CN108541319A - 支撑在刚性基板上的电子传感器 - Google Patents
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Abstract
传感器组件包括电路子组件包裹在其周围的刚性基板。电路子组件包括其上形成有导电迹线和互连件的柔性基板,并且当包裹在刚性基板周围时,导电迹线可以彼此重叠以形成电容式传感器元件。互连件将导电迹线连接到一个或更多个部件,例如附接到柔性基板的一部分的印刷电路板。传感器组件可以安装在形成在主机设备(例如智能电话)的主机设备面板中的开口中,传感器组件可选地被间隔件框架周边地围绕,并且被覆盖元件覆盖。电路子组件可以包括用于将传感器组件电连接到主机设备的电气部件的主机连接器片。
Description
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e),本申请要求以下申请的申请日的权益:2015年11月20日提交的临时专利申请序列号为62/258,284、2016年6月13日提交的临时专利申请序列号为62/349,256以及2016年8月12日提交的临时专利申请序列号为62/374,339,这些申请的相应公开内容通过引用并入本文。
公开领域
本公开描述了用于感测位于传感器附近或周围的对象的传感器,诸如指纹传感器,以及描述了用于将这样的传感器结合到主机设备(host devices)的面板中的方法和组件。
背景
在电子感测市场中,存在用于感测在给定位置处的对象的广泛的各种传感器。这样的传感器构造成感测对象的可检测的和/或可测量的特性,以便感测在传感器附近或周围的对象的存在以及正被感测的对象的其它特征和特性。这种“感测特性”可以包括各种可检测的特性,诸如电子特性、电磁特性、超声特性、热特性、光学特性等特性。
传感器可构造成通过测量参数,如温度、重量或各种散发物(如接近传感器或与传感器接触的对象的光子、磁或原子散发物)来被动检测对象的特性。这方面的示例是非接触式红外温度计,其检测对象散发的黑体辐射光谱,据此可以计算其温度。
其它传感器通过用刺激物(如电压或电流)直接激发对象,随后使用合成信号来确定对象的物理特性或电特性来进行工作。这方面的示例是流体检测器,其包括两个端子,一个端子用电压源激发介质,而第二个端子测量电流以确定导电流体(如水)的存在。
其它传感器通过电容进行操作并且包括形成电容元件阵列的电极布置。例如,某些指纹传感器包括以并排构造布置的第一组导体(例如,导电迹线或线)和以并排构造布置的第二组导体(例如,导电迹线或线),其中第二组导体与第一组导体横向重叠并且通过电介质与第一组导体隔开。电容感测元件形成在每个重叠部处,并且每个重叠部处的阻抗对接触感测元件或接近感测元件的对象的性质敏感。
近来的成就已经做到将传感器结合到主机设备的平坦面板中。例如,成就已经做到通过将传感器结合到玻璃面板,诸如设备的显示器和/或接口面板中以将电容指纹传感器结合到诸如智能电话和平板电脑的设备中。这样的传感器应当是尺寸稳定的,以使它们不相对于玻璃面板差别地膨胀或收缩,并且面板即使在传感器附近也应当具有平滑连续的外表面。此外,将导电感测元件和互连导体结合在连续面板的小部分中(这对于制造具有成本效益的传感器而言,可能是必需的)是一项挑战。
概述
以下内容给出了简化的概述,以便提供对本文所描述的一些方面的基本的理解。该概述并不是所要求保护的主题的广泛概述。其既不旨在确定所要求保护的主题的关键或决定性的元素,也不旨在勾画所要求保护的主题的范围。其唯一的目的是以简化的形式给出一些概念,作为后面给出的更详细的描述的序言。
本公开的方面体现在传感器组件中,该传感器组件包括具有相对的第一表面和第二表面的刚性基板;柔性基板;布置在柔性基板的第一部分上的第一导电迹线;布置在柔性基板的第二部分上的第二导电迹线;布置在柔性基板上的第一互连件(interconnects),每个第一互连件连接到第一导电迹线中的相关联的一个第一导电迹线;以及布置在柔性基板上的第二互连件,每个第二互连件连接到第二导电迹线中的相关联的一个第二导电迹线。
根据另外的方面,第一导电迹线大致彼此平行,第二导电迹线大致彼此平行,并且第一导电迹线被定向成横向于第二导电迹线。
根据另外的方面,第一互连件和第一互连件布置在其上的柔性基板的部分布置成围绕刚性基板的第一边缘延伸并覆盖(overlie)在刚性基板的第二表面的部分上,并且第二互连件和第二互连件布置在其上的柔性基板的部分布置成围绕刚性基板的第二边缘延伸并覆盖在刚性基板的第二表面的部分上。
根据另外的方面,导电迹线和导电互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在柔性基板上或嵌入到柔性基板中的导电材料。
根据另外的方面,导电材料包括选自包含铜、锡、银或金的材料的组中的材料。
根据另外的方面,刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
根据另外的方面,刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且刚性基板包括圆形的第一端部和第二端部。
根据另外的方面,柔性基板构造成当柔性基板包裹(wrapped)在刚性基板周围时,在尺寸和形状上符合刚性基板。
根据另外的方面,覆盖在刚性基板的第一表面上的第一导电迹线和覆盖在第一导电迹线和刚性基板的第一表面上的第二导电迹线形成传感器表面,并且传感器表面具有5μm或更小的平坦度。
根据另外的方面,刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且刚性基板的第一边缘和第二边缘是圆形的。
根据另外的方面,柔性基板围绕刚性基板的第一边缘和第二边缘延伸的部分与刚性基板的第一边缘和第二边缘接触。
根据可选的方面,柔性基板的围绕刚性基板的第一边缘和第二边缘延伸的部分形成工作环路(service loops),工作环路不与刚性基板的第一边缘和第二边缘接触。
根据另外的方面,刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
根据另外的方面,刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
根据另外的方面,柔性基板由电介质材料制成。
根据另外的方面,柔性基板是聚合物基的材料。
根据另外的方面,柔性基板具有在0.2GPa和20GPa之间的弹性模量。
根据另外的方面,柔性基板具有在2GPa和9GPa之间的弹性模量。
根据另外的方面,传感器组件还包括电路元件,电路元件在柔性基板的第一部分和第二部分之间布置在柔性基板上。第一互连件构造成将第一导电迹线连接到电路元件,第二互连件构造成将第二导电迹线连接到电路元件,并且电路元件和电路元件布置在其上的柔性基板的部分覆盖在刚性基板的第二表面上。
根据另外的方面,传感器组件还包括用于将传感器组件连接到主机设备的主机连接器片(tab)。
根据另外的方面,连接器片包括形成在柔性基板的部分上的导电连接器焊盘以及连接到连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
根据另外的方面,柔性基板通过粘合剂固定到刚性基板,并且柔性基板的第二部分通过粘合剂固定到柔性基板的第一部分。
根据另外的方面,粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联的环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
本公开的另外方面体现在一种组件中,其包括主机设备面板;传感器组件,其包括具有相对的第一表面和第二表面的刚性基板以及布置在刚性基板的第一表面上的传感器元件,其中传感器组件布置在形成于主机面板中的切口内;以及盖板,其布置在切口和传感器组件上方以便将传感器组件包围在切口内。
根据另外的方面,切口部分地穿过主机设备面板形成。
根据另外的方面,切口完全地穿过主机设备面板形成。
根据另外的方面,盖板的顶表面与主机设备面板的顶表面齐平。
根据另外的方面,盖板的顶表面相对于主机设备面板的顶表面凹陷。
根据另外的方面,盖板的顶表面突出在主机设备面板的顶表面上方。
根据另外的方面,主机设备面板和盖板由玻璃制成。
根据另外的方面,传感器组件还包括柔性基板,并且传感器元件包括布置在柔性基板上的导电迹线,并且传感器组件还包括连接到导电迹线的导电互连件。导电迹线和导电迹线布置在其上的柔性基板的部分覆盖在刚性基板的第一表面的至少一部分上,并且互连件和互连件布置在其上的柔性基板的部分围绕刚性基板的边缘延伸并覆盖在刚性基板的第二表面的至少一部分上。
根据另外的方面,该组件包括围绕切口的周界形成在主机设备面板中的凹陷的搁板状物(shelf),并且盖板就座在搁板状物中,搁板状物的形状对应于盖板的形状,并且搁板状物的深度对应于盖板的厚度。
根据另外的方面,切口具有符合传感器组件的形状的形状。
根据另外的方面,该组件包括间隔件框架(spacer frame),间隔件框架具有外周界和内周界,该外周界具有与切口的形状对应的形状,内周界具有与传感器组件的形状对应的形状,并且间隔件框架布置在切口内并且传感器组件布置在间隔件框架内。
根据另外的方面,盖板布置在间隔件框架的内周界内。
根据另外的方面,该组件还包括凹陷的搁板状物,该搁板状物围绕间隔件框架的内周界形成在间隔件框架中,并且盖板就座在间隔件框架的搁板状物上,搁板状物的形状对应于盖板的形状,并且搁板状物的深度对应于盖板的厚度。
根据另外的方面,盖板布置在间隔件框架的顶部上。
根据另外的方面,组件包括围绕间隔件框架的内周界形成在间隔件框架中的斜面。
根据另外的方面,盖板围绕间隔件框架的外周界倾斜。
根据另外的方面,盖板通过粘合剂固定到传感器组件。
根据另外的方面,粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联的环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
根据另外的方面,切口完全地穿过主机设备面板形成,间隔件框架包括从间隔件框架的下侧侧向向外延伸的下周边搁板状物,并且下周边搁板状物邻接主机设备面板的下表面。
根据另外的方面,间隔件框架由选自包含以下项的组的一种或更多种材料制成:可机械加工的或可模制的塑料、液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、导电聚合物、具有碳或石墨填料的聚合物、硅树脂基材料、聚合物泡沫、硅树脂泡沫、导电热塑性或热固性模塑化合物、导电泡沫和导电硅树脂。
根据另外的方面,组件的导电迹线包括布置在柔性基板的第一部分上的第一导电迹线和布置在柔性基板的第二部分上的第二导电迹线。
根据另外的方面,组件的第一导电迹线大致彼此平行,第二导电迹线大致彼此平行,并且第一导电迹线被定向成横向于第二导电迹线。
根据另外的方面,互连件包括与第一导电迹线相关联的第一互连件和与第二导电迹线相关联的第二互连件,第一互连件和第一互连件布置在其上的柔性基板的部分布置成围绕刚性基板的第一边缘延伸并覆盖在刚性基板的第二表面的部分上,并且第二互连件和第二互连件布置在其上的柔性基板的部分布置成围绕刚性基板的第二边缘延伸并覆盖在刚性基板的第二表面的部分上。
根据另外的方面,组件包括布置在柔性基板上的电路元件,互连件构造成将导电迹线连接到电路元件,并且电路元件和电路元件布置在其上的柔性基板的部分覆盖在刚性基板的第二表面上。
根据另外的方面,电路元件大致位于柔性基板的中心;第一导电迹线和第二导电迹线布置在柔性基板的相对于电路元件的相对端部上;并且第一导电互连件和第二导电互连件布置在柔性基板上。第一互连件将第一导电迹线连接到电路元件,并且第二互连件将第二导电迹线连接到电路元件。柔性基板包裹在刚性基板周围,使得电路元件布置在刚性基板的第二表面上,并且第一互连件和第二互连件围绕刚性基板的相对边缘从刚性基板的第二表面延伸到刚性基板的第一表面上,其中第一导电迹线和第二导电迹线重叠以在刚性基板的第一表面上方形成感测阵列。
本公开的另外方面体现在一种传感器组件中,该传感器组件包括具有相对的第一表面和第二表面的刚性基板;具有相对的第一表面和第二表面的柔性基板;第一导电迹线,其布置在柔性基板的第一表面的第一部分上;第二导电迹线,其布置在柔性基板的第一部分的第二表面上;以及电路元件,其布置在柔性基板的第二部分上。电路元件布置在柔性基板的第二部分的第一表面上,并且第一导电迹线和第二导电迹线电连接到电路元件。柔性基板包裹在刚性基板周围,其中柔性基板的第一部分和第二部分的第二表面分别面向刚性基板的第一表面和第二表面,柔性基板的第一部分以及布置在其上的第一导电迹线和第二导电迹线覆盖在刚性基板的第一表面上,并且柔性基板的第二部分和布置在其上的电路元件覆盖在刚性基板的第二表面上。
根据另外的方面,第一导电迹线大致彼此平行,第二导电迹线大致彼此平行,并且第二导电迹线被定向成横向于第一导电迹线。
根据另外的方面,传感器组件包括导电互连件,导电互连件与第一导电迹线和第二导电迹线中的每一个相关联并将第一导电迹线和第二导电迹线中的每一个连接到电路元件。
根据另外的方面,柔性基板的第一部分以及布置在其上的覆盖在刚性基板的第一表面上的第一导电迹线和第二导电迹线形成传感器表面,并且其中传感器表面具有5μm或更小的平坦度。
根据另外的方面,柔性基板的互连件的至少一部分布置在其上的部分布置成在工作环路中在第一表面和第二表面之间围绕刚性基板的边缘延伸,该工作环路不与边缘接触。
根据另外的方面,传感器组件包括通孔,通孔在柔性基板的第一表面和第二表面之间延伸穿过柔性基板,并且与第二导电迹线相关联的导电互连件的至少部分延伸穿过从柔性基板的第二表面到柔性基板的第一表面的通孔。
根据另外的方面,导电迹线和导电互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在柔性基板上的或嵌入到柔性基板中的导电材料。
根据另外的方面,导电材料包括选自包含铜、锡、银或金的材料的组中的材料。
根据另外的方面,刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
根据另外的方面,刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且其中,刚性基板包括圆形的第一端部和第二端部。
根据另外的方面,柔性基板构造成当柔性基板包裹在刚性基板周围时在尺寸和形状上符合刚性基板。
根据另外的方面,刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且刚性基板的第一边缘和第二边缘是圆形的。
根据另外的方面,刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
根据另外的方面,刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
根据另外的方面,柔性基板由电介质材料制成。
根据另外的方面,柔性基板是聚合物基的材料。
根据另外的方面,柔性基板具有在2GPa和9GPa之间的弹性模量。
根据另外的方面,柔性基板具有在0.2GPa和20GPa之间的弹性模量。
根据另外的方面,传感器组件包括用于将传感器组件连接到主机设备的主机连接器片。
根据另外的方面,主机连接器片包括:柔性基板的从刚性基板延伸部分;布置在柔性基板的延伸部分上的导电互连件;以及布置在柔性基板的延伸部分的一侧上的连接器插头,并且导电互连件从电路元件延伸到连接器插头。
根据另外的方面,传感器组件包括加强件,该加强件布置在柔性基板的延伸部分的与连接器插头相对的表面上。
本公开的另外的方面体现在一种传感器组件中,该传感器组件包括:刚性基板,其具有相对的第一表面和第二表面;柔性基板,其具有相对的第一表面和第二表面;第一导电迹线,其布置在柔性基板的第一部分上并且形成在柔性基板的第一部分的第一表面上;第二导电迹线,其布置在柔性基板的第一部分上并形成在柔性基板的第一部分的第二表面上,以及电路元件,其布置在柔性基板的第二部分上。第一导电迹线大致彼此平行,第二导电迹线大致彼此平行,并且第二导电迹线被定向成横向于第一导电迹线。第一导电迹线和第二导电迹线电连接到电路元件。柔性基板至少部分地包裹刚性基板周围,其中柔性基板的第一部分的第二表面面向刚性基板的第一表面,柔性基板的第一部分以及布置在其上的第一导电迹线和第二导电迹线覆盖在刚性基板的第一表面上,并且柔性基板的具有布置在其上的电路元件的第二部分从刚性基板延伸。
本公开的另外的方面体现在一种电子设备中,该电子设备包括:主机设备面板,其构造成提供界面和/或显示功能;指纹传感器,其布置在形成在主机设备面板中的凹陷(recess)或开口内;以及盖板,其布置在指纹传感器上方。指纹传感器包括具有相对的第一表面和第二表面的刚性基板;以及柔性电路子组件,其至少部分地包裹在刚性基板周围以便覆盖在第一表面和第二表面上。柔性电路子组件包括柔性基板,该柔性基板具有相对的第一表面和第二表面以及形成在柔性基板的第一表面和第二表面中的一个或两个上的第一导电迹线和第二导电迹线。第一导电迹线和第二导电迹线构造成使得柔性电路子组件包裹在刚性基板周围,第一导电迹线和第二导电迹线被定向成横向于彼此并且通过柔性基板的层彼此隔开。
根据另外的方面,电子设备包括移动电话、智能电话、台式电脑、膝上型电脑/笔记本电脑、平板电脑或瘦客户端设备。
当参考附图考虑下面的描述和所附权利要求时,本公开的主题的其它特征和特性以及操作的方法、结构的相关元件的功能以及部件的组合及制造的经济性将变得更明显,所有附图形成本说明书的一部分,其中相似的参考数字表示在各个图中的相应部分。
附图简要说明
包含在本文中并形成说明书的部分的附图图示了本公开的各种非限制性的实施方案。在附图中,共同的参考数字指示相同的或功能类似的元件。
图1是传感器组件的实施方案的顶部图;
图2示出了传感器组件的可选实施方案的顶部透视图。
图3是可选的传感器组件的底部透视图。
图4是穿过图2中的线4-4的传感器组件的横剖面。
图5是不具有柔性电路子组件的刚性基板的顶部透视图。
图6是柔性电路子组件的局部顶部平面视图。
图7是可选的柔性电路子组件的局部顶部平面视图。
图8是当电路子组件包裹在刚性基板周围时传感器组件的中间组件的顶部透视图。
图9是主机设备面板的局部顶部透视图,其中切口形成在主机设备面板中,用于接纳传感器组件。
图10是主机设备面板的分解的局部顶部透视图,其中传感器组件放置在切口中并且盖板布置在传感器组件和孔上方。
图11是主机设备面板的可选实施方案的分解的局部顶部透视图,主机设备面板具有形成在主机设备面板中的切口以及用于将传感器组件安装在切口内的间隔件框架。
图12是主机设备面板的分解的局部顶部透视图,其中图11的间隔件框架布置在切口内,传感器组件布置在间隔件框架内以及盖板布置在间隔件框架和传感器组件上方。
图13是间隔件框架的可选实施方案的横截面的透视图。
图14是主机设备面板的分解局部顶部透视图,其中图13的可选间隔件框架布置在切口内以及盖板布置在间隔件框架上方。
图15是间隔件框架的可选的实施方案的透视图。
图16是主机设备面板的局部横截面,其中盖板安装到主机设备面板,在传感器切口上方。
图17是主机设备面板的局部横截面,其中间隔件框架布置在切口内并且盖板安装到间隔件框架。
图18是主机设备面板的局部横截面,其中图13的间隔件框架布置在切口内并且盖板安装到间隔件框架。
图19是主机设备面板的局部横截面,其中图15的间隔件框架布置在切口内并且盖板安装到间隔件框架。
图20是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图21是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图22是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图23是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图24是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图25是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图26是传感器组件的可选实施方案的横截面。
图27是不具有柔性电路子组件的刚性基板的可选实施方案的顶部透视图。
图28是柔性电路子组件的柔性基板的顶部平面图。
图29A-29E示出了当图28的电路子组件包裹在图27的刚性基板周围时的一系列装配步骤。
图30A-30C示出了用于可选实施方案的当电路子组件包裹在刚性基板周围时的一系列装配步骤。
图31是主机设备面板的局部横截面,其中间隔件框架和传感器组件布置在切口内,并且盖板安装到间隔件框架并且相对于主机设备面板的顶表面凹陷。
图32是间隔件框架的可选实施方案的横截面的局部透视图。
图33是主机设备面板的局部横截面,其中图32的间隔件框架和盖板安装在间隔件框架内,在传感器组件上方。
图34是主机设备面板的局部横截面,其中间隔件框架和尺寸不足的(under-sized)盖板安装在间隔件框架内,在传感器组件上方。
图35是主机设备面板的局部横截面,其中间隔件框架和盖板安装在传感器组件上方并在间隔件框架内。
图36是具有双面板柔性电路子组件的传感器组件的实施方案的顶部透视图,该双面板柔性电路子组件仅包裹在刚性基板的相对的第一表面和第二表面上方。
图37是传感器组件的实施方案的顶部透视图,其中盖板被提升到传感器组件的上方。
图38是图36的传感器组件的底部透视图。
图39是图36-38的传感器组件的中间组件的顶部透视图。
图40是图39的中间组件的底部透视图。
图41是图39的中间组件的侧视图;
图42是双面板柔性基板子组件的可选实施方案的顶部平面视图。
图43是图36中所示的传感器组件的柔性电路子组件的顶部平面视图。
图44是图43的柔性电路子组件的底部平面视图。
图45是用两件式刚性基板构成的三面板式柔性基板的可选实施方案的顶部透视图。
图46是用两件式刚性基板构造的双面板柔性基板的可选实施方案的横截面视图。
图47是安装在主机设备面板中的传感器组件的可选实施方案的横截面。
图48是安装在主机设备面板中的传感器组件的可选实施方案的横截面。
图49是以横截面形式的局部透视图,示出了可操作地布置在电子设备中的传感器组件。
图50是底部透视图,示出了安装在主机设备面板内的传感器组件。
图51是横截面形式的底部透视图,示出了布置在主机设备面板内的传感器组件。
详细描述
虽然本公开的主题的各方面可以以各种形式来体现,但是以下描述和附图仅旨在公开如本主题的具体示例的这些形式中的一些。因此,本公开的主题不旨在限于如此描述和示出的形式或实施方案。
除非另有定义,本文使用的所有技术的术语、标记以及其它技术术语或用辞具有本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同意思。本文提及的所有专利、申请、公布的申请以及其它公布物通过引入以其整体并入。如果在本节中阐述的定义与通过引用并入本文的专利、申请、公布的申请以及其它公布物中阐述的定义相反或与其不一致,则相比于通过引用并入本文的定义,以在该节中阐述的定义为准。
除非另有说明或上下文另有所指,否则如本文中所使用的,“一(a)”或“一(an)”是指“至少一个”或“一个或更多个”。
本说明书在描述部件、装置、定位、特征或其一部分的位置和/或定向时可使用相对的空间和/或定向术语。除非特别声明,否则由说明书的上下文叙述的这样的术语(包括而不限于顶部、底部、以上、以下、在下面、在顶部、上面、下面、左侧、右侧、前面、后面、紧接、相邻、之间、水平、竖直、对角线、纵向、横向、径向、轴向等)用于方便指出附图中这样的部件、装置、定位、特征或其一部分且不旨在限制。
此外,除非另有声明,否则本说明书中提及的任何特定的尺寸仅代表体现了本公开的方面的设备的示例性实施,而不旨在限制。
术语“约”的使用适用于所有数值,无论是否明确地指出。该术语通常指的是本领域普通技术人员将认为在本公开的上下文中与所列举的数值(即,具有等同功能或结果)的合理偏差量的数字范围。例如,并不意在限制,该术语可以被解释为包括给定数值的±10%的偏差,只要这种偏差不改变最终功能或值的结果。因此,在如本领域普通技术人员将理解的一些情况下,约1%的值可以被解释为从0.9%至1.1%的范围。
如在本文所使用的,术语“相当大地(substantially)”和“相当大的(substantial)”指相当大的程度或限度。当与事件、环境、性质或特性结合使用时,这些术语可以指事件、环境、性质或特性精确地出现的情况以及事件、环境、性质或特性极接近地出现的情况,诸如解释在本文中所描述的实施方案的典型容差水平或可变性。
如本文中所使用的,术语“任选的”和“任选地”意味着随后描述的事件、环境、特性、结构、部件等可以或可以不出现,并且该描述包括其中事件或环境出现的情况以及其中其不出现的情况。
本公开涉及用于检测接近放置的对象的传感器组件。在实施方案中,传感器是检测放置在传感器组件的感测表面上手指的表面特征(例如,脊(ridges)或谷(valleys))的指纹传感器。在实施方案中,传感器组件基于可包括驱动元件和拾取元件的一组元件之间的交互作用运行。在一个实施方案中,拾取元件可以耦合到驱动元件以感测来自驱动元件的最终到达拾取元件的信号。在传感器是指纹传感器的实施方案中,传感器组件可检测在传感器表面上的特定位置是恰好在指纹的脊之下还是恰好在指纹的谷之下。
在一个实施方案中,传感器组件是电子传感器。在实施方案中,传感器组件是检测放置在传感器组件上的感测表面上的手指的表面特征(例如,脊或谷)的指纹传感器。在实施方案中,电子传感器基于包括驱动元件和拾取元件的电极对之间的交互作用运行。在实施方案中,拾取元件可电容地耦合到驱动元件,以感测从驱动元件传送到拾取元件的电子信号。
其它传感器实施方案可以根据信号反射的原理来运行,由此将传输信号(例如,超声波信号或红外信号)指向对象,反射信号被捕获和表征,并且对象的特征和特性,例如表面特征(例如,指纹脊和谷)基于所捕获的信号的特性来确定。
接近放置的对象的特征可基于传感器是否检测到在拾取元件处所接收到的信号中的改变来检测。在电子传感器为指纹传感器的实施方案中,传感器可检测在传感器表面上的特定位置是恰好在指纹的脊之下还是恰好在指纹的谷之下。与指纹的相应的谷相比,指纹的脊通常提供通过人体的对于接地电位的相对较低阻抗的路径。因此,如果指纹脊接触拾取元件,其可明显地衰减在拾取元件处所检测到的信号。相反,如果拾取元件恰好在指纹的谷之下,则在拾取元件处所检测到的信号通常将具有较少衰减。因此,本实施方案中的电子传感器可基于在拾取元件处所检测的信号在指纹脊和指纹谷之间进行区分。
在实施方案中,电子传感器形成网格,以检测在多个位置处的接近放置的对象的表面特征。该网格包括多个导电驱动迹线或线以及多个导电拾取迹线或者线,该多个导电驱动迹线或线各自可连接到能够产生固定或可变振幅的单频、多频或二进制序列的脉冲的驱动源,该多个导电拾取迹线或者线被定位成横向(优选地大体上垂直)于驱动线。优选地,驱动线大体上彼此平行,并且优选地,拾取线大体上彼此平行。驱动线通过绝缘(例如,电介质)层与拾取线隔开。在各种实施方案中,使驱动线与拾取线隔开的绝缘电介质层包括粘合剂材料,或包括多于一个绝缘电介质层,包括多于一个绝缘电介质层,其中绝缘电介质层中的一个是粘合剂层,或者包括多于一个柔性绝缘电介质层,其中层中的一个是粘合剂层。在实施方案中,使驱动线与拾取线隔开的绝缘电介质层具有大体上均匀的厚度。
因此,每个驱动线可通过电介质层电容地耦合到拾取线。在该实施方案中,驱动线可形成网格的一个轴线(例如,X轴),而拾取线形成网格的另一轴线(例如,Y轴)。驱动线和拾取线重叠的每个位点可以形成阻抗敏感电极对,由此驱动线和拾取线的重叠部分形成由一个或更多个电介质层隔开的电容器的相对板。该阻抗敏感电极对可被视为像素(例如,X-Y坐标),在该像素处检测接近地放置的对象的表面特征。网格形成可共同产生接近放置的对象的表面特征的概图的多个像素。例如,网格的像素可以测定其中触碰电子传感器的手指表面的脊特征和谷特征的位置。概图可用作与储存在数据库中的脊/谷图案进行匹配的识别图案。在标题为“Electronic imager using an impedance sensor grid array andmethod of making”的美国专利号8,421,890以及标题为“Biometric sensing”的美国专利号8,866,347中讨论了具有重叠的驱动线和拾取线以及驱动、感测和扫描电子设备的指纹传感器的另外细节,这些专利的相应公开内容通过引用以其整体并入。用于对提高采用包括由电介质隔开的重叠的驱动线和拾取线的传感器网格的测量原理的灵敏度的设备、方法和电路(包括驱动、感测、扫描和降噪电子设备)的进一步的改进和增强在标题为“Fingerprint Sensor Employing an Integrated Noise Rejection Structure”的美国专利申请第14/582,359号中进行了描述,该专利申请的公开内容通过引用以其整体并入。
在一个实施方案中,传感器网格可以包括拾取线和导电驱动通孔,通孔布置在诸如方形网格的网格上,每个拾取线与多个驱动通孔重叠,驱动通孔与拾取线通过第一绝缘电介质层隔开,并且拾取线与第一绝缘电介质层的第一表面接触。在该实施方案中,导电驱动通孔形成从第二电介质层的第一表面到第二电介质层的第二表面的导电路径。第二电介质层的第一表面邻近第一绝缘电介质层的第二表面定位。驱动通孔电连接到位于第二电介质层的第二表面上的驱动线或驱动平面。
在一个实施方案中,传感器网格可以包括传感器元件(例如,驱动线和拾取线,或者驱动通孔和拾取线),该传感器元件位于一个或更多个基板(诸如,例如柔性基板)上,该一个或更多个基板可以折叠在自身上以形成网格阵列,其中隔开的传感器线被定向成横向于彼此并且柔性基板的部分在线之间形成电介质。不同传感器线的交叉位置产生感测位置,以用于收集对象的特征和/或特性的信息,诸如,例如指纹的脊和谷的图案。
在一个实施方案中,传感器网格可以包括传感器元件,其位于隔开的基板上,该隔开的基板直接地或通过另一个不同的基板电互连至彼此(例如,通过互连到包含用于传感器功能的适当电子元件的半导体封装基板)。在该实施方案中,隔开的基板可以用可隔开的连接器、或者用焊接工艺、或者用导电粘合剂、或者通过本领域技术人员通常已知的其它方式进行电互连。
在一个实施方案中,驱动线和拾取线不以相互导电的方式电相交或连接;它们形成具有间隔的阻抗感测电极对,该间隔允许驱动线投射电场以及拾取线接收电场,消除对不同的电极结构的需要。该两条线与隔开这些线的散布的电介质交叉固有地产生阻抗感测电极对。因此,传感器构造成激活两个一维传感器线以获得识别对象的特征和/或特性的信息的一个像素。
因此,本文描述的传感器设备可以利用形成在驱动元件和拾取元件(例如驱动线和拾取线,或者驱动通孔和拾取线,或者驱动线和通孔以及拾取线的组合)之间的交叉处的固有阻抗感测电极对。在操作中,每个驱动元件(例如,驱动线和/或驱动通孔)发射的电场可以通过使接近或围绕每一次正被特定交叉位置感测的区域的驱动元件和拾取元件接地而进一步进行聚焦。这限制了如果其它驱动元件和拾取元件同时感测电场时可能发生的干扰。多于一个的电极对可以同时地被感测。然而,在分辨率是重要因素的情况下,可能优选的是避免感测彼此太靠近的电极对以避免干扰并在特定分辨率下保持感测对象特征方面的精度。为了本描述的目的,“固有电极对”是指使用在驱动元件和拾取元件交叉位置中的每一个位置处形成的阻抗感测电极对。
在一个示例中,传感器线可以包括在一层上的驱动线和在另一层上的拾取线,其中这些层以允许隔开的传感器线、驱动线和拾取线彼此交叉的方式位于彼此之上以在每个交叉位置处形成阻抗感测电极对。这些交叉位置提供各自聚焦的电子拾取位置或像素、或电极对,其中可以捕获对象的特征和/或特性的多个各自的数据点。高度的场聚焦归因于固有电极对的小的尺寸以及由无源板提供的高密度的相邻接地。柔性基板可以具有第二基板,该第二基板构造成具有逻辑或处理器电路,以用于利用传感器线发送和接收信号以电子地捕获与对象有关的信息。
在操作中,所选定的驱动线,例如通过电压源进行激活,并且选定的拾取线连接到诸如放大器/缓冲器电路的接收电路,使得由有源驱动线发射的合成电场可以被有源拾取线捕获。电场穿过中间电介质绝缘层从驱动线延伸到拾取线。如果存在对象,则电场的部分或全部可被对象吸收,改变拾取线接收电场的方式。这改变了由拾取线和接收电路捕获和处理的合成信号,并且因此指示了对象的存在,并且可以通过处理该信号来感测和识别对象的特征和特性以确定在每个交叉位置(即像素)处被改变的所接收信号的相对数量。该处理可以通过某种形式的逻辑电路或处理电路来完成。
在其它实施方案中,驱动驱动线的信号可以是复信号、变频、二进制序列和/或幅值或其它信号。这将使得传感器能够利用变化的信号或复信号从不同角度分析对象的特征和/或特性。该信号可以包括不同频率和/或幅值的同时信号,其将产生在由对象部分或完全吸收之后以不同方式变化的合成信号,指示对象的不同特征和特性。该信号可以包括不同的音调、构造为啁啾声渐变(chirp ramps)的信号以及其它信号。处理或逻辑电路可以然后用于传播来自合成信号的各种信息和数据点。
在操作中,可以将变化的信号或复信号施加到驱动线,并且拾取线将接收待处理的合成电场。逻辑或处理电路可以构造成处理合成信号,例如在同时使用信号的情况下分离出不同的频率,使得可以从不同的角度获得对象的特征和/或特性。
给定可以在各个对处(individual pairs)激活的像素的网格,每个像素可以以多种方式来捕获。在一个实施方案中,驱动线可以被激活,并且横跨在有源驱动线上方的拾取线可以按顺序接通和关断以捕获像素线。该顺序可以按扫描顺序运行。在此,通过将第一驱动线连接到信号源来激活第一驱动线,并且然后一次将一条拾取线连接到捕获电路,诸如放大器/缓冲器电路,来自在两条线的交叉处形成的像素的信息被捕获,并且然后拾取线断开并被连接到接地电位。然后,按顺序处理下一个像素,然后再处理另一个像素,直到横跨有源驱动线的拾取线的整个阵列被处理。驱动线然后被去激活,并且另一条驱动线被激活,并且拾取线通过将它们连接到捕获电路而利用该有源驱动线被再次扫描。这些可以一次一个地按顺序完成,可以同时处理若干不相邻的像素,或者对于给定的应用,其它的变化是可能的。在处理了像素网格后,则将可能呈现对象信息。
在一个实施方案中,基板可以是例如柔性聚合物基的基板。一个示例是聚酰亚胺薄膜,例如广泛用于例如在打印机墨盒和其它设备中使用的柔性电路中的DuPont带条,或者Ube DuPont 带条。另一个示例是聚酯薄膜,如其广泛用于低成本的柔性印刷电路中。封装可以包括这种柔性基板,其中驱动线可以位于基板的一侧上,并且拾取线可以位于基板的相对侧上。
驱动线在相对于拾取线的方向上可以是大致正交的,并且可以大体上垂直于拾取线。根据一个实施方案,设备可以构造成具有位于绝缘电介质基板的相对侧上或周围的驱动线和拾取线,其中这三个部件的组合提供电容性质。驱动线可以被激活以将电场驱动到对象上,或驱动到对象中或在围绕对象驱动电场。
在该描述中,包括在实施方案和示例的描述中,将提及术语平行、垂直、正交和相关的术语和描述。不意味着这些描述是完全限制性的,本领域技术人员也将不会理解这些描述是完全限制性的。相反,实施方案扩大至驱动线、拾取线、基板或相关结构的各种定向和构造,并且还还扩大至组件的各种组合和排列、它们的放置、距彼此的距离以及传感器的不同组件的顺序。尽管实施方案涉及构造成具有多个驱动和拾取线的传感器,该多个驱动和拾取线在像素位置处大致彼此交叉并且构造成检测附近对象的存在以及其它特征和特性,但是实施方案不限于任何特定构造或定向,但仅限于所附权利要求、所附权利要求的等同物,以及在本申请和相关申请及其等同物中提交的未来权利要求。
此外,将参照拾取迹线、驱动迹线、拾取线、拾取板、驱动线、驱动板以及诸如此类的,但将理解的是,对迹线、线或板的各种参照可以互换地使用,并且可以不将实施方案限于这些部件的任何特定形式、几何形状、横截面形状、变化的直径或横截面尺寸、长度、宽度、高度、深度或其它物理尺寸。而且,可以实现更复杂的部件以改善根据实施方案所构造的设备的性能,诸如,例如小的65、45、32或22纳米传导线或碳纳米管,其可以使得组件更容易地适应其中小尺寸和形状以及低功率是所需要的特性和特征的应用。本领域技术人员将理解,在不脱离实施方案的精神和范围的情况下,这些尺寸可以在不同的应用中变化,并且在一些应用中甚至可以改善性能或降低功耗。
还将参考迹线和传感器线,诸如传感器驱动线或迹线以及传感器拾取线或迹线,以及它们之间和彼此之间的方向。例如,将描述大体上平行的驱动线。这些驱动线旨在被描述为由导电材料(诸如铜、锡、银、镍、铝或金或其合金)构成的形成、蚀刻、沉积、电镀或印刷到基板上的平行导电线。本领域的技术人员将理解,由于大多数的任何制造过程中的固有缺陷,这种导电线本质上很少是“完美的”,并因此在实践中并不完全平行。因此,它们被描述为“大体上平行”。不同的应用可能将传感器线中的一些构造成甚至是不平行的,使得这些线对于线的一部分可以平行出现,并且线可能必要地偏离平行以便与设备的其它组件连接以进行操作,或者以便在基板上按规定路线行进或围绕该基板按规定路线行进(线在其上形成或形成迹线)。类似地,隔开的线的阵列可被描述为正交或垂直,其中驱动线大体上正交于或垂直于拾取线。本领域技术人员将理解,各种线可以不完全彼此垂直,并且它们可以构造成在特定应用中以不同角度偏离垂直或以其它方式交叉。它们也可以是部分垂直的,其中驱动线的部分可以大体上垂直于拾取线的对应部分,并且不同线的其它部分可以偏离垂直以便在基板上按规定路线行进或围绕基板按规定路线行进或者连接到设备的其它部件以进行操作。
驱动线和拾取线可以由一个或更多个处理器控制以使得能够经由驱动线将信号传输到对象,经由拾取线接收来自对象的合成信号,并且处理合成信号以界定对象图像。一个或更多个处理器可以连接在一个整体式部件中,其中驱动线和拾取线被包含在包括处理器的封装中。在另一个实施方案中,驱动线、拾取线和基板可以单独地装配在封装中,其中封装可以连接到控制总体系统功能的系统处理器。
在另一个实施方案中,传感器可以构造成以不同频率驱动信号,因为大多数对象(尤其是人体组织和器官)的阻抗将随频率而大大地变化。为了测量感测对象的一个或更多个频率下的复阻抗,接收器必须还能够测量相位以及幅值。在一个实施方案中,从给定的阻抗感测电极对生成的合成信号可以由变化的频率产生,在本领域中称为跳频,其中接收器被设计为跟踪随机、伪随机或非随机的频率序列。该实施方案的变型可以是称为啁啾的线性或非线性频率扫描。在这样的实施方案中,可以非常有效地测量连续频率范围的阻抗。
本文公开的传感器组件包括包裹在大体上刚性的基板周围的柔性传感器子组件。传感器子组件包括柔性基板,传感器元件布置在柔性基板上。在本文描述的实施方案中,传感器子组件包括电路子组件,其中柔性基板包括柔性电介质基板,柔性电介质基板可以是聚合物基的基板,例如或并且传感器元件包括多个导电迹线,该多个导电迹线由诸如铜、锡、银、镍、铝或金的合适的导电材料制成,被形成、蚀刻、沉积、电镀、印刷或以其它方式施加到或嵌入到柔性基板中。在一个实施方案中,传感器元件包括布置在柔性基板的第一部分上或嵌入柔性基板的第一部分中的多个第一导电迹线以及布置在柔性基板的第二部分上或嵌入柔性基板的第二部分中的多个第二导电迹线。优选地,第一导电迹线彼此并排地布置而不接触彼此并且可以大致彼此平行。类似地,第二导电迹线优选彼此并排地布置而不接触彼此并且可以大致彼此平行。第一导电迹线定向成横向于第二导电迹线,并且可以大致垂直于第二导电迹线。
在本文中设想的其它传感器子组件中,传感器元件可以包括超声波、热、光学等传感器,其布置在合适的柔性基板上并且构造成包裹在刚性或大体上刚性的基板周围。
刚性基板包括第一平面表面和相对的第二平面表面。电路子组件包裹在刚性基板周围,使得第一导电迹线和第一导电迹线位于其上的柔性基板的部分形成覆盖在刚性基板的第一表面上的第一层,并且第二导电迹线和第二导电迹线位于其上的柔性基板的部分形成覆盖在第一层上的第二层。第一层和第二层彼此覆盖,使得第一导电迹线定向成横向于第二导电迹线,并且在各种实施方案中,可以大致垂直于第二导电迹线,并且使得第一导电迹线与第二导电迹线通过至少一层柔性基板隔开。第二导电迹线与下面的第一导电迹线重叠的每个位置形成可以被视作像素的阻抗敏感电极对。
在各种实施方案中,电路子组件还可以包括电路元件,诸如控制器芯片(也被称为驱动器芯片),其可以包括集成电路,诸如专用集成电路、或ASIC、或者分立电子电路,集成电路安装到柔性基板并且通过第一迹线互连件连接到第一导电迹线并且通过第二迹线互连件连接到第二导电迹线。ASIC可以体现为构造成生成电压或电流信号源的信号源元件、用于选择性地将信号源连接到第一迹线或第二迹线中的每个迹线、缓冲器和放大器的开关元件,以及用于选择性地将第一或第二迹线中的另一个迹线的每个迹线连接到缓冲器和放大器的开关元件,由此缓冲器和放大器产生指示由迹线捕获的选择性地连接到该迹线的电场的特性(诸如量值)的信号。
在一个实施方案中,电路元件、第一导电迹线和第二导电迹线以及第一迹线互连件和第二迹线互连件布置在柔性基板的第一侧上,并且柔性电路子组件围绕刚性基板包裹,使得柔性基板的第一侧以及布置在其中的电路元件、迹线和互连件从刚性基板面向外部。在可选实施方案中,在将柔性基板包裹在刚性基板周围之后,将电路元件布置在柔性基板的第一侧上并互连到柔性基板的第一侧。在可选实施方案中,电路元件,第一导电迹线和第二导电迹线以及第一迹线互连件和第二迹线互连件布置在柔性基板的第一侧上,并且柔性子组件围绕刚性基板包裹,使得柔性基板的第一侧以及布置在其中的电路元件、迹线和互连件朝向刚性基板面向内部。在该可选实施方案中,袋形部或切口可形成在刚性基板的接收电路元件的一个表面中。
在可选实施方案中,第一导电迹线和第二导电迹线以及第一迹线互连件和第二迹线互连件布置在柔性基板的第一侧上,并且电路元件布置在柔性基板的大体相对的第二侧上。柔性基板包裹在刚性基板周围,使得柔性基板的第一侧以及布置在其中的迹线和互连件朝向刚性基板面向内部。柔性基板的第二侧上的电路元件通过柔性介电基板中的开口(例如孔或通孔)电连接到第一迹线互连件和第二迹线互连件。在不同的实施方案中,形成在柔性基板中的孔或通孔可在空间上对应于电路元件上的互连端子,以便于利用焊料、导电粘合剂、导线结合或其它合适的方式在电路元件和迹线互连件之间穿过柔性基板的互连。
示例性传感器组件的具体细节在图1-4中被示出。
图1示出传感器组件10的实施方案的顶部透视图。传感器组件10包括刚性基板20,电路子组件40包裹在刚性基板20上。也如图6中所示,电路子组件40包括柔性基板42、多个第一导电迹线46和多个第二导电迹线52a、52b。为了避免使附图混乱,多个第一迹线中仅一个第一迹线用参考编号46标记,并且多个第二迹线中的每一个第二迹线用参考编号52a和52b标记。在一个实施方案中,第二导电迹线52a、52b覆盖在刚性基板20的第一(顶部)表面22上的第一导电迹线46的部分上,并且因此第一导电迹线在图1中仅沿传感器组件10的一个边缘可见,从而形成覆盖在顶表面22(即,在虚线67和虚线69之间的上表面上的区域)上的传感器区域68。因此,第一导电迹线46和第二导电迹线形成传感器组件10的传感器元件,用于例如电容性地感测与传感器区域68的至少一部分相邻或接触的对象。
在可选实施方案中,电路子组件40可以被包裹成导电迹线46覆盖在导电迹线52a、52b上。
在电路子组件40的另一个实施方案中,导电迹线52a和导电迹线52b可以在柔性基板42的一个边缘上固结成一组,并且不相间交叉。
在所图示的实施方案中,刚性基板具有矩形块(或方形或立方体)的形状,但这不应被认为是限制刚性基板的可能的可选形状。
图2是传感器组件10'的可选的实施方案的顶部透视图。传感器组件10'与图1中所示的传感器组件10大致相同。传感器组件10'和传感器组件10'之间的一个区别在于,传感器组件10’的电路子组件40'另外包括主机连接器片58,其从刚性基板20的端部侧向延伸,以用于将传感器组件10'连接到主机设备,诸如计算机,智能电话等。主机连接器片58也可以用安装在其上的刚性连接器来扩展。
在实施方案中,主机连接器片58可用于使用可分离的电连接器将传感器组件互连到主机。例如,两件式板对板连接器的头部(header)可以被表面安装地装配到主机连接器片58并且可以互连到安装在跳线柔性电路上或直接安装在该主机设备的印刷电路板(例如主逻辑板)上的该两件式连接器的插座,(或者反之亦然:两件式连接器的插座可以安装在主机连接器片58上,并且两件式连接器的头部可以安装在跳线柔性板或主逻辑板上)。可选地,主机连接器片58可以包括镀金引线,该镀金引线被插入并互连到安装在主机设备中的柔性或刚性印刷电路上的零插入力(“ZIF”)连接器。
对于没有主机连接器片的传感器组件的实施方案,传感器组件可以通过布置在电路子组件上并向外暴露在传感器组件上的连接器元件(例如连接器焊盘)电连接到主机设备。
如图1和图2中所示,在传感器组件的实施方案中,电路子组件40、40'包括两组第二迹线互连件54a、54b。为了避免使附图混乱,每组互连件中的第二迹线互连件中仅一个第二迹线互连件用参考编号54a或54b标记。第二导电迹线52a、52b交替地连接到第二迹线互连件54a或54b中的一个,其中每个第二导电迹线52a连接到相关联的第二迹线互连件54a、并且其中每个第二导电迹线52b连接到相关联的第二迹线互连件54b。每个第二导电迹线52a在其第一端部处连接到相关联的第二迹线互连件54a,并且每个第二导电迹线52b在其相对的第二端部处连接到相关联的第二迹线互连件54b。通过使在第二连接导电迹线52a、52b的端部之间的连接交替,第二迹线互连件54a的一半可以布置在传感器组件10、10'的一端部上,并且第二迹线互连件54b的另一半可以布置在传感器组件10、10'的相对端部上。在传感器组件的端部之间分开第二迹线互连件54a、54b,允许传感器区域68在传感器组件10、10’上大致居中。然而,本领域技术人员将认识到,在可选实施方案中,第二导电迹线52可以全部在相同的端部连接到第二迹线互连件。
图3是传感器组件10'的底部透视图。如图中所示,电路子组件40'包括电路元件56,该电路元件56布置在刚性基板20的与第一导电迹线46和第二导电迹线52a、52b布置在其上的表面相对的表面上。电路元件56可以是控制器芯片(包括,例如如美国专利第8,421,890号、美国专利第8,866,347号和美国专利申请第14/582,359号中所描述的驱动电子器件、感测电子器件、扫描电子器件、降噪电子器件),该控制器芯片可以包括集成电路,诸如专用集成电路、或ASIC,或者其可以包括分立电子电路。电路元件56可以是倒装芯片,其通过已知的覆晶薄膜(“COF”)技术安装到柔性基板42上或使用传统芯片带线或TAB结合技术正面朝上安装。围绕刚性基板20的一个边缘延伸的第一导电迹线46通过以会聚方式构造的第一迹线互连件46连接到电路元件56,使得电路元件56可以制造得比刚性基板20更小。第二迹线互连件54a、54b将第二导电迹线(图3中未示出)连接到电路元件56。
主机连接器片58从柔性基板42的边缘延伸。主机连接器片58包括导电连接器焊盘72,导电连接器焊盘72通过连接器片互连件60连接到电路元件56。为了避免使附图混乱,仅标记了连接器焊盘72中的一个,并且仅标记了连接器片互连件60中的一个。
在一个实施方案中,图1中所示的传感器组件10的底部视图将与图3中所示的视图基本上相同,除了图1的传感器组件10不包括主机连接器片58。
在可选实施方案中,电路子组件40不包括电路元件56,而是提供了用于将迹线46、52a、52b和互连件48、54a、54b连接到远程定位的电路的连接器,该远程定位的电路可以包括位于远离传感器组件的主机设备中的电路元件。
参考图5,其是刚性基板20的示例性构造的顶部透视图,在所图示的实施方案中,基板包括第一表面22(例如,顶表面)、第二表面24(例如,与顶表面相对并且任选地与顶表面平行的底表面)、分别相对的第一边缘26和第二边缘28(在右侧和左侧,相应地如图5中所示)、第一端部32和第二端部34。基板20还包括在第一表面和第二表面以及第一边缘和第二边缘之间的过渡处的角部30a、30b、30c、30d。优选地,角部30a-d是圆形的,以便当电路子组件40包裹在刚性基板20周围上时避免切断或撕裂电路子组件40,并且当电路子组件40包裹在基板20周围上时避免横越刚性基板20的角部的导电迹线和互连件上的过度应力。
刚性基板20在第一表面22和第二表面24之间的厚度以及传感器组件10、10'的整体厚度不是关键的。刚性基板和传感器组件应足够厚以便是稳健和坚固的,如特定的预期应用所要求的。
优选地,刚性基板20由玻璃或陶瓷材料或一些其它合适刚性的、大体上非柔性的、热稳定且尺寸稳定的材料(其可以以所需要的方式容易地机加工或以其它方式成形)形成。
在不同的实施方案中,接地/屏蔽层可以沉积在刚性基板20的部分上(例如,沉积在第一表面22和/或第二表面24上)。在电路子组件40包裹在刚性基板周围之前,可以通过导电墨水或真空沉积或电镀来施加这种层。
作为矩形块(或方形或立方体)的可选方案,刚性基板200可以具有诸如图27中所示的形状,具有第一表面202(例如顶表面)、第二表面204(例如,与顶表面相对并且任选地与顶表面平行的底表面)、分别相对的第一边缘206和第二边缘208以及圆形的第一端部210和圆形的第二端部212。
图6是未被包裹的电路子组件40的部分顶部平面视图。在实施方案中,电路子组件40关于对称线62大体上对称,图6中仅示出电路子组件40的一半。
电路子组件40包括柔性基板42,柔性基板42可以是柔性聚合物基的电介质材料,例如或聚酰亚胺。在不同的实施方案中,电路子组件40包括电路元件56,电路元件56大致居中地布置在柔性基板42上。柔性基板42可以是聚酰亚胺或其它合适的柔性材料,其具有约12-50μm的厚度,在基板的平面中具有相对较高的弹性模量(即,杨氏模量),例如Ube 或在约8-9GPa的范围内的弹性模量的类似材料。可选地,柔性基板42可以包括诸如具有2-3GPa的典型的弹性模量的的材料。因此,柔性基板42可以具有在至少约2-9GPa范围内的值的弹性模量,并且在一些实施方案中,可以具有在至少约8-9GPa范围内的值的弹性模量。设想了具有约2±1GPa、3±1GPa、4±1GPa、5±1GPa、6±1GPa、7±1GPa、8±1GPa或9±1GPa的弹性模量的柔性基板。在不同的实施方案中,柔性基板具有0.2-20GPa的弹性模量。
在一个实施方案中,多个第一导电迹线46布置在柔性基板42的一个部分上在电路元件56的一侧上,该电路元件56大致位于柔性基板42的中心,并且多个第二导电迹线52a、52b形成在柔性基板42的第二部分上在电路元件56的相对侧上。第一导电迹线46以并排的构造进行布置以便彼此不接触并且可以布置成大体上彼此平行。类似地,第二导电迹线52a、52b也以并排的构造布置以便彼此不接触并且可以大体上彼此平行。第一导电迹线46被布置成横向于第二导电迹线52,并且可以大致垂直于第二导电迹线52。
第一导电迹线46通过相关联的第一迹线互连件48各自连接到电路元件56。为了避免使附图混乱,仅标记了第一迹线互连件48中的一个第一迹线互连件。第二导电迹线52a通过相关联的第二迹线互连件54a各自连接到电路元件56。在所图示的实施方案中,相关联的第二迹线互连件54a连接到每隔一个第二导电迹线52a的端部。每隔一个交替的第二迹线52b通过相关联的第二迹线互连件54b(图6中未示出)连接到电路元件56。第一导电迹线和第二导电迹线46、52a、52b以及第一迹线互连件48和第二迹线互连件54a、54b可以由合适的导电材料制成,诸如铜、锡、银、镍、铝或金并且形成、蚀刻、沉积、电镀或印刷(例如,通过已知的光刻技术)到柔性基板42上或嵌入到柔性基板42中。包括第一导电迹线46的电路子组件40的部分和其上布置有第一导电迹线46的柔性基板42的部分界定第一层44。类似地,包括第二导电迹线52a、52b的电路子组件40的部分和其上布置有第二导电迹线52a、52b的柔性基板42的部分界定第二层50。
应注意的是,在不同的实施方案中,除其独特的位置和定向之外,第一导电迹线和第二导电迹线46、52a、52b和相关联的互连件48、54a、54b之间可能没有实质的物理区别。换句话说,每个互连件48可以简单地是形成相关联的导电迹线46的导电材料的延续,并且每个互连件54a、54b可以简单地是形成相关联的导电迹线52a、52b的导电材料的延续。在本公开的上下文中,术语“传感器元件”或“导电迹线”(或线或板)是指形成、蚀刻、沉积或印刷或嵌入到柔性基板42中的导电材料的一部分,该部分定位成以便形成传感器组件10中的全部或部分传感器元件,并且术语“互连件”是指形成、蚀刻、沉积或印刷或嵌入到柔性基板42中的导电材料的一部分,该部分不形成传感器元件的任何部分,而是提供相关联的传感器元件或导电迹线与另一电气部件(例如电路元件)之间的电连接。
图7示出了电路子组件40’的可选实施方案。电路子组件40’与图6中所示的电路子组件40大体上相同。电路子组件40'与电路子组件40的不同之处在于它包括主连接器片58。在一个实施方案中,主机连接器片58包括由合适的导电材料(例如铜、锡、银或金或合金)制成的导电连接器焊盘72,导电连接器焊盘72形成、蚀刻、沉积、电镀、印刷或以其它方式施加到或嵌入到柔性基板42的延伸部74中。片互连件60将每个连接器焊盘72连接到电路元件56。如同图6所示的电路子组件40一样,尽管电路子组件40’可以包括或可以不包括从柔性基板42的两侧延伸的附加主机连接器片,但电路子组件40’关于对称线62大体上对称。
图6和图7中所示的电路子组件40和40'具有符合矩形刚性基板20的大致矩形的形状。在其中刚性基板具有非矩形形状的可选实施方案中,诸如图27中所示的刚性基板200,电路子组件214可以具有符合的形状,如图28中所示的。电路子组件214具有第一面板216、第二面板218和第三面板220。在一个实施方案中,第二面板218(中心面板)将覆盖在刚性基板200的第二(例如,下部)表面204上,第一面板216将覆盖在刚性基板200的第一(上部)表面202上,并且第三面板220将包裹在刚性基板200周围并覆盖在刚性基板200的第一面板216和上部表面202上。每个面板可具有如虚线矩形222、224、226所表示的大致矩形部分以及符合刚性基板200的圆形端部210、212的圆形端部228、230、232、234、236、238。面板216与面板218之间的连接部分240以及面板218和面220之间的连接部分242覆盖在刚性基板200的边缘206、208上。图29A-E图示了用于将电路子组件214包裹在刚性基板200周围以形成传感器组件240的示例性顺序。
电路子组件214的变型可以包括主机连接器片,其类似于图7中所示的电路子组件40'的主机连接器片58。
在一个实施方案中,电路子组件214包括布置在第一面板216上的多个第一导电迹线(未在图28中示出,但可以大体上类似于图6中所示的导电迹线46)、布置在中心面板218上的电路元件(未在图28中示出,但是可以大体上类似于图6中示出的电路元件56),以及形成在第三面板220上的多个第二导电迹线(未在图28中示出,但是可以大体上类似于图6中所示的导电迹线52a、52b)。第一导电迹线可以通过第一迹线互连件(未在图28中示出,但可以大体上类似于图6中示出的第一迹线互连件48)连接到电路元件,并且第二导电迹线可以通过第二迹线互连件(未在图28中示出,但可以大体上类似于图6中示出的第二迹线互连件54a、54b)连接到电路元件。
在具有另外不同形状的实施方案250中,如图30A-30C中所示,柔性电路子组件256的第二面板260(中心面板)覆盖在刚性基板252的第二(例如,下部)表面上,电路子组件256的第一面板262覆盖在刚性基板252的第一(上部)表面254上,并且第三面板258覆盖在刚性基板252的第一面板262和上部表面254上。
应注意的是,并不要求电路子组件的柔性基板具有与其围绕包裹的刚性基板的形状和尺寸相符的形状和尺寸。在不同的实施方案中,电路子组件的柔性基板可以小于刚性基板,由此使刚性基板的未被电路子组件覆盖的部分留在最终的被包裹的传感器组件中。
图8是传感器组件10的中间组件的顶部透视图。如图8中所示,为了装配传感器组件10,将电路子组件40包裹在刚性基板20周围,使得电路子组件40的第一层44覆盖在刚性基板20的第一表面22上,并且第一导电迹线46延伸跨过刚性基板20的位于刚性基板20的第一边缘26和第二边缘28之间的第一表面22。
电路子组件40在基板20的角部30c和角部30d周围围绕第一折叠线64a和第二折叠线64b(参见图6和7)折叠并且在第二表面24上方包裹在刚性基板20下方,使得电路元件56和第一迹线互连件48和第二迹线互连件54a、54b覆盖在刚性基板20的第二表面24上,第二表面24与第一导电迹线46布置在其上的表面相对(见图3)。然后,电路子组件40在角部30a和角部30b周围围绕折叠线64c、64d(参见图6和图7)折叠,使得电路子组件40的第二层50在刚性基板20的第一表面22上方延伸,如图18中所示。电路子组件40最终包裹在基板20周围,使得电路子组件的第二层50覆盖在第一层44上。
电路子组件40可以通过合适的粘合剂,例如可以以片材形式获得的压敏粘合剂(“PSA”)固定到刚性基板20或经由可能小于10μm厚的掩模沉积和紫外光被施加,施加到柔性基板42(与刚性基板20接触的柔性基板的一侧)。在电路子组件制造期间,PSA可以被预附加到柔性基板42。PSA可以是丝网印刷的紫外光固化的PSA,其在制造期间沉积在柔性基板42上以将电路子组件40附接到刚性基板20并且在包裹期间附接到其本身。PSA可以以“电路输出”包裹构造附接到柔性基板42的非电路侧。通过使用B级片材粘合剂或结合层粘合剂将电路子组件40固定到刚性基板20上,在制造期间“粘性层压”到电路子组件上,以将电路子组件粘合到刚性基板上并且在包裹期间使用压力和温度粘合到其自身。其它合适的粘合剂包括丙烯酸基的热固性粘合剂,如DuPont Pyralux LF或Pyralux FR片材粘合剂或结合层粘合剂。
在不同的实施方案中,将电路子组件40固定到刚性基板20的粘合剂可以包括高弹性模量/高度交联的环氧型热固性粘合剂和/或具有颗粒填料、纳米填料或其它填料的粘合剂以进一步增加粘合剂的弹性模量。在不同的实施方案中,这种粘合剂填料也可用于调整粘合剂的其它性质。例如,给定厚度的粘合剂对传感器的信噪比可能具有负面影响。具有高介电常数的刚性填料可以降低给定厚度的粘合剂对信噪比的这种负面影响。示例性的材料及其介电常数包括氧化锆(Dk 26)和钛酸钡锶(Dk 72至200)。
图4是穿过图2中所示的线4-4的传感器组件10或10'的横截面。图4的比例仅用于说明目的,并不一定代表实际传感器组件的比例。
如所示,固定到柔性基板42的部分的电路元件56覆盖在刚性基板20的第二表面24上。例如,利用具有一个或更多个特性,诸如上面所述特性的粘合剂,包括第一导电迹线46的第一层44(在图4中示出了以横截面示出的单个导电迹线)覆盖在刚性基板20的第一表面22上并固定到刚性基板20的第一表面22。柔性基板42和第一导电迹线46围绕刚性基板20的边缘(例如边缘28)朝向第二表面24延伸,并且第一迹线互连件48将第一迹线46连接至电路元件56。包括柔性基板42的部分和第二导电迹线52a、52b的第二层50覆盖在第一层44和刚性基板20的第一表面22上。例如,第二层50可以用具有一个或更多个特性(诸如上面所述特性的粘合剂)固定到第一层44。柔性基板42围绕刚性基板20的相对边缘26朝向下表面24延伸并且第二迹线互连件(例如54b)从第一表面22围绕边缘26延伸至下表面24,在下表面中它们连接到电路元件56。
因此,通过将柔性电路子组件40包裹在刚性基板20周围而构造的传感器组件包括刚性基板20的顶表面22上的栅格结构和位于刚性基板20的底表面24上的电路元件56,其中可以用作驱动线的重叠的第一迹线46线和可以用作通过柔性基板42隔开的拾取线的第二迹线52a、52b,其中迹线46通过第一互连件48连接到电路元件56并且第二迹线52a、52b通过第二互连件54a、54b连接到电路元件56。在操作中,用作驱动线的选定的第一迹线46通过电路元件56内的开关元件将有源驱动线连接到电路元件56内的信号源来进行激活,而与有源第一迹线相邻的至少第一迹线未连接到信号源并可以接地。用作拾取线的选定的第二迹线52a或52b通过电路元件56中的开关元件连接到电路元件56内的接收电路(例如放大器/缓冲器电路),使得由有源驱动线发射的合成电场可以被有源拾取线捕获。电场通过柔性基板42的中间电介质绝缘层从驱动线46延伸到拾取线52a或52b。
正如下面将要描述的,传感器组件将被平坦的盖板(例如玻璃板盖)覆盖。本文中描述的传感器组件(例如传感器组件10)的通常需要的性质是实现刚性基板和柔性电路子组件的层(例如在第二层50、第一层44和刚性基板20的第一表面22之间)与将由盖板覆盖的传感器组件的平坦顶表面之间的紧密包裹。表面的“平坦度”,即表面上没有几何偏差或不规则性或翘曲,有时可以用其“光滑度”或其推论的“粗糙度”来表征。传感器组件非常平坦的顶表面的益处在于,盖板的表面是自身非常平坦的。如果传感器组件的支撑(顶)表面不像盖板那样平坦,则盖板可能以其它方式停留在“峰状物”(即,传感器组件的表面中的表面不均匀性)的顶部上,同时桥接谷(根据界定,谷是未被支撑的区域)、块形部(或“桥”)或空气泡。如果由于传感器组件的顶部和盖板的底部之间的空隙而导致盖板未被传感器组件充分地支撑,则当从手指或其它撞击源将点压力或持续的压力施加在盖板上时,盖板可能发生偏转。
从机械强度角度来看,对平坦度的要求部分取决于盖板如何附接到传感器组件。例如,诸如环氧树脂的液体或糊状粘合剂可以填充任何非平坦区域并使其平面化,从而防止盖板和传感器组件之间的空隙,使得盖板每个地方都有效地得到良好支撑。
另一方面,即使粘合剂可以有效地使传感器组件表面平面化,这仍然将导致从盖板的顶部到传感器表面的顶部的距离的可变性,并且因此导致指纹到传感器网格之间的距离的可变性。理想地,使手指表面和感测元件之间的总距离最小化。因此,虽然较厚的可流动粘合剂层将更有效地使盖板下方的传感器组件的表面平面化,但这样厚的粘合剂层可能导致信号质量下降,例如信噪比下降。在不同的实施方案中,传感器组件和盖板之间的粘合剂厚度小于10μm,并且在一些实施方案中可以小于25μm。
在一个实施方案中,采用液体/糊状类型环氧树脂粘合剂以将柔性电路子组件固定到自身并固定到刚性基板,并且在粘合剂固化期间使用合适的工具/夹具以使所得到的传感器组件表面的平坦度最大化。在不同的实施方案中,围绕刚性基板(例如刚性基板20)和传感器组件(例如传感器组件10)的平坦顶表面的电路子组件(例如,电路子组件40)的紧密包裹可以使用平板层压或等静压层压来实现。平板层压指的是这样的过程,即,利用两个重板,其中相对的表面被压在一起以及在其间具有部件,从顶部和底部将压力定向地施加到该部件。等静压层压指的是这样的过程,即,例如在高压釜(空气压力)或静水压力机(水压力)中,压力从各个方向均等地施加到部件上。
在平板层压或等静压层压过程中,传感器组件的顶表面(即传感器表面)抵靠非常平坦的光滑板(例如,玻璃,抛光钢等)放置,并且压力施加在传感器表面和光滑的平板之间,使得传感器表面被“强压”成符合光滑平板的平坦构造。平板层压或等静压层压可以与使用可流动粘合剂(例如液体或糊状粘合剂,例如环氧树脂)组合地使用,该可流动粘合剂可以在附接期间和在固化周期的开始阶段流动以平面化。施加在传感器表面和平板之间的压力也可以迫使电路子组件的层之间和/或电路子组件和刚性基板之间的鼓泡挤出。平板层压过程可以包括真空压力机,由此在施加压力之前真空被抽出以排空结合线(即,被结合的两个对象之间的粘合剂的层)。同样,在等静压层压压力机中,例如高压釜压力机,部件被放入真空袋中,在施加压力之前真空袋被排空。将待被层压的部件放置在真空袋中有助于从正被结合的部件之间排出空气,并有助于从粘合剂结合线移除气泡(即,被困住的空气)。围绕部件塌缩的真空袋也倾向于容纳粘合剂,以在施加压力期间帮助防止其被挤出,因为由于真空其符合该部件。如果等静压压力机是水静力类型的,则真空袋还可以防止水接触该部件。
在一些实施方案中,平坦度是2μm(表面中低点和高点之间的最大距离),并且在一些实施方案中,平坦度可以小于5μm。
在图20中所示的可选构造中,图20是可选传感器组件10”的横截面,电路子组件40在包裹刚性基板20”周围之前被倒置。也就是说,电路子组件40包裹在刚性基板20”周围,使得电路元件56、第一迹线46、第二迹线52a、52b、第一互连件48和第二互连件54b面对刚性基板20”。可以在刚性基板20”中形成切口21,互连件48和互连件54b面对刚性基板20”的第二表面24”,并且第一迹线46和第二迹线52a、52b面对刚性基板20”的第一表面22”。图20还示出了另一变型,在该变型中,包括第一导电迹线46和第一导电迹线46布置在其上的柔性基板42的部分的第一层44覆盖在包括第二导电迹线52a、52b和第二导电迹线布置在其上的柔性基板42的部分的第二层50上。即,在第一方向(例如刚性基板的纵向)上延伸的迹线,并形成第一或第二层迹线,而在另一方向(例如刚性基板的宽度方向)上延伸的迹线可形成另一层。
图21和图22示出了用于围绕刚性基板包裹柔性电路子组件(例如,40或40')的可选构造。图21和图22是传感器组件的横截面。为了简单起见,在图21和图22中未示出通常布置在电路子组件上的导电部件,例如导电迹线和导电互连件以及电路元件;仅示出了包裹在刚性基板周围的柔性基板。
在图21中,柔性基板42围绕刚性矩形基板20包裹,使得柔性基板42不接触基板的相对的第一边缘26和第二边缘28,与例如图4和图20中所示的实施方案对照,在图4和图20中柔性电路子组件40(或40')紧密地包裹在刚性基板20周围,使得电路子组件大致与刚性基板的相对边缘26、28接触。相反,在图21的实施方案中,柔性基板42(即,电路子组件)更松散地包裹在刚性基板20周围,使得其形成邻近边缘26的工作环路41和邻近28的工作环路43。柔性基板42的部分覆盖在基板20的第一表面22和第二表面24上并接触基板20的第一表面22和第二表面24。使柔性电路子组件更松散地包裹以形成工作环路41、43可以是有利的,因为与当电路子组件紧密地包裹在具有直边缘和相对尖锐的角部的矩形刚性基板时相比,它减小了柔性基板42以及导电迹线和互连件中的弯曲半径和相关联的应力。
在图22中,刚性基板20″′具有平坦的第一表面22″′和相对的平坦的第二表面24″′。代替第一表面22″′和第二表面24″′之间的直边缘,刚性基板20具有圆的边缘26″′和28″′。如图22中所示,柔性基板42(即,电路子组件)围绕刚性基板22″′包裹,其中柔性基板41、43的部分完全或部分地接触圆形边缘26″′和28″′。
图23是传感器组件110的可选实施方案的横截面。传感器组件110包括包裹在刚性基板112周围的柔性电路子组件114。刚性基板112可以包括由玻璃或陶瓷制成的矩形、方形或立方体块,或者其可以包括具有圆形的边缘的相对的第一表面和第二表面的块,如图22中所示以及如上面所描述的。柔性电路子组件114包括如图23中通过导电层118所表示的布置在柔性基板116的第一侧上的第一导电迹线和第二导电迹线以及第一迹线互连件和第二迹线互连件和布置在柔性基板116的相对的第二侧上的电路元件124。第一导电迹线和第二导电迹线以及第一迹线互连件和第二迹线互连件可以大体上如上面所述以及例如在图6中所示出地进行构造和布置。
具有导电层118的柔性基板116包裹在刚性基板112周围,使得导电层118布置在其上的柔性基板的第一侧向内面向刚性基板112。柔性电路子组件114可以通过上面所描述的粘合技术固定到刚性基板112。柔性基板116的第二侧上的电路元件124通过柔性基板116中的开口120(例如孔或通孔)电连接到导电层118,(即,电连接到第一迹线互连件和第二迹线互连件)。在不同的实施方案中,形成在柔性基板116中的开口120可以在空间上对应于电路元件124上的互连件端子(未示出),以促进通过使用焊料、导电粘合剂、导线结合或其它合适方式在电路元件和迹线互连件之间穿过柔性基板的互连(总体上用122表示)。开口120使得能够互连到柔性基板116的第一表面上的适当的迹线互连件。
另外,由柔性基板116中的开口120暴露的迹线互连件的表面可适合于接纳电路元件124与导电层118内的互连件之间的互连件装置122。例如,铜迹线可以用有机可焊性防腐剂处理或者用镍和金进行电镀,以通过使用焊料或导电粘合剂实现与电路元件124的可靠的低电阻互连。开口120可以是未被电镀的孔,其提供通向互连件迹线的背侧的入口,其中这些迹线已经附接到柔性基板116。本实施方案中的未被电镀的开口可以用于允许互连件到互连件迹线的入口孔的目的,并且还可以用作阻焊剂,在使用回流焊接工艺将电路元件124附接到互连件迹线的情况下防止焊料桥接。
图24示出了传感器组件130的可选实施方案的横截面。传感器组件110包括柔性电路子组件134,该柔性电路子组件134穿过刚性基板132并且围绕刚性基板132部分地包裹。刚性基板132可以包括由玻璃或陶瓷制成的矩形、方形或立方体块,或者其可以包括具有圆形的边缘的相对的第一表面和第二表面的块,如图22中所示以及如上面所描述的。在不同的实施方案中,柔性电路子组件134可以包括上面所描述的柔性电路子组件40、40'或114。为了简单起见,图24中未示出通常布置在电路子组件134上的导电部件,例如导电迹线和导电互连件以及电路元件;仅示出了柔性基板136和刚性基板132。
刚性基板132包括狭槽138、140,狭槽138、140在边缘142、144内部在第一表面146和第二表面148之间延伸。柔性基板136(即,柔性电路子组件)从第二表面148穿过狭槽138、140并且在第一表面146上方进行包裹。狭槽138、140的下端部和上端部可以在138a、138b、140a、140b处是圆形的以避免当柔性基板136穿过狭槽138、140进行包裹时切断或撕裂柔性基板136,并且避免横越狭槽138、140的上角部和下角部的导电迹线和互连件上的过度应变。
柔性电路子组件134可以通过上面所描述的粘合技术固定到刚性基板132。
图24的实施方案避免了刚性基板的边缘角是圆角的需要,由此允许传感器组件130上的紧容差玻璃边缘。
图25示出了传感器组件150的可选实施方案的横截面。传感器组件150包括部分地包裹在刚性基板152周围的柔性电路子组件154。与之前描述的具有具备至少三个面板(一个面板覆盖刚性基板的第一表面,而两个面板彼此重叠并且覆盖刚性基板的第二表面)的柔性电路子组件的传感器组件对照,传感器组件150的柔性基板154具有两个面板,一个面板覆盖刚性基板152的顶表面和底表面中的每一个。
诸如集成电路芯片之类的电路元件未在图25中示出,虽然传感器组件150可以包括这样的电路元件。刚性基板152可以包括由玻璃或陶瓷制成的矩形、方形或立方体块,或者其可以包括具有圆边缘的相对的第一表面和第二表面的块,如图22中所示以及如上面所描述的。电路子组件154包括柔性基板156,柔性基板156具有布置在柔性基板156的公共部分的相对侧上的第一导电迹线158和第二导电迹线160。第一导电迹线可以包括多个导电线,该多个导电线由合适的导电材料(例如铜、锡、银、镍、铝或金)制成,并且形成、蚀刻、沉积、电镀或印刷(例如通过已知的光刻技术)在柔性基板156上或嵌入到柔性基板156中,并且彼此并排地布置,优选地彼此不接触,并且可以大致彼此平行。类似地,第二导电迹线可以包括多个导电线,该多个导电线由合适的导电材料制成,并且彼此并排地布置,优选地彼此不接触,并且可以大致彼此平行。第一导电迹线被定向成横向于第二导电迹线,并且可以大致垂直于第二导电迹线。
电路子组件154部分地包裹在刚性基板152周围,使得布置在柔性基板156的第一端部的相对表面上的第一迹线158和第二迹线160覆盖在刚性基板152的第一表面162上,柔性基板156的中间部分仅包裹在刚性基板152的一个边缘166周围,并且柔性基板156的第二端部(在其上可安装一部分,例如电路元件)覆盖在刚性基板152的第二表面164上。因此,不是具有第一导电迹线和第二导电迹线、导电互连件和布置在柔性基板的同一侧上的电路元件(ASIC),如同在上面所描述的柔性电路子组件中一样,柔性电路子组件154包括布置在柔性基板156的相对表面上的第一迹线158和第二迹线160。
柔性电路子组件154可以通过上面所描述的粘合技术固定到刚性基板152。而且,尽管在图25中未示出,当安装在主机设备面板中时,传感器组件150可以用盖板(例如本文所描述的任何盖板)覆盖,并且可以安装在间隔件框架内,例如本文中描述的任何间隔件框架。
如同其它实施方案一样,传感器组件150可以具有2μm的平坦度(表面中的低点和高点之间的最大距离),并且在一些实施方案中,顶表面,也被称为传感器表面(即,刚性基板152的第一表面162以及布置在覆盖在第一表面162上的柔性基板156的第一端部的相对表面上的第一迹线158和第二迹线160)上的平坦度可以小于5μm。
图26示出了传感器组件170的可选实施方案的横截面。传感器组件170包括分别固定到刚性基板172的第一表面171和第二表面173的第一柔性电路子组件174和第二柔性电路子组件176。诸如集成电路芯片之类的电路元件未在图26中示出,虽然传感器组件170可以包括这样的电路元件。刚性基板172可以包括由玻璃或陶瓷制成的矩形、方形或立方体块,或者其可以包括具有带圆边缘的相对的第一表面和第二表面的块,如图22中所示以及如上面所描述的。第一电路子组件174包括柔性基板178,柔性基板178具有布置在柔性基板178的相对的侧上的第一导电迹线180和第二导电迹线182。第一导电迹线180可以包括多个导电线,该多个导电线由合适的导电材料(例如铜、锡、银、镍、铝或金)制成并且形成、蚀刻、沉积、电镀或印刷(例如通过已知的光刻技术)在柔性基板178或嵌入到柔性基板178中,并且彼此并排地布置,优选地彼此不接触,并且可以大致彼此平行。类似地,第二导电迹线182可以包括多个导电线,该多个导电线由合适的导电材料制成,并且彼此并排地布置,优选地彼此不接触,并且可以大致彼此平行。第一导电迹线180被定向成横向于第二导电迹线182,并且可以大致垂直于第二导电迹线182。
第二柔性电路组件174可以包括沉积在柔性基板184上的各种导体186、188和190。在一个实施方案中,导体186可以包括用于将传感器组件连接到一个或更多个外部部件的连接焊盘,导体188可以包括接地导体,并且导体190可以包括连接到通孔192的互连件。
第一柔性电路子组件174可以包括通孔198(例如,盲通孔),其延伸穿过柔性基板178,用于将位于柔性基板178的上表面上的第一导电迹线180连接到位于柔性基板178的下表面上的焊盘,这些焊盘电连接到延伸穿过刚性基板172的通孔192。
第二柔性电路子组件176可以包括通孔199(例如盲通孔),其延伸穿过柔性基板184,用于将位于柔性基板184的上表面上的导体(例如,导体188和/或190)连接到位于柔性基板184的下表面的导体(例如,导体186)。
第一柔性电路子组件174和第二柔性电路子组件176可分别通过包含上面所描述粘合技术的第一粘合层和第二粘合层194、196固定到刚性基板172。
铜或烧结铜-玻璃导电通孔192(高温稳定性)将第一迹线和第二迹线180、182连接到第二柔性电路子组件176的导电元件(例如端子186和互连件188和互连件190)。虽然图26中仅示出了八(8)个通孔192,但是在不同的实施方案中,一个通孔与每个导电迹线180、182相关联。第二柔性电路子组件176的导电元件使用导电粘合剂、各向异性导电膜或焊料,例如热棒焊接,互连到通孔192。
在图9、图10和图16中示出了将传感器组件10(或10’)安装到主机设备中的方式。图9是主机设备的主机设备面板80的局部顶部透视图,其中在主机设备面板80中形成切口82,用于接纳传感器组件。切口82可以部分或完全地延伸穿过主机设备面板80。图10是主机设备面板80的分解的局部顶部透视图,其中传感器组件10放置在切口82中并且盖板86布置在传感器组件10和切口82上方。图16是主机设备面板80的局部横截面,其中盖板86安装到主机设备面板80,在传感器切口82上方并且传感器组件在附图中被省略。
当安装在切口82中时,传感器组件10(或10’)可以接触部分地延伸穿过主机设备面板80的盲切口的底部或定位在盲切口的底部的上方。如果切口被形成为完全地穿过主机设备面板80,则传感器组件10(或10’)的底部可与主机设备面板80的底表面齐平、在主机设备面板80的底表面上方凹陷或延伸到其下方。因此,传感器组件和盖板可以与主机设备面板的顶部齐平,而传感器组件突出超过主机设备面板的底部。传感器组件和盖板可以与顶表面齐平,并且传感器组件可以与主机设备面板的底表面齐平。传感器组件和盖板可以从主机设备面板的顶表面和底表面凹陷,或这些的任何组合,这取决于客户工业设计要求,以及需要什么来具有足够稳健的传感器组件。
在传感器组件10(或10’)的底部与主机设备面板80的底表面齐平或在主机设备面板80的底面的上方凹陷的情况中,可以提供附加的闭合面板以包围切口的底部开口。
主机设备面板80可以包括玻璃面板,玻璃面板形成主机设备的显示屏幕或界面屏幕(例如,触摸屏)或一些其它表面。传感器切口82形成在设备面板80中并且优选地形成为符合传感器组件10的尺寸和形状。可以在传感器切口82中提供电连接以用于将传感器组件10(或10')连接到主机设备。凹陷的搁板状物84可以围绕切口82的周界形成。搁板状物84下方的切口82的深度可以符合传感器组件10、10'的厚度。盖板86可以具有与搁板状物84的形状相对应的形状,并且放置在搁板状物上并且例如通过粘合剂,诸如本文所描述的粘合剂保持在该处,将盖板86固定到搁板状物84以及固定到布置在切口82内的传感器组件,以便将传感器组件10包围并固定在切口82内。盖板86可以由与主机设备面板80相同的材料(诸如玻璃)制成。盖板86的厚度可以对应于搁板状物84的深度,使得盖板86的顶表面优选地与主机设备面板80的顶表面齐平。可选地,盖板86的厚度可以小于搁板状物84的深度,使得盖板86的顶表面相对于主机设备面板80的顶表面凹陷,或者盖板86的厚度可以大于搁板状物84的深度,使得盖板86的顶面突出到主机面板80的顶表面上方。
盖板86和主机设备面板80可以是透明的或半透明的。
图31中示出了凹陷的安装机构的示例。在图31中,传感器组件276布置在形成于主机设备面板270中的贯通形成的切口272中,其中传感器组件276的底端部在主机设备面板270的下表面271下方突出。所图示的构造是示例性的;传感器组件可以布置在部分地穿过主机设备面板形成的盲切口中。盖板280定位在传感器组件276上方,在主机设备面板270的顶表面273下方凹陷的位置中。这样的凹陷构造可以是有利的,因为它有助于将使用者的手指导引到传感器表面上的正确位置,并且其可以通过防止比切口的宽度或长度大的对象与盖板接触来保护传感器组件和盖板免受潜在的破坏性冲击。如由274所示,切口的边缘可以是倾斜的,或者可以是圆形的以避免可能导致使用者手指不适的尖锐边缘,并且进一步帮助将使用者的手指导引到相对于传感器表面的适当位置。切口边缘的倾斜也可以去除在加工过程期间在切口边缘处形成的碎屑和微裂纹。
在不同的实施方案中,将盖板固定到传感器组件的顶(传感器)表面的粘合剂是与用于或可用于将电路子组件固定到刚性基板的粘合剂相同的粘合剂。如上面所描述,合适的粘合剂包括压敏粘合剂(“PSA”)(以片材形式可获得,被丝网印刷,或经由掩模沉积来施加,可能小于10μm厚并且是紫外光可固化的)、B级片材粘合剂或结合层粘合剂。示例性的合适的粘合剂包括丙烯酸基热固性粘合剂,例如DuPont Pyralux LF或Pyralux FR片材粘合剂或结合层粘合剂。将盖板固定到传感器表面的粘合剂可以包括高弹性模量/高度交联的环氧型热固性粘合剂和/或具有颗粒填料、纳米填料或其它填料以进一步增加粘合剂弹性模量的粘合剂。再次,在不同的实施方案中,这种粘合剂填料也可用于调整粘合剂的其它性质,例如具有高介电常数的刚性填料材料,以减少粘合剂厚度对信噪比的负面影响。
在图11、图12和图17中示出了将传感器组件10(或10’)安装到主机设备中的可选方式。图11是主机设备面板80的分解的局部顶部透视图,主机设备面板80具有形成在主机设备面板80中的切口90以及用于将传感器组件安装在切口90内的间隔件框架或成形垫圈88。图12是主机设备面板80的分解的局部顶部透视图,其中间隔件框架88布置在切口90内,传感器组件10布置在间隔件框架88内以及盖板92布置在间隔件框架88和传感器组件10上方。图17是主机设备面板80的局部横截面,其中间隔件框架88布置在切口90内并且盖板92在切口90上方安装到间隔件框架88(传感器组件从图17中省略)。
在一个实施方案中,间隔件框架88具有大致矩形形状(或者可选地方形形状),其具有在尺寸和形状上符合传感器组件10的内周界87和在尺寸和形状上符合切口90的外周界89。间隔件框架88可以由易于形成所需形状的尺寸稳定的材料制成,例如可加工或可模制塑料,例如液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或其它通常模制的或机加工的工程聚合物。导电聚合物可用于间隔件框架,以便提供静电放电(“ESD”)泄放,以保护传感器免受ESD损害。尽管上面列出的材料不是本征导电聚合物,但它们可以用合适的填料(例如碳或石墨等)制成导电。示例性配方和制造商包括RTP公司(RTP ESD C-1000)、Westlake塑料公司(Propylux CN-P导电聚丙烯)、Westlake塑料公司(Pomalux CN-P导电共聚物缩醛)和PolyOne公司(StatTech NN-20CF)。间隔件88还可以是使用包覆成型工艺形成在适当位置中的垫圈,包覆成型工艺在适当位置中来形成并设计成填充容差间隙。
传感器组件10布置在间隔件框架88内,并且传感器组件10和间隔件框架88的组合布置在切口90内。盖板92具有与切口90的形状相对应的形状,并且布置在间隔件框架88的顶表面上,在间隔件框架88和传感器组件10上方。切口90的深度可对应于间隔件框架88和盖板92的组合厚度,使得盖板92的顶表面与主机设备面板80的表面齐平。间隔件框架88的厚度可以对应于传感器组件10或10'的厚度。可选地,切口90的深度可以大于间隔件框架88和盖板92的组合厚度,使得盖板92的顶表面相对于主机设备面板80的顶表面凹陷,或者切口90的深度可以小于间隔件框架88和盖板92的组合厚度,使得盖板92的顶表面突出到主机设备面板80的顶表面上方。
间隔件框架88可以通过粘合剂保持在切口90内,例如环氧树脂基的粘合剂或本文中所描述的或者以其它方式具有本文中所描述的性质的其它粘合剂。优选地,间隔件框架的尺寸符合切口90的尺寸,然而在间隔件框架88的外周界89和切口90之间可以提供小的间隙以适应粘合剂结合力。在一个实施方案中,间隔件框架88可以略小于切口90,并且然后在装配期间被加热以使间隔件框架扩大以将其保持在适当位置中用于胶合。
传感器组件10可以通过流入间隔件框架88和传感器组件10或10'之间的小间隙中的具有非常低的粘度的液体粘合剂(例如本文中所描述的粘合剂)固定到间隔件框架88。可选地,传感器组件10可通过“过盈配合”固定到间隔件框架88,由此具有玻璃、陶瓷或其它刚性基板20的传感器组件在受控压力下被推入到间隔件框架88中。间隔件框架88可以由可承受某种弹性变形的材料(诸如塑料)制成,使得框架机械地“弯曲(gives)”以允许传感器组件被压入到框架中。
在各种实施方案中,为间隔件框架选择顺应性的材料,使得框架可以用作减震器以使因冲击对盖板和/或传感器组件的潜在损害最小化。示例性的材料包括弹性体,例如硅氧烷基材料、聚合物泡沫,例如Rogers 开孔或闭孔泡沫、硅氧烷泡沫,例如Rogers泡沫等。
在各种实施方案中,间隔件框架由导电和顺应的材料制成,诸如导电热塑性或热固性模塑化合物、导电泡沫、导电硅树脂等。
可选地,可以通过“过盈配合”将传感器组件固定到间隔件框架,由此选择在升高的温度下软化的间隔件框架材料,例如具有低玻璃化转变温度的聚合物材料或低熔点热塑性聚合物,使得可以在升高的温度下执行插入,使得间隔件更容易地机械地拉伸或“弯曲(gives)”以允许传感器组件被压入到紧密配合的间隔件框架中,然后在冷却时提供更紧密和可靠的配合。可选地,可以选择间隔件框架材料,该间隔件框架材料相对于传感器组件具有不同的热膨胀系数并且通过加热或冷却间隔件框架和传感器组件中的一个或两个,可以实现较松散配合以易于装配,当组件恢复到室温时产生紧密而可靠的配合。
盖玻璃92可以通过合适的粘合剂固定到间隔件框架88,并且在一些实施方案中还固定到传感器组件10。如上面所描述,合适的粘合剂包括压敏粘合剂(“PSA”)(以片材形式可获得,被丝网印刷,或经由掩模沉积来施加,可能小于10μm厚并且是紫外光可固化的)、B级片材粘合剂或结合层粘合剂。示例性的合适的粘合剂包括丙烯酸基热固性粘合剂,例如DuPont Pyralux LF或Pyralux FR片材粘合剂或结合层粘合剂。将盖板固定到传感器表面的粘合剂可以包括高弹性模量/高度交联的环氧型热固性粘合剂和/或具有颗粒填料、纳米填料或其它填料以进一步增加粘合剂弹性模量的粘合剂。再次,在不同的实施方案中,这种粘合剂填料也可用于调整粘合剂的其它性质,例如刚性填料材料,其具有高介电常数以减少粘合剂厚度对信噪比的负面影响。
图35中示出了可选间隔件框架300,图35是主机设备面板302的局部横截面,其中间隔件框架300布置在完全延伸穿过主机设备面板302的切口308内,插入件304(例如,传感器组件)位于切口308内以及盖板306安装在间隔件框架300内(与图17的实施方案中的在间隔件框架的顶部上相反)。
盖板306和主机设备面板302可以是透明的或半透明的并且可以由玻璃制成。间隔件框架300可以由本文中所描述的用于形成间隔件框架的任何材料形成。间隔件框架可以构造和安装成使得盖板306与主机设备面板302的顶表面303(如所示)齐平,相对于顶表面303凹陷或在顶表面303上方突出。
图35中图示的构造是示例性的;传感器组件可以布置在部分地穿过主机设备面板形成的盲切口中。诸如间隔件框架300、盖板306和插入件304的各种部件可以通过粘合剂(诸如环氧树脂基的粘合剂或本文中描述的或以其它方式具有本文中描述的性质的其它粘合剂)固定到主机设备面板302和/或固定到彼此。
图32和图33中示出了可选的间隔件框架282。切口284穿过主机设备面板286形成,间隔件框架282布置在切口284内,插入件283(例如,传感器组件)位于切口284内,并且盖板288安装在间隔件框架282内。盖板288和主机设备面板286可以是透明的或半透明的并且可以由玻璃制成。间隔件框架282可以由本文中所描述的用于形成间隔件框架的任何材料形成。
间隔件框架282具有下周边搁板状物290,其从间隔件框架282的下侧侧向向外延伸,并且部分地或完全地围绕间隔件框架的周界延伸。当安装时,搁板状物290围绕切口284的下周界邻接主机设备面板286的下表面285。在制造主机设备面板以及将间隔件框架282安装到切口284期间,搁板状物290可充当“硬止动件”以确保间隔件框架282未插入到切口284中太远。间隔件框架282的下搁板状物290也可以充当减震器以消除对框架和/或盖板288的任何冲击。
搁板状物290上方的间隔件框架282的高度可以对应于主机设备面板的厚度,使得间隔件框架的顶部与主机设备面板290的顶表面齐平,使得布置在间隔件框架282的盖板288与主机设备面板286的顶表面287齐平。可选地,搁板状物上方的间隔件框架的高度可以小于主机设备板的厚度,使得间隔件框架和盖板的顶部相对于主机设备板的顶表面凹陷,或者间隔件框架在搁板状物上方的高度可以大于主机设备面板的厚度,使得间隔件框架和盖板的顶部在主机设备面板的顶表面上方延伸。
诸如间隔件框架282、盖板288和插入件283的各种部件可以通过粘合剂(诸如环氧树脂基的粘合剂或本文中描述的或以其它方式具有本文中描述的性质的其它粘合剂)固定到主机设备面板286和/或固定到彼此。另外,图33中所图示的构造是示范性的。可选地,盖板如图17中所示可以布置在间隔件框架的顶部上,如图16中所示可以布置在切割到间隔件框架的搁板状物内,或者以本文中所描述的任何其它方式耦合至间隔件框架。
在另外的实施方案中,在上面所描述的间隔件框架实施方案中的任一个中,覆盖物不必具有与传感器表面或间隔件框架的顶表面或内周界的尺寸和形状相同的尺寸和形状。例如,在图34中,对于间隔件框架310,盖板312比布置在形成在主机设备面板318中的切口316内的传感器组件314的顶表面更小(在长度和/或宽度上),并且比间隔件框架310的内周界相应地更小(在长度和/或宽度上)。在不同的实施方案中,盖板312的边缘与间隔件框架310的内周界之间的间隙320可以填充有可硬化的、可流动密封剂材料,例如环氧树脂或诸如此类的。
诸如间隔件框架310、盖板312和传感器组件314的各种部件可以通过粘合剂(诸如环氧树脂基的粘合剂或本文中描述的或以其它方式具有本文中描述的性质的其它粘合剂)固定到主机设备面板318和/或固定到彼此。
在图34中所示的实施方案的变型中,盖板可以与布置间隔件框架内相反,布置在间隔件框架的上方,并且盖板可以不比传感器组件的顶表面或间隔件框架的内周界更小(在长度和/或宽度上)。在这种构造中,盖板的边缘与切口的内周界之间的间隙可以填充有可硬化的、可流动的密封剂材料,例如环氧树脂或诸如此类的。
在图13、图14和图18中示出了将传感器组件10(或10’)安装到主机设备中的可选的间隔件框架。图13是间隔件框架94的第一可选实施方案的横截面透视图。图14是主机设备面板80的分解局部顶部透视图,其中间隔件框架94布置在形成在主机设备面板80中的切口内以及盖板98布置在间隔件框架94上方(传感器组件在图14中省略)。图18是主机设备面板80的局部横截面,其中间隔件框架94的第一可选实施方案布置在切口90内并且盖板98安装到间隔件框架94(传感器组件在图18中省略)。
间隔件框架94与上面所描述的间隔件框架88的不同之处在于其包括围绕内周界的凹陷的搁板状物96,以容纳盖板98。盖板98具有与搁板状物96的形状对应的形状。切口90的深度可以对应于间隔件框架94的厚度,并且搁板状物96的深度可以对应于盖板98的厚度,使得盖板98的顶表面和间隔件框架94的顶表面与主机设备面板80的顶表面齐平。可选地,搁板状物96的深度可以大于盖板98的厚度,使得盖板98的顶表面相对于主机设备面板80的顶表面凹陷,或搁板状物96的深度可以小于盖板98的厚度,使得盖板98的顶表面突出到主机设备板80的顶表面上方。
盖玻璃98可以通过合适的粘合剂(例如压敏粘合剂和/或本文中描述的或以其它方式具有本文中所描述的性质的一种或更多种其它粘合剂)固定到间隔件框架94的搁板状物96并且在一些实施方案中还固定到传感器组件。
在图15和图19中示出了将传感器组件10(或10’)安装到主机设备中的可选的间隔件框架。图15是间隔件框架100的第二可选实施方案的透视图。图19是主机设备面板80的局部横截面,其中间隔件框架100布置在切口90内并且盖板104安装到间隔件框架(传感器组件从图19中省略)。
间隔件框架100与上面所描述的间隔件框架88和94的不同之处在于其包括围绕内周界的斜面102。盖板104略大于间隔件框架100的内周界,并且围绕其外围边缘可以倾斜或可以不倾斜。盖板104被压入间隔件框架100中,其中斜面102引起盖板104楔入间隔件框架100中。
在一个实施方案中,间隔件框架100和盖板104的厚度,斜面102的尺寸以及切口90的深度使得传感器组件牢固地保持在切口90内并且盖板104的顶表面和间隔件框架100的顶部与主机设备面板80的表面齐平。在各种实施方案中,切口被形成为穿过主机设备面板。可选地,该构造可以使得盖板104的顶表面和间隔件框架100的顶部凹陷在主机设备面板80的表面下方或突出到主机设备面板80的表面上方。
盖板104可以通过合适的粘合剂(例如压敏粘合剂和/或本文中描述的或以其它方式具有本文中所描述的性质的一种或更多种其它粘合剂)固定到间隔件框架100的斜面102并且在一些实施方案中还固定到传感器组件。
在一个可选实施方案中,盖板可以包括可硬化的聚合物树脂涂层,其布置在传感器组件的顶表面上方,传感器组件布置在切口中。涂层可以包含高度交联的聚合物,其具有以高填充密度嵌入的玻璃纳米颗粒以提供玻璃的外观/手感/硬度。在传感器组件安装在主机设备面板外表面的平面下方的精确控制的深度处的切口中之后,涂层可被印刷、分配或模制到切口中以及在传感器组件上方达到所需要的深度(例如,相对于主机设备面板的外表面的平面齐平、凹陷或突出)。
在可选实施方案中,不是将传感器组件放置在形成在主机设备面板中的切口中而后用盖板将传感器组件包围在切口内,而是主机设备面板的部分可以在传感器组件将被安装的位置中变薄。例如,通过图案化蚀刻可以实现主机设备面板的局部变薄。传感器组件可以在变薄的区域中安装在主机设备面板“玻璃内层(under glass)”中。
在可选实施方案中,盖板和/或间隔件框架被模制在主机设备面板中的适当位置中。这些工艺可以包括利用穿过玻璃的模具流动通道的薄膜辅助包覆成型、其它的用工具加工的模制选项或者分配可固化材料封装传感器组件。模具流动通道是进入点,以使模制化合物进入待模制的区域中,并使用压力和/或重力和/或表面张力/毛细作用将熔化的聚合物或复合材料推动到待模制的区域中。可选地,可以通过注射模制引入材料,除了用于在该注射期间引入模制化合物以及用于排空空气的这些通道外,模具是密封的。
图36-38分别是传感器组件400的实施方案的顶部透视图和底部视透视图,其中双面板柔性电路子组件仅包裹在刚性基板的相对的第一表面和第二表面之上,类似于图25中所示和上面所描述的实施方案。
传感器组件400包括柔性电路子组件404,柔性电路子组件404包裹在刚性基板402的相对的上部平面和下部平面表面周围。如图25的实施方案,传感器组件400的柔性电路子组件404未完全包裹在刚性基板402周围,而是仅包裹在刚性基板402的上部表面和下部表面以及一个边缘上。传感器组件400的刚性基板402具有如图27中所示的形状,其带有第一表面(例如,顶表面)、第二表面(例如,与顶表面相对并且任选地与其平行的底表面)、任选的平行于彼此的相对的第一边缘和第二边缘以及圆形的第一端部和第二端部,以及具有柔性电路子组件404,柔性电路子组件404具有含有与刚性基板的顶表面和底表面面的形状对应的形状的面板。可选地,刚性基板可以具有矩形形状或任何其它形状,例如本文别处所描述的那些形状。刚性基板可以由任何材料制成并且具有本文中所描述的任何特性,例如平坦度。柔性电路子组件可以以本文中所描述的任何方式固定到刚性基板,通过该方式柔性电路子组件或柔性基板固定到刚性基板。
柔性电路子组件404包括柔性基板材料,导电迹线形成或布置在柔性基板材料上,如上面所描述以及如将在下面进一步描述的,并且柔性电路子组件404可以包括远离刚性基板402延伸的主机连接器片410。连接器片410可以包括连接器412(例如插头),其布置在提供传感器组件400与主机设备之间的电连接的连接器片410的端部的一侧上(例如,在底侧上)。加强件414(包括例如,聚酰亚胺卡或板)可以在与连接器412相对的侧上连接在柔性基板上。在所图示的实施方案中,如图38中所示,连接器412布置在连接器片410的底表面上并且加强件414布置在连接器片410的顶表面上。在可选实施方案中,连接器412布置在连接器片410的顶表面上并且加强件414布置在底表面上。
在可选实施方案中,主机连接器片不形成传感器组件的部分。相反,可以提供双瓣式柔性基板,并且可以使用例如球形栅阵列布置将片稍后附接到装配的传感器组件。
柔性电路子组件404还可以包括电路元件(例如集成电路或ASIC)416以及固定到柔性电路子组件404的外表面的各种其它部件,诸如电感器418和电容器420。在可选实施方案中,电路元件(集成电路)和/或其它电路部件可以布置在柔性电路子组件的内表面上以及布置在形成在刚性基板中的一个或更多个凹陷中。
如上面所描述的,传感器组件400可以安装在形成于主机设备面板(图36-38中未示出)中的开口内,并且可以被盖板350覆盖,盖板350安装成以便与主机设备面板的表面平齐、在主机设备面板的表面之下凹陷,或在主机设备面板的表面的上方突出,如上面在各个实施方案中所描述的。盖板350可以包括由本文中所描述的材料制成并具有本文中所描述的任何特性的任何盖板,并且可以以本文中所描述的任何方式来进行安装和固定。
图39和图40分别示出了传感器组件400的中间组件422的顶部透视图和底部透视图。图41是中间组件422的侧视图。如图39-41中所示,柔性电路子组件404包括传感器瓣部(lobe)406和电路瓣部408,其间具有连接器部分424。图41是传感器组件400的侧视图,其示出了部分地折叠在刚性基板402的顶表面上方的传感器瓣部406和布置在中间组件422上方的盖板350。传感器瓣部406和电路瓣部408分别固定到刚性基板402的顶表面和底表面。柔性电路子组件404可以通过本文中所描述的任何方式固定到刚性基板402。在所图示的实施方案中,主机连接器片410从电路瓣部408横向延伸到刚性基板402的一个边缘。
在图42中所示的柔性电路子组件430的可选实施方案中,柔性电路子组件430包括传感器瓣部432、电路瓣部434、连接部分436以及从电路瓣部434的一端部纵向延伸的主机连接器片438。主机连接器片的位置被选择为最适合配合指纹传感器组件安装在其中的设备上的连接器的位置。此外,主机连接器片的长度和形状可以根据需要改变。
如图43和图44中所示,柔性电路子组件404包括柔性基板440,多个导电迹线和电路元件布置在柔性基板440上。
图44是柔性电路子组件404的底部平面视图。柔性电路子组件404的这一侧被视为外表面,因为其在包裹在传感器组件400中的刚性基板402周围时从刚性基板402面向外。多个外部导电迹线或传感器元件442形成在传感器瓣部406的外表面上。在所图示的实施方案中,外部导电迹线442延伸跨过传感器瓣部406的外表面并且延伸跨过连接部分424的外表面。外部导电迹线442通过导电互连件而电连接到电路元件416。多个互连件444从外部导电迹线442的端部延伸到电路元件416,电路元件416也布置在柔性电路子组件404的外表面上。每个互连件444与外部导电迹线442中的一个相关联。因此,外部导电迹线442中的每一个经由互连件444连接到电路元件416。
图43是柔性电路子组件404的顶部平面视图,示出了传感器瓣部406和电路瓣部408。柔性电路子组件404的这一侧被认为是柔性电路子组件404的内表面,因为该表面面向内并且接触传感器组件400中的刚性基板402的表面。
柔性电路子组件404包括形成在传感器瓣部406的内表面上的多个内部导电迹线或传感器元件446。内部导电迹线446通过导电互连件而电连接到电路元件416。在所图示的实施方案中,第一组内表面互连件448从第二导电迹线446(每个互连件448与导电迹线446中的一个相关联)的一部分(例如一半)延伸并且第二组内表面互连件450从其余的第二导电迹线446(每个互连件450与导电迹线446中的一个相关联)延伸。内表面互连件448延伸到一组通孔456,该一组通孔456延伸穿过柔性基板440到形成在柔性电路子组件404(见图44)的外表面上并且从通孔456延伸到电路元件416的外表面互连件452。每个通孔456与内表面互连件448中的一个和外表面互连件452中的一个相关联。类似地,内表面互连件450延伸到一组通孔458,该一组通孔458延伸穿过柔性基板440到形成在柔性电路子组件404(见图44)的外表面上并且从通孔456延伸到电路元件416的外表面互连件454。因此,内部导电迹线446中的每一个经由内表面互连件448或450和外表面互连件452或454连接到电路元件416。
多个连接器片互连件460从电路元件416跨过柔性基板440的连接器片410部分延伸到多个连接器焊盘462。连接器焊盘462可以连接到连接器,诸如连接器插头412。
如同上面所描述的实施方案,柔性基板440可以包括柔性电介质基板,柔性电介质基板可以是聚合物基的基板,例如或并且内部导电迹线和外部导电迹线446、442可以包括多个导电迹线,其由合适的导电材料(例如铜、锡、银、镍、铝或金)制成,形成、蚀刻、沉积、电镀、印刷或以其它方式施加到或嵌入到柔性基板440中。在柔性基板子组件404中,传感器元件包括布置在柔性基板440的传感器瓣部406的内表面上或嵌入在柔性基板440的传感器瓣部406的内表面上的多个内部导电迹线446,以及布置在柔性基板440的传感器瓣部406的外表面上或嵌入在柔性基板440的传感器瓣部406的外表面中的外部导电迹线442。外部导电迹线442彼此并排地布置,优选地不接触彼此,并且可以大致彼此平行。类似地,内部导电迹线446彼此并排地布置,优选地不接触彼此,并且可以大致彼此平行。内部导电迹线446被定位成横向于外部导电迹线442,并且可以大致与外部导电迹线442垂直。每个内部导电迹线446可以包括驱动线或拾取线,并且相反地,每个外部导电迹线442可以包括拾取线或驱动线。驱动线和拾取线重叠(通过一层柔性基板440隔开)处的每个位置可以形成阻抗敏感电极对,由此驱动线和拾取线的重叠部分形成由一层或多层电介质层隔开的电容器的相对板。
在一些实施方案中,传感器组件的构建可以通过提供包含两个件的刚性基板来促进或简化,该两个件在将每个件固定到柔性基板子组件的相关联部分之后可以彼此连接。这种传感器组件的示例在图45中示出,图45示出了传感器组件的中间组件466,该中间组件466包括三面板式柔性电路子组件468,该三面板式柔性电路子组件468具有第一瓣部470、第二瓣部472和第三瓣部474,在相邻瓣部之间具有连接部分。第一刚性基板部分476固定到第一瓣部470,并且第二刚性基板部分478固定到第二瓣部472。传感器组件的装配可通过将第一刚性基板部分476和第一瓣部470折叠在第二刚性基板部分478和第二瓣部472上并将第一刚性基板部分476固定到第二刚性基板部分478来完成。接下来,柔性电路子组件468的第三瓣部474被折叠在第一瓣部470和第一刚性基板部分476上。
由两件式刚性基板形成的传感器组件的另一个示例在图46中示出,图46示出了传感器组件480,其包括双面板式柔性电路子组件482,该双面板式柔性电路子组件482具有传感器瓣部484(导电迹线形成在相对表面上,如上面所描述的)、电路瓣部486和主机连接器片488,在相邻瓣部之间具有连接部分。传感器组件480可以进一步包括如上面所描述的连接器插头490和加强件492。第一刚性基板部分494固定到传感器瓣部484,并且第二刚性基板部分496固定到电路瓣部486。传感器组件的装配可通过将第一刚性基板部分494和传感器瓣部484折叠在第二刚性基板部分496和电路瓣部486上并将第一刚性基板部分494固定到第二刚性基板部分496来完成。
在某些情况下,当传感器组件安装在主机设备面板中时,传感器组件不比传感器组件附近的主机设备面板厚(或具有与其大约相同的厚度)可能是所需要的。在这种情况下,可能需要将电路元件(集成电路,ASIC)和其它部件(诸如电容器和电感器)定位在相对于主传感器组件的占用空间的偏移位置处。也就是说,电路元件和其它部件在柔性电路组件安装在其上的刚性基板下方不安装到柔性电路子组件。
这种构造在图47中示出,图47是安装在主机设备面板中的传感器组件的可选实施方案的横截面图。传感器组件530布置在形成在主机设备面板532中的凹陷内。传感器组件530可以以本文中所描述的任何方式通过间隔件框架534安装在主机设备面板532内。如上面在各种实施方案中所描述的,传感器组件530可以用盖板536覆盖,盖板536安装成与主机设备面板532的表面齐平、在主机设备面板532的表面下方凹陷、或者突出到主机设备面板532的表面上方。盖板536可以包括由本文中所描述的材料制成并具有本文中所描述的任何特性的任何盖板,并且可以以本文中所描述的任何方式来安装和固定。
传感器组件530包括刚性基板538,柔性电路子组件540包裹在刚性基板538上。刚性基板538可以具有任何形状或构造并且可以由任何材料制成并且具有本文中所描述的任何特性,例如平坦度。柔性电路子组件540可以以本文中所描述的任何方式固定到刚性基板568,通过该方式,柔性电路子组件或柔性基板固定到刚性基板。
柔性电路子组件540的传感器部分542布置在刚性基板538的顶表面上。传感器部分542包括形成在柔性基板的相对表面上并且被定向成横向于彼此的导电迹线,如上面在图43和图44的上下文中所描述的。
柔性电路子组件540在刚性基板538的上部表面上(即,在面对盖板536的表面上)开始,然后围绕一个边缘(图47中的左边缘)并围绕刚性基板538的底表面延伸。柔性电路子组件540的跳线延伸部544延伸超过柔性电路子组件540的包裹部分。电路元件(诸如集成电路或ASIC)548和其它电气部件550、552(例如,电感器和电容器)安装在柔性电路子组件540的底部或外表面上,并且加强件554(包括,例如,聚酰亚胺卡或板)可以固定到与电路元件548和部件550、552相对的柔性电路子组件的部分。主机连接器片546从跳线延伸部544延伸,以用于经由连接器(例如,插头,未示出)将传感器组件530连接到主机设备。
图48是安装在主机设备面板中的传感器组件的可选实施方案的横截面。传感器组件560布置在形成在主机设备面板562中的凹陷内。传感器组件560可以以本文中所描述的任何方式通过间隔件框架564安装在主机设备面板562内。如上面在各种实施方案中所描述的,传感器组件560可以用盖板566覆盖,盖板536安装成与主机设备面板562的表面齐平、在主机设备面板532的表面下方凹陷、或者突出到主机设备面板532的表面上方。盖板566可以包括由本文中所描述的材料制成并具有本文中所描述的任何特性的任何盖板,并且可以以本文中所描述的任何方式进行安装和固定。
传感器组件560包括刚性基板568,柔性电路子组件570包裹在刚性基板538上。刚性基板568可以具有任何形状或构造并且可以由任何材料制成并且具有本文中所描述的任何特性,例如平坦度。柔性电路子组件570可以以本文中所描述的任何方式固定到刚性基板568,通过该方式,柔性电路子组件或柔性基板固定到刚性基板。
柔性电路子组件570的传感器部分572布置在刚性基板568的顶表面上。传感器部分572包括形成在柔性基板的相对表面上并且定向成横向于彼此的导电迹线,如上面在图43和图44的上下文中所描述的。
柔性电路子组件570包裹在刚性基板568的边缘(图48中的右边缘)周围,但不像图47中所示的安装那样跨过底表面包裹。柔性电路子组件570的跳线延伸部574延伸超过柔性电路子组件570的包裹部分。电路元件(诸如集成电路或ASIC)578和其它电气部件580、582(例如,电感器和电容器)安装在柔性电路子组件570的顶表面上,并且加强件584(包括,例如,聚酰亚胺卡或板)可以固定到与电路元件578和部件580、582相对的柔性电路子组件的部分。电路元件578和部件580、582可以封装在密封剂材料中,例如环氧树脂或诸如此类的。
主机连接器片576从跳线延伸部574延伸,以用于经由连接器(例如,插头588)将传感器组件560连接到主机设备。加强件590(包括,例如聚酰亚胺卡或板)可以固定到与电路元件连接器588相对的柔性电路子组件570的部分。
图49是以横截面形式示出可操作地布置在电子设备500中的传感器组件510的局部透视图。传感器组件510可以包括本文中描述的任何传感器组件实施方案。电子设备500可以是任何设备,其中指纹传感器可以有利地并入,例如用于提供对设备的安全接入或用于允许关于设备的安全操作的执行。设备500可以包括移动电话、智能电话、台式计算机、膝上型电脑/笔记本电脑、平板电脑、薄客户端设备等。传感器组件510布置在形成在主机设备面板502中的凹陷508内。主机设备面板502可以包括显示器和/或触摸屏(界面)面板。主机设备面板502可以被支撑在框架504中,并且框架504可以界定设备500的外壳的至少一部分。从传感器组件510延伸的主机连接器片512将传感器组件510例如经由连接器514与设备500内的电力元件、逻辑元件和/或数据传输元件连接。盖板506可以布置在传感器组件510上方以便与主机设备面板502齐平、在主机设备面板502下方凹陷或突出到主机设备面板502上方。
图50是底部透视图,其示出了安装在主机设备面板内的传感器组件。
图51是以横截面形式示出布置在主机设备面板内的传感器组件的底部透视图。如图50和图51中所示,传感器组件510布置在间隔件/安装框架520内,间隔件/安装框架520装在形成在主机设备面板502中的凹陷内。框架520可以包括上面所描述的一个或更多个间隔件框架的元件。框架520可以包括“现场模制(mold-in-place)”高硬度的导电粘合剂。优选地,粘合剂的粘度在固化之前自由流动。软管状连接器片512在传感器组件510下方延伸并且包括用于将传感器组件连接到主机设备内的内部部件的插头518。
示例性实施方案
实施方案1.一种传感器组件,包括:刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;柔性基板;第一导电迹线,所述第一导电迹线布置在所述柔性基板的第一部分上,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行;第二导电迹线,所述第二导电迹线布置在所述柔性基板的第二部分上,其中,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线被定向成横向于所述第二导电迹线;第一互连件,所述第一互连件布置在所述柔性基板上,每个第一互连件连接到所述第一导电迹线中的相关的一个第一导电迹线;和第二互连件,所述第二互连件布置在所述柔性基板上,每个第二互连件连接到所述第二导电迹线中的相关的一个第二导电迹线;其中,所述第一导电迹线和所述柔性基板的所述第一部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述第二导电迹线和所述柔性基板的所述第二部分覆盖在所述第一导电迹线和所述刚性基板的所述第一表面上,并且,其中,所述第一互连件和所述第一互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第一边缘延伸并且覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上,并且其中,所述第二互连件和所述第二互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第二边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上。
实施方案2.根据实施方案1所述的传感器组件,其中,所述导电迹线和所述导电互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上的或嵌入所述柔性基板中的导电材料。
实施方案3.根据实施方案2所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料的组中选择的材料。
实施方案4.根据实施方案1至3中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
实施方案5.根据实施方案1至3中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且其中,所述刚性基板还包括圆形的第一端部和第二端部。
实施方案6.根据实施方案1至5中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板构造成当所述柔性基板围绕所述刚性基板包裹时,在尺寸和形状上符合所述刚性基板。
实施方案7.根据实施方案1至6中任一项所述的传感器组件,其中,覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上的所述第一导电迹线和覆盖在所述第一导电迹线和所述刚性基板的所述第一表面上的所述第二导电迹线形成传感器表面,并且其中,传感器表面具有5μm或更小的平坦度。
实施方案8.根据实施方案1至7中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘是圆形的。
实施方案9.根据实施方案1至8中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分接触所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘。
实施方案10.根据实施方案1至8中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的所述部分形成工作环路,所述工作环路不与所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘接触。
实施方案11.根据实施方案1至10中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
实施方案12.根据实施方案1至11中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
实施方案13.根据实施方案1至12中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
实施方案14.根据实施方案1至13中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
实施方案15.根据实施方案1至14中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在2GPa和9GPa之间的弹性模量。
实施方案16.根据实施方案1至15中任一项所述的传感器组件,还包括电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板上在所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分之间,其中,所述第一互连件构造成将所述第一导电迹线连接到所述电路元件,所述第二互连件构造成将所述第二导电迹线连接到所述电路元件,并且其中,所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面上。
实施方案17.根据实施方案1至16中任一项所述的传感器组件,还包括主机连接器片,所述主机连接器片用于将所述传感器组件连接至主机设备。
实施方案18.根据实施方案17所述的传感器组件,其中,所述连接器片包括形成在所述柔性基板的部分上的导电连接器焊盘和连接到所述连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
实施方案19.根据实施方案1至18中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板通过粘合剂固定到所述刚性基板,并且所述柔性基板的所述第二部分通过粘合剂固定到所述柔性基板的所述第一部分。
实施方案20.根据实施方案19所述的传感器组件,其中,所述粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
实施方案21.一种传感器组件,包括:刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;和传感器子组件,包括:柔性基板;电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板上;多个第一导电第一迹线,所述多个第一导电第一迹线布置在所述柔性基板的第一部分上;多个第二导电迹线,所述多个第二导电迹线布置在所述柔性基板的第二部分上;多个导电的第一互连件,所述多个导电的第一互连件布置在所述柔性基板上并将所述第一迹线连接到所述电路元件;和多个导电的第二互连件,所述多个导电的第二互连件布置在所述柔性基板上并将所述第二迹线连接到所述电路元件;其中,所述传感器子组件包裹在所述刚性基板周围,使得所述第一导电迹线和所述柔性基板的所述第一部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,所述第二导电迹线和所述柔性基板的所述第二部分覆盖在所述第一导电迹线以及所述刚性基板的第一表面上,所述第一互连件和所述第一互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第一边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的第二表面的部分上,所述第二互连件和所述第二互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第二边缘延伸并且覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上;并且所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上。
实施方案22.根据实施方案21所述的传感器组件,其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线以及所述第一互连件和所述第二互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
实施方案23.根据实施方案22所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料组中选择的材料。
实施方案24.根据实施方案21至23中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
实施方案25.根据实施方案21至23中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘是圆形的。
实施方案26.根据实施方案21至25中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分接触所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘。
实施方案27.根据实施方案21至25中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的所述部分形成工作环路,所述工作环路不与所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘接触。
实施方案28.根据实施方案21至27中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
实施方案29.根据实施方案21至28中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
实施方案30.根据实施方案21至29中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
实施方案31.根据实施方案21至30中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
实施方案32.根据实施方案21至31中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线被定向成横向于所述第二导电迹线。
实施方案33.根据实施方案21至32中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一互连件构造成将所述第一导电迹线连接到所述电路元件,所述第二互连件构造成将所述第二导电迹线连接到所述电路元件,并且所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面上。
实施方案34.根据实施方案21至33中任一项所述的传感器组件,还包括主机连接器片,所述主机连接器片用于将所述传感器组件连接到主机设备。
实施方案35.根据实施方案34所述的传感器组件,其中,所述连接器片包括形成在所述柔性基板的部分上的导电连接器焊盘和连接到所述连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
实施方案36.一种组件,包括:主机设备面板;传感器组件,所述传感器组件包括具有相对的第一表面和第二表面的刚性基板以及布置在所述刚性基板的所述第一表面上的传感器元件,其中,所述传感器组件布置在形成于所述主机设备面板中的切口内;和盖板,所述盖板布置在所述切口和所述传感器组件上方,以便将所述传感器组件包围在所述切口内。
实施方案37.根据实施方案36所述的组件,其中,所述切口形成为部分地穿过所述主机设备面板。
实施方案38.根据实施方案36所述的组件,其中,所述切口形成为完全地穿过所述主机设备面板。
实施方案39.根据实施方案36至38中的任一项所述的组件,其中,所述盖板的顶表面与所述主机设备面板的顶表面齐平。
实施方案40.根据实施方案36至38中任一项所述的组件,其中,所述盖板的顶表面相对于所述主机设备面板的顶表面凹陷。
实施方案41.根据实施方案36至38中任一项所述的组件,其中,所述盖板的顶表面突出到所述主机设备面板的顶表面上方。
实施方案42.根据实施方案36至41中任一项所述的组件,其中,所述主机设备面板和所述盖板由玻璃制成。
实施方案43.根据实施方案36至42中任一项所述的组件,其中,所述传感器组件还包括柔性基板,并且所述传感器元件包括布置在所述柔性基板上的导电迹线,并且其中,所述传感器组件还包括连接到所述导电迹线的导电互连件,并且其中,所述导电迹线和所述导电迹线布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面的至少一部分上,并且所述互连件和所述互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的至少一部分上。
实施方案44.根据实施方案36至43中任一项所述的组件,还包括围绕所述切口的周界形成在所述主机设备面板中的凹陷的搁板状物,其中,所述盖板就座在所述搁板状物中,所述搁板状物的形状对应于所述盖板的形状,并且所述搁板状物的深度对应于所述盖板的厚度。
实施方案45.根据实施方案36至44中任一项所述的组件,其中,所述切口具有符合所述传感器组件的形状的形状。
实施方案46.根据实施方案36至45中任一项所述的组件,还包括间隔件框架,所述间隔件框架具有外周界和内周界,所述外周界具有与所述切口的形状对应的形状,所述内周界具有与所述传感器组件的形状对应的形状,其中,所述间隔件框架布置在所述切口内并且所述传感器组件布置在所述间隔件框架内。
实施方案47.根据实施方案46所述的组件,还包括凹陷的搁板状物,所述凹陷的搁板状物围绕所述间隔件框架的所述内周界形成在所述间隔件框架中,其中,所述盖板就座在所述间隔件框架的所述搁板状物上,所述搁板状物的形状对应于所述盖板的形状,并且所述搁板状物的深度对应于所述盖板的厚度。
实施方案48.根据实施方案46所述的组件,其中,所述盖板布置在所述间隔件框架的顶部上。
实施方案49.根据实施方案46所述的组件,还包括围绕所述间隔件框架的所述内周界形成在所述间隔件框架中的斜面。
实施方案50.根据实施方案49所述的组件,其中,所述盖板围绕所述间隔件框架的外周界倾斜。
实施方案51.根据实施方案46至50中任一项所述的组件,其中,所述切口被形成为完全地穿过所述主机设备面板,并且其中,所述间隔件框架包括从所述间隔件框架的下侧侧向向外延伸的下周边搁板状物,其中,所述下周边搁板状物邻接所述主机设备面板的下表面。
实施方案52.根据实施方案46至51中任一项所述的组件,其中,所述间隔件框架由选自包含以下项的组的一种或更多种材料制成:可机械加工的或可模制的塑料、液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、导电聚合物、具有碳或石墨填料的聚合物、硅树脂基材料、聚合物泡沫、硅树脂泡沫、导电热塑性或热固性模塑化合物、导电泡沫和导电硅树脂。
实施方案53.根据实施方案43至52中任一项所述的组件,其中,所述导电迹线和所述导电互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
实施方案54.根据实施方案53所述的组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料的组中选择的材料。
实施方案55.根据实施方案36至54中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
实施方案56.根据实施方案36至54中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的并且所述刚性基板的相对的边缘是圆形的。
实施方案57.根据实施方案36至56中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
实施方案58.根据实施方案36至57中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独件。
实施方案59.根据实施方案36至58中任一项所述的组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
实施方案60.根据实施方案36至59中任一项所述的组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
实施方案61.根据实施方案43至60中任一项所述的组件,其中,所述导电迹线包括布置在所述柔性基板的第一部分上的第一导电迹线和布置在所述柔性基板的第二部分上的第二导电迹线。
实施方案62.根据实施方案61所述的组件,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线被定向成横向于所述第二导电迹线。
实施方案63.根据实施方案61或实施方案62所述的组件,其中,所述第一导电迹线和所述柔性基板的所述第一部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述第二导电迹线和所述柔性基板的所述第二部分覆盖在所述第一导电迹线和所述刚性基板的所述第一表面上。
实施方案64.根据实施方案61至63中任一项所述的组件,其中,所述互连件包括与所述第一导电迹线相关联的第一互连件和与所述第二导电迹线相关联的第二互连件,其中,所述第一互连件和所述第一互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第一边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上,并且其中,所述第二互连件和所述第二互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第二边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上。
实施方案65.根据实施方案64所述的组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘延伸的所述柔性基板的部分与所述第一边缘接触,并且围绕所述刚性基板的所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分接触所述第二边缘。
实施方案66.根据实施方案43至65中任一项所述的组件,还包括布置在所述柔性基板上的电路元件,其中,所述互连件构造成将所述导电迹线连接到所述电路元件,并且其中,所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面上。
实施方案67.根据实施方案36至66中任一项所述的组件,其中,所述传感器组件还包括主机连接器片,所述主机连接器片用于将所述传感器组件连接至主机设备。
实施方案68.根据实施方案67所述的组件,其中,所述连接器片包括形成在所述柔性基板的部分上的导电连接器焊盘和连接到所述连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
实施方案69.一种传感器组件,包括:刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;柔性基板;电路元件,所述电路元件大致位于所述柔性基板的中心中;导电迹线,所述导电迹线包括第一组导电迹线和第二组导电迹线,所述第一组导电迹线和第二组导电迹线布置在所述柔性基板的相对于所述电路元件的相对端部上;和第一组导电互连件和第二组导电互连件,所述第一组导电互连件和第二组导电互连件布置在所述柔性基板上,所述第一组互连件将所述第一组导电迹线连接到所述电路元件,并且所述第二组互连件将所述第二组导电迹线连接到所述电路元件,其中,所述柔性基板包裹在所述刚性基板周围,使得所述电路元件布置在所述刚性基板的第二表面上,并且所述第一组互连件和所述第二组互连件围绕所述刚性基板的相对边缘从所述刚性基板的所述第二表面延伸到所述刚性基板的所述第一表面上,其中,所述第一组导电迹线和所述第二组导电迹线重叠以在所述刚性基板的所述第一表面上方形成感测阵列。
实施方案70.根据实施方案69所述的传感器组件,其中,所述第一组导电迹线和所述第二组导电迹线以及所述第一组互连件和所述第二组互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
实施方案71.根据实施方案70所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料的组中选择的材料。
实施方案72.根据实施方案69至71中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
实施方案73.根据实施方案69至71中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的相对边缘是圆形的。
实施方案74.根据实施方案69至73中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一组互连件和所述第二组互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的相对边缘延伸,与所述刚性基板的相对边缘接触。
实施方案75.根据实施方案69至73中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一组互连件和所述第二组互连件布置在其上的所述柔性基板的部分在工作环路中围绕所述刚性基板的相对边缘延伸,所述工作环路不与所述刚性基板的相对边缘接触。
实施方案76.根据实施方案69至75中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
实施方案77.根据实施方案69至76中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
实施方案78.根据实施方案69至77中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
实施方案79.根据实施方案69至78中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
实施方案80.根据实施方案69至79中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一组导电迹线中的所述导电迹线大致彼此平行,所述第二组导电迹线中的所述导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线定向成横向于所述第二导电迹线,使得所述感测阵列包括重叠的第一导电迹线和第二导电迹线。
实施方案81.根据实施方案1至14中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在0.2GPa和20GPa之间的弹性模量。
实施方案82.根据实施方案36至68中任一项所述的组件,其中,所述盖板通过粘合剂固定至所述传感器组件。
实施方案83.根据实施方案82所述的组件,其中,所述粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
实施方案84.根据实施方案46所述的组件,其中,所述盖板布置在所述间隔件框架的所述内周界内。
实施方案85.一种传感器组件,包括:刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;柔性基板,所述柔性基板具有相对的第一表面和第二表面;第一导电迹线,所述第一导电迹线布置在所述柔性基板的第一部分上,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,并形成在所述柔性基板的所述第一部分的所述第一表面上;第二导电迹线,所述第二导电迹线布置在所述柔性基板的所述第一部分上,其中,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且形成在所述柔性基板的所述第一部分的第二表面上,并且其中,所述第二导电迹线被定向成横向于所述第一导电迹线;和电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板的第二部分上,其中,所述电路元件布置在所述柔性基板的所述第二部分的所述第一表面上,并且其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线电连接到所述电路元件;其中,所述柔性基板包裹在所述刚性基板周围,其中,所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分的所述第二表面分别面向所述刚性基板的所述第一表面和所述第二表面,并且其中,所述柔性基板的所述第一部分以及布置在所述柔性基板的所述第一部分上的所述第一导电迹线和所述第二导电迹线覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述柔性基板的第二部分和布置在所述柔性基板的第二部分上的所述电路元件覆盖在所述刚性基板的第二表面上。
实施方案86.根据实施方案85所述的传感器组件,还包括导电互连件,所述导电互连件与所述第一导电迹线和所述第二导电迹线中的每一个相关联并将所述第一导电迹线和所述第二导电迹线中的每一个连接到所述电路元件。
实施方案87.根据实施方案86所述的传感器组件,还包括通孔,所述通孔在所述柔性基板的所述第一表面和所述第二表面之间延伸穿过所述柔性基板,其中,与所述第二导电迹线相关联的所述导电互连件的至少部分从所述柔性基板的所述第二表面延伸穿过所述通孔到所述柔性基板的所述第一表面。
实施方案88.根据实施方案85到87中任一项所述的传感器组件,其中,所述导电迹线包含形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
实施方案89.根据实施方案88所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料组中选择的材料。
实施方案90.根据实施方案85至89中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
实施方案91.根据实施方案85至90中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且其中,所述刚性基板还包括圆形的第一端部和第二端部。
实施方案92.根据实施方案85至91中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板构造成当所述柔性基板围绕所述刚性基板包裹时,在尺寸和形状上符合所述刚性基板。
实施方案93.根据实施方案85至92中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘是圆形的。
实施方案94.根据实施方案81至89中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
实施方案95.根据实施方案85至94中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
实施方案96.根据实施方案85至95中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
实施方案97.根据实施方案85至96中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
实施方案98.根据实施方案85至97中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在2GPa和9GPa之间的弹性模量。
实施方案99.根据实施方案85至98中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在0.2GPa和20GPa之间的弹性模量。
实施方案100.根据实施方案85至99中任一项所述的传感器组件,还包括用于将所述传感器组件连接至主机设备的主机连接器片。
实施方案101.根据实施方案100所述的传感器组件,其中,所述主机连接器片包括:从所述刚性基板延伸的所述柔性基板的部分;布置在所述柔性基板的延伸部分上的导电互连件;和连接器插头,所述连接器插头布置在所述柔性基板的延伸部分的一侧上,其中,所述导电互连件从所述电路元件延伸到所述连接器插头。
实施方案102.根据实施方案101所述的传感器组件,还包括加强件,所述加强件布置在所述柔性基板的所述延伸部分的与所述连接器插头相对的表面上。
实施方案103.根据实施方案85至102中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板通过粘合剂固定到所述刚性基板。
实施方案104.根据实施方案103所述的传感器组件,其中,所述粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
实施方案105.一种传感器组件,包括:刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;柔性基板,所述柔性基板具有相对的第一表面和第二表面;第一导电迹线,所述第一导电迹线布置在所述柔性基板的第一部分上,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,并形成在所述柔性基板的所述第一部分的所述第一表面上;第二导电迹线,所述第二导电迹线布置在所述柔性基板的所述第一部分上,其中,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且形成在所述柔性基板的所述第一部分的所述第二表面上,并且其中,所述第二导电迹线定向成横向于所述第一导电迹线;和电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板的第二部分上,其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线电连接到所述电路元件;其中,所述柔性基板至少部分地包裹在所述刚性基板周围,其中,所述柔性基板的所述第一部分的所述第二表面面向所述刚性基板的所述第一表面,并且其中,所述柔性基板的所述第一部分以及布置在所述柔性基板的所述第一部分上的所述第一导电迹线和所述第二导电迹线覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的第二部分从所述刚性基板延伸。
实施方案106.根据实施方案105所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述第一部分和第二部分之间的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的连接所述刚性基板的所述第一表面和所述第二表面的边缘上。
实施方案107.根据实施方案106所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分之间的所述柔性基板的所述部分还覆盖在所述刚性基板的第二表面上。
实施方案108.根据实施方案105至107中任一项所述的传感器组件,还包括加强件,所述加强件附接至所述柔性基板的与所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的表面相对的表面上。
实施方案109.根据实施方案36所述的组件,其中,所述传感器组件包括实施方案1至35中任一项所述的传感器组件。
实施方案110.根据实施方案36所述的组件,其中,所述传感器组件包括实施方案85至108中任一项所述的传感器组件。
实施方案111.一种电子设备,包括:主机设备面板,所述主机设备面板构造成提供界面和/或显示功能;指纹传感器,所述指纹传感器布置在形成在所述主机设备面板中的凹陷或开口内,并且包括:刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;和柔性电路子组件,所述柔性电路子组件至少部分地包裹在所述刚性基板周围以便覆盖在所述第一表面和所述第二表面上,并且包括:柔性基板,所述柔性基板具有相对的第一表面和第二表面;和第一导电迹线和第二导电迹线,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线形成在所述柔性基板的所述第一表面和所述第二表面中的一个或两个表面上,其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线构造成使得当所述柔性电路子组件包裹在所述刚性基板周围时,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线定向成横向于彼此并且通过所述柔性基板的层彼此隔开;和盖板,所述盖板布置在所述指纹传感器上方。
实施方案112.根据实施方案111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据实施方案1至20或81中任一项所述的传感器组件。
实施方案113.根据实施方案111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据实施方案21至35中任一项所述的传感器组件。
实施方案114.根据实施方案111所述的电子设备,其中,所述主机设备面板和所述指纹传感器包括实施方案36至68、82、83、84、109或110中任一项所述的组件。
实施方案115.根据实施方案111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据实施方案69至80中任一项所述的传感器组件。
实施方案116.根据实施方案111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据实施方案85至108中任一项所述的传感器组件。
实施方案117.根据实施方案111至116中任一项所述的电子设备,其中,所述电子设备包括移动电话、智能电话、台式电脑、膝上型电脑/笔记本电脑、平板电脑或瘦客户端设备。
实施方案118.根据实施方案85至108中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述第一部分以及布置在所述柔性基板的所述第一部分上的覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上的所述第一导电迹线和所述第二导电迹线形成传感器表面,并且其中,所述传感器表面具有5μm或更小的平坦度。
实施方案119.根据实施方案86至88中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述互连件的至少一部分布置在其上的部分在工作环路中在所述第一表面和所述第二表面之间围绕所述刚性基板的边缘延伸,所述工作环路不与所述边缘接触。
虽然某些示例性实施方案已经用附图进行描述和示出,但是应理解,这样的实施方案仅是对公开的说明而不局限于此,以及本文中所公开的本发明不限于示出和描述的构造和布置,因为对于本领域中的这些普通技术人员来说可以想到各种其它的修改。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的,并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以存在可选的布置和/或构造。类似地,本说明书中未明确提及的部件在不背离本公开的精神和范围的情况下可被包括在本公开的各种实施方案中。因此,说明书和附图应当从说明性而不是限制性的角度来看待。
Claims (119)
1.一种传感器组件,包括:
刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;
柔性基板;
第一导电迹线,所述第一导电迹线布置在所述柔性基板的第一部分上,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行;
第二导电迹线,所述第二导电迹线布置在所述柔性基板的第二部分上,其中,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线被定向成横向于所述第二导电迹线;
第一互连件,所述第一互连件布置在所述柔性基板上,每个第一互连件连接到所述第一导电迹线中的相关的一个第一导电迹线;和
第二互连件,所述第二互连件布置在所述柔性基板上,每个第二互连件连接到所述第二导电迹线中的相关的一个第二导电迹线;
其中,所述第一导电迹线和所述柔性基板的所述第一部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述第二导电迹线和所述柔性基板的所述第二部分覆盖在所述第一导电迹线和所述刚性基板的所述第一表面上,并且,其中,所述第一互连件和所述第一互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第一边缘延伸并且覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的一部分上,并且其中,所述第二互连件和所述第二互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第二边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的一部分上。
2.根据权利要求1所述的传感器组件,其中,所述导电迹线和所述导电互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上的或嵌入所述柔性基板中的导电材料。
3.根据权利要求2所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料的组中选择的材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且其中,所述刚性基板还包括圆形的第一端部和第二端部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板构造成当所述柔性基板围绕所述刚性基板包裹时,在尺寸和形状上符合所述刚性基板。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器组件,其中,覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上的所述第一导电迹线和覆盖在所述第一导电迹线和所述刚性基板的所述第一表面上的所述第二导电迹线形成传感器表面,并且其中,所述传感器表面具有5μm或更小的平坦度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘是圆形的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分接触所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分形成工作环路,所述工作环路不与所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘接触。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在2GPa和9GPa之间的弹性模量。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的传感器组件,还包括电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板上在所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分之间,其中,所述第一互连件构造成将所述第一导电迹线连接到所述电路元件,所述第二互连件构造成将所述第二导电迹线连接到所述电路元件,并且其中,所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面上。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的传感器组件,还包括主机连接器片,所述主机连接器片用于将所述传感器组件连接至主机设备。
18.根据权利要求17所述的传感器组件,其中,所述连接器片包括形成在所述柔性基板的部分上的导电连接器焊盘和连接到所述连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板通过粘合剂固定到所述刚性基板,并且所述柔性基板的所述第二部分通过粘合剂固定到所述柔性基板的所述第一部分。
20.根据权利要求19所述的传感器组件,其中,所述粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
21.一种传感器组件,包括:
刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;和
传感器子组件,包括:
柔性基板;
电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板上;
多个第一导电第一迹线,所述多个第一导电第一迹线布置在所述柔性基板的第一部分上;
多个第二导电迹线,所述多个第二导电迹线布置在所述柔性基板的第二部分上;
多个导电的第一互连件,所述多个导电的第一互连件布置在所述柔性基板上并将所述第一迹线连接到所述电路元件;和
多个导电的第二互连件,所述多个导电的第二互连件布置在所述柔性基板上并将所述第二迹线连接到所述电路元件;
其中,所述传感器子组件包裹在所述刚性基板周围,使得所述第一导电迹线和所述柔性基板的所述第一部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,所述第二导电迹线和所述柔性基板的所述第二部分覆盖在所述第一导电迹线以及所述刚性基板的第一表面上,所述第一互连件和所述第一互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第一边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的第二表面的部分上,所述第二互连件和所述第二互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第二边缘延伸并且覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上;并且所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上。
22.根据权利要求21所述的传感器组件,其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线以及所述第一互连件和所述第二互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
23.根据权利要求22所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料组中选择的材料。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
25.根据权利要求21至23中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘是圆形的。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分接触所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘。
27.根据权利要求21至25中任一项所述的传感器组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分形成工作环路,所述工作环路不与所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘接触。
28.根据权利要求21至27中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
29.根据权利要求21至28中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
30.根据权利要求21至29中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
31.根据权利要求21至30中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
32.根据权利要求21至31中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线被定向成横向于所述第二导电迹线。
33.根据权利要求21至32中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一互连件构造成将所述第一导电迹线连接到所述电路元件,所述第二互连件构造成将所述第二导电迹线连接到所述电路元件,并且所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面上。
34.根据权利要求21至33中任一项所述的传感器组件,还包括主机连接器片,所述主机连接器片用于将所述传感器组件连接到主机设备。
35.根据权利要求34所述的传感器组件,其中,所述连接器片包括形成在所述柔性基板的部分上的导电连接器焊盘和连接到所述连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
36.一种组件,包括:
主机设备面板;
传感器组件,所述传感器组件包括具有相对的第一表面和第二表面的刚性基板以及布置在所述刚性基板的所述第一表面上的传感器元件,其中,所述传感器组件布置在形成于所述主机设备面板中的切口内;和
盖板,所述盖板布置在所述切口和所述传感器组件上方,以便将所述传感器组件包围在所述切口内。
37.根据权利要求36所述的组件,其中,所述切口形成为部分地穿过所述主机设备面板。
38.根据权利要求36所述的组件,其中,所述切口形成为完全地穿过所述主机设备面板。
39.根据权利要求36至38中的任一项所述的组件,其中,所述盖板的顶表面与所述主机设备面板的顶表面齐平。
40.根据权利要求36至38中任一项所述的组件,其中,所述盖板的顶表面相对于所述主机设备面板的顶表面凹陷。
41.根据权利要求36至38中任一项所述的组件,其中,所述盖板的顶表面突出到所述主机设备面板的顶表面上方。
42.根据权利要求36至41中任一项所述的组件,其中,所述主机设备面板和所述盖板由玻璃制成。
43.根据权利要求36至42中任一项所述的组件,其中,所述传感器组件还包括柔性基板,并且所述传感器元件包括布置在所述柔性基板上的导电迹线,并且其中,所述传感器组件还包括连接到所述导电迹线的导电互连件,并且其中,所述导电迹线和所述导电迹线布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面的至少一部分上,并且所述互连件和所述互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的至少一部分上。
44.根据权利要求36至43中任一项所述的组件,还包括围绕所述切口的周界形成在所述主机设备面板中的凹陷的搁板状物,其中,所述盖板就座在所述搁板状物中,所述搁板状物的形状对应于所述盖板的形状,并且所述搁板状物的深度对应于所述盖板的厚度。
45.根据权利要求36至44中任一项所述的组件,其中,所述切口具有符合所述传感器组件的形状的形状。
46.根据权利要求36至45中任一项所述的组件,还包括间隔件框架,所述间隔件框架具有外周界和内周界,所述外周界具有与所述切口的形状对应的形状,所述内周界具有与所述传感器组件的形状对应的形状,其中,所述间隔件框架布置在所述切口内并且所述传感器组件布置在所述间隔件框架内。
47.根据权利要求46所述的组件,还包括凹陷的搁板状物,所述凹陷的搁板状物围绕所述间隔件框架的所述内周界形成在所述间隔件框架中,其中,所述盖板就座在所述间隔件框架的所述搁板状物上,所述搁板状物的形状对应于所述盖板的形状,并且所述搁板状物的深度对应于所述盖板的厚度。
48.根据权利要求46所述的组件,其中,所述盖板布置在所述间隔件框架的顶部上。
49.根据权利要求46所述的组件,还包括围绕所述间隔件框架的所述内周界形成在所述间隔件框架中的斜面。
50.根据权利要求49所述的组件,其中,所述盖板围绕其外周界倾斜。
51.根据权利要求46至50中任一项所述的组件,其中,所述切口被形成为完全地穿过所述主机设备面板,并且其中,所述间隔件框架包括从所述间隔件框架的下侧侧向向外延伸的下周边搁板状物,其中,所述下周边搁板状物邻接所述主机设备面板的下表面。
52.根据权利要求46至51中任一项所述的组件,其中,所述间隔件框架由选自包含以下项的组的一种或更多种材料制成:可机械加工的或可模制的塑料、液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、导电聚合物、具有碳或石墨填料的聚合物、硅树脂基材料、聚合物泡沫、硅树脂泡沫、导电热塑性或热固性模塑化合物、导电泡沫和导电硅树脂。
53.根据权利要求43至52中任一项所述的组件,其中,所述导电迹线和所述导电互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
54.根据权利要求53所述的组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料的组中选择的材料。
55.根据权利要求36至54中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
56.根据权利要求36至54中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的并且所述刚性基板的相对的边缘是圆形的。
57.根据权利要求36至56中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
58.根据权利要求36至57中任一项所述的组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独件。
59.根据权利要求36至58中任一项所述的组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
60.根据权利要求36至59中任一项所述的组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
61.根据权利要求43至60中任一项所述的组件,其中,所述导电迹线包括布置在所述柔性基板的第一部分上的第一导电迹线和布置在所述柔性基板的第二部分上的第二导电迹线。
62.根据权利要求61所述的组件,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线被定向成横向于所述第二导电迹线。
63.根据权利要求61或权利要求62所述的组件,其中,所述第一导电迹线和所述柔性基板的所述第一部分覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述第二导电迹线和所述柔性基板的所述第二部分覆盖在所述第一导电迹线和所述刚性基板的所述第一表面上。
64.根据权利要求61至63中任一项所述的组件,其中,所述互连件包括与所述第一导电迹线相关联的第一互连件和与所述第二导电迹线相关联的第二互连件,其中,所述第一互连件和所述第一互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第一边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上,并且其中,所述第二互连件和所述第二互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的第二边缘延伸并覆盖在所述刚性基板的所述第二表面的部分上。
65.根据权利要求64所述的组件,其中,围绕所述刚性基板的所述第一边缘延伸的所述柔性基板的部分与所述第一边缘接触,并且围绕所述刚性基板的所述第二边缘延伸的所述柔性基板的部分接触所述第二边缘。
66.根据权利要求43至65中任一项所述的组件,还包括布置在所述柔性基板上的电路元件,其中,所述互连件构造成将所述导电迹线连接到所述电路元件,并且其中,所述电路元件和所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的所述第二表面上。
67.根据权利要求36至66中任一项所述的组件,其中,所述传感器组件还包括主机连接器片,所述主机连接器片用于将所述传感器组件连接至主机设备。
68.根据权利要求67所述的组件,其中,所述连接器片包括形成在所述柔性基板的部分上的导电连接器焊盘和连接到所述连接器焊盘的导电主机连接器互连件。
69.一种传感器组件,包括:
刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;
柔性基板;
电路元件,所述电路元件大致位于所述柔性基板的中心中;
导电迹线,所述导电迹线包括第一组导电迹线和第二组导电迹线,所述第一组导电迹线和第二组导电迹线布置在所述柔性基板的相对于所述电路元件的相对端部上;和
第一组导电互连件和第二组导电互连件,所述第一组导电互连件和第二组导电互连件布置在所述柔性基板上,所述第一组互连件将所述第一组导电迹线连接到所述电路元件,并且所述第二组互连件将所述第二组导电迹线连接到所述电路元件,
其中,所述柔性基板包裹在所述刚性基板周围,使得所述电路元件布置在所述刚性基板的第二表面上,并且所述第一组互连件和所述第二组互连件围绕所述刚性基板的相对边缘从所述刚性基板的所述第二表面延伸到所述刚性基板的所述第一表面上,其中,所述第一组导电迹线和所述第二组导电迹线重叠以在所述刚性基板的所述第一表面上方形成感测阵列。
70.根据权利要求69所述的传感器组件,其中,所述第一组导电迹线和所述第二组导电迹线以及所述第一组互连件和所述第二组互连件包括形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
71.根据权利要求70所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料的组中选择的材料。
72.根据权利要求69至71中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
73.根据权利要求69至71中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的相对边缘是圆形的。
74.根据权利要求69至73中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一组互连件和所述第二组互连件布置在其上的所述柔性基板的部分围绕所述刚性基板的相对边缘延伸,与所述刚性基板的相对边缘接触。
75.根据权利要求69至73中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一组互连件和所述第二组互连件布置在其上的所述柔性基板的部分在工作环路中围绕所述刚性基板的相对边缘延伸,所述工作环路不与所述刚性基板的相对边缘接触。
76.根据权利要求69至75中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
77.根据权利要求69至76中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
78.根据权利要求69至77中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
79.根据权利要求69至78中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
80.根据权利要求69至79中任一项所述的传感器组件,其中,所述第一组导电迹线中的导电迹线大致彼此平行,所述第二组导电迹线中的导电迹线大致彼此平行,并且所述第一导电迹线定向成横向于所述第二导电迹线,使得所述感测阵列包括重叠的第一导电迹线和第二导电迹线。
81.根据权利要求1至14中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在0.2GPa和20GPa之间的弹性模量。
82.根据权利要求36至68中任一项所述的组件,其中,所述盖板通过粘合剂固定至所述传感器组件。
83.根据权利要求82所述的组件,其中,所述粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
84.根据权利要求46所述的组件,其中,所述盖板布置在所述间隔件框架的所述内周界内。
85.一种传感器组件,包括:
刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;
柔性基板,所述柔性基板具有相对的第一表面和第二表面;
第一导电迹线,所述第一导电迹线布置在所述柔性基板的第一部分上,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,并形成在所述柔性基板的所述第一部分的所述第一表面上;
第二导电迹线,所述第二导电迹线布置在所述柔性基板的所述第一部分上,其中,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且形成在所述柔性基板的所述第一部分的第二表面上,并且其中,所述第二导电迹线被定向成横向于所述第一导电迹线;和
电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板的第二部分上,其中,所述电路元件布置在所述柔性基板的所述第二部分的所述第一表面上,并且其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线电连接到所述电路元件;
其中,所述柔性基板包裹在所述刚性基板周围,其中,所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分的所述第二表面分别面向所述刚性基板的所述第一表面和所述第二表面,并且其中,所述柔性基板的所述第一部分以及布置在其上的所述第一导电迹线和所述第二导电迹线覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述柔性基板的第二部分和布置在其上的所述电路元件覆盖在所述刚性基板的第二表面上。
86.根据权利要求85所述的传感器组件,还包括导电互连件,所述导电互连件与所述第一导电迹线和所述第二导电迹线中的每一个相关联并将所述第一导电迹线和所述第二导电迹线中的每一个连接到所述电路元件。
87.根据权利要求86所述的传感器组件,还包括通孔,所述通孔在所述柔性基板的所述第一表面和所述第二表面之间延伸穿过所述柔性基板,其中,与所述第二导电迹线相关联的所述导电互连件的至少部分从所述柔性基板的所述第二表面延伸穿过所述通孔到所述柔性基板的所述第一表面。
88.根据权利要求85到87中任一项所述的传感器组件,其中,所述导电迹线包含形成、蚀刻、沉积或印刷在所述柔性基板上或嵌入到所述柔性基板中的导电材料。
89.根据权利要求88所述的传感器组件,其中,所述导电材料包括从包含铜、锡、银或金的材料组中选择的材料。
90.根据权利要求85至89中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板具有矩形块、方形块或立方体块的形状。
91.根据权利要求85至90中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且其中,所述刚性基板还包括圆形的第一端部和第二端部。
92.根据权利要求85至91中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板构造成当所述柔性基板围绕所述刚性基板包裹时,在尺寸和形状上符合所述刚性基板。
93.根据权利要求85至92中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板的相对的第一表面和第二表面是平坦的,并且所述刚性基板的所述第一边缘和所述第二边缘是圆形的。
94.根据权利要求81至89中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板由玻璃或陶瓷制成。
95.根据权利要求85至94中任一项所述的传感器组件,其中,所述刚性基板包括结合在一起的两个单独的件。
96.根据权利要求85至95中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板由电介质材料制成。
97.根据权利要求85至96中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板是聚合物基的材料。
98.根据权利要求85至97中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在2GPa和9GPa之间的弹性模量。
99.根据权利要求85至98中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板具有在0.2GPa和20GPa之间的弹性模量。
100.根据权利要求85至99中任一项所述的传感器组件,还包括用于将所述传感器组件连接至主机设备的主机连接器片。
101.根据权利要求100所述的传感器组件,其中,所述主机连接器片包括:
从所述刚性基板延伸的所述柔性基板的部分;
布置在所述柔性基板的延伸部分上的导电互连件;和
连接器插头,所述连接器插头布置在所述柔性基板的延伸部分的一侧上,其中,所述导电互连件从所述电路元件延伸到所述连接器插头。
102.根据权利要求101所述的传感器组件,还包括加强件,所述加强件布置在所述柔性基板的所述延伸部分的与所述连接器插头相对的表面上。
103.根据权利要求85至102中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板通过粘合剂固定到所述刚性基板。
104.根据权利要求103所述的传感器组件,其中,所述粘合剂包括选自包含以下项的组中的一种或更多种材料:压敏粘合剂、B级片材粘合剂、结合层粘合剂、丙烯酸基热固性粘合剂、高弹性模量/高度交联环氧型热固性粘合剂、具有颗粒填料以增加粘合剂的弹性模量的粘合剂、以及具有具备高介电常数的填料材料的粘合剂。
105.一种传感器组件,包括:
刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;
柔性基板,所述柔性基板具有相对的第一表面和第二表面;
第一导电迹线,所述第一导电迹线布置在所述柔性基板的第一部分上,其中,所述第一导电迹线大致彼此平行,并形成在所述柔性基板的所述第一部分的所述第一表面上;
第二导电迹线,所述第二导电迹线布置在所述柔性基板的所述第一部分上,其中,所述第二导电迹线大致彼此平行,并且形成在所述柔性基板的所述第一部分的所述第二表面上,并且其中,所述第二导电迹线定向成横向于所述第一导电迹线;和
电路元件,所述电路元件布置在所述柔性基板的第二部分上,其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线电连接到所述电路元件;
其中,所述柔性基板至少部分地包裹在所述刚性基板周围,其中,所述柔性基板的所述第一部分的所述第二表面面向所述刚性基板的所述第一表面,并且其中,所述柔性基板的所述第一部分以及布置在其上的所述第一导电迹线和所述第二导电迹线覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上,并且所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的第二部分从所述刚性基板延伸。
106.根据权利要求105所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述第一部分和第二部分之间的所述柔性基板的部分覆盖在所述刚性基板的连接所述刚性基板的所述第一表面和所述第二表面的边缘上。
107.根据权利要求106所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述第一部分和所述第二部分之间的所述柔性基板的所述部分还覆盖在所述刚性基板的第二表面上。
108.根据权利要求105至107中任一项所述的传感器组件,还包括加强件,所述加强件附接至所述柔性基板的与所述电路元件布置在其上的所述柔性基板的表面相对的表面上。
109.根据权利要求36所述的组件,其中,所述传感器组件包括权利要求1至35中任一项所述的传感器组件。
110.根据权利要求36所述的组件,其中,所述传感器组件包括权利要求85至108中任一项所述的传感器组件。
111.一种电子设备,包括:
主机设备面板,所述主机设备面板构造成提供界面和/或显示功能;
指纹传感器,所述指纹传感器布置在形成在所述主机设备面板中的凹陷或开口内,并且包括:
刚性基板,所述刚性基板具有相对的第一表面和第二表面;和
柔性电路子组件,所述柔性电路子组件至少部分地包裹在所述刚性基板周围以便覆盖在所述第一表面和所述第二表面上,并且包括:
柔性基板,所述柔性基板具有相对的第一表面和第二表面;和
第一导电迹线和第二导电迹线,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线形成在所述柔性基板的所述第一表面和所述第二表面中的一个或两个表面上,其中,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线构造成使得当所述柔性电路子组件包裹在所述刚性基板周围时,所述第一导电迹线和所述第二导电迹线定向成横向于彼此并且通过所述柔性基板的层彼此隔开;和
盖板,所述盖板布置在所述指纹传感器上方。
112.根据权利要求111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据权利要求1至20或81中任一项所述的传感器组件。
113.根据权利要求111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据权利要求21至35中任一项所述的传感器组件。
114.根据权利要求111所述的电子设备,其中,所述主机设备面板和所述指纹传感器包括权利要求36至68、82、83、84、109或110中任一项所述的组件。
115.根据权利要求111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据权利要求69至80中任一项所述的传感器组件。
116.根据权利要求111所述的电子设备,其中,所述指纹传感器包括根据权利要求85至108中任一项所述的传感器组件。
117.根据权利要求111至116中任一项所述的电子设备,其中,所述电子设备包括移动电话、智能电话、台式电脑、膝上型电脑/笔记本电脑、平板电脑或瘦客户端设备。
118.根据权利要求85至108中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述第一部分以及布置在其上的覆盖在所述刚性基板的所述第一表面上的所述第一导电迹线和所述第二导电迹线形成传感器表面,并且其中,所述传感器表面具有5μm或更小的平坦度。
119.根据权利要求86至88中任一项所述的传感器组件,其中,所述柔性基板的所述互连件的至少一部分布置在其上的部分在工作环路中在所述第一表面和所述第二表面之间围绕所述刚性基板的边缘延伸,所述工作环路不与所述边缘接触。
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