CN106897712B - 指纹模组、显示屏和移动终端 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种指纹模组，包括指纹识别芯片和第一柔性电路板。所述指纹识别芯片包括相对设置的第一顶面和第一底面及设于所述第一顶面与所述第一底面之间的连接端，所述第一底面贴附于所述非显示面；所述第一柔性电路板包括相对设置的第二顶面和第二底面，所述第二底面贴附于所述非显示面，使得所述指纹识别芯片与所述第一柔性电路板并列贴附于所述显示面板；所述连接端设有第一连接点，所述第一连接点与所述第二顶面之间电连接。本申请还提供了一种显示屏和移动终端。本申请可减小指纹模组、显示屏及移动终端的厚度。

Description

指纹模组、显示屏和移动终端
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域，具体涉及一种指纹模组、显示屏和移动终端。
背景技术
一些安装于移动终端前盖板下的传感器模组，通常是将具有某功能(如指纹识别、面部识别、虹膜识别、压力检测等)的裸芯片和基板通过介质封装成模组，然后将该传感器模组安装于移动终端显示屏下。这样组装方式将移动终端的功能部件模块化生产，便于安装。然而由于封装好的传感器模组需要将裸芯片与基板叠层设置并封装在一起，这样使得封装好的传感器模组的厚度远大于裸芯片的厚度，将传感器模组安装于移动终端前盖板下，使得移动终端的厚度较厚，不便于移动终端的轻薄化发展。基于以上的问题，如何减小传感器模组的厚度，以减小移动终端的厚度，为业界研究们持续研究的方向。
发明内容
针对以上的问题，本发明的目的是提供一种指纹模组、显示屏和移动终端，通过改进指纹模组的结构，减小指纹模组的厚度，从而减小移动终端的厚度。
为了解决背景技术中存在的问题，本申请提供了一种指纹模组，贴设于显示面板的非显示面，包括指纹识别芯片和第一柔性电路板，所述指纹识别芯片包括相对设置的第一顶面和第一底面及设于所述第一顶面与所述第一底面之间的连接端，所述第一底面贴附于所述非显示面；所述第一柔性电路板包括相对设置的第二顶面和第二底面，所述第二底面贴附于所述非显示面，使得所述指纹识别芯片与所述第一柔性电路板并列贴附于所述显示面板；所述连接端设有第一连接点，所述第一连接点与所述第二顶面之间电连接。
一种实施方式中，所述连接端包括依次连接的第一连接面、第二连接面和第三连接面，所述第一柔性电路板还包括连接于所述第二顶面与第二底面之间的第一侧面，所述第一连接面、所述第三连接面均与所述第一侧面相对设置，所述第二连接面与所述第一底面相对设置，所述第一连接点设于所述第二连接面。
其中，所述第一底面和所述连接端之间设有第一导通孔，所述第一导通孔贯穿于所述第一底面与所述第二连接面之间，所述第一连接点通过所述第一导通孔与所述电子线路电连接。
一种实施方式中，所述连接端包括设于所述第一顶面与第一底面之间的第四连接面，所述第四连接面为朝向所述第一底面倾斜的斜坡面，所述第四连接面上设有所述第一连接点。
其中，所述第一底面和所述连接端之间设有第二导通孔，所述第二导通孔贯穿于所述第一底面与所述第四连接面之间，所述第一底面设有电子线路，所述第一连接点通过所述第二导通孔与所述电子线路电连接。
其中，所述指纹识别芯片为未封装的裸芯片，用于采集指纹信号，并将所述指纹信号通过所述第一柔性电路板传送至控制单元。
所述指纹模组还包括金属导线和包封介质，所述金属导线电连接于所述第一连接点与所述第二顶面之间，所述包封介质设于所述第一顶面所在平面与所述第一底面所在平面之间用于封装所述金属导线。
一种实施方式中，所述第二顶面设有第二连接点，所述第二连接点设于所述第二顶面且靠近所述指纹识别芯片的位置，所述第一连接点与所述第二连接点相对设置，所述金属导线电连接于所述第一连接点和所述第二连接点之间。
本申请提供的一种显示屏，包括上述任一项实施方式所述的指纹模组，还包括显示面板和第二柔性电路板，所述第二柔性电路板与所述指纹模组相间隔地贴附于所述显示面板的非显示面，所述第二柔性电路板电连接于所述显示面板，所述第一柔性电路板电连接于所述第二柔性电路板。
本申请提供的一种移动终端，包括上述的一种显示屏，还包括控制单元，所述第二柔性电路板电连接于所述控制单元。
本申请提供的一种指纹模组，通过将用于采集指纹识图像的裸芯片和第一柔性电路板并排贴附于显示面板的非显示区，相比于将所述裸芯片和柔性电路板叠加设置并封装后贴设于显示面板，本申请实施方式可减少指纹模组的厚度；进一步地，本申请通过在所述裸芯片的顶面与底面之间设置连接端，并将金属导线连接于连接端与第一柔性电路板之间，包封介质设于所述裸芯片的顶面与底面之间，从而减小了指纹模组最高点与显示面板之间的距离，进一步地减小指纹模组的厚度，从而减小显示屏及移动终端的厚度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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是本申请第一种实施例提供的指纹模组的结构示意图。
图2是本申请第一种实施例提供的未封装指纹模组的结构示意图。
图3是本申请第二种实施例提供的指纹模组的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种显示屏的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例提供一种指纹模组、显示屏及移动终端，所述显示屏可以应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、媒体播放器等移动终端，也可以应用于自动柜员机(AutomatedTeller Machine，ATM)等金融终端设备。
请参阅图1至图4，图1是本发明实施例提供的一种指纹模组，贴设于显示面板1的非显示面11，包括指纹识别芯片2、第一柔性电路板3、金属导线6和包封介质5。指纹识别芯片2包括相对设置的第一顶面21和第一底面22及设于两者之间的连接端23，所述第一底面22贴附于所述非显示面11，所述连接端23设有第一连接点24，所述第一连接点24电连接于所述第一顶面21的电子线路。第一柔性电路板3包括相对设置的第二顶面31和第二底面32，所述第二底面32贴附于所述非显示面11。
请一并参阅图1和图2，所述金属导线6连接于所述第一连接点24与所述第二顶面31之间，所述包封介质5设于所述第一顶面21所在平面与所述第一底面22所在平面之间，用于封装所述金属导线6。在垂直于所述第一底面22的方向上，所述包封介质5顶面与所述第一底面22之间最大距离H1小于所述第一顶面21与所述第一底面22之间的距离H2，从而使得所述指纹模组的厚度为所述指纹识别芯片2的厚度，进一步减少了所述指纹模组、显示屏及移动终端的厚度。
具体而言，请参阅图2，所述金属导线6可以为弧形，弧形的金属导线距离所述第一底面22的最高点为顶点61，通过设置所述顶点61相对于所述第一底面22的高度H1小于所述第一顶面21相对于所述第一底面22的高度H2，从而使得封装后金属导线6高度小于所述指纹识别芯片2高度。也可以地，封装后金属导线6高度等于所述指纹识别芯片2高度，以使得所述指纹模组的整体更加平整，安装所述指纹模组的显示屏或移动终端的结构布局更加紧凑。
本申请相较于现有技术中将指纹识别芯片2与电路基板叠层封装成指纹模组的情况，直接将指纹识别芯片2和电路基板以平铺方式贴附于在显示面板1上，这种方式在不影响该显示面板1的指纹识别功能前提下，减小了整个指纹模组、显示屏及移动终端的体积，使得该指纹模组、显示屏及移动终端的结构紧凑合理、安装更加方便；进一步地，本申请通过在所述裸芯片的顶面与底面之间设置连接端23，并将金属导线6连接于连接端23与第一柔性电路板3之间，金属导线6的包封介质5设于所述第一顶面21所在平面与所述第一底面22所在平面之间，从而减小了包封介质5顶面与显示面板1之间的距离，进一步地减小指纹模组的厚度，从而减小显示屏及移动终端的厚度。
第一种实施例中，请参阅图1，所述连接端23包括依次连接的第一连接面26、第二连接面27和第三连接面28。所述第一柔性电路板3还包括连接于所述第二顶面31与第二底面32之间的第一侧面34，所述第一连接面26、所述第三连接面28均与所述第一侧面34相对设置，所述第二连接面27与所述第一底面22相对设置。所述第一连接点24设于所述第一顶面21与第一底面22之间。在具体的实施方式中，所述第二连接面27可以与所述第一底面22平行，所述第一连接面26和第三连接面28可以与第二连接面27相垂直或近似垂直，这样第二连接面27与第三连接面28在所述指纹芯片的一侧面形成台阶面。
一种实施方式中，所述第一底面22设有所述电子线路，所述未封装的裸芯片1的所述第一底面22设有透明保护层，用于保护裸芯片1上的电子线路。所述透明保护层可以是塑料等材质。所述第一底面22和所述连接端23之间设有第一导通孔25，所述第一连接点24通过所述第一导通孔25与所述电子线路电连接。所述第一导通孔25可以通过在晶圆芯片上采用激光打孔的方式形成，然后在第一导通孔25内填充导电金属来电连接所述第一连接点24和晶圆芯片上的电子线路。
一种实施方式中，所述第一连接点24可以设于所述第二连接面27，所述第一导通孔25贯穿于所述第一底面22与所述第二连接面27之间。在其他实施方式中，所述第一连接点24还可以设于第一连接面26或者第三连接面28。
所述第一连接点24设于所述第二连接面27时，所述第一导通孔25可以贯穿于所述第一底面22与所述第二连接面27之间，并将指纹芯片的第一底面22上的电子线路与所述第一连接点24电连接。
一种实施方式中，还可以在台阶面中的第二连接面27上设置布线层来实现将指纹芯片的第一底面22上的电子线路与所述第一连接点24电连接。所述布线层将指纹识别芯片2第一底面22上的信号端口引到第二连接面27。所述第一连接面26还可以为斜面，该斜面的倾斜角度可以为30～60°，所述台阶面的高度在本申请中不做限定，可根据实际应用来确定，只需确保金属线的最高点与第一底面22之间的距离小于或等于所述第一顶面21到所述第一底面22的距离即可。在所述指纹识别芯片2的侧面制作台阶面可以包括以下工艺步骤：在晶圆底面上采用刀片或激光切出具有沟槽，所述沟槽的底面与晶圆上表面平行，沟槽的侧面可以为相对于晶圆上表面的垂直面或斜面，若是斜面，所述斜面的倾斜角度可以为30～60°；采用晶圆垂直切割工艺沿着沟槽对芯片进行第一次切割，得到的一行或一列指纹识别芯片2，所述沟槽在指纹识别芯片2的一侧形成台阶面；采用光刻、溅射和电镀工艺在沟槽上制作布线层，将晶圆上表面的信号端口引伸到沟槽底面(台阶面)；再对一行或一列指纹识别芯片2进行再一次的切割，得到单颗芯片；在单颗芯片上采用塑封工艺将芯片的四周和上表面用塑封材料包裹，还可以在塑封材料的上表面通过丝网印刷、喷涂或者旋涂工艺覆盖一层表面保护层。在所述指纹识别芯片2的侧面制作台阶面后，在台阶面上布线层上设置第一连接点24，通过金属导线6将指纹识别芯片2的第一连接点24与所述第一柔性电路板3的信号端口连接。
第二种实施例中，请参阅图3，所述连接端23包括设于所述第一顶面21与第一底面22之间的第四连接面29，所述第四连接面29为朝向所述第一底面22倾斜的斜坡面，所述第四连接面29上设有所述第一连接点24。
一种实施方式中，所述第一底面22设有所述电子线路，所述未封装的裸芯片1的所述第一底面22设有透明保护层，用于保护裸芯片1上的电子线路。所述透明保护层可以是塑料等材质。所述第一底面22和所述连接端23之间设有所述第二导通孔210，所述第一连接点24通过所述第二导通孔210与所述电子线路电连接。所述第二导通孔210可以通过在晶圆芯片上采用激光打孔的方式形成，然后在所述第二导通孔210内填充导电金属来电连接所述第一连接点24和晶圆芯片上的电子线路。
本实施例中，所述第二导通孔210贯穿于所述第一底面22与所述第四连接面29之间。其中，所述第二顶面31设有第二连接点34，所述第二连接点34为所述第一柔性电路板3的信号端口。所述第二连接点34可以设于所述第二顶面31且靠近所述指纹识别芯片2的位置，所述第一连接点24与所述第二连接点34相对设置，所述金属导线6电连接于所述第一连接点24和所述第二连接点34之间。这样的设计使得所述金属导线6的连接路线最短，减少金属导线6短路或断裂的概率，减少金属导线6对于其他元件的干扰。
所述指纹识别芯片2为未封装的裸芯片，用于采集指纹信号，并将所述指纹信号通过所述第一柔性电路板3传送至控制单元。具体而言，所述指纹识别芯片2用于感测用户手指的指纹图像，第一柔性电路板3用于连接所述指纹识别芯片2与移动终端的主板，在操作时，用户手指覆盖于显示面板1上对应于所述指纹识别芯片2的区域，而指纹识别芯片2将感应手指的指纹图像，并将指纹图像通过第一柔性电路板3反馈到主控芯片进行比对判断，从而实现指纹识别功能。
所述指纹识别芯片2可采用光学式指纹传感器、电容式指纹传感器、压电指纹传感器或超声波指纹传感器。在本实施例中，所述指纹识别芯片2为光学指纹识别芯片2，即为光学式指纹传感器。本实施例提供的光学式指纹传感器可贴附于显示面板1之下，无需在显示面板1上开孔，使显示面板1的表面平整，使具有该指纹识别装置的移动终端具有完整、良好的外观及强度，不仅可避免移动终端的面板开孔而导致面板强度下降，保证移动终端完整外观，还具有防尘功能，保证了面板的平整性，提高了面板的外观整体效果。
所述显示面板1可以为透明玻璃板，用于对指纹模组的操作及可作为移动终端的显示界面保护装置或者用户输入的操作界面，如使用者进行触控操作及观看的触控屏。本发明中的所述显示面板1可采用透明的玻璃、蓝宝石、透明树脂中的任意一种制成，其中透明玻璃包括普通玻璃及强化玻璃。也可以地，显示面板1正对所述指纹模组的部分透明，这是为了保证指纹模组能够尽量获取相应的指纹反射光线。但是，无论显示面板1正对指纹模组的部分状态如何，都需要保证手指放置在相应位置时，手指指纹的反射光线能够从显示面板1正对指纹模组的部分传播到指纹识别芯片2，从而保证所述光学指纹识别模组能够实现相应的指纹识别功能。此时，所述技术方案避免在显示面板1设置通孔，且能够提高用户对手机的体验度。
请一并参阅图1、图3及图4，所述指纹模组还包括包封介质5，所述包封介质5用于封装所述金属导线6、所述第一连接点24和所述第二连接点34，以防所述金属导线6短路或断裂。其中，所述包封介质5可以为环氧树脂，封装所述金属导线6、所述第一连接点24和所述第二连接点34并将所述金属导线6固定于所述显示面板1上。所采用的封装方式可以是点胶封装，环氧树脂填充于所述指纹识别芯片2上第一连接点24区域、第一柔性电路板3上第二连接点34区域及两者之间的显示面板1，且将金属导线6封装于所述第一连接点24与第二连接点34之间。
所述光学指纹识别芯片2和所述第一柔性电路板3均通过胶膜贴合于所述非显示面11。即所述显示面板1可以作为指纹模组的盖板。本实施例中，所述胶膜为光学胶，所述光学胶可以是固体的光学胶，也可以是液体的光学胶。可以先使用液体的光学胶，然后通过紫外光固化和热固化，将光学指纹识别芯片2和显示面板1、所述第一柔性电路板3和显示面板1粘贴在一起。由于光学胶的厚度通常较小，因此通过光学指纹识别芯片2和显示面板1、所述第一柔性电路板3和显示面板1贴合到一起，能够减小指纹模组与显示面板1贴合后的总厚度，从而保证用户指纹能够尽量靠近指纹识别芯片2，以提高指纹模组的指纹成像质量。
所述指纹模组也通过固态光学胶粘贴在所述显示面板1。固态光学胶能够保证指纹识别芯片2和显示面板1之间、所述第一柔性电路板3和显示面板1之间紧密结合。并且，所述固态光学胶能够从两个方面减小相应指纹光线进入所述指纹模组过程中的损耗：第一方面，所述固态光学胶的折射率可以与显示面板1的折射率相同，可以减少相应指纹光线的损耗；另一方面，由于固态光学胶的粘贴作用，所述指纹识别芯片2和显示面板1之间不存在空气，可以大幅减小相应指纹光线的损耗，两个方面均有利于所述指纹模组的指纹成像。
请参阅图4，本申请提供的一种显示屏，包括上述任一项实施方式所述的指纹模组，还包括显示面板1和第二柔性电路板4，所述第二柔性电路板4与所述指纹模组相间隔地贴附于所述显示面板1的非显示面11，所述第二柔性电路板4电连接于所述显示面板1，所述第一柔性电路板3电连接于所述第二柔性电路板4。
所述显示面板1可以为液晶显示面板1或者有机发光显示面板1。本实施例中，第二柔性电路板4一端连接至所述指纹模组的所述第一柔性电路板3，另一端连接至移动终端的印制电路板。第二柔性电路板4通过胶膜贴附于所述显示面板1的非显示面11，可以与所述显示面板1的发光显示元件或触摸感应元件电连接，从而将发光显示元件或触摸感应元件电连接至移动终端的印制电路板，以实现发光显示元件或触摸感应元件与控制芯片之间的信号传递。本实施例，将所述第一柔性电路板3电连接于所述第二柔性电路板4，可实现指纹识别模组通过显示屏自带的第二柔性电路板4与移动终端的控制芯片电连接，在实现指纹识别模组与控制芯片之间的信号传递的同时，简化了移动终端中的电路布局，使移动终端得结构更加简单紧凑。
其中，所述第一柔性电路板3可以通过连接器、导电粘接剂、焊接中任意一种或多种组合的方式连接至所述第二柔性电路板4。所述导电粘接剂可以是导电胶水(如银胶)、异方性导电胶或者锡膏，通过导电的粘接剂实现所述第一柔性电路板3与第二柔性电路板4的电连接。
本申请提供了一种移动终端，包括上述任一种实施例所述的显示屏，还包括控制单元，所述控制单元包括控制芯片。所述第二柔性电路板4电连接于所述控制单元，以实现所述显示屏与所述控制单元之间信号传输。
本申请实施例提供的指纹模组、显示屏和移动终端，直接将指纹识别芯片2和第一柔性基板以平铺方式贴附于在显示面板1上，这种方式在不影响该显示面板1的指纹识别功能前提下，减小了整个指纹模组、显示屏及移动终端的体积，使得该指纹模组、显示屏及移动终端的结构紧凑合理、安装更加方便；同时，本申请通过在所述裸芯片的顶面与底面之间设置连接端23，并将金属导线6连接于连接端23与第一柔性电路板3之间，金属导线6的包封介质5设于所述第一顶面21所在平面与所述第一底面22所在平面之间，从而减小了包封介质5与显示面板1之间的距离进一步地减小指纹模组的厚度，从而减小显示屏及移动终端的厚度，促进移动终端整机小型化轻薄化发展。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种指纹模组，贴设于显示面板的非显示面，其特征在于，包括指纹识别芯片和第一柔性电路板，所述指纹识别芯片包括相对设置的第一顶面和第一底面及设于所述第一顶面与所述第一底面之间的连接端，所述第一底面贴附于所述非显示面；所述第一柔性电路板包括相对设置的第二顶面和第二底面，所述第二底面贴附于所述非显示面，使得所述指纹识别芯片与所述第一柔性电路板并列贴附于所述显示面板；所述连接端设有第一连接点，所述第一连接点与所述第二顶面之间电连接。
2.根据权利要求1所述的一种指纹模组，其特征在于，所述连接端包括依次连接的第一连接面、第二连接面和第三连接面，所述第一柔性电路板还包括连接于所述第二顶面与第二底面之间的第一侧面，所述第一连接面、所述第三连接面均与所述第一侧面相对设置，所述第二连接面与所述第一底面相对设置，所述第一连接点设于所述第二连接面。
3.根据权利要求2所述的一种指纹模组，其特征在于，所述第一底面和所述连接端之间设有第一导通孔，所述第一导通孔贯穿于所述第一底面与所述第二连接面之间，所述第一底面设有电子线路，所述第一连接点通过所述第一导通孔与所述电子线路电连接。
4.根据权利要求1所述的一种指纹模组，其特征在于，所述连接端包括设于所述第一顶面与第一底面之间的第四连接面，所述第四连接面为朝向所述第一底面倾斜的斜坡面，所述第四连接面上设有所述第一连接点。
5.根据权利要求4所述的一种指纹模组，其特征在于，所述第一底面和所述连接端之间设有第二导通孔，所述第二导通孔贯穿于所述第一底面与所述第四连接面之间，所述第一底面设有电子线路，所述第一连接点通过所述第二导通孔与所述电子线路电连接。
6.根据权利要求1所述的一种指纹模组，其特征在于，所述指纹识别芯片为未封装的裸芯片，用于采集指纹信号，并将所述指纹信号通过所述第一柔性电路板传送至控制单元。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的一种指纹模组，其特征在于，所述指纹模组还包括金属导线和包封介质，所述金属导线电连接于所述第一连接点与所述第二顶面之间，所述包封介质设于所述第一顶面所在平面与所述第一底面所在平面之间，用于封装所述金属导线。
8.根据权利要求7所述的一种指纹模组，其特征在于，所述第二顶面设有第二连接点，所述第二连接点设于所述第二顶面且靠近所述指纹识别芯片的位置，所述第一连接点与所述第二连接点相对设置，所述金属导线电连接于所述第一连接点和所述第二连接点之间。
9.一种显示屏，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的指纹模组，还包括显示面板和第二柔性电路板，所述第二柔性电路板与所述指纹模组相间隔地贴附于所述显示面板的非显示面，所述第二柔性电路板电连接于所述显示面板，所述第一柔性电路板电连接于所述第二柔性电路板。
10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求9所述的一种显示屏，还包括控制单元，所述第二柔性电路板电连接于所述控制单元。
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