CN205644554U - 指纹检测识别装置和具有其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种指纹检测识别装置和具有其的电子设备，其中，指纹检测识别装置包括：电路板；指纹芯片，指纹芯片设在电路板的上方，且指纹芯片上设有多个通孔，指纹芯片的电信号引脚穿过通孔与电路板的上表面电连接以检测、识别用户指纹；介电盖板，介电盖板设在指纹芯片的上方且与指纹芯片的上表面相连。根据本实用新型的指纹检测识别装置，既可以保证指纹检测识别装置的表面的平整性，又可以解决相关技术中涂层硬度低、不耐刮擦的问题，提高指纹检测识别装置的使用寿命。再者，该指纹检测识别装置将指纹芯片的电信号引脚通过通孔穿过指纹芯片进行封装，制造流程简单，工艺门槛低，组装良率高，成本低。

Description

指纹检测识别装置和具有其的电子设备

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，更具体地，涉及一种指纹检测识别装置和具有其的电子设备。

背景技术

随着人们对信息安全的要求越来越高，传统的数字密码或九宫格密码已不能满足人们对信息安全的要求。生物识别广泛应用于新一代的电子设备，而指纹具有的稳定性和唯一性使得指纹检测识别装置的应用非常广泛。

指纹芯片的封装形式包括塑封加涂层的方式和晶圆级trench(刻蚀凹槽)封装加盖板的方式。其中，采用晶圆级trench封装加盖板的方式对指纹芯片进行封装时，需要通过打线将电信号连接至电路板上，在模组组装时需要固晶打线，工艺门槛高，组装流程复杂，良率低，成本高。而采用指纹芯片表面塑封加涂层的方法制成的指纹检测识别装置，应用于手机设备上，由于使用频率较高，经过多次按压之后，涂层材料容易出现磨损现象，容易损坏，使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种指纹检测识别装置，该指纹检测识别装置的结构简单，制造容易，成本低，指纹检测识别效果好，使用可靠性高。

本实用新型还提出一种具有上述指纹检测识别装置的电子设备。

根据本实用新型第一方面的指纹检测识别装置，包括：电路板；指纹芯片，所述指纹芯片设在所述电路板的上方，且所述指纹芯片上设有多个通孔，所述指纹芯片的电信号引脚穿过所述通孔与所述电路板的上表面电连接以检测、识别用户指纹；介电盖板，所述介电盖板设在所述指纹芯片的上方且与所述指纹芯片的上表面相连。

根据本实用新型的指纹检测识别装置，通过在指纹芯片的上方设置介电盖板，替代了相关技术中指纹芯片的表面上的涂层，既可以保证指纹检测识别装置的表面的平整性，消除了相关技术中因涂层不均匀而引起的脊线和谷线的数据误差，可以明显提高指纹脊线和谷线数据的可靠性，进而提升指纹检测识别装置的使用体验及安全性，又可以解决相关技术中涂层硬度低、不耐刮擦的问题。同时，该指纹检测识别装置的介电盖板的外观效果优于涂层。因此，通过在指纹芯片的上方设置介电盖板，能够对指纹芯片进行有效保护，介电盖板的硬度高，耐刮擦，可以提高指纹检测识别装置的使用寿命。

再者，与相关技术中的晶圆级trench封装结构相比，该指纹检测识别装置将指纹芯片的电信号引脚通过通孔穿过指纹芯片进行封装，使得指纹芯片可以直接与电路板进行电连接，不用固晶和打线，制造流程简单，工艺门槛低，组装良率高，成本低。

另外，根据本实用新型的指纹检测识别装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述介电盖板为高硬度耐磨材料件。

根据本实用新型的一个实施例，所述介电盖板为非导电材料板。

根据本实用新型的一个实施例，所述介电盖板为蓝宝石、玻璃或者陶瓷。

根据本实用新型的一个实施例，所述电路板上设有所述指纹芯片的外围电路、元器件。

根据本实用新型的一个实施例，所述电路板为硬性电路板或柔性电路板。

根据本实用新型的一个实施例，所述电路板与所述指纹芯片通过焊锡或导电胶连接。

根据本实用新型的一个实施例，还包括油墨层，所述油墨层设在所述指纹芯片与所述介电盖板之间。

根据本实用新型第二方面的电子设备，包括根据上述实施例所述的指纹检测识别装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的指纹检测识别装置的结构示意图；

图2是图1中所示的指纹检测识别装置的局部放大图；

图3是根据本实用新型又一个实施例的指纹检测识别装置的结构示意图。

附图标记：

100：指纹检测识别装置；

10：电路板；20：指纹芯片；201：第一粘结层；202：第二粘结层；30：介电盖板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图1至图3具体描述根据本实用新型第一方面实施例的指纹检测识别装置100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的指纹检测识别装置100包括电路板10、指纹芯片20和介电盖板30。具体而言，指纹芯片20设在电路板10的上方，且指纹芯片20上设有多个通孔，指纹芯片20的电信号引脚穿过通孔与电路板10的上表面电连接以检测、识别用户指纹，介电盖板30设在指纹芯片20的上方且与指纹芯片20的上表面相连。

换言之，该指纹检测识别装置100主要由电路板10、指纹芯片20和介电盖板30组成。其中，电路板10、指纹芯片20和介电盖板30分别形成沿水平方向(如图1所示的左右方向)延伸的板体，介电盖板30、指纹芯片20和电路板10分别在上下方向上布置。具体地，介电盖板30和电路板10分别设在指纹芯片20的上方和下方，并且，介电盖板30的下表面与指纹芯片20的上表面相连，电路板10的上表面与指纹芯片20的下表面电连接。

其中，介电盖板30的上表面可以作为指纹检测识别装置100的上表面，人手可以直接通过触摸介电盖板30的上表面实现对指纹检测识别装置100的触控操作。而介电盖板30的形状和大小可以根据指纹检测识别装置100的具体需求来确定，介电盖板30的颜色可以通过自身材质的颜色进行调整。

指纹芯片20的检测面板是由阵列排布的电极分布而成，组成二维矩阵并作为指纹检测时的一个极板。当手指进行指纹检测时，由于手指的电特性，会形成一个与感应芯片相对的极板，这样手指与感测芯片之间就形成一个电场。指纹的脊线与感应芯片的距离较近，对应的极板间距离小，形成的电容值较大，而谷线则相反。所以指纹的表面特征与手指和感应芯片形成的感应电容值大小一一对应，通过对电压的判断，可检测出指纹上的脊和谷的数据。由上述检测原理可知，指纹检测识别装置100的上表面的平整度对指纹脊线和谷线的信息影响非常大，如果指纹检测识别装置100的表面不平，将会给指纹检测得到的数据带来很明显的噪声。

而相关技术中的指纹检测识别装置一般采用晶圆级trench封装加盖板的结构，该封装工艺难度很大，成本比较高，行业内极少封装工厂能够实现，而且制造而成的指纹检测识别装置的组装工艺比较复杂，难度较大，良率较低。另外，相关技术中的采用塑封加涂层结构的指纹检测识别装置，由于涂层喷涂时容易出现不均匀的现象，使得指纹检测识别装置的表面不平整，这样直接会导致指纹芯片检测到的手指的脊线和谷线的数据出现误差，该指纹检测识别装置经过多次按压之后，指纹检测识别装置的涂层材料容易出现被磨损现象，造成该指纹检测识别装置的使用寿命下降的问题。

进一步地，指纹芯片20上设有多个通孔，指纹芯片20的电信号引脚通过通孔穿过指纹芯片20。换言之，该指纹芯片20可以采用穿透硅通孔技术(TSV)进行封装。首先，在指纹芯片20上进行硅片打孔，然后将指纹芯片20的电信号引脚通过硅片的通孔，从指纹芯片20正面引到背面并形成焊盘或管脚，这种封装方式可以大大地减小该纹检测识别装置100的体积，有利于实现指纹检测识别装置100的小型化。

与相关技术中的晶圆级trench结构的指纹检测识别装置相比，该指纹检测识别装置100将指纹芯片20的电信号引脚通过通孔穿过指纹芯片20进行封装，不用固晶和打线，仅需SMT贴片或导电胶压合，制造流程简单，工艺门槛低，组装良率高，成本低。

由此，根据本实用新型实施例的指纹检测识别装置100，通过在指纹芯片20的上方设置介电盖板30，替代了相关技术中指纹芯片20的表面上的涂层，既可以保证指纹检测识别装置100的表面的平整性，消除了相关技术中因涂层不均匀而引起的脊线和谷线的数据误差，可以明显提高指纹脊线和谷线数据的可靠性，进而提升指纹检测识别装置100的使用体验及安全性，又可以解决相关技术中涂层硬度低、不耐刮擦的问题。同时，该指纹检测识别装置100的介电盖板30的外观效果优于涂层。因此，通过在指纹芯片20的上方设置介电盖板30，能够对指纹芯片20进行有效保护，介电盖板30的硬度高，耐刮擦，可以提高指纹检测识别装置100的使用寿命。

再者，与相关技术中的晶圆级trench结构相比，该指纹检测识别装置100将指纹芯片20的电信号引脚通过通孔穿过指纹芯片20进行封装，使得指纹芯片20可以直接与电路板10进行电连接，不用固晶和打线，制造流程简单，工艺门槛低，组装良率高，成本低。

进一步地，电路板10上设有指纹芯片20的外围电路、元器件。也就是说，该电路板10的上表面的面积大于指纹芯片20的下表面的面积，指纹芯片20以及其他元器件等可以根据设计需要同时安装在电路板10的上表面或者下表面上，即其他元器件的安装位置可以根据设计需要进行调整，从而实现该指纹检测识别装置100的功能性结构需求。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，介电盖板30为高硬度耐磨材料件。即该介电盖板30可以由硬度较高、耐磨性较好的材料制造而成。与相关技术中的指纹检测识别装置相比，由上述特性的材料制造而成的介电盖板30，可以保证指纹检测识别装置100的表面非常平整性，明显提高指纹脊线和谷线数据的可靠性，进而提升指纹检测识别的使用体验及安全性。

可选地，介电盖板30为非导电材料板。例如，介电盖板30为蓝宝石、玻璃或者陶瓷等。也就是说，介电盖板30可以由蓝宝石、玻璃或陶瓷等材料制造而成，耐磨性非常强，使得指纹检测识别装置100不易出现磨损，可以很大程度地延长指纹检测识别装置100的使用寿命。并且，该材料的介电盖板30可以保证指纹检测识别装置100的表面非常平整性，提高指纹脊线和谷线数据的可靠性，进而提升指纹检测识别的使用体验及安全性。

如图3所示，在本实施例中，该指纹芯片20可以采用两级晶圆级工艺进行加工，然后将指纹芯片20的电信号引脚通过硅片的通孔进行封装，这样有利于提高指纹芯片20的物理强度，通过采用增加晶圆厚度的方式，并采用先刻蚀再穿孔的两级晶圆级工艺进行加工，可以降低TSV封装的成本。

其中，根据本实用新型的一个实施例，电路板10为硬性电路板或柔性电路板。也就是说，指纹芯片20的封装体可以根据指纹检测识别装置100的设计需要等固定在柔性电路板或硬性电路板上，并且与电路板10进行电信号连接。可选地，电路板10与指纹芯片20通过焊锡或导电胶连接。该电路板10与指纹芯片20的连接结构简单，工艺流程操作方便，既可以保证二者的电连接的可靠性，从而保证该指纹检测识别装置100的使用可靠性，又可以保证该指纹检测识别装置100的各部件的结构连接可靠性。

由此，根据本实用新型实施例的指纹检测识别装置100，通过将指纹芯片20的电信号引脚通过硅片的通孔进行封装，使得指纹芯片20可以直接通过焊锡或者导电胶与电路板10进行电连接，制造流程简单，组装良率高。

参照图1，本实用新型实施例的指纹检测识别装置100主要由电路板10、指纹芯片20和介电盖板30组成。其中，指纹芯片20上设有多个通孔，然后将指纹芯片20的电信号引脚通过硅片的通孔，从指纹芯片20正面引到背面并形成焊盘或管脚，使得指纹芯片20可以直接通过涂覆第一粘结层201(例如焊锡或者导电胶)与电路板10进行电连接；介电盖板30由高硬度、非导电性材料制造而成，例如，蓝宝石、玻璃或者陶瓷等材料，指纹芯片20的上表面与介电盖板30的下表面之间涂覆有一层第二粘结层202，从而实现指纹芯片20与介电盖板30连接的目的。其中，指纹检测识别装置100的电路板10可以是柔性电路板或硬性电路板，指纹芯片20所需的外围电路以及元器件可放置于电路板10，指纹芯片20与电子设备的连接也是通过电路板10实现。

在本实用新型的一些具体实施方式中，指纹检测识别装置100还包括油墨层(未示出)，油墨层设在指纹芯片20与介电盖板30之间。也就是说，该指纹检测识别装置100主要由电路板10、指纹芯片20、介电盖板30和油墨层组成，其中，介电盖板30可以通过位于其下方的油墨层的颜色进行调整，再者，油墨层放置在介电盖板30与指纹芯片20之间，可以调整指纹检测识别装置100的颜色或者通过油墨层形成图形或图案，从而提高该指纹检测识别装置100的美观性，不容易脱落，连接可靠性高，同时起到标示的作用。

本实用新型实施例的指纹检测识别装置100应用范围非常广泛，例如，该指纹检测识别装置100可以应用在汽车门锁、家庭门锁、银行支付等领域。当然，本实用新型并不限于此，该指纹检测识别装置100还可以应用在手机、笔记本电脑、平板电脑、液晶电视、各种音频视频播放器等电子设备中。

根据本实用新型第二方面实施例的电子设备(例如手机、电脑等)，包括根据上述实施例的指纹检测识别装置100。其中，指纹检测识别装置100通过电路板10与电子设备的主控板等实现电连接。由于根据本实用新型实施例的指纹检测识别装置100具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的电子设备也具有上述技术效果，即该电子设备的结构简单，指纹检测识别效果好，制造工艺简单，使用体验以及安全性高，成本低，使用寿命长。

根据本实用新型实施例的电子设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种指纹检测识别装置，其特征在于，包括：

电路板；

指纹芯片，所述指纹芯片设在所述电路板的上方，且所述指纹芯片上设有多个通孔，所述指纹芯片的电信号引脚穿过所述通孔与所述电路板的上表面电连接以检测、识别用户指纹；

介电盖板，所述介电盖板设在所述指纹芯片的上方且与所述指纹芯片的上表面相连。

2.根据权利要求1所述的指纹检测识别装置，其特征在于，所述介电盖板为高硬度耐磨材料件。

3.根据权利要求1所述的指纹检测识别装置，其特征在于，所述介电盖板为非导电材料板。

4.根据权利要求2或3所述的指纹检测识别装置，其特征在于，所述介电盖板为蓝宝石、玻璃或者陶瓷。

5.根据权利要求1所述的指纹检测识别装置，其特征在于，所述电路板上设有所述指纹芯片的外围电路、元器件。

6.根据权利要求1所述的指纹检测识别装置，其特征在于，所述电路板为硬性电路板或柔性电路板。

7.根据权利要求1所述的指纹检测识别装置，其特征在于，所述电路板与所述指纹芯片通过焊锡或导电胶连接。

8.根据权利要求1所述的指纹检测识别装置，其特征在于，还包括油墨层，所述油墨层设在所述指纹芯片与所述介电盖板之间。

9.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的指纹检测识别装置。