一种指纹识别盖板、其制备方法及指纹识别模组的制作方法

文档序号:9524537阅读:461来源:国知局
一种指纹识别盖板、其制备方法及指纹识别模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于指纹识别技术领域,尤其涉及一种指纹识别盖板、其制备方法及指纹识别模组。
【背景技术】
[0002]随着人们对智能手机安全性能的需求,以及互联网支付平台的逐步发展和完善,除密码交易外,指纹识别支付功能越来越受到国内外手机厂商的青睐,会给手机支付带来更加可靠的安全性和便捷性;指纹识别部件未来将逐步成为智能手机的标配部件。因此,采用何种材料去制作指纹识别按键保护盖板可以满足指纹识别相应速度和灵敏度的需求,这已成为手机厂和基板加工厂的技术研究课题之一。
[0003]IPhone 5S/6智能手机目前已采用C面蓝宝石晶片作为其指纹识别按键(Home键)的盖板材料;(:面蓝宝石晶体通过切磨抛加工,并经过激光切割、丝印和镀膜后被制作成保护盖板成品,组装厂将其安装在指纹识别按键的最外面作为保护盖板。图1为IPhone5S/6智能手机指纹识别模组组成示意图,如图1所示,从左到右依次为触摸开关、触摸式传感器、检测环和保护盖板。
[0004]IPhone 5S/6智能手机采用C面蓝宝石晶片作为指纹识别按键的盖板材料,是由于蓝宝石材料硬度高耐划伤,并且C面蓝宝石介电常数相比玻璃、树脂等其他材料要高,更适合于应用在指纹识别按键上,但是随着近来手机互联网支付功能的迅速发展,用户对指纹识别响应速度的需求会相应提升,采用C面蓝宝石盖板的响应速度(0.52s)已逐渐无法满足用户的更高需求。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种指纹识别盖板、其制备方法及指纹识别模组,本发明提供的指纹识别盖板的响应速度更快。
[0006]本发明提供一种指纹识别盖板,其特征在于,所述指纹识别盖板的材质为Μ面蓝宝石。
[0007]优选的,所述指纹识别盖板由Μ面蓝宝石晶片制得,所述Μ面蓝宝石晶片的翘曲度为0?15 μ m0
[0008]本发明提供一种指纹识别盖板的制备方法,包括以下步骤:
[0009]将Μ面蓝宝石晶棒依次进行线切割、研磨、化学机械抛光和激光切割后,得到指纹识别盖板;
[0010]所述线切割的线速度为360?380mm/min,所述线切割的工作台速度为16?16.8mm/ 小时;
[0011 ] 所述激光切割的功率为15?30 % ;所述激光切割的频率为500?700Hz ;所述激光切割的脉冲宽度为0.1?0.2ms ;所述激光切割的切割速度为4?6mm/s。
[0012]优选的,所述线切割的线张力为30?40N ;
[0013]所述线切割的摇动角度为4?6° /min。
[0014]优选的,所述激光切割在保护气体气氛下进行,所述保护气体的浓度为99.9?99.999% ;
[0015]所述保护气体的压力为6.7?7.2MPa。
[0016]优选的,所述化学机械抛光采用氧化硅抛光液,所述氧化硅抛光液中氧化硅的平均粒径为100?130nm ;
[0017]所述氧化硅抛光液的pH值为11.5?12.5。
[0018]优选的,所述化学机械抛光依次包括初步抛光和整修抛光。
[0019]优选的,所述初步抛光的压力为400?460g/cm2;
[0020]所述初步抛光的转速为55?65rpm。
[0021]优选的,所述整修抛光的压力为200?250g/cm2;
[0022]所述整修抛光的转速为30?38rpm。
[0023]本发明提供一种指纹识别模组,其特征在于,所述保护盖板为上述指纹识别盖板。
[0024]本发明提供了一种指纹识别盖板,所述指纹识别盖板的材质为Μ面蓝宝石。本发明采用Μ面蓝宝石为指纹识别盖板的材料,在采用相同指纹识别模组芯片和相同厚度盖板的情况下,能够提高指纹识别盖板的响应速度。实验结果表明,本发明提供的Μ面蓝宝石指纹识别盖板的响应速度为0.43s。
[0025]本发明还提供了一种指纹识别盖板的制备方法,本发明通过在合理的范围内降低线切割速度,有利于切割线均匀消耗,有效降低晶片的翘曲度;本发明还通过优化激光切割的工艺条件,有效改善了镜片边缘的连续锯齿状崩边和连续灼伤点的情况,提高了加工良率。实验结果表明,采用本发明提供的制备方法得到的指纹识别盖板的翘曲度在15μπι以下,加工良率提高至95%以上。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1为IPhone 5S/6智能手机指纹识别模组组成示意图;
[0028]图2为监宝石晶体的俯视图;
[0029]图3为蓝宝石晶体的侧视图;
[0030]图4为本发明实施例1中指纹识别盖板的结构示意图;
[0031]图5为本发明实施例1中2英寸Μ面蓝宝石的翘曲度示意图。
【具体实施方式】
[0032]本发明提供了一种指纹识别盖板,所述指纹识别盖板的材质为Μ面蓝宝石。
[0033]本发明提供的指纹识别盖板具有更快的响应速度。
[0034]在本发明中,所述指纹识别盖板的材质为Μ面蓝宝石,蓝宝石晶面结构以及Μ面、C面和Α面的对应关系如图2?3所不,图2为监宝石晶体的俯视图,图3为监宝石晶体的侧视图,所述Μ面蓝宝石的莫氏硬度为9级,具有优良的防刮伤性能和透光性。在本发明中,所述指纹识别盖板由Μ面蓝宝石晶片制得,所述Μ面蓝宝石晶片的翘曲度为0?15 μ m,优选为1?14 μ m,更优选为2?13 μ m ;所述Μ面蓝宝石晶片的规格为2英寸;所述指纹识别盖板的介电常数优选为11?12,更优选为11.52 ;所述指纹识别盖板的响应速度为0.43s。
[0035]本发明对所述指纹识别盖板的尺寸和形状没有特殊的限制,可以是长方形、正方形或圆形,具体的,在本发明的实施例中,可以为图3所示的形状,图3为本发明实施例1中指纹识别盖板的结构示意图;所述指纹识别盖板的面积优选为0.1?20cm2,更优选为0.2?18cm2,最优选为0.5?15cm2;所述指纹识别盖板的厚度优选为0.152?0.43mm,更优选为0.26mm ;当所述指纹识别盖板为长方形或正方形时,所述指纹识别盖板四周具有R倒角,所述R倒角优选为1?2mmο
[0036]本发明还提供了一种指纹识别盖板的制备方法,包括以下步骤:
[0037]将Μ面蓝宝石晶棒依次进行线切割、研磨、化学机械抛光和激光切割后,得到指纹识别盖板;
[0038]所述线切割的线速度为360?380mm/min,所述线切割的工作台速度为16?16.8mm/ 小时;
[0039]所述激光切割的功率为15?30 % ;所述激光切割的频率为500?700Hz ;所述激光切割的脉冲宽度为0.1?0.2ms ;所述激光切割的切割速度为4?6mm/s。
[0040]本发明优选在所述线切割之前,先检验Μ面蓝宝石晶棒,并对所述Μ面蓝宝石进行粘料,然后在对所述Μ面蓝宝石进行线切割,在本发明中,所述线切割的线速度为360?380mm/min,优选为365?375mm/min ;所述线切割的工作台速度为16?16.8mm/小时,优选为16.3?16.5mm/小时;所述线切割的线张力优选为30?40N,更优选为35?38N ;所述线切割的摇动角度优选为4?6° /min,更优选为5° /min。在本发明中,经所述线切割得到的Μ面蓝宝石晶片为2英寸的Μ面蓝宝石晶片,其翘曲度为0?15 μ m。
[0041]在本发明中,所述Μ面蓝宝石相比C面蓝宝石在线切割时,产生的翘曲度会偏大,会直接影响后续研磨和化学机械抛光的加工品质,本发明在合理范围内的下降切割速度有利于切割线均匀消耗,晶片的翘曲度(warp可达15 μ m以下),厚度散差均能够得到较大改善,可以满足后工序的加工品质要求。
[0042]完成线切割后,本发明优选将所述线切割后的Μ面蓝宝石晶片依次进行清洗和倒边,然后在进行研磨,得到研磨后的Μ面蓝宝石晶片。在本发明中,所述清洗和倒边均为本领域技术人员熟知的技术手段,所述研磨优选为双面研磨,所述双面研磨为本领域技术人员的常用加工方法。
[0043]完成所述研磨后,本发明优选将研磨后的Μ面蓝宝石晶片依次进行清洗、退火、清洗、上蜡、铜抛和清洗,然后在将其进行化学机械抛光。在本发明中,所述研磨后、化学机械抛光前所进行的清洗、退火、清洗、上蜡、铜抛和清洗均为本领域技术人员熟知的技术手段,在此不再赘述。
[0044]在本发明中,所述化学机械抛光(CMP抛光)优选依次包括初步抛光和整修抛光,在初步抛光之前,本发明优选先用钻石锭对抛光布进行修正,具体为:先顺时针干修6min,在加水逆时针修6min,然后在进行后续的初步抛光和整修抛光。在所述初步抛光和整修抛光的过程中,优选采用氧化硅抛光液,所述氧化硅抛光液中氧化硅的平均粒径优选为100?130nm,更优选为110?120nm,所述氧化娃抛光液的pH值优选为11.5?12.5,更优选为12。在本发明中,所述初步抛光的抛光压力优选为400?460g/cm2,更优选为410?450g/cm2,最优选为420?440g/cm2;所述初步抛光的转速优选为55?65rpm,58?63rpm ;所述初步抛光的温度优选为50?60°C,更优选为51?57°C,最优选为53?55°C ;所述整修抛光的抛光压力优选为200?250g/cm2,更优选为210?240g/cm2,最优选为220?230g/cm2;所述整修抛光的转速优选为30?38rpm,更优选为33?35rpm ;所述整修抛光的温度优选为50?60 °C,更优选为51?57 °C,最优选为53?55 °C
[0045]本发明研究发现,Μ面蓝宝石相比C面蓝宝石更加耐腐蚀,导致采用常规的蓝宝石抛光工艺很难去除尺寸(即很难抛亮),移除速率过低(平均0.5 μ m/h),抛光时间过长,加工成本过高。本发明采用特殊的盘面修整方式和工艺参数,使Μ面蓝宝石抛光效率得到大幅提升,平均可达到2.5 μ m/h,是传统工艺效率的5倍,且表面质量良好,从而降低其加工成本。
[0046]完成所述化学机械抛光后,本发明优选将所述化学机械抛光过的Μ面蓝宝石晶片进行清洗和检验,再进行激光切割。在本发明中,所述激光切割优选在保护气体气氛下进行,所述保护气体优选为氮气、氦气、氖气和氩气中的一种或几种;所述保护气体的浓度优选为99.9?99.999%;所述保护气体的压力优选为6.7?7.2MPa,更优选为6.8?7.0MPa。在该浓度和该压力的保护气体气氛下进行激光切割有利于改善Μ面蓝宝石镜片边缘的连续锯齿状崩边和
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