指纹识别模组及设有该指纹识别模组的电子设备的制作方法

文档序号:15524734发布日期:2018-09-25 20:23阅读:149来源:国知局

本实用新型涉及指纹识别技术领域,特别是涉及一种指纹识别模组及设有该指纹识别模组的电子设备。



背景技术:

触摸屏作为一种人机交互操作界面的输入装置,安装于各种终端设备,广泛应用于各个领域,在人们生活和社会发展中,扮演了越来越重要的角色。为了实现屏幕的触摸功能,因此触摸屏由多层结构组成,结构较为复杂。并且,由于终端设备的使用过程中,存储的个人信息越来越多,因此需要装置对终端设备进行加密。由于人的指纹由遗传与环境共同作用而形成,其复杂程度不仅用于鉴别,还具有唯一性和不变性,因此采用指纹识别作为一些终端设备采用的加密方式,具有良好的安全性能,并方便了识别过程简单快捷,方便了操作者的使用。

作为完成指纹识别功能的指纹模组,由于目前的厚度较厚,从而阻碍了设有该指纹模组的电子设备的厚度的进一步降低,不利于电子设备向轻薄方向的发展,也不利于电子设备的屏幕占比的进一步增大。



技术实现要素:

基于此,有必要针对指纹模组的厚度较厚的问题,提供一种厚度较薄的指纹模组及设有该指纹模组的电子设备。

一种指纹模组,包括:

电路基板;

指纹识别结构,设于所述电路基板一侧并与所述电路基板电连接;

边框,所述边框包括侧壁及与所述侧壁连接的底壁,所述侧壁围合形成第一容纳空间,所述底壁由所述侧壁的一端向所述第一容纳空间内延伸形成,且所述底壁上贯穿开设有与所述第一容纳空间连通的第二容纳空间,所述指纹识别结构收容于所述第一容纳空间内,所述电路基板收容于所述第一容纳空间和/ 或所述第二容纳空间内。

上述指纹模组,指纹识别结构及电路基板完全收容于边框内并可通过底壁限位,因此该指纹模组可完全收容于电子设备上开设的安装槽中,边框的底壁位于边框朝向第一容纳空间一侧而避免因将其设置于边框的外侧而与边框外侧的电子设备内其它结构产生干涉,有利于设有该指纹模组的电子设备的轻薄化发展。

在其中一个实施例中,所述指纹识别结构支撑于所述底壁上,所述指纹识别结构与所述底壁之间设有第一防水胶。如此,指纹识别完全收容于第一容纳空间内,并可通过第一防水胶密封指纹识别结构与底壁之间的间隙,避免外界环境中的液体进入指纹模组中,提高了该指纹模组的密封防水性能,进而提高了该指纹模组的工作稳定性与使用寿命。

在其中一个实施例中,所述侧壁设有所述底壁一端设有倒角,且所述倒角位于所述侧壁远离所述第一容纳空间一侧,所述倒角环绕有第二防水胶。如此,该边框可通过该第二防水胶固定于电子设备的安装槽内,且第二防水胶可填充倒角与安装槽内壁所形成的空间,从而避免外界液体进入边框与电子设备之间,具有较好的防水密封效果。

在其中一个实施例中,所述电路基板在所述指纹识别结构上的正投影部分位于所述指纹识别结构的范围内,所述电路基板周围绕设有第三防水胶,所述第三防水胶用于封闭所述电路基板与所述指纹识别结构之间的间隙。如此,第三防水胶在将电路基板固定在指纹识别结构上的同时,避免外界液体从电路基板与指纹识别结构之间的缝隙进入电路基板与指纹识别结构之间而影响电路的正常导通,进一步提高了该指纹模组的防水性能。

在其中一个实施例中,所述指纹模组还包括盖板,所述盖板设于所述指纹识别结构远离所述电路基板一侧并收容于所述第一容纳空间内。如此,可保护指纹识别结构避免受到外力损伤。

在其中一个实施例中,所述指纹模组还包括补强板,所述补强板设于所述电路基板远离所述指纹识别结构一侧。如此,以增强电路基板的结构强度。

在其中一个实施例中,所述指纹识别结构包括识别基板、芯片及封装体,所述识别基板电连接于所述电路基板,所述封装体设于所述识别基板远离所述电路基板一侧,所述芯片收容于所述封装体内并与所识别基板电连接。

在其中一个实施例中,所述芯片包括芯片主体、引脚、焊盘及焊球,所述引脚嵌设于所述芯片主体,所述焊盘设于所述芯片主体面向所述基板一侧,所述焊球设于所述焊盘上且电连接所述焊盘与所述电路板,所述芯片主体上开设有连接孔,所述连接孔自所述引脚延伸至所述芯片主体设有所述焊盘一侧,所述芯片还包括布线层,所述布线层电连接所述引脚,并经过所述连接孔延伸至所述芯片主体设有所述焊盘一侧与所述焊盘电连接。如此,第二芯片主体上的焊盘通过穿过连接孔的布线层电连接于焊球,从而使第二芯片主体与电路基板电连接,而无需预留导电连接线的打线空间,从而减小了指纹模组的厚度,简化了指纹模组的制造工艺而避免第二芯片主体开裂。

一种电子设备,包括上述的指纹模组,所述电子设备包括面板,所述面板开设有安装槽,所述指纹模组完全收容于所述安装槽内。

上述电子设备,由于其设置的指纹模组的厚度较小,因此节省了该电子设备的内部空间,使显示模组可延伸至安装槽下方,在使电子设备更加轻薄化的同时增大了屏幕占比。

在其中一个实施例中,所述指纹模组包括盖板,所述电子设备还包括显示模组,所述显示模组覆盖部分所述指纹模组远离所述盖板一侧。如此,显示模组不受指纹模组的阻挡而可延伸至安装槽下方,从而在有利于减小该电子设备的体积的同时增大了该电子设备的屏幕占比。

附图说明

图1为一实施方式的电子装置的正视图;

图2为图1所述的电子装置的盖板的A-A向剖视图;

图3为图1所述的电子装置的盖板的B-B向剖视图;

图4为图1所示的电子装置的边框的剖视图;

图5为图1所示的电子装置的指纹模组的示意图;

图6为图5所示的指纹模组的爆炸图;

图7为图5所示的一实施方式的指纹识别芯片的剖视图;

图8为图5所示的一实施方式的指纹识别芯片的剖视图;

图9为图5所示的另一实施方式的指纹识别芯片的剖视图;

图10为图5所示的又一实施方式的指纹识别芯片的剖视图;

图11为图1所示的电子装置的盖板背面的示意图;

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1~图2所示,本较佳实施方式的一种指纹模组20,包括电路基板21、指纹识别结构22及边框23。该指纹模组20安装于开设有安装槽的电子设备100 内,用于进行指纹识别。

其中,如图2、图3及图4所示,指纹识别结构22设于电路基板21一侧并与电路基板21电连接,边框23包括侧壁231及与侧壁231连接的底壁232,侧壁231围合形成第一容纳空间233,底壁232由侧壁231的一端向第一容纳空间233内延伸形成,且底壁232上贯穿开设有与第一容纳空间233连通的第二容纳空间234,指纹识别结构22收容于第一容纳空间233内,电路基板21收容于第一容纳空间233和/或第二容纳空间234内。

上述指纹模组20,指纹识别结构22及电路基板21完全收容于边框23内并可通过底壁232限位,因此该指纹模组20可完全收容于电子设备100上开设的安装槽42中,边框23的底壁232位于边框23朝向第一容纳空间233一侧而避免因将其设置于边框23的外侧而与边框23外侧的电子设备100内其它结构产生干涉,有利于设有该指纹模组20的电子设备100的轻薄化发展。

请参阅图4,边框23呈腰形的中空环状结构,第一容纳空间233与第二容纳空间234同轴设置以贯穿边框23相对的两个表面,指纹识别结构22与电路基板21收容于边框23的中部。

如图2、图3、图5及图6所示,指纹识别结构22支撑于底壁232上从而完全收容于第一容纳空间233内,指纹识别结构22与底壁232之间设有第一防水胶24,从而通过第一防水胶24密封指纹识别结构22与底壁232之间的间隙,避免外界环境中的液体进入指纹模组20中,提高了该指纹模组20的密封防水性能,进而提高了该指纹模组20的工作稳定性与使用寿命。在本实施方式中,第一防水胶24完全覆盖底壁232,从而使该指纹模组20具有较好的密封防水性能。可以理解,在其它实施方式中,第一防水胶24的覆盖面积可根据需要设置,第一防水胶24也可部分覆盖底壁232。

进一步地,请再次参阅图2及图4,侧壁231设有底壁232一端设有倒角 235,且倒角235位于侧壁231远离第一容纳空间233一侧,倒角235环绕有第二防水胶25。如此,该边框23可通过该第二防水胶25固定于电子设备100的安装槽42内,且第二防水胶25可填充倒角234与安装槽42内壁所形成的空间,从而避免外界液体进入边框23与电子设备100之间,具有较好的防水密封效果。

具体在本实施方式中,倒角235为直倒角,倒角面为平面且自侧壁231靠近底壁232一侧表面至侧壁231远离第一容纳空间233一侧表面倾斜延伸。如此,不同于现有技术中,边框23的底壁232向外延伸而与电子设备100产生干涉,有利于设有该指纹模组20的电子设备100的轻薄化。

请继续参阅图2及图3,电路基板21在指纹识别结构22上的正投影部分位于指纹识别结构22的范围内,电路基板21的边缘绕设有第三防水胶26以封闭电路基板21边缘与指纹识别结构22之间的间隙。如此,第三防水胶26在将电路基板21固定在指纹识别结构22上的同时,避免外界液体从电路基板21与指纹识别结构22之间的缝隙进入电路基板21与指纹识别结构22之间而影响电路的正常导通,进一步提高了该指纹模组20的防水性能。

在本实施方式中,电路基板21为柔性电路板,因此具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好等的特点。

进一步地,如图2、图3、图5及图6所示,指纹模组20还包括盖板27,盖板27设于指纹识别结构22远离电路基板21一侧并收容于边框23内,以保护指纹识别结构22避免受到外力损伤。具体在本实施方式中,边框23的侧壁 231环绕盖板27边缘以避免盖板27突伸至外界环境中而容易受到损坏。侧壁 231靠近盖板27一侧的端面倾斜延伸,且与底壁232的距离从内向外逐渐增大,从而在起到保护作用的同时具有良好的美观度与良好的用户体验。

更进一步地,盖板27的厚度为0.08mm~0.25mm,包括层叠设置的盖板主体与油墨层,其中盖板主体由陶瓷制成。具体在本实施方式中,盖板27的厚度为 0.14mm,其中盖板主体的厚度为0.12mm,油墨层的厚度为0.02mm。盖板27 与指纹识别结构22之间还设有胶膜,该胶膜用于将盖板27粘贴于指纹识别结构22上。

进一步地,指纹模组20还包括补强板28,补强板28设于电路基板21远离指纹识别结构22一侧。具体地,补强板28通过固化导热胶粘设于电路基板21 远离指纹识别结构22一侧,以增强电路基板21的结构强度。在本实施中,补强板28的厚度等于或大于0.1mm,固化导热胶的厚度优选为0.03mm。可以理解,补强板28与固化导热胶的厚度不限于此,可根据需要增加以提高指纹模组 20的结构强度。优选地,补强板28的厚度为0.15mm,固化导热胶的厚度为 0.03mm。

如图2及图7所示,在一实施例中,指纹识别结构22包括识别基板221、第一芯片222及第一封装体223。识别基板221电连接于电路基板21,第一封装体223设于识别基板221远离电路基板21一侧,第一芯片222收容于第一封装体223内并与识别基板221电连接。如此,第一芯片222电连接于识别基板 221,进而与电路基板21电连接。

进一步地,第一芯片222通过位于第一封装体223内的导电连接线电连接于识别基板221,识别基板221远离第一封装体223一侧设有焊盘225,焊盘225 接触并电连接于电路基板21,从而使识别基板221电连接电路基板21,因此无需为了设置导电连接线而在指纹识别结构22与电路基板21之间预留打线空间。

在本实施例中,第一芯片222的厚度等于或大于0.06mm,识别基板221的厚度等于或大于0.1mm。如此,在保证了指纹识别结构22足够的机械强度的同时厚度较薄,减小了指纹模组20的整体厚度。由于指纹识别结构22的厚度较小,因此指纹识别结构22虽然限位于边框23的底壁232上,但指纹模组20的整体尺寸依旧很小,而由于边框23的底壁232位于边框23内侧,因此区别于现有技术中,边框23的底壁232向外延伸以具有足够的空间容纳指纹识别结构 22的技术特征,减小了指纹模组20的整体尺寸。

具体地,识别基板221可由Doosan 60μm、Doosan 40μm、MGC 60μm或PPT 钢片材质等材料制成,从而可在达到一定结构强度要求的情况下使厚度达到 0.1mm。

请继续参阅图1,识别基板221的厚度等于或大于0.1mm,从而可在保证一定结构强度的同时具有较小的厚度,以减小指纹识别结构22的厚度,使指纹识别结构22的整体厚度可等于或大于0.3mm,从而在具有较高的强度的同时具有较小的厚度,有利于指纹模组20的轻薄化。

优选地,识别基板221的厚度为0.15mm,从而在具有较小的厚度的同时具有较高的强度;第一芯片222的厚度为0.15mm,第一封装体223的厚度为0.2mm,第一封装体223远离识别基板221一侧的表面与第一芯片222远离识别基板221 一侧的表面之间的距离为0.05mm。如此,指纹识别结构22的整体厚度为0.3mm,从而在具有较高的强度的同时具有较小的厚度,有利于指纹模组20的轻薄化。

可以理解,指纹识别结构22的厚度不限于此,可根据需要选择提高识别基板221、第一芯片222及第一封装体223的厚度以满足不同需要,从而进一步增加指纹模组20的结构强度。

第一封装体223通过模塑成型的方式包覆第一芯片222,采用注塑工艺形成第一封装体223的材料可为尼龙、LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶高分子聚合物)或PP(Polypropylene,聚丙烯)等。本领域技术人员应当理解的是,前述可以选择的制造方式以及可以选择的材料,仅作为举例说明本实用新型的可以实施的方式,并不是本实用新型的限制。

第一芯片222采用晶圆双面抛光工艺制成,从而可使该第一芯片222的厚度薄至0.06mm,在保证指纹识别功能及一定结构强度的同时利于减小指纹识别结构22的整体厚度。可以理解,第一芯片222的厚度不限于此,可根据需要设置。

如图8、图9及图10所示,另一实施例的一种指纹识别结构22,该指纹识别结构22包括第二芯片224,第二芯片224包括芯片主体2242、引脚2243、焊盘2244及焊球2245,其中引脚2243嵌设于芯片主体2242并电连接于芯片主体 2242,焊盘2244设于芯片主体2242面向电路基板21一侧,焊球2245设于焊盘2244上且电连接焊盘2244与电路基板21。芯片主体2242上开设有连接孔 2242a,连接孔2242a自引脚2243延伸至芯片主体224设有焊盘2245一侧,芯片224还包括布线层2246,布线层2246电连接引脚2243,并经过连接孔2242a 延伸至芯片主体2242设有焊盘2245一侧与焊盘2245电连接。

如此,芯片主体2242上的引脚2243通过穿过连接孔2242a的布线层2246 电连接于焊盘2244,焊盘2244进而通过焊球2245电连接于电路基板21,从而使芯片主体2242与电路基板21电连接,而无需额外设置用于与引脚2243电连接的基板,从而减小了指纹模组100的厚度,简化了指纹模组100的制造工艺而避免芯片主体2242开裂。

进一步地,芯片主体2242包括相对设置的第一表面2242b与第二表面 2242c,第一表面2242b位于芯片主体2242靠近盖板30一侧,第二表面2242c 位于芯片主体2242靠近电路基板21一侧,引脚2243嵌设于第一表面2242b,焊盘224突设于第二表面2242b上,连接孔2242a贯穿第一表面2242b与第二表面2242c。如此,穿过连接孔2242a的布线层2246可将分别位于芯片主体2242 的两个相对的第一表面2242b与第二表面2242c的引脚2243与焊盘2244电连接,进而通过电连接于焊盘2244的焊球2245与电路基板21电连接,而无需额外设置贴合于第二表面2242c的基板,更无需设置自引脚2243绕过芯片主体 2242后连接于基板的导电连接线。

芯片224还包括阻焊层2247,阻焊层2247覆盖第二芯片主体2242的第二表面2242c及布线层2246,从而防止焊球2245在与电路基板21的焊接过程中焊锡外溢造成电路短路等问题,并可对布线层2246进行保护以防止布线层2246 及第二芯片主体2242受潮或受到损伤。

如图9及图10所示,在一实施例中,指纹识别结构22还包括第二封装体 226,第二芯片224嵌设于第二封装体226内。如此,第二芯片主体224可在第二封装体226的保护下避免受到外界环境的伤害。

具体地,如图9所示,在一实施例中,第二封装体226靠近盖板27一侧开设有具有底壁的收容槽,第二芯片224嵌设于收容槽内,第二芯片主体2242的第一表面2242b与第二封装体226靠近盖板27一侧的表面位于同一平面内以露出第二封装体226,从而具有更强的穿透能力而支持设置更厚的盖板27,提高了该指纹模组20的结构强度。

如图10所示,在另一实施例中,第二封装体226靠近基板21一侧开设有具有顶壁的收容槽,第二芯片主体2242嵌设于收容槽内,因此第二芯片主体2242 的第一表面2242b完全收容于第二封装体229内而被第二封装体229的表面覆盖,从而具有较高的表面平整度,使盖板40具有更好的贴合效果,并提高了该指纹模组20的结构强度与良品率。

其中,第二封装体226通过模塑成型的方式包覆第二芯片224,采用注塑工艺形成第二封装体226的材料可为尼龙、LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶高分子聚合物)或PP(Polypropylene,聚丙烯)等。本领域技术人员应当理解的是,前述可以选择的制造方式以及可以选择的材料,仅作为举例说明本实用新型的可以实施的方式,并不是本实用新型的限制。

上述指纹模组20,边框23的底壁232位于边框23朝向第一容纳空间233 一侧以限位指纹识别结构22,由于指纹识别结构22的厚度较小,因此指纹识别结构22、电路基板21与盖板4027均收容于边框23内且边框23依然具有较小的尺寸,因此当该指纹模组20安装于电子设备100上后可完全收容于电子设备 100的安装槽内,电子设备100的显示模组60可延伸至安装槽下方,从而减小了设有该指纹模组20的电子设备100的整体尺寸的同时提高了屏幕占比,有利于电子设备100的轻薄化、高屏占比化发展。

如图1及图11所示,本较佳实施方式的一种电子设备100,包括上述指纹模组20。该电子设备100包括面板40,面板40开设有安装槽,指纹模组20完全收容于安装槽内。电子设备100还包括显示模组60,显示模组60覆盖部分指纹模组20远离盖板4027一侧。

具体地,安装槽的横截面的形状与指纹模组20的形状匹配。由于指纹模组 20的尺寸较小,因此完全收容于安装槽42内。

如此,操作者的手指接触电子设备100上的指纹模组20,即可将指纹输入该电子设备100中。而且,显示模组60不受指纹模组20的阻挡而可延伸至安装槽42下方,从而在有利于减小该电子设备100的体积的同时增大了该电子设备100的屏幕占比。

而且,由于指纹模组20的边框23设有倒角235,因此倒角235可与安装槽的内侧壁共同形成收容腔以收容第一防水胶24,从而使指纹模组20固定在安装槽内,而无需设置额外的固定结构,从而减小了该电子设备100的整体体积。

上述电子设备100,由于其设置的指纹模组20的厚度较小,因此节省了该电子设备100的内部空间,使显示模组60可延伸至安装槽42下方,在使电子设备100更加轻薄化的同时增大了屏幕占比。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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