指纹传感器模块和用于制造指纹传感器模块的方法与流程

本发明涉及适于集成在智能卡中的指纹感测模块，并且涉及用于制造这样的指纹传感器模块的方法。特别地，本发明描述了与常规指纹传感器模块相比实现了厚度的减小的指纹传感器模块。

背景技术：

1、越来越多地使用各种类型的生物特征系统，以便提供增强的安全性和/或提高的用户便利性。特别地，指纹感测系统由于其小的形状因数、高的性能和用户接受度而已经在消费者电子装置中被采用。

2、在各种可用的指纹感测原理(例如，电容、光学、热等)中，电容式感测最常使用，特别是在尺寸和功耗是重要问题的应用中。所有电容式指纹传感器提供指示以下电容的测量结果：若干感测结构中的每一个与放置在指纹传感器的表面上或者在指纹传感器的表面上移动的手指之间的电容。

3、为了准确地测量手指与感测结构之间的电容，期望手指可以保持在已知的参考电势。在智能手机等中使用的通常可用的指纹传感器中，可以通过布置在指纹传感器周围的导电边框来提供参考电势，其中，放置在传感器上的手指也接触边框。

4、然而，对于市场日益需要的智能卡中的指纹传感器集成，与智能手机中使用的传感器相比，指纹传感器的要求可能不同。

5、对于用于智能卡集成的指纹传感器模块而言特别重要的一个方面是模块的厚度，其中，期望使厚度最小化以便于智能卡集成。诸如t形传感器模块的各种解决方案有助于实现薄的指纹传感器模块。然而，仍有进一步改进的余地。

6、因此，需要改进的具有低厚度的指纹传感器模块，使其适合集成在智能卡中。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点和其他缺点，本发明的目的是提供适于集成在智能卡中的指纹传感器模块。特别地，本发明涉及与常规传感器模块相比厚度减小的指纹传感器模块。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种指纹传感器模块，其包括：载体，该载体包括在载体的第一侧的第一凹陷部分；被布置在载体的第一凹陷部分中的指纹感测装置，该指纹感测装置包括指纹感测表面；在载体的与第一侧相对的第二侧并且在载体的边缘处的第二凹陷部分，以及被布置在第二凹陷部分中的连接焊盘；以及穿过载体将指纹感测装置连接至连接焊盘的电连接部。

3、载体可以由如将在下面举例说明的一个或更多个元件或层组成，并且载体也可以由不同的材料或材料的组合形成。指纹感测装置被布置在第一凹陷部分中，使得感测表面背离载体。当用户将手指放在感测表面上时，可以执行指纹图像捕获。此外，形成实际感测表面的指纹传感器模块的最外表面可以包括覆盖层、封装层等，使得用户不会直接触摸指纹传感器装置。

4、载体的第一凹陷部分由载体的如下区域部分限定，该区域部分的表面平面低于周围表面的至少一些周围表面的表面平面。因此，第一凹陷部分可以在所有侧被侧壁封闭，或者它可以在一个或更多个侧开口。

5、第二凹陷部分位于载体的第二侧，该第二侧可以被视为载体的背面。与第一凹陷部分类似，第二凹陷部分被限定为从载体的第二侧看时具有低于至少一个相邻表面的表面平面的表面平面的区域部分。具体地，第二凹陷部分具有相对于载体的一般后侧表面平面凹陷的表面。

6、穿过载体的电连接部使得指纹感测装置能够经由连接焊盘连接至指纹传感器模块外部的外部电路系统。此外，穿过载体的电连接部可以在水平方向、垂直方向或其组合方向上形成，这将在下面的描述中举例说明。

7、指纹感测装置是电容式感测装置，其中，通过确定感测装置的感测结构与放置在感测装置的感测表面上的手指之间的电容耦合来捕获指纹图像，并且其中，通过特定的读出电路系统来获取指纹图像。读出电路系统可以全部或部分集成在与感测电路相同的芯片中，或者读出电路系统可以包括与指纹感测装置分开布置的电路系统。

8、本发明基于这样的认识：通过将指纹感测装置布置在载体的凹槽中，而不是像许多常规指纹传感器模块那样将装置直接布置在载体表面上，可以减小指纹传感器模块的厚度。此外，载体背面的第二凹陷部分便于形成t形指纹传感器模块，其中第二凹陷部分中的连接焊盘可以用于将指纹传感器模块连接至例如智能卡中的外部电路系统，而不会增加模块的厚度。

9、根据本发明的一个实施方式，指纹传感器模块还包括在载体的第一侧的接合焊盘以及将指纹感测装置连接至接合焊盘的引线接合部，从而提供将指纹传感器装置连接至载体的简单方法。接合焊盘随后连接至穿过载体的电连接部，使得形成从指纹传感器装置到第二凹陷部分中的连接焊盘的连接。接合焊盘可以在第一凹陷部分中与指纹感测装置邻近地定位，或者可以位于载体的相邻升高部分上。

10、根据本发明的一个实施方式，指纹传感器模块还包括将指纹感测装置连接至载体的焊接连接部。这提供了用于将指纹感测装置连接至载体的引线接合部的替选方案。指纹感测装置将包括背面接触部，并且载体包括对应的焊接焊盘，以用于形成指纹感测装置与载体之间的连接。

11、根据本发明的一个实施方式，穿过载体将指纹感测装置连接至连接焊盘的电连接部包括位于载体的平面中的至少一个导电层。此外，穿过载体将指纹感测装置连接至连接焊盘的电连接部可以包括位于载体的平面中的第一导电层和第二导电层，以及将第一导电层连接至第二导电层的垂直通孔连接部。

12、根据本发明的一个实施方式，载体是导电衬底，例如金属引线框。这具有穿过衬底的电连接部由衬底本身形成的优点。然而，如果希望形成多个单独的电连接部，则在可能的情况下必须注意在导电衬底中形成单独的导电路径。

13、根据本发明的一个实施方式，载体包括单个衬底，并且第一凹陷部分形成为衬底中的空腔。

14、根据本发明的一个实施方式，载体包括第一衬底和被布置在第一衬底顶部的第二衬底，其中，指纹感测装置被布置在第一衬底上。第二衬底可以具有其中布置有指纹感测装置的开口，或者它可以由两个或更多个单独的衬底元件组成，使得第一凹陷部分由第二衬底的边界形成。更具体地，第一部分可以被视为第一衬底的低于第二衬底的表面平面的暴露表面区域。

15、根据本发明的实施方式，第一衬底可以借助于引线接合部或通过焊接连接部来连接至第二衬底。

16、根据本发明的一个实施方式，指纹传感器模块还包括：覆盖层，其覆盖指纹感测装置并延伸至第一衬底的外部；位于覆盖层上的导电迹线；以及在位于载体的第二凹陷部分中的连接焊盘与覆盖层的导电迹线之间的引线接合部。可以作为智能卡的层的覆盖层由此将覆盖和保护指纹感测装置。覆盖层由此可以形成用户要触摸的指纹传感器模块的外表面。

17、根据本发明的一个实施方式，一种包括指纹传感器模块的智能卡还包括：包括开口的外层，指纹传感器模块位于该开口中；位于外层上的导电迹线；以及在位于载体的第二凹陷部分中的连接焊盘与外层的导电迹线之间的引线接合部。

18、根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造指纹传感器模块的方法。该方法包括：提供载体；在载体的第一侧形成第一凹陷部分；在载体的第二侧并且在载体的边缘处形成第二凹陷部分；在第二凹陷部分中形成连接焊盘；将指纹感测装置布置在第一凹陷部分中；以及在指纹感测装置与连接焊盘之间形成电连接部。

19、本发明的该第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面所描述的那些效果和特征。

20、在研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得明显。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将本发明的不同特征进行组合以创建除了在下面描述的那些实施方式之外的实施方式。