指纹识别模组及电子设备的制作方法

1.本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种指纹识别模组及电子设备。


背景技术：

2.触觉反馈技术是一种通过作用力、振动等一系列动作为使用者再现触感的人机交互方式。压电模组可以提供低功耗、振动清晰的触觉反馈，是触觉反馈技术中的主要硬件。
3.目前，虽然出现了将压电模组集成于指纹识别模组中的设计，但是用户的手指按压指纹识别模组后，指纹识别模组的触觉反馈效果较差，使得用户不能准确的判断触碰是否为有效触碰。


技术实现要素：

4.本申请提供一种指纹识别模组及包括此指纹识别模组的电子设备。本申请提供的指纹识别模组集成指纹识别组件与压电组件一体，压电组件设有压电层及传递压电层振动的第一振片，使得指纹识别模组具有较高的振动触感反馈效果。
5.第一方面，本申请提供了一种指纹识别模组。指纹识别模组包括指纹识别组件及与所述指纹识别组件层叠设置的压电组件，所述指纹识别组件用于采集手指的指纹图像，所述压电组件包括压电层及第一振片，所述压电层用于感测收集触头的触碰及用于反馈振动触感。
6.所述第一振片位于所述压电层与所述指纹识别组件之间，一部分所述第一振片连接所述压电层，另一部分所述第一振片与所述压电层之间设有间隙，且另一部分所述第一振片接触所述指纹识别组件，用于将所述压电层的反馈振动传递到所述指纹识别组件。
7.在本申请实施例中，将获取指纹图像的指纹识别组件与具有压力反馈、压感和通过压力激发其他对应功能(例如，开机或关机)的压电组件集成于一体，使得电子设备的设计简单化，电子设备的组装更加方便。与此同时，第一振片的两端均直接或间接接触压电层，使得第一振片能够传递触头的触碰至压电层，压电层的振动也能通过第一振片传递至指纹识别组件最终传递至触头，从而使得压电层产生的反馈振动在第一振片与压电层之间来回振动，提高指纹识别组件反馈触感的持久性；并且第一振片的中间与压电层之间设有间隙，使得第一振片与压电层有一定的振动空间，提高了第一振片及压电层的振幅，从而提高了指纹识别模组的振动反馈触感，使得用户能够准确地判断触碰是否为有效触碰。
8.在一种实施方式中，所述第一振片包括第一端部、第二端部及连接在所述第一端部与所述第二端部之间的中间部，所述第一端部与所述第二端部均连接所述压电层，所述中间部与所述压电层之间设有间隙，且所述中间部接触所述指纹识别组件。
9.在一种实施方式中，所述压电组件还包括第二振片及基板，所述基板位于所述压电层远离所述第一振片的一侧，所述第二振片连接在所述压电层与所述基板之间，一部分所述第二振片连接所述压电层，另一部分所述第二振片与所述压电层之间设有间隙且抵接所述基板。
10.在本申请实施例中，压电组件包括位于压电层两侧的第二振片及第一振片，第二振片与第一振片均能传递压电层的振动，使得压电层的振动能够在第二振片与第一振片之间来回振动，有效提高压电组件振动的时间，从而提高指纹识别模组的振动反馈的性能。
11.在一种实施方式中，所述第一振片与所述第二振片均采用导电材料，且所述第一振片及所述第二振片分别与所述压电层电性连接；所述压电组件还包括相对所述压电层两侧设置的第一电极及第二电极，所述第一电极电连接所述第一振片，所述第二电极电连接所述第二振片。
12.压电层接收到触头施加的作用力会产生机械形变，由于压电效应会产生相应的电压信号，此电压信号通过第一电极与第二电极传递至电路板，从而使得电子设备根据触头的触碰做出相应的操作。
13.在一种实施方式中，所述压电组件还包括相对所述压电层两侧设置的第一电极及第二电极，所述第一电极由所述压电层的第一端引出形成第一引出端，所述第二电极由所述压电层与所述第一端相对的第二端引出形成第二引出端；所述压电组件还包括第一电路板，所述第一电路板分别与所述第一引出端及所述第二引出端电性连接。
14.在一种实施方式中，所述压电组件还包括支架，所述支架围设形成收容空间，所述压电层及所述第一振片收容于所述收容空间，且所述支架抵接所述指纹识别组件。
15.在本申请实施例中，支架围设在压电组件的周边，且第一振片、第二振片及压电层均收容于支架形成的收容空间内，使得支架形成围墙保护第一振片、第二振片及压电层，避免第一振片、第二振片及压电层被碰伤，从而保证指纹识别模组的可靠性。并且支架抵接指纹识别组件，支架能够保证压电组件中的第一振片、第二振片及压电层具有足够的振动位移，防止指纹识别组件受外力变形过大对压电组件的压力过大而导致触觉反馈功能的失效。
16.在一种实施方式中，所述指纹识别组件包括依次设置的指纹传感器、柔性电路板及补强板，所述补强板位于所述指纹传感器与所述第一振片之间，所述补强板封盖所述收容空间的开口，且所述补强板远离所述指纹传感器的一侧抵接所述第一振片。
17.在本申请实施例中，补强板位于柔性电路板远离指纹传感器的一侧，防止柔性电路板产生卷曲等缺陷，从而使得指纹传感器与柔性电路板有效地电连接。可以理解的，补强板可以使得指纹传感器正常工作的可靠性更高。
18.在一种实施方式中，所述补强板朝向所述压电组件的一侧设有凸块，所述凸块连接所述第一振片。
19.在本申请实施例中，支架围设形成的收容空间设有开口，补强板朝向压电组件的一侧设有凸块，凸块位于此开口处，使得凸块连接第一振片，避免第一振片的振动通过其他结构，例如支架传递至触头，从而提高了指纹识别模组的振动触感。
20.在一种实施方式中，所述指纹识别模组还包括形变胶，所述形变胶连接在所述补强板与所述支架之间。
21.在本申请实施例中，压电组件与指纹识别组件通过形变胶固定连接，而形变胶在按压力的过程中压缩变形，在按压力撤去后能够恢复形变，使得压电组件与指纹识别组件弹性粘接，避免了压电组件与指纹识别组件刚性连接而导致支架减弱触头的触碰，从而提高指纹识别模组的性能。
22.第二方面，本申请还提供一种电子设备。电子设备包括壳体及如上所述的指纹识别模组，所述指纹识别模组安装于所述壳体。
23.在本申请实施例中，将获取指纹图像的指纹识别组件与具有压力反馈、压感和通过压力激发其他对应功能(例如，开机或关机)的压电组件集成于一体，使得电子设备的设计简单化，电子设备的组装更加方便。与此同时，压电组件位于电子设备的内部，避免电子设备的一些按键，例如音量键或开关机键相对壳体凸起，从而达到电子设备按键功能的隐藏化，不仅提高电子设备外观的美感，也提高了电子设备的时尚感。
附图说明
24.为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。
25.图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
26.图2是图1所示指纹识别模组在第一实施例中的结构示意图；
27.图3是图2所示指纹识别模组的截面示意图；
28.图4是图1所示指纹识别模组在第二实施例中的结构示意图；
29.图5是图4所示指纹识别模组的爆炸结构示意图；
30.图6是图4所示指纹识别模组的截面示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
32.请参阅图1，图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。本申请实施例提供一种电子设备100。电子设备100可以是手机、平板电脑、电子阅读器、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备等。在本申请实施例中，以电子设备100为手机为例来进行描写。电子设备100包括壳体101及指纹识别模组102。指纹识别模组102安装于壳体101。
33.请一并参阅图2及图3，图2是图1所示指纹识别模组102在第一实施例中的结构示意图；图3是图2所示指纹识别模组102的截面示意图。指纹识别模组102包括指纹识别组件10及与指纹识别组件10层叠设置的压电组件20。指纹识别组件10用于采集手指的指纹图像。指纹识别组件10包括指纹传感器11。可以理解，用户在进行指纹识别操作时，用户的手指按压在指纹识别模组102上，指纹传感器11采集识别用户的指纹图案，将用户的指纹图案与预存的指纹图案进行匹配，若匹配成功，则指纹识别操作成功。
34.压电组件20包括压电层21。压电层21用于感测收集触头的触碰及用于反馈振动触感。压电层21采用压电材料，使得压电层21被施加压力时，产生电位差(称之为正压电效应)；当压电层21被施加电压时，产生机械应力(称为逆压电效应)。也即，压电层21能够在感应到触头的触碰下产生电压，也能够在电压的作用下反向作用提供反馈触感于触头。压电
组件20在指纹识别组件10感受到外界的作用力，例如手指的触碰会发生机械形变而产生电场，也可以接收电场的作用而产生机械形变，例如振动。其中，压电层21可以是但不仅限于压电陶瓷。
35.如图2所示，压电组件20位于指纹识别组件10的下方。可以理解的，压电组件20相对指纹识别组件10位于电子设备100的内侧。其中，压电组件20直接或间接接触指纹识别组件10，以使触头能够通过指纹识别组件10传递触碰于压电组件20，及压电组件20的振动能够通过指纹识别组件10传递于触头。
36.在一种实施方式中，压电层21在不同压力下产生的电压(电位差)不同，电子设备100能够通过程序设定不同的电压阀值对应打开电子设备100对应的功能键，例如开关机功能或音量键。当触头触碰指纹识别模组102时，电子设备100根据压电层21产生的电压判定触头的触碰对应的触碰信号，例如音量增加、音量减少或开机等信号。其中，电子设备100也能够提供不同的电压值至压电层21，以使压电层21产生不同的机械振动，从而使得不同的触碰对应不同的反馈触感，增加人机互动方式的体验感。
37.在本申请实施例中，将获取指纹图像的指纹识别组件10与具有压力反馈、压感和通过压力激发其他对应功能(例如，开机或关机)的压电组件20集成于一体，使得电子设备100的设计简单化，电子设备100的组装更加方便。与此同时，压电组件20位于电子设备100的内部，避免电子设备100的一些按键，例如音量键或开关机键相对壳体101凸起，从而达到电子设备100按键功能的隐藏化，不仅提高电子设备100外观的美感，也提高了电子设备100的时尚感。
38.请继续参阅图3，压电组件20还包括第一振片22。第一振片22位于压电层21与指纹识别组件10之间。一部分第一振片22连接压电层21，另一部分第一振片22与压电层21之间设有间隙，且另一部分第一振片22接触指纹识别组件10。第一振片22不仅用于将压电层21的反馈振动传递到指纹识别组件10，也用于将指纹识别组件10的压力传递至压电层21。
39.在一种实施方式中，如图3所示，第一振片22包括第一端部221、第二端部222及位于第一端部221与第二端部222之间的中间部223。第一端部221与第二端部222均连接压电层21，且中间部223与压电层21之间设有间隙。
40.在本申请实施例中，第一振片22的两端均直接或间接接触压电层21，使得第一振片22能够传递触头的触碰至压电层21，压电层21的振动也能通过第一振片22传递至指纹识别组件10最终传递至触头，从而使得压电层21产生的反馈振动在第一振片22与压电层21之间来回振动，提高指纹识别组件10反馈触感的持久性；并且第一振片22的中间与压电层21之间设有间隙，使得第一振片22与压电层21有一定的振动空间，提高了第一振片22及压电层21的振幅，从而提高了指纹识别模组102的振动反馈触感，使得用户能够准确地判断触碰是否为有效触碰。
41.进一步地，压电组件20还包括第二振片23。第二振片23位于压电层21远离第一振片22的一侧。也即，第二振片23与第一振片22分别位于压电层21的两侧。其中，一部分第二振片23连接压电层21，另一部分第二振片23与压电层21之间设有间隙。
42.其中，压电组件20还包括基板26。基板26位于压电层21远离第一振片22的一侧。第二振片23连接在压电层21与基板26之间，且第二振片23背离压电层21的一侧抵接基板26。第二振片23背离压电层21的一侧抵接基板26，以使基板26与第二振片23之间能够产生相互
作用力，从而使得第二振片23的振动能够再传递至压电层21。第二振片23与基板26能够通过粘接层27固定连接，以定位第二振片23相对基板26的位置。
43.在本申请实施例中，压电组件20包括位于压电层21两侧的第二振片23及第一振片22，第二振片23与第一振片22均能传递压电层21的振动，使得压电层21的振动能够在第二振片23与第一振片22之间来回振动，有效提高压电组件20振动的时间，从而提高指纹识别模组102的振动反馈的性能。
44.请继续参阅图3，指纹识别组件10还包括柔性电路板12及补强板13。指纹传感器11、柔性电路板12及补强板13依次设置。柔性电路板12与指纹传感器11电连接，以使指纹传感器11与外部元件(例如处理器)进行数据传输，例如，指纹传感器11采集的用户指纹图像通过柔性电路板12传输至外部元件，以使外部元件对指纹图像进行特征识别以获得较佳的指纹图像。其中，柔性电路板12能够弯折成形成不同的形状与外部元件连接，以使指纹识别模组102能够适应电子设备100内部不同的空间排布。
45.补强板13位于指纹传感器11与第一振片22之间，且补强板13远离指纹传感器11的一侧抵接第一振片22。其中，补强板13与第一振片22能够通过粘接层固定连接，以定位指纹识别组件10与压电组件20的相对位置。
46.在本申请实施例中，补强板13位于柔性电路板12远离指纹传感器11的一侧，防止柔性电路板12产生卷曲等缺陷，从而使得指纹传感器11与柔性电路板12有效地电连接。可以理解的，补强板13可以使得指纹传感器11正常工作的可靠性更高。
47.在一种实施方式中，第一振片22与第二振片23均采用导电材料，且第一振片22及第二振片23分别与压电层21电性连接。其中，第一振片22与第二振片23可以通过导电胶与压电层21固定连接。压电组件20还包括相对压电层21两侧设置的第一电极(图中未示意)及第二电极(图中未示意)。第一电极电连接第一振片22，第二电极电连接第二振片23。
48.可以理解的，在本实施方式中，第一电极通过第一振片22引出，第二电极通过第二振片23引出，使得第一振片22与第二振片23不仅作为传递压电层21的媒介，也作为压电层21中正负电极的引出端，简化了压电层21中正负电极的引出端的设计。其中，压电层21接收到触头施加的作用力会产生机械形变，由于压电效应会产生相应的电压信号，此电压信号通过第一电极与第二电极传递至电路板，从而使得电子设备100根据触头的触碰做出相应的操作。
49.在另一种实施方式中，第一电极由压电层21的第一端引出形成第一引出端。第二电极由压电层21与第一端相对的第二端引出形成第二引出端。压电组件20还包括电路板(图中未示意出)。电路板分别与第一引出端及第二引出端电性连接。
50.可以理解的，在本实施方式中，压电组件20中的第一电极与第二电极通过压电层21的侧边引出。其中，在一种实施方式中，第一电极与第二电极可以通过压电层21面向第一振片22或第二振片21的上表面或下表面引出。在其他实施方式中，第一电极与第二电极也可以通过垂直于上表面与下表面的侧表面引出。也即，本申请对第一电极与第二电极引出的方式不做具体限定。
51.其中，如图3所示，在本申请实施例中，以压电组件20包括压电层21及位于压电层21相背设置两侧的第一振片22与第二振片23，且第二振片23抵接基板26为例来进行描写。在其他实施方式中，压电组件20也能够仅包括第一振片22，压电层21抵接基板26，本申请并
不限定。例如，当第一电极与第二电极自压电层21背离第一振片22的一侧引出时，压电组件20可以不设第二振片22，避免第二振片22阻挡第一电极和/或第二电极的引出，从而简化了第一电极和/或第二电极的引出方式。
52.请继续参阅图4至图6，图4是图1所示指纹识别模组102在第二实施例中的结构示意图；图5是图4所示指纹识别模组102的爆炸结构示意图；图6是图4所示指纹识别模组102的截面示意图。本实施例中的压电模组102与第一实施例相同的大部分技术方案内容不再赘述。
53.在此实施例中，压电组件20还包括支架24。支架24围设在压电组件20的周边。支架24围设形成收容空间240。压电层21及第一振片22收容于收容空间240，且支架24抵接指纹识别组件10。如图6所示，第一振片22、第二振片23及压电层21均收容于收容空间240，且第二振片23抵接支架24的内壁。
54.在本申请实施例中，支架24围设在压电组件20的周边，且第一振片22、第二振片23及压电层21均收容于支架24形成的收容空间240内，使得支架24形成围墙保护第一振片22、第二振片23及压电层21，避免第一振片22、第二振片23及压电层21被碰伤，从而保证指纹识别模组102的可靠性。并且支架24抵接指纹识别组件10，支架24能够保证压电组件20中的第一振片22、第二振片23及压电层21具有足够的振动位移，防止指纹识别组件10受外力变形过大对压电组件20的压力过大而导致触觉反馈功能的失效。
55.请继续参阅图6，在一种实施方式中，补强板13朝向压电组件20的一侧设有凸块131。凸块131连接第一振片22。可以理解的，支架24围设形成的收容空间240设有开口，且部分或全部凸块131位于此开口。凸块131连接第一振片22相对压电层21间隔设置的中间部223。其中，凸块131可以但不仅限于通过胶水与第一振片22粘接。
56.在本申请实施例中，支架24围设形成的收容空间240设有开口，补强板13朝向压电组件20的一侧设有凸块131，凸块131位于此开口处，使得凸块131连接第一振片22，避免第一振片22的振动通过其他结构，例如支架24传递至触头，从而提高了指纹识别模组102的振动触感。
57.进一步地，补强板13封盖收容空间240的开口。并且，补强板13的周缘设有限位部132。限位部132围设在支架24的周缘。其中，限位部132与凸块131一体成型，简化指纹识别组件10的组装过程。在一种实施方式中，支架24与限位部132卡合，以定位连接压电组件20与指纹识别组件10的相对位置。
58.在一种实施方式中，指纹识别模组102还包括形变胶25。形变胶25连接在补强板13与支架24之间。可以理解的，形变胶25一面贴合于补强板13，相背设置的另一面贴合于支架24，以使形变胶25固定连接补强板13与支架24。形变胶25采用具有弹性可压缩的胶水，以使形变胶25在力的作用下能够压缩变形，在作用力撤去后能够恢复形变。
59.在本申请实施例中，压电组件20与指纹识别组件10通过形变胶25固定连接，而形变胶25在按压力的过程中压缩变形，在按压力撤去后能够恢复形变，使得压电组件20与指纹识别组件10弹性粘接，避免了压电组件20与指纹识别组件10刚性连接而导致支架24减弱触头的触碰，从而提高指纹识别模组102的性能。
60.以上对本申请实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思
想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。