光学生物识别模组及制备方法、显示装置和电子设备
技术领域
本发明属于光学图像采集领域,具体涉及一种光学生物识别模组及制备方法、显示装置和电子设备。
背景技术
指纹识别技术是指通过指纹识别模组感应、分析指纹的谷和脊的信号来识别指纹信息,具有安全性高,且操作方便快捷的优点,而被广泛的应用于电子产品中。指纹成像技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术,其中,光学指纹识别技术因其具有穿透能力强、支持全屏摆放、产品结构设计简单等特点,而逐渐成为指纹识别技术的主流。
随着科学技术的不断发展,消费电子领域特别是OLED屏幕的应用不断扩展,尤其在智能手机领域,已成为中高端电子设备产品的主流配置。而指纹解锁,特别是OLED屏下指纹识别解锁同时满足消费者对便利性和全面屏美学性上的需要。
随着5G时代的来临,智能手机对内部组件的集成度与体积的要求越来越高,传统指纹模组厚度过厚,势必会挤占电池等其他配件的空间。
发明内容
一方面,本发明提供一种光学生物识别模组,该光学生物识别模组包括光电传感器芯片和电路板,电路板设置有阶梯型凹槽,光电传感器芯片的上表面嵌入电路板阶梯型凹槽,光电传感器芯片的上表面与电路板的阶梯型凹槽壁之间形成第一空隙。通过将光电传感器芯片嵌入电路板的阶梯型凹槽,节省了将光电传感器芯片位于电路板上方的光电传感器芯片的空间,因此整个模组的高度降低,节省了空间,且不影响光电传感器芯片的功能使用。该光学生物识别模组以解决现有指纹模组厚度过厚,导致挤占电池等其他配件的空间的问题。
可选地,所述光电传感器芯片的上表面为有源区面,有源区面的边缘设置有焊盘,电路板的阶梯型凹槽的梯形底面设置有与该焊盘对应的焊接区,光电传感器芯片的上表面与梯形底面之间通过焊球连接。
可选地,所述光电传感器芯片的下表面与电路板的下表面齐平或高于电路板的下表面。
可选地,所述电路板为FPC软性印制电路板、印制电路板、基板或软硬结合板。
一方面,本发明还提供一种生物识别模组的制备方法,该方法通过将光电传感器芯片的有源区面的边缘上的焊盘与电路板的焊接区通过焊接,电路板的焊接区位于阶梯型凹槽的梯形底面上。
一方面,本发明还提供一种光学生物识别模组,该光学生物识别模组包括光电传感器芯片、电路板和补强板,补强板设置于电路板的下表面下方,光电传感器芯片的上表面设置在电路板的下表面下方,光电传感器芯片的上表面与电路板之间形成第一空隙。通过将光电传感器芯片和补强板同时设置在电路板的下方,节省了将光电传感器芯片位于电路板上方的光电传感器芯片的空间,因此整个模组的高度降低,节省了空间,且不影响光电传感器芯片的功能使用。
可选地,所述光电传感器芯片的上表面为有源区面,光电传感器芯片的上表面与电路板的下表面之间通过焊球连接。
可选地,所述光电传感器芯片的厚度≦补强板的厚度。
一方面,本发明还提供一种生物识别模组的制备方法,该方法通过将光电传感器芯片的有源区面的边缘上的焊盘与电路板的焊接区通过焊接,电路板的焊接区位于电路板下表面上。
一方面,本发明还提供一种显示装置,该显示装置包括显示屏、光学生物识别模组和中框,所述显示装置为上述的光学生物识别模组,该光学生物识别模组位于显示屏与中框之间。
显示屏可以为OLED、QlED、AMOLED、LCD等可以显示的装置。
可选地,所述电路板与显示屏之间形成第二空隙,第二空隙与第一空隙相通。通过第二空隙与第一空隙的设置,使得光学生物识别模组即使降低了整体厚度,其性能也并没有任何改变。
可选地,该显示装置还包括晶片黏结膜,光学生物识别模组通过该晶片黏结膜与中框相连,晶片黏结膜的厚度为第四预设值h4。
可选地,所述电路板厚度为0.1mm-0.2mm。
可选地,所述补强板厚度与第四预设值h4之和为0.1mm-0.2mm。
可选地,所述第三预设值h3为0.1mm-0.4mm。
可选地,所述光学生物识别模组整体厚度与第四预设值h4之和为0.2mm-0.45mm。
可选地,所述第一预设值h1、第二预设值h2、第四预设值h4之和为0.35mm-0.6mm。
一方面,本发明还提供一种电子设备,该电子设备包括上述的显示装置。
电子设备可以为手机、平板电脑等。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明的超薄模组组件可以节省更多的整机内部空间,优势明显。本发明将光电传感器芯片通过焊球直接连接于电路板上,有效降低了生物识别模组整体厚度,实现了超薄间距下的显示屏下指纹图像采集。本发明生物识别模组工艺制程短,焊接快捷便利,相比传统的模组更容易实现量产,可在工业上实现批量量产,且模组良率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明光学生物识别模组截面示意图;
图2是本发明光学生物识别模组带高度标识的截面示意图;
图3是本发明另一光学生物识别模组截面示意图;
图4是本发明显示装置截面示意图;
图5是图4A处放大示意图;
图6是本发明显示装置带高度标识的截面示意图;
图7是本发明另一显示装置截面示意图;
图8是图7带高度标识的截面示意图;
图9是本发明电子设备的示意图。
附图标记说明:电路板-1;补强板-2;光电传感器芯片-3;第一空隙-4;第二空隙-5;晶片黏结膜6;显示屏-7;电池盒-8;中框-9。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
作为一种常见的应用场景,本申请实施例提供的光学指纹识别装置可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他终端设备,且本申请实施例的技术方案可以用于生物特征识别技术。其中,生物特征识别技术包括但不限于指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、人脸识别以及活体识别等识别技术。为了便于说明,下文以指纹识别技术为例进行说明。
更具体地,在上述终端设备中,所述光学指纹识别装置可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域,从而形成屏下光学指纹系统。
实施例1
如图1所示为本发明提供的一种光学生物识别模组截面示意图。
一方面,本实施例提供一种光学生物识别模组,该光学生物识别模组捕捉光学图像信号,将该光学图像信号转换成电信号,并将该电信号传递到模组外部。
本实施例中,该光学生物识别模组包括光电传感器芯片3、电路板1和补强板2,光电传感器芯片3用于捕捉照射在其上的光学图像信号并将该光学图像信号转换为电学信号传递到电路板1,电路板1用于配置所需电路,将光电传感器芯片3传来的电学信号传递到模组外,补强板2一方面用于对电路板1提供支撑,另一方面对整个模组提供支撑。
本实施例中,补强板2设置于电路板1的下表面下方,光电传感器芯片3的上表面设置在电路板1的下表面下方,光电传感器芯片3的上表面与电路板1之间形成第一空隙4,第一空隙4用于光线从该第一空隙4通过照射到光电传感器芯片3上。通过将光电传感器芯片3和补强板2同时设置在电路板1的下方,节省了将光电传感器芯片3位于电路板1上方的光电传感器芯片3的空间,因此整个模组的高度降低,节省了空间,且不影响光电传感器芯片3的功能使用。
进一步地,作为一种可选的实施方式,光电传感器芯片3的上表面为有源区面,有源区面的边缘设置有焊盘,电路板1的下表面设置有与该焊盘对应的焊接区,光电传感器芯片3的上表面与电路板1的下表面之间通过焊球连接,从而实现了光电传感器芯片3与电路板1之间的结合,焊接快捷便利,更容易实现量产。
本实施例中,电路板1可以为FPC软性印制电路板、印制电路板、基板或软硬结合板,其中,优选FPC软性印制电路板。
本实施例中,补强板2的材质可以为金属、高分子材料或复合材料,优选金属中的钢。
需要说明的是,本实施例光学生物识别模组也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置、识别模组等,上述术语可相互替换。
实施例2
如图2所示为本发明提供的一种光学生物识别模组带高度标识的截面示意图。
本实施例中,该光学生物识别模组与实施例1相比,除以下所述外,其余与实施例1相同。
本实施例中,电路板1与补强板2的总厚度为第一预设值h1。
本实施例中,为进一步节省空间,降低整个模组的高度,光电传感器芯片3的厚度≦补强板2的厚度。
实施例3
如图3所示为本发明提供的一种光学生物识别模组截面示意图。
一方面,本实施例提供一种光学生物识别模组,该光学生物识别模组捕捉光学图像信号,将该光学图像信号转换成电信号,并将该电信号传递到模组外部。
本实施例中,该光学生物识别模组包括光电传感器芯片3和电路板1,光电传感器芯片3用于捕捉照射在其上的光学图像信号并将该光学图像信号转换为电学信号传递到电路板1,电路板1用于配置所需电路,将光电传感器芯片3传来的电学信号传递到模组外。
本实施例中,电路板1设置有阶梯型凹槽,光电传感器芯片3的上表面嵌入电路板1内,光电传感器芯片3的上表面与电路板1的阶梯型凹槽壁之间形成第一空隙4,第一空隙4用于光线从该第一空隙4通过照射到光电传感器芯片3上。阶梯型凹槽上小下大。
通过将光电传感器芯片3嵌入电路板1的阶梯型凹槽,节省了将光电传感器芯片3位于电路板1上方的光电传感器芯片3的空间,因此整个模组的高度降低,节省了空间,且不影响光电传感器芯片3的功能使用。
进一步地,作为一种可选的实施方式,光电传感器芯片3的上表面为有源区面,有源区面的边缘设置有焊盘,电路板1的阶梯型凹槽的梯形底面5设置有与该焊盘对应的焊接区,光电传感器芯片3的上表面与梯形底面5之间通过焊球连接,从而实现了光电传感器芯片3与电路板1之间的结合,焊接快捷便利,更容易实现量产。
本实施例中,电路板1可以为FPC软性印制电路板、印制电路板、基板或软硬结合板,其中,优选FPC软性印制电路板。
需要说明的是,本实施例光学生物识别模组也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置、识别模组等,上述术语可相互替换。
本实施例中,为进一步节省空间,降低整个模组的高度,光电传感器芯片3的下表面不低于电路板1的下表面。
实施例4
如图4所示为本发明提供的一种显示装置的截面示意图。如图5为如图4A处放大图。
一方面,本实施例提供一种显示装置。
本实施例中,该显示装置包括显示屏7、光学生物识别模组和中框9。
光学生物识别模组位于显示屏7与中框9之间。
本实施例中,该光学生物识别模组包括光电传感器芯片3、电路板1和补强板2,光电传感器芯片3用于捕捉照射在其上的光学图像信号并将该光学图像信号转换为电学信号传递到电路板1,电路板1用于配置所需电路,将光电传感器芯片3传来的电学信号传递到模组外,补强板2一方面用于对电路板1提供支撑,另一方面对整个模组提供支撑。
本实施例中,补强板2设置于电路板1的下表面下方,光电传感器芯片3的上表面设置在电路板1的下表面下方,光电传感器芯片3的上表面与电路板1之间形成第一空隙4,第一空隙4用于光线从该第一空隙4通过照射到光电传感器芯片3上。通过将光电传感器芯片3和补强板2同时设置在电路板1的下方,节省了将光电传感器芯片3位于电路板1上方的光电传感器芯片3的空间,因此整个模组的高度降低,节省了空间,且不影响光电传感器芯片3的功能使用。
进一步地,作为一种可选的实施方式,光电传感器芯片3的上表面为有源区面,有源区面的边缘设置有焊盘,电路板1的下表面设置有与该焊盘对应的焊接区,光电传感器芯片3的上表面与电路板1的下表面之间通过焊球连接,从而实现了光电传感器芯片3与电路板1之间的结合,焊接快捷便利,更容易实现量产。
本实施例中,电路板1可以为FPC软性印制电路板、印制电路板、基板或软硬结合板,其中,优选FPC软性印制电路板。
本实施例中,补强板2的材质可以为金属、高分子材料或复合材料,优选金属中的钢。
需要说明的是,本实施例光学生物识别模组也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置、识别模组等,上述术语可相互替换。
本实施例中,电路板1与显示屏7之间形成第二空隙5,第二空隙5与第一空隙4相通,形成光通道区域,通过第二空隙5与第一空隙4的设置,使得光学生物识别模组即使降低了整体厚度,其性能也并没有任何改变。
本实施例中,进一步地,显示装置还包括晶片黏结膜6,光学生物识别模组通过晶片黏结膜6与中框9连接。
本实施例中,进一步地,该显示装置还包括电池盒8,电池盒位于中框9下方。
本实施例中,需要说明的是,显示屏7可以为OLED、QlED、AMOLED、LCD等可以显示的装置。
实施例5
如图6所示为本发明提供的一种显示装置的带高度标识的截面示意图。
本实施例中,该光学生物识别模组与实施例4相比,除以下所述外,其余与实施例4相同。
本实施例中,电路板1与补强板2的总厚度为第一预设值h1,第二空隙5的高度为第二预设值h2,显示屏7下表面与光电传感器芯片3上表面之间的距离为第三预设值h3,晶片黏结膜6的厚度为第四预设值h4,第一空隙4的高度为h3与h2的差值。
本实施例中,为进一步节省空间,降低整个模组的高度,光电传感器芯片3的厚度≦补强板2的厚度。
电路板1厚度为0.1mm-0.2mm。
本实施例中,进一步地,补强板2厚度与第四预设值h4之和为0.1mm-0.2mm。
本实施例中,进一步地,第三预设值h3优选0.1mm-0.4mm,
本实施例中,进一步地,光学生物识别模组整体厚度与第四预设值h4之和为0.2mm-0.45mm。
本实施例中,进一步地,第一预设值h1、第二预设值h2、第四预设值h4之和为0.35mm-0.6mm。
实施例6
如图7所示为本发明提供的一种显示装置的截面示意图。
一方面,本实施例提供一种显示装置。
本实施例中,该显示装置包括显示屏7、光学生物识别模组和中框9。
光学生物识别模组位于显示屏7与中框9之间。
本实施例中,该光学生物识别模组包括光电传感器芯片3和电路板1,光电传感器芯片3用于捕捉照射在其上的光学图像信号并将该光学图像信号转换为电学信号传递到电路板1,电路板1用于配置所需电路,将光电传感器芯片3传来的电学信号传递到模组外。
本实施例中,电路板1设置有阶梯型凹槽,光电传感器芯片3的上表面嵌入电路板1内,光电传感器芯片3的上表面与电路板1的阶梯型凹槽壁之间形成第一空隙4,第一空隙4用于光线从该第一空隙4通过照射到光电传感器芯片3上。阶梯型凹槽上小下大。
通过将光电传感器芯片3嵌入电路板1的阶梯型凹槽,节省了将光电传感器芯片3位于电路板1上方的光电传感器芯片3的空间,因此整个模组的高度降低,节省了空间,且不影响光电传感器芯片3的功能使用。
进一步地,作为一种可选的实施方式,光电传感器芯片3的上表面为有源区面,有源区面的边缘设置有焊盘,电路板1的阶梯型凹槽的梯形底面5设置有与该焊盘对应的焊接区,光电传感器芯片3的上表面与梯形底面5之间通过焊球连接,从而实现了光电传感器芯片3与电路板1之间的结合,焊接快捷便利,更容易实现量产。
本实施例中,电路板1可以为FPC软性印制电路板、印制电路板、基板或软硬结合板,其中,优选FPC软性印制电路板。
需要说明的是,本实施例光学生物识别模组也可以称为光学指纹识别模组、指纹识别装置、指纹识别模组、指纹模组、指纹采集装置、识别模组等,上述术语可相互替换。
本实施例中,为进一步节省空间,降低整个模组的高度,光电传感器芯片3的下表面不低于电路板1的下表面。
本实施例中,电路板1与显示屏7之间形成第二空隙5,第二空隙5与第一空隙4相通,形成光通道区域,通过第二空隙5与第一空隙4的设置,使得光学生物识别模组即使降低了整体厚度,其性能也并没有任何改变。
本实施例中,进一步地,显示装置还包括晶片黏结膜6,光学生物识别模组通过晶片黏结膜6与中框9连接。
本实施例中,进一步地,该显示装置还包括电池盒8,电池盒位于中框9下方。
本实施例中,需要说明的是,显示屏7可以为OLED、QlED、AMOLED、LCD等可以显示的装置。
实施例7
如图8所示为本发明提供的一种显示装置的带高度标识的截面示意图。
本实施例中,该光学生物识别模组与实施例6相比,除以下所述外,其余与实施例6相同。
本实施例中,第二空隙5的高度为第二预设值h2,显示屏7下表面与光电传感器芯片3上表面之间的距离为第三预设值h3,晶片黏结膜6的厚度为第四预设值h4,第一空隙4的高度为h3与h2的差值。
电路板1厚度为0.1mm-0.2mm。
本实施例中,进一步地,第三预设值h3优选0.1mm-0.4mm,
本实施例中,进一步地,光学生物识别模组整体厚度与第四预设值h4之和为0.2mm-0.45mm。
本实施例中,进一步地,电路板1厚度、第二预设值h2、第四预设值h4之和为0.35mm-0.6mm。
实施例8
如图9所示为本发明提供的一种电子设备的截面示意图。
一方面,本实施例提供一种电子设备。
本实施例中,该电子设备实施例6或7的显示装置。
本实施例中,电子设备可以为手机、平板电脑等。
实施例9
本实施例提供实施例1-3的光学生物识别模组的制备方法,该方法通过将光电传感器芯片3的有源区面的边缘上的焊盘与电路板1的焊接区通过焊球焊接。其中,实施例1-2中,电路板1的焊接区位于电路板1下表面,实施例3中,电路板1的焊接区位于阶梯型凹槽的梯形底面5。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。