CN105447478B - 一种指纹模组制作治具及其组装方法 - Google Patents
一种指纹模组制作治具及其组装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种指纹模组制作治具，包括底板以及开设在该底板上表面的模腔单元，模腔单元包括定位组件、用于嵌装盖板和感应芯片的第一模腔以及用于嵌装柔性电路板的第二模腔，第一模腔与第二模腔连通，定位组件包括凸设于第一模腔的腔底的一底托柱和若干第一定位柱，第一定位柱间隔分布于第一模腔的内缘，底托柱位于各第一定位柱的中央；第一定位柱的上表面凸设有第二定位柱，该第二定位柱和第一定位柱的组合呈台阶状。本发明还公开了采用所述指纹模组制作治具的指纹模组组装方法。本发明简化了制作流程，贴合效率高，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种指纹模组制作治具及其组装方法。
背景技术
近年来，在安全领域的迫切需求下，生物识别技术得到快速发展，目前，生物识别技术主要有：指纹、虹膜、脸、耳、掌纹、掌形、静脉、语音、脑电波、唾液、DNA、气味、签名、步态、视网膜、红外温谱等多种形式，每种识别技术按照自身特点在特定的领域都有了广泛应用。在触控显示领域，由于指纹识别具有高唯一性、高稳定性、高准确性、高安全性、高的可采集性、低成本等优点，指纹识别在触控显示设备上由“选配”将会变为“标配”。伴随着网上支付、移动支付等手段的兴起，对信息安全提出了更高的要求，利用“指纹的独一无二性”这个特征进行信息保护，既有高的安全性，又具有良好的可操作性，指纹识别系统将会成为保护信息安全的不二选择。
目前，市场上较为流行的电容式指纹识别模组，从外形大致可以分为带金属环和不带金属环两大类。其中，不带金属环的指纹模组如图1所示，一般包括由下至上层叠的柔性电路板30、感应芯片20和盖板10。由于指纹识别模组器件体积小、对贴合精度要求高，同时要求具备很高的加工效率，这对组装工艺提出了极高的要求，然而，目前的现有的工艺主要存在贴合效率低、精度低、溢胶难以管控等问题，尤其在不带金属环指纹识别模组的贴合过程中，上述问题更为明显。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种指纹模组制作治具，其简化了制作流程，贴合效率高，精度高。
本发明的目的之二在于提供采用所述指纹模组制作治具的指纹模组组装方法。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种指纹模组制作治具，包括底板以及开设在该底板上表面的模腔单元，模腔单元包括定位组件、用于嵌装盖板和感应芯片的第一模腔以及用于嵌装柔性电路板的第二模腔，第一模腔与第二模腔连通，定位组件包括凸设于第一模腔的腔底的一底托柱和若干第一定位柱，第一定位柱间隔分布于第一模腔的内缘，底托柱位于各第一定位柱的中央；第一定位柱的上表面凸设有第二定位柱，该第二定位柱和第一定位柱的组合呈台阶状，所述第二定位柱的高度大于感应芯片和柔性电路板的总厚度。
优选地，第一模腔呈矩形，第一定位柱位于第一模腔的边角，第二模腔的边缘设有用于对柔性电路板定位的外形定位槽。
优选地，第一定位柱、第二定位柱均呈扇形，底托柱呈圆形。
优选地，底托柱与第一定位柱的高度差等于盖板的厚度。
优选地，模腔单元为多个，并在底板上呈阵列状排布。
优选地，该指纹模组制作治具还包括压条，该压条的两端设有第一磁体，压条垮设于同一行模腔单元或同一列模腔单元，与第一磁体位置对应的底板上固定有第二磁体，第二磁体与第一磁体磁性相吸。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
采用所述指纹模组制作治具的指纹模组组装方法，包括：
S1、将感应芯片和柔性电路板贴合；
S2、在所述指纹模组制作治具的第一模腔中放置盖板并被定位组件限位；
S3、对盖板的上表面涂覆胶水层，控制该胶水层在固化后厚度为10-20μm；
S4、倒置柔性电路板并将感应芯片通过所述胶水层粘贴在盖板上，同时通过限位机构对感应芯片限位，通过第二模腔对柔性电路板限位；
S5、对与第一模腔对应的柔性电路板向着第一模腔底部保持施压；
S6、将压合在底板上的指纹模组进行真空脱泡后执行高温烘烤。
优选地，感应芯片和柔性电路板的贴合采用回流焊工艺，峰值温度控制在240℃以下。
优选地，采用脱泡机对压合在底板上的指纹模组进行脱泡，脱泡气压压力为3-4kg，脱泡温度为45-50℃，脱泡时间为15-30min。
优选地，将压合在底板上的指纹模组水平置入加热烘箱，通过加热烘箱执行高温烘烤，加热温度为65-150℃，加热时间为5-30min。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过第一模腔、第二模腔对盖板、感应芯片和柔性电路板的准确限位，结合定位组件的限位，可有效解决贴合过程中效率低、精度低、溢胶难以管控的问题，同时避免购买高精度高价格的贴合设备，从而大大简化了制作流程，降低制作成本，提高了产品品质。
附图说明
图1为现有指纹模组的组成示意图；
图2为本发明指纹模组制作治具的结构示意图；
图3为本发明模腔单元的结构示意图；
图4为本发明模腔单元中组装有指纹模组的示意图；
图5为本发明指纹模组的组装结构示意图；
图6为本发明指纹模组制作治具通过压条施压的示意图。
图中：10、盖板；20、感应芯片；30、柔性电路板；40、胶水层；50、底板；60、压条；70、第一磁体；80、模腔单元；100、第一模腔；101、第一定位柱；102、底托柱；200、第二模腔；201、第二定位柱；202、外形定位槽。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图2-6所示的一种指纹模组制作治具，包括底板50以及开设在该底板50上表面的模腔单元80，模腔单元80包括定位组件、用于嵌装盖板10和感应芯片20的第一模腔100以及用于嵌装柔性电路板30的第二模腔200，第一模腔100与第二模腔200连通，定位组件包括凸设于第一模腔100的腔底的一底托柱102和若干第一定位柱101，第一定位柱101间隔分布于第一模腔100的内缘，底托柱102位于各第一定位柱101的中央；第一定位柱101的上表面凸设有第二定位柱201，该第二定位柱201和第一定位柱101的组合呈台阶状。
由于盖板10外形尺寸小于柔性电路板30的外形尺寸，本例的指纹模组自身不带金属环，从而无法对盖板10进行定位，则必须要借助于定位组件并采用倒装方式组装，因此，如图3所示，底板50上设计了第一定位柱101、第二定位柱201。
如图4所示，通过第一模腔100、第二模腔200对盖板10、感应芯片20和柔性电路板30的准确限位，结合定位组件的限位，可有效解决贴合过程中效率低、精度低、溢胶难以管控的问题。台阶状的第二定位柱201将和第一定位柱101间形成高低落差，该高度差也即为第二定位柱201的自身高度，一般地，该第二定位柱201的高度略大于感应芯片20和柔性电路板30的总厚度，以适配盖板10和感应芯片20间胶水的厚度10-15um，同时，第二模腔200还让柔性电路板30的外形定位更加准确。
本例的底板50的制作材料可以是电木(酚醛塑料)、不锈钢、AL等高硬度耐高温的材质，以在150℃温度下有较高的外形尺寸稳定性，不变形、不翘曲。
作为一个优选的实施例，如图3所示，第一模腔100呈矩形，第一定位柱101位于第一模腔100的边角，第二模腔200的边缘设有用于对柔性电路板30定位的外形定位槽202，该外形定位槽202可加强对柔性电路板30的匹配定位。第一定位柱101、第二定位柱201均呈扇形，底托柱102呈圆形。分别在4角各设置1个扇形的第一定位柱101，优选地，扇形定位柱的底面半径大于2mm，底托柱102底面半径大小以盖板10底面图形短轴长度的1/4为宜。第二定位柱201所起的作用是解决带有感应芯片20的柔性电路板30和盖板10之间的对位问题。
其中，底托柱102与第一定位柱101的高度差等于盖板10的厚度，如此可有助于减小盖板10边缘以及底面和底板50的接触面积，有效减少烘烤后外溢的胶水层40致使本治具和产品无法分离的问题，同时也解决了盖板10的定位问题。
示例性地，如图2所示，模腔单元80为多个，并在底板50上呈阵列状排布，多个模腔单元80的设置，可实现批量化生产且能多次重复使用。一大张底板50可以分布大量模腔单元80，可以设置为4×4排布，在此特别审明，本发明单元排布方式不局限于N×N，也可以是N×M排布方式，其中N、M为正整数。
优选地，如图6所示，该指纹模组制作治具还包括压条60，该压条60的两端设有第一磁体70，压条60垮设于同一行模腔单元80或同一列模腔单元80，与第一磁体70位置对应的底板50上固定有第二磁体，第二磁体与第一磁体70磁性相吸。每完成上述一行单元模腔中的指纹模组组装后，在上面放置压条60，通过第一磁体70和第二磁体异性相吸，使压条60和指纹模组牢牢压合在一起。
采用所述指纹模组制作治具的指纹模组组装方法，包括：
S1、将感应芯片20和柔性电路板30贴合；
S2、在所述指纹模组制作治具的第一模腔100中放置盖板10并被定位组件限位；
S3、对盖板10的上表面涂覆胶水层40，控制该胶水层40在固化后厚度为10-20μm，如图5所示；
S4、倒置柔性电路板30并将感应芯片20通过所述胶水层40粘贴在盖板10上，同时通过限位机构对感应芯片20限位，通过第二模腔200对柔性电路板30限位；
S5、对与第一模腔100对应的柔性电路板30向着第一模腔100底部保持施压，使盖板10、感应芯片20、柔性电路板30三者被牢固粘合在一起；
S6、将压合在底板50上的指纹模组进行真空脱泡后执行高温烘烤。
放置盖板10时，将底板50上印刷有油墨的面朝上放入盖板10，所用盖板10的材质可以是玻璃、蓝宝石、陶瓷等。优选地，第一定位柱101到盖板10的边缘间隙控制在0.01-0.015mm之间为宜。
胶水层40的厚度在固化后控制在10-20μm，这种设计方式有助于减小盖板10边缘以及底面和第一模腔100的接触面积，有效减少烘烤后外溢的贴合胶致使治具和产品无法分离的问题，同时也解决了盖板10的定位问题。所用胶水可以是A、B双组分热固型胶水，也可以是单组份热固型胶水，优选地，采用A、B双组分热固型胶水，在使用前半小时按照比例配置并充分搅拌、静置以备使用。涂覆胶水可以用手工涂覆也可以用设备自动涂覆，涂覆路线可以是“米”字型、“十”字型、“￥”字型、“Y”字型等非闭合字型，以便于排除气泡，消除“死泡”。所涂覆的胶水量以后续固化后厚度10-20um为宜，固化后胶水外边缘距离盖板10边缘0.03-0.05mm为宜。
优选地，感应芯片20和柔性电路板30的贴合采用回流焊工艺，峰值温度控制在240℃以下。
本例采用脱泡机对压合在底板50上的指纹模组进行脱泡，脱泡为3-4kg，脱泡温度为45-50℃，脱泡时间为15-30min。进行脱泡的目的在于将胶水层40中包裹的气泡挤压出去，以利于保指纹模组的稳定组装。
本例将压合在底板50上的指纹模组水平置入加热烘箱，通过加热烘箱执行高温烘烤，加热温度为65-150℃，加热时间为5-30min。通过加热烘箱加热的目的是，将胶水层40烘干，以保持足够的粘合强度。优选地，加热温度和时间分别控制在80℃、15min。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种指纹模组制作治具，其特征在于，包括底板以及开设在该底板上表面的模腔单元，模腔单元包括定位组件、用于嵌装盖板和感应芯片的第一模腔以及用于嵌装柔性电路板的第二模腔，第一模腔与第二模腔连通，定位组件包括凸设于第一模腔的腔底的一底托柱和若干第一定位柱，第一定位柱间隔分布于第一模腔的内缘，底托柱位于各第一定位柱的中央；第一定位柱的上表面凸设有第二定位柱，该第二定位柱和第一定位柱的组合呈台阶状，所述第二定位柱的高度大于感应芯片和柔性电路板的总厚度。
2.根据权利要求1所述的指纹模组制作治具，其特征在于，第一模腔呈矩形，第一定位柱位于第一模腔的边角，第二模腔的边缘设有用于对柔性电路板定位的外形定位槽。
3.根据权利要求1所述的指纹模组制作治具，其特征在于，第一定位柱、第二定位柱均呈扇形，底托柱呈圆形。
4.根据权利要求1所述的指纹模组制作治具，其特征在于，底托柱与第一定位柱的高度差等于盖板的厚度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的指纹模组制作治具，其特征在于，模腔单元为多个，并在底板上呈阵列状排布。
6.根据权利要求5所述的指纹模组制作治具，其特征在于，该指纹模组制作治具还包括压条，该压条的两端设有第一磁体，压条垮设于同一行模腔单元或同一列模腔单元，与第一磁体位置对应的底板上固定有第二磁体，第二磁体与第一磁体磁性相吸。
7.采用如权利要求1-6任意一项所述指纹模组制作治具的指纹模组组装方法，其特征在于包括：
S1、将感应芯片和柔性电路板贴合；
S2、在所述指纹模组制作治具的第一模腔中放置盖板并被定位组件限位；
S3、对盖板的上表面涂覆胶水层，控制该胶水层在固化后厚度为10-20μm；
S4、倒置柔性电路板并将感应芯片通过所述胶水层粘贴在盖板上，同时通过限位机构对感应芯片限位，通过第二模腔对柔性电路板限位；
S5、对与第一模腔对应的柔性电路板向着第一模腔底部保持施压；
S6、将压合在底板上的指纹模组进行真空脱泡后执行温度为65-150℃的烘烤，加热。
8.根据权利要求7所述的指纹模组组装方法，其特征在于，感应芯片和柔性电路板的贴合采用回流焊工艺，峰值温度控制在240℃以下。
9.根据权利要求7所述的指纹模组组装方法，其特征在于，将压合在底板上的指纹模组水平置入加热烘箱，通过加热烘箱执行高温烘烤，加热时间为5-30min。
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