷放大、濾波、量化以及算法處理的方式將細微的差異識別出來。優(yōu)勢是價格優(yōu)勢及不易脆裂的特性，代替現有常用的硅基材料，從而大規(guī)模的應用于卡片中，進而擴展指紋識別的領域。