指纹识别模组灵敏度测试治具的制作方法

本实用新型涉及指纹识别模组的灵敏度检测技术领域。

背景技术：

由于指纹具有终身不变性、唯一性等特性，因此，通过识别指纹可以准确可靠地识别用户身份。指纹识别模组就是使用指纹识别技术，便捷、快速地获取用户的指纹图像，进而对用户的身份进行识别的装置。

指纹识别模组在生产过程中会先制得整板，每块整板中包括多个矩阵排列的指纹识别芯片，后续将整板切割即可得到单颗的指纹识别芯片，最后将指纹识别芯片进行封装即可得到指纹识别模组成品，为描述方便，本文中将整板、芯片、成品统一称为指纹识别模组。

现有指纹识别芯片包括功能面和焊盘，功能面又称传感面，是指纹识别芯片用于识别指纹图像的一侧传感表面，焊盘作为指纹识别芯片的电连接端口，位于与所述功能面相对的另一侧表面。将指纹识别芯片封装后得到指纹识别模组成品，指纹识别模组成品中会使用转接线将指纹识别芯片的电连接端口导引至封装结构外侧。

指纹识别模组的灵敏度是衡量其性能是否合格的重要参数，现有的灵敏度测试治具使用手动方式驱使压头按压指纹识别模组的功能面进行测试，但是手动测试的速率较慢，更重要的是由于按压的力度存在差异，难以对灵敏度参数进行定量分析，测试结果存在偏差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种指纹识别模组灵敏度测试治具。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型采用如下技术方案：

一种指纹识别模组灵敏度测试治具，包括

压头，用于按压指纹识别模组的功能面；

驱动机构，包括第一驱动机构用于驱动所述压头在靠近或远离所述功能面的方向上往复运动；

限位机构，用于固定所述指纹识别模组的位置；

电连接机构，用于将所述指纹识别模组与测试主机电性连接；

底座，作为所述驱动机构、限位机构、电连接机构的安装平台。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述驱动机构还包括第二驱动机构用于驱动所述电连接机构在靠近或远离指纹识别模组的方向上往复运动。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第二驱动机构包括固定端和运动端，所述电连接机构包括探针；所述固定端与所述底座固定连接，所述运动端与所述探针连接，所述第二驱动机构与所述第一驱动机构分别位于所述限位机构两侧。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述限位机构包括设置于所述底座上的限位板，所述限位板上设有凹槽，所述凹槽的形状与指纹识别模组的形状相适应。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述限位机构包括承托件和夹持件，所述限位机构设置为当指纹识别模组放置于所述承托件上并由所述夹持件夹持定位时，所述指纹识别模组的功能面和焊盘均暴露于所述限位机构外侧。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述底座还包括具有开口的元件，所述限位机构设置于所述开口处。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电连接机构包括探针和信号线，所述探针一端端部突出于所述限位机构底部设置，另一端端部通过所述信号线与测试主机连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述底座包括支架组件，所述第一驱动机构包括固定端和运动端，所述固定端与所述支架组件固定连接，所述运动端与所述压头固定连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述底座还包括平移机构，所述平移机构用于带动所述驱动机构和所述电连接机构沿平面移动。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果在于：

本实用新型具有自动化程度高，测试速率快的优点，更重要的是，由于压头的移动距离可以通过编程精确控制，压头按压功能面的力度一致性高；同时将通过背景帧和前景帧的差值计算得出平均灰度值作为灵敏度值，便于对灵敏度参数进行定量分析，测试结果准确度高。

附图说明

图1是本实用新型实施方式一所提供的指纹识别模组灵敏度测试治具的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施方式一所提供的指纹识别模组灵敏度测试治具的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型实施方式二所提供的指纹识别模组灵敏度测试治具的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型实施方式三所提供的指纹识别模组灵敏度测试治具的立体结构示意图；

图5是本实用新型实施方式三所提供的指纹识别模组灵敏度测试治具的爆炸结构示意图；

图6是本实用新型所提供的指纹识别模块灵敏度测试方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本文中对方向的描述均是以指纹识别模组灵敏度测试治具处于测试中的状态为基准，其中指纹识别模组被限位机构夹持固定。

各实施方式中相同或相似的结构采用了相同的标号。

本实用新型具有多种实施方式，以针对处于不同生产阶段的指纹识别模组(整板、芯片、成品)进行灵敏度测试，具体请参见以下实施方式。

实施方式一

请参照图1和图2，一种指纹识别模组灵敏度测试治具100，包括压头1，用于按压指纹识别模组（未图示）的功能面；

驱动机构2，包括第一驱动机构21用于驱动所述压头1在靠近或远离所述功能面的方向上往复运动；

限位机构3，用于固定所述指纹识别模组的位置；

电连接机构4，用于将所述指纹识别模组与测试主机（未图示）电性连接；

底座5，作为所述驱动机构2、限位机构3、电连接机构4的安装平台。

需要说明的是，测试主机为外接设备，包括常规的逻辑运算元器件和控制电路，用于控制所述驱动机构2运行，并通过指纹识别模组受压反馈的电信号计算其灵敏度值。

进一步的，所述底座5包括支架组件55，所述第一驱动机构21包括固定端和运动端，所述固定端与所述支架组件55固定连接，所述运动端与所述压头1固定连接。

在本实施方式中，第一驱动机构21为步进电机，支架组件55包括由四块板体首尾相接围成的矩形外框结构，步进电机的顶端与外框结构的顶部板体固定连接，压头1采用导电硅胶制成，并固定在步进电机底部输出轴端部，步进电机运行时可以带动压头1在其轴向方向上运动。

支架组件55还包括由导向杆551、联动板552构成的导向结构，设置导向结构可以使压头1的运行轨迹更加平直。

当然，在本实用新型的其它实施方式中，第一驱动机构21也可以更换为气缸，压头1固定在气缸的活塞杆端部。

再者，所述底座5还包括顶板51和底板52，所述支架组件55与所述顶板51固定连接，所述顶板51与所述底板52的一侧边沿通过枢轴53连接，使所述顶板51可以在与所述底板52重叠的第一位置和与所述底板52呈一夹角的第二位置之间翻转运动。

所述顶板51位于第一位置时，指纹识别模组位于压头1运动轨迹的延长线上，所述顶板51位于第二位置时，方便从所述限位机构3上取放指纹识别模组。

进一步的，所述限位机构3包括设置于所述底座5上的限位板31，所述限位板31上设有凹槽32，所述凹槽32的形状与指纹识别模组的形状相适应。

所述电连接机构4包括探针和信号线，所述探针一端端部突出于所述限位机构3底部设置，另一端端部通过所述信号线与测试主机连接。

本实施方式中的指纹识别模组灵敏度测试治具100，针对单颗指纹识别芯片状态的指纹识别模组进行灵敏度测试，所述限位机构3为设置于所述底板52上的限位板31，所述限位板31上设有适应形状的矩形凹槽32，利用凹槽32限定指纹识别模组的位置，防止压头1按压时发生晃动。

所述电连接机构4包括探针和信号线（未图示），所述探针一端端部突出于所述凹槽32底部设置，另一端端部通过所述信号线与测试主机连接。探针的位置与指纹识别模组焊盘的位置对应，将指纹识别模组放入凹槽32中时，探针自然插入焊盘中。

实施方式二

请参照图3，本实施方式中的指纹识别模组灵敏度测试治具100，针对单颗指纹识别模组成品进行灵敏度测试，所述限位机构3为设置于所述底板52上的限位板31，所述限位板31上设有适应形状的凹槽32，利用凹槽32限定指纹识别模组的位置，防止压头1按压时发生晃动。

由于指纹识别模组成品有使用转接线将指纹识别芯片的电连接端口导引至封装结构外侧，本实施方式中的电连接机构4无需探针，只需将信号线（未图示）和转接线的端部相连即可实现指纹识别模组和测试主机的电性连接。

本实施方式中指纹识别模组灵敏度测试治具100的其它结构与实施方式一中一致，在此不再赘述。

实施方式三

请参照图4和图5，图4是指纹识别模组灵敏度测试治具100的立体结构示意图，图5是指纹识别模组灵敏度测试治具100的爆炸结构示意图，图5中为了方便展示内部结构，隐去了底座5的两块侧板。

本实施方式中的指纹识别模组灵敏度测试治具100，针对整板状态的指纹识别模组进行灵敏度测试。

一种指纹识别模组灵敏度测试治具100，包括压头1，用于按压指纹识别模组（未图示）的功能面；驱动机构2，包括第一驱动机构21用于驱动所述压头1在靠近或远离所述功能面的方向上往复运动；

限位机构3，用于固定所述指纹识别模组的位置；

电连接机构4，用于将所述指纹识别模组与测试主机（未图示）电性连接；

底座5，作为所述驱动机构2、限位机构3、电连接机构4的安装平台。

需要说明的是，测试主机为外接设备，包括常规的逻辑运算元器件和控制电路，用于控制所述驱动机构2运行，并通过指纹识别模组受压反馈的电信号计算其灵敏度值。

进一步的，所述限位机构3包括承托件33和夹持件34，所述限位机构3设置为当指纹识别模组放置于所述承托件33上并由所述夹持件34夹持定位时，所述指纹识别模组的功能面和焊盘均暴露于所述限位机构3外侧。

更进一步的，所述底座5还包括具有开口的元件，所述限位机构3设置于所述开口处。

所述底座5还包括平移机构54，所述平移机构54用于带动所述驱动机构2和所述电连接机构4沿平面移动。

在本实施方式中，所述底座5包括悬空的顶板51（具有开口的元件），所述顶板51上设有一开口，所述限位机构3设置于所述开口处；

所述限位机构3包括多个夹持件34，所述平移机构54用于带动所述驱动机构2和所述电连接机构4沿所述限位机构3的长度方向移动。

平移机构54包括沿限位机构3长度方向设置的螺杆和导轨，还包括滑动平台，滑动平台上设有与所述螺杆、导轨配合的螺母、导槽，所述驱动机构2和所述电连接机构4设置在滑动平台上，可以随所述滑动平台在限位机构3的长度方向上平移。

在本实施方式中，限位机构3可以同时夹持定位多个指纹识别模组，并利用平移机构54带着驱动机构2、电连接机构4平移，实现指纹识别模组的批量测试，具有测试速率快的优点。

特别的，为了配合平移机构54实现指纹识别模组的批量测试，需要将电连接机构4设置为可以与指纹识别模组活动接触。

进一步的，所述驱动机构2还包括第二驱动机构22用于驱动所述电连接机构4在靠近或远离指纹识别模组的方向上往复运动。

所述底座5还包括支架组件55，所述第一驱动机构21包括固定端和运动端，所述固定端与所述支架组件55固定连接，所述运动端与所述压头1固定连接。

更进一步的，所述第二驱动机构22包括固定端和运动端，所述电连接机构4包括探针；所述固定端与所述底座5固定连接，所述运动端与所述探针连接，所述第二驱动机构22与所述第一驱动机构21分别位于所述限位机构3两侧。

在本实施方式中，夹持件34和承托件33上都设有镂空处，夹持件34一侧与承托件33枢轴连接，另一侧与承托件33卡扣连接，测试时将指纹识别模组放置在承托件33上，然后翻转夹持件34与承托件33卡扣固定，实现指纹识别模组的夹持定位，压头1和探针可通过上述镂空处与指纹识别模组的功能面、焊盘相接触。

在本实施方式中，第一、二驱动机构均为步进电机，以下为描述方便，分别对应称为第一步进电机和第二步进电机。第二步进电机位于限位机构3上方，第一步进电机位于限位机构3下方，支架组件55包括由四块板体首尾相接围成的矩形外框结构。

第一步进电机的底端与外框结构的底部板体固定连接，压头1采用导电硅胶制成，并固定在第一步进电机顶部输出轴端部，第一步进电机运行时可以带动压头1在其轴向方向上运动。

第二步进电机的外壳体与外框结构的顶部板体固定连接，探针固定在第二步进电机底部输出轴端部，第二步进电机运行时可以带动探针在其轴向方向运动。

第一、二步进电机同轴设置以保证探针和压头1的运行轨迹重合。

支架组件55还包括由导向杆551、联动板552构成的导向结构，设置导向结构可以使压头1的运行轨迹更加平直。

当然，在本实用新型的其它实施方式中，第一、二驱动机构也可以更换为气缸，压头1、探针固定在气缸的活塞杆端部。第一、二驱动机构的上下方位也可以调换。

请参照图6，本实用新型还提供了一种指纹识别模组灵敏度测试方法，包括以下步骤：

S1将指纹识别模组与测试主机电性连接；

S2读取指纹识别模组的背景帧；

S3压头按压指纹识别模组的功能面读取前景帧；

S4使用所述前景帧减背景帧获得差值，根据差值计算所述按压区域的平均灰度值。

该平均灰度值就是指纹识别模组的灵敏度值，将平均灰度值与阈值比较，若平均灰度值落在阈值范围内则指纹识别模组的灵敏度合格。

步骤S3具体包括以下步骤：

压头由初始位置朝向指纹识别模组移动预设距离；

判断压头是否与指纹识别模组接触，若是，则读取前景帧并进入步骤S4计算压头按压区域的像素平均灰度值，该平均灰度值即是指纹识别模组的灵敏度值，若否，则压头返回初始位置并修改预设距离再朝向指纹识别模组移动。

进一步的，判断压头是否与指纹识别模组接触，包括以下步骤：

判断压头是否与指纹识别模组开始接触，若是，则继续判断所述压头是否与指纹识别模组完全接触，若否，则压头返回初始位置并修改预设距离再朝向指纹识别模组移动，直至判断结果为压头与指纹识别模组开始接触；

判断压头是否与指纹识别模组完全接触，若是，则读取前景帧并进入步骤S4计算压头按压区域的像素平均灰度值，该平均灰度值即是指纹识别模组的灵敏度值，若否，则延时预设第一时间段后再次判断压头是否与指纹识别模组完全接触，直至判断结果为压头与指纹识别模组完全接触。

更进一步的，若指纹识别模组任意区域的像素灰度加深速率大于或等于第一预设速率，则判断压头与指纹识别模组开始接触。

若指纹识别模组的像素灰度变化速率小于或等于第二预设速率，则判断压头与指纹识别模组完全接触。

需要说明的是，压头与指纹识别模组完全接触，是指压头的接触面与指纹识别模组的功能面完全贴合接触，压头的接触面可以是圆环形、圆形、矩形等。

本实用新型具有自动化程度高，测试速率快的优点，更重要的是，由于压头的移动距离可以通过编程精确控制，压头按压功能面的力度一致性高；同时将通过背景帧和前景帧的差值计算得出平均灰度值作为灵敏度值便于对灵敏度参数进行定量分析，测试结果准确度高。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。