CN114267056A - 一种光学指纹识别芯片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学指纹识别芯片及电子设备，所述光学指纹识别芯片包括：透光盖板、基板及封装胶，所述基板靠近所述透光盖板的表面设置触摸组件、发光件及指纹识别晶元，所述触摸组件用于响应位于所述透光盖板的手指的触控操作，且生成触发信号；所述发光件用于相应所述触发信号且向所述透光盖板发射光线；所述指纹识别晶元用于相应所述触发信号且接收位于所述透光盖板的手指反射的光线，以进行指纹检测；所述封装胶设置于所述透光盖板与所述基板之间，且连接所述透光盖板与所述基板。本申请提供的光学指纹识别芯片为一体封装，在组装或返修电子设备时，能够避免指纹识别晶元因意外碰撞导致的损坏；降低电子设备装配工艺难度。

Description

一种光学指纹识别芯片及电子设备

技术领域

本申请涉及指纹识别技术领域，尤其涉及一种光学指纹识别芯片及电子设备。

背景技术

超薄光学指纹是目前市面上很多5G手机采用的方案，因可以做到超薄而不占用小板空间，能将节约出来的空间给电池，从而提高电池容量。

在相关技术中，将指纹识别晶元放置在屏幕和中框之间，且裸露指纹识别晶元的四周需要有密封泡棉的密封。

然而，在手机组装时指纹识别晶元的组装工艺复杂，且裸露的指纹识别晶元易损坏。

发明内容

因此，本发明提供一种光学指纹识别芯片及电子设备，至少部分地解决上面提到的问题。

本发明提供了一种光学指纹识别芯片，其特征在于，包括：

透光盖板；

基板，所述基板靠近所述透光盖板的表面设置触摸组件、发光件及指纹识别晶元，所述触摸组件用于响应位于所述透光盖板的手指的触控操作，且生成触发信号；所述发光件用于相应所述触发信号且向所述透光盖板发射光线；所述指纹识别晶元用于相应所述触发信号且接收位于所述透光盖板的手指反射的光线，以进行指纹检测；

封装胶，所述封装胶设置于所述透光盖板与所述基板之间，且连接所述透光盖板与所述基板。

作为可实现的可选方式，所述发光件与所述指纹识别晶元相隔0.5mm～5mm设置。

作为可实现的可选方式，设有至少两个所述发光件，所述指纹识别晶元位于相邻两所述发光件之间。

作为可实现的可选方式，所述封装胶覆盖所述触摸组件、所述发光件及所述指纹识别晶元。

作为可实现的可选方式，所述封装胶的透明度大于等于90％。

作为可实现的可选方式，所述触摸组件沿所述指纹识别晶元的长度方向布置。

作为可实现的可选方式，所述触摸组件包围所述指纹识别晶元。

作为可实现的可选方式，所述触摸组件部分包围所述指纹识别晶元。

作为可实现的可选方式，所述触摸组件包括两个触摸件，两个所述触摸件分别设置于所述指纹识别晶元的两侧。

作为可实现的可选方式，所述基板厚度大于等于0.1mm。

作为可实现的可选方式，所述指纹识别晶元厚度小于等于0.2mm。

作为可实现的可选方式，所述透光盖板的厚度大于等于0.1mm。

本发明提供了一种电子设备，包括根据所述的光学指纹识别芯片。

作为可实现的可选方式，还包括中框，所述光学指纹识别芯片设置于所述中框的侧边。

作为可实现的可选方式，所述中框的侧边设有安装孔，所述光学指纹识别芯片嵌入所述安装孔内。

作为可实现的可选方式，还包括柔性电路板，所述柔性电路板设置于所述基板，所述柔性电路板与所述基板电连接。

作为可实现的可选方式，还包括补强板，所述补强板设置于所述柔性电路板。

本申请提供的光学指纹识别芯片为一体封装，具有触发指纹识别功能、自发光功能和指纹识别功能；在组装或返修电子设备时，能够避免指纹识别晶元因意外碰撞导致的损坏；降低电子设备装配工艺难度，简化电子设备装配工艺。

进一步地，相隔设置的发光件与指纹识别晶元，有助于降低光学指纹识别芯片的厚度。

进一步地，指纹识别晶元位于相邻两发光件之间，有助于指纹识别晶元获取良好的手指指纹信息。

进一步地，触摸组件沿指纹识别晶元的长度方向布置，有助于提高光学指纹识别芯片的灵敏度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请的实施方式的一种光学指纹识别芯片的结构示意图；

图2是图1的一种A-A方向剖视图；

图3是图1的另一种A-A方向剖视图；

图4是图1的再一种A-A方向剖视图；

图5是根据本申请的实施方式的一种光学指纹识别芯片的爆炸图；

图6是根据本申请的实施方式的一种光学指纹识别芯片的工作原理图；

图7是根据本申请的实施方式的一种电子设备的光学指纹识别芯片、柔性电路板及补强板之间连接的结构示意图；

图8是根据本申请的实施方式的一种电子设备的中框结构示意图；

图9是根据本申请的实施方式的一种光学指纹识别芯片的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与申请相关的部分。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上“内”、“外”等指示的方位或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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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申请的限制。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。

参考图1，示出了一种光学指纹识别芯片，该光学指纹识别芯片适用于电子设备，例如手机、平板及智能可穿戴设备等。

参考图1，该光学指纹识别芯片包括：透光盖板100、基板200及封装胶300。

基板200靠近透光盖板100的表面设置触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21，触摸组件23用于响应位于透光盖板100的手指的触控操作，生成触发信号；发光件22用于相应触发信号且向透光盖板100发射光线；指纹识别晶元21用于相应触发信号且接收位于透光盖板100的手指反射的光线，以进行指纹检测。

封装胶300设置于透光盖板100与基板200之间，且连接透光盖板100与基板200。

在本实施例中，透光盖板100可以是玻璃板、钢化玻璃板等，其主要材料可以是二氧化硅。

在本实施例中，基板200包括相背设置的第一表面和第二表面，第一表面靠近透光盖板100。在基板的第一表面上设置触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21。基板200为印制电路板(PCB)，基板200可以提供电能于触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21，基板200也可以传递信号于触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21。触摸组件23可以是触摸传感器，例如在基板上用铜做出TX(transport)/RX(receive)模块。发光件22可以是低光的LED。其中，电子设备的控制系统可以分别与触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21电连接。

在本实施例中，封装胶300为光学胶，光学胶具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。封装胶300可以是有机硅胶、丙烯酸型树脂及不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂等。封装胶300连接透光盖板100与基板200，将透光盖板100、基板200、触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21封装成一个整体模块。

参考图9和图6，图9为光学指纹识别芯片的工作流程示意图，图6为光学指纹识别芯片的工作原理示意图。在进行指纹检测时，当手指触摸在透光盖板100时，触摸组件23响应手指的触控操作，生成触发信号且发送至控制系统。控制系统接收该触发信号，控制系统生成第一控制信号和第二控制信号，且发送第一控制信号至发光件22，发送第二控制信号至指纹识别晶元21。发光件22接收第一控制信号，发光件22向透光盖板100发射光线。指纹识别晶元21接收第二控制信号，指纹识别晶元21启动工作，指纹识别晶元21接收经手指反射的光线，将光信号转化为电信号，以生成指纹图像。指纹识别晶元21进一步将该指纹图像发送给控制系统。控制系统接收上述指纹图像，控制系统进行图像处理得到指纹信号，并通过算法对指纹信号进行识别。当识别正确时，则表示手指对电子设备进行解锁成功，当识别错误时，则表示手指对电子设备进行解锁失败。

本实施例的光学指纹识别芯片一体封装，其具有触发指纹识别功能、自发光功能和指纹识别功能；在组装或返修电子设备时，一体封装的光学指纹识别芯片能够避免指纹识别晶元21因意外碰撞导致的损坏；此外，一体封装的光学指纹识别芯片降低了电子设备装配工艺难度，简化了电子设备装配工艺，从而提高电子设备的组装效率，进而降低生产成本。

在一些优选的实施例中，发光件22与指纹识别晶元21相隔0.5mm～5mm设置。

参考图2和图6，在本实施例中，指纹识别晶元21为矩形，指纹识别晶元21设置于基板200的中间位置。发光件22可以与指纹识别晶元21的短边相距d1设置，使得发光件22发射的光线经手指反射后，能够被指纹识别晶元21获取，其中，d1＝1mm。需要说明的是，结合实际生产工艺，选取d1＝1mm。在一些实施例中，d1也可以为0.5mm，或者d1也可以为5mm。本实施例有助增大入射角和反射角，使得入射角和反射角均为钝角，进而降低光学指纹识别芯片的厚度。

在一些实施例，发光件22可以与指纹识别晶元21的长边相距d2设置，使得发光件22发射的光线经手指反射后，能够被指纹识别晶元21获取。

在一些优选的实施例中，光学指纹识别芯片设有至少两个发光件22，指纹识别晶元21位于相邻两发光件22之间。

参考图2和图6，在本实施例中，指纹识别晶元21为矩形，指纹识别晶元21设置于基板200的中间位置。两个发光件22沿指纹识别晶元21的长度方向设置，一个发光件22与指纹识别晶元21的一个短边相距d1设置，另一个发光件22与指纹识别晶元21的另一个短边相距d1设置。

本实施例有助指纹识别晶元21获取良好的手指指纹信息，保证手指对电子设备解锁成功。

在一些优选的实施例中，触摸组件23沿指纹识别晶元21的长度方向布置。

参考图2，在本实施例中，指纹识别晶元21为矩形，指纹识别晶元21设置于基板200的中间位置。两个发光件22沿指纹识别晶元21的长度方向设置，一个发光件22与指纹识别晶元21的一个短边相距d1设置，另一个发光件22与指纹识别晶元21的另一个短边相距d1设置。触摸组件23包括两个触摸件，触摸件为带状。两个触摸件沿指纹识别晶元21的长度方向延伸铺设于两个发光件22之间，且分别设置于指纹识别晶元21的两侧。

本实施例的触摸组件23使得光学指纹识别芯片能够快速响应手指的触控操作，从而提高光学指纹识别芯片的灵敏度。

参考图3，在一些实施例中，触摸组件23为U型，其包括三个触摸件，三个触摸件依次首尾连接。触摸组件23部分包围指纹识别晶元21。

参考图4，在一些实施例中，触摸组件23为腰型环，其包括四个触摸件，四个触摸件依次首尾连接。触摸组件23完全包围指纹识别晶元21。

在一些优选的实施例中，封装胶300覆盖触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21。

参考图1和图5，在本实施例中，指纹识别晶元21为矩形，指纹识别晶元21设置于基板200的中间位置。两个发光件22沿指纹识别晶元21的长度方向设置，一个发光件22与指纹识别晶元21的一个短边相距d1设置，另一个发光件22与指纹识别晶元21的另一个短边相距d1设置。触摸组件23包括两个触摸件，触摸件为带状。两个触摸件沿指纹识别晶元21的长度方向延伸铺设于两个发光件22之间，且分别设置于指纹识别晶元21的两侧。

封装胶300完全覆盖触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21，使得入射光或反射光均在相同的介质内传播，避免光折射导致的光能损伤。

参考图8，在一些优选的实施例中，基板200厚度大于等于0.1mm。

在本实施例中，基板200的厚度为0.1mm，有助于降低光学指纹识别芯片的厚度，光学指纹识别芯片的厚度可以为1mm。当光学指纹识别芯片安装于手机中框600的侧边时，中框600的侧边设有安装孔64，安装孔64的深度与光学指纹识别芯片的厚度相当。不同类型手机的中框600，其对应不同的安装孔64深度，通过调整基板200的厚度，进而使得该光学指纹识别芯片嵌于不同的安装孔64，进而适应于多种类型的手机。

在一些优选的实施例中，指纹识别晶元21厚度小于等于0.2mm。

参考图8，指纹识别晶元21的厚度为0.1mm，有助于降低光学指纹识别芯片的厚度，光学指纹识别芯片的厚度可以为1mm。当光学指纹识别芯片安装于手机中框600的侧边时，中框600的侧边设有安装孔64，安装孔64的深度与光学指纹识别芯片的厚度相当。不同类型手机的中框600，其对应不同的安装孔64深度，通过调整指纹识别晶元21的厚度，进而使得该光学指纹识别芯片嵌于不同的安装孔64，进而适应于多种类型的手机。

在一些优选的实施例中，透光盖板100的厚度大于等于0.1mm。

参考图8，透光盖板100的厚度为0.1mm，有助于降低光学指纹识别芯片的厚度，光学指纹识别芯片的厚度可以为1mm。当光学指纹识别芯片安装于手机中框600的侧边时，中框600的侧边设有安装孔64，安装孔64的深度与光学指纹识别芯片的厚度相当。不同类型手机的中框600，其对应不同的安装孔64深度，通过调整透光盖板100的厚度，进而使得该光学指纹识别芯片嵌于不同的安装孔64，进而适应于多种类型的手机。

在一些优选的实施例中，光学指纹识别芯片的截面可以为圆形、椭圆形、矩形或者腰形等。光学指纹识别芯片的形状和安装孔64的形状相匹配，使得光学指纹识别芯片能够嵌入安装孔64内。需要说明的是，此处“截面”是指平行于基板200或透光盖板100的截面。

在一些优选的实施例中，光学指纹识别芯片采用EMC封装，采用热固性环氧树脂的塑封料。热固性的环氧树脂材料本身有非常好的耐光和耐热性，保证了在同样的封装条件和功率下具有更长的寿命。

一种电子设备，其包括柔性电路板400和上述的光学指纹识别芯片。

在本实施例中，光学指纹识别芯片设置于柔性电路板(FPC)400上，且光学指纹识别芯片与柔性电路板400电连接。

参考图7，具体地，光学指纹识别芯片包括依次设置的透光盖板100、封装胶300及基板200。在基板200靠近透光盖板100的表面上设置触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21。封装胶300设置于透光盖板100与基板200之间，且连接透光盖板100与基板200，实现光学指纹识别芯片的封装。柔性电路板400设置于基板200，且柔性电路板400与基板200电连接。

柔性电路板400将光学指纹识别芯片与电子设备的控制系统电连接，柔性电路板400可以提供电能于光学指纹识别芯片，柔性电路板400也可以传递信号于光学指纹识别芯片、电子设备的控制系统。

在一些优选的实施例中，电子设备还包括补强板500，补强板500设置于柔性电路板400。

在本实施例中，光学指纹识别芯片、柔性电路板400及补强板500依次设置。光学指纹识别芯片设置于柔性电路板400的上表面，补强板500设置于柔性电路板400的下表面。

参考图7，具体地，光学指纹识别芯片包括依次设置的透光盖板100、封装胶300及基板200。在基板200靠近透光盖板100的表面上设置触摸组件23、发光件22及指纹识别晶元21，封装胶300设置于透光盖板100与基板200之间，且连接透光盖板100与基板200，实现光学指纹识别芯片的封装。柔性电路板400的上表面设置于基板200，且柔性电路板400与基板200电连接。补强板500设置于柔性电路板400的下表面。

补强板500为0.1mm左右的超薄钢片，厚度薄，强度高。本实施例在保证电子设备整体厚度小的前提下，提高了光学指纹识别芯片的强度，有助于保证电子设备的良率和使用寿命。

在一些优选的实施例中，电子设备还包括中框600，中框600的侧边设有安装孔64，光学指纹识别芯片嵌入安装孔64。

参考图8，在本实施例中，电子设备为手机。手机的中框600包括相背设置的第一表面和第二表面，第一表面依次设有第一凹槽61、第二凹槽62及第三凹槽63。第一凹槽61用于安装主板，第二凹槽62用于安装电池，第三凹槽63用于安装小板、音响元件等。在第二表面设有第四凹槽(遮挡，未示出)，第四凹槽用于安装显示屏。在中框600的侧边设有安装孔64，光学指纹识别模块嵌入该安装孔64内。

在相关技术中：光学指纹识别模块设置于第四凹槽且位于显示屏下方，本实施例与相关技术相比较，本实施例有利于降低电子设备的整体厚度。

在一些实施例中，光学指纹识别模块也可以设置在电子设备的第一表面。

在一些实施例中，光学指纹识别模块设置于中框600的侧边，该光学指纹识别模块与位于中框600侧边的电源键一体设计。

上各实施例仅说明申请的技术方案而非对其限制，尽管参照各实施例对本申请进行详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种光学指纹识别芯片，其特征在于，包括：

透光盖板；

基板，所述基板靠近所述透光盖板的表面设置触摸组件、发光件及指纹识别晶元，所述触摸组件用于响应位于所述透光盖板的手指的触控操作生成触发信号；所述发光件用于响应所述触发信号以向所述透光盖板方向发射光线；所述指纹识别晶元用于接收位于所述透光盖板的手指反射的光线，以进行指纹检测；

封装胶，所述封装胶设置于所述透光盖板与所述基板之间，用于连接所述透光盖板与所述基板。

2.根据权利要求1所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述发光件与所述指纹识别晶元相隔0.5mm～5mm设置。

3.根据权利要求2所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述光学指纹识别芯片设有至少两个所述发光件，所述指纹识别晶元位于相邻两所述发光件之间。

4.根据权利要求1所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述封装胶覆盖所述触摸组件、所述发光件及所述指纹识别晶元。

5.根据权利要求4所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述封装胶的透明度大于等于90％。

6.根据权利要求1所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述触摸组件沿所述指纹识别晶元的长度方向布置。

7.根据权利要求6所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述触摸组件包围所述指纹识别晶元。

8.根据权利要求6所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述触摸组件部分包围所述指纹识别晶元。

9.根据权利要求6所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述触摸组件包括两个触摸件，两个所述触摸件分别设置于所述指纹识别晶元的两侧。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述基板厚度大于等于0.1mm。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述指纹识别晶元厚度小于等于0.2mm。

12.根据权利要求1～9中任一项所述的光学指纹识别芯片，其特征在于，所述透光盖板的厚度大于等于0.1mm。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：根据权利要求1～12中任一项所述的光学指纹识别芯片。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，还包括中框，所述光学指纹识别芯片设置于所述中框的侧边。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述中框的侧边设有安装孔，所述光学指纹识别芯片嵌入所述安装孔内。

16.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括柔性电路板，所述柔性电路板设置于所述基板，所述柔性电路板与所述基板电连接。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括补强板，所述补强板与所述柔性电路板贴合设置。

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