CN214848629U - 具有血压测量与指纹识别功能的封装结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有血压测量与指纹识别功能的封装结构和电子设备，其涉及指纹识别技术领域，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构包括：基板，所述基板具有第一表面；设置在所述基板的第一表面上的指纹识别模块和压力传感器模块；柔性材料，其包覆住所述压力传感器模块背离所述第一表面的一侧和所述压力传感器模块的周向；塑封材料，其设置在所述基板的第一表面上，其包封除去柔性材料的其它区域。本申请能够以单一封装实现在识别指纹进行解锁的同时准确的测量出手指上的血压。

Description

具有血压测量与指纹识别功能的封装结构和电子设备

技术领域

本实用新型涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种具有血压测量与指纹识别功能的封装结构和电子设备。

背景技术

指纹识别是根据人体指纹的纹路和细节特征完成身份鉴定，因其唯一性、稳定性，已经被广泛地用于各种各样的电子设备中。而血压是人体健康检测的重要指标，因其高低会对健康产生重要的影响，因此人们越来越对自己的血压进行时刻的关注，血压的检测也已经被广泛运用至各个电子设备中。

在现有技术中已经有将指纹识别模块和压力式血压测量模块组装在终端设备的外壳，与人体有直接接触，因此指纹识别模块和压力式血压测量模块已经集成在一个模块中。但是由于手指接触模块时，直接接触到的是模块封装指纹识别模块、压力式血压测量模块的塑封材料，当塑封材料再将手指上的压力传递给压力式血压测量模块时，手指上的压力会被塑封材料分散导致压力式血压测量模块感知得到的压力会出现偏差。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种具有血压测量与指纹识别功能的封装结构和电子设备，其能够以单一封装实现在识别指纹进行解锁的同时准确的测量出手指上的血压。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构包括：

基板，所述基板具有第一表面；

设置在所述基板的所述第一表面上的指纹识别模块和压力传感器模块；

柔性材料，其包覆住所述压力传感器模块背离所述第一表面的一侧和所述压力传感器模块的周向；

塑封材料，其设置在所述基板的所述第一表面上，其包封除去柔性材料的其它区域，所述塑封材料为硬质材料。

优选地，所述柔性材料包括柔性树脂。

优选地，所述指纹识别模块和所述压力传感器模块在水平方向上并列设置在所述第一表面。

优选地，所述压力传感器模块和所述指纹识别模块在垂直方向上堆叠设置，所述压力传感器模块设置在所述指纹识别模块与所述基板之间，所述柔性材料包覆住所述指纹识别模块背离所述第一表面的一侧、所述压力传感器模块的周向和所述指纹识别模块的周向。

优选地，所述柔性材料背离所述基板的一面与所述塑封材料背离所述基板的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

优选地，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括设置在所述基板的所述第一表面上的信号处理单元，所述信号处理单元用于对所述指纹识别模块和所述压力传感器模块收集的数据进行处理承压胶。

优选地，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括：设置在所述第一表面上的红外测温传感器；设置在所述红外测温传感器背离所述基板的一侧的第一透明玻璃，所述塑封材料包封所述红外测温传感器和所述第一透明玻璃的周向；

所述第一透明玻璃背离所述基板的一面与所述塑封材料背离所述基板的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

优选地，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括：设置在所述基板的所述第一表面上的光源发射单元；设置在所述光源发射单元背离所述基板的一侧的第二透明玻璃，所述塑封材料包封所述光源发射单元和所述第二透明玻璃的周向；

设置在所述基板的所述第一表面上的光源接收单元，其用于接收所述光源发射单元发射的光；设置在所述光源接收单元背离所述基板的一侧的第三透明玻璃，所述塑封材料包封所述光源接收单元和所述第三透明玻璃的周向；

所述第二透明玻璃背离所述基板的一面、所述第三透明玻璃背离所述基板的一面与所述塑封材料背离所述基板的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

优选地，所述光源接收单元在垂直方向上堆叠于设置在所述第一表面上的信号处理单元之上，其中所述封装结构为系统化封装。

一种电子设备，所述电子设备包括如上述任一所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请将指纹识别模块和压力传感器模块一起设置在基板上达到共同封装的目的，当用户手指触摸该封装结构时可以同时达到指纹识别和血压测量的目的。由硬质材料构成的塑封材料可以承受用户手指的压力，而用户手指触摸的柔性材料的部分大大减小了分散的作用力，可以将用户手指上的血管的扩张/收缩的压力差准确的传递至压力传感器模块，从而更为准确的反应出用户的血压。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中具有血压测量与指纹识别功能的封装结构在第一种实施方式中的俯视图；

图2为图1中截面A-A的剖视图；

图3为图1中截面B-B的剖视图；

图4为本实用新型实施例中具有血压测量与指纹识别功能的封装结构在第二种实施方式中的剖面图。

以上附图的附图标记：

1、基板；2、指纹识别模块；3、压力传感器模块；4、柔性材料；5、塑封材料；6、承压胶；7、红外测温传感器；8、第一透明玻璃；9、光源发射单元；10、第二透明玻璃；11、光源接收单元；12、第三透明玻璃；13、信号处理单元；14、元器件；15、辅助器件。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，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的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够以单一封装实现在识别指纹进行解锁的同时准确的测量出手指上的血压，在本申请中提出了一种具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，图1为本实用新型实施例中具有血压测量与指纹识别功能的封装结构在第一种实施方式中的俯视图,图2为图1中截面A-A的剖视图,图3为图1中截面B-B的剖视图,图4为本实用新型实施例中具有血压测量与指纹识别功能的封装结构在第二种实施方式中的剖面图,如图1至图4所示，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构可以包括：基板1，基板1具有第一表面；设置在基板1的第一表面上的指纹识别模块2和压力传感器模块3；柔性材料4，其包覆住压力传感器模块3背离第一表面的一侧和压力传感器模块3的周向；塑封材料5，其设置在基板1的第一表面上，其包封除去柔性材料4的其它区域，塑封材料5为硬质材料。

本申请将指纹识别模块2和压力传感器模块3一起设置在基板1上达到共同封装的目的，当用户手指触摸封装结构时可以同时达到指纹识别和血压测量的目的，更具体地，本申请将指纹识别模块2、压力传感器模块3封装在同一个系统化封装SIP(System in aPackage)结构中。由硬质材料构成的塑封材料5可以承受用户手指的压力，而用户手指触摸的柔性材料4的部分大大减小了分散的作用力，可以将用户手指上的血管的扩张/收缩的压力差准确的传递至压力传感器模块3，从而更为准确的反应出用户血压。

为了能够更好的了解本申请中的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，下面将对其做进一步解释和说明。如图1至图4所示，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构可以包括基板1、指纹识别模块2、压力传感器模块3、柔性材料4和塑封材料5。

如图1和图4所示，基板1具有第一表面和第二表面，第一表面和第二表面相背设置。作为可行的，基板1可以为PCB电路板，基板1上可以设置有导电线路。

如图1和图4所示，指纹识别模块2和压力传感器模块3设置在基板1的第一表面上。指纹识别模块2用于检测到手指上的指纹，从而当手指按压在封装结构上时，能通过指纹识别模块2检测手指上的指纹。作为优选地，指纹识别模块2可以是电容指纹识别模块2，电容指纹识别模块2包括电容式指纹识别传感器，该电容式指纹识别传感器能根据采集到的人体手指表层皮肤的脊和谷产生电荷差，从而形成指纹影像。压力传感器模块3用于检测手指上的血压。指纹识别模块2和压力传感器模块3同时设置在基板1的第一表面上，如此实现了血压测量的指纹识别两项功能的结合；进而满足了终端设备对模组小型化的需求，且在成本上实现降低。

如图1和图2所示，在第一种实施方式中，指纹识别模块2和压力传感器模块3在水平方向上并列设置在第一表面。该实施方式中的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构优先适用于安装在电子设备的正面或背面。

如图3所示，在该实施方式中，柔性材料4包覆住压力传感器模块3背离第一表面的一侧和压力传感器模块3的周向，压力传感器模块3朝向第一表面的一侧与基板1紧贴设置。

如图4所示，在第二种实施方式中，压力传感器模块3和指纹识别模块2在垂直方向上堆叠设置，压力传感器模块3设置在指纹识别模块2与基板1之间。压力传感器模块3的一侧紧靠指纹识别模块2，压力传感器模块3的另一侧紧靠基板1。该实施方式在系统化封装SIP结构的垂直方向上增加了可放置晶圆的层数，增强SIP封装的功能整合能力，其具有血压测量与指纹识别功能的封装结构长度较长，宽度较小，优先适用于安装在电子设备的侧面。

如图4所示，在该实施方式中，柔性材料4包覆住指纹识别模块2背离第一表面的一侧、压力传感器模块3的周向和指纹识别模块2的周向。

在上述两种实施方式中，作为可行的，柔性材料4可以包括柔性树脂等。

如图1至图4所示，塑封材料5设置在基板1的第一表面上，其包封除去柔性材料4的其它区域，塑封材料5为硬质材料。作为可行的，例如硬质材料可以为环氧树脂。柔性材料4背离基板1的一面与塑封材料5背离基板1的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

在第一种实施方式中，当用户手指触摸封装结构的触摸面时，由于具有血压测量与指纹识别功能的封装结构优先适用于安装在电子设备的正面或背面，用户手指触摸到的封装结构的面积较大，其能够同时触摸到柔性材料4处和指纹识别模块2上方的塑封材料5，因此，可以同时达到指纹识别和血压测量的目的。由硬质材料构成的塑封材料5可以承受用户手指的压力，而用户手指触摸的柔性材料4的部分大大减小了分散的作用力，可以将用户手指上的血管的扩张/收缩的压力差准确的传递至位于柔性材料4下方的压力传感器模块3，从而更为准确的反应出用户血压。

在第二种实施方式中，当用户手指触摸封装结构的触摸面时，由于具有血压测量与指纹识别功能的封装结构优先适用于安装在电子设备的侧面，用户手指触摸到的封装结构的面积较小，因此，压力传感器模块3和指纹识别模块2堆叠设置，位于上方的指纹识别模块2检测手指上的指纹。其次，指纹识别模块2上方的用户手指触摸的柔性材料4的部分大大减小了分散的作用力，用户手指上的血管的扩张/收缩的压力差能够准确的由柔性材料4传递至压力传感器模块3，从而更为准确的反应出用户血压。

作为可行的，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括设置在基板1的第一表面上的信号处理单元13，信号处理单元13用于对指纹识别模块2和压力传感器模块3收集的数据进行处理。

作为可行的，如图4所示，压力传感器模块3与指纹识别模块2之间设置有用于承压的承压胶6，可以避免压力传感器模块3与指纹识别模块2之间硬性接触，两者之间具有了弹性的缓冲层，这样有效防止在传递压力时造成的压力传感器模块3或指纹识别模块2边缘的破裂损坏。

如图1至图4所示，作为可行的，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构可以包括：设置在第一表面上的红外测温传感器7；设置在红外测温传感器7背离基板1的一侧的第一透明玻璃8，塑封材料5包封红外测温传感器7和第一透明玻璃8的周向；第一透明玻璃8背离基板1的一面与塑封材料5背离基板1的一面共同形成供用户触摸的触摸面。红外测温传感器7用于测量用户手指触摸处的温度，从而达到测量人体体温的功能。将第一透明玻璃8嵌入在SIP封装中，可以为需要感知温度变化的红外测温传感器7提供开孔，同时又能够起到较好的隔绝水、沾污、化妆品、汗液等影响红外测温传感器7的功能。

如图1至图4所示，作为可行的，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构可以包括：设置在基板1的第一表面上的光源发射单元9；设置在光源发射单元9背离基板1的一侧的第二透明玻璃10，塑封材料5包封光源发射单元9和第二透明玻璃10的周向；设置在基板1的第一表面上的光源接收单元11，其用于接收光源发射单元9发射的光；设置在光源接收单元11背离基板1的一侧的第三透明玻璃12，塑封材料5包封光源接收单元11和第三透明玻璃12的周向；第二透明玻璃10背离基板1的一面、第三透明玻璃12背离基板1的一面与塑封材料5背离基板1的一面共同形成供用户触摸的触摸面。同理，第二透明玻璃10和第三透明玻璃12嵌入在SIP封装中，可以分别为作为感光元器件的光源发射单元9和光源接收单元11提供开孔，同时又能够起到较好的隔绝水、沾污、化妆品、汗液等影响光源发射单元9、光源接收单元11的功能。在一种具体的实施方式中，光源发射单元9中具有发射不同颜色的第一光源发射件和第二光源发射件，其能够发射2种不同颜色的光源，第一光源发射件例如为能够发出红光的LED，第二光源发射件例如为能够发出绿光的LED，从而来检测手指上的动脉和静脉，经过动脉和静脉反射的光源返回到光源接收单元11中，形成阴影，根据阴影的变化可以换算得到用户的心率，同时可以对测量得到的血压进行调整补偿，从而使得血压更为准确。

在一种具体的实施方式中，光源接收单元11包括光电二极管。

如图1至图4所示，作为可行的，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构可以包括：设置在基板1上的信号处理单元13，信号处理单元13可以与光源接收单元11、红外测温传感器7、指纹识别模块2和压力传感器模块3等相电性连接，用于对光源接收单元11、红外测温传感器7、指纹识别模块2和压力传感器模块3收集的数据进行处理。更具体地，本申请将指纹识别模块2、压力传感器模块3及信号处理单元13的裸片(die)作为主要功能芯片封装在同一个系统化封装SIP(System in a Package)结构中。例如，信号处理单元13直接设置于基板1的第一表面，光源接收单元11在垂直方向上堆叠于信号处理单元13之上。信号处理单元13与光源接收单元11之间可以设置有辅助器件15，其用于实现信号处理单元13与光源接收单元11需要相电性连接处的连接。信号处理单元13、辅助器件15和光源接收单元11在垂直方向上的堆叠设置可以进一步增加了可放置晶圆的层数，增强SIP封装的功能整合能力。

在第一种实施方式中，如图1至图3所示，指纹识别模块2和压力传感器模块3沿第一直线并列设置在基板1的第一表面上。光源发射单元9、压力传感器模块3和光源接收单元11沿第二直线依次设置在基板1的第一表面上，第一直线和第二直线大体相垂直。作为可行的，红外测温传感器7也可以设置在第二直线上，例如红外测温传感器7、光源发射单元9、压力传感器模和光源接收单元11依次设置。

在第二种实施方式中，如图4所示，光源接收单元11、堆叠设置的压力传感器模块3和指纹识别模块2、光源发射单元9沿一直线依次设置在基板1上，该直线可以沿着电子设备的侧面长度方向延伸。作为可行的，红外测温传感器7也可以设置在该直线上，例如，光源接收单元11、堆叠设置的压力传感器模块3和指纹识别模块2、光源发射单元9和红外测温传感器7沿该直线依次设置。

作为可行的，如图3至图4所示，具有血压测量与指纹识别功能的封装结构可以包括：设置在基板1上的元器件14，元器件14包括电容和/或电阻等，用于与光电二极管形成电路以实现光电二极管的功能。

在本申请中还提出了一种电子设备，电子设备包括如上述任一的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，电子设备可以是手机、电子手表、平板电脑等等。

本申请中的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构和电子设备具有如下优点：

1、将指纹识别模块2和压力传感器模块3作为裸片一起设置在基板1上通过系统封装SIP技术实现共同封装的目的，当用户手指触摸该封装结构时可以同时达到指纹识别和血压测量的目的，满足终端设备对封装结构小型化的需求，且在成本上实现降低。

2、电子设备的正面或背面或侧面等不再需要再一次开孔，只需安装一个封装结构，有利于电子设备外观缺陷的优化。

3、红外测温传感器7、光源发射单元9、光源接收单元11这些光感器件一般需要在塑封材料5上开孔，如果直接裸露在外一个是会影响器件本身的功能，另一个会存在灰尘的堆积，影响使用体验。在本申请中使用透明玻璃嵌入在塑封材料5里面，就能够对上述感光器件起到很好的保护作用，使其能够稳定的工作。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构包括：

基板，所述基板具有第一表面；

设置在所述基板的所述第一表面上的指纹识别模块和压力传感器模块；

柔性材料，其包覆住所述压力传感器模块背离所述第一表面的一侧和所述压力传感器模块的周向；

塑封材料，其设置在所述基板的所述第一表面上，其包封除去柔性材料的其它区域，所述塑封材料为硬质材料。

2.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述柔性材料包括柔性树脂。

3.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述指纹识别模块和所述压力传感器模块在水平方向上并列设置在所述第一表面。

4.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述压力传感器模块和所述指纹识别模块在垂直方向上堆叠设置，所述压力传感器模块设置在所述指纹识别模块与所述基板之间，所述柔性材料包覆住所述指纹识别模块背离所述第一表面的一侧、所述压力传感器模块的周向和所述指纹识别模块的周向。

5.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述柔性材料背离所述基板的一面与所述塑封材料背离所述基板的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

6.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括设置在所述基板的所述第一表面上的信号处理单元，所述信号处理单元用于对所述指纹识别模块和所述压力传感器模块收集的数据进行处理。

7.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括：设置在所述第一表面上的红外测温传感器；设置在所述红外测温传感器背离所述基板的一侧的第一透明玻璃，所述塑封材料包封所述红外测温传感器和所述第一透明玻璃的周向；

所述第一透明玻璃背离所述基板的一面与所述塑封材料背离所述基板的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

8.根据权利要求1所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述具有血压测量与指纹识别功能的封装结构还包括：设置在所述基板的所述第一表面上的光源发射单元；设置在所述光源发射单元背离所述基板的一侧的第二透明玻璃，所述塑封材料包封所述光源发射单元和所述第二透明玻璃的周向；

设置在所述基板的所述第一表面上的光源接收单元，其用于接收所述光源发射单元发射的光；设置在所述光源接收单元背离所述基板的一侧的第三透明玻璃，所述塑封材料包封所述光源接收单元和所述第三透明玻璃的周向；

所述第二透明玻璃背离所述基板的一面、所述第三透明玻璃背离所述基板的一面与所述塑封材料背离所述基板的一面共同形成供用户触摸的触摸面。

9.根据权利要求8所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构，其特征在于，所述光源接收单元在垂直方向上堆叠于设置在所述第一表面上的信号处理单元之上，其中所述封装结构为系统化封装。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9中任一所述的具有血压测量与指纹识别功能的封装结构。

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