光学指纹感测模块与电子装置的制作方法

本公开涉及一种光学指纹感测模块，且特别涉及一种设置于电子装置的基板的光学指纹感测模块。

背景技术：

近年来，随着生物辨识技术逐渐成熟，许多不同的生物特征皆可被用来辨识使用者的身份。其中，由于指纹辨识技术的辨识率及准确率较其它生物特征的辨识技术更好，故目前指纹辨识的应用层面较广。

指纹辨识的技术是使用感测装置先感测使用者的指纹影像，再获取指纹影像中独特的指纹特征并存储至存储器中，或是直接存储指纹影像。之后，当使用者再次按压或滑刷指纹时，指纹感测器会感测指纹影像并且获取指纹特征，以便与先前所存储的指纹特征进行比对以进行辨识，或是直接与先前所存储的指纹影像进行比对。若二者相符，则使用者的身份得以确认。

现今，在电子装置中，屏下指纹辨识功能是通过将光学指纹感测模块直接固定(例如以粘贴方式)于发光面板的底部而执行。然而，在电子装置的生产过程(例如将光学指纹感测模块粘贴于发光面板)或是维修过程(例如将光学指纹感测模块从发光面板上拔除)中，粘贴或拔除光学指纹感测模块的操作容易对高成本且脆弱的发光面板造成损伤，因而会导致生产成本增加，并使良率降低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种光学指纹感测模块，设置于一基板。上述基板具有一第一表面与一第二表面以及贯穿上述第一表面和上述第二表面的一开口。上述光学指纹感测模块包含一固定架与一感测集成电路。上述固定架设置于上述基板的上述开口。上述感测集成电路设置在上述固定架的一容置槽，并包含多个光感测器。上述多个光感测器会经由上述基板的上述开口接收到来自一使用者的手指的反射光。

优选地，上述固定架的上述容置槽为U型结构，以及上述容置槽是设置在上述基板的上述开口。

优选地，上述固定架的上述容置槽的深度是大于上述基板的厚度。

优选地，上述固定架的一第一板状结构以及一第二板状结构是设置在上述基板的上述第一表面，并分别位于上述基板的上述开口的两相对侧。

优选地，上述固定架的上述第一板状结构以及上述第二板状结构是经由粘胶而固定于上述基板的上述第一表面。

优选地，上述固定架的上述第一板状结构以及上述第二板状结构是经由定位柱或螺丝而固定于上述基板的上述第一表面。

优选地，上述固定架的上述第一板状结构以及上述第二板状结构是经由上述固定架的一第三板状结构以及一第四板状结构而固定于上述基板的上述第一表面，上述第一板状结构是连接并垂直于上述第三板状结构，而上述第二板状结构是连接并垂直于上述第四板状结构。

优选地，上述光学指纹感测模块还包含一柔性印刷电路板，上述柔性印刷电路板电性连接于上述感测集成电路，并设置在上述基板的上述第二表面。

再者，本实用新型提供一种电子装置。上述电子装置包含一光学指纹感测模块以及一面板模块。上述光学指纹感测模块包含一基板、一固定架以及一感测集成电路。上述基板具有一第一表面、一第二表面以及贯穿上述第一表面和上述第二表面的一开口。上述固定架设置于上述基板的上述开口。上述感测集成电路设置在上述固定架的一容置槽，并包含多个光感测器。上述面板模块包含一覆盖玻璃以及一发光面板。上述发光面板设置在上述覆盖玻璃的下方，并且设置在上述覆盖玻璃以及上述光学指纹感测模块之间，用以提供一光线以照射到放置在上述覆盖玻璃上方的一使用者的手指。上述多个光感测器会经由上述基板的上述开口而接收到来自上述使用者的手指的反射光。

此外，本实用新型提供一种电子装置。上述电子装置包含一基板、一光学指纹感测模块以及一面板模块。上述基板具有一第一表面、一第二表面以及贯穿上述第一表面和上述第二表面的一开口。上述光学指纹感测模块包含一固定架以及一感测集成电路。上述固定架设置于上述基板的上述开口。上述感测集成电路设置在上述固定架的一容置槽，并包含多个光感测器。上述面板模块包含一覆盖玻璃以及一发光面板。上述发光面板设置在上述覆盖玻璃的下方，并且设置在上述覆盖玻璃以及上述光学指纹感测模块之间，用以提供一光线以照射到放置在上述覆盖玻璃上方的一使用者的手指。上述多个光感测器会经由上述基板的上述开口而接收到来自上述使用者的手指的反射光。

优选地，上述发光面板包含多个有机发光二极管。

优选地，上述固定架的上述容置槽为U型结构，以及上述容置槽是设置在上述基板的上述开口。

优选地，上述固定架的上述容置槽的深度是大于上述基板的厚度。

优选地，在上述光学指纹感测模块中，上述固定架的一第一板状结构以及一第二板状结构是设置在上述基板的上述第一表面，并分别位于上述基板的上述开口的两相对侧。

优选地，上述固定架的上述第一板状结构以及上述第二板状结构是经由粘胶而固定于上述基板的上述第一表面。

优选地，上述固定架的上述第一板状结构以及上述第二板状结构是经由定位柱或螺丝而固定于上述基板的上述第一表面。

优选地，上述固定架的上述第一板状结构以及上述第二板状结构是经由上述固定架的一第三板状结构以及一第四板状结构而固定于上述基板的上述第一表面，上述第一板状结构是连接并垂直于上述第三板状结构，而上述第二板状结构是连接并垂直于上述第四板状结构。

优选地，上述电子装置还包含一柔性电路板，上述柔性电路板电性连接于上述感测集成电路，并设置在上述基板的上述第二表面。

附图说明

图1是显示根据本实用新型一些实施例所述的电子装置；

图2是显示根据本实用新型一些实施例所述的光学指纹感测模块的俯视图；

图3A是显示根据本实用新型一些实施例所述的固定架的立体图；

图3B是显示根据本实用新型一些实施例所述的沿着图2中光学指纹感测模块的线A-AA的剖面图；

图4A是显示根据本实用新型一些实施例所述的固定架的立体图；

图4B是显示根据本实用新型一些实施例所述的沿着图2中光学指纹感测模块的线A-AA的剖面图；

图5A是显示根据本实用新型一些实施例所述的固定架的立体图；

图5B是显示根据本实用新型一些实施例所述的沿着图2中光学指纹感测模块的线A-AA的剖面图；

图6是显示根据本实用新型一些实施例所述的光学指纹感测模块的底部视图；以及

图7是显示根据本实用新型一些实施例所述的对感测集成电路执行封装程序的示意图。

附图标记说明：

10～覆盖玻璃；

100～电子装置；

20～发光面板；

30、30A、30B、30C～光学指纹感测模块；

40、40B、40C～基板；

42、42B、42C～第一表面；

44、44B、44C～第二表面；

45～开口；

50、50A、50B、50C～固定架；

52、52B～第一板状结构；

53～孔洞；

54、54B～第二板状结构；

55～第三板状结构；

56～U型结构；

56_1、56_2、56_3～板状结构；

57～第四板状结构；

58～插槽；

60～感测集成电路；

65～定位柱；

70～柔性印刷电路板；

72～模封材料；

74～红外线截止式滤镜；以及

76～框型胶。

具体实施方式

为让本公开的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下：

图1是显示根据本实用新型一些实施例所述的电子装置100。电子装置100包含覆盖玻璃10、发光面板20、光学指纹感测模块30以及基板(base)40。覆盖玻璃10是绝缘表面并设置在发光面板20上，以覆盖发光面板20。发光面板20包含由多个发光元件所形成的发光阵列(未显示)。在一些实施例中，发光面板20为有机发光二极管显示面板(Organic Light-Emitting Diode(OLED)panel)，而发光元件是有机发光二极管(OLED)。在一些实施例中，发光面板20为微发光二极管显示面板(micro-LED panel)，而发光元件是微发光二极管(micro-LED)。光学指纹感测模块30以及基板40设置在发光面板20的下方。发光面板20可提供光线来照射放置在覆盖玻璃10上方的使用者的手指(未显示)，使得光学指纹感测模块30能对使用者的指纹进行识别。此外，基板40是由高硬度材料所形成，用以作为发光面板20的支撑架(support)。在一些实施例中，基板40是由导电材料所形成，例如金属板。在一些实施例中，电子装置100为手机，而基板40为手机的中框(middle frame)。

图2是显示根据本实用新型一些实施例所述的光学指纹感测模块30与基板40的俯视图。光学指纹感测模块30包含固定架50以及感测集成电路60(或芯片、晶粒)。固定架50是设置在基板40的开口45中，而感测集成电路60是设置在固定架50。感测集成电路60包含由多个光感测器所形成的感侧阵列(未显示)。在一些实施例中，光感测器是光电二极管(photodiode)。光学指纹感测模块30的示范例将描述于后。

图3A是显示根据本实用新型一些实施例所述的固定架50A的立体图。固定架50A包含第一板状结构52、第二板状结构54以及U型结构56。U型结构56形成一容置槽(receiving groove)。此外，第一板状结构52与第二板状结构54连接于U型结构56，并分别设置于U型结构56的相对两侧。在一些实施例中，U型结构56包含板状结构56_1至56_3。板状结构56_1形成U型结构56的底部，而板状结构56_2与56_3形成U型结构56的两侧。换言之，板状结构56_2是平行于板状结构56_3，并垂直于板状结构56_1。此外，板状结构56_1是平行于第一板状结构52与第二板状结构54。在一些实施例中，固定架50A是由金属材料所形成。在一些实施例中，固定架50A是一体成型的结构。

图3B是显示根据本实用新型一些实施例所述的沿着图2中光学指纹感测模块30A与基板40的线A-AA的剖面图。在图3B中，光学指纹感测模块30A包括图3A的固定架50A以及感测集成电路60。基板40具有第一表面42以及相对于第一表面42的第二表面44。例如，第一表面42为上表面，而第二表面44为下表面。如图3B所显示，基板40具有贯穿第一表面42和第二表面44的开口45。固定架50A的U型结构56是设置在(或嵌入至)基板40的开口45内。此外，固定架50A的第一板状结构52与第二板状结构54是分别经由粘胶(例如粘着剂或双面胶)而固定于基板40的第一表面42，并分别设置在基板40的开口45的相对两侧。例如，固定架50A的第一板状结构52是设置在基板40的开口45的左侧，而固定架50A的第二板状结构54是设置在基板40的开口45的右侧。U型结构56的深度H1是大于基板40的厚度H2，即H1>H2。感测集成电路60是设置在固定架50A的U型结构56的底部(即板状结构56_1)。如先前所描述，发光面板20是设置在基板40的上方(即靠近基板40的第一表面42)，而覆盖玻璃10是设置在发光面板20的上方。当使用者将手指放置在覆盖玻璃10上方时，感测集成电路60的光感测器(未显示)可经由基板40的开口45而接收到来自使用者的手指的反射光。手指的指纹波峰(ridge)与指纹波谷(valley)会产生不同的反射光，例如不同的光能量或光波长等。于是，在接收到反射光之后，光感测器会将所接收到的反射光转换成感测输出，并提供感测输出给电子装置100的处理器(未显示)或其他后续电路，以得到手指的指纹信息。

图4A是显示根据本实用新型一些实施例所述的固定架50B的立体图。固定架50B包含第一板状结构52B、第二板状结构54B以及U型结构56。相较于图3A的固定架50A，固定架50B的第一板状结构52B与第二板状结构54B分别具有一个孔洞53。在一些实施例中，可通过将螺丝或是定位柱(positioning column)固定在孔洞53内，而使固定架50B固定于具有对应孔洞的基板40B。值得注意的是，第一板状结构52B与第二板状结构54B的孔洞53的数量是根据实际应用所决定。在一些实施例中，固定架50B是由金属材料所形成。在一些实施例中，固定架50B是一体成型的结构。

图4B是显示根据本实用新型一些实施例所述的沿着图2中光学指纹感测模块30B的线A-AA的剖面图。在图4B中，光学指纹感测模块30B包括

图4A的固定架50B以及感测集成电路60。基板40B具有第一表面42B以及相对于第一表面42B的第二表面44B，并具有贯穿第一表面42B和第二表面44B的开口45。固定架50B的U型结构56是设置在(或嵌入至)基板40B的开口45内。此外，通过将定位柱65(或螺丝)固定在固定架50B的第一板状结构52B与第二板状结构54B的孔洞53，可将固定架50B的第一板状结构52B与第二板状结构54B置放于基板40B的第一表面42B。如先前所描述，固定架50B的第一板状结构52B与第二板状结构54B是分别设置在基板40B的开口45的左右两侧。U型结构56的深度H1是大于基板40的厚度H2，即H1>H2。感测集成电路60是设置在固定架50B的U型结构56的底部(即板状结构56_1)。如先前所描述，发光面板20是设置在基板40B的上方(即靠近基板40B的第一表面42B)，而覆盖玻璃10是设置在发光面板20的上方。当使用者将手指放置在覆盖玻璃10上方时，感测集成电路60的光感测器(未显示)可经由基板40B的开口45而接收到来自使用者的手指的反射光。手指的指纹波峰与指纹波谷会产生不同的反射光，例如不同的光能量或光波长等。于是，在接收到反射光之后，光感测器会将所接收到的反射光转换成感测输出，并提供感测输出给电子装置100的处理器(未显示)或其他后续电路，以得到手指的指纹信息。

图5A是显示根据本实用新型一些实施例所述的固定架50C的立体图。固定架50C包含第一板状结构52、第二板状结构54与U型结构56。U型结构56形成一容置槽。此外，第一板状结构52与第二板状结构54是分别设置于U型结构56的相对两侧。相较于图3A的固定架50A，固定架50C还包含第三板状结构55与第四板状结构57。第三板状结构55连接于第一板状结构52，并垂直于第一板状结构52。此外，第四板状结构57连接于第二板状结构54，并垂直于第二板状结构54。换言的，第三板状结构55是平行于第四板状结构57。在一些实施例中，固定架50C是由金属材料所形成。在一些实施例中，固定架50C是一体成型的结构。

图5B是显示根据本实用新型一些实施例所述的沿着图2中光学指纹感测模块30C的线A-AA的剖面图。在图5B中，光学指纹感测模块30C包括图5A的固定架50C以及感测集成电路60。基板40C具有第一表面42C以及相对于第一表面42C的第二表面44C，并具有贯穿第一表面42C和第二表面44C的开口45。此外，基板40C更具有分别位于开口45的两相对侧的两插槽58。固定架50C的U型结构56是设置在(或嵌入至)基板40C的开口45内。此外，通过将固定架50C的第三板状结构55与第四板状结构57分别插入基板40C的所对应的插槽58，可将固定架50C的第一板状结构52与第二板状结构54置放于基板40C的第一表面42C。U型结构56的深度H1是大于基板40的厚度H2，即H1>H2。此外，第三板状结构55与第四板状结构57的高度H3是小于U型结构56的深度H1，即H1>H3。在一些实施例中，第三板状结构55与第四板状结构57的高度H3是大于基板40的厚度H2，即H3>H2。在另一些实施例中，第三板状结构55与第四板状结构57的高度H3是小于基板40C的厚度H2，即H3<H2。感测集成电路60是设置在固定架50C的U型结构56的底部(即板状结构56_1)。如先前所描述，发光面板20是设置在基板40C的上方(即靠近基板40C的第一表面42)，而覆盖玻璃10是设置在发光面板20的上方。当使用者将手指放置在覆盖玻璃10上方时，感测集成电路60的光感测器(未显示)可经由基板40C的开口45而接收到来自使用者的手指的反射光。手指的指纹波峰与指纹波谷会产生不同的反射光，例如不同的光能量或光波长等。于是，在接收到反射光之后，光感测器会将所接收到的反射光转换成感测输出，并提供感测输出给电子装置100的处理器(未显示)或其他后续电路，以得到手指的指纹信息。

图6是显示根据本实用新型一些实施例所述的光学指纹感测模块30的底部视图。如先前所描述，固定架50的U型结构56的容置槽的深度是大于基板40的厚度。因此，在图6中，固定架50的容置槽会高于(突出于)基板40。此外，位于固定架50的感测集成电路60是电性连接于柔性印刷电路板70(Flexible Printed Circuit，FPC)，以便通过柔性印刷电路板70而将光感测器的感测输出提供给电子装置100的处理器(未显示)或其他电路。此外，柔性印刷电路板70是设置在基板40的第二表面44。在一些实施例中，感测集成电路60是通过焊接方式而电性连接于柔性印刷电路板70。在一些实施例中，固定架50与基板40可由相同材料所形成。在一些实施例中，固定架50与基板40可整合在一起，形成一体成形的基板。例如，一体成形的基板可包含基板40以及固定架50的U型结构56。

在形成光学指纹感测模块30的步骤中，可先将固定架50的U型结构56置入基板40的开口45。接着，经由固定架50的U型结构56和基板40之间的空隙，可将已电性连接于柔性印刷电路板70的感测集成电路60放入至固定架50的U型结构56，并将感测集成电路60固定于U型结构56的底部。接着，在固定架50的U型结构56内，对感测集成电路60执行封装程序。

图7是显示根据本实用新型一些实施例所述的对感测集成电路60执行封装程序的示意图。首先，对固定架50的U型结构56(即容置槽)执行灌模制程(molding process)，以便将黏晶膜(Die Attach Film，DAF)、粘晶胶(Die Attach Paste，DAP)或是模封材料(molding compound)72，例如环氧树脂模封材料(Epoxy molding compound，EMC)，包围住感测集成电路60。此外，模封材料72会形成一开口以使感测集成电路60的感侧阵列能外露于模封材料72。接着，在模封材料72上设置红外线截止式滤镜(UV-IR cut filter)74，使得反射光在到达感测集成电路60的感侧阵列之前会先经过红外线截止式滤镜。接着，在红外线截止式滤镜74上设置框型胶(Blake tap)76。

在本实用新型实施例中，感测集成电路60是通过固定架50而固定于基板40。此外，感测集成电路60是设置在固定架50的U型结构56中的容置槽的底部。相较于现有技术中，将感测集成电路直接固定(例如贴粘)于发光面板的传统安装方式，本实用新型实施例的感测集成电路60是通过固定架50固定于手机的中框(即基板40)，进而设置于发光面板20的下方。因此，当设置光学指纹感测模块30于发光面板20的下方时，可以避免光学指纹感测模块30直接粘贴于发光面板20而对发光面板20造成损伤。相似地，当需要更换光学指纹感测模块30时，亦可避免对发光面板20造成损伤。因此，可提高电子装置的生产良率，进而降低生产成本并减少排错(除错)时间。

虽然本公开已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本公开，任何所属技术领域中包括通常知识者，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。