CN103870813B - 指纹传感器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹传感器，其包括基板和绝缘膜，上述基板上设有用于提取用户指纹信息的多个传感单元；每个传感单元上均设有导电柱；上述绝缘膜覆在基板上，且传感单元位于基板和绝缘膜之间；绝缘膜上设有用于分布在导电柱外围的透孔；其中，绝缘膜的颜色与基板的颜色不同。该指纹传感器中，绝缘膜覆在基板上，且绝缘膜的颜色与基板颜色不同，能够避免呈现基板颜色，以满足用户对指纹传感器外观的要求。本发明还公开了一种电子设备，其包括指纹传感器，且所述指纹传感器为上述实施例提供的指纹传感器。该电子设备应用了上述指纹传感器，能够满足用户对其外观的要求。

Description

指纹传感器和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，更具体地说，涉及一种指纹传感器，还涉及一种应用上述指纹传感器的电子设备。

背景技术

指纹传感器是实现指纹自动采集的关键器件。

现有的指纹传感器包括基板和集成在基板上的传感单元，上述基板平整，上述传感单元用于提取用户指纹信息。工作时，用户手指贴覆在基板上并与传感单元相抵，以形成电容（或电感）的一极，而手指平面凹凸不同，凸点和凹点处接触传感单元的实际距离大小不同，进而使得各个传感单元处形成的电容/电感数值不同，指纹传感器的处理器将采集到的不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集。

但是，上述指纹传感器呈现基板颜色，色彩单调，难以满足用户对指纹传感器外观的要求。

另外，应用上述指纹传感器时，用户需将手指用力按向基板，以使大部分指腹贴覆在基板上，造成基板承受的按压力较大，易发生损坏。

综上所述，如何提供一种指纹传感器，以使其能够呈现不同于基板的颜色，满足用户对指纹传感器外观的要求，以及如何提供一种应用上述指纹传感器的电子设备，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种指纹传感器，其包括基板和覆在上述基板上的绝缘膜，其中，绝缘膜的颜色与基板颜色不同，能够避免指纹传感器呈现基板颜色，利于满足用户对于指纹传感器外观的要求。本发明还提供一种电子设备，其包括指纹传感器，且该指纹传感器为本发明提供的指纹传感器，能够满足用户对其外观的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种指纹传感器，包括：

基板，所述基板上设置有用于提取用户指纹信息的多个传感单元，每个所述传感单元上均设有导电柱；和

绝缘膜，所述绝缘膜覆在所述基板上，且所述传感单元位于所述基板和所述绝缘膜之间；所述绝缘膜上设有用于分布在所述导电柱外围的透孔；

其中，所述绝缘膜的颜色与所述基板的颜色不同。

优选的，上述指纹传感器中，由所述基板中部到其边沿的方向，所述导电柱自由端的端面的高度逐渐升高。

优选的，上述指纹传感器中，所述基板为弧形。

优选的，上述指纹传感器中，所有的所述导电柱沿高度方向的长度相同。

优选的，上述指纹传感器中，所述基板为平板状；由所述基板中部到其边沿的方向，所述导电柱沿竖直方向的长度逐渐增大。

优选的，上述指纹传感器中，所述导电柱为溅射在所述传感单元上的导电柱。

优选的，上述指纹传感器中，所述导电柱上电镀有与所述绝缘膜的颜色相同的金属或合金。

优选的，上述指纹传感器中，所述导电柱的自由端的端面与所述绝缘膜的膜面平齐。

一种电子设备，包括指纹传感器，所述指纹传感器为上述技术方案中任意一项所述的指纹传感器。

本发明提供了一种指纹传感器，其包括基板和绝缘膜，上述基板上设有用于提取用户指纹信息的多个传感单元；每个上述传感单元上均设有导电柱；上述绝缘膜覆在基板上，且传感单元位于基板和绝缘膜之间；上述绝缘膜上设有用于分布在导电柱外围的透孔；其中，绝缘膜的颜色与基板的颜色不同。

本发明提供的指纹传感器中，绝缘膜覆在基板上，并且绝缘膜的颜色与基板颜色不同，相较于现有的指纹传感器，其能够避免呈现基板颜色，能够满足用户对指纹传感器外观的要求。

另外，本发明提供的指纹传感器中，由基板中部到基板边沿的方向，导电柱的自由端的端面逐渐升高，使得各个导电柱的自由端的端面围成中部凹陷的弧状，便于与用户的指腹贴合，能够避免用户用力按压基板，防止基板因遭受过大压力而发生损坏。

再者，本发明提供的指纹传感器具有结构简单，便于生产制造，且生产成本低的特点。

本发明还提供了一种电子设备，其包括指纹传感器，其中指纹传感器为本发明提供的指纹传感器。该电子设备应用了上述指纹传感器，能够满足客户对指纹传感器外观的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的指纹传感器的结构示意图；

其中，上图1中：

绝缘膜标为101；导电柱标为102；传感单元标为103；基板标为104。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种指纹传感器，其包括基板和覆在上述基板上的绝缘膜，其中，绝缘膜的颜色与基板颜色不同，能够避免指纹传感器呈现基板颜色，利于满足用户对于指纹传感器外观的要求。本发明实施例还公开了一种电子设备，其应用了本发明实施例提供的指纹传感器，利于满足用户对指纹传感器外观的要求。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种指纹传感器，其包括基板104和绝缘膜101；上述基板104上设有多个用于提取用户指纹信息的传感单元103；每个上述传感单元103上均设有导电柱102；上述绝缘膜101覆在基板104上，并且传感单元103位于基板104和绝缘膜101之间；上述绝缘膜101上设有用于分布在导电柱102外围的透孔；其中，绝缘膜101的颜色与基板104的颜色不同。

本发明实施例提供的指纹传感器中，绝缘膜101覆在基板104上，且绝缘膜101的颜色与基板104的颜色不同，相较于现有的指纹传感器，其能够避免呈现基板104的颜色，能够满足用户对指纹传感器外观的要求。

另外，本发明实施例提供的指纹传感器结构简单，便于生产制造，且生产成本低。

具体的，上述指纹传感器中，导电柱102的一端与传感单元103固定连接，该端部为固定端，导电柱102的另一端为其自由端；其中，导电柱的固定端的端面与所述传感单元103贴紧。

优选的，上述实施例提供的指纹传感器中，沿基板104中部到基板104边沿的方向，导电柱102的自由端的端面高度逐渐升高。该指纹传感器中，所有的导电柱102的自由端的端面围成中部凹陷的弧状，便于与用户手指的指腹贴合，进而在避免用户用力将手指压向基板104的基础上确保大部分指腹能够通过导电柱102实现与传感单元103接触，利于减小基板104所遭受的按压力，避免基板104发生损坏。

上述实施例提供的指纹传感器中，基板104可设置为中部凹陷的弧形板。相应的，不同传感单元103上的导电柱102可设置为沿竖直方向的长度相同，以使各个导电柱102的规格相同，方便制备导电柱102；当然，根据弧形板的弧度和用户指腹的实际弧度，不同上述传感单元103上的导电柱102还可设置为沿竖直方向的长度不同。本发明实施例对各个导电柱102沿竖直方向的长度是否相同不做限定，但其需满足各个导电柱102的自由端的端面高度沿基板104中部到基板104边沿的方向逐渐升高。

具体的，上述指纹传感器中，基板104为硅基板，相应的，指纹传感器为半导体器件。指纹传感器生产中包括半导体晶片加工过程（即把半导体晶锭加工成满足外延生产或半导体器件制备所需晶片的半导体材料的制备过程）。半导体晶片加工过程需采用高精度切工、研磨和抛光等加工技术，还需采用晶片表面损伤层控制和去除技术，以及晶片洁净处理技术。具体的，半导体晶片的生产流程一般包括晶体定向，外圆滚磨，加工主、副参考面，切片，倒角，热处理，研磨，化学腐蚀，抛光，清洗，检测，以及包装工序。

上述研磨工序是指对硅片表面和几何尺寸的精细整形磨削加工的过程，具体操作时需在一定压力作用下使硅片表面不断地与磨料进行摩擦，通过机械作用去掉硅片表面的破碎损伤层；具体到制备上述实施例提供的指纹传感器时，进行研磨工序时需采用弧面研磨模板，以满足基板104呈弧形的要求。另外，进行研磨工序时，磨料需具有较高的硬度，优选采用硬度和粒度均较大的金刚砂，还可采用新型磨料如ZrO₂、MgO、Al₂O₃等无机化工产品。另外，上述硅片在研磨前的加工工序中其表面会沾污重金属杂质，而重金属杂质具有相应的能级并按应力大小分布在硅片上，硅片上应力大的地方金属离子较密集，会造成漏电量增加，进而导致软击穿，使得晶片成品上的大规模集成电路的电性能劣化，故为了提高器件或集成电路的性能，硅片进行磨削加工时需使磨削液具有在除去磨损层时能够降低损伤层和应力层的能力。在硅片的研磨过程中，研磨液具有如下作用：（1）悬浮作用：提高磨料的分散稳定能力，防止磨料颗粒团聚、大小不均匀，避免磨料在硅晶片表面形成浅而短粗的划伤；（2）润滑作用：减少磨粒、粘合剂和磨屑、磨削表面之间的强机械摩擦，起到润滑的作用，进而降低损伤层；（3）冷却作用：为防止硅片表面局部烧伤或产生裂纹，利用磨液的强渗透性使之渗入高温磨削区域内，接近热源，从而降低磨削区温度，使之化学作用一致性好，并且研磨液本身还应具备良好的散热能力；（4）去损作用：一般情况下，研磨液的pH值为碱性，在磨削过程中碱可以与硅反应，尤其损伤层悬空键密度大、反应快，由于化学反应结果，致使磨片剩余损伤层小，使得后步工序加工量减少，磨片损伤度降低，增加出片量，降低成本，提高产量；（5）易清洗及去屑作用：磨削加工产生的大量细碎磨屑和磨粒粉末，容易粘附在磨片和磨床工件台表面上，影响磨片表面质量，降低机床精度，研磨液中含有表面活性物质，能够降低表面张力，吸附在碎屑周围，使碎屑容易脱落清洗；（6）防锈性能：由于磨盘多以铸铁为原料，为防止腐蚀，研磨液中应引入缓蚀剂，如乌罗托品等，同时采用弱碱性的磨削液，使磨盘表面形成氧化铁、碱性氧化物钝化膜，增强磨盘自身的保护能力。

上述化学腐蚀是指利用晶片表面与酸或碱的非选择性化学腐蚀反应，去除表面机械损伤。上述抛光是利用非选择性化学腐蚀，机械摩擦，或化学腐蚀与机械摩擦相结合的过程，使晶片表面呈平整光亮的镜面。上述清洗工序是指利用洗剂清除晶片表面附着和玷污的颗粒、有机物和无机物等外来物（晶片在抛光后的清洗和清洗后的洁净程度将直接影响半导体器件制作的成品率）。上述检测工序是指利用测量仪器和专门的方法，按照一定的技术指标对加工完的晶片进行电学性能、几何尺寸、晶体学特性、杂质含量和外观等的检验。上述包装工序是为了避免半导体晶片在贮运过程中被玷污和破损，确保其发往后续芯片制造车间后能够应用于芯片生产。

上述实施例提供的指纹传感器生产过程中，晶片加工后需对晶片进行光学显影，然后依次进行刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积、离子植入、化学机械研磨、光照检测、切割和封装的加工工序。上述光学显影是指在光阻上经过曝光和显影的程序，把光罩上的图形转换到光阻下面的薄膜层或硅晶上。光学显影主要包含了光阻涂布、烘烤、光罩对准、曝光和显影等程序。具体的，为了满足基板104呈弧形的形状要求，上述曝光工序中需采用与基片104形状配合的弧面掩膜。

上述蚀刻工序是指将某种物质从晶片表面移除的工序。生产上述实施例提供的指纹传感器时，进行蚀刻工序时可采用干式蚀刻技术。干式蚀刻（又称为电浆蚀刻）以气体作为主要的蚀刻媒介，并藉由电浆能量来驱动反应。干式刻蚀过程有物理性与化学性两方面的影响；首先，电浆会将蚀刻气体分子分解，产生能够快速蚀去材料的高活性分子；此外，电浆也会把这些化学成份离子化，使其带有电荷。干式刻蚀过程中，晶片系置于带负电的阴极之上，因此当带正电荷的离子被阴极吸引并加速向阴极方向前进时，会以垂直角度撞击到晶片表面，从而获得绝美的垂直蚀刻。基本上，随着所欲去除的材质与所使用的蚀刻化学物质之不同，蚀刻由下列两种模式单独或混会进行：（1）电浆内部所产生的活性反应离子与自由基在撞击晶片表面后，将与某特定成份之表面材质起化学反应而使之气化，如此即可将表面材质移出晶片表面，并通过抽气动作将其排出；（2）电浆离子可因加速而具有足够的动能来扯断薄膜的化学键，进而将晶圆表面材质分子一个个的打击或溅击出来。

另外，上述实施例提供的指纹传感器中，各个传感单元103上的导电柱102可设置为均沿竖直方向设置，即在该指纹传感器置于平整桌面时，各个导电柱102均呈竖直状态；当然，各个传感单元103上的导电柱102还可设置为分别沿基板104的法向设置，即在该指纹传感器置于平整桌面时，上述导电柱102包括呈倾斜状态的导电柱。

上述实施例提供的指纹传感器中，基板104还可设置为平板状。相应的，该指纹传感器中由基板104中部到基板104边沿的方向，导电柱102沿竖直方向的长度逐渐增大，以确保导电柱102的自由端的端面沿由基板104中部到基板104边沿的方向逐渐升高。

该基板104为平板状的指纹传感器中，各个传感单元103上的导电柱102均沿竖直方向设置，即导电柱102沿垂直于基板104的方向设置，使得在指纹传感器置于平整桌面时，各个导电柱102均呈竖直状态。

具体的，上述实施例提供的指纹传感器中，每个传感单元103上的导电柱102的个数为1个。上述导电柱102可设置为焊接在传感单元103上或通过其它固定件固定在传感单元103上。但是，由于传感单元103的尺寸较小，同时导电柱102的尺寸需设置为较小，所以为了方便装配，导电柱102优选设置为溅射在传感单元103上的导电柱。

进一步的，为了与绝缘膜101的颜色统一，上述实施例提供的指纹传感器中，导电柱102可选用颜色与绝缘膜101相同的金属进行制备，还可设置为外表面电镀有与绝缘膜101颜色相同的金属或与绝缘膜101颜色相同的合金的导电柱。

为了确保导电柱102能够有效接触用户手指，上述导电柱102的自由端的端面应设置为凸出绝缘膜101外或设置为与绝缘膜101的膜面平齐。优选的，为了确保表面平整，导电柱102自由端的端面优选设置为与绝缘膜101的膜面平齐。

上述实施例提供的指纹传感器中，导电柱102的自由端的端面可以设置为平面，优选设置为弧形面，以便于用户的手指与导电柱102充分接触。若导电柱102的自由端的端面设置为弧形面，则描述一个导电柱102自由端端面的高度高于另一个导电柱102自由端端面的高度是指，该导电柱102的自由端端面上最高点的高度高于另一导电柱102的自由端端面上最高点的高度，且该导电柱102的自由端端面上最低点的高度高于另一导电柱102的自由端端面上最低点的高度。

指纹传感器中每个传感单元103分别为一个像素点，相应的，传感单元103的个数越多、越密集，指纹传感器获取的指纹图像越清晰，且指纹传感器的成本亦越高。具体的，上述实施例提供的指纹传感器中，传感单元103可设置为在基板104上均匀分布，但为了在节省成本、简化结构的基础上尽量获取清晰的指纹图像，上述传感单元103优选设置为在基板104上非均匀分布，并且呈在基板104中部密集、在基板104边沿稀疏的分布状态。

本发明实施例还提供一种电子设备，其包括指纹传感器，且该指纹传感器为上述实施例提供的指纹传感器。本发明实施例提供的电子设备应用了上述实施例提供的指纹传感器，能够满足用户对其颜色的要求。当然，本实施例提供的电子设备还具有上述实施例有关指纹传感器的其它效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种指纹传感器，其特征在于，包括：

基板，所述基板上设置有用于提取用户指纹信息的多个传感单元，每个所述传感单元上均设有导电柱；和

绝缘膜，所述绝缘膜覆在所述基板上，且所述传感单元位于所述基板和所述绝缘膜之间；所述绝缘膜上设有用于分布在所述导电柱外围的透孔；

其中，所述绝缘膜的颜色与所述基板的颜色不同。

2.根据权利要求1所述的指纹传感器，其特征在于，由所述基板中部到其边沿的方向，所述导电柱自由端的端面的高度逐渐升高。

3.根据权利要求2所述的指纹传感器，其特征在于，所述基板为弧形。

4.根据权利要求3所述的指纹传感器，其特征在于，所有的所述导电柱沿高度方向的长度相同。

5.根据权利要求2所述的指纹传感器，其特征在于，所述基板为平板状；由所述基板中部到其边沿的方向，所述导电柱沿竖直方向的长度逐渐增大。

6.根据权利要求1所述的指纹传感器，其特征在于，所述导电柱为溅射在所述传感单元上的导电柱。

7.根据权利要求1所述的指纹传感器，其特征在于，所述导电柱上电镀有与所述绝缘膜的颜色相同的金属或合金。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的指纹传感器，其特征在于，所述导电柱的自由端的端面与所述绝缘膜的膜面平齐。

9.一种电子设备，包括指纹传感器，其特征在于，所述指纹传感器为权利要求1-8任意一项所述的指纹传感器。