专利名称：微型光学指纹识别模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种指纹识别模块领域，尤其涉及一种使用电路板垂直连接结构 而实现微型化的光学指纹识别模块。
背景技术：
随着 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导 体)的微型化，光学指纹采集仪的光路体积可设计得越来越小，使光学指纹采集仪微型化 的发展趋势得以满足。但对于将光学指纹采集仪和指纹识别处理器集成为光学指纹识别模 块的产品形式，在越来越小的光学指纹采集仪结构中，电路板的表贴面积不足严重阻碍了 光学指纹识别模块的微型化。光学指纹采集仪的外观一般为梯形六面体(如图4所示)，底板为CMOS的承载电 路板，位于光学指纹采集仪的底部A，但其面积非常有限，不足以贴片整个指纹识别模块的 器件和接口，所以指纹识别模块还需要增加一块与底板垂直的插板，并和底板连接，增加表 贴面积以容纳整个指纹识别模块所需的电路。在光学指纹采集仪的一般结构中，光路所占 用的空间在该梯形六面体内部(如图中阴影部分B所示)，并在光学采集仪背面C和光路之 间有一定空隙(如图中阴影部分D所示)。由于光路不能被阻挡，可能增加插板的位置限制 在这段空隙D内。通常这种垂直连接使用专用连接器(如插针式连接器)，除工艺复杂、成本较高以 外，对空间体积和电路板面积的占用，相对于微型指纹识别模块而言，都是比较大的代价。 甚至使得光学指纹识别模块体积不得不远大于光路体积。
实用新型内容为解决以上问题，提出一种新型的电路板垂直连接结构，以极小的空间体积和电 路板面积，实现了电路板垂直连接。基于该结构设计了符合微型光学指纹识别模块的电路 板方案和结构方案。本实用新型提供的微型光学指纹识别模块，包括外壳、光源、采集棱镜、定焦透镜 模组、成像面、指纹识别IC、非易失储存器、电源芯片、接口和印刷电路板，光源、成像面、指 纹识别IC、非易失储存器、电源芯片和接口通过印刷电路板实现电路连接，其特征在于，所 述印刷电路板包括第一块印刷电路板，安装在外壳底部；第二块印刷电路板，安装在外壳背部；所述第一块印刷电路板和第二块印刷电路板其中之一上有插孔，另一块上有接合 区域，通过将所述接合区域插入所述插孔中，使所述第一块印刷电路板和第二块印刷电路 板彼此机械连接；所述有插孔的印刷电路板的插孔周围以及所述有接合区域的印刷电路板的接合 区域上分别设置有金属焊盘，所述接合区域插入到所述插孔中后，可通过焊接将所述结合区域的金属焊盘与所述插孔周围的金属焊盘彼此电连接。所述第一块印刷电路板和第二块印刷电路板其中之一上的所述插孔的几何尺寸 与另一块上的结合区域的几何尺寸相同，使得所述第一块刷电路板和第二块印刷电路板通 过所述结合区域与所述插孔的过紧配合实现连接紧固。所述第一块印刷电路板和第二块印刷电路板彼此垂直连接。所述定焦透镜模组胶粘在所述第一块印刷电路板上，所述定焦透镜模组的光心与 所述成像面的成像中心重合，其焦距及物镜距固定，能对固定距离成像。本实用新型的优势在于，两块印刷电路板通过插接的方式实现了垂直连接，插孔 与结合区域过紧配合使得机械连接更加牢固，金属焊盘仅用于两块印刷电路板之间的电连 接，这种插接方法占用的印刷电路板贴片面积小，过线密度大，使得光学指纹识别模块的空 间体积能够更加微型化。
图1是微型光学指纹识别模块的侧面剖视图；图2是两块印刷电路板立体连接图；图3是图2中的A-A向的剖视图；图4是梯形六面体形的光学指纹采集仪立体图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。图1示意了微型光学指纹识别模块的侧面剖视图，包括外壳1，光源2、采集棱镜3、 定焦透镜模组4、成像面5和印刷电路板6。该微型光学指纹识别模块还包括指纹识别IC、 非易失存储器、电源芯片和接口，在图1中未画出。光源2、成像面5、指纹识别IC、非易失储 存器、电源芯片和接口焊接在印刷电路板6上实现电路连接。印刷电路板6包括一块底板61和一块背板62，底板61安装在外壳1底部，背板 62安装在外壳1背部，二者垂直连接；光源2可焊接在底板61上也可焊接在背板62上；成 像面5焊接在底板61上，成像面5是半导体成像传感器阵列，本实例中选定半导体成像传 感器为CMOS传感器；定焦透镜模组4胶粘在底板61上，使其光心与成像面5的成像中心重 合，定焦透镜模组4的焦距和物镜距固定，能够对固定距离成像。如图2所示，底板61上有一插孔63，背板62上设置有接合区域64，插孔63周围 和接合区域64上分别设置有金属焊盘65。如图3所示，插孔63的几何尺寸与接合区域64 的几何尺寸相同，接合区域64插入到插孔63中后，二者形成过紧配合，使底板61和背板62 彼此实现紧固机械连接。插孔63周围和接合区域64上分别设置有金属焊盘65，接合区域 64插入到插孔63中后，通过焊接可以使插孔63周围的金属焊盘65与接合区域64上的金 属焊盘65电连接。根据以上所实施实例的设置，微型光学指纹识别模块的两块印刷电路板通过插接 的方式实现了垂直连接，插孔与结合区域过紧配合使得机械连接更加牢固，金属焊盘仅用 于两块印刷电路板之间的电连接，这种插接方法占用的印刷电路板贴片面积小，过线密度 大，使得光学指纹识别模块的空间体积能够更加微型化。[0024] 本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本实用新型的精神和范围的条件 下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本实用新型的范围并不仅限于以上的说 明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求1.微型光学指纹识别模块，包括外壳、光源、采集棱镜、定焦透镜模组、成像面、指纹识 别IC、非易失储存器、电源芯片、接口和印刷电路板，光源、成像面、指纹识别IC、非易失储 存器、电源芯片和接口通过印刷电路板实现电路连接，其特征在于，所述印刷电路板包括第一块印刷电路板，安装在外壳底部；第二块印刷电路板，安装在外壳背部；所述第一块印刷电路板和第二块印刷电路板其中之一上有插孔，另一块上有接合区 域，通过将所述接合区域插入所述插孔中，使所述第一块印刷电路板和第二块印刷电路板 彼此机械连接；所述有插孔的印刷电路板的插孔周围以及所述有接合区域的印刷电路板的接合区域 上分别设置有金属焊盘，所述接合区域插入到所述插孔中后，可通过焊接将所述结合区域 的金属焊盘与所述插孔周围的金属焊盘彼此电连接。
2.根据权利要求1所述的微型光学指纹识别模块，其特征在于，所述第一块印刷电路 板和第二块印刷电路板其中之一上的所述插孔的几何尺寸与另一块上的结合区域的几何 尺寸相同，使得所述第一块刷电路板和第二块印刷电路板通过所述结合区域与所述插孔的 过紧配合实现连接紧固。
3.根据权利要求1所述的微型光学指纹识别模块，其特征在于，所述第一块印刷电路 板和第二块印刷电路板彼此垂直连接。
4.根据权利要求1所述的微型光学指纹识别模块，其特征在于，所述定焦透镜模组胶 粘在所述第一块印刷电路板上，所述定焦透镜模组的光心与所述成像面的成像中心重合， 其焦距及物镜距固定，能对固定距离成像。
专利摘要本实用新型提供了一种微型光学指纹识别模块，包括外壳、光源、采集棱镜、定焦透镜模组、成像面、指纹识别IC、非易失储存器、电源芯片、接口和印刷电路板，通过将设置在一块印刷电路板上的接合区域插入到设置在另一块电路板上的插孔内，并且利用过紧配合使两块印刷电路板形成垂直机械连接，并且通过将接合区域上的金属焊盘和插孔周围的金属焊盘焊接，实现两块印刷电路板的电连接。本实用新型提供的插接方法占用的印刷电路板贴片面积小，过线密度大，使得光学指纹识别模块的空间体积能够更加微型化。
文档编号G06K9/00GK201838014SQ20102028896
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者刘菡 申请人:深圳百佳安生物识别技术有限公司