一种指纹识别模组、指纹识别装置及具有其的移动终端的制作方法

原案申请号:201410042178.2

原案申请日:2014-1-28

原案名称：指纹识别装置及具有其的移动终端

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种指纹识别模组、指纹识别装置及具有其的移动终端。

背景技术：

指纹识别装置已开始广泛应用于各种终端设备，如移动终端、银行系统、考勤系统等。最常用的指纹识别装置是手指划动型和光学成像型，其中手指划动型灵敏度较差，手指有沾污或者方向不佳均会导致感应失灵；同时，手指划动型和光学成像型指纹识别装置的安全性差，容易被指纹复制方式破解。

现有技术中的指纹识别装置的封装较为复杂，结构较大，不易安装，要求的原料工艺及模组封装工艺都非常高，成本也很高，同时生产良率以及效率都很低。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种指纹识别模组，结构较小。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述指纹识别模组的指纹识别装置。

本发明的又一个目的在于提出一种具有上述指纹识别装置的移动终端。

根据本发明的指纹识别模组，包括：感应电路、控制电路以及底板；所述感应电路位于所述底板的上方，且所述感应电路与所述底板电连接；所述感应电路与所述底板之间包括一限定空间，所述控制电路设置于所述感应电路和所述底板之间的限定空间内。

进一步地，所述指纹识别模组还包括支撑件；所述感应电路通过支撑件设置在所述底板上，使得所述感应电路与所述底板之间产生限定空间。

进一步地，所述感应电路和所述底板之间的限定空间内还设有其他元件。

进一步地，所述指纹识别模组还包括第二保护胶；所述第二保护胶填充在所述感应电路和所述底板之间的限定空间内。

进一步地，所述底板是基板、柔性电路板或者刚挠结合电路板。

根据本发明的指纹识别装置，包括根据本发明上述的指纹识别模组，以及导体支架和介电盖片；所述导体支架上设有通孔，所述导体支架罩在所述指纹识别模组上，且所述导体支架与所述底板电连接；所述介电盖片装配在所述通孔内且与所述感应电路连接以使得所述感应电路通过手指按压所述介电盖片采集指纹并生成模拟信号。

进一步地，所述导体支架和所述介电盖片之间采用液态胶相连。

进一步地，所述导体支架的所述通孔的周壁上设有用于容纳液态胶的容纳槽。

根据本发明的移动终端，包括根据本发明上述的指纹识别装置。

附图说明

图1为根据本发明实施例的指纹识别装置的装配图；

图2和图3为根据本发明实施例的指纹识别装置的不同角度的分解示意图；

图4为根据本发明实施例的指纹识别装置中的指纹识别模组的剖面图。

附图标记：

指纹识别装置100、指纹识别模组1、感应电路10、控制电路12、底板13、支撑件14、焊线15、第一保护胶16a、第二保护胶16b、LED灯17、导电端子18、柔性电路板19、元件11、导体支架1、通孔20、介电盖片3、

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的指纹识别装置100，该指纹识别装置100可以应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、媒体播放器等移动终端，也可以应用于ATM机等金融终端设备。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的指纹识别装置100，包括：指纹识别模组1、导体支架2和介电盖片3，其中，指纹识别模组1包括感应电路10、控制电路12和底板13，感应电路10通过支撑件14设在底板13上且感应电路10与底板13电连接，控制电路12电连接至底板13且位于感应电路10的下方。也就是说，在从上到下的方向上，指纹识别模组1依次包括感应电路10、控制电路12和底板13，其中，支撑件14的下端设在底板13上，感应电路10设在支撑件14的上端，从而感应电路10和底板13之间限定出空间，控制电路12设在底板13上且位于感应电路10和底板13之间限定的空间内，同时控制电路12与底板13电连接。其中，如果感应电路10和底板13之间限定的空间够大，还可以在底板13上设置其他元件11。

具体地，底板13上分布了电路，起到互联桥接作用，同时是指纹识别模组1的制程构架，其中底板13上的电路可以是2或4层板结构。在本发明的示例中，底板13可以为基板或者柔性电路板，或者刚挠结合电路板，在本发明的优选实施例中，如图2-图4所示，底板13为基板，则此时需要在基板上连接一个柔性电路板19外接外部电路。

导体支架2上设有通孔20，导体支架2罩在指纹识别模组1上，且导体支架2与底板13电连接。具体而言，导体支架2为导电材料，优选为金属材质。该导体支架2一方面起构架支撑作用以固定整个指纹识别装置100，另一方面用于传导脉冲信号。介电盖片3装配在通孔20内且与感应电路10连接以使得感应电路10通过手指按压介电盖片3采集指纹并生成模拟信号，也就是说，感应电路10通过手指按压介电盖片3采集指纹并生成模拟信号，感应电路10可为多通道高效传感芯片，换言之，感应电路10用于感知用户指纹并将指纹信号转换成模拟信号。其中，控制电路12将模拟信号转化成数字信号，通过相应的算法生成指纹图像，进而实现指纹识别。

在本发明的示例中，导体支架2和介电盖片3分别形成为方体结构。

具体地，介电盖片3为各向异性的介电材料，优选以三氧化二铝为主要成分的人造蓝宝石玻璃或钢化玻璃，其用于保护内部结构，提供一平整界面供手指接触。介电盖片3的介电常数优选9.3～11.5，厚度350um以下，平面度小于10um，面形精度0.1λ，前述介电盖片3的参数仅做优选实施例，并不对其做限制。介电盖片3的颜色层次主要来自于沉积形成或者由特殊技术形成镀层或者于底下贴合油墨层，目的是保证介电盖片3不透明，避免用户看见底层器件结构，介电盖片3边缘可以使用热活化膜和周边密封剂粘结于导体支架2上。

在本发明的一些示例中，为了减少指纹识别装置100的体积，感应电路10可选用感应芯片，控制电路12可选用控制芯片。此时感应芯片上设有用于感知用户指纹并将指纹信号转换成模拟信号的传感电路，传感电路可以封装在单列直插式封装内，或者单颗芯片，下面可以添加元器件，可以填充胶体来保护，或者直接底部填充(underfill)进行填充保护。感应电路10可以被封装于环氧树脂或其它弹性体材料内(或替代地，封装于陶瓷或者透明高介电常数材料内)，然后去除感应区域的胶体或遮盖物，完全裸露出来，或者只是勉强露出顶部形成一个Exposed die封装，使得感应芯片可以使用较少垂直空间，并得到合理保护，避免装配时被碰撞损坏。传感电路呈现电容型连接模式，与用户手指指纹的脊和谷形成电容的另一极，用户手指的表皮特征具有恒介电系数，当体液变化或者更换手指的时候，会导致读出的电容值不同，从而达到区分不同手指或指纹的目的。

其中，指纹识别模组1通过底板13来进行电路连接，底板13可以是基板或柔性电路板，或者刚挠结合电路板。如果是基板，需要考虑另加柔性电路板19连出来与外部电路电连接，并且针脚(pin)的数量和位置将受限；如果是柔性电路板则直接连接，不需再加另外的柔性电路板，但需具备COF/COB制程能力。

根据本发明实施例的指纹识别装置100，通过将感应电路10和控制电路12集成在底板13上，感应电路10被支撑件14支撑起来，控制电路12位于感应电路10的下方，从而可以缩小指纹识别模组1的结构，进而缩小指纹识别装置100的结构，便于将该指纹识别装置100装配到移动终端中。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，感应电路10通过焊线15与底板13电连接，其中，焊线15可以采用RSSB焊线或者其他方式来压低最高弧度。当然本发明不限于此，感应电路10还可通过硅通孔结构与底板13电连接，从而避免焊线15从感应电路10顶层引出而导致介电盖片3平面度的问题。

如图4所示，根据本发明的一些实施例，控制电路12通过焊线15与底板13电连接。当然本发明不限于此，控制电路12还可通过硅通孔结构与底板13电连接，从而避免焊线15从控制电路12顶层引出而导致介电盖片3平面度的问题。

如图4所示，在本发明的一些实施例中，指纹识别模组1还包括第一保护胶16a和第二保护胶16b，第一保护胶16a覆盖在焊线15上。第二保护胶16b填充在感应电路10和底板13限定出的空间内。也就是说，感应电路10的周边被第一保护胶16a和第二保护胶16b包住，以保护感应电路10在组装过程中不会被损坏，同时第一保护胶16a可以罩住焊线15，以确保焊线15稳定且避免塌线。其中，第一保护胶16a和第二保护胶16b可以在感应电路10和控制电路12装配到底板13后进行填充固化，第一保护胶16a和第二保护胶16b可以为一体成型件。

根据本发明的一些实施例，如图2和图3所示，指纹识别模组1还包括LED灯17，LED灯17设在底板13上且与控制电路12电连接。此时介电盖片3需要做适当的镀膜，具体做法是可以将需要显示亮度的地方镀半增透膜，不需要显示的镀成炫彩膜，其中，介电盖片3上设有识别标识(图未示出)，可将该识别标识设计成指纹形状。从而可以增加指纹识别模组1的观赏性。可选地，LED灯17可以为呼吸灯。

其中，为了避免LED灯17的亮度过小，在本发明的一些实施例中，指纹识别模组1还包括缓冲电路(图未示出)，LED灯17通过缓冲电路与控制电路12电连接。如图2所示，在本发明的一些示例中，LED灯17为两个且两个LED灯17对称设在底板13上，从而通过设有两个LED灯17可以实现提供一个环灯的目的。

在本发明的一些实施例中，导体支架2和介电盖片3之间采用液态胶相连，导体支架2的通孔20的周壁上设有用于容纳液态胶的容纳槽(图未示出)，从而可以确保液态胶固化后形成一个固定结构，增加稳定性。在本发明的一些示例中，介电盖片3和导体支架2之间设有接地环。

其中，介电盖片3的表面低于导体支架2的通孔20顶部(大约在0.1～0.25mm之间)，从而引导并确保用户的手指在按压介电盖片3时会接触到导体支架2的通孔20边缘，以形成脉冲回路，传导导体支架2的通孔20边缘发射的脉冲信号，使感应电路10能读到电场变化数值。作为优选，本实施例中，底板13上设有至少一个导电端子18(如金属端子)，以使底板13与导体支架2保持至少一个接触点而电连接，继而使得控制电路12通过导电端子18与导体支架2电连接。从而无需在导体支架2的通孔20内壁额外设置电极，节省了原料及装配成本。

感应电路10和介电盖片3之间可以通过液体的非导电胶或者非导电胶膜来连接，但该液体的非导电胶或者非导电胶膜的厚度需要被管控，一般在50um以下，以确保不会过厚而削弱信号，影响指令读取的灵敏度。

具体地，介电盖片3可以是方形，圆形或其它能够适用的形状；其表面有镀层结构来实现其不透明效果，也可以是通过底层与感应芯片连接的胶膜来实现颜色层，也可以是单一颜色层与连接胶膜分开；如果表面通过镀层来实现，应形成一个半透光层次，即LED灯17发光可以透过从而在上方看到一个发光的标识，以给客户引导使用的目的；这个半透图形可以做成传统“Home键”模型，也可以是本文实施例中的手指指纹图形，也可以是用户自己设定。

本发明的指纹识别装置100，可以与控制按钮或者开关元件组合，也可以设置在终端设备的屏幕主控面板下方，在智能手机中可能接近物理Home键或者虚拟Home键的主控板位置。在一些实施例中，可以利用蓝宝石玻璃的高硬度、耐磨等特点，直接形成控制按钮或者显示元件的组合。或者嵌入到一个盖玻璃系统或者固定结构或装置的壳体内。总之，能根据终端设备的条件进行一些适度的适应性调整，以便能够方便、灵敏的识别出指纹特征，作为系统密码锁，防止信息泄露，保护隐私。

根据本发明实施例的指纹识别装置100，指纹识别模组1具有高灵敏度和高准确识别率，同时指纹识别模组1的可塑性强，能根据客户需求修改模组形状(圆形或方形)、指示外观、颜色和图形等。同时本发明的指纹识别装置100的生产效率高，解决了柔性电路板19的连接难题，具有高良率，尤其是增强了观赏性效果。

根据本发明实施例的移动终端，包括根据本发明上述实施例的指纹识别装置100。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。