一种半导体传感器的静电防护装置的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种半导体传感器的静电防护装置。

背景技术：

随着科技技术的普及以及智能家居的发展，指纹锁因具有使用方便、快速、精确等特点而被广泛应用。指纹锁主要包括微处理器、指纹传感器等，其中指纹传感器主要为光学传感器和半导体传感器，半导体传感器包括半导体指纹模组，指纹模组作为接触式生物识别传感器，使用时需要用户手指直接接触到传感器表面，但手指与传感器表面接触时人体esd会通过手指传导到指纹传感器，给传感器带来一定的物理损伤，在长期使用条件下，指纹传感器的指纹解锁功能可能会因此而失效，因此对指纹传感器的esd保护显得尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的人体esd通过手指传导到指纹传感器，易引起指纹传感器功能失效的问题，本实用新型提供了一种半导体传感器的静电防护装置，其可减小esd对半导体传感器的损伤，降低指纹传感器功能失效风险，可提高半导体传感器的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种半导体传感器的静电防护装置，其包括所述半导体传感器，其特征在于，所述半导体传感器的激励信号输出端通过防护模块与所述半导体传感器的壳体电连接，所述防护模块包括至少两层防护单元，其中一层所述防护单元为传导卸放单元，另一层所述防护单元为高压抑制单元。

其进一步特征在于，

所述防护单元包括第一防护单元、第二防护单元，所述第一防护单元为高压抑制单元，所述第二防护单元为传导卸放单元，所述第一防护单元包括电阻r1，所述第二防护单元包括二极管d1，所述电阻r1与所述二极管d1并联，所述半导体传感器的激励信号输出端连接所述电阻r1一端，所述电阻r1另一端分别连接所述金属壳、二极管d1一端，所述二极管d2另一端接地；

所述二极管d1为瞬态抑制二极管；

所述壳体为具有导电性能的金属壳；

所述金属壳可选用不锈钢材质；

所述半导体传感器为指纹传感器；

所述半导体传感器为主动式半导体传感器；

所述电阻r1的电阻值范围为10欧姆～100欧姆。

采用本实用新型上述结构可以达到如下有益效果：在半导体传感器的激励信号输出端与半导体传感器的壳体之间设置防护模块，防护模块包括至少两层防护单元，当人体上的esd通过手指接触到传感器时，会通过半导体传感器的壳体传导卸放至其中一层防护单元，同时通过另一层防护单元对人体上的高压进行抑制，从而起到人体esd限制作用，减小了人体esd对半导体传感器的损伤，降低了半导体传感器功能失效风险，提高了半导体传感器的使用寿命。

相比于现有的需通过多个电子元件及连接线才能实现esd防护的方式，

本技术：
采用较少电子元件和连接线即可实现人体esd防护，结构简单，同时大大降低了投入成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

见图1、图2，一种半导体传感器的静电防护装置，其包括半导体传感器1，半导体传感器1的激励信号输出端c通过防护模块2与半导体传感器的壳体3电连接，本实施例中防护模块2包括两层防护单元：第一防护单元21、第二防护单元22，第一防护单元21为高压抑制单元，第二防护单元22为传导卸放单元，第一防护单元21包括电阻r1，第二防护单元22包括二极管d1，电阻r1与二极管d1并联，半导体传感器的激励信号输出端c连接电阻r1一端，电阻r1另一端分别连接壳体3、二极管d1一端，二极管d2另一端接地，本实施例中根据人体esd电压，选用电阻值为51ω的电阻r1，二极管d1为瞬态抑制二极管(tvs二极管)；壳体3为具有导电性能的金属壳，本实施例中金属壳材质选用不锈钢材料，半导体传感器为主动式半导体传感器，主动式半导体传感器即传感器激励信号是通过传感器内部输出的驱动信号(如ring)加载到手指上以增强手指表面的电荷，使底下的感应阵列接收电场信号并对信号进行放大，由于指纹凹凸不一致，因此传感器芯片感应到的电场也不一致，从而重现指纹。例如可将本装置应用于型号为bs500系列的半导体传感器。

其具体工作原理如下所述：半导体传感器1的激励信号通过电阻r1(51欧姆)和二极管d1并联后接地，再一起连接至半导体传感器1外表面金属壳上，当人体手指接触到金属壳3时，会通过半导体传感器1的外围金属壳3传导到静电信号到半导体传感器1上，静电信号通过二极管d1卸放到地作为第一防护单元21，同时电阻r1作为第二防护单元22用于限制的人体esd高压(人体esd高压hbm一般可达到4kv)。通过这两层防护起到很好的指纹传感器防护作用，本装置只采用一个电阻r1和一个tvs二极管即可实现指纹传感器的esd防护，降低人体esd干扰和对半导体传感器的损伤，结构简单可靠，具有较好的实用性。采用本申请中上述电阻r1、二极管d1和不锈钢材质的壳体，大大降低了人体esd对半导体传感器的损伤，使半导体传感器的使用寿命提高10％。

以上的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种半导体传感器的静电防护装置，其包括所述半导体传感器，其特征在于，所述半导体传感器的激励信号输出端通过防护模块与所述半导体传感器的壳体电连接，所述防护模块包括至少两层防护单元，其中一层所述防护单元为传导卸放单元，另一层所述防护单元为高压抑制单元。

2.根据权利要求1所述的一种半导体传感器的静电防护装置，其特征在于，所述壳体为金属壳。

3.根据权利要求2所述的一种半导体传感器的静电防护装置，其特征在于，所述防护单元包括第一防护单元、第二防护单元，所述第一防护单元为高压抑制单元，所述第二防护单元为传导卸放单元，所述第一防护单元包括电阻r1，所述第二防护单元包括二极管d1，所述电阻r1与所述二极管d1并联。

4.根据权利要求3所述的一种半导体传感器的静电防护装置，其特征在于，所述半导体传感器的激励信号输出端连接所述电阻r1一端，所述电阻r1另一端分别连接所述金属壳、二极管d1一端，所述二极管d2另一端接地。

5.根据权利要求3或4所述的一种半导体传感器的静电防护装置，其特征在于，所述二极管d1为瞬态抑制二极管。

技术总结
本实用新型公开了一种半导体传感器的静电防护装置，其可减小ESD对半导体传感器的损伤，降低指纹传感器功能失效风险，可提高半导体传感器的使用寿命，其包括半导体传感器，半导体传感器的激励信号输出端通过防护模块与半导体传感器的壳体电连接，防护模块包括至少两层防护单元，其中一层防护单元为传导卸放单元，另一层防护单元为高压抑制单元。

技术研发人员：陶长青
受保护的技术使用者：江苏邦融微电子有限公司
技术研发日：2020.12.28
技术公布日：2021.07.20