CN105868701B - 一种隐藏式指纹模组的组装治具及组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及指纹识别技术领域，提供了一种隐藏式指纹模组的组装治具及组装方法，该组装治具包括盖板和定位板，盖板和定位板配合使用；所述盖板设有一盲孔，所述盲孔用于放置所述指纹识别芯片，所述盲孔背面对应指纹识别区域；所述定位板包括盖板定位槽和指纹识别FPC定位槽，所述盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁，所述磁铁和盖板上的盲孔相对设置。通过使用该组装治具以及组装方法，有效地解决了现有的组装工艺存在贴合效率低、精度低和溢胶难以管控等问题，从而提高了隐藏式指纹模组的生产良品率。

Description

一种隐藏式指纹模组的组装治具及组装方法
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种隐藏式指纹模组的组装治具及组装方法。
背景技术
目前，在智能终端领域，尤其是触控显示设备，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，使得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隐藏式和非隐藏式两大类，IFS(Invisible Fingerprint Sensor)隐藏式有别于传统的模块式指纹传感器，无需在前面板或者后壳上开孔放入指纹传感器模块，而是将指纹传感器隐藏于触控屏TP(Touch Panel)面板之下，IFS技术的增加并没有改变移动终端原有设计的ID 风格，也无需用户改变对安卓手机的使用习惯，因此，十分受到市场的青睐，但是，由于指纹识别模组器件体积小、对贴合精度要求高，这对组装工艺提出了极高的要求，现有的组装工艺存在贴合效率低、精度低、溢胶难以管控、没有较好的组装治具等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隐藏式指纹模组的组装治具及组装方法,旨在解决隐藏式指纹模组的贴合过程中效率低、精度低、溢胶难以管控等问题。
第一方面，一种隐藏式指纹模组的组装治具，所述隐藏式指纹模组包括指纹识别芯片和指纹识别FPC，所述指纹识别芯片和指纹识别 FPC通过焊接固定连接，所述组装治具包括：盖板和定位板，所述盖板和所述定位板配合使用；
所述盖板设有一盲孔，所述盲孔用于放置所述指纹识别芯片，所述盲孔背面对应指纹识别区域；
所述定位板包括盖板定位槽和指纹识别FPC定位槽，所述盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁，所述磁铁和盖板上的盲孔相对设置。
优选地，所述磁铁为圆形磁铁，直径大于指纹识别芯片的宽度，且所述磁铁的上表面和所述盖板定位槽的底部齐平。
进一步地，所述盖板定位槽的深度大于一预设值。
进一步地，所述盖板还设有触控感应区，所述触控感应区下设有触控感应传感器，所述触控感应传感器连接有触控FPC。
优选地，所述定位板包括一触控FPC定位槽，所述触控FPC定位槽用于放置触控FPC。
优选地，所述组装治具还包括至少一个磁柱，所述磁柱和所述磁铁配合使用。
优选地，所述磁柱的形状为圆柱体，且所述磁柱的底面直径等于指纹识别芯片的宽度。
优选地，所述盖板采用的材质包括玻璃、蓝宝石或陶瓷；所述定位板采用的材质包括电木、不锈钢或铝。
优选地，所述定位板包括至少一个盖板定位槽。
第二方面，一种隐藏式指纹模组的组装方法，所述隐藏式指纹模组包括指纹识别芯片和指纹识别FPC，所述指纹识别芯片和指纹识别 FPC，通过回流焊焊接固定连接，形成芯片FPC组合体，所述组装方法使用隐藏式指纹模组的组装治具，包括以下步骤：
S1、将所述盖板按所述盲孔向上放置在所述定位板的盖板定位槽里；
S2、将所述芯片FPC组合体中的指纹识别芯片涂覆胶水后，倒置放入所述盖板的盲孔，且所述指纹识别FPC对应放置在所述指纹识别 FPC定位槽中；
S3、利用盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁的铁磁性固定涂覆胶水的芯片FPC组合体，放入脱泡机进行加压真空脱泡；
S4、完成脱泡后，放入烘烤箱里进行加温定时烘烤。
优选地，在将所述芯片FPC组合体中的指纹识别芯片涂覆胶水之前，还包括：清洗所述指纹识别芯片的表面。
优选地，所述胶水包括：AB双组分热固型胶水或单组分热固型胶水胶；
进一步地，将所述芯片FPC组合体中的指纹识别芯片涂覆胶水还包括相应的涂覆方式和涂覆形状，所述涂覆方式包括：手动涂覆或设备自动涂覆；所述涂覆形状为非闭合形状，包括：“米”字型、“十”字型、“￥”字型或“Y”字型。
进一步地，所述放入脱泡机进行加压真空脱泡的脱泡气压为 3-4kg/cm2,脱泡温度为45-50℃，脱泡时间控制在15-30min。
进一步地，所述放入烘烤箱里进行加温定时烘烤对应的加热温度为65-150℃，加热时间为5-30min。
进一步地，所述放入烘烤箱里进行加温定时烘烤对应的加热温度为80℃，加热时间为15min。
有益效果:本发明提供了一种隐藏式指纹模组的组装治具及组装方法，该组装治具包括盖板和定位板，盖板和定位板配合使用；所述盖板设有一盲孔，所述盲孔用于放置所述指纹识别芯片，所述盲孔背面对应指纹识别区域；所述定位板包括盖板定位槽和指纹识别FPC 定位槽，所述盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁，所述磁铁和盖板上的盲孔相对设置。通过使用该组装治具以及组装方法，有效地解决了现有的组装工艺存在贴合效率低、精度低和溢胶难以管控等问题，从而提高了隐藏式指纹模组的生产良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明 实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见,下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的盖板结构：a为盖板结构正面示意图,b为盖板结构反面示意图；
图2是本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的定位板结构俯视图；
图3是本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的盖板结构剖面示意图；
图4是本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的定位板结构剖面示意图；
图5是本发明一实施例提供的使用隐藏式指纹模组的组装治具组装隐藏式指纹模组的示意图；
图6是本发明一实施例提供的使用隐藏式指纹模组的组装治具组装隐藏式指纹模组的局部剖面示意图；
图7是本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的定位板排列的结构俯视图；
图8是本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更为详细地介绍发明的技术方案，以下实施例以智能终端 (智能手机)的外壳形状为例进行说明，但并不局限于智能手机的外壳形状。
图1和图2示出了本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的盖板和定位板结构俯视图，其中，图1中的a为盖板结构正面示意图,b为盖板结构反面示意图。隐藏式指纹模组包括指纹识别芯片和指纹识别FPC，指纹识别芯片和指纹识别FPC通过焊接固定连接，形成芯片FPC组合体。该隐藏式指纹模组的组装治具包括：盖板10 和定位板20，盖板10和定位板20配合使用，定位板20用于固定放置盖板10完成隐藏式指纹模组的组装。
如图1所示，盖板10设有一盲孔(图1a、b均未示出，将图3 示出)和触控感应区11，触控感应区11下设有触控感应传感器，触控感应传感器连接有触控FPC15，用于和设备电路板插拔连接。该盲孔背面对应指纹识别区域12，盲孔用于放置指纹识别芯片14，指纹识别芯片14和指纹识别FPC13电连接。另外，该盖板10的顶部还安装有触控FPC15，触控FPC15和触控感应传感器连接，用于和设备电路板插拔连接。
如图2所示，定位板20包括盖板定位槽21，盖板定位槽21的底部内嵌入一磁铁22，磁铁22和盖板10上的盲孔相对设置。磁铁 22为圆形磁铁，磁铁22的直径大于指纹识别芯片14的宽度，且内嵌入的磁铁22的上表面和盖板定位槽21的底部齐平，保证放置在盖板定位槽21的底部的物件可以平整放置。定位板20还包括指纹识别 FPC定位槽23和触控FPC定位槽24，指纹识别FPC定位槽23和触控 FPC定位槽24分别用于放置指纹识别FPC和触控FPC，由于FPC易破裂损坏，该设计可以确保在组装的过程中不会损坏指纹识别FPC和触控FPC。
图3和图4分别示出了发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装治具的盖板和定位板的结构剖面示意图，如图3所示，盖板30上设有触控感应区31和盲孔32，盲孔32的轴向切面为梯形，盲孔32 内侧设有油墨层33；指纹识别FPC34和指纹识别芯片35通过焊接固定连接后形成成芯片FPC组合体，将纹识别芯片35的上表面涂覆胶水36，倒置放置在盲孔32中，通过盲孔32的结构设计和有效的涂胶方式，可以有效防止胶水36的溢出。另外，盖板30的触控感应区 31下还安装触控感应传感器37，用于感应触控感应区31的触控信息。如图4所示，定位板40包括盖板定位槽41，盖板定位槽41的深度大于一预设值，该预设值根据实际而设定，具体是根据盖板的指纹识别区的厚度、芯片FPC组合体的厚度和贴合胶水的厚度而定，预设值要等于三者之和，这样可以保证盖板定位槽41的深度足以容纳所有部件。盖板定位槽41的底部内嵌入一磁铁42，磁铁42和盖板30上的盲孔相对设置。磁铁42为圆形磁铁，磁铁42的直径大于指纹识别芯片35的宽度，且内嵌入的磁铁42的上表面和盖板定位槽41的底部齐平，保证放置在盖板定位槽41的底部的物件可以平整放置。另外，该组装治具还包括至少一个磁柱，该磁柱和磁铁42磁性相反配合使用，将物件放于盖板定位槽41的底部盖在磁铁42上面，加上磁柱，通过磁性相吸则可以固定该物件，假如物件为指纹识别芯片，则可以固定该指纹识别芯片，磁柱的形状为圆柱体，且磁柱的底面直径等于指纹识别芯片的宽度，从而可以更加紧固此指纹识别芯片。
图5示出了本发明一实施例提供的使用隐藏式指纹模组的组装治具组装隐藏式指纹模组的示意图，从图5中可以看出，将盖板51 按盲孔向上放置在定位板52的盖板定位槽里521，盖板51包括触控感应区511、指纹识别FPC512、指纹识别芯片513和触控FPC，定位板52设有对应的指纹识别FPC定位槽和触控FPC定位槽，其中，指纹识别芯片定位槽和触控FPC定位槽的深度与指纹识别FPC和触控 FPC想配合，尤其是触控FPC，触控FPC上设有相应的芯片。在芯片 FPC组合体即盲孔的上方加上磁柱，通过磁性相吸则可以固定该FPC 组合体，磁柱的形状为圆柱体，且磁柱的底面直径等于指纹识别芯片的宽度，从而可以更加紧固此指纹识别芯片。
图6示出了本发明一实施例提供的使用隐藏式指纹模组的组装治具组装隐藏式指纹模组的局部剖面示意图，如图6所示，使用隐藏式指纹模组的组装治具组装隐藏式指纹模组，隐藏式指纹模组组装过程所需的部件包括盖板61和定位板62，将盖板61放入定位板62的盖板定位槽中，确保固定盖板61。盖板61中包括盲孔611，盲孔611 底部位置对应的盖板的厚度优选为0.25±0.03mm，盲孔611设有油墨层612，油墨层612的厚度优选0.2-0.4mm，定位板62包括盖板定位槽和嵌入盖板定位槽的磁铁621，磁铁621和盖板61上的盲孔611 相对设置，其中，磁铁621为圆形磁铁，磁铁621的直径大于指纹识别芯片614的宽度，且内嵌入的磁铁621的上表面和盖板定位槽的底部齐平，保证放置在盖板定位槽的底部的物件可以平整放置。将通过回流焊工艺焊接完成的指纹识别芯片614和指纹识别FPC615形成的芯片FPC组合体的上表面涂覆胶水613，胶水613的厚度为10-15um, 配合盲孔的有效设计，可以解决安装过程出现溢胶问题。然后将涂覆胶水的芯片FPC组合体倒置放入盲孔611里，轻轻按压芯片FPC组合体的上表面并在上表面放置一磁柱63，磁柱63的形状为圆柱体，且磁柱63的底面直径等于指纹识别芯片的宽度，为了更加紧固此指纹识别芯片。通过磁柱63和磁铁621的磁性相吸配合使用，加紧固定涂覆胶水的芯片FPC组合体在盲孔611相对位置不变，在经过相关的工艺(脱泡和烘烤)，即可完成隐藏式指纹模组。由此可见，使用该组装治具组装隐藏式指纹模组，操作简单方便，可以提高作业效率和组装精度，同时盲孔的设计可以有效解决组装过程中溢胶难以管控等问题，从而提高隐藏式指纹模组的良品率。
另外，该组装治具的定位板还可以设计成2*2的排列方式，如图 7所示，也可以为其他的排列方式，这样的排列方式，可以更为有效提高工作效率以及合理利用设备进行批量生产。
图8示出了本发明一实施例提供的隐藏式指纹模组的组装方法流程图，该方法基于上述隐藏式指纹模组的组装治具的相对应的组装方法，为了更为清晰地介绍该方法，下面的实施例结合和6进行说明，该方法均在无尘车间和防静电的情况下进行操作的，该方法包括以下步骤：
步骤S101、将所述盖板放置在所述定位板的盖板定位槽里，且盖板的盲孔面朝上。
在本步骤中，将盖板61按照盲孔611向上放置在定位板62的盖板定位槽里，且盲孔611位置和定位板62上的磁铁621相对应，确保盖板61稳固即可。
步骤S102、将所述芯片FPC组合体中的指纹识别芯片涂覆胶水后，倒置放入所述盖板的盲孔，且所述指纹识别FPC对应放置在所述指纹识别FPC定位槽中。
在执行步骤之前，需要通过回流焊工艺将指纹识别芯片614和指纹识别FPC615焊接固定连接，形成芯片FPC组合体，焊接温度在240 ℃以下。优选地，还需要清洗指纹识别芯片614的表面，选用公知的 IC芯片的清洗工艺，去除指纹识别芯片614表面的灰尘即可，为了更好涂覆胶水和后期的固定。胶水选择AB双组分热固型胶水或单组分热固型胶水胶，本实施例中优选AB双组分热固型胶水，胶水的涂覆厚度优选为10-15um；涂覆胶水还包括相应的涂覆方式和涂覆形状，其中，涂覆方式包括：手动涂覆或设备自动涂覆，优选机械设备的自动涂覆；涂覆形状均为非闭合形状，包括：“米”字型、“十”字型、“￥”字型或“Y”字型。这样的涂覆形状、胶水的厚度的选择和盲孔的设计，可以有效防止溢胶的出现。然后，将涂覆胶水的芯片FPC组合体倒置放入盖板的盲孔611中，如图6所示，即指纹识别芯片614 的上表面涂覆胶水处，放入盲孔611底部，指纹识别FPC615对应放置在指纹识别FPC定位槽中。如果还包括触控FPC的话，也对应放置在定位板的触控FPC定位槽中，起到保护FPC的作用。
步骤S103、利用盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁的铁磁性固定涂覆胶水的芯片FPC组合体，放入脱泡机进行加压真空脱泡。
在本步骤中，通过轻轻按压芯片FPC组合体的上表面并在上表面放置一磁柱63，磁柱63的形状为圆柱体，且磁柱63的底面直径等于指纹识别芯片的宽度，通过磁柱63和磁铁621的磁性相吸配合使用，加紧固定涂覆胶水的芯片FPC组合体在盲孔611相对位置不变。移动该定位板并放入脱泡机进行加压真空脱泡，目的在于将贴合胶中包裹的气泡挤压出去。其中，脱泡气压为3-4kg/cm2,脱泡温度为 45-50℃，脱泡时间控制在15-30min。气压、温度和时间的设置，有效地提高脱泡效果。
步骤S104、完成脱泡后，放入烘烤箱里进行加温定时烘烤。
完成脱泡后，为了进一步固定芯片FPC组合体，需要将定位板放入烘烤箱里进行加温定时烘烤，加温定时烘烤对应的加热温度为 65-150℃，加热时间为5-30min。优先选择加热温度为80℃，加热时间为15min。
以上脱泡气压、温度和时间的设置，还有烘烤加热温度和加热时间，还要根据实际情况进行相关的设定，比如胶水的选择类型不同等。完成上述步骤以后，将隐藏式指纹模组从组装治具中拿出，在经过进一步地表面处理和相关测试等，即可获得隐藏式指纹模组。
综上，从不同的实施例中，可以看出，通过使用该组装治具以及组装方法，有效地解决了现有的组装工艺存在贴合效率低、精度低和溢胶难以管控等问题，从而提高了隐藏式指纹模组的生产良品率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隐藏式指纹模组的组装治具，所述隐藏式指纹模组包括指纹识别芯片和指纹识别FPC，所述指纹识别芯片和指纹识别FPC通过焊接固定连接，其特征在于，所述组装治具包括盖板和定位板，所述盖板和所述定位板配合使用；
所述盖板设有一盲孔和触控感应区，所述盲孔用于放置所述指纹识别芯片，所述盲孔背面对应指纹识别区域；触控感应区下设有触控感应传感器，触控感应传感器连接有触控FPC，用于和设备电路板插拔连接；
所述定位板包括盖板定位槽和指纹识别FPC定位槽，所述盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁，所述磁铁和盖板上的盲孔相对设置。
2.根据权利要求1所述的隐藏式指纹模组的组装治具，其特征在于，所述磁铁为圆形磁铁，直径大于指纹识别芯片的宽度，且所述磁铁的上表面和所述盖板定位槽的底部齐平。
3.根据权利要求1或2所述的隐藏式指纹模组的组装治具，其特征在于，所述定位板包括至少一个盖板定位槽；所述盖板定位槽的深度大于一预设值。
4.根据权利要求1所述的隐藏式指纹模组的组装治具，其特征在于，所述定位板包括一触控FPC定位槽，所述触控FPC定位槽用于放置触控FPC。
5.根据权利要求1或2所述的隐藏式指纹模组的组装治具，其特征在于，所述组装治具还包括至少一个磁柱，所述磁柱和所述磁铁配合使用；所述磁柱的形状为圆柱体，且所述磁柱的底面直径等于指纹识别芯片的宽度。
6.根据权利要求1所述的隐藏式指纹模组的组装治具，其特征在于，所述盖板采用的材质包括玻璃、蓝宝石或陶瓷；所述定位板采用的材质包括电木、不锈钢或铝。
7.一种隐藏式指纹模组的组装方法，所述隐藏式指纹模组包括指纹识别芯片和指纹识别FPC，所述指纹识别芯片和指纹识别FPC，通过回流焊焊接固定连接，形成芯片FPC组合体，其特征在于，所述组装方法使用权利要求1至6中任一项所述的隐藏式指纹模组的组装治具进行组装，包括以下步骤：
S1、将所述盖板放置在所述定位板的盖板定位槽里，且盖板的盲孔面朝上；
S2、将所述芯片FPC组合体中的指纹识别芯片涂覆胶水后，倒置放入所述盖板的盲孔，且所述指纹识别FPC对应放置在所述指纹识别FPC定位槽中；
S3、利用盖板定位槽的底部内嵌入一磁铁的铁磁性固定涂覆胶水的芯片FPC组合体，放入脱泡机进行加压真空脱泡；
S4、完成脱泡后，放入烘烤箱里进行加温定时烘烤。
8.根据权利要求7所述的隐藏式指纹模组的组装方法，其特征在于，将所述芯片FPC组合体中的指纹识别芯片涂覆胶水还包括相应的涂覆方式和涂覆形状，所述涂覆方式包括：手动涂覆或设备自动涂覆；所述涂覆形状为非闭合形状，包括：“米”字型、“十”字型、“¥”字型或“Y”字型。
9.根据权利要求7所述的隐藏式指纹模组的组装方法，其特征在于，所述放入脱泡机进行加压真空脱泡的脱泡气压为3-4kg/cm2,脱泡温度为45-50℃，脱泡时间控制在15-30min；
所述放入烘烤箱里进行加温定时烘烤对应的加热温度为65-150℃，加热时间为5-30min；
所述放入烘烤箱里进行加温定时烘烤对应的加热温度为80℃，加热时间为15min。
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Assignee: Guangdong Yuezhong Photoelectric Technology Co. Ltd.

Assignor: Shenzhen Top-Touch Electronics Co., Ltd.

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Denomination of invention: Assembly tool and method for hidden-type fingerprint module group

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