CN108921074B - 超声波指纹识别模组及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波指纹识别模组及其制作方法。该超声波指纹识别模组，包括：基板；压电层，设于基板上，压电层远离基板的表面为功能表面，功能表面的边缘开设有第一台阶槽；导电层，包括设于功能表面的主体部、设于第一台阶槽处的第一填充部以及设于基板设有压电层的表面的连接部，主体部、第一填充部以及连接部依次一体成型，连接部用于与供电线路连接；电极层，设于主体部远离基板的表面。在上述超声波指纹识别模组中，第一台阶槽能缓和导电层的爬坡幅度，降低导电层的断线风险，而且开设第一台阶槽的同时能去除牛角，避免牛角增加导电层的爬坡幅度，降低导电层的断线风险。因此上述超声波指纹识别模组具有较好的性能及较高的制作良率。

Description

超声波指纹识别模组及其制作方法

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种超声波指纹识别模组及其制作方法。

背景技术

手机、平板等电子装置均搭载有指纹识别模组，以使得使用者能简易且安全地被识别身份。而随着电子装置逐步朝向全面屏发展，需要将指纹识别模组内置于屏幕内，人们开始大力研究能内置于屏幕内的超声波指纹识别模组。但传统的超声波指纹识别模组的性能较差，制作良率较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种性能较好的超声波指纹识别模组及其良率较高的制作方法。

一种超声波指纹识别模组，包括：

基板；

压电层，设于所述基板上，所述压电层远离所述基板的表面为功能表面，所述功能表面的边缘开设有第一台阶槽；

导电层，包括设于所述功能表面的主体部、设于所述第一台阶槽处的第一填充部以及设于所述基板设有所述压电层的表面的连接部，所述主体部、所述第一填充部以及所述连接部依次一体成型，所述连接部用于与供电线路连接；以及

电极层，设于所述主体部远离所述基板的表面。

在上述超声波指纹识别模组中，第一台阶槽能缓和导电层的爬坡幅度，降低导电层的断线风险，而且开设第一台阶槽的同时能去除牛角，避免牛角增加导电层的爬坡幅度，降低导电层的断线风险。因此上述超声波指纹识别模组具有性能较好，制作较高的良率的特点。

在其中一个实施例中，所述功能表面与所述第一台阶槽相对的边缘开设有第二台阶槽；

所述导电层还包括设于所述第二台阶槽处的第二填充部，所述第二填充部与所述主体部一体成型。

在其中一个实施例中，所述主体部、所述第一填充部以及所述连接部沿第一方向依次排布，所述压电层包括两个沿所述第一方向延伸的压电侧壁，所述导电层包括两个沿所述第一方向延伸的导电侧壁，两个所述导电侧壁中的至少一个与所述压电侧壁齐平。

在其中一个实施例中，所述主体部、所述第一填充部以及所述连接部沿第一方向依次排布，在与所述第一方向垂直的方向上，所述连接部的长度小于所述主体部的长度，且所述连接部的端面位于所述主体部的两端面之间。

在其中一个实施例中，所述连接部远离所述主体部的边缘开设有第三台阶槽，所述第三台阶槽用于与供电线路连接。

在其中一个实施例中，所述基板为薄膜晶体管阵列基板，所述超声波指纹识别模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板一端与所述薄膜晶体管阵列基板上的供电线路连接，另一端与所述连接部电连接。

一种超声波指纹识别模组的制作方法，包括如下步骤：

在基板上形成压电层，

去除压电层远离基板的表面的牛角，形成位于压电层边缘的第一台阶槽；以及

在基板及压电层上形成导电层，其中，导电层包括设于压电层上的主体部、设于第一台阶槽处的第一填充部以及设于基板设有压电层的表面的连接部，主体部、第一填充部以及连接部依次一体成型，连接部用于与供电线路连接。

在其中一个实施例中，主体部、第一填充部以及连接部沿第一方向依次排布，基板的尺寸与多个超声波指纹识别模组的尺寸适配，基板上设有沿第一方向延伸的分割标记；

在形成导电层后，还包括沿基板的分割标记进行切割的步骤，以便于得到多个相独立的超声波指纹识别模组。

在其中一个实施例中，在沿基板的分割标记进行切割的步骤中，切断相邻两个超声波指纹识别模组的导电层及压电层，并在基板上形成切痕。

在其中一个实施例中，在去除压电层远离基板的表面的牛角的步骤中，还形成位于压电层与第一台阶槽相对的边缘的第二台阶槽；及/或

在形成导电层的步骤中，连接部远离主体部的边缘形成第三台阶槽，第三台阶槽用于与供电线路连接；及/或

在形成导电层的步骤中，连接部的两端分别缺失，形成位于连接部与第一填充部处的两个第四台阶槽，主体部、第一填充部以及连接部沿第一方向依次排布，两个第四台阶槽沿第二方向排布，第二方向与第一方向垂直；及/或

在形成导电层后，还包括在导电层的连接部上设置柔性电路板的步骤，其中，基板为薄膜晶体管阵列基板，柔性电路板远离连接部的一端与薄膜晶体管阵列基板上的供电线路连接；及/或

在形成导电层后，还包括在导电层的主体部上形成电极层的步骤。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的在未设置电极层和柔性电路板时的超声波指纹识别模组的俯视示意图；

图2为本发明一实施例提供的超声波指纹识别模组沿第一方向的剖面示意图；

图3为本发明一实施例提供的超声波指纹识别模组沿第二方向的剖面示意图；

图4为本发明一实施例提供的超声波指纹识别模组的制作方法的流程图；

图5为在基板形成压电层后的俯视示意图；

图6为图5所示A-A线的剖面示意图；

图7为在图5的压电层上形成第一台阶槽及第二台阶槽后的俯视示意图；

图8为图7所示B-B线的剖面示意图；

图9为在图7的压电层上形成导电层后的俯视示意图；

图10为图9所示C-C线的剖面示意图；

图11为沿分割标记切割图9后的俯视示意图；

图12为图11所示D-D线的剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本发明一实施例提供的超声波指纹识别模组10，包括基板100、压电层200、导电层300、电极层400以及柔性电路板500。

如图1所示，在本实施例中，基板100为薄膜晶体管阵列基板(TFT基板)，基板100包括板体110及形成于板体110上的线路120、薄膜晶体管阵列(图未示)等元器件。以图1所示视角为例，板体110为长方形板体，线路120位于板体110的右端，线路120的数目为多个，多个线路120间隔排布。板体110可以为玻璃板，也可以为塑胶板。线路120可以为银胶线路，也可以为金属铜线路。

如图2所示，压电层200、导电层300及电极层400依次层叠于板体110上，也即在本实施例中，超声波指纹识别模组10的压电层200、导电层300及电极层400等元器件集成于显示模组的TFT基板，相对于传统的独立的超声波指纹识别模组，本实施例的超声波指纹识别模组10可以简化具有显示模组及超声波指纹识别模组的电子装置的结构，利于获得集成度高、小型化的电子装置。

如图2所示，基板100、压电层200、导电层300以及电极层400依次层叠设置，导电层300自基板100延伸至压电层200，以便于导电层300与柔性电路板500连接，进而便于导电层300通过柔性电路板500与供电线路120连接。其中，当电极层400被施加了来自供电线路120的高频电信号后，压电层200可以产生超声波，并且压电层200还可以将从接触对象(手指)反射回来的超声波转换为电信号，该电信号再与设于基板100上的其他线路(在本实施例中，其他线路即为薄膜晶体管阵列)耦合产生电压变化，获取电压变化信号即可获得指纹图像。

由于导电层300自基板100延伸至压电层200，在形成导电层300时，导电层300需要爬坡，导电层300存在断线风险，会导致超声波指纹识别模组的性能较差，制作良率低下。而且在形成压电层200时，压电层200远离基板100的表面会产生牛角210(请参考附图6)，牛角210会增加导电层300的爬坡幅度，导致导电层300的断线风险增加。

如图2所示，在本实施例中，压电层200远离基板100的表面为功能表面202，功能表面202的边缘开设有第一台阶槽204。导电层300包括设于功能表面202的主体部310、设于第一台阶槽204处的第一填充部320以及设于基板100设有压电层200的表面的连接部330，主体部310、第一填充部320以及连接部330依次一体成型，其中，连接部330用于与供电线路120连接。电极层400设于主体部310远离基板100的表面。以图1及图2所示视角为例，主体部310即为虚线a与虚线b之间的部分，第一填充部320即为虚线b与虚线c之间的部分,连接部330即为虚线c与供电线路120之间的部分。虚线a左边的部分即为第二填充部340(后续将详细介绍)。

其中，第一台阶槽204能缓和导电层300的爬坡幅度，降低导电层300的断线风险，而且开设第一台阶槽204的同时能去除牛角210，避免牛角210增加导电层300的爬坡幅度，降低导电层300的断线风险。因此上述超声波指纹识别模组10具有较好的性能及较高的制作良率。

请参考图2及图6，需要说明的是，压电层200的牛角210主要形成于压电层200靠近供电线路120的一侧边缘，以及与该侧相对于的另一侧边缘。形成于压电层200上的牛角210会影响后续制程的导电层300及电极层400的平整度，导致超声波指纹识别模组的表面不平，而表面不平的超声波指纹识别模组会影响指纹图像的准确性，导致超声波指纹识别模组的性能较差、制作良率低下。

为解决上述问题，如图1及图2所示，在本实施例中，功能表面202与第一台阶槽204相对的边缘开设有第二台阶槽206。导电层300还包括设于第二台阶槽206处的第二填充部340，第二填充部340与主体部310一体成型。开设第二台阶槽206的同时能去除牛角210。第一台阶槽204及第二台阶槽206均能去除牛角210，从而可以避免牛角210影响后续制程的导电层300及电极层400的平整度，进而可以获得平整度较高的超声波指纹识别模组10，提高超声波指纹识别模组10的性能及制作良率。可以理解，在其他实施例中，还可以采用磨砂磨牛角等方式去除牛角，此时，可以不开设第二台阶槽206。

如图1所示，在本实施例中，主体部310、第一填充部320以及连接部330沿第一方向12依次排布，在与第一方向12垂直的方向上(也即在第二方向14上)，连接部330的长度小于主体部310的长度，且连接部330的端面302位于主体部310的两端面300a之间，也即在形成连接部330时，使得连接部330的端面302不与主体部310的端面300a齐平。如此，可以降低导电层300的材料用量。进一步，在本实施例中，第一填充部320包括靠近主体部310的第一部分322以及靠近连接部330的第二部分324，在第二方向14上，第二部分324的长度小于主体部310的长度，且第二部分324的端面位于主体部310的两端面300a之间。如此，可以进一步降低导电层300的材料用量。

如图2所示，在本实施例中，连接部330远离主体部310的边缘开设有第三台阶槽304，第三台阶槽304用于与供电线路连接。柔性电路板500一端与供电线路120连接，另一端与第三台阶槽304连接。如此，可以避免柔性电路板500凸出于主体部310的高度过高。

具体地，在本实施例中，柔性电路板500的两端分别为金手指结构，供电线路120具有相应的金手指结构，第三台阶槽304的槽底为金手指结构，柔性电路板500一端的金手指结构通导电胶510与供电线路120连接，另一端的金手指结构通导电胶510与第三台阶槽304的槽底连接。

如图1、图2及图3所示，压电层200包括两个沿第一方向12延伸的压电侧壁200a，导电层300包括两个沿第一方向12延伸的导电侧壁300a，两个导电侧壁300a中的至少一个与压电侧壁200a齐平。具体地，在本实施例中，两个导电侧壁300a分别与两个压电侧壁200a齐平。如此，可以减少超声波指纹识别模组10在与其他元件装配时的装配公差。需要说明的是，导电侧壁300a与压电侧壁200a齐平，也即导电侧壁300a与压电侧壁200a共平面。

如图4所示，本实施例还提供一种超声波指纹识别模组的制作方法，包括如下步骤：

步骤S610，在基板上形成压电层。

如图5及图6所示，在本实施例中，采用涂敷的方式将压电胶涂敷于基板100，压电胶固化后形成压电层200，压电层200上形成有牛角210，牛角210主要分布于压电层200在第一方向12的两侧边缘。

在本实施例中，基板100的尺寸与多个超声波指纹识别模组10的尺寸适配。后续需要进行切割步骤，以制作单个的超声波指纹识别模组10。相应地，基板100上预设有分割标记102，分割标记102沿第一方向12延伸，后续沿着分割标记102切割即可得到包含若干个单品的产品条，其中，产品条上的单品首尾相接排布。具体地，在本实施例中，基板100的尺寸与六个超声波指纹识别模组10的尺寸适配。

步骤S620，去除压电层远离基板的表面的牛角，形成位于压电层边缘的第一台阶槽以及第二台阶槽。

如图7及图8所示，将压电层200承载牛角210的部分去除，并在压电层200的相对的两边缘分别形成第一台阶槽204以及第二台阶槽206。具体地，在本实施例中，待压电层200固化后，采用铲刀切割的方式形成第一台阶槽204以及第二台阶槽206。可以理解，在其他实施例中，也可以只形成第一台阶槽204，而不形成第二台阶槽206，此时，可以采用打磨等其他方式去除远离第一台阶槽204的牛角210。

步骤S630，在基板及压电层上形成导电层。其中，导电层300包括设于压电层200上的主体部310、填充于第一台阶槽204处的第一填充部320以及设于基板100设有压电层200的表面的连接部330，主体部310、第一填充部320以及连接部330依次一体成型，连接部330用于与供电线路120连接。

如图9及图10所示，在本实施例中，提供导电胶，将导电胶以涂敷的方式形成于基板100及压电层200上，待导电胶固化后得到导电层300。具体地，先在基板100上涂敷导电胶，再在压电层200上涂敷导电胶。更具体地，在本实施例中，导电胶为银胶。

具体地，在本实施例中，在形成导电层300的步骤中，连接部330远离主体部310的边缘形成第三台阶槽304，第三台阶槽304用于与供电线路120连接。

在形成导电层300的步骤中，连接部330的两端分别缺失，形成位于连接部330与第一填充部320处的两个第四台阶槽332，主体部310、第一填充部320以及连接部330沿第一方向12依次排布，两个第四台阶槽332沿第二方向14排布。

步骤S640，基板的尺寸与多个超声波指纹识别模组的尺寸适配，在形成导电层后，还包括沿基板的分割标记切割的步骤。可以理解，当基板的尺寸与单个超声波指纹识别模组的尺寸适配时，步骤S640可以省略。

由于分割标记沿第一方向12延伸，沿基板的分割标记切割，可以避免导电层300的绑定侧(与柔性电路板500连接的一侧)为切割侧，从可以提高超声波指纹识别模组10的强度，使得超声波指纹识别模组10在三点banging强度测试(3PB test)中具有较好的表现。

具体地，在本实施例中，沿着分割标记切割使得相邻两个单品的导电层300相分离，并使得相邻两个单品(单个超声波指纹识别模组)的压电层200相分离，并在基板100设有压电层200的表面形成切痕。后续在外力的作用下，可以通过掰产品条上单品，从而使得单品自切痕处与其他单品分离，从而可以得到切割边缘质量较好的基板100。

其中，如图1及图3所示，单个超声波指纹识别模组的压电层200包括两个压电侧壁200a，导电层300包括两个导电侧壁300a，当两个压电侧壁200a及两个导电侧壁300a均由切割形成，也即超声波指纹识别模组经过两次切割，此时，两个导电侧壁300a分别与两个压电侧壁200a齐平。可以理解，位于边缘的超声波指纹识别模组只需切割一次，此时，一个导电侧壁300a与一个压电侧壁200a齐平，而另一个导电侧壁300a与另一个压电侧壁200a可能不齐平。

步骤S650，在形成导电层后，还包括在导电层的主体部上形成电极层的步骤。

步骤S660，在形成导电层后，还包括在导电层的连接部上设置柔性电路板的步骤，其中，基板为薄膜晶体管阵列基板，柔性电路板远离连接部的一端与薄膜晶体管阵列基板上的供电线路连接。

其中，步骤S650与步骤S660可以先于步骤S640进行，也即步骤S650与步骤S660和步骤S640没有严格的先后顺序。步骤S660也可以先于步骤S650进行，也即步骤S650与步骤S660没有严格的先后顺序。

如图10、图11及图12所示，在本实施离中，压电层200的厚度L1为2-100微米，具体地，在本实施例中，压电层200的厚度L1为9微米。第一台阶槽204的槽底与压电层200靠近基板100的表面之间的厚度L2为1-99微米，具体地，在本实施例中，第一台阶槽204的槽底与压电层200靠近基板100的表面之间的厚度L2为7微米。在第一方向12上，第一台阶槽204的宽度L3为主体部310的0.1-0.5倍。具体地，在本实施例中，第二台阶槽206的尺寸与第一台阶槽204的尺寸相同。第三台阶槽304的槽底与连接部330靠近基板100的表面之间的厚度和主体部310的厚度相同，具体地，在本实施例中，主体部310的厚度为16微米。在第二方向24上，相邻两导电层300之间的距离600a为2倍L3。具体地，在本实施例中，基板100的厚度为L4，切痕L5为L4的0.1-0.5倍。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波指纹识别模组，其特征在于，包括：

基板；

压电层，设于所述基板上，所述压电层远离所述基板的表面为功能表面，所述功能表面的边缘开设有第一台阶槽，所述第一台阶槽为所述压电层表面的牛角去除形成；

导电层，包括设于所述功能表面的主体部、设于所述第一台阶槽处的第一填充部以及设于所述基板设有所述压电层的表面的连接部，所述主体部、所述第一填充部以及所述连接部依次一体成型，所述连接部用于与供电线路连接，所述主体部背离所述基板的表面与所述第一填充部背离所述基板的表面齐平；以及

电极层，设于所述主体部远离所述基板的表面，所述压电层、所述导电层及所述电极层依次层叠于所述基板上，且所述电极层及所述导电层完全覆盖所述第一台阶槽；

所述主体部、所述第一填充部以及所述连接部沿第一方向依次排布，在与所述第一方向垂直的方向上，所述连接部的长度小于所述主体部的长度，且所述连接部的端面位于所述主体部的两端面之间。

2.根据权利要求1所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述功能表面与所述第一台阶槽相对的边缘开设有第二台阶槽；

所述导电层还包括设于所述第二台阶槽处的第二填充部，所述第二填充部与所述主体部一体成型。

3.根据权利要求1所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述主体部、所述第一填充部以及所述连接部沿第一方向依次排布，所述压电层包括两个沿所述第一方向延伸的压电侧壁，所述导电层包括两个沿所述第一方向延伸的导电侧壁，两个所述导电侧壁中的至少一个与所述压电侧壁齐平。

4.根据权利要求3所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，两个所述导电侧壁分别与两个所述压电侧壁齐平。

5.根据权利要求1所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述连接部远离所述主体部的边缘开设有第三台阶槽，所述第三台阶槽用于与供电线路连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的超声波指纹识别模组，其特征在于，所述基板为薄膜晶体管阵列基板，所述超声波指纹识别模组还包括柔性电路板，所述柔性电路板一端与所述薄膜晶体管阵列基板上的供电线路连接，另一端与所述连接部电连接。

7.一种超声波指纹识别模组的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基板上形成压电层，

采用铲刀切割或打磨的方式去除压电层远离基板的表面的牛角，形成位于压电层边缘的第一台阶槽；

在基板及压电层上形成导电层，其中，导电层包括设于压电层上的主体部、设于第一台阶槽处的第一填充部以及设于基板设有压电层的表面的连接部，主体部、第一填充部以及连接部依次一体成型，连接部用于与供电线路连接，所述主体部、第一填充部以及连接部沿第一方向依次排布，所述基板的尺寸与多个所述超声波指纹识别模组的尺寸适配，所述基板上设有沿第一方向延伸的分割标记，在形成导电层的步骤中，连接部的两端分别缺失，形成位于连接部与第一填充部处的两个第四台阶槽，主体部、第一填充部以及连接部沿第一方向依次排布，两个第四台阶槽沿第二方向排布，第二方向与第一方向垂直；以及

沿所述基板的分割标记进行切割，以得到产品条，所述产品条包括多个首尾相接的单品；

使得相邻两个单品的所述导电层相分离，并在所述基板上设有所述压电层的表面形成切痕；

施加外力使得所述单品自所述切痕处分离，以便于得到多个想独立的超声波指纹识别模组。

8.根据权利要求7所述的超声波指纹识别模组的制作方法，其特征在于，在基板上形成压电层的步骤包括：采用涂敷的方式将压电胶涂敷于所述基板，所述压电胶固化后形成所述压电层。

9.根据权利要求7所述的超声波指纹识别模组的制作方法，其特征在于，在沿基板的分割标记进行切割的步骤中，切断相邻两个超声波指纹识别模组的导电层及压电层，并在基板上形成切痕。

10.根据权利要求7所述的超声波指纹识别模组的制作方法，其特征在于，在去除压电层远离基板的表面的牛角的步骤中，还形成位于压电层与第一台阶槽相对的边缘的第二台阶槽；及/或

在形成导电层的步骤中，连接部远离主体部的边缘形成第三台阶槽，第三台阶槽用于与供电线路连接；及/或

在形成导电层后，还包括在导电层的连接部上设置柔性电路板的步骤，其中，基板为薄膜晶体管阵列基板，柔性电路板远离连接部的一端与薄膜晶体管阵列基板上的供电线路连接；及/或

在形成导电层后，还包括在导电层的主体部上形成电极层的步骤。

Images