CN207851849U - 一种电容式指纹感应装置 - Google Patents

Abstract

一种电容式指纹感应装置，包括基板和驱动芯片，驱动芯片通过各向异性导电胶绑定在基板的第一面，基板的第一面设有指纹感应区，指纹感应区设有指纹感应电路，所述基板为一聚酰亚胺膜。这种电容式指纹感应装置，当其应用到曲面部件上时，至少其指纹感应区可配合曲面部件的弧度来弯曲，不会破坏曲面部件的整体外形。

Description

一种电容式指纹感应装置

技术领域

本实用新型涉及一种指纹感应装置，尤其是一种电容式指纹感应装置。

背景技术

电容式指纹感应装置的主要功能来源于其指纹感应区的指纹感应电路，指纹感应电路一般设有多个分别沿第一方向、第二方向延伸并相互交叉形成矩阵的细小第一电极和第二电极，当手指按压在指纹感应区之上时，指纹的凹凸对第一、二电极间的互电容具有影响，由此可通过检测各个第一、二电极间的互电容来实现指纹的感应和成像。

然而，在当前的指纹感应装置中，指纹感应电路一般直接设置在硬质的芯片上(芯片还设有指纹驱动电路)而无法弯曲。当其应用到曲面部件(如弧形的手机侧边或是圆形的门把手)上时，不得不需要在曲面部件上刻意做出一定的平直区域来进行指纹感应装置的设置，因而会破坏曲面部件的整体外形。

发明内容

本实用新型的目的为提供一种电容式指纹感应装置，当其应用到曲面部件上时，至少其指纹感应区可配合曲面部件的弧度来弯曲，不会破坏曲面部件的整体外形。所采用的技术方案如下：

一种电容式指纹感应装置，包括基板和驱动芯片，驱动芯片通过各向异性导电胶绑定在基板的第一面，基板的第一面设有指纹感应区，指纹感应区设有指纹感应电路，其包括多个沿第一方向延伸的第一电极和多个沿第二方向延伸的第二电极，第一电极与第二电极之间夹设有绝缘层，第一电极、第二电极相互交叉构成电容式的指纹感应阵列，第一电极通过第一引线连接到第一焊盘，第二电极通过第二引线连接到第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘均通过各向异性导电胶内的导电物与驱动芯片底部的焊脚相连接，其特征为：所述基板为一聚酰亚胺膜。

具体来说，所述基板可以为各种聚酰亚胺膜，如黄色的聚酰亚胺膜或是无色的聚酰亚胺膜；优选地，所述基板为厚度20〜100μm的聚酰亚胺膜，由此可保证基板的机械强度和可弯曲性。在制作上述指纹感应装置时，可以先把聚酰亚胺膜粘附在平直的母板(如玻璃基板)上，或采用聚酰胺酸溶液涂布在母板上并固化形成聚酰亚胺膜，再在其上制作所需的指纹感应电路，最后将聚酰亚胺膜从母板上撕离下来而形成上述指纹感应装置。由于作为基板的聚酰亚胺膜一般柔性可弯曲，当上述指纹感应装置应用在一定的曲面部件上时，至少其指纹感应区可配合曲面部件的曲面要求(假设仅要求为可展曲面)进行弯曲，不会破坏曲面部件的外形。除此之外，聚酰亚胺膜具有良好的耐高温特性和抗酸碱、有机溶剂特性，使得容易通过真空镀膜、光刻等方法在聚酰亚胺膜上制作出高精细的指纹感应电路。

在上述指纹感应电路中，第一、二电极一般相互垂直，使得指纹感应阵列的形状为四方形，第一、二电极的宽度一般为5〜40μm，第一、二电极可设计为直条状或基于直条状的变形(如边缘为锯齿的直条状)，同方向电极间留有5〜40μm的间隙，使得第一、二电极之间存在可变互电容，该可变互电容在手指纹凸部接近时减少(相比手指纹凹部接近时减少得更多)，由此可通过第一、二电极间的互电容变化导致的信号传递变化来检测指纹凸部的存在，并通过全矩阵的检测来实现指纹的成像。

第一、二电极分别通过第一、二引线与第一、二焊盘连接，而上述焊盘则通过各向异性导电胶内的导电物连接到驱动芯片底部的焊脚上。在本实用新型的一优选方案中，所述第一电极、第二电极、第一引线和第二引线由设置在聚酰亚胺膜上的金属薄膜图形化而成。上述第一电极、第二电极、第一引线和第二引线由设置在聚酰亚胺膜上的金属薄膜图形化而成，具体来说，其可由铝、铬、铜、银、金等金属或合金的单层膜或多层膜图形化而成，金属薄膜一般具有电阻率低、延展性好的优点，在指纹感应区配合曲面部件进行弯曲时，其良好的延展性可以使得指纹感应电路也依照基板的弯曲而弯曲且不容易出现断路的故障。除此之外，第一、二焊盘也可同由所述金属薄膜图形化而成。在本实用新型进一步的优选方案中，所述金属薄膜包括第一金属薄膜和第二金属薄膜，所述第一电极由第一金属薄膜图形化而成，所述第二电极由第二金属薄膜图形化而成，其中，所述绝缘层夹设在第一金属薄膜与第二金属薄膜之间，所述第一、二引线和第一、二焊盘可采用第一金属薄膜或第二金属薄膜图形化而成，或者还可利用第一金属薄膜和第二金属薄膜进行跳线。

进一步优选地，所述第一金属薄膜和第二金属薄膜均为通过真空沉积技术沉积，尤其是磁控溅射沉积而成的金属薄膜，由此其膜厚容易控制在1000nm以内，更加容易进一步形成高精度的电极图形(膜厚太高难以形成高精度的图形)，更进一步优选地，所述第一金属薄膜和第二金属薄膜均为“钼铌-铝钕-钼铌”的三层合金薄膜，“钼铌-铝钕-钼铌” 三层合金薄膜不仅电阻小，还容易进一步通过蚀刻的方式形成高精度的电极图形。为了保证图形精度，优选地，所述述第一电极和第二电极均采用光刻技术制作而成。优选地，所述绝缘层为一光敏树脂涂层，光敏树脂涂层容易通过黄光技术(主要包括涂布、曝光、显影三个工艺步骤)形成图形，且厚度容易控制在0.5—5μm之间，与第一、二电极之间5〜40μm的间隙搭配，有利于提高指纹感应信号。

所述驱动芯片一般设置在非指纹感应区(如周边区)，所述驱动芯片为可驱动指纹感应矩阵的驱动芯片，如可对各个第一电极依次发射电信号，对第二电极进行对应电信号检测的芯片。所述各向异性导电胶(ACF)一般为包含导电物(如微米级导电金球)的胶膜，驱动芯片通过各向异性导电胶绑定在基板的第一面上，具体可通过电子行业常用的ACF绑定工艺使驱动芯片粘牢在聚酰亚胺基板的第一面(基板预先设置有绑定区，第一、二焊盘设置在绑定区)，并通过其导电物形成指纹感应电路到驱动芯片的电连接，上述绑定工艺可在聚酰亚胺膜撕离母板之前进行，以便于利用母板进行支撑，或是在聚酰亚胺膜撕离母板后进行，但其操作过程一般需要另外的支撑。

为了使指纹感应区保持符合曲面部件的弧度，在本实用新型的一优选方案中，所述指纹感应装置还包括支撑部，所述支撑部包括具有可展弯曲几何特性的第一曲面(如柱面或锥面)，至少所述基板的指纹感应区粘紧在第一曲面上。进一步优选地，所述指纹感应装置还包括保护片，所述保护片为一曲面绝缘片，其至少粘紧在所述指纹感应区上，由此，保护片可以使指纹感应装置更加耐用。更进一步优选地，所述保护片为一厚度100—200μm的超薄曲面玻璃片，厚度100—200μm的超薄曲面玻璃片不仅表面硬度高，容易弯曲成形，其较低的厚度还不会对指纹信号造成过大的影响。

相比于现有的技术方案，在本实用新型所提供的指纹感应装置中，由于采用了聚酰亚胺膜作为基板而使得指纹感应区可弯曲，因而当其应用到曲面部件上时，可配合曲面部件的弧度进行弯曲而不需要在曲面部件上刻意做出一定的平直区域来进行设置，不会破坏曲面部件的外形。

以下通过具体实施例来对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

附图说明

图1为实施例一的指纹感应装置的外形示意图；

图2为实施例一的指纹感应装置的部件组成示意图；

图3为实施例一的指纹感应装置的主体部示意图；

图4为实施例一的指纹感应装置的指纹感应电路(主体部)的平面示意图；

图5为实施例一的指纹感应装置的指纹感应电路的剖面示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1、2、3所示，电容式指纹感应装置100，包括支撑部10、主体部20和保护片30。硬质塑料制作而成的支撑部10具有作为第一曲面的柱面11，主体部20包括作为基板的厚度为50μm的聚酰亚胺膜21，聚酰亚胺膜21的第一面包括指纹感应区211和绑定区212。指纹感应区211通过胶层(无画出)粘紧柱面11上而具有由柱面11所确定的弧度，除此之外，基板21还绕过支撑部10以使其绑定区212隐藏在支撑部10的背面。保护片30为厚度200μm的超薄曲面玻璃片，其通过胶层(无画出)粘紧在指纹感应区211上以构成对指纹感应区211的保护。

如图4、5所示，指纹感应区211设有指纹感应电路22，指纹感应电路22包括多个沿X方向延伸的第一电极221和多个沿Y方向延伸的第二电极222，第一、二电极221、222的宽度为10μm，同方向电极间的间隙也为10μm，第一电极221与第二电极222之间夹设有1μm厚的光敏树脂绝缘层223，第一电极221、第二电极222相互交叉构成电容式的指纹感应阵列，第一电极221通过第一引线223连接到第一焊盘224，第二电极222通过第二引线225连接到第二焊盘226，除此之外，还包括用于连接外界的外接部227及其第三焊盘228，第一、二、三焊盘224、226、228处于绑定区212内，指纹感应装置100的驱动芯片40通过各向异性导电胶(无画出)绑定在绑定区212上，其底部的焊脚(无画出)通过各向异性导电胶内的导电金球与第一、二、三焊盘224、226、228连接。上述第一电极221、第一引线223、第一焊盘224以及外接部227由第一金属膜图形化而成，第二电极222、第二引线225以及第二焊盘226由第二金属膜图形化而成，第一、二金属膜均为100nm厚度的“钼铌-铝钕-钼铌”的三层合金薄膜，其通过磁控溅射的方法在聚酰亚胺膜21上沉积而成，其图形化采用包括涂光刻胶、曝光、显影、蚀刻、褪膜等工艺步骤的光刻工艺。

在制作主体部20时，可先把聚酰亚胺膜21粘附在平直的玻璃基板上(也可采用聚酰胺酸溶液涂布在玻璃基板上并固化形成聚酰亚胺膜21)，再在其上制作指纹感应电路22并绑定驱动芯片40，最后将聚酰亚胺膜21从玻璃基板上撕离下来并贴附在支撑部10上，再贴附上保护片30而形成上述指纹感应装置100。其中，指纹感应电路22的制作步骤为：

(1)、在聚酰亚胺膜21上沉积第一金属膜；

(2)、图形化第一金属膜，形成第一电极221、第一引线223、第一焊盘224以及外接部227；

(3)、进一步涂布绝缘层223并通过显影方式使其图形化；

(4)、进一步在聚酰亚胺膜21上沉积第二金属膜；

(5)、图形化第二金属膜，形成第二电极222、第二引线225以及第二焊盘226。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电容式指纹感应装置，包括基板和驱动芯片，驱动芯片通过各向异性导电胶绑定在基板的第一面，基板的第一面设有指纹感应区，指纹感应区设有指纹感应电路，其包括多个沿第一方向延伸的第一电极和多个沿第二方向延伸的第二电极，第一电极与第二电极之间夹设有绝缘层，第一电极、第二电极相互交叉构成电容式的指纹感应阵列，第一电极通过第一引线连接到第一焊盘，第二电极通过第二引线连接到第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘均通过各向异性导电胶内的导电物与驱动芯片底部的焊脚相连接，其特征为：所述基板为一聚酰亚胺膜。

2.如权利要求1所述的指纹感应装置，其特征为：所述基板为厚度20〜100μm的聚酰亚胺膜。

3.如权利要求1所述的指纹感应装置，其特征为：所述第一电极、第二电极、第一引线和第二引线由设置在聚酰亚胺膜上的金属薄膜图形化而成。

4.如权利要求3所述的指纹感应装置，其特征为：所述金属薄膜包括第一金属薄膜和第二金属薄膜，所述第一电极由第一金属薄膜图形化而成，所述第二电极由第二金属薄膜图形化而成。

5.如权利要求4所述的指纹感应装置，其特征为：所述第一金属薄膜和第二金属薄膜为通过真空沉积技术沉积而成的金属薄膜。

6.如权利要求5所述的指纹感应装置，其特征为：所述第一金属薄膜和第二金属薄膜均为“钼铌-铝钕-钼铌”的三层合金薄膜。

7.如权利要求1所述的指纹感应装置，其特征为：所述绝缘层为一光敏树脂涂层。

8.如权利要求1所述的指纹感应装置，其特征为：所述指纹感应装置还包括支撑部，所述支撑部包括具有可展弯曲几何特性的第一曲面，至少所述基板的指纹感应区粘紧在第一曲面上。

9.如权利要求8所述的指纹感应装置，其特征为：所述指纹感应装置还包括保护片，所述保护片为一曲面绝缘片，其至少粘紧在所述指纹感应区上。

10.如权利要求9所述的指纹感应装置，其特征为：所述保护片为厚度100—200μm的超薄曲面玻璃片。