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QUERVERWEIS
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Diese Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. § 119 (e) die Priorität des Anmeldedatums der vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/382,884, eingereicht am 2. September 2016, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Die heutigen mobilen Geräte, Smartphones, elektronischen Bücher, Tablet-Computer und Laptop-Computer (die hier allgemein als „Host-Geräte” bezeichnet werden) beinhalten typischerweise eine Host-Geräte-Platte, die einen großen Glasbereich umfasst (d. h. eine Glasplatte), die eine Oberfläche des Gerätes bildet. Die Host-Geräte-Platte kann eine Anzeigevorrichtung und/oder eine Eingabevorrichtung (z. B. einen Touchscreen) umfassen. Viele Hersteller solcher Geräte sind daran interessiert, Fingerabdrucksensoren in diese Geräte zu integrieren, um die Benutzerauthentifizierung und den Zugriff auf das Gerät zu erleichtern. Kapazitive Fingerabdrucksensoren bieten eine kostengünstige Lösung. Thermische, Ultraschall- oder optische Fingerabdrucksensoren sind alternative Lösungen.
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Fingerabdrucksensoren können nicht gut funktionieren, wenn sie unter Glasplatten des Typs angeordnet sind, der typischerweise in Host-Geräten verwendet wird. Glas, das die notwendige mechanische Strapazierfähigkeit für ein tragbares, praktisches Verbrauchergerät bietet, kann zu dick sein und/oder chemische Eigenschaften aufweisen, die nicht unbedingt optimal für den Fingerabdrucksensor sind, um bestimmte Akzeptanz-/Ablehnungsraten zu erfüllen.
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Einige Hersteller haben ein spezielles Abdeckelement verwendet, das nur den Fingerabdrucksensor abdeckt, wie beispielsweise ein Saphirfenster. Die Host-Geräte-Platte des Host-Geräts passt um das dedizierte Saphir-Fenster. Saphir ist jedoch sehr teuer und erhöht daher die Materialkosten des Host-Geräts erheblich.
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Eine andere Lösung besteht darin, eine Glas-Host-Geräte-Platte zu nehmen und dann einen Bereich abzuätzen, der den Fingerabdrucksensor abdeckt, um diesen Teil der Platte lokal zu „verdünnen”. Dies beeinträchtigt jedoch die Festigkeit der Glasplatte nachteilig und das Verfahren ist kostspielig und schwer zu kontrollieren. Es ist auch schwierig, diesen verdünnten Glasbereich dünn genug zu erhalten, um eine übermäßige Verschlechterung des Fingerabdruckbildes sowohl hinsichtlich des Signal-Rausch-Verhältnisses (”SNR”) als auch der Unschärfe zu verhindern, und der Übergangsbereich von dünnem zu dickem Glas ist ein erheblicher Stressfaktor, der die Strapazierfähigkeit der Glasplatte gefährdet.
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Der vorliegende Anmelder hat einen Fingerabdrucksensor entwickelt, der gut hinter einem Abdeckelement aus Glas, wie z. B. verstärktem Boraluminoium-Silikatglas, anstelle von Saphir, funktioniert und darüber hinaus in der Lage ist, Anforderungen an die mechanische Strapazierfähigkeit wie Falltests, Schock- und Vibrationstests, Kugelfallversuche, Trommeltests usw. zu genügen.
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Diese Offenbarung beschreibt praktische Herstellungsverfahren zum Einbau eines solchen Fingerabdrucksensors in ein mobiles Gerät.
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Die vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 62/258,284; 62/349,256; und 62/374,339, „Elektronischer Sensor, geträgert auf einem starren Substrat”, und die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852, die die Priorität hiervon beansprucht, wobei die jeweiligen Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreiben „umhüllte Sensor”-Designs, die mit einem Glasabdeckelement abgedeckt sind. Solche umhüllten Sensordesigns umfassen ein starres Substrat, das in eine flexible Schaltungsbaugruppe eingehüllt ist, umfassend leitfähige Spurensensorelemente, ein Schaltungselement wie eine integrierte Schaltung oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung „ASIC”), und leitende Verbindungen, die die Sensorelemente mit dem Schaltungselement verbinden, alle auf einem flexiblen Substratmaterial angeordnet.
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Die vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 62/354,210, „Verstärkungsplatte für eine Fingerabdrucksensorabdeckung” und die US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003, die die Priorität hiervon beansprucht, wobei die jeweiligen Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreiben „umhüllte Sensor”-Designs, abgedeckt mit einem Glasabdeckelement, das zur Unterstützung der Strapazierfähigkeit mit einer keramischen Schicht verstärkt ist.
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Aus Gründen der elektrischen Leistungsfähigkeit des Sensors kann die Dicke des Glases, das für das Abdeckelement verwendet wird, wesentlich geringer sein als diejenige der Host-Geräte-Platte, und es kann aus einer anderen spezifischen Glasverbindung als das Glas der Host-Geräte-Platte hergestellt sein. Das Glasabdeckelement für den Sensor könnte von demselben oder einem anderen Lieferanten zur Verfügung gestellt werden als die Host-Geräte-Platte.
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Ein umhüllter Sensor kann durch ein Glasabdeckelement abgedeckt und dann in eine Host-Geräte-Platte, wie beispielsweise eine Glas-Display/Interface-Platte eines mobilen Geräts, eingebaut werden. Vorgeschnittene Glasabdeckelemente können an einem Fingerabdrucksensor angeklebt oder anderweitig angebracht werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen umhüllten Sensor, um eine „abgedeckte Sensoranordnung” zu erzeugen. Original-Gerätehersteller („ODMs”) können die abgedeckte Sensor-Baugruppe in das mobile Gerät einbauen und in ein Host-Geräte Display/Touch-Panel (Deckglas) integrieren, indem Sie es in eine Durchgangsöffnung in der Host-Geräteplatte einsetzen und befestigen durch Klebstoff, Formmasse oder andere Mittel. Die Oberfläche der abgedeckten Sensoranordnung könnte bündig montiert sein (koplanar mit der Oberfläche der Host-Geräteplatte) oder gegenüber der Oberfläche der Host-Geräteplatte zurückgesetzt sein oder herausragend auf der Oberfläche der Host-Geräteplatte angeordnet sein. Siehe 10, die eine bündige Anbringung und eine zurückgesetzte Anbringung zeigt.
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Alternativ kann es aus Gründen der Einfachheit der Herstellung, der Effizienz der Lieferkette, der Kosteneffizienz und der mechanischen Leistung praktischer und effektiver sein, das Glasabdeckelement zuerst in die Host-Geräteplatte in optimaler Weise einzupassen, und dann den Fingerabdrucksensor anzubringen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind und einen Teil der Beschreibung bilden, veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen des Gegenstandes dieser Offenbarung.
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1 zeigt eine Fingerabdrucksensoranordnung, die in einer Host-Geräteplatte installiert ist, wobei ein Deckglas über der Sensoranordnung angepasst ist.
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2 zeigt eine Fingerabdrucksensoranordnung, die in einer Host-Geräteplatte installiert ist, wobei ein Deckglas in die Host-Geräteplatte integriert ist.
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3 und 4 zeigen alternative Ausführungsformen, bei denen das Abdeckelement einen Glasstreifen aufweist, der mit der Host-Geräteplatte Kante an Kante verbunden ist.
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3A und 4A sind Querschnitte der Anordnungen der 3 und 4, die eine Trägerstruktur für den Glasstreifen zeigen.
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5 zeigt eine Draufsicht und einen transversalen Querschnitt einer geformten Glasabdeckung.
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6A zeigt ein geformtes Abdeckelement und ein Host-Gerät mit einem Loch für die Aufnahme des geformten Abdeckelements.
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6B ist ein transversaler Querschnitt des geformten Abdeckelements, das in der Host-Geräteplatte installiert ist.
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7 ist ein transversaler Querschnitt des geformten Abdeckelements und der Fingerabdrucksensoranordnung, die in der Host-Geräteplatte installiert ist.
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8 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte des in den 5–7 schematisch dargestellten Verfahrens zeigt.
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9 ist eine Draufsicht auf eine Smartphone-(Host-Geräte-)Platte, in der ein Fingerabdrucksensor und ein zugehöriges Abdeckelement in einem inaktiven Bereich des Smartphones angebracht sind.
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9A ist ein vergrößerter Querschnitt eines Teils von 9.
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10A und 10B zeigen eine bündige Anbringung und eine zurückgesetzte Anbringung eines geformten Abdeckelements in Bezug auf eine Host-Geräteplatte.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Während Aspekte des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden können, sollen die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen lediglich einige dieser Formen als spezifische Beispiele des Gegenstandes offenlegen. Dementsprechend soll der Gegenstand dieser Offenbarung nicht auf die so beschriebenen und dargestellten Formen oder Ausführungsformen beschränkt sein.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Begriffe, Notationen und andere Fachbegriffe oder Terminologie dieselbe Bedeutung, wie sie allgemein von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, verstanden wird. Alle Patente, Anmeldungen, veröffentlichten Anmeldungen und sonstigen Veröffentlichungen, auf die hier Bezug genommen wird, werden durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen. Wenn eine in diesem Abschnitt dargelegte Definition einer in den Patenten, Anmeldungen, veröffentlichten Anmeldungen und anderen Veröffentlichungen, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind, enthaltenen Definition widerspricht oder anderweitig mit dieser unvereinbar ist, so hat die in diesem Abschnitt dargelegte Definition Vorrang gegenüber der Definition, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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Sofern nicht anders angegeben oder sich aus dem Zusammenhang anderes ergibt, bedeutet „ein” oder „eine” wie hierin verwendet „mindestens ein/eine” oder „ein oder mehrere”.
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Diese Beschreibung kann relative räumliche und/oder Orientierungsbegriffe bei der Beschreibung der Position und/oder Orientierung eines Bestandteils, einer Vorrichtung, einer Lage, eines Merkmals oder eines Teils davon verwenden. Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder anderweitig durch den Kontext der Beschreibung vorgegeben, werden diese Begriffe, einschließlich ohne Einschränkung, oben, unten, über, unter, oben, auf, obere, untere, links von, rechts von, vor, hinter, neben, benachbart, zwischen, horizontal, vertikal, diagonal, längs, quer, radial, axial, etc., zur Vereinfachung in Bezug auf einen solchen Bestandteil, Vorrichtung, Lage, Merkmal oder einen Teil davon in den Zeichnungen verwendet und sollen nicht einschränkend sein.
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Weiterhin sind, wenn nicht anders angegeben, jegliche spezifischen Abmessungen, die in dieser Beschreibung erwähnt werden, lediglich repräsentativ für eine beispielhafte Implementierung einer Vorrichtung, die Aspekte der Offenbarung verkörpert und sollen nicht einschränkend sein.
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Die Verwendung des Begriffs „etwa” gilt für alle hier angegebenen numerischen Werte, unabhängig davon, ob er explizit angegeben ist oder nicht. Dieser Begriff bezieht sich allgemein auf einen Bereich von Zahlen, den ein Fachmann als eine vernünftige Abweichung zu den genannten numerischen Werten (d. h. mit äquivalenter Funktion oder äquivalentem Ergebnis) im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung erachten würde. Zum Beispiel und ohne Absicht beschränkend zu sein, kann dieser Begriff so ausgelegt werden, dass er eine Abweichung von ±10 Prozent des gegebenen numerischen Wertes umfasst, vorausgesetzt, dass eine solche Abweichung die Endfunktion oder das Ergebnis des Wertes nicht verändert. Daher kann unter bestimmten Umständen, wie es der Fachmann erkennen würde, ein Wert von etwa 1% als ein Bereich von 0,9% bis 1,1% ausgelegt werden.
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Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Satz” auf eine Sammlung von einem oder mehreren Objekten. So kann beispielsweise ein Satz von Objekten ein einzelnes Objekt oder mehrere Objekte enthalten. Objekte eines Satzes können auch als Mitglieder des Satzes bezeichnet werden. Objekte eines Satzes können gleich oder verschieden sein. In einigen Fällen können Objekte eines Satzes eine oder mehrere gemeinsame Eigenschaften teilen.
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Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „benachbart” darauf, dass etwas nahe oder angrenzend ist. Benachbarte Objekte können voneinander beabstandet sein oder sie können in tatsächlichem oder direktem Kontakt miteinander sein. In einigen Fällen können benachbarte Objekte aneinander gekoppelt oder integral miteinander ausgebildet sein.
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Wie hierin verwendet, beziehen sich die Begriffe „im Wesentlichen” und „substantiell” auf einen beträchtlichen Grad oder Ausmaß. Wenn sie in Verbindung mit z. B. einem Ereignis, einem Umstand, einem Charakteristikum oder einer Eigenschaft verwendet werden, können sich die Begriffe auf Fälle beziehen, in denen das Ereignis, die Umstände, die Charakteristika oder die Eigenschaften genau auftreten, sowie Fälle, in denen das Ereignis, der Umstand, das Charakteristikum oder die Eigenschaft in enger Annäherung auftritt, wie etwa unter Berücksichtigung typischer Toleranzstufen oder Variabilität der hier beschriebenen Ausführungsformen.
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Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „optional” und „wahlweise”, dass der nachfolgend beschriebene Bestandteil, die Struktur, das Element, das Ereignis, der Umstand, das Merkmal, die Eigenschaft usw. auch enthalten sein können oder nicht, und dass die Beschreibung Fälle einschließt, in denen der Bestandteil, die Struktur, das Element, das Ereignis, der Umstand, das Merkmal, die Eigenschaft usw. enthalten ist oder auftritt und Fälle, in denen es nicht enthalten ist oder nicht auftritt.
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Komponenten und Schritte, die bei einem Verfahren zum Installieren einer abgedeckten Fingerabdrucksensoranordnung in eine Host-Geräteplatte verwendet werden, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben:
Eine Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 wird bereitgestellt. Geeignete Fingerabdrucksensor-Anordnungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf diejenigen, die in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 und der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003 beschrieben sind.
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Optional ist die Fingerabdrucksensoranordnung 101 in einen vorgefertigten Abstandsrahmen (nicht gezeigt) eingearbeitet, der die Fingerabdrucksensor-Anordnung seitlich umgibt, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 beschrieben.
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Gegebenenfalls ist eine geeignete Verstärkungsplatte (nicht gezeigt) an der Oberfläche der Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 und/oder an einem Abdeckelement angeklebt, das die Fingerabdrucksensor-Anordnung bedeckt, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003.
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Ein geeignetes Glasabdeckelement 102 ist fest an der Oberfläche der Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 (oder Verstärkungsplatte) anhaftend, beispielsweise in einer Weise, die in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 und der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003 beschrieben wird, um eine abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 zu erzeugen. Die Host-Geräteplatte 103 weist ein Loch 105 mit geeigneter Abmessung und Position auf, um die abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 aufzunehmen. Das Glasabdeckelement 102 kann eine andere Dicke als die Host-Geräteplatte 103 haben und es kann eine andere Art von Glas in Bezug auf seine physikalischen Eigenschaften, Farbe, Rauheit, Dielektrikum usw. sein. Beispielhafte Abmessungen sind nachstehend angegeben. Alternativ kann das Abdeckelement 102 ein anderes Material als Glas umfassen. In einer Ausführungsform ist das Abdeckelement 102 aus einem Material hergestellt, das einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie das Material der Host-Geräteplatte 103.
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Die abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 ist in das Hostgerät 104 eingepasst oder an diesem angebracht, entsprechende E/A-Verbindungen zwischen der Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 und dem Host-Gerät 104 sind hergestellt und die Host-Geräteplatte 103 ist auf der Oberseite der Hostvorrichtung 104 eingepasst, wobei die abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 in das Loch 105 passt. In einer Ausführungsform ist das Glas, das für die Host-Geräteplatte 103 verwendet wird, ein gehärtetes Glas mit einer geeigneten Dicke und Eigenschaften, die erforderlich sind, um Anforderungen an die mechanische Strapazierfähigkeit zu erfüllen, wie etwa 0,55 mm bis 0,7 mm Corning Gorilla® Glas. Es gibt mindestens zwei Möglichkeiten, die abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 innerhalb des Lochs 105 in dem Hostgerät zu befestigen:
- (1) Die abgedeckte Fingerabdrucksensoranordnung 106 wird direkt in das in der Host-Geräteplatte 103 ausgebildete Loch 105 geformt; oder
- (2) dosierter (Epoxy-)Klebstoff wird verwendet, um eine Lücke zwischen dem Umfang des Lochs 105 und dem Abdeckelement 102 zu füllen, um das Abdeckelement 102 mit der Host-Geräteplatte 103 zu verbinden.
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In Position kann die abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 bündig sein, unterhalb zurückgesetzt sein oder über die Oberfläche der Host-Geräteplatte 103 vorstehen. Siehe 10A und 10B, die eine bündige Anbringung 401 des Abdeckelements 102 und der Formmasse 108 und eine zurückgesetzte Anbringung 402 des Abdeckelements 102 und der Formmasse 108 zeigen (das Abdeckelement 102 und die Formmasse 108 sind sowohl vor als auch nach dem Anbringen in den 10A und 10B gezeigt). In einigen Ausführungsformen kann die installierte abgedeckte Fingerabdrucksensor-Anordnung 106 physisch wie ein Knopf gedrückt werden, um Schaltfunktionen bereitzustellen, oder alternativ kann die abgedeckte Fingerabdrucksensoranordnung 106 an Ort und Stelle fixiert werden, wodurch sie sich nicht physisch bewegen kann.
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Komponenten und Schritte, die in einem alternativen Verfahren zum Installieren einer abgedeckten Fingerabdrucksensor-Anordnung in eine Host-Geräteplatte verwendet werden, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben:
Eine Host-Geräteplatte 103 für ein Host-Gerät 104 wird mit einem Loch von geeigneter Abmessung und Position hergestellt, in dem letztlich eine Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 angeordnet werden wird. In einer Ausführungsform ist das Glas, das für die Host-Geräteplatte 103 verwendet wird, verstärktes Glas mit einer geeigneten Dicke und Eigenschaften, die erforderlich sind, um Anforderungen an die mechanische Strapazierfähigkeit zu erfüllen, wie 0,55 mm bis 0,7 mm Corning Gorilla® Glass.
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Ein geeignetes Glasabdeckelement 102 wird in dem Loch in der Host-Geräteplatte 103 angeordnet (befestigt in dem Loch wie in 2 gezeigt), und das Abdeckelement 102 und die Host-Geräteplatte 103 werden mit einem Formungsverfahren aneinandergebunden, das nachfolgend beschrieben und in den 5–8 veranschaulicht ist. Das in Verbindung mit den 6A und 6B beschriebene Verfahren bezieht sich auf ein geformtes Abdeckelement 107, das ein Abdeckelement 102 mit einer Formmasse 108 ist, die an Umfangskanten davon befestigt ist. Die eigene Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren zur Herstellung eines für einen Fingerabdrucksensor geeigneten Abdeckelements”, die vorläufige US-Anmeldung Nr. 62/382,884, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschreibt ein Verfahren und beispielhafte Materialien zur Bildung eines geformten Abdeckelements. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass das hier beschriebene Verfahren mit einem nicht geformten Abdeckelement verwendet werden kann, d. h. einem Abdeckelement, das kein Formteil aufweist, das an Umfangskanten davon befestigt ist.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke des Glasabdeckelements 102 von 70 bis 140 μm betragen.
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Das Abdeckelement 102 kann für eine leichte Presspassung an dem Loch 105 in der Host-Geräteplatte 103 dimensioniert sein. Alternativ kann das Abdeckelement 102 so bemessen sein, dass es geringfügig kleiner ist als das Loch 105 in der Host-Geräteplatte 103, z. B. 10–25 μm kleiner, so dass innerhalb der typischen Toleranzen für die äußere Abmessung des Abdeckelements 102 ein gewisser Prozentsatz der Abdeckelemente zu einer Presspassung führt. Das Abdeckelement 102 kann eine andere Dicke als die Host-Geräteplatte 103 haben und kann ein anderer „Typ” von Material sein, z. B. eine andere Art von Glas, in Bezug auf seine physikalischen Eigenschaften, Farbe, Transluzenz, Rauheit, dielektrischen Eigenschaften usw.
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8 zeigt ein Flußdiagramm der Schritte zum Installieren des geformten Abdeckelements 107 in die Platte 103.
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Schritt 112. Klebstoff (z. B. UV-hartbar) auf den Innendurchmesser 109 des Lochs 105 oder die „Deckglas-CG-Öffnung” (d. h. auf die Kanten des Lochs 105) in der Host-Geräteplatte 103 auftragen. Der Begriff „Durchmesser” sollte nicht so ausgelegt werden, dass er ein kreisförmiges Loch erfordert, da das Loch rechteckig sein kann oder irgendeine andere Form aufweisen kann.
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Schritt 113a oder 113b. Halten Sie die Host-Geräteplatte 103 bei Umgebungstemperatur (Schritt 113a) oder bei erhöhter Temperatur, um das Loch 105 zu erweitern (Schritt 113b).
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Schritt 114. Schnelles Abkühlen des geformten Abdeckelements 107, um die äußere Abmessung 111 (in 5 gezeigt) des Abdeckelements 107 zu schrumpfen.
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Unter Bezugnahme auf 6B (und 10A und 10B) optisches Ausrichten und Einsetzen des geschrumpften, geformten Abdeckelements 107 in das Loch 105 in der Host-Geräteplatte 103.
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Erwärmen des Abdeckelement 107 im Schritt 116 auf Raumtemperatur und Abkühlen der Host-Geräteplatte 103 (wenn die Host-Geräteplatte in Schritt 113b über die Umgebungstemperatur erwärmt worden ist) und anschließend Aushärten des Klebstoffs in Schritt 117; zum Beispiel, indem der Klebstoff einer geeigneten UV-Energie ausgesetzt wird, um einen UV-härtbaren Klebstoff UV zu härten. Es können auch andere Klebstofftypen verwendet werden, wie z. B. Snap-Cure-Epoxide oder Cyanacrylat-Klebstoffe. In einer Ausführungsform kann die Formmasse 108 auf dem geformten Abdeckelement 107 ein nachgiebiges Material sein, das komprimieren kann, um eine feste Passung zwischen dem Abdeckelement 107 und der Öffnung in der Host-Geräteplatte 105 einzunehmen, wie z. B. ein Elastomer. Die Formmasse 108 kann auch leitfähig sein.
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Schritt 118. Setzen Sie die Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 in das Loch in der Host-Geräteplatte 103 unter dem Abdeckelement 102 ein und verbinden Sie die Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 mit dem Abdeckelement 102. Geeignete Fingerabdrucksensor-Anordnungen und Bindetechniken umfassen, sind aber nicht beschränkt auf jene, die in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 und der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003 beschrieben sind.
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Schritt 119. Abgeben des Klebstoffs oder Einspritzen von Formmasse, um jegliche Lücken zwischen der Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 und der Host-Geräteplatte 103 und dem Sensorabdeckungselement 102 zu verkapseln, falls gewünscht, um die Struktur robuster zu machen.
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Wenn nicht in einem vorherigen Schritt durchgeführt, wird optional die Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 in einen vorgefertigten Abstandsrahmen 110 eingearbeitet, der die Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 seitlich umgibt (siehe 7), wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2017/0147852V beschrieben. Wenn kein Abstandsrahmen verwendet wird, kann die Bezugsnummer 110 in 7 eine Formmasse darstellen, die eingespritzt wird, um jegliche Lücken zwischen der Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 und der Host-Geräteplatte 103 und dem Sensorabdeckelement 102 einzukapseln.
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Wenn nicht in einem vorherigen Schritt durchgeführt, wird wahlweise eine geeignete Verstärkungsplatte (nicht gezeigt) an der Oberfläche des Fingerabdrucksensors 101 und/oder des Abdeckelements 102 angeklebt, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003.
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Die Sensoranordnung 101 haftet an der Host-Geräteplatte 103, die das Abdeckelement 102 so einschließt, dass das Abdeckelement 102 über die Sensoranordnung 101 passt.
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Es werden geeignete E/A-Verbindungen hergestellt, um die Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 mit dem Gerät 104 zu verbinden, und die Host-Geräteplatte 103 wird an ihrem Platz fixiert. Beispielsweise kann ein Biegeheck (z. B. ein flexibles Substrat, wie ein Polyimidfilm, mit leitfähigen Bahnen, die sich von der Sensoranordnung erstrecken), einschließlich Verbindern zum Herstellen von E/A-Verbindungen zwischen der Fingerabdrucksensor-Anordnung 101 und dem Host-Gerät 104, an dem Sensor 101 befestigt werden, wie beispielsweise durch Löten unter Verwendung von Kugelgitterarray-Verbindungen. Alternativ kann die Sensoranordnung 101 ein integrales Biegeheck aufweisen, wobei das Biegeheck und die eingewickelte flexible Schaltungsbaugruppe ein einstückiges Schaltungselement umfassen, wo beispielsweise das Biegeheck eine Erweiterung oder Fortsetzung der flexiblen Schaltungsbaugruppe ist (z. B. wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017-0147852 beschrieben), und die an ihrem Ende einen trennbaren Verbinder aufweist, der anschließend mit dem Host-Gerät verbunden werden kann, beispielsweise mit der Host-Geräte-Hauptlogikplatine.
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Die oben beschriebenen Schritte können in einer anderen Reihenfolge erfolgen.
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In einer alternativen Ausführungsform, wie in den 3 und 4 gezeigt, kann das Abdeckelement 202 ein Streifen aus Glas sein, der mit der Host-Geräteplatte 203 verbunden wird, anstatt in einem in der Host-Geräteplatte ausgebildeten Loch angeordnet zu werden. (Die Sensoranordnung ist der Einfachheit halber aus den 3 und 4 weggelassen.) Beachten Sie, dass die 3 und 4 schematische Darstellungen sein sollen und nicht alle praktischen Details einer typischen Installation zeigen sollen, die ferner eine Trägerstruktur 204 für das Abdeckelement 202 umfassen kann, wie beispielsweise eine Leiste, auf der das Abdeckelement 202 abgestützt ist (Siehe 3A und 4A) und ein Trägerelement, das ein Keramik- oder Verbundmaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante umfassen kann.
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9 und 9A zeigen eine alternative, beispielhafte Ausführungsform, bei der ein Streifenabdeckelement mit einem verdünnten oder zurückversetzten Bereich der Host-Geräteplatte verbunden ist, in dem eine Öffnung für die Fingerabdrucksensor-Anordnung vorhanden ist. Die Öffnung für die Fingerabdrucksensor-Anordnung kann ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein.
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Wie in den 9 und 9A gezeigt ist, kann ein unterer Abschnitt 306 der Host-Gerätetafel 301 an der Unterseite des Host-Geräts (z. B. eines Telefons) ein inaktiver Bereich sein, der vertieft ist, beispielsweise durch Ätzen zur Verringerung der Dicke um etwa 100 μm, um eine Ausnehmung 304 zu bilden. Der inaktive Bereich 306 ist ein Teil der Host-Geräteplatte 301, der nicht funktionsfähig ist, z. B. er dient nicht als Anzeige- und/oder Eingabe-(z. B. Touchscreen-)Vorrichtung. Ein Abdeckelement 302 hat die Größe und Form des vollen, vertieften inaktiven Bereichs der Host-Geräteplatte 301 an der Unterseite von beispielsweise einem Telefon. Das Abdeckelement kann, z. B. schwarz, gefärbt sein, um den inaktiven Bereich 306 anzupassen. Eine Öffnung 303 ist in der Host-Geräteplatte 301 in dem inaktiven Bereich 306 vorgesehen, zum Einsetzen der Fingerabdrucksensor-Anordnung und der gesamte vertiefte Bereich 304, einschließlich der Öffnung 303 und eine Fingerabdrucksensor-Anordnung 308, die darin angeordnet ist, wird durch das Abdeckelement 302 bedeckt. Das Abdeckelement 302 ist mit der Host-Geräteplatte 301 verbunden und jede Lücke um die Sensoranordnung kann gefüllt werden (z. B. mit Epoxy, Formmasse) usw.), um das Abdeckelement 302 vollständig zu stützen. Die Sensoranordnung 308 kann mit dem Abdeckelement 302 und/oder der Host-Geräteplatte 301 durch die Öffnung 303 in der Host-Geräteplatte 301 verbunden sein.
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Da es unpraktisch sein kann, eine unmittelbare Änderung der Dicke zwischen den vertieften und nicht vertieften Abschnitten der Host-Geräteplatte zu erreichen, kann ein Übergangsbereich 305 zwischen dem Rand des Abdeckelements 302 und dem Rand des vertieften (geätzten) Bereichs 304 der Host-Geräteplatte 301 vorhanden sein. Dieser Übergangsbereich 305 kann mit einem Füllmaterial 307 gefüllt sein, wie z. B. einem gefärbten oder nicht gefärbten Epoxy, Formmasse usw.
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Eine Installation, wie sie in 4 gezeigt ist, würde zwei Übergangsbereiche aufweisen, die mit Epoxy zu füllen wären, eine an jedem Rand des Abdeckelements 202, der einem Teil des Host-Geräteplatte 203 zugewandt ist.
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Die Installation der 9 und 9A muss nicht in einem inaktiven Bereich oder an einem unteren Teil der Host-Geräteplatte erstellt sein. Das heißt, die in den 9 und 9A gezeigten Installationen können alternativ in einen aktiven Bereich der Host-Geräteplatte integriert werden (z. B. einen Teil der Host-Geräteplatte, der als Anzeige- und/oder Eingabe-(z. B. Touchscreen-)Vorrichtung fungiert) und/oder die Installation kann in einen beliebigen anderen Teil der Host-Geräteplatte (z. B. oben, Seite, Mitte) eingebaut sein, an dem ein Fingerabdruck-Sensor erwünscht ist.
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Während der Gegenstand dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf bestimmte erläuternde Ausführungsformen, einschließlich verschiedener Kombinationen und Unterkombinationen von Merkmalen, ziemlich detailliert beschrieben und gezeigt wurde, wird der Fachmann ohne Weiteres andere Ausführungsformen und Variationen und Modifikationen davon erkennen, die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind. Darüber hinaus sind die Beschreibungen solcher Ausführungsformen, Kombinationen und Unterkombinationen nicht dazu bestimmt, zu vermitteln, dass der beanspruchte Gegenstand Merkmale oder Kombinationen von Merkmalen erfordert, die nicht die in den Ansprüchen ausdrücklich erwähnten sind. Dementsprechend soll der Umfang dieser Offenbarung alle Modifikationen und Variationen umfassen, die in dem Geist und Umfang der folgenden beigefügten Ansprüche enthalten sind.
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Ein Verfahren zum Befestigen eines Fingerabdrucksensors an einer Host-Geräteplatte umfasst in einer Ausführungsform das Befestigen einer Abdeckplatte an der Fingerabdrucksensor-Anordnung und anschließendes Befestigen des abgedeckten Fingerabdrucksensors an einem Loch, das in der Host-Geräteplatte ausgebildet ist. In einer anderen Ausführungsform wird die Abdeckplatte innerhalb eines Lochs befestigt, das in der Host-Geräteplatte ausgebildet ist, und die Host-Geräteplatte wird dann über der Fingerabdrucksensor-Anordnung angeordnet, wobei das Abdeckelement mit der Sensoranordnung ausgerichtet wird.
