CN111095178A - 指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统 - Google Patents

指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统 Download PDF

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CN111095178A CN201980004320.5A CN201980004320A CN111095178A CN 111095178 A CN111095178 A CN 111095178A CN 201980004320 A CN201980004320 A CN 201980004320A CN 111095178 A CN111095178 A CN 111095178A
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马月
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Abstract

本申请提供一种指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统,该指纹传感器,包括:晶片,晶片用于采集指纹信息;封装结构,封装结构用于封装结构晶片,晶片或封装结构中包括第一金属电极,第一金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片采集指纹信息。在保证指纹识别系统低待机功耗的前提下,提高了触摸唤醒模块的抗干扰能力、ESD性能,同时提高该触摸唤醒方案的灵活性,使之更加容易满足整锁要求。

Description

指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统
技术领域
本申请涉及指纹识别技术领域,尤其涉及一种指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统。
背景技术
指纹识别技术是通过指纹对比验证身份的识别手段,也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术。随着终端设备的发展以及指纹识别技术的发展,指纹识别技术在门锁领域的需求也在不断扩大,由于指纹锁领域对指纹识别系统的待机功耗要求较高,因此,如何降低指纹识别系统的功耗成为目前亟待解决的技术问题。
现有技术中,为了解决指纹识别系统待机功耗较高的问题,通常采用指纹传感器、金属环和触摸芯片相结合的方式,实现指纹识别系统的低功耗待机,具体的,在指纹识别系统处于待机阶段时,指纹锁主控断开指纹算法芯片与指纹传感器的供电,当用户触摸到金属环时,触摸芯片接收到用户触摸金属环的信号,并将用户触摸金属环的信号发送至指纹锁主控,然后指纹锁主控再为指纹算法芯片与指纹传感器供电,进行指纹注册、识别等操作。
然而,现有技术中,由于金属环裸露在外,存在触摸灵敏度较高、抗干扰能力差、同时受指纹锁整机结构影响较大、可靠性较低等问题。
发明内容
本申请提供一种指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统,在保证指纹识别系统低待机功耗的前提下,提高了触摸唤醒模块的抗干扰能力、静电释放(Electro-Staticdischarge,ESD)性能,同时提高该触摸唤醒方案的灵活性,使之更加容易满足整锁要求。
第一方面,本申请提供一种指纹传感器,包括:
晶片,晶片用于采集指纹信息;封装结构,封装结构用于封装晶片,晶片或封装结构中包括第一金属电极,第一金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片采集指纹信息。
本方案中,通过在晶片或者封装结构中设置金属电极,避免金属电极裸露在外。本方案应用在上述提及的指纹识别系统中时,在保证指纹识别系统低待机功耗的前提下,提高了指纹识别模组的抗干扰能力、ESD性能,同时将金属电极与指纹传感器集成在一起的优势,提高该触摸唤醒方案的灵活性,使之更加容易满足整锁要求。
可选的,封装结构包括塑封材料,塑封材料位于晶片的上方或塑封材料覆盖晶片,第一金属电极位于塑封材料中。
可选的,封装结构包括基板,晶片位于基板上,第一金属电极位于基板中。
可选的,基板是印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)或半导体衬底。
可选的,第一金属电极位于基板中布线区的预设区域,且第一金属电极正上方区域的预设空间内不存在金属材料。
可选的,第一金属电极位于基板的顶层金属层。
可选的,第一金属电极位于基板中的绝缘区,且第一金属电极的竖直方向正上方区域的预设空间内不存在布线区。
可选的,基板从上至下依次包括:
第一绝缘区、第一布线区、第二绝缘区、第二布线区和第三绝缘区,第一金属电极位于第一布线区的外围。
本方案中,通过将金属电极设置在第一布线区的外围,保证触摸唤醒模块中,金属电极在人手触摸时的满足灵敏度需求与较高的可靠性。
可选的,基板从上至下依次包括:
第一绝缘区、第一布线区、第二绝缘区、第二布线区和第三绝缘区,第一金属电极位于第一布线区的上方且位于第一绝缘区中。可选的,本申请提供的指纹传感器,还包括:
第二金属电极,第二金属电极位于第一金属电极的外围,与指纹传感器的接地端连接。
本方案中,通过在第一金属电极的外围设计第二金属电极,且第二金属电极与指纹传感器的接地端连接,可以有效的降低干扰,提高ESD能力。
可选的,第二布线区中与第一金属电极正下方对应的区域为铺地区域。
本方案中,通过对第二布线区中与第一金属电极正下方对应的区域进行铺地处理,提高了指纹传感器的抗干扰能力。
可选的,第一金属电极为环形。
可选的,晶片包括检测电极,检测电极用于采集指纹信息,第一金属电极位于检测电极的外围。
可选的,第一金属电极与检测电极的位于同一层。
可选的,检测电极包括矩阵排列的多个电容。第二方面,本申请实施例提供一种指纹识别模组,包括:
指纹算法芯片和本申请实施例第一方面及第一方面可选方式提供的指纹传感器,指纹算法芯片与指纹传感器连接。
指纹传感器用于采集指纹信息,指纹算法芯片用于处理指纹信息。
可选的,本申请实施例提供的指纹识别模组,还包括:
触摸检测模块,触摸检测模块与指纹传感器中的第一金属电极连接,用于检测指纹传感器是否存在手指触摸。
本方案中的指纹识别模组包括指纹算法芯片和指纹传感器,其中,指纹传感器在晶片或封装结构中设置金属电极,提高了指纹传感器的可靠性,进而提高了指纹识别模组的可靠性,另外,由于金属电极与触摸检测模块连接,并向控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹识别模组供电,保证在没有手指按压时,只有触摸唤醒模块供电,降低指纹识别模组的待机功耗。
第三方面,本申请提供一种指纹识别系统,包括:触摸检测模块、控制模块和如第二方面或第二方面可选方式提供的指纹识别模组。
触摸检测模块通过指纹识别模组中的第一引脚与指纹传感器中的第一金属电极连接,用于检测指纹传感器是否存在手指触摸;触摸检测模块与控制模块连接,用于向控制模块反馈指纹传感器是否存在手指触摸,若触摸检测模块检测到指纹传感器存在手指触摸,则向控制模块发送触摸信号;控制模块通过与指纹识别模组的第二引脚与指纹识别模组连接,用于根据触摸检测模块发送的触摸信号,控制电源为指纹识别模组供电电源。
本申请实施例提供的指纹识别系统,通过触摸检测模块与指纹传感器的第一引脚连接,检测指纹传感器是否存在手指触摸,触摸检测模块向控制模块反馈触摸信号,控制模块根据触摸信号来控制电源为指纹识别模组供电,以保证在没有手指按压时,电源只为触摸检测模块供电,降低了指纹识别系统的功耗。
本申请提供一种指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统,该指纹传感器,包括:晶片,晶片用于采集指纹信息;封装结构,封装结构用于封装结构晶片,晶片或封装结构中包括第一金属电极,第一金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片采集指纹信息。由于通过在晶片或封装结构中设置金属电极,有效的避免了对金属电极的误触,提高了指纹传感器的可靠性,另外,由于金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,在保证指纹识别系统低待机功耗的前提下,提高了指纹识别模组的抗干扰能力、ESD性能,同时提高该触摸唤醒方案的灵活性,使之更加容易满足整锁要求。
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1A-1D为本申请一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图;
图2为本申请实施例提供的第一金属电极工作原理示意图;
图3为本申请实施例提供的触摸检测的场景示意图;
图4为本申请另一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图;
图5为本申请另一实施例提供的指纹传感器的第一绝缘区的俯视示意图;
图6为本申请再一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图;
图7为本申请又再一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图;
图8为本申请又一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图;
图9为本申请实施例提供的指纹识别模组的结构示意图;
图10为本申请一实施例提供的指纹识别系统的结构示意图。
附图标记说明:
11:封装结构;
12、21、46:第一金属电极;
13:晶片;
14:塑封材料;
15:基板;
22:手指;
41:第一绝缘区;
42:第一布线区;
43:第二绝缘区;
44:第二布线区;
45:第三绝缘区;
46:第一金属电极;
47:第二金属电极;
50:指纹识别模组;
51:指纹算法芯片;
52:指纹传感器;
61:触摸检测模块;
62:控制模块;
63:电源。
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。
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。
指纹识别技术是通过指纹对比验证身份的识别手段,也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术。随着终端设备的发展以及指纹识别技术的发展,指纹识别技术在指纹锁领域的需求也在不断扩大,由于指纹锁领域对指纹识别系统的待机功耗要求较高,因此,如何降低指纹识别系统的功耗成为目前亟待解决的技术问题。然而现有技术中通过在指纹识别系统处于待机阶段时,断开指纹传感器和指纹算法芯片的供电,当用户触摸到金属环时,触摸芯片接收到用户触摸金属环的信号,然后再为指纹传感器和指纹算法芯片供电,进行指纹识别。尽管满足了指纹识别系统的待机功耗要求,但由于金属环裸露在外且灵敏度较高,容易受到干扰,可靠性较低。基于此,本申请提供一种指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统。
以下,对本申请实施例的示例性场景进行介绍。
本申请实施例提供的指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统可以使用在任何需要指纹识别的场景中,本申请实施例对此不做限制。本申请仅以在指纹锁的应用场景中为例进行简单介绍,通常情况下,用户存在打开指纹锁需求的场景下,需要通过用户手指触摸指纹传感器,以使指纹传感器采集用户的指纹信息,并发送指纹信息至指纹算法芯片中进行识别和验证,以判断用户的指纹是否为预设指纹,若用户指纹为预设指纹则打开指纹锁,若用户指纹非预设指纹,则指纹锁无法打开,提高了指纹锁的安全性和智能性。然而,在较长的时间内,用户可能不存在打开指纹锁的需求,例如,安装在门上的指纹锁,只有用户存在开门需要时,才需要启动指纹锁,若在指纹锁休眠时间段为指纹传感器和指纹算法芯片进行供电,会耗费大量的功耗,因此只需要在用户使用指纹锁时,对指纹锁进行一键唤醒,以降低功耗,基于此,本申请提供一种指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统。
基于上述应用场景,下面对本申请技术方案进行详细介绍:
图1A-1D为本申请一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图,如图1A所示,本申请实施例提供的指纹传感器可以包括:
晶片13,晶片13用于采集指纹信息;封装结构11,封装结构11用于封装晶片13,且封装结构11中包括第一金属电极12,第一金属电极12与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片13采集指纹信息。
如图1B所示,本申请实施例提供的指纹传感器,可以包括:
晶片13,晶片13用于采集指纹信息;封装结构11,封装结构11用于封装晶片13,且晶片13中包括第一金属电极12,第一金属电极12与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片13采集指纹信息。
本申请实施例对晶片的具体结构不做限制,在一种可能的实施方式中,晶片包括检测电极,检测电极用于采集指纹信息,第一金属电极位于检测电极的外围。可选的,检测电极包括矩阵排列的多个电容,本申请实施例对多个电容的具体大小、数量以及矩阵排列方式不做限制。另外,第一金属电极可以与检测电极位于同一层,也可以位于不同层,本申请实施例对此不做限制。
第一金属电极可以设置在封装结构中,也可以设置在晶片中,只要能够通过第一金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片采集指纹信息即可。
晶片13用于采集指纹信息,本申请实施例对晶片13的材料、结构等不做限制,例如,可以为硅晶片等。第一金属电极12位于封装结构11中,本申请实施例对第一金属电极的形状、大小、材料、位置等不做限制,例如,第一金属电极可以为正方体、长方体、椭球体、环状体等,第一金属电极12可以位于晶片13的上方、下方以及周围等。第一金属电极12可以通过第一引脚与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,触摸信号用于判断是否存在用户触摸指纹传感器。封装结构11可以根据用户需求,对晶片13进行封装,本申请实施例对封装结构的具体结构、材料等也不做限制。
在一种可能的实施方式中,如图1C所示,封装结构11可以包括塑封材料14,塑封材料14位于晶片13的上方或者塑封材料14覆盖所述晶片13,第一金属电极12位于塑封材料14中。本申请实施例对第一金属电极12在塑封材料14中的具体位置不做限制,例如,第一金属电极位于晶片的上方,或者第一金属电极位于晶片的周围,或者第一金属电极与晶片连接等等,只要不影响晶片采集指纹信息的功能即可。图1C仅为示例性的位置图,本申请实施例不限于此。
在另一种可能的实施方式中,如图1D所示,封装结构11可以包括基板15,晶片13位于基板15上,第一金属电极12位于基板15中。本申请实施例对第一金属电极12在基板15中的具体位置不做限制,例如,第一金属电极位于晶片正下方区域的基板中,或者其他位置等。图1D仅为示例性的位置图,本申请实施例不限于此。另外,本申请实施例对基板的形状、材料、大小以及具体结构等都不做限制,具体可以根据用户的需求进行设置,在一种可能的实施方式中,基板可以为PCB板或半导体衬底。
在一种可能的实施方式中,基板包括绝缘区和布线区,布线区用于设置电路,例如,用于引出晶片中的引脚,本申请实施例对绝缘区的位置、绝缘区的大小、形状、绝缘区的材料等都不做限制,类似的,本申请实施例对布线区的位置、布线区的大小、形状以及材料等都不做限制,只要能够实现布线功能即可。
在一种可能的实施方式中,第一金属电极12可以位于基板15中布线区的预设区域,且第一金属电极12的正上方区域的预设空间内不存在金属材料。在布线区内设置的预设区域可以为绝缘区域,且独立于布线区中的电路设置,在预设区域中设置第一金属电极,不影响晶片采集指纹信息的功能。本申请实施例对预设区域的具体位置不做限制,另外,预设空间的大小可以根据用户需求进行设置,第一金属电极应该在与人手之间对应的预设空间不存在金属物质,例如,预设空间为第一金属电极的正上方区域,或预设空间小于第一金属电极的正上方区域,以保证可以在第一金属电极通过第一引脚与触摸检测模块连接,向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号时,使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片采集指纹信息即可。
在又一种可能的实施方式中,第一金属电极位于基板的顶层金属层,例如,第一金属电极位于基板的绝缘区中的顶层金属层,顶层金属层可以仅包括第一金属电极,本申请实施例对第一金属电极的形状、材料等不做限制,可选的,第一金属电极可以为环形。
在另一种可能的实施方式中,第一金属电极12位于基板15中的绝缘区,且第一金属电极12的竖直方向正上方区域的预设空间内不存在布线区,因此,第一金属电极对布线区中的电路不存在影响,保证了指纹传感器采集指纹信息的正常工作,且预设空间的大小可以根据需求进行设置,第一金属电极应该在与人手之间对应的预设空间内不存在金属物质,例如,预设空间为第一金属电极的正上方区域,或预设空间小于第一金属电极的正上方区域,以保证可以在第一金属电极通过第一引脚与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号时,使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,进而使晶片采集指纹信息即可。在又一种可能的实施方式中,第一金属电极12位于基板15中,且第一金属电极12的竖直方向的上方区域中存在小于预设阈值面积的金属等,本申请实施例对此不做限制。
为了便于理解,下面对通过第一金属电极实现对指纹传感器一键唤醒的原理进行介绍。
由于任意两个导电的物体之间都存在感应电容,因此,第一金属电极和大地构成一个感应电容,且在周围环境不变的情况下,该感应电容的电容值是固定不变的,当有人体手指靠近第一金属电极时,人体手指与大地构成的感应电容并联第一金属电极与大地构成的感应电容,使总感应电容值增加,本申请实施例正是通过检测指纹传感器中第一金属电极的电容变化,判断是否存在手指触摸,进而实现对指纹传感器的一键唤醒功能。
示例性的,图2为本申请实施例提供的第一金属电极工作原理示意图,如图2所示,第一金属电极21与大地之间形成第一电容,人体手指22与大地之间形成第二电容,当手指触摸第一金属电极21时,第一电容与第二电容并联,总感应电容为第一电容与第二电容之和。图3为本申请实施例提供的触摸检测的场景示意图,如图3所示,触摸场景31表示手指未触摸指纹传感器时,第一金属电极的本体电容为第一电容;触摸场景32表示人体手指触摸指纹传感器时,第一金属电极的电容为第一电容与第二电容之和,触摸场景33表示手指在触摸指纹传感器之后离开时,第一金属电极的感应电容又恢复至第一电容。基于上述原理,可以根据指纹传感器的检测电容的变化情况,判断是否存在手指触摸。
本申请实施例通过第一金属电极与触摸检测模块连接,第一金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,可选的,触摸信号可以是感应电容值或者电容变化值等,本申请实施例对此不做限制。触摸检测模块可以检测第一金属电极的电容变化,触摸检测模块可以是一种芯片,本申请实施例对触摸检测模块的具体结构和形式不做限制。触摸检测模块根据触摸信号的变化情况,判断是否存在手指触摸指纹传感器,触摸检测模块与控制模块连接,进而使控制模块判断是否为指纹传感器供电。若判断存在手指触摸指纹传感器,则控制模块控制电源为指纹传感器供电,若判断不存在手指触摸指纹传感器,则保持断开指纹传感器的电源,以达到节约能耗的目的。
在控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电后,指纹传感器中的晶片采集指纹信息,并可以将采集到的指纹信息发送至指纹算法芯片中,以使指纹算法芯片对指纹进行识别和验证。
在一种可能的实施方式中,本申请实施例提供的指纹传感器还可以包括盖板,该盖板位于塑封材料之上,用于保护指纹传感器,盖板可以为玻璃等,本申请实施例对盖板的材料、厚度、颜色、形状等不做限制。
本申请实施例提供的指纹传感器,通过在晶片或封装结构中设置金属电极,有效的避免了对金属电极的误触,提高了指纹传感器的可靠性,另外,由于金属电极与触摸检测模块连接,用于向与触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹传感器供电,在保证指纹识别系统低待机功耗的前提下,提高了指纹识别模组的抗干扰能力、ESD性能,同时提高该触摸唤醒方案的灵活性,使之更加容易满足整锁要求。
在一种可能的实施方式中,图4为本申请另一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图,如图4所示,本申请实施例提供的指纹传感器中的基板从上至下依次包括:
第一绝缘区41、第一布线区42、第二绝缘区43、第二布线区44和第三绝缘区45,第一金属电极46位于第一布线区42的外围,且位于第一绝缘区41中。
第一绝缘区41位于晶片与第一布线区42之间,第一金属电极46位于第一布线区42的外围,且位于第一绝缘区41中,本申请实施例对第一金属电极的形状、厚度、材料、大小等不做限制,可以根据用户需求对第一金属电极进行设置。示例性的,对第一金属电极46的面积大小的设置,可以通过考虑第一金属电极46的本体电容的大小以及当手指触摸指纹传感器时,第一金属电极46对地电容的变化量来设置,手指触摸指纹传感器时,第一金属电极46对地电容的变化量与第一金属电极46的形状、第一金属电极46与手指之间的层叠结构以及介电常数有关,在设计第一金属电极46时,可以根据实际需求对第一金属电极46的形状、大小、材料等进行综合性考虑,以满足用户的实际需求。
第二绝缘区43位于第一布线区42和第二布线区44之间,本申请实施例对第二绝缘区43的材料、形状、厚度等也不做限制,第二布线区44为底层布线区,用于布线,本申请实施例对第二布线区44的材料、形状、厚度等也不做限制,在一种可能的实施方式中,第二布线区44的材料为金属铜。可选的,第二布线区44中与第一金属电极46正下方对应的区域为铺地区域。通过对第二布线区44中与第一金属电极46正下方对应的区域做铺地处理,提高第一金属电极46的抗干扰能力。本申请实施例对如何做铺地处理的具体工艺不做限制。
第三绝缘区45位于第二布线区的下面,用于保证第二布线区44中的电路的稳定性,本申请实施例对第三绝缘区的材料、厚度、形状等不做限制,只要能够满足用户需求即可。
为了更加清楚的描述第一金属电极,示例性的,图5为本申请另一实施例提供的指纹传感器的第一绝缘区的俯视示意图,如图5所示,第一金属电极46位于第一布线区42的外围,且第一金属电极46与第一布线区42之间存在第一间隙,该间隙中的物质可以是第一绝缘区41中的绝缘材料,本申请实施例对第一间隙的宽度、形状等不做限制。
第一金属电极在基板中的位置,还可以按照以下实施例中的方式设置。在一种可能的实施方式中,图6为本申请再一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图,如图6所示,本申请实施例提供的指纹传感器中的基板从上至下依次包括:第一绝缘区41、第一布线区42、第二绝缘区43、第二布线区44和第三绝缘区45,所述第一金属电极46位于第一布线区42的上方且位于所述第一绝缘区41中。其中,第一布线区与第二布线区与晶片中的引脚连接,用于将该晶片与其他设备连接或者接地,第一金属电极与第一布线区和第二布线区不存在直接的电连接。
在另一种可能的实施方式中,图7为本申请又再一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图,如图7所示,本申请实施例提供的指纹传感器中的基板从上至下依次包括:第一绝缘区41、第一布线区42、第二绝缘区43、第二布线区44和第三绝缘区45,第一金属电极46位于第二绝缘区43中,且第一金属电极46的竖直方向的上方区域中不存在金属或存在小于预设阈值面积的金属。例如,第一金属电极可以位于第二布线区的周围,或者在第二布线区设置预设区域,在预设区域内设置第一金属电极,或者第一金属电极位于第二布线区的上方区域,只要第一金属电极在竖直方向的上方区域中不存在金属或存在小于预设阈值面积的金属即可。预设区域的大小可以根据实际需求设置,本申请实施例对此不做限制。
需要注意的是,上述图6和图7仅为基板的一种示例性结构示意图,本申请实施例提供的指纹传感器中的基板结构以及第一金属电极的位置并不限于此。
可选的,在上述任一实施例的基础上,为了防止第一金属电极受电磁干扰,图8为本申请又一实施例提供的指纹传感器的纵向剖面示意图,如图8所示,本申请实施例提供的指纹传感器还可以包括:
第二金属电极47,第二金属电极47位于第一金属电极46的外围,并与指纹传感器的接地端连接。
第二金属电极位于第一金属电极的外围,用于防止第一金属电极到电磁干扰,提高第一金属电极的可靠性。本申请实施例对第二金属电极47的材料、形状、与第一金属电极46之间的距离等都不做限制,只要能够实现防止第一金属电极46受电磁干扰即可。在一种可能的实施方式中,第二金属电极47的材料为金属铜。第二金属电极47的形状为圆环形,第二金属电极47与第一金属电极46之间的间隙可以根据用户需要、工艺精度等方面设置。
本申请实施例还提供一种指纹识别模组,图9为本申请实施例提供的指纹识别模组的结构示意图,如图9所示,本申请实施例提供的指纹识别模组50包括:
指纹算法芯片51和指纹传感器52,指纹算法芯片51与指纹传感器52连接,指纹传感器52用于采集指纹信息,指纹算法芯片51用于处理指纹信息,其中,指纹传感器52的内容及效果可参考上述实施例中提供的指纹传感器52,本申请实施例对此不再赘述。
指纹传感器52用于采集指纹信息,指纹算法芯片51用于处理指纹信息。
本方案中的指纹识别模组包括指纹算法芯片和指纹传感器,其中,指纹传感器在封装中设置金属电极,提高了指纹传感器的可靠性,进而提高了指纹识别模组的可靠性,另外,由于金属电极与触摸检测模块连接,并向控制模块反馈触摸信号,以使控制模块根据触摸信号为指纹识别模组供电,保证在没有手指按压时,只有触摸唤醒模块供电,降低指纹识别模组的待机功耗。
本申请实施例还提供一种指纹识别系统,图10为本申请一实施例提供的指纹识别系统的结构示意图,如图10所示,本申请提供一种指纹识别系统,包括:触摸检测模块61、控制模块62和本申请实施例提供的指纹识别模组50,指纹识别模组50包括指纹传感器52和指纹算法芯片51。
触摸检测模块61通过指纹识别模组50中的第一引脚(未示出)与指纹传感器52中的第一金属电极(未示出)连接,用于检测指纹传感器52是否存在手指触摸。
触摸检测模块61与控制模块62连接,用于向控制模块62反馈指纹传感器52是否存在手指触摸,若触摸检测模块61检测到指纹传感器52存在手指触摸,则向控制模块62发送触摸信号。
控制模块62通过指纹识别模组50的第二引脚(未示出)与所述指纹识别模组连接,用于根据触摸检测模块61发送的触摸信号,控制电源63为指纹识别模组50供电。
本申请实施例提供的指纹识别系统,通过触摸检测模块与指纹传感器的第一引脚连接,检测指纹传感器是否存在手指触摸,并向控制模块反馈触摸信号,使控制模块控制电源为指纹识别模组供电,保证在没有手指按压时,电源仅向触摸检测模块供电,降低了指纹识别系统的功耗。
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。

Claims (18)

1.一种指纹传感器,其特征在于,包括:
晶片,所述晶片用于采集指纹信息;
封装结构,所述封装结构用于封装所述晶片;
所述晶片或所述封装结构中包括第一金属电极,所述第一金属电极与触摸检测模块连接,用于向与所述触摸检测模块连接的控制模块反馈触摸信号,以使所述控制模块根据所述触摸信号为所述指纹传感器供电,进而使所述晶片采集指纹信息。
2.根据权利要求1所述的指纹传感器,其特征在于,所述封装结构包括塑封材料,所述塑封材料位于所述晶片的上方或所述塑封材料覆盖所述晶片,所述第一金属电极位于所述塑封材料中。
3.根据权利要求1所述的指纹传感器,其特征在于,所述封装结构包括基板,所述晶片位于所述基板上,所述第一金属电极位于所述基板中。
4.根据权利要求3所述的指纹传感器,其特征在于,所述基板是印制电路板PCB或者半导体衬底。
5.根据权利要求3或4所述的指纹传感器,其特征在于,所述第一金属电极位于所述基板中布线区的预设区域,且所述第一金属电极正上方区域的预设空间内不存在金属材料。
6.根据权利要求3或4所述的指纹传感器,其特征在于,所述第一金属电极位于所述基板的顶层金属层。
7.根据权利要求3或4所述的指纹传感器,其特征在于,所述第一金属电极位于基板中的绝缘区,且所述第一金属电极的竖直方向正上方区域的预设空间内不存在布线区。
8.根据权利要求7所述的指纹传感器,其特征在于,
所述基板从上至下依次包括:第一绝缘区、第一布线区、第二绝缘区、第二布线区和第三绝缘区;
所述第一金属电极位于所述第一布线区的外围。
9.根据权利要求7所述的指纹传感器,其特征在于,所述基板从上至下依次包括:
第一绝缘区、第一布线区、第二绝缘区、第二布线区和第三绝缘区;
所述第一金属电极位于所述第一布线区的上方且位于所述第一绝缘区中。
10.根据权利要求1-4或8-9任一项所述的指纹传感器,其特征在于,还包括:
第二金属电极,所述第二金属电极位于所述第一金属电极的外围,与所述指纹传感器的接地端连接。
11.根据权利要求8或9所述的指纹传感器,其特征在于,
所述第二布线区中与所述第一金属电极正下方对应的区域为铺地区域。
12.根据权利要求11所述的指纹传感器,其特征在于,
所述第一金属电极为环形。
13.根据权利要求1-12任意一项所述的指纹传感器,其特征在于,
所述晶片包括多个检测电极,所述多个检测电极用于采集所述指纹信息,所述第一金属电极位于所述多个检测电极的外围。
14.根据权利要求13所述的指纹传感器,其特征在于,
所述第一金属电极与所述检测电极位于同一层。
15.根据权利要求13-14任一项所述的指纹传感器,其特征在于,
所述多个检测电极呈矩阵排列。
16.一种指纹识别模组,其特征在于,包括:指纹算法芯片和如权利要求1-15任一项所述的指纹传感器,所述指纹算法芯片与所述指纹传感器连接;
所述指纹传感器用于采集指纹信息,所述指纹算法芯片用于处理所述指纹信息。
17.根据权利要求16所述的指纹识别模组,其特征在于,还包括触摸检测模块,所述触摸检测模块与所述指纹传感器中的第一金属电极连接,用于检测所述指纹传感器是否存在手指触摸。
18.一种指纹识别系统,其特征在于,包括:触摸检测模块、控制模块和如权利要求16所述的指纹识别模组;
触摸检测模块通过所述指纹识别模组中的第一引脚与指纹传感器中的第一金属电极连接,用于检测所述指纹传感器是否存在手指触摸;
触摸检测模块与所述控制模块连接,用于向所述控制模块反馈所述指纹传感器是否存在手指触摸,若所述触摸检测模块检测到所述指纹传感器存在手指触摸,则向所述控制模块发送触摸信号;
所述控制模块通过所述指纹识别模组的第二引脚与所述指纹识别模组连接,用于根据所述触摸检测模块发送的所述触摸信号,控制电源为所述指纹识别模组供电。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113052128A (zh) * 2021-04-15 2021-06-29 多玛凯拔科技有限公司 一种智能锁抗干扰方法及系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11816919B2 (en) * 2021-06-04 2023-11-14 Synaptics Incorporated Sensor device for transcapacitive sensing with shielding
US11519801B1 (en) * 2021-06-04 2022-12-06 Synaptics Incorporated Sensor device for transcapacitive sensing with shielding
SE2250372A1 (en) * 2022-03-25 2022-12-08 Fingerprint Cards Anacatum Ip Ab Fingerprint sensor with controllable current limiter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103729615A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 周正三 生物传感器模块、组件、制造方法及使用其的电子设备
CN103745194A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹检测装置和移动终端
CN105488499A (zh) * 2016-01-18 2016-04-13 宸盛光电有限公司 一种指纹识别模组及具有该指纹识别模组的电子装置
CN107358225A (zh) * 2017-09-05 2017-11-17 苏州迈瑞微电子有限公司 一种指纹模组
CN107526992A (zh) * 2016-06-20 2017-12-29 比亚迪股份有限公司 指纹识别模组和终端设备
CN207882927U (zh) * 2018-03-16 2018-09-18 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 一种带有触摸感应检测区的指纹识别芯片封装结构
CN210155684U (zh) * 2019-07-04 2020-03-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4522043B2 (ja) * 2002-09-06 2010-08-11 セイコーエプソン株式会社 情報装置及び表示制御方法
KR101362348B1 (ko) * 2012-05-15 2014-02-13 크루셜텍 (주) 지문센서 패키지 및 그 제조방법
CN103530609B (zh) * 2013-10-11 2017-07-04 北京京东方光电科技有限公司 一种指纹识别元件、显示屏及显示装置
CN107515692A (zh) * 2015-10-30 2017-12-26 深圳市汇顶科技股份有限公司 触控设备和在触控设备上进行指纹检测的方法
CN106355157A (zh) * 2016-09-05 2017-01-25 南昌欧菲生物识别技术有限公司 指纹传感器及指纹识别模组
CN106250891B (zh) * 2016-09-23 2024-03-19 苏州迈瑞微电子有限公司 指纹传感器封装方法和封装模组
CN206179849U (zh) * 2016-10-14 2017-05-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹传感器的封装结构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103729615A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 周正三 生物传感器模块、组件、制造方法及使用其的电子设备
CN103745194A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹检测装置和移动终端
US20160292488A1 (en) * 2013-12-20 2016-10-06 Shenzhen Huiding Technology Co., Ltd. Fingerprint detection device and mobile terminal
CN105488499A (zh) * 2016-01-18 2016-04-13 宸盛光电有限公司 一种指纹识别模组及具有该指纹识别模组的电子装置
CN107526992A (zh) * 2016-06-20 2017-12-29 比亚迪股份有限公司 指纹识别模组和终端设备
CN107358225A (zh) * 2017-09-05 2017-11-17 苏州迈瑞微电子有限公司 一种指纹模组
CN207882927U (zh) * 2018-03-16 2018-09-18 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 一种带有触摸感应检测区的指纹识别芯片封装结构
CN210155684U (zh) * 2019-07-04 2020-03-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹传感器、指纹识别模组和指纹识别系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113052128A (zh) * 2021-04-15 2021-06-29 多玛凯拔科技有限公司 一种智能锁抗干扰方法及系统

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Publication number Publication date
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