CN109460694A - 指纹传感器、智能终端及指纹传感器封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种指纹传感器、智能终端及指纹传感器封装方法，涉及指纹识别技术领域。所述指纹传感器应用于所述智能终端。所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述光源组件及感应层分别设置于所述玻璃基板的两侧，所述光源组件远离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述感应层通过金属线连接，结构简单，便于安装。由于，去除了将连接的软性电路板弯折的工艺步骤，减少批量生产过程中的工作量，更加易于对指纹传感器轻薄化处理，减轻生产过程中的人力成本。

Description

指纹传感器、智能终端及指纹传感器封装方法

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，具体而言，涉及一种指纹传感器、智能终端及指纹传感器封装方法。

背景技术

指纹，由于其具有终身不变性、唯一性和获取方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹识别技术则是将人的身份与指纹对应起来，通过将采集的指纹和预先保存的指纹进行比较，以验证身份。指纹识别技术应用非常广泛，比如公安局和海关等安检领域、楼宇的门禁系统、以及私人电子设备等消费品领域等等。

指纹传感器是指纹识别的重要组成部件，用于实现指纹采集。指纹传感器可以包括光学指纹传感器、电容指纹传感器、超声指纹传感器等。但总体而言，光学指纹传感器成像效果相对较好，设备成本相对较低。现有光学传感器模块的结构复杂，装配不便，具体的，现有的光学指纹传感器通常是将LED、灯箱、玻璃基板、传感器芯片依次叠放在电路板上，装配时，通过将软性电路板弯折，使电路板与感应层组合在一起。由于加入了软性电路板，在连接与其关联的集成电路时需要人工弯折软性电路板并与相应的电路连接，加大生产过程中的人工成本。显然结构复杂，且不利于轻薄化处理。

发明内容

本发明的目的在于提供指纹传感器、智能终端及指纹传感器封装方法，用以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明提供一种指纹传感器。所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述光源组件及感应层分别设置于所述玻璃基板的两侧，所述光源组件远离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述感应层通过金属线连接。

进一步地，所述指纹传感器还包括电路基板，所述电路基板的一侧与所述光源组件焊接，所述金属线的一端与设置于所述玻璃基板的焊接盘焊接，所述金属线的另一端与所述电路基板上设置的焊接盘焊接，所述电路基板的另一侧与所述电路板焊接，所述电路板与所述玻璃基板通过所述金属线及电路基板连接。

进一步地，所述指纹传感器还包括隔离层，所述金属线及所述焊接盘封装于所述隔离层内。

进一步地，所述隔离层包括隔离胶塑封层，所述隔离胶塑封层的外侧壁分别与所述玻璃基板及光源组件连接。

进一步地，所述光源组件包括光源及灯箱，所述光源设置于所述灯箱内，所述灯箱的一侧与所述玻璃基板的另一侧连接，所述灯箱的另一侧与所述电路基板焊接。

进一步地，所述指纹传感器还包括至少一个集成电路，所述集成电路与所述电路板焊接。

本发明还提供一种智能终端。包括玻璃盖板、终端壳体及指纹传感器，所述玻璃盖板设置于所述终端壳体的一侧，所述指纹传感器设置于所述终端壳体内，所述指纹传感器的一侧与所述玻璃盖板连接，所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述玻璃基板设置于所述感应层与光源组件之间，所述光源组件背离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述感应层通过金属线连接。

进一步地，所述指纹传感器还包括电路基板，所述电路基板的一侧与所述光源组件焊接，所述金属线的一端与设置于所述玻璃基板的焊接盘焊接，所述金属线的另一端与所述电路基板上设置的焊接盘焊接，所述电路基板的另一侧与所述电路板焊接，所述电路板与所述玻璃基板通过所述金属线及电路基板连接。

本发明还提供一种指纹传感器封装方法。所述方法包括：利用锡膏将光源组件的一侧与电路基板焊接；所述光源组件的另一侧通过粘胶层与设有感应层的玻璃基板连接；利用打线工艺将设置于所述玻璃基板上的焊接盘与设置于所述电路基板的焊接盘通过金属线连接；利用隔离胶塑封工艺将所述焊接盘及金属线封装在隔离胶塑封层内；将所述电路基板及至少一个集成电路利用SMT制程工艺焊接到电路板，以获得指纹传感器模组。

与现有技术相比，本发明提供了一种指纹传感器及智能终端。所述指纹传感器安装于所述智能终端。所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述光源组件及感应层分别设置于所述玻璃基板的两侧；所述智能终端包括所述指纹传感器，所述光源组件远离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述玻璃基板通过金属线和电路基板连接。结构简单，省去了弯折软性电路板的步骤，减少批量生产过程中的工作量，更加易于对指纹传感器轻薄化处理。

与现有技术相比，本发明还提供了一种指纹传感器封装方法。所述方法包括利用打线工艺将设置于所述玻璃基板上的焊接盘与设置于所述电路基板的焊接盘通过金属线连接，用打线工艺替代加设弯折软性电路的工艺，使工序简单，工艺难度降低，更加便于大量生产；将所述电路基板及至少一个集成电路利用SMT制程工艺焊接到电路板，无需人工将相关的集成电路安装在软性电路板上，可以完全不借助人工干预，也能确保高质量的加工完成。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明第一实施例提供的指纹传感器的结构示意图。

图2示出了本发明第二实施例提供的指纹传感器的结构示意图。

图3示出了本发明第三实施例提供的智能终端的结构示意图。

图4为图3中示出的智能终端沿II-II方向的剖视图。

图5示出了本发明第四实施例提供的指纹传感器封装方法的步骤流程图。

图标：100-指纹传感器；10-玻璃基板；20-光源组件；21-灯箱；22-光源；30-感应层；40-电路板；50-金属线；60-隔离层；70-焊接盘；80-集成电路；200-指纹传感器；210-玻璃基板；220-光源组件；221-灯箱；222-光源；230-感应层；240-电路板；250-金属线；260-隔离层；270-焊接盘；280-集成电路；290-电路基板；300-智能终端；310-玻璃盖板；320-终端壳体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参考图1，本发明实施例所提供的一种指纹传感器100。所述指纹传感器100包括玻璃基板10、光源组件20、感应层30及电路板40。所述光源组件20及感应层30分别设置于所述玻璃基板10的两侧。所述光源组件20远离所述玻璃基板10的一侧与所述电路板40连接。所述电路板40与所述感应层30通过金属线50连接。

所述玻璃基板10可以是透镜。所述玻璃基板10设置于所述感应层30及光源组件20之间。所述玻璃基板10远离所述光源组件20的一侧上设置一焊接盘70，焊接盘70与感应层30电性连接，焊接盘70用于实现感应层30与电路板40之间的连接。

光源组件20与所述感应层30相对设置。所述光源组件20产生的光线穿过玻璃基板10。光线经过玻璃基板10后，从感应层30对应的感应区域射出。当手指靠近感应区域，所述光源组件20发出的光线，经过玻璃基板10后打在靠近感应区域的手指表面的指纹上。可选地，所述光源组件20包括光源22及灯箱21。所述光源22设置于所述灯箱21内，所述灯箱21的一侧与所述玻璃基板10连接，所述灯箱21的另一侧与所述电路板40焊接。可选地，光源22可以是LED灯。LED灯是一种电致发光的半导体材料芯片。所述灯箱21的一侧设有开口，所述LED灯与所述开口相对，以使所述LED灯发出的光线从灯箱21的开口处射出。所述灯箱21设有开口的一侧与玻璃基板10连接。具体地，所述灯箱21设有开口的一侧与玻璃基板10通过固体或液体的粘合胶连接。

感应层30与所述玻璃基板10远离光源组件20的一侧连接。具体地，位于所述玻璃基板10的感应区域。当手指靠近感应层30对应的感应区域，所述光源组件20生产的光线，经过玻璃基板10后打在靠近感应区域的手指上。再由靠近感应区域的手指指纹反射回感应层30，由感应层30接收。需要说明的是，光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。感应层30用于接收到的从手指表面的指纹反射或者折射的光线。

电路板40相对所述玻璃基板10平行，且电路板40与光源组件20通过锡膏连接。可选地，所述电路板40可以是柔性电路板。柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。所述电路板40面向所述光源组件20的一侧也设置一焊接盘70。

在本实施例中，利用打线工艺将设置于所述玻璃基板10上的焊接盘70与设置于所述电路板40的焊接盘70通过金属线50连接。可选地，金属线50可以是但不限于是铜线、金线。金属线50的两端分别与所述玻璃基板10上的焊接盘70及设置于所述电路板40的焊接盘70焊接，使感应层30与所述电路板40电性连接。

在本实施例中，所述指纹传感器100还包括隔离层60。所述金属线50、所述玻璃基板10上的焊接盘70及设置于所述电路板40的焊接盘70均被封装于所述隔离层60内。所述隔离层60用于将金属线50、所述玻璃基板10上的焊接盘70及设置于所述电路板40焊接盘70与外界隔离开，起到对打线区域(即金属线50及焊接盘70所在的区域)的保护。可选地，所述隔离层60包括隔离胶塑封层，例如，环氧树脂模塑料黑胶层。所述隔离胶塑封层的外侧壁分别与所述玻璃基板10及光源组件20连接。使感应层30、玻璃基板10、光源组件20及电路板40构成一颗类似于芯片的结构，方便安装使用。且利用打线工艺与环氧树脂模塑料塑封工艺来取代软性电路板挠折工艺，降低工艺难度。

所述指纹传感器100还包括至少一个集成电路80。指纹传感器100要实现对指纹的采集及识别，除了需要感应层30外，还需要一些实现相关功能的所述集成电路80，例如，用于根据接收到的光线形成脊线(指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线)呈黑色、谷线(纹线之间的凹陷部分)呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像的集成电路80。本实施例中，将所述集成电路80与所述电路板40焊接。具体地，通过表面贴装(SMT)制程工艺將与指纹传感器100相关的集成电路80焊接到电路板40上。可通过生成设备直接焊接到电路板40上，无需人工安装，避免使用大量人力手工作业，自动化程度高。需要说明的是，现有技术中由于是通过利用对软性电路板的弯折，使玻璃基板10上的感应层30与电路板40连接，人工弯折软性电路板并连接相关电路上，使生产过程中的人工成本很高。

第二实施例

请参照图2，本发明实施例所提供的一种指纹传感器200。所述指纹传感器200包括玻璃基板210、光源组件220、感应层230及电路基板290。所述光源组件220及感应层230分别设置于所述玻璃基板210的两侧。所述光源组件220远离所述玻璃基板210的一侧与所述电路基板290连接。所述电路基板290与所述玻璃基板210通过金属线250连接。

所述玻璃基板210可以是透镜。所述玻璃基板210设置于所述感应层230及光源组件220之间。所述玻璃基板210远离所述光源组件220的一侧上设置一焊接盘270，所述焊接盘270与感应层230电性连接，用于实现感应层230与电路基板290之间的连接。

光源组件220与所述感应层230相对设置。所述光源组件220产生的光线穿过玻璃基板210，经过玻璃基板210后，从感应层230对应的感应区域射出。当手指靠近感应区域，所述光源组件220生产的光线，经过玻璃基板210后打在手指表面的指纹上。可选地，所述光源组件220包括灯箱221及光源222。所述光源222设置于所述灯箱221内，所述灯箱221的一侧与所述玻璃基板210连接，所述灯箱221的另一侧与所述电路基板290焊接。可选地，光源222可以是LED灯。LED灯是一种电致发光的半导体材料芯片。所述灯箱221的一侧设有开口，所述LED灯与所述开口相对，以使所述LED灯发出的光线从灯箱221的开口处射出。所述灯箱221设有开口的一侧与玻璃基板210连接。具体地，所述灯箱221设有开口的一侧与玻璃基板210通过固体或液体的粘合胶连接。

电路基板290相对所述玻璃基板210平行，且电路基板290与光源组件220远离所述玻璃基板210的一侧通过锡膏连接。

所述电路基板290面向所述光源组件220的一侧也设置一焊接盘270。

当安装所述指纹传感器200时，将所述电路基板290直接与所述电路板240连接。电路板240与所述电路基板290远离所述光源组件220的一侧利用锡膏焊接。可选地，所述电路板240可以是柔性电路板。柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。本实施例相较于第一实施例提供指纹传感器100新增了电路基板290，相较而言降低了工艺难度，一定程度上能降低生产过程中的失败率。

在本实施例中，利用打线工艺将设置于所述玻璃基板210上的焊接盘270与设置于所述电路基板290的焊接盘270通过金属线250连接。可选地，金属线250可以是但不限于是铜线、金线。金属线250的两端分别与所述玻璃基板210上的焊接盘270及设置于所述电路基板290的焊接盘270焊接，使感应层230与所述电路基板290电性连接。

在本实施例中，所述指纹传感器200还包括隔离层260。所述金属线250、所述玻璃基板210上的焊接盘270及设置于所述电路基板290的焊接盘270均被封装于所述隔离层260内。所述隔离层260用于将金属线250、所述玻璃基板210上的焊接盘270及设置于所述电路基板290焊接盘270与外界隔离开，起到对打线区域(即金属线250及焊接盘270所在的区域)的保护。可选地，所述隔离层260包括隔离胶塑封层，例如，环氧树脂模塑料黑胶层。所述隔离胶塑封层的外侧壁分别与所述玻璃基板210、光源组件220及电路基板290连接。使感应层230、玻璃基板210、光源组件220、电路基板290及电路板240构成一颗类似于芯片的结构，方便安装使用。且利用打线工艺与环氧树脂模塑料塑封工艺来取代软性电路板挠折工艺，降低工艺难度。

所述指纹传感器200还包括至少一个集成电路280。指纹传感器200要实现对指纹的采集及识别，除了需要感应层230外，还需要一些实现相关功能的所述集成电路280，例如，用于根据接收到的光线形成脊线(指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线)呈黑色、谷线(纹线之间的凹陷部分)呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像的集成电路280。本实施例中，将所述集成电路280与所述电路板240焊接。具体地，通过表面贴装(SMT)制程工艺將与指纹传感器200相关的集成电路280焊接到电路板240上。可通过生成设备直接焊接到电路板240上，无需人工安装，避免使用大量人力手工作业，自动化程度高。需要说明的是，现有技术中由于是通过利用软性电路板连接感应层230与电路板240，因此，在将与指纹传感器200关联的集成电路280加设于指纹传感器200时需要人工弯折软性电路板并与相应的电路连接，使生成的人工成本很高。

第三实施例

请参照图3及图4，本发明实施例所提供的一种智能终端300。智能终端300可以是带指纹识别的电子设备，例如，手机、笔记本电脑、平板电脑、智能门锁、指纹打卡器等。本实施例中，智能终端300以手机为例。智能终端300包括玻璃盖板310、终端壳体320及第二实施例提供的指纹传感器200。在其他实施例中，也可以是第一实施例提供的指纹传感器100。所述玻璃盖板310设置于所述终端壳体320的一侧，所述指纹传感器200设置于所述终端壳体320内，所述指纹传感器200的一侧与所述玻璃盖板310连接。

第四实施例

本发明实施例所提供的一种指纹传感器封装方法，用于制造第二实施例中提供的一种指纹传感器200。如图5所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S101，利用锡膏将光源组件220的一侧与电路基板290焊接。

步骤S102，所述光源组件220的另一侧通过粘胶层与设有感应层230的玻璃基板210连接。

步骤S103，利用打线工艺将设置于所述玻璃基板210上的焊接盘270与设置于所述电路基板290的焊接盘270通过金属线250连接。

步骤S104，利用隔离胶塑封工艺将所述焊接盘270及金属线250封装在隔离胶塑封层内。

步骤S105，将所述电路基板290及至少一个集成电路280利用SMT制程工艺焊接到电路板240，以获得指纹传感器模组。

步骤S106，将所述指纹传感器模组与玻璃盖板310粘合，以获得所述指纹传感器200。

综上所述，本发明提供了一种指纹传感器、智能终端及指纹传感器封装方法。所述指纹传感器安装于所述智能终端。所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述光源组件及感应层分别设置于所述玻璃基板的两侧，所述光源组件远离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述感应层通过金属线连接。结构简单，去除弯折软性电路板的步骤，减少批量生产过程中的工作量，更加易于对指纹传感器轻薄化处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种指纹传感器，其特征在于，所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述光源组件及感应层分别设置于所述玻璃基板的两侧，所述光源组件远离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述感应层通过金属线连接。

2.如权利要求1所述的指纹传感器，其特征在于，所述指纹传感器还包括电路基板，所述电路基板的一侧与所述光源组件焊接，所述金属线的一端与设置于所述玻璃基板的焊接盘焊接，所述金属线的另一端与所述电路基板上设置的焊接盘焊接，所述电路基板的另一侧与所述电路板焊接，所述电路板与所述玻璃基板通过所述金属线及电路基板连接。

3.如权利要求2所述的指纹传感器，其特征在于，所述指纹传感器还包括隔离层，所述金属线及所述焊接盘封装于所述隔离层内。

4.如权利要求3所述的指纹传感器，其特征在于，所述隔离层包括隔离胶塑封层，所述隔离胶塑封层的外侧壁分别与所述玻璃基板及光源组件连接。

5.如权利要求2所述的指纹传感器，其特征在于，所述光源组件包括光源及灯箱，所述光源设置于所述灯箱内，所述灯箱的一侧与所述玻璃基板连接，所述灯箱的另一侧与所述电路基板焊接。

6.如权利要求2所述的指纹传感器，其特征在于，所述指纹传感器还包括至少一个集成电路，所述集成电路与所述电路板焊接。

7.一种智能终端，其特征在于，包括玻璃盖板、终端壳体及指纹传感器，所述玻璃盖板设置于所述终端壳体的一侧，所述指纹传感器设置于所述终端壳体内，所述指纹传感器的一侧与所述玻璃盖板连接，所述指纹传感器包括玻璃基板、光源组件、感应层及电路板，所述玻璃基板设置于所述感应层与光源组件之间，所述光源组件背离所述玻璃基板的一侧与所述电路板连接，所述电路板与所述感应层通过金属线连接。

8.如权利要求7所述的智能终端，其特征在于，所述指纹传感器还包括电路基板，所述电路基板的一侧与所述光源组件焊接，所述金属线的一端与设置于所述玻璃基板的焊接盘焊接，所述金属线的另一端与所述电路基板上设置的焊接盘焊接，所述电路基板的另一侧与所述电路板焊接，所述电路板与所述玻璃基板通过所述金属线及电路基板连接。

9.一种指纹传感器封装方法，其特征在于，所述方法包括：

利用锡膏将光源组件的一侧与电路基板焊接；

所述光源组件的另一侧通过粘胶层与设有感应层的玻璃基板连接；

利用打线工艺将设置于所述玻璃基板上的焊接盘与设置于所述电路基板的焊接盘通过金属线连接；

利用隔离胶塑封工艺将所述焊接盘及金属线封装在隔离胶塑封层内；

将所述电路基板及至少一个集成电路利用SMT制程工艺焊接到电路板，以获得指纹传感器模组。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述指纹传感器模组与玻璃盖板粘合，以获得所述指纹传感器。