发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题,并提供具有不需要点胶来进行防水的新颖的和改进的指纹识别模组及其制造方法,以及具有该指纹识别模组的电子设备。
为实现上述目的,根据本发明的一方面,提供了一种指纹识别模组,所述指纹识别模组包括指纹识别芯片和印刷电路板,所述指纹识别芯片具有用于与所述印刷电路板电连接的第一连接部且所述印刷电路板具有用于与所述第一连接部电连接的第二连接部,其中:所述指纹识别芯片具有在所述第一连接部的外围设置的呈封闭形状的第三连接部,且所述印刷电路板具有在所述第二连接部的外围设置的与所述第三连接部对应的第四连接部,且在指纹识别芯片安装在印刷电路板上的情况下,第三连接部与第四连接部之间无缝隙地紧密连接。
在上述指纹识别模组中,所述第一连接部是金属触点,所述第二连接部是与所述金属触点对应的金属焊盘,且所述第一连接部和所述第二连接部通过第一锡膏部融化后的锡膏合金连接。
在上述指纹识别模组中,所述第三连接部是矩形或者圆形的环装金属片,所述第四连接部是矩形或者圆形的环装金属片,且所述第三连接部和所述第四连接部通过第二锡膏部融化后的锡膏合金连接。
在上述指纹识别模组中,所述第一连接部和所述第三连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组中,所述第二连接部和所述第四连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组中,所述第一锡膏部和所述第二锡膏部位于同一层级,且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组中,所述指纹识别芯片以栅格阵列封装形式封装。
在上述指纹识别模组中,所述印刷电路板是柔性印刷电路板。
在上述指纹识别模组中,所述指纹识别芯片以表面组装技术安装在所述印刷电路板。
为实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种指纹识别模组的制造方法,所述指纹识别模组包括指纹识别芯片和印刷电路板,所述制造方法包括:在所述指纹识别芯片上制成用于与所述印刷电路板电连接的第一连接部;在所述印刷电路板上制成用于与所述第一连接部电连接的第二连接部;在所述指纹识别芯片上制成设置在所述第一连接部的外围的呈封闭形状的第三连接部,和,在所述印刷电路板上制成在所述第二连接部的外围设置的与所述第三连接部对应的第四连接部,其中,制造第三连接部和第四连接部以使得在指纹识别芯片安装在印刷电路板上的情况下,第三连接部与第四连接部之间无缝隙地紧密连接。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第一连接部是金属触点,所述第二连接部是与所述金属触点对应的金属焊盘,且所述制造方法进一步包括:将在所述第一连接部和所述第二连接部之间的第一锡膏部融化为锡膏合金以连接所述第一连接部和所述第二连接部。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第三连接部是矩形或者圆形的环装金属片,所述第四连接部是矩形或者圆形的环装金属片,且所述制造方法进一步包括:将在所述第三连接部和所述第四连接部之间的第二锡膏部融化为锡膏合金以连接所述第三连接部和所述第四连接部。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第一连接部和所述第三连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第二连接部和所述第四连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第一锡膏部和所述第二锡膏部位于同一层级,且在同一工艺制程步骤中形成。
为实现上述目的,根据本发明的再一方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括指纹识别模组,所述指纹识别模组包括指纹识别芯片和印刷电路板,所述指纹识别芯片具有用于与所述印刷电路板电连接的第一连接部且所述印刷电路板具有用于与所述第一连接部电连接的第二连接部,其中:所述指纹识别芯片具有在所述第一连接部的外围设置的呈封闭形状的第三连接部,且所述印刷电路板具有在所述第二连接部的外围设置的与所述第三连接部对应的第四连接部,且在指纹识别芯片安装在印刷电路板上的情况下,第三连接部与第四连接部之间无缝隙地紧密连接。
在上述电子设备中,所述第一连接部是金属触点,所述第二连接部是与所述金属触点对应的金属焊盘,且所述第一连接部和所述第二连接部通过第一锡膏部融化后的锡膏合金连接。
在上述电子设备中,所述第三连接部是矩形或者圆形的环装金属片,所述第四连接部是矩形或者圆形的环装金属片,且所述第三连接部和所述第四连接部通过第二锡膏部融化后的锡膏合金连接。
在上述电子设备中,所述第一连接部和所述第三连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述电子设备中,所述第二连接部和所述第四连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述电子设备中,所述第一锡膏部和所述第二锡膏部位于同一层级,且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述电子设备中,所述指纹识别芯片以栅格阵列封装形式封装。
在上述电子设备中,所述印刷电路板是柔性印刷电路板。
在上述电子设备中,所述指纹识别芯片以表面组装技术安装在所述印刷电路板。
通过根据本发明的指纹识别模组及其制造方法和具有该指纹识别模组的电子设备,可以通过在指纹识别芯片和印刷电路板之间的连接部外围设置用于密封防水的结构,从而在不需要点胶的情况下实现防水效果,提高了印刷电路板的空间使用率,促进了指纹识别模组的设计和制造。
通过根据本发明的指纹识别模组及其制造方法和具有该指纹识别模组的电子设备,可以在形成指纹识别芯片和印刷电路板之间的电连接的步骤中形成用于密封防水的结构,而不需要附加的工艺制程,从而提高了指纹识别模组的生产效率并降低了成本。
具体实施方式
以下描述用于公开本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在本发明的公开中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
以下说明书和权利要求中使用的术语和词不限于字面的含义,而是仅由本发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本发明。因此,对本领域技术人员很明显仅为了说明的目的而不是为了如所附权利要求和它们的等效物所定义的限制本发明的目的而提供本发明的各种实施例的以下描述。
虽然比如“第一”、“第二”等的序数将用于描述各种组件,但是在这里不限制那些组件。该术语仅用于区分一个组件与另一组件。例如,第一组件可以被称为第二组件,且同样地,第二组件也可以被称为第一组件,而不脱离本发明构思的教导。在此使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的列出的项目的任何和全部组合。
在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的,单数形式意在也包括复数形式,除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在,而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。
包括技术和科学术语的在这里使用的术语具有与本领域技术人员通常理解的术语相同的含义,只要不是不同地限定该术语。应当理解在通常使用的词典中限定的术语具有与现有技术中的术语的含义一致的含义。
为实现上述目的,根据本发明实施例的一方面,提供了一种指纹识别模组,该指纹识别模组包括指纹识别芯片和印刷电路板,该指纹识别芯片具有用于与该印刷电路板电连接的第一连接部且该印刷电路板具有用于与该第一连接部电连接的第二连接部,其中:该指纹识别芯片具有在该第一连接部的外围设置的呈封闭形状的第三连接部,且该印刷电路板具有在该第二连接部的外围设置的与该第三连接部对应的第四连接部,且在指纹识别芯片安装在印刷电路板上的情况下,第三连接部与第四连接部之间无缝隙地紧密连接。
图1是根据本发明实施例的指纹识别模组的分解示意图。其中,图1的(a)示出了指纹识别芯片,而图1的(b)示出了印刷电路板。如图1的(a)所示,指纹识别芯片10具有第一连接部11和在第一连接部11的外围的第三连接部12,例如,第三连接部12为矩形环状,从而将第一连接部11与外部隔离。这里,第一连接部11和第三连接部12可以由导电的金属材料制成,例如金属铜。此外,如图1的(b)所示,印刷电路板20具有第二连接部21和在第二连接部21的外围的第四连接部。其中,印刷电路板20的第二连接部21与指纹识别芯片10的第一连接部11在位置和形状上相对应,从而使得在指纹识别芯片10安装到印刷电路板20之后,可以在第一连接部11和第二连接部21之间建立电连接。并且,印刷电路板20的第四连接部22与指纹识别芯片10的第三连接部12在位置和形状上相对应,例如,第四连接部22也为矩形环状,从而将第二连接部21与外部隔离。这样,当指纹识别芯片10安装到印刷电路板20时,第三连接部12与第四连接部22之间通过形成紧密的无缝隙连接,可以相对于彼此电连接的第一连接部11和第二连接部21隔离水汽,从而使得根据本发明实施例的指纹识别模组具有防水效果。
并且,由于如图1所示,第三连接部12和第四连接部22分别形成在指纹识别芯片10和印刷电路板20上的第一连接部11和第二连接部21的外围,而并没有超出指纹识别芯片10的边界。这样,在将指纹识别芯片安装到印刷电路板上时,不会像传统的点胶那样占用印刷电路板上的额外空间,这样,可以节省印刷电路板上的宝贵的空间,从而提高印刷电路板的空间使用率,促进指纹识别模组的设计和制造。
另外,本领域技术人员可以理解,第三连接部和第四连接部之间的连接仅需要保证无缝隙的紧密连接即可,而并不限定是否是电连接,因为并不需要通过第三连接部和第四连接部来在指纹识别芯片和印刷电路板之间传递信号。
在上述指纹识别模组中,第一连接部是金属触点,第二连接部是与金属触点对应的金属焊盘,且第一连接部和第二连接部通过第一锡膏部融化后的锡膏合金连接。
如上所述,在当前电子设备的制造领域中,表面组装技术(又称表面贴装技术,即SMT)是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。在SMT中,将电子元器件制造为无引脚或短引线的表面组装元器件(又称为片状元器件,即SMC/SMD安装在印刷电路板的表面或其它基板的表面上,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装。
因而,在根据本发明实施例的指纹识别模组中,优选地采用SMT将指纹识别芯片安装在印刷电路板上,当然,本发明实施例并不限定具体的安装方式,也可以采用例如管脚和插座的插接方式等。此外,指纹识别芯片可以采用各种封装形式,例如栅格阵列封装,比如岸面栅格阵列(LGA)或者球型栅格阵列(BGA),当然,指纹识别芯片也可以是以其他形式封装的芯片,例如Socket T等,本发明实施例的指纹识别模组并不意在对此进行任何限制。
当采用栅格阵列封装的指纹识别芯片,并以SMT方式安装在印刷电路板,或者其他基板上时,指纹识别芯片的第一连接部优选地是金属触点,而印刷电路板的第二连接部优选的是金属焊盘,如图1的(a)和(b)所示,并且,该第一连接部和第二连接部通过第一锡膏部融化后形成的锡膏合金,例如上述再流焊或浸焊等方法连接在一起,从而实现第一连接部和第二连接部之间的电连接,并且通过该第一连接部和第二连接部,将指纹识别芯片和印刷电路板牢固地粘接在一起。
具体地说,根据SMT的基本工艺,首先通过例如丝网印刷技术,将焊接用的焊膏,例如锡膏印刷到印刷电路板的第二连接部上。然后,将指纹识别芯片准确地安装到印刷电路板的固定位置上,以保证第一连接部和第二连接部对齐。之后,将焊接用的锡膏融化,使指纹识别芯片和印刷电路板牢固地粘接在一起,同时实现第一连接部和第二连接部之间的电连接,以在指纹识别芯片和印刷电路板之间传递信号。当然,本领域技术人员可以理解,根据本发明实施例的指纹识别模组中,将指纹识别芯片安装到印刷电路板上还可以采用焊接用的锡膏和焊接组装以外的其他方式,例如,直接采用导电胶将指纹识别芯片贴装在印刷电路板上。
之后,还可以根据需要,对组装好的印刷电路板进行清洗,以除去对人体有害的焊接残留物,如助焊剂等。并且,还可以对组装好的印刷电路板进行焊接质量和装配质量等的检测,并对检测出故障的印刷电路板进行返工等。
在上述指纹识别模组中,第三连接部是矩形或者圆形的环装金属片,第四连接部是矩形或者圆形的环装金属片,且第三连接部和第四连接部通过第二锡膏部融化后的锡膏合金连接。
这里,本领域技术人员可以理解,第三连接部和第四连接部之间的连接可以通过与上述相同的方式形成,当然,第三连接部和第四连接部之间的连接方式可以与第一连接部和第二连接部之间的连接方式相同,也可以彼此不同。但是,从工艺简化的角度来看,优选地,第三连接部和第四连接部之间的连接方式与第一连接部和第二连接部之间的连接方式相同,例如都通过SMT方式。并且,优选地,在指纹识别芯片是是栅格阵列封装形式的情况下,其第三连接部也是类似于金属触点的所形成的的图案。并且,根据指纹识别芯片的形状,例如矩形、圆形等,第三连接部也可以是与该指纹识别芯片的形状一致的形状的图案。例如,在指纹识别芯片为圆形的情况下,该第三连接部的图案也可以是圆环状,从而在取得良好的隔离效果的情况下,高效地利用空间。
在上述指纹识别模组中,第一连接部和第三连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组中,第二连接部和第四连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组中,第一锡膏部和第二锡膏部位于同一层级,且在同一工艺制程步骤中形成。
如上所述,在第三连接部和第四连接部之间的连接方式与第一连接部和第二连接部之间的连接方式相同的情况下,可以简化整个指纹识别模组的制造进程。具体来说,在指纹识别模组的封装过程中,可以在形成第一连接部的同时形成第三连接部,即在同一层级,以相同材料在同一制造步骤中,在形成各个金属触点的同时形成包围各个金属触点的环状图案。另外,在印刷电路板的制造过程当中,也在形成第二连接部的同时形成第四连接部,即在同一层级,以相同材料在同一制造步骤中,在形成与各个金属触点对应的金属焊盘的同时形成与环状图案对应的环状焊盘。并且,在安装步骤中,可以将焊接用的锡膏通过丝网印刷等方式印刷在第二连接部和第四连接部上,并通过再流焊等方式,在同一制造步骤中同时实现第一连接部和第二连接部的连接,以及第三连接部和第二连接部的连接。
这样,根据本发明实施例的指纹识别模组不需要额外的步骤,可以在与传统的指纹识别模组的制造过程相同的步骤中,额外形成用于指纹识别芯片和印刷电路板之间的用于密封防水的结构。这样,由于不需要附加的工艺制程,因而也不需要对现有的生产设备进行大的改进,可以提高指纹识别模组的生产效率并降低生产成本。
图2是根据本发明实施例的具有防水结构的指纹识别模组的示意图。如图2所示,当指纹识别芯片100安装到柔性印刷电路板200上之后,指纹识别芯片100和柔性印刷电路板200通过有功能的锡膏部101和无功能的锡膏部102紧密连接在一起。如果有水从进水处A进入芯片的底部,则会被外围的无功能的锡膏部102挡住,而不会对有功能的锡膏部101造成影响。这样,就实现了指纹识别模组不封胶的防水效果。
为实现上述目的,根据本发明实施例的另一方面,提供了一种指纹识别模组的制造方法,该指纹识别模组包括指纹识别芯片和印刷电路板,该制造方法包括:在指纹识别芯片上制成用于与印刷电路板电连接的第一连接部;在印刷电路板上制成用于与第一连接部电连接的第二连接部;在指纹识别芯片上制成设置在第一连接部的外围的呈封闭形状的第三连接部,和,在印刷电路板上制成在第二连接部的外围设置的与第三连接部对应的第四连接部,其中,制造第三连接部和第四连接部以使得在指纹识别芯片安装在印刷电路板上的情况下,第三连接部与第四连接部之间无缝隙地紧密连接。
在上述指纹识别模组的制造方法中,第一连接部是金属触点,第二连接部是与金属触点对应的金属焊盘,且该制造方法进一步包括:将在第一连接部和第二连接部之间的第一锡膏部融化为锡膏合金以连接第一连接部和第二连接部。
在上述指纹识别模组的制造方法中,第三连接部是矩形或者圆形的环装金属片,第四连接部是矩形或者圆形的环装金属片,且该制造方法进一步包括:将在第三连接部和第四连接部之间的第二锡膏部融化为锡膏合金以连接第三连接部和第四连接部。
其中,该第一连接部和该第三连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第二连接部和所述第四连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述指纹识别模组的制造方法中,所述第一锡膏部和所述第二锡膏部位于同一层级,且在同一工艺制程步骤中形成。
这里,根据本发明实施例的指纹识别模组的制造方法的其他细节与上面关于根据本发明实施例的指纹识别模组的相应描述相同,因此为了避免冗余便不再赘述。
图3是示出了根据本发明实施例的指纹识别模组的组装过程的示意图。如图4所示,当采用根据本发明实施例的指纹识别模组的制造方法,将芯片10与FPC 20封装时,在将指纹识别芯片100安装到柔性印刷电路板200上之后,因为无功能的锡膏部102对有功能的锡膏部101的防水效果,不再需要点胶步骤,从而也就不再需要点胶机台,而是可以直接对安装有指纹识别芯片的柔性印刷电路板进行分板,从而显著简化了指纹识别模组的制造过程。
为实现上述目的,根据本发明实施例的再一方面,提供了一种电子设备,该电子设备包括指纹识别模组,指纹识别模组包括指纹识别芯片和印刷电路板,该指纹识别芯片具有用于与印刷电路板电连接的第一连接部且该印刷电路板具有用于与第一连接部电连接的第二连接部,其中,该指纹识别芯片具有在第一连接部的外围设置的呈封闭形状的第三连接部,且该印刷电路板具有在第二连接部的外围设置的与第三连接部对应的第四连接部,且在指纹识别芯片安装在印刷电路板上的情况下,第三连接部与第四连接部之间无缝隙地紧密连接。
在上述电子设备中,该第一连接部是金属触点,该第二连接部是与金属触点对应的金属焊盘,且第一连接部和第二连接部通过第一锡膏部融化后的锡膏合金连接。
在上述电子设备中,该第三连接部是矩形或者圆形的环装金属片,该第四连接部是矩形或者圆形的环装金属片,且第三连接部和第四连接部通过第二锡膏部融化后的锡膏合金连接。
在上述电子设备中,该第一连接部和该第三连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述电子设备中,该第二连接部和该第四连接部位于同一层级,以同一材料且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述电子设备中,该第一锡膏部和该第二锡膏部位于同一层级,且在同一工艺制程步骤中形成。
在上述电子设备中,该指纹识别芯片以栅格阵列封装形式封装。
在上述电子设备中,该印刷电路板是柔性印刷电路板。
在上述电子设备中,该指纹识别芯片以表面组装技术安装在该印刷电路板。
这里,本领域技术人员可以理解,根据本发明实施例的电子设备可以是各种具有指纹识别功能的移动电子设备,例如智能电话、蜂窝电话、平板计算机、笔记本计算机或者其他多功能显示器或者娱乐装置。并且,电子设备也可以是各种可穿戴装置,例如智能手表、健康监视器、健身带、电子手链、头戴装置、电子配件等。此外,电子设备也可以是非移动装置,比如计算装置、器具、物联网(IoT)装置等,其可以是各种集中式或者分散式计算装置,例如,台式计算机、网格计算资源、服务器、服务器场、虚拟计算资源、云计算资源、路由器、交换机、点对点分布式计算资源等。
另外,电子设备也可以是包括起居室器具、厨房器具、浴室器具、卧室器具或者其组合的器具。例如,电子设备可以是电视、视频装置、音频装置、时钟、照明单元、家庭娱乐系统、洗衣机、冰箱、烤箱、微波炉、游戏主机等。而且,电子设备可以是恒温器、警报系统、加热单元、冷却单元、电子门锁、车库门开启器、发电系统等。
通过根据本发明的指纹识别模组及其制造方法和具有该指纹识别模组的电子设备,可以通过在指纹识别芯片和印刷电路板之间的连接部外围设置用于密封防水的结构,从而在不需要点胶的情况下实现防水效果,提高了印刷电路板的空间使用率,促进了指纹识别模组的设计和制造。
通过根据本发明的指纹识别模组及其制造方法和具有该指纹识别模组的电子设备,可以在形成指纹识别芯片和印刷电路板之间的电连接的步骤中形成用于密封防水的结构,而不需要附加的工艺制程,从而提高了指纹识别模组的生产效率并降低了成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。