用于指纹传感器的抗静电涂料及其制备方法、指纹传感器与流程

本发明涉及指纹传感器，尤其涉及一种用于指纹传感器的抗静电涂料。

背景技术：

1、指纹模组需要与用户手指的指纹接触实现识别功能，而人体附带的静电却有可能使指纹模组功能失效。其中，半导体指纹传感器是目前应用率最高的指纹传感器，其采用半导体工艺制造。静电防护一直是半导体指纹传感器的薄弱点。现有的半导体指纹传感器通常在芯片本体4上的电容感测单元2的同一层上设置静电泄放金属网1，如图1所示，这样的做法通常抗静电能力较弱，所以需要增加表面防护层3的厚度来改良抗静电特性，例如将表面防护3层增加到150μm以上，甚至到300μm，但这样做的结果导致获取的指纹图像质量急剧下降。

2、现有的抗静电涂料，如中国专利cn 113337200公开的碳纳米管涂料，虽然能获得厚度＜10μm碳纳米管防静电涂层，但烘干后的碳纳米管防静电涂层还需要在相对湿度为60％～100％、温度为35℃～80℃的条件下处理一段时间，然后再进行uv光固化后才能获得方阻≤108ω/m2的固化防静电涂层。但该专利的碳纳米管防静电涂层的厚度和方阻依然不满足指纹传感器的防静电要求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于指纹传感器的抗静电涂料，静电防护能力强同时不影响指纹传感器的识别灵敏度高。

2、本发明还要解决的技术问题在于，提供一种用于指纹传感器的抗静电涂料的制备方法，成本低，工艺简单。

3、本发明还要解决的技术问题在于，提供一种指纹传感器，能够同时兼顾防静电和识别灵敏度。

4、为了解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种用于指纹传感器的抗静电涂料，包括碳纳米管和溶剂，所述碳纳米管和溶剂的质量比为（1~5）:100；

5、所述碳纳米管包括单壁碳纳米管与多壁碳纳米管；所述单壁碳纳米管与所述多壁碳纳米管的质量比为（3~15）:1，所述单壁碳纳米管的外径为1~2nm，长度为0.5~30μm，所述多壁碳纳米管的外径为2~15nm，长度为5~50μm；

6、所述溶剂包括以下质量份的原料：1~5份聚乙烯吡咯烷酮、1~5份胆酸钠、5~10分散剂、150~250份去离子水和50~150份乙酸乙酯。

7、作为上述方案的改进，所述单壁碳纳米管与所述多壁碳纳米管的质量比为（10~15）:1，所述单壁碳纳米管的外径为1~2nm，长度为5~30μm，所述多壁碳纳米管的外径为8~15nm，长度为5~50μm。

8、作为上述方案的改进，所述单壁碳纳米管与所述多壁碳纳米管的质量比为（3~5）:1，所述单壁碳纳米管的外径为1~2nm，长度为0.5~2μm，所述多壁碳纳米管的外径为2~4nm，长度为5~15μm。

9、作为上述方案的改进，所述碳纳米管中金属性碳纳米管和半导体性碳纳米管的质量比为（5~10）:1。

10、第二方面，本发明提供了一种抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：

11、按比例将碳纳米管和溶液放入容器中进行球磨，得到均匀分散的混合溶液，其中，球磨的速度为450~600rpm，时间为1~3h；

12、将所述混合溶液进行离心，取出上清液，得到所述抗静电涂料。

13、作为上述方案的改进，离心速度为5500~7000 r/min，时间为2~5min。

14、第三方面，本发明提供了一种指纹传感器，包括指纹芯片和设置在指纹芯片接触面上的导电层，所述导电层由上述抗静电涂料制成。

15、作为上述方案的改进，所述导电层的厚度≤500nm，方阻≤500 ω/☐。

16、作为上述方案的改进，所述导电层的制作方法包括：

17、将所述静电涂料喷涂在接触面的非感应区上，然后烘干，烘干温度为70~90℃，烘干时间为90~150s。

18、作为上述方案的改进，所述指纹芯片为半导体指纹芯片或cog指纹芯片。

19、实施本发明，具有如下有益效果：

20、本发明的抗静电涂料首先通过控制单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的比例以及单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的外径和长度，以获得导电网络连续且均匀的防静电涂层。此外，通过控制碳纳米管中金属性碳纳米管和半导体性碳纳米管的比例，以获得导电性能好的防静电涂层。最后，配合特制的溶剂来分散碳纳米管，避免碳纳米管在溶剂挥发过程中发生微观相分离，最终使得单壁碳纳米管和多壁碳纳米管形成连续、均匀的导电网络结构。

21、本发明抗静电涂料的制备方法操作简单，成本低。

22、本发明的指纹传感器通过在接触面上设置厚度≤500nm，方阻≤500ω/☐的导电层，可以同时兼顾指纹传感器的抗静电能力和识别能力。

技术特征：

1.用于指纹传感器的抗静电涂料，其特征在于，包括碳纳米管和溶剂，所述碳纳米管和溶剂的质量比为（1~5）:100；

2.如权利要求1所述的用于指纹传感器的抗静电涂料，其特征在于，所述单壁碳纳米管与所述多壁碳纳米管的质量比为（10~15）:1，所述单壁碳纳米管的外径为1~2nm，长度为5~30μm，所述多壁碳纳米管的外径为8~15nm，长度为5~50μm。

3.如权利要求1所述的用于指纹传感器的抗静电涂料，其特征在于，所述单壁碳纳米管与所述多壁碳纳米管的质量比为（3~5）:1，所述单壁碳纳米管的外径为1~2nm，长度为0.5~2μm，所述多壁碳纳米管的外径为2~4nm，长度为5~15μm。

4.如权利要求1~3中任一项所述的用于指纹传感器的抗静电涂料，其特征在于，所述碳纳米管中金属性碳纳米管和半导体性碳纳米管的质量比为（5~10）:1。

5.一种如权利要求1~4所述抗静电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，离心速度为5500~7000 r/min，时间为2~5min。

7.一种指纹传感器，其特征在于，包括指纹芯片和设置在指纹芯片接触面上的导电层，所述导电层由权利要求1~4任一项抗静电涂料制成。

8.如权利要求7所述的指纹传感器，其特征在于，所述导电层的厚度≤500nm，方阻≤500 ω/☐。

9.如权利要求8所述的指纹传感器，其特征在于，所述导电层的制作方法包括：

10.如权利要求7所述的指纹传感器，其特征在于，所述指纹芯片为半导体指纹芯片或cog指纹芯片。

技术总结
本发明涉及指纹传感器技术领域，尤其涉及一种用于指纹传感器的抗静电涂料及其制备方法、指纹传感器，所述抗静电涂料包括碳纳米管和溶剂，所述碳纳米管和溶剂的质量比为（1~5）:100；所述碳纳米管包括单壁碳纳米管与多壁碳纳米管；所述溶剂包括以下质量份的原料：1~5份聚乙烯吡咯烷酮、1~5份胆酸钠、5~10分散剂、150~250份去离子水和50~150份乙酸乙酯。本发明的抗静电涂料可以同时兼顾指纹传感器的抗静电能力和识别能力。

技术研发人员：蓝梓淇,林剑,曾超,蒲妮
受保护的技术使用者：广东绿展科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15