CN108734068B - 指纹感测单元压印系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹感测单元压印系统及其方法，包括：具有凹孔以容置指纹感测单元的第一治具；压印模块，用以于第一治具及指纹感测单元的表面形成压印层；激光切割模块，用以切割压印层以于指纹感测单元形成面积大于指纹感测单元上表面的保护层；以及具有凹槽以容置指纹感测单元的第二治具，其中凹槽包括连接气泵的真空吸附单元，当指纹感测单元自第一治具的凹孔置换至第二治具的凹槽时，启动气泵使真空吸附单元吸附并固定指纹感测单元，接着以激光切割模块切割保护层，使保护层的面积等于指纹感测单元上表面的面积。本发明提供的指纹感测单元压印系统及其方法有效地降低了指纹感测单元的保护层因材料涂布的不均匀所导致的毛边或表面不平整的情况。

Description

指纹感测单元压印系统及其方法

技术领域

本发明涉及压印制程技术领域，具体而言，涉及一种电子元件的压印系统及其方法。

背景技术

指纹识别模块已渐渐地成为电子装置的标准配备之一，使用者可通过指纹识别模块进行身分的识别，以对电子装置进行解锁或控制。

通常，指纹识别模块具有一指纹感测单元及覆盖于其上的保护层，当使用者以手指按压于保护层时，指纹感测单元便可检测接触保护层表面的手指指纹。

于现有的技术中，保护层的形成，通常是先于一批次的指纹感测单元的表面形成压印层后，再以激光切割压印层以产出单一一个指纹识别模块。但由于批次的处理方式，其所形成的压印层可能因为涂布时的不均匀，而导致压印层的边际溢出或产生毛边的情况，如此不仅可能让指纹感测单元的保护层表面不平整或失去光泽的外观，亦可能使其失去细致的触感。

有鉴于此，如何提供一种压印系统及方法，以有效提降低压印层边际溢出或毛边的情况发生，为本发明欲解决的技术课题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种指纹感测单元压印系统，用以压印具有一上表面及一下表面的一指纹感测单元，该系统包括：

第一治具，具有第一表面、相对于第一表面的第二表面及至少一凹孔形成于第二表面，凹孔用以容置指纹感测单元；

压印模块，用以于第一治具的第二表面及指纹感测单元的上表面形成压印层；

激光切割模块，用以切割压印层以于指纹感测单元的上表面形成保护层，且保护层的面积大于上表面的面积；

气泵；以及

第二治具，具有凹槽用以容置指纹感测单元，凹槽包括真空吸附单元，且真空吸附单元连接气泵；

其中，当指纹感测单元自第一治具的凹孔置换至第二治具的凹槽时，启动气泵以驱动真空吸附单元吸附并固定指纹感测单元，接着以激光切割模块切割保护层，使保护层的面积等于上表面的面积。

于上述优选实施方式中，其中凹孔贯穿第一表面及第二表面。

于上述优选实施方式中，其中第一治具进一步包括粘胶层，粘胶层位于第一表面，且粘胶层用以粘附指纹感测单元的下表面。

于上述优选实施方式中，其中压印层包括：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层或抗指纹镀膜层。

于上述优选实施方式中，其中压印模块包括：涂布单元及压印单元。

于上述优选实施方式中，其中涂布单元为：涂布刀或涂布轮。

于上述优选实施方式中，其中压印单元为：压印板或压印轮。

本发明另一优选作法，涉及一种指纹感测单元压印方法，包括下列步骤：

(a).提供指纹感测单元，指纹感测单元具有上表面及下表面；

(b).提供第一治具，第一治具具有第一表面、相对于第一表面的第二表面及至少一凹孔形成于第二表面；

(c).将指纹感测单元置入凹孔，并于指纹感测单元的上表面及第一治具的第二表面形成压印层；

(d).切割压印层，以形成面积大于上表面的面积的保护层；

(e).提供第二治具，第二治具具有凹槽，且凹槽包括真空吸附单元；

(f).将指纹感测单元置换至凹槽，并以真空吸附单元吸附固定指纹感测单元；以及

(g).切割保护层，使保护层的面积等于上表面的面积。

于上述优选实施方式中，其中于步骤(c)中，涂布并压印油墨材料以形成压印层。

于上述优选实施方式中，其中油墨材料为：光固化型油墨、热固化型油墨或掺杂有光固化型油墨及热固化型油墨的混合型油墨。

于上述优选实施方式中，其中于步骤(c)中，涂布并压印紫外光硬化树脂材料以形成压印层。

于上述优选实施方式中，其中于步骤(c)中，涂布并压印抗指纹镀膜以形成压印层。

附图说明

图1：为本发明所提供指纹感测单元压印系统；

图2A至2G：为本发明于指纹感测单元上表面形成保护层的示意图；

图3A至3C：为本发明修整指纹感测单元的保护层的示意图；以及

图4：为本发明所提供指纹感测单元压印方法的流程图。

附图标记说明：

S101～S106 步骤

1 指纹感测单元压印系统

10 第一治具

101 第一治具板

1011 凹孔

1012 第一表面

1013 第二表面

102 粘胶层

11 第二治具

111 凹槽

112 真空吸附单元

113 连通管

12 气泵

13 压印模块

131 涂布单元

132 压印单元

14 激光切割模块

20 指纹感测单元

201 下表面

202 上表面

30 压印层

301 保护层

具体实施方式

本发明的优点及特征以及达到其方法将参照例示性实施例及附图进行更详细的描述而更容易理解。然而，本发明可以不同形式来实现且不应被理解仅限于此处所陈述的实施例。相反地，对所属技术领域技术人员而言，所提供的此些实施例将使本公开更加透彻与全面且完整地传达本发明的范围。

首先，请参阅图1所示，图1为本发明所提供指纹感测单元压印系统。所述的指纹感测单元压印系统1包括：第一治具10、第二治具11、气泵12、压印模块13及激光切割模块14。其中，第二治具11连接一气泵12，并可通过运行气泵12排空第二治具11中的气体，使第二治具11产生真空吸附的作用；压印模块13包括：涂布单元131及压印单元132，其中涂布单元131可为涂布刀或涂布轮；压印单元132可为压印板或压印轮。

请参阅图2A至图2G，图2A至图2G为本发明于指纹感测单元上表面形成保护层的示意图。请参阅图2A及图2B，于图2A中，第一治具10包括：第一治具板101及粘胶层102，粘胶层102为一种耐高温的胶纸，使其于高温下仍具有一定的粘性；第一治具板101则包括：第一表面1012、第二表面1013及贯穿第一表面1012与第二表面1013的凹孔1011。粘胶层102位于第一表面1012并贴附于第一表面1012之上，凹孔1011则用于容置指纹感测单元20。图2B为将指纹感测单元20放置于凹孔1011的立体示意图，于图2B中，粘胶层102是位于第一表面1012之上并用于粘附指纹感测单元20下表面201，以固定指纹感测单元20。且粘胶层102可贴附于第一表面1012之上或自第一表面1012移除。因此，当指纹感测单元20形成保护层后，可通过移除粘胶层102以方便自凹孔1011中取出指纹感测单元20。所述的指纹感测单元20是由平面网格阵列封装(Land Grid Array,LGA)技术封装制成，包括有：基板(未示于图中)、与基板电性连接的感测芯片(未示于图中)及封装用的环氧模压树脂(Epoxy MoldingCompound,EMC)材料(未示于图中)，而封装完成的指纹感测单元20具有一下表面201及一上表面202。

接着，请参阅图2C，将指纹感测单元20放置于凹孔1011时，其下表面201可粘附于粘胶层102，使其可暂时固定于凹孔1011之中。而指纹感测单元20的上表面202则可略高于或略低于第一治具板101的第二表面1013，或与第一治具板101的第二表面1013齐平而形成一共平面的结构形式。涂布单元131可将油墨材料、紫外光硬化树脂材料或抗指纹镀膜涂布于指纹感测单元20的上表面202及部分第一治具板101的第二表面1013以形成压印层30。请继续参阅图2D，于涂布单元131涂布完成后，压印单元132接着对压印层30进行压印步骤，于压印时，可以烘烤加热或紫外光曝晒的方式让压印层30硬化，并于压印层30的表面形成高光(high-gloss)表面。所述的高光表面为细致度高、且具有光油感或镜面外观的表面。前述的油墨材料可为：光固化型油墨、热固化型油墨或掺杂有光固化型油墨及热固化型油墨的混合型油墨；紫外光硬化树脂材料则是由树脂单体(monomer)及预聚体(oligomer)组成的低聚物，其在受到紫外光照射后，可在短时间内迅速交联固化；而以烘烤加热或紫外光曝晒形成的压印层30则因所涂布材料种类的不同而有所差异，其可为：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层、抗指纹镀膜层或前述各层的组合。

请继续参阅图2E，待压印层30硬化完全后，则以激光切割模块14切割压印层30，并于指纹感测单元20的上表面202形成保护层301。如图2F及图2G中所示，图2F为压印层30切割完成后的俯视图，其中保护层301可完整地覆盖指纹感测单元20的上表面202，且保护层301的面积大于指纹感测单元20的上表面202的面积；图2G为指纹感测单元20的侧视图，将指纹感测单元20自凹孔1011取出后，其中由压印层30所切割出来的保护层301可完整地覆盖指纹感测单元20的上表面202，且保护层301的面积大于指纹感测单元20的上表面202的面积。其中，当指纹感测单元20的上表面202与第一治具板101的第二表面1013齐平时，所形成的保护层301的厚度等同于压印层30的厚度；当指纹感测单元20的上表面202略低于第一治具板101的第二表面1013时，其所形成的保护层301的厚度则略厚于压印层30的厚度；当指纹感测单元20的上表面202略高于第一治具板101的第二表面1013时，其所形成的保护层301的厚度则略薄于压印层30的厚度。

请参阅图1及图3A至图3C，图3A至图3C为本发明修整指纹感测单元的保护层的示意图。于图3A中，第二治具11具有凹槽111，而凹槽111用以容置具有保护层301的指纹感测单元20，且凹槽111底部包括真空吸附单元112及与真空吸附单元112相连接的连通管113。连通管113的另一端则连接于气泵12(如图1所示)。接着，如图3B中所示，将具有保护层301的指纹感测单元20放置于凹槽111时，启动并运行气泵12，气泵12会进一步排空真空吸附单元112及连通管113中的气体，使真空吸附单元112产生真空吸附的作用以吸附指纹感测单元20的下表面201，藉此固定指纹感测单元20。此时，激光切割模块14切割保护层301，使保护层301的面积等于指纹感测单元20的上表面202的面积。最后，请参阅图3C，于图3C中，待保护层301切割修整完成，使保护层301的面积等于指纹感测单元20的上表面202的面积后，即停止运行气泵12，让真空吸附单元112失去真空吸附的作用，如此便可将指纹感测单元20自凹槽111中取出。本发明另一优选的作法，亦可控制气泵12进行供气的动作，于供气时，气体由连通管113流通至真空吸附单元112，真空吸附单元112则喷出气体让指纹感测单元20自凹槽111中移出，抑或让指纹感测单元20可更容易地被取出。本发明虽仅提出将真空吸附单元112设置于凹槽111底部的实施方式，但于实际应用时，亦可将真空吸附单元112设置于凹槽111的任一表面，并不以本发明所提出的实施方式为限。

请一并参阅图1、图2A至图2G、图3A至图3C及图4，图4为本发明所提供指纹感测单元压印方法的流程图。首先，提供指纹感测单元20，指纹感测单元20具有上表面202及下表面201(步骤S100)；接着，提供第一治具10，第一治具具有第一表面1012、相对于第一表面1012的第二表面1013及至少一凹孔1011形成于第二表面1013(步骤S101)，于步骤S101中，第一治具10包括第一治具板101及粘胶层102，第一治具板101上则具有贯穿第一表面1012与第二表面1013的凹孔1011，粘胶层102则位于第一表面1012，并贴附于第一表面1012之上。将指纹感测单元20置入凹孔1011，并于指纹感测单元20的上表面202及第一治具10的第二表面1013形成压印层30(步骤S102)，于步骤S102中，先以涂布单元131将油墨材料、紫外光硬化树脂材料或抗指纹镀膜等材料涂布于指纹感测单元20的上表面202及第一治具板101的第二表面1013以形成压印层30，涂布完成后，接着以压印单元132抵压压印层30，再以烘烤加热或紫外光曝晒的方式使压印层30硬化。前述的油墨材料可为：光固化型油墨、热固化型油墨或掺杂有光固化型油墨及热固化型油墨的混合型油墨；紫外光硬化树脂材料是由树脂单体及预聚体所组成的低聚物，其可于接受紫外光照射后，在短时间内迅速地交联固化。而以烘烤加热或紫外光曝晒形成的压印层30则依据所使用材料的不同而有所差异，其可为：光固化油墨层、热固化油墨层、混合型油墨层、紫外光硬化树脂层、抗指纹镀膜层或前述各层的组合。

随后，以激光切割模块14切割压印层30，以形成面积大于上表面202的面积的保护层301(步骤S103)；接着，提供第二治具11，第二治具11具有凹槽111，且凹槽111包括真空吸附单元112(步骤S104)，于步骤S104中，凹槽111底部具有真空吸附单元112及与真空吸附单元112相连接的连通管113，连通管113的另一端则连接于气泵12。将指纹感测单元20置换至凹槽111，并以真空吸附单元112吸附固定指纹感测单元20(步骤S105)，于步骤S105中，将具有保护层301的指纹感测单元20放置于凹槽111时，启动并运行气泵12，气泵12则排空真空吸附单元112及连通管113中的气体，使真空吸附单元112吸附指纹感测单元20的下表面201，以藉此固定指纹感测单元20；最后，以激光切割模块14切割保护层301，使保护层301的面积等于上表面202的面积(步骤S106)，于步骤S106中，待保护层301切割修整完成，使保护层301的面积等于指纹感测单元20的上表面202的面积之后，即停止运行气泵12使真空吸附单元112失去真空吸附的作用，如此便可将指纹感测单元20自凹槽111中取出；亦可控制气泵12进行供气的动作，使气体由连通管113流通至真空吸附单元112，通过真空吸附单元112喷出气体将指纹感测单元20自凹槽111中移出，或使其可更容易取出。

相较于现有技术，本发明提供一种对指纹感测单元进行压印处理及切割修整保护层的压印系统，通过二次的切割与修整，有效地降低了指纹感测单元的保护层因材料涂布的不均匀所导致的毛边或表面不平整的情况。另一方面，通过本发明所提供的治具，可对单一个或多个指纹感测单元进行不同的涂布与压印处理，如此便可依据其所安装电子装置种类的不同，形成具有不同类型的、单层或多层保护层的指纹识别模块；故，本发明实为一极具产业价值的发明。

本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱权利要求所欲保护者。

Claims (5)

1.一种指纹感测单元压印方法，包括下列步骤：

步骤(a).提供多个指纹感测单元，每一该指纹感测单元具有一上表面及一下表面；

步骤(b).提供一第一治具，该第一治具具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面及多个凹孔形成于该第二表面；

步骤(c).将该多个指纹感测单元分别置入该多个凹孔，并于该多个指纹感测单元的该上表面及该第一治具的该第二表面形成一压印层；

步骤(d).切割该压印层，以分离该多个指纹感测单元且使形成于每一该指纹感测单元之该上表面的压印层面积大于该指纹感测单元之该上表面，该压印层形成该指纹感测单元的一保护层；

步骤(e).提供一第二治具，该第二治具具有一凹槽，且该凹槽包括一真空吸附单元；

步骤(f).将一该指纹感测单元置换至该凹槽，并以该真空吸附单元吸附固定该指纹感测单元；以及

步骤(g).切割该保护层，使该保护层的面积等于该上表面的面积。

2.如权利要求1所述的指纹感测单元压印方法，其中于步骤(c)中，涂布并压印一油墨材料以形成该压印层。

3.如权利要求2所述的指纹感测单元压印方法，其中该油墨材料为：光固化型油墨、热固化型油墨或掺杂有光固化型油墨及热固化型油墨的混合型油墨。

4.如权利要求1所述的指纹感测单元压印方法，其中于步骤(c)中，涂布并压印一紫外光硬化树脂材料以形成该压印层。

5.如权利要求1所述的指纹感测单元压印方法，其中于步骤(c)中，涂布并压印一抗指纹镀膜以形成该压印层。

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