一种指纹检测组件及指纹识别模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及集成电路制造和封装【技术领域】，公开了一种指纹检测组件及指纹识别模组。本实用新型中，将指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上，并且将指纹检测芯片内嵌在金属圈内，而保护层覆盖于指纹检测芯片和金属圈之上。由于将作为信号发射和检测装置的金属圈内嵌于保护层内部，使得金属圈与指纹检测芯片之间的连接在保护层内部实现，从而使得两者之间的信号连接更稳定；还可使整个指纹识别模组不再限制是否存在BEZEL，BEZEL材料不再受到良好导电材料的限制，使得模组在结构设计上更灵活；并且，省去了现有技术中在模组组装阶段的引线工艺，从而使得指纹检测组件及指纹识别模组的制作中一次完成引线，工艺更简单，也可节约成本。
【专利说明】—种指纹检测组件及指纹识别模组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及集成电路制造和封装【技术领域】，特别涉及一种指纹检测组件及指纹识别模组。
【背景技术】
[0002]随着移动通信技术的不断发展，智能手机已集合了各个领域的功能。例如，可通过智能手机收发电子邮件、播放视频及音频文件、记录会议纪要甚至是开视频会议等。此外，个人所用的手机内通常会保存大量的资料。若手机遗失或被盗则很可能造成更大损失。现有的手机通常采用数字密码或图形密码进行保护，该种密码保存麻烦且容易被破解。因此，时下流行使用指纹密码作为手机的密码保护，确保了手机的安全和隐私性。
[0003]现有技术中采用的指纹识别装置通常如图1所示，所述指纹识别装置包括:指纹识别传感器10、设于指纹识别传感器10表面的指纹识别电路11、透镜20、设于透镜20和指纹识别电路11之间的油墨21及用于固定油墨21、透镜20的基环30。其中，指纹识别传感器10还连接手机内的相应元件(为了附图简化，图1中未示出)，指纹识别传感器10用于传输相应的指纹数据，指纹识别电路11用于识别贴合在透镜20表面的手指指纹，通过耦合等方式读取指纹信息，并传输给指纹识别传感器10，透镜20通常为玻璃或蓝宝石材质，用于保护指纹识别传感器10和指纹识别电路11，油墨21则为了遮挡住指纹识别电路11，增加美观。
[0004]基环除了起到固定透镜的作用之外，还实现指纹识别装置的信号发射和检测，那么限定了指纹识别装置必须具备该基环(通常称为BEZEL)，并且BEZEL材料必须具有良好的导电性。在这种情况下，BEZEL还需要通过某种外接线路的方式连接到指纹识别传感电路，从而指纹识别传感电路和金属环需要分2次引线连接手机内的相应元件，具体地说，在指纹识别传感电路制作阶段，需要将指纹识别传感电路连接到手机内的相应元件；在后期模组组装阶段，需要将金属环连接到手机内的相应元件；这样制作的工艺较复杂，而且成本也较闻。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种指纹检测组件及指纹识别模组，使得指纹检测组件及指纹识别模组的制作更简单，也可节约成本。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种指纹检测组件，包含:保护层、指纹检测芯片、金属圈和印制电路板；
[0007]所述指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上；
[0008]所述指纹检测芯片内嵌在所述金属圈内，所述保护层覆盖于所述指纹检测芯片和所述金属圈之上。
[0009]本实用新型的实施方式还提供了一种指纹识别模组，包含上述指纹检测组件。
[0010]本实用新型实施方式相对于现有技术而言，将指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上，并且将指纹检测芯片内嵌在金属圈内，而保护层覆盖于指纹检测芯片和金属圈之上。由于将作为信号发射和检测装置的金属圈内嵌于保护层内部，金属圈与指纹检测芯片之间的连接在保护层内部实现，信号连接更稳定；此外，由于金属圈内嵌于保护层内部，使得整个指纹识别模组不再限制是否存在模组周围的金属外壳(BEZEL)，BEZEL材料不再受到良好导电材料的限制，可选任何材料，使得模组在结构设计上更灵活；并且，省去了现有技术中在模组组装阶段的引线工艺，从而使得指纹检测组件及指纹识别模组的制作中一次完成引线，工艺更简单，也可节约成本。
[0011]另外，所述指纹检测组件还包含柔性电路板；该柔性电路板位于所述印制电路板之下，与所述印制电路板电连接。
[0012]另外，所述指纹检测组件还包含基板；所述柔性电路板固定在所述基板上。
[0013]另外，所述基板为钢板。
[0014]另外，所述保护层的俯视面为圆形、椭圆形或方形。
[0015]另外，所述保护层为采用模压方式形成的环氧树脂层、环氧树脂和纳米氧化铝的组合层、环氧树脂和纳米碳化钛的组合层或环氧树脂和纳米碳化硅的组合层。保护层为采用模压方式形成，可以通过调节纳米氧化铝或碳化硅的成分含量来相应提高保护层的硬度，硬度不同，用户体验感不同，对指纹识别芯片的保护强度也相应的不同，因此可以制成满足不同硬度需求的保护层。此外，环氧树脂能够制成不同的颜色，其可以用于遮挡指纹识别芯片，避免指纹识别芯片直接暴露在视线中，同时还可以通过改变其自身颜色，使其适配更多工艺的需要，进一步提高指纹识别器件的美感。
[0016]另外，所述保护层与所述指纹检测芯片之间的最小厚度小于200μπι。保护层的厚度可以做到小于200 μ m，保护层在不牺牲硬度并且起保护作用的前提下，保护层的厚度较薄，能够增加指纹识别的灵敏度，提高用户体验感。
[0017]另外，所述保护层为采用喷涂方式形成的环氧树脂和纳米氧化铝的组合层、环氧树脂和纳米碳化钛的组合层或环氧树脂和纳米碳化硅的组合层。保护层采用喷涂镀膜方式形成，可以通过调节纳米氧化铝或纳米碳化钛或纳米碳化硅的成分含量来相应提高保护层的硬度，硬度不同，用户体验感不同，对指纹识别芯片的保护强度也相应的不同，因此可以制成满足不同硬度需求的保护层。
[0018]另外，所述保护层的厚度小于ΙΟΟμπι。采用喷涂方式形成的保护层的厚度可以做到小于100 μ m，保护层在不牺牲硬度并且起保护作用的前提下，具有较薄的厚度，增加指纹识别的灵敏度，提高用户体验感。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是现有技术中指纹识别装置的剖面示意图；
[0020]图2是根据本实用新型第一实施方式中指纹检测组件的结构拆分示意图；
[0021]图3是根据本实用新型第一实施方式中指纹检测组件的剖面示意图；
[0022]图4是根据本实用新型第一实施方式中指纹检测组件的俯视图。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0024]本实用新型的第一实施方式涉及一种指纹检测组件，如图2至4所示，该指纹检测组件包含:保护层1、指纹检测芯片2、金属圈3、印制电路板4、柔性电路板5和基板6。
[0025]图3和4中说明了指纹检测芯片、金属圈和印制电路板之间的位置关系，指纹检测芯片2和金属圈3焊接在印制电路板4上，指纹检测芯片2内嵌在金属圈3内，保护层I覆盖于指纹检测芯片2和金属圈3之上。而柔性电路板5位于印制电路板之下，与印制电路板电连接。柔性电路板固定在基板上，该基板可以为钢板。
[0026]与现有技术相比，本实施方式将指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上，并且将指纹检测芯片内嵌在金属圈内，而保护层覆盖于指纹检测芯片和金属圈之上。由于将指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上，将作为信号发射和检测装置的金属圈内嵌于保护层内部，金属圈与指纹检测芯片之间的连接在保护层内部实现，信号连接更稳定；此夕卜，由于金属圈内嵌于保护层内部，使得整个指纹识别模组不再限制是否存在模组周围的金属外壳(BEZEL)，BEZEL材料不再受到良好导电材料的限制，可选任何材料，使得模组在结构设计上更灵活；并且，省去了现有技术中在模组组装阶段的引线工艺，从而使得指纹检测组件及指纹识别模组的制作中一次完成引线，工艺更简单，也可节约成本。
[0027]在本实施方式中，保护层可以为采用模压方式形成的环氧树脂层、环氧树脂和纳米氧化铝的组合层、环氧树脂和纳米碳化钛的组合层或环氧树脂和纳米碳化硅的组合层。纳米氧化招、纳米碳化娃或纳米碳化钛在环氧树脂中的浓度大于50%。可以通过调节纳米氧化铝、纳米碳化钛或纳米碳化硅的成分含量来相应提高保护层I的硬度，硬度不同，用户体验感不同，对指纹识别芯片的保护强度也相应的不同，本实施例中可以制成满足不同硬度需求的保护层I。
[0028]此外，环氧树脂能够制成不同的颜色，其可以用于遮挡指纹检测芯片2，避免指纹检测芯片2直接暴露在视线中，同时还可以通过改变其自身颜色，使其适配更多工艺的需要，进一步提高指纹识别器件的美感。
[0029]保护层I与指纹检测芯片2之间的最小厚度小于200 μ m，其莫氏硬度通常大于等于6H，保证其具有足够的硬度保护指纹检测芯片2。为了保证保护层I具有一定硬度，优选的，还可以采用PVD (物理气相沉积)、CVD (化学气相沉积)或离子溅射工艺在保护层I的表面形成一层氧化铝镀层或碳化硅镀层，用于提高硬度，实现对指纹识别芯片更好的保护。其通常采用硬度较高的材质制作而成，使保护层I能够在形成较薄厚度的情况下具有足够的硬度，起到良好保护作用。氧化铝或碳化硅均可以制作出莫氏硬度在8H甚至9H的保护层1，并且形成的保护层I属于指纹识别芯片的一部分，不易折断，能够很好的起着保护作用。保护层I在不牺牲硬度并且起保护作用的前提下，具有较薄的厚度，能够增加指纹识别的灵敏度，提高用户体验感。
[0030]值得说明的是，由于环氧树脂中比较常见的是白色和黑色，要想形成丰富的色彩，在保护层与氧化铝镀层或碳化硅镀层之间还可形成颜色层，可以通过改变颜色层的颜色，使其适配更多工艺的需要，进一步提高指纹识别器件的美感。可根据需要，选择各种比较常见的油墨用于形成颜色层，保证了本发明的可实现性。比如说，为了使指纹识别器件与手机外壳的颜色一致，可选择与手机外壳颜色一致的油墨，保护层与氧化铝镀层或碳化硅镀层之间还可形成颜色层，从而达到与手机外壳颜色一致的目的。
[0031]本实施例中，在进行模压方式之前，先将指纹检测芯片2和金属圈3固定至印制电路板I上，接着在指纹检测芯片2和金属圈3的表面注入形成保护层I所需的物质，采用模压方式形成保护层1，保护层I通常会形成在印刷电路硬板4、指纹检测芯片2以及金属圈3的表面，全方位包围指纹检测芯片2，起到较好的保护作用，增加指纹识别芯片的使用寿命。
[0032]保护层I的俯视面可以为圆形、椭圆形或方形(图2至4中仅示意为方形)，但本实用新型并不以此为限，保护层I可以由模压方式形成不同的形状，以满足不同工艺的需求。
[0033]本实用新型的第二实施方式涉及一种指纹检测组件。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于:在第一实施方式中，保护层采用模压方式形成。而在本实用新型第二实施方式中，保护层采用喷涂方式形成。具体地说，保护层可以为采用喷涂方式形成的环氧树脂和纳米氧化铝的组合层、环氧树脂和纳米碳化钛的组合层或环氧树脂和纳米碳化娃的组合层。
[0034]在本实施例中，保护层I可以为采用PVD(物理气相沉积)镀膜、CVD(化学气相沉积)镀膜或溅射镀膜方式形成的硬度层，硬度层可以为单晶或多晶的氧化铝(A1203)镀层，还可以为二氧化硅镀层、氮化硅镀层或碳化硅镀层等。形成的保护层I的厚度小于100 μ m,其莫氏硬度通常大于等于6H，保证其具有足够的硬度保护指纹检测芯片2。典型地，采用PVD镀膜形成氧化铝层，可接近单晶，莫氏硬度达到9H。为了保证保护层I具有一定硬度，其通常采用硬度较高的材质制作而成，使保护层I能够在形成较薄厚度的情况下具有足够的硬度，起到良好保护作用。氧化铝或碳化硅均可以制作出硬度在8甚至9的保护层1，并且形成的保护层I构成了指纹检测组件的一部分，不易折断，能够很好的起着保护作用。
[0035]由于保护层I采用的PVD镀膜、CVD镀膜或溅射镀膜的方式形成，因此可以形成较薄的保护层1，并且其与指纹检测芯片2具有良好的接触稳定性。此外，保护层I成为指纹检测组件的一部分，无需后续再额外形成透镜进行保护，减少了工艺步骤，此外，由于采用PVD镀膜、CVD镀膜或溅射镀膜的方式形成的保护层I厚度可以较薄，例如是ΙΟμπι，从而可以减小指纹信号经过保护层I的衰减，增强指纹识别芯片的灵敏度，提高指纹识别效率。
[0036]此外，值得说明的是，进行镀膜时指纹识别芯片所在位置的温度小于等于400度， 如，采用PVD镀膜方式形成保护层I时，可将温度控制在100多度，以保证指纹识别芯片不会因高温而失效。
[0037]本实用新型第三实施方式涉及一种指纹识别模组，采用上述第一或第二实施方式中任意一种指纹检测组件，由于在指纹检测组件中，将指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上，省去了现有技术中在模组组装阶段的引线工艺，从而使得指纹检测组件及指纹识别模组的制作中一次完成引线，工艺更简单，也可节约成本。
[0038]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种指纹检测组件，其特征在于，包含:保护层、指纹检测芯片、金属圈和印制电路板； 所述指纹检测芯片和金属圈焊接在印制电路板上； 所述指纹检测芯片内嵌在所述金属圈内，所述保护层覆盖于所述指纹检测芯片和所述金属圈之上。
2.根据权利要求1所述的指纹检测组件，其特征在于，所述指纹检测组件还包含柔性电路板； 所述柔性电路板位于所述印制电路板之下，与所述印制电路板电连接。
3.根据权利要求2所述的指纹检测组件，其特征在于，所述指纹检测组件还包含基板； 所述柔性电路板固定在所述基板上。
4.根据权利要求3所述的指纹检测组件，其特征在于，所述基板为钢板。
5.根据权利要求1所述的指纹检测组件，其特征在于，所述保护层为采用模压方式形成的环氧树脂层、环氧树脂和纳米氧化铝的组合层、环氧树脂和纳米碳化钛的组合层、环氧树脂和纳米碳化硅的组合层。
6.根据权利要求5所述的指纹检测组件，其特征在于，所述保护层与所述指纹检测芯片之间的最小厚度小于200 μ m。
7.根据权利要求5所述的指纹检测组件，其特征在于，所述保护层的俯视面为圆形、椭圆形或方形。
8.根据权利要求1所述的指纹检测组件，其特征在于，所述保护层为采用喷涂方式形成的环氧树脂和纳米氧化铝的组合层、环氧树脂和纳米碳化钛的组合层、环氧树脂和纳米碳化娃的组合层。
9.根据权利要求8所述的指纹检测组件，其特征在于，所述保护层的厚度小于100μ m。
10.一种指纹识别模组，其特征在于，包含如权利要求1至9中任一项所述的指纹检测组件。
【文档编号】H04M1/21GK204203987SQ201420605752
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】程泰毅, 曾敏, 张虎 申请人:上海思立微电子科技有限公司