CN111144339B - 指纹识别模组和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指纹识别模组，其特征在于，包括柔性电路板、芯片、加强件以及盖板。所述柔性电路板内设置有层叠的基膜层和组合层，其中所述组合层上开窗以露出部分的所述基膜层。所述芯片设置于所述基膜层露出于所述组合层的部分。所述加强件设置于所述柔性电路板上，所述加强件包括支撑部和延伸部，所述支撑部环绕所述芯片设置。所述盖板及所述延伸部均设置于所述支撑部远离所述柔性电路板的一侧，且所述盖板覆盖所述芯片。所述盖板可供光线透过。本发明还涉及一种包括上述指纹识别模组的电子装置。上述指纹识别模组的尺寸较小，能满足小型化设计的需求。

Description

指纹识别模组和电子装置

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种指纹识别模组和电子装置。

背景技术

指纹识别模组多安装于电子设备或门禁系统中，利用光的反射原理，光线到达人体指纹处并朝指纹识别模组中的感光元件反射，反射后的光线带有指纹的信息，感光元件能够对反射后的光线中的指纹信息进行感应，以此实现指纹信息的收集或识别。而目前的指纹识别模组，为保证整体安装的强度，同时保护指纹识别模组上的芯片，指纹识别模组的尺寸一般较大，难以满足小型化设计的需求。

发明内容

基于此，有必要针对如何实现指纹模组小型化设计的问题，提供一种指纹识别模组和电子装置。

一种指纹识别模组，包括柔性电路板、芯片、加强件以及盖板，所述柔性电路板内设置有层叠的基膜层和组合层，其中所述组合层上开窗以露出部分的所述基膜层，所述芯片设置于所述基膜层露出于所述组合层的部分，所述加强件设置于所述柔性电路板上，所述加强件包括支撑部和延伸部，所述支撑部环绕所述芯片设置，所述盖板及所述延伸部均设置于所述支撑部远离所述柔性电路板的一侧，且所述盖板覆盖所述芯片，所述盖板可供光线透过。

在其中一个实施例中，所述加强件远离所述芯片的部分朝向所述盖板弯折形成所述延伸部和连接部，所述连接部连接所述延伸部及所述支撑部。

在其中一个实施例中，所述加强件远离所述芯片的部分朝向所述盖板弯折180度形成所述延伸部和所述连接部，所述延伸部与所述支撑部相对的一侧面相贴合。

在其中一个实施例中，所述延伸部与所述盖板之间具有间隙，所述间隙中填充有粘连胶。

在其中一个实施例中，所述延伸部设置于所述盖板的两侧；或者

所述延伸部环绕所述盖板设置。

在其中一个实施例中，所述延伸部远离所述支撑部的一侧面与所述盖板远离所述支撑部的一侧面共平面。

在其中一个实施例中，所述指纹识别模组还包括感光元件，所述感光元件设置于所述芯片朝向所述盖板的一侧，所述感光元件能接收从所述盖板到达所述感光元件的光线。

在其中一个实施例中，所述盖板包括红外滤光玻璃或红外滤光片，所述盖板能阻挡长波长的红外线通过。

在其中一个实施例中，所述指纹识别模组还包括功能膜，所述功能膜设置于所述芯片及所述基膜层之间。

一种电子装置，包括上述任一实施例所述的指纹识别模组。

上述指纹识别模组，所述支撑部环绕所述芯片设置，能够对所述芯片起支撑和保护作用，增加所述指纹识别模组的强度。而所述盖板与所述支撑部连接，所述支撑部对所述盖板也具有支撑作用，能使所述指纹识别模组的整体安装更牢固。如此设置，支撑部能同时对所述芯片和所述盖板起支撑作用，并保护所述芯片，满足所述指纹识别模组的安装强度要求，不需要再设置一层补强板保护所述芯片，也不需要额外设置元件支撑所述盖板，从而减小所述指纹识别模组的厚度尺寸，满足小型化设计的需求。另外，所述延伸部与所述盖板均设置于所述支撑部远离所述柔性电路板的一侧，所述延伸部也能对所述盖板的侧边起保护作用。

附图说明

图1为本申请的指纹识别模组一种实施方式的结构示意图；

图2为图1所示的指纹识别模组部分零部件的爆炸图；

图3为本申请的指纹识别模组另一种实施方式的部分结构的示意图。

其中，

指纹识别模组 100

柔性电路板 110

容纳槽 111

基膜层 120

组合层 121

线路层 122

第二基膜层 123

芯片 130

感光元件 131

加强件 140

通槽 141

支撑部 142

延伸部 143

连接部 144

盖板 150

粘连胶 151

功能膜 160

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

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。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前，为使安装更简便，安装范围更广，指纹识别模组中通常使用柔性电路板作为芯片的安装载体。而柔性电路板的强度不足，容易使芯片损坏，因此一般在柔性电路板上增加一层补强板，对芯片起保护和支撑作用。另外，在传统的指纹识别模组中也需要设置额外元件对处于人体指纹处的盖板起支撑作用。如此，补强板和额外元件的设置会增加指纹识别模组的厚度尺寸，难以满足小型化设置的需求。

为解决上述问题，本申请的实施例提供一种指纹识别模组和电子设备。

请参见图1和图2，一种指纹识别模组100，包括柔性电路板110、芯片130以及加强件140。柔性电路板110内设置有层叠的基膜层120和组合层121，其中组合层121上开窗以露出部分的基膜层120，且组合层121的开窗部分形成有容纳槽111。芯片130设置于基膜层120露出于组合层121的部分，且芯片130部分位于容纳槽111内，基膜层120对芯片130能起一定的支撑作用。加强件140与芯片130设置于柔性电路板110的同一侧，加强件140采用刚性材料，加强件140与芯片130设置于柔性电路板110上的同一侧面，且加强件140环绕芯片130设置。加强件140能进一步对芯片130起保护和支撑作用，使芯片130不易因外力而变形，同时芯片130四周也不易因碰撞而损坏。

上述指纹识别模组100，加强件140环绕芯片130设置，对芯片130起支撑和保护作用，能够增加指纹识别模组100的强度。如此设置，不需要再设置一层补强板即可实现对芯片130的保护和支撑，满足指纹识别模组100的安装强度要求，从而减小指纹识别模组100的厚度尺寸，满足小型化设计的需求。

另外，请参见图3，在一些实施例中，组合层121包括具有层叠结构的线路层122和第二基膜层123，线路层122设置于基膜层120上，第二基膜层123设置于线路层122背离基膜层120的一侧。基膜层120与第二基膜层123覆盖线路层122的两侧，对线路层122起保护作用。且在一些实施例中，基膜层120与第二基膜层123可为相同的材料。具体地，线路层122内设置有铜箔制成的连接线路，以连通外部电源与芯片130，为芯片130的工作提供电源，同时在芯片130与外部运算模块之间起数据传输的作用，以帮助指纹识别模组100实现指纹信息的收集或识别功能。并且，在一些实施例中，组合层121与芯片130设置于基膜层120的同一侧，芯片130可通过引线的方式与线路层122内的电路电性连通。此时，引线裸露在空气中容易受损，而在一些实施例中，可以通过在引线部分涂覆封装胶的形式对引线进行保护。值得注意的是，在另一些实施例中，柔性电路板110可采用多层线路板结构，此时组合层121可视为多层第二基膜层123及线路层122的叠加，且多层第二基膜层123与多层线路层122于组合层121内相互交错设置，只要保证线路层122的两侧分别被两层第二基膜层123所覆盖，或分别被一层第二基膜层123以及一层基膜层120所覆盖，是线路层122能得到保护即可。当然，在另一些实施例中，当所述柔性电路板110采用多层线路板结构时，基膜层120背离组合层121的一侧还可设置有一层组合层121.

更具体地，在一些实施例中，基膜层120采用聚酰亚胺或聚酯材料制造，使基膜层120具备良好的绝缘效果，能对柔性电路板110内的线路层122起隔绝和保护作用，保证柔性电路板110的正常运行。可以理解的是，在指纹识别模组100中采用柔性电路板110作为芯片130的载体，由于柔性电路板110的配线密度高、厚度薄，能进一步减小指纹识别模组100的尺寸。并且柔性电路板110具有重量轻、弯折性好等优点，进而使指纹识别模组100的安装更简便，安装范围广。并且，将芯片130设置于组合层121所形成的容纳槽111内，柔性电路板110对芯片130的四周能起到一定的保护作用。且如此设置，能进一步地减小芯片130与柔性电路板110的叠加厚度尺寸，进一步减小指纹识别模组100的尺寸。

在一些实施例中，参考图3所示，指纹识别模组100还包括功能膜160，功能膜160设置于芯片130和基膜层120之间。具体地，在一些实施例中，功能膜160可采用PI膜(Polyimide Film，聚酰亚胺薄膜)。此时，在一些实施例中，功能膜160可由均苯四甲酸二酐和二胺基二苯醚在强极性溶剂中经缩聚并流延成膜再经亚胺化制成。由于PI膜具有耐高低温性、绝缘性以及粘结性良好等优点，采用功能膜160有助于芯片130的正常工作，同时功能膜160能帮助芯片130更好地贴附于基膜层120上。而在另一些实施例中，功能膜160还可采用防电磁干扰膜，使指纹识别模组100具备良好的防电磁干扰性能。当然，在另一些实施例中，功能膜160还可采用其他薄膜，需要注意的是，功能膜160应当具备良好的粘结性，帮助芯片130更好地贴附于基膜层120上。

另外，在一些实施例中，指纹识别模组100还包括感光元件131，感光元件131设置于芯片130远离基膜层120的一侧面。感光元件131朝向盖板150的一侧面为感光元件131的感光面，感光元件131能接收从盖板150到达感光元件131的感光面上的带有指纹信息的光线。具体地，感光元件131可以为感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor，CMOS Sensor)等半导体器件。可以理解的是，在一些实施例中，芯片130上还可设置有电阻、电容等其他微电子元器件。进一步地，在一些实施例中，芯片130可以为IC芯片((Integrated CircuitChip))，具体地，在一些实施例中，芯片130可以是晶圆芯片或封装芯片。使用芯片130将大量微电子元器件进行集成，有利于指纹识别模组100的小型化设计。

在一些实施例中，加强件140可采用不锈钢、铝箔、聚脂材料、聚酰亚胺、玻璃纤维等材料制成。加强件140与芯片130设置于柔性电路板110的同一侧，且加强件140环绕芯片130设置，加强件140对芯片130的四周起保护和支撑作用，使芯片130不易受外力而变形，也不易因碰撞而损坏。更具体地，参考图2和图3所示，在一些实施例中，加强件140大致为板状，且开设有贯穿加强件140的通槽141，芯片130部分位于通槽141内。如此设置，加强件140能对芯片130的四周起更好的保护作用。当然，加强件140还可设置为其他任意形状，只要能对芯片130起支撑和保护作用即可。可以理解的是，在一些实施例中，芯片130部分位于容纳槽111内，且芯片130的其余部分均位于通槽141内，如此设置，芯片130四周能得到更好地保护，避免芯片130损坏变形。

进一步地，在一些实施例中，指纹识别模组100还可包括盖板150，盖板150设置于指纹识别模组100的入光处，并与芯片130相对设置，盖板150可供光线透过。值得注意的是，此时，当指纹识别模组100进行指纹信息的识别或收集时，人体指纹面向盖板远离芯片的一侧面上。

另外，在一些实施例中，盖板150具有阻挡长波长的红外线通过的功能。由于指纹识别模组100获取指纹信息多采用特定波长范围的红外线实现，特定波长范围的红外线入射到盖板150表面的人体指纹处，并从人体指纹处反射到芯片130上的感光元件131中，被感光元件131接收，反射的红外线中带有指纹信息，以此实现指纹信息的收集或识别。而在指纹处设置盖板150，可防止外部长波长的红外线进入指纹识别模组100的内部，对指纹信息的收集或识别产生干扰。可以理解的是，此时外部长波长的红外线可理解为波长大于上述指定波长范围的红外线。

具体地，在一些实施例中，盖板150可采用红外滤光玻璃。而在另一些实施例中，盖板150还可采用在普通的透明玻璃上粘附一层红外滤光片实现。具体地，在一些实施例中，盖板150为窄带滤光片，透过特定波长范围的红外线并阻挡波长不在该特定波长范围的红外线通过，保证指纹识别模组100的识别精度。可以理解的是，盖板150可通过的红外线波长不限，具体应根据实际指纹识别模组100正常工作所使用的红外线波长范围进行选择。

请参见图2和图3，加强件140包括支撑部142和延伸部143，支撑部142开设有通槽141，芯片130部分位于通槽141内，支撑部142环绕芯片130设置。盖板150与延伸部143均设置于支撑部142远离柔性电路板110的一侧面，盖板150与支撑部142连接，且盖板150与芯片130相对设置。可以理解的是，在一些实施例中，如图3所示，盖板150的面积大于芯片130的面积，且盖板150与支撑部142相对的一侧面相贴合，盖板150将芯片130与指纹识别模组100的外部环境相隔离，也能对芯片130起保护作用。另外，支撑部142对芯片130起支撑和保护作用的同时也能对盖板150起支撑作用，使指纹识别模组100的整体安装更牢固，不需要额外设置元件对盖板150进行支撑，从而进一步减小光学成像模组100的尺寸。

进一步地，在一些实施例中，延伸部143设置于盖板150的两侧，而在另一些实施例中，延伸部143环绕盖板150设置。而延伸部143设置于盖板150的两侧或四周，也能对盖板150起保护作用，防止盖板150的两侧或四周因碰撞而损坏。

具体地，参考图3所示，在一些实施例中，加强件140远离芯片130的部分朝向盖板150弯折形成延伸部143和连接部144，连接部144连接延伸部143及支撑部142。此时，连接部144可视为加强件140弯折部分的折弯肋，连接部144连接延伸部143及支撑部142，能增强指纹识别模组100的刚性。更具体地，在一些实施例中，加强件140远离芯片130的部分朝向盖板150弯折180度形成延伸部143和连接部144。此时，支撑部142与延伸部143相对的一侧面相贴合，使加强件140整体结构更稳固，能进一步增强指纹识别模组100的强度。可选地，在一些实施例中，当加强件140采用钢材料制成时，加强件140的折弯可采用冷弯法或热弯法实现。可以理解的是，在一些实施例中，加强件140远离芯片130且位于盖板150相对的两侧的部分朝向盖板150弯折，即此时延伸部143设置于盖板150的两侧。而在另一些实施例中，加强件140远离芯片130且位于盖板150四周的部分均朝向盖板150弯折，即此时延伸部143环绕盖板150设置。当然，在一些实施例中，支撑部142与延伸部143还可通过铸模工艺等其他方式一体成型设置。而在另一些实施例中，支撑部142和延伸部143还可单独设置，并通过螺接、焊接、胶粘等方式相连接。

更进一步地，在一些实施例中，参考图2所示，延伸部143远离支撑部142的一侧面与盖板150远离支撑部142的一侧面相平齐。而在另一些实施例中，延伸部143远离支撑部142的一侧面比盖板150远离支撑部142的一侧面更靠近柔性电路板110。如此设置，延伸部143不会超出盖板150至柔性电路板110的厚度范围，既能对盖板150起保护作用，也不会增大指纹识别模组100的厚度。

请参见图3，在一些实施例中，芯片130远离柔性电路板110的一侧面比支撑部142远离柔性电路板110的一侧面更靠近柔性电路板110。由于盖板150设置于支撑部142远离柔性电路板110的一侧面，如此设置，芯片130与盖板150之间存在间隙，以保证芯片130与盖板150之间有足够的空间供外部红外线进入并在盖板150的人体指纹处反射到达芯片130，保证指纹识别模组100的正常运作。可以理解的是，芯片130与盖板150之间存在间隙，也能避免安装或拆卸盖板150时对芯片130造成损坏。值得注意的是，在保证有足够的空间供红外线进入和反射以及防止盖板150对芯片130造成损坏的前提下，芯片130与盖板150之间的间隙应当尽可能的小，以减小指纹识别模组100的尺寸。

可以理解的是，此时，在一些实施例中，指纹识别模组100的厚度主要为盖板150的厚度、盖板150与芯片130的间隔距离、芯片130的厚度、以及基膜层120的厚度的叠加。而常用的指纹识别模组的厚度主要包括盖板150的厚度、盖板150与芯片130的间隔距离、支撑盖板150的元件的厚度、芯片130的厚度以及补强板的厚度的叠加。而常见的补强板厚度大于基膜层120的厚度，如此设置可减小指纹识别模组100的整体厚度。更具体地，在一些实施例中，常见的补强钢板厚度约为100um，而当基膜层120采用聚酰亚胺材料制成时，基膜层120的厚度可设置为40um，此时指纹识别模组100的厚度相对于常见的采用补强钢板的指纹识别模组厚度至少减小60um。

另外，在一些实施例中，参考图3所示，盖板150通过粘连胶151与支撑部142粘连。当然，在另一些实施例中，粘连胶151也可与盖板150、支撑部142以及延伸部143相粘连，粘连效果更佳，且此时盖板150同时与支撑部142和延伸部143连接，能够进一步使指纹识别模组100的整体安装更牢固。可以理解的是，在一些实施例中，延伸部143还对粘连胶151起阻挡作用，防止涂胶时粘连胶151漏出。具体地，在一些实施例中，粘连胶151可采用光学胶等具有粘结性的材料。另外，在另一些实施例中，盖板150还可采用螺接等其他任意适用方式与支撑部142固定连接。

在一些实施例中，芯片130与基膜层120之间还设置有一层晶片接合膜(图为示出)，晶片接合膜具有良好的粘结性，能帮助芯片130更牢固地贴附于基膜层120上。具体地，在一些实施例中，晶片贴合膜可采用金-硅合金或树脂粘和剂制成。

可以理解的是，在一些实施例中，指纹识别模组100可运用于电子装置(图未示出)中，实现指纹信息的收集或识别功能。具体地，电子装置可以是智能手机、门禁系统终端等电子设备。当然，在一些实施例中，电子装置中还包括光源模组，光源模组产生的红外线入射到盖板150的指纹处，并被盖板150表面反射到芯片130上的感光元件131中，反射的光线带有指纹信息，感光元件131能够对光线中的指纹信息进行感应，以此实现指纹信息的识别或收集。而在另一些实施例中，电子装置还包括运算模组以及显示模组，运算模组可对指纹信息进行收集或识别运算，而显示模组可显示指纹信息的识别结果。在电子装置中采用该指纹识别模组100，由于指纹识别模组100厚度较小，有利于电子装置的小型化设计。

上述指纹识别模组100，支撑部142环绕芯片130设置，能够对芯片130起支撑和保护作用，增加指纹识别模组100的强度。而盖板150与支撑部142连接，支撑部142对盖板150也有支撑作用，能使指纹识别模组100的整体安装更牢固。如此设置，支撑部142能同时对芯片130和盖板150起支撑作用，并保护芯片130，满足指纹识别模组100的安装强度要求，不需要再设置一层补强板保护芯片130，也不需要额外设置元件支撑盖板150，从而减小指纹识别模组100的厚度尺寸，满足小型化设计的需求。另外，延伸部143与盖板150均设置于支撑部142远离柔性电路板110的一侧，延伸部143也能对盖板150的侧边起保护作用。

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)

1.一种指纹识别模组，其特征在于，包括柔性电路板、芯片、加强件以及盖板，所述柔性电路板内设置有层叠的基膜层和组合层，其中所述组合层上开窗以露出部分的所述基膜层，所述芯片设置于所述基膜层露出于所述组合层的部分，所述加强件设置于所述柔性电路板上，所述加强件包括支撑部和延伸部，所述支撑部环绕所述芯片设置，所述盖板及所述延伸部均设置于所述支撑部远离所述柔性电路板的一侧，且所述盖板覆盖所述芯片，所述盖板可供光线透过；

所述延伸部远离所述支撑部的一侧面与所述盖板远离所述支撑部的一侧面共平面。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述加强件远离所述芯片的部分朝向所述盖板弯折形成所述延伸部和连接部，所述连接部连接所述延伸部及所述支撑部。

3.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述加强件远离所述芯片的部分朝向所述盖板弯折180度形成所述延伸部和所述连接部，所述延伸部与所述支撑部相对的一侧面相贴合。

4.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述延伸部与所述盖板之间具有间隙，所述间隙中填充有粘连胶。

5.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述延伸部设置于所述盖板的两侧。

6.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述延伸部环绕所述盖板设置。

7.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括感光元件，所述感光元件设置于所述芯片朝向所述盖板的一侧，所述感光元件能接收从所述盖板到达所述感光元件的光线。

8.根据权利要求1-7任一项所述的指纹识别模组，其特征在于，所述盖板包括红外滤光玻璃或红外滤光片，所述盖板能阻挡长波长的红外线通过。

9.根据权利要求1-7任一项所述的指纹识别模组，其特征在于，还包括功能膜，所述功能膜设置于所述芯片及所述基膜层之间。

10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的指纹识别模组。

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