具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，是于一基板上表面由下至上依序形成有多個(gè)感應(yīng)電極板及一接地的靜電防護(hù)電極層、一介電層及一保護(hù)層；其中該靜電防護(hù)電極部包含有一與該多個(gè)感應(yīng)電極板共平面的第一導(dǎo)電層，以及一形成于該介電層上的第二導(dǎo)電層，該第二導(dǎo)電層包含有多個(gè)間隔設(shè)置的導(dǎo)電件，各該導(dǎo)電件在一垂直方向上與該第一導(dǎo)電層重疊，并以形成于該介電層的貫孔與該第一導(dǎo)電層電性連接；當(dāng)?shù)谝患?或第二導(dǎo)電層連接至地，該第一及第二導(dǎo)電層共同提供一靜電放電路徑。
【專利說(shuō)明】
具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種指紋感測(cè)器，尤其涉及一種具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前如美國(guó)第5，325，442號(hào)專利揭示的一種芯片型指紋感測(cè)器，請(qǐng)參閱圖9及圖10所示，其結(jié)構(gòu)主要于一半導(dǎo)體基板80上先形成有一感應(yīng)電極層60，再以一保護(hù)層81覆蓋該感應(yīng)電極層60。該半導(dǎo)體基板80形成電性連接該感應(yīng)電極層60的感測(cè)集成電路(圖中未示)，而該感應(yīng)電極層60包含有多個(gè)呈矩陣排列的感應(yīng)電極板61，當(dāng)手指90接觸或靠近該保護(hù)層81，該手指90和各該感應(yīng)電極板61會(huì)構(gòu)成平板電容Cf，因此，該感測(cè)集成電路藉此量測(cè)各該感應(yīng)電極板61的感測(cè)信號(hào)，依據(jù)感測(cè)信號(hào)的大小，判斷各該感測(cè)電極板61對(duì)應(yīng)該手指90的谷部或峰部，進(jìn)而讀出手指90指紋影像。
[0003]由于手指90容易帶有靜電，而靜電會(huì)損壞或擊穿半導(dǎo)體芯片的元件，如上述的感應(yīng)電極板61及感測(cè)集成電路的半導(dǎo)體元件，因此該感應(yīng)電極層60進(jìn)一步包含有一接地的導(dǎo)電網(wǎng)格70，該導(dǎo)電網(wǎng)格70是與該多個(gè)感應(yīng)電極板61共平面。該導(dǎo)電網(wǎng)格70提供一放電路徑，當(dāng)帶靜電的手指90接觸保護(hù)層81，靜電會(huì)通過(guò)該導(dǎo)電網(wǎng)格70渲泄掉。
[0004]然而，由于該導(dǎo)電網(wǎng)格70是與該多個(gè)感應(yīng)電極板61共平面，手指90與該導(dǎo)電網(wǎng)格70及該感應(yīng)電極板61的距離相近，過(guò)大的靜電來(lái)不及通過(guò)接地的導(dǎo)電網(wǎng)格70渲泄掉時(shí)，可能損壞該感應(yīng)電極板61，造成指紋感應(yīng)的準(zhǔn)確率下降。因此，目前指紋感測(cè)器的靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步改良之。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于上述既有指紋感測(cè)器的靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，本發(fā)明主要目的在于提供一種具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，提升該指紋感測(cè)器的靜電防護(hù)功效。
[0006]欲達(dá)上述目的所使用的主要技術(shù)手段是令該具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器包含有:
[0007]多個(gè)感應(yīng)電極板，排列于一基板上，且該多個(gè)感應(yīng)電極板之間形成有一容置空間；一多個(gè)感應(yīng)電極板，排列于一基板上，且該多個(gè)感應(yīng)電極板之間形成有一容置空間；
[0008]—靜電防護(hù)電極部，用以接地，并包含有一第一導(dǎo)電層及一第二導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層形成于該基板上并與該多個(gè)感應(yīng)電極板共平面，且位于該多個(gè)感應(yīng)電極板之間的該容置空間中；
[0009]—介電層，形成于該基板上，以覆蓋該多個(gè)感應(yīng)電極板及該第一導(dǎo)電層，該第二導(dǎo)電層形成于該介電層上，該第二導(dǎo)電層包含有多個(gè)導(dǎo)電件，各該導(dǎo)電件在一垂直方向上與該第一導(dǎo)電層重疊，各該導(dǎo)電件與相鄰的該其他導(dǎo)電件之間具有一間隙；
[0010]其中該介電層具有多個(gè)貫孔，該貫孔內(nèi)具有導(dǎo)電材供該導(dǎo)電件與該第一導(dǎo)電層形成電性連接；以及
[0011 ] —保護(hù)層，形成于該介電層上，且覆蓋該第二導(dǎo)電層。
[0012]由上述可知，本發(fā)明的靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)包含有該第一及第二導(dǎo)電層以共同提供靜電放電路徑。由于該第二導(dǎo)電層較該多個(gè)感應(yīng)電極板及該第一導(dǎo)電層高，當(dāng)帶靜電的手指觸碰時(shí)，靜電會(huì)先通過(guò)該第二導(dǎo)電層渲泄到地，避免該多個(gè)感應(yīng)電極板受靜電損壞。
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1:本發(fā)明指紋感測(cè)器的第一較佳實(shí)施例的俯視平面圖；
[0015]圖2:圖1部分結(jié)構(gòu)的俯視平面圖；
[0016]圖3:為圖1局部俯視平面圖；
[0017]圖4A至圖4C:為圖3的三個(gè)不同位置沿著垂直方向的剖視圖；
[0018]圖5:本發(fā)明指紋感測(cè)器的第二較佳實(shí)施例的俯視平面圖；圖6:本發(fā)明指紋感測(cè)器的第三較佳實(shí)施例的俯視平面圖；
[0019]圖7:本發(fā)明指紋感測(cè)器的第四較佳實(shí)施例的俯視平面圖；
[0020]圖8:本發(fā)明指紋感測(cè)器的第五較佳實(shí)施例的俯視平面圖；
[0021]圖9:美國(guó)第5，325，442號(hào)專利揭示的指紋感測(cè)器的部分俯視平面圖；
[0022]圖10:為圖9的部分剖視圖。
[0023]其中，附圖標(biāo)記
[0024]10、10a?1d 指紋感測(cè)器11基板
[0025]111I/O 墊Illa接地墊
[0026]20感應(yīng)電極板21第一導(dǎo)電層
[0027]211第一導(dǎo)電部212第二導(dǎo)電部
[0028]213交叉處22容置空間
[0029]30介電層31貫孔
[0030]40第二導(dǎo)電層41、41a?41d導(dǎo)電件
[0031]50保護(hù)層60感應(yīng)電極層
[0032]61感應(yīng)電極板70導(dǎo)電網(wǎng)格
[0033]80半導(dǎo)體基板81保護(hù)層
[0034]90手指
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0036]本發(fā)明是針對(duì)指紋感測(cè)器提供一種靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)，避免該指紋感測(cè)器受到靜電損壞，以下多個(gè)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明指紋感測(cè)器的結(jié)構(gòu)。
[0037]首先請(qǐng)參閱圖1、圖2及圖4A所示，為本發(fā)明指紋感測(cè)器10的第一較佳實(shí)施例，其包含有一基板11、多個(gè)感應(yīng)電極板20、一第一導(dǎo)電層21、一介電層30、一第二導(dǎo)電層40及一保護(hù)層50。
[0038]上述多個(gè)感應(yīng)電極板20是排列于該基板11的一上表面上，且該多個(gè)感應(yīng)電極板20之間形成有一容置空間22 ;于本實(shí)施例，該多個(gè)感應(yīng)電極板20呈方形，且呈矩陣式排列于該基板11的上表面上，而該容置空間22即呈一網(wǎng)格狀。該基板11可為一半導(dǎo)體基板(semiconductor substrate)。多個(gè)感應(yīng)電極板20連接至感測(cè)電路。該感應(yīng)電極板20的感測(cè)信號(hào)的大小，被用來(lái)判斷手指指紋的谷部或峰部，進(jìn)而獲得手指指紋影像。
[0039]請(qǐng)配合參閱圖4B所示，上述第一導(dǎo)電層21同樣形成于該基板11的上表面，并位于該容置空間22中，且與該多個(gè)感應(yīng)電極板20共平面。該第一導(dǎo)電層21接地，以提供一靜電放電路徑，其中接地指與大地電性導(dǎo)通或者連接一固定電位。于本實(shí)施例，該第一導(dǎo)電層21呈網(wǎng)格狀，對(duì)應(yīng)設(shè)置于該網(wǎng)格狀的容置空間22中，且與各該感應(yīng)電極板20之間保持一間隔。該網(wǎng)格狀的第一導(dǎo)電層21包含有沿著一第一水平方向Hl設(shè)置的多個(gè)第一導(dǎo)電部211及沿著一第二水平方向H2設(shè)置的多個(gè)第二導(dǎo)電部212。
[0040]上述介電層30形成于該基板11的上表面，以覆蓋該多個(gè)感應(yīng)電極板20及該第一導(dǎo)電層21，該介電層30進(jìn)一步對(duì)應(yīng)該第一導(dǎo)電層21處形成有多個(gè)貫孔31，如圖4A及圖4C所示，各該貫孔31內(nèi)具有一導(dǎo)電材，以與各該導(dǎo)電層21電性連接。于本實(shí)施例，該多個(gè)貫孔31形成于對(duì)應(yīng)位于該第一導(dǎo)電部211及該第二導(dǎo)電部212的各交叉處213。
[0041 ] 上述第二導(dǎo)電層40形成于該介電層30的一上表面，且包含有多個(gè)導(dǎo)電件41，各該導(dǎo)電件41在一垂直方向V上與下方的該第一導(dǎo)電層21重疊，如圖4A所示，各該導(dǎo)電件41與相鄰的該其他導(dǎo)電件41之間具有一間隙。于本實(shí)施例，對(duì)應(yīng)位于該第一導(dǎo)電部211及該第二導(dǎo)電部212的各交叉處213的各該導(dǎo)電件41呈十字形，各該十字形的導(dǎo)電件41分別經(jīng)由對(duì)應(yīng)的該貫孔31與該第一導(dǎo)電層21電性連接，如圖3、圖4A及圖4C所示。又為避免感應(yīng)信號(hào)遭電性連接至接地的該第二導(dǎo)電層40遮蔽，各該導(dǎo)電件41在垂直方向V上不與其下方的各該感應(yīng)電極板20有重疊；因此，各該導(dǎo)電件41的長(zhǎng)度及寬度不超過(guò)該容置空間22的長(zhǎng)度及寬度。
[0042]上述保護(hù)層50形成于該介電層30的上表面，且覆蓋該第二導(dǎo)電層40，以保護(hù)該第二導(dǎo)電層40，如圖4A及圖4C所示。
[0043]由本實(shí)施例可知，本發(fā)明的該第一導(dǎo)電層21是與該多個(gè)感應(yīng)電極板20共平面，而該第二導(dǎo)電層40則形成于覆蓋該第一導(dǎo)電層21是與該多個(gè)感應(yīng)電極板20的該介電層30之上，并且該第二導(dǎo)電層40在垂直方向V上與下方的該第一導(dǎo)電層21重疊且電性連接，因此該第一及第二導(dǎo)電層21、40共同提供一靜電放電路徑。由于該第二導(dǎo)電層40較該多個(gè)感應(yīng)電極板20及該第一導(dǎo)電層21更接近手指，當(dāng)帶靜電的手指觸碰時(shí)，該第二導(dǎo)電層40提供手指靜電一個(gè)更短的放電路徑，避免靜電損壞其他元件。在不同的實(shí)施例中，亦可以是由第二導(dǎo)電層40的導(dǎo)電件41接地。
[0044]再請(qǐng)參閱圖5所示，為本發(fā)明指紋感測(cè)器1a的第二較佳實(shí)施例，其中該指紋感測(cè)器1a與第一較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)大多相同，惟該介電層30的該多個(gè)貫孔31沿著該第一導(dǎo)電層21的該第一導(dǎo)電部211設(shè)置；且該第二導(dǎo)電層40的各該導(dǎo)電件41a呈長(zhǎng)條狀，并沿著該第一水平方向Hl相互間隔設(shè)置，各該導(dǎo)電件41a分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的該貫孔31與該第一導(dǎo)電部211電性連接。
[0045]再請(qǐng)參閱圖6所示，為本發(fā)明指紋感測(cè)器1b的第三較佳實(shí)施例，其中該指紋感測(cè)器1b與第一較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)大多相同，惟該介電層30的該多個(gè)貫孔31沿著該第一導(dǎo)電層21的該第二導(dǎo)電部212設(shè)置；且該第二導(dǎo)電層40的各該導(dǎo)電件41b呈長(zhǎng)條狀，并沿著該第二水平方向H2相互間隔設(shè)置，各該導(dǎo)電件41b分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的該貫孔31與該第二導(dǎo)電部212電性連接。
[0046]再請(qǐng)參閱圖7所示，為本發(fā)明指紋感測(cè)器1c的第四較佳實(shí)施例，其中該指紋感測(cè)器10c與第一較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)大多相同，惟該介電層30的該多個(gè)貫孔31除了如圖2所示，形成于對(duì)應(yīng)位于該第一導(dǎo)電部211及該第二導(dǎo)電部212的各交叉處213外，更進(jìn)一步沿著該第一導(dǎo)電層21的該第一導(dǎo)電部211及該第二導(dǎo)電部212設(shè)置。此外，該第二導(dǎo)電層40除了十字形的該多個(gè)導(dǎo)電件41外進(jìn)一步另包含長(zhǎng)條狀的多個(gè)導(dǎo)電件41c，并沿著該第一及第二水平方向H1、H2設(shè)置于相鄰的該十字形的導(dǎo)電件41之間，各該導(dǎo)電件41c分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的該貫孔31與該第一及第二導(dǎo)電部211、212電性連接。
[0047]再請(qǐng)參閱圖8所示，為本發(fā)明指紋感測(cè)器1d的第五較佳實(shí)施例，其中該指紋感測(cè)器10d與第一較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)大多相同，惟該介電層30的該多個(gè)貫孔31沿著該第一導(dǎo)電層21的該第一及第二導(dǎo)電部211、212設(shè)置，且該第二導(dǎo)電層40進(jìn)一步包含塊狀的多個(gè)導(dǎo)電件41d，并沿著該第一及第二水平方向H1、H2相互間隔設(shè)置，各該導(dǎo)電件41d分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的該貫孔31與該第一導(dǎo)電層21的第一或第二導(dǎo)電部211、212電性連接。
[0048]綜前多個(gè)實(shí)施例所述，本發(fā)明的該第一導(dǎo)電層21及/或該第二導(dǎo)電層40供接地用，以構(gòu)成一靜電防護(hù)電極部，其中接地指與大地電性導(dǎo)通或者連接一固定電位。如圖2所示，一般可與該基板11周圍I/O墊111的接地墊Illa連接而予以接地，接地墊Illa供連接外部接地信號(hào)。其中若僅由該第一導(dǎo)電層21接地，則該第二導(dǎo)電層40間隔設(shè)置并不相互連接的多個(gè)導(dǎo)電件41，藉由該介電層30的貫孔直接與其下方的第一導(dǎo)電層21連接，因此，該第二導(dǎo)電層40不必額外與該基板11的接地墊Illa連接，即可與該第一導(dǎo)電層21共同構(gòu)成該靜電放電路徑；同理，若僅由該第二導(dǎo)電層40接地，該第一導(dǎo)電層21同樣不必額外與該基板11的接地墊Illa連接，即可通過(guò)貫孔與該第二導(dǎo)電層40共同構(gòu)成該靜電放電路徑；此外，亦可將該第一導(dǎo)電層21及該第二導(dǎo)電層40同時(shí)接地。又由于該第二導(dǎo)電層40較該多個(gè)感應(yīng)電極板20及該第一導(dǎo)電層21高，當(dāng)帶靜電的手指觸碰時(shí)，靜電會(huì)先通過(guò)該第二導(dǎo)電層40進(jìn)行放電，避免該多個(gè)感應(yīng)電極板20及其連接的感測(cè)電路受靜電損壞。
[0049]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，包括: 一多個(gè)感應(yīng)電極板，排列于一基板上，且該多個(gè)感應(yīng)電極板之間形成有一容置空間； 一靜電防護(hù)電極部，用以接地，并包含有一第一導(dǎo)電層及一第二導(dǎo)電層，該第一導(dǎo)電層形成于該基板上并與該多個(gè)感應(yīng)電極板共平面，且位于該多個(gè)感應(yīng)電極板之間的該容置空間中； 一介電層，形成于該基板上，以覆蓋該多個(gè)感應(yīng)電極板及該第一導(dǎo)電層，該第二導(dǎo)電層形成于該介電層上，該第二導(dǎo)電層包含有多個(gè)導(dǎo)電件，各該導(dǎo)電件在一垂直方向上與該第一導(dǎo)電層重疊，各該導(dǎo)電件與相鄰的該其他導(dǎo)電件之間具有一間隙；其中該介電層具有多個(gè)貫孔，該貫孔內(nèi)具有導(dǎo)電材供該導(dǎo)電件與該第一導(dǎo)電層形成電性連接；以及 一保護(hù)層，形成于該介電層上，且覆蓋該第二導(dǎo)電層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該多個(gè)感應(yīng)電極板呈矩陣式排列于該基板上，使得該容置空間呈網(wǎng)格狀，且該第一導(dǎo)電層對(duì)應(yīng)該容置空間亦呈一網(wǎng)格狀，該第一導(dǎo)電層包含有沿著一第一水平方向設(shè)置的多個(gè)第一導(dǎo)電部及沿著一第二水平方向設(shè)置的多個(gè)第二導(dǎo)電部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該第二導(dǎo)電層的多個(gè)導(dǎo)電件呈長(zhǎng)條狀，且于該容置空間中沿著該第一水平方向相互間隔設(shè)置，各該導(dǎo)電件分別經(jīng)由該貫孔與該第一導(dǎo)電部電性連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該第二導(dǎo)電層的多個(gè)導(dǎo)電件呈長(zhǎng)條狀，且于該容置空間中沿著該第二水平方向相互間隔設(shè)置，各該導(dǎo)電件分別經(jīng)由該貫孔與該第二導(dǎo)電部電性連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該第二導(dǎo)電層的多個(gè)導(dǎo)電件呈長(zhǎng)條狀，且于該容置空間中沿該第一水平方向及該第二水平方向相互間隔設(shè)置，各該導(dǎo)電件分別經(jīng)由該貫孔與該第一導(dǎo)電部或該第二方向?qū)щ姴侩娦赃B接。6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，對(duì)應(yīng)位于該第一導(dǎo)電部及該第二導(dǎo)電部的各交叉處的各該導(dǎo)電件呈十字形，各該十字形的導(dǎo)電件分別經(jīng)由該貫孔向與該第一導(dǎo)電層電性連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該靜電防護(hù)電極部的該第一導(dǎo)電層接地。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該靜電防護(hù)電極部的該第二導(dǎo)電層接地。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電防護(hù)結(jié)構(gòu)的指紋感測(cè)器，其特征在于，該基板為一半導(dǎo)體基板，以形成一感測(cè)集成電路，該感測(cè)集成電路用以驅(qū)動(dòng)各該多個(gè)感應(yīng)電極板，并自各該多個(gè)感應(yīng)電極板接收其所對(duì)應(yīng)的電容感應(yīng)變化量。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK106033531SQ201510106263
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日
【發(fā)明人】江宗殷, 王俊淇, 唐春安
【申請(qǐng)人】義隆電子股份有限公司