TW201814482A - 用於指紋感測裝置的測試模組 - Google Patents

Abstract

提出一種用於測試一指紋感測裝置之測試模組，該測試模組係包括：一導電的底部元件，其係包括一被配置以接觸該指紋感測裝置的一感測表面的外部表面部分；一導電的中間的元件，其係在一相對該外部表面的側邊上連接至該底部元件，該中間的元件係包括一種撓性材料，其係使得該底部元件能夠響應於當該外部表面被壓抵一相對於該底部元件的該外部表面傾斜的表面時所發生的一施加的力來改變對準；以及一頂端元件，其係被配置連接該測試模組至一測試夾具。其亦提出有一種用於利用所述的測試模組來測試一指紋感測裝置之方法。

Description

用於指紋感測裝置的測試模組

本發明係有關於一種用於測試一指紋感測裝置之測試模組。

在例如是電腦、智慧型手機、智慧卡、以及其中生物識別的身分驗證是所需的其它應用的廣範圍的應用中，例如是指紋感測器的生物識別的感測器正變成是逐漸普及的。尤其，電容式指紋感測器已經展示能夠提供精確的效能，同時是符合成本效益的，而且適合用於大規模的製造。

儘管指紋感測器通常是在高的製造精確性以及高的良率下非常大量地加以製造，但是測試所製成的感測器仍然可能是所期望的，因此其係需要有效率且自動化的測試程序。再者，當測試該些感測器時，利用一盡可能類似於人的手指的測試結構以執行測試是所期望的，以便對於該感測器複製出正常的操作狀況。

尤其，測試該指紋感測器以使得其如預期地作動，並且其係捕捉具有足夠高品質的影像是所期望的。由於利用一實際的手指來測試該指紋感測器是不切實際的，因此一種包括具有一圖案的一橡膠圖章或是一橡膠探針的測試裝備可被利用，其係容許該指紋感測器的功能能夠被驗證。

US2015/0070037係揭示一種用於測試一指紋感測裝置之探針設備，其中待測試的裝置係利用一視訊相機來加以定位，該探針係與該 待測試的裝置對準，該探針係朝向該感測器下降來接觸該目標。該探針設備係包括一殼體，其中該探針例如是經由一萬向支架結構來加以安裝，以容許該探針能夠移動以適配於該接觸表面的失準。

考慮到習知技術的上述及其它的缺點，本發明之一目的是用以提供一種用於精確地測試一指紋感測裝置之改良的測試模組。

根據本發明的一第一特點，其係提出有一種用於測試一指紋感測裝置之測試模組，其係包括：一導電的底部元件，其係包括一被配置以接觸該指紋感測裝置的一感測表面的外部表面部分；一導電的中間的元件，其係在一相對該外部表面的側邊上連接至該底部元件，該中間的元件係包括一種撓性材料，其係使得該底部元件能夠響應於當該外部表面被壓抵一相對於該底部元件的該外部表面傾斜的表面時所發生的一施加的力來改變對準；以及一頂端元件，其係被配置連接該測試模組至一測試夾具。

所述的測試模組可以有利的是被利用在一能夠循序的測試指紋感測器的自動化的測試配置中。該測試模組在一種測試配置中通常將會是實質垂直地對準，以便於測試一水平地對準的感測裝置，即使其它的配置也是可行的。當測試時，該測試模組係朝向指紋感測裝置來加以移動，以便於接觸到該感測表面。一旦該底部元件的該外部表面部分接觸該感測表面後，一指紋影像可被捕捉並且進一步加以分析，以驗證該指紋感測器的一功能。

一電容式指紋感測裝置通常是根據一種其中一變化的電位係被提供至被置放在該感測器上的手指的原理來操作。該手指的變化的電 位接著可以藉由在該指紋感測器中的感測元件來加以偵測，其係區別指紋的紋脊(ridge)及紋谷(valley)，使得一指紋影像可加以獲得。於是，為了適當地測試一指紋感測器的功能，該測試模組是導電的，使得一變化的電位亦可被提供至該測試模組。

本發明係根據瞭解到指紋感測器的功能測試可以藉由提供一種改良的用於測試一指紋感測裝置之測試模組來加以改善，其中一撓性的中間的部分係容許該測試模組能夠類似於人的手指來響應於一施加的壓力。藉此，在該測試模組以及該指紋感測器之間的接觸係依據該測試模組以一種類似於一手指的方式來壓向該指紋感測器的力而定。再者，由於該撓性的中間的部分，該測試模組係調適該底部元件至該指紋感測裝置的一傾斜的對準。在此，該傾斜係被稱為從該指紋感測裝置被配置所在其中的一水平的平面的一偏差。藉此，對於一傾斜的感測裝置而言，在該測試模組以及一感測裝置之間的一均勻的接觸亦可被達成。再者，所述的測試模組係具有簡單的結構，並且因此是容易在低成本下製造的。此外，由於該測試模組並不包含任何移動的部件，因此其係耐用的，因而能夠承受長期的使用，而不需要維護或是替換。

根據本發明的一實施例，該導電的底部元件及/或該導電的中間的元件可包括一接地電極，其係被配置以連接至一測試夾具的一對應的接地電極。藉此，該測試模組可以複製人的手指的性質，其一般而言可被視為接地的，此係容許該測試模組能夠在一電位被提供至該測試模組時表現為一手指。該測試模組亦可以藉由連接該底部元件的一電極至該指紋感測器被安裝在其上的一印刷電路板(PCB)或類似者的一對應的接地電極 來接地的。

根據本發明的一實施例，該中間的元件可以是固體的。該固體的材料於是將會包括一種撓性材料，若需要的話，當該測試模組的底部元件被壓抵一傾斜的表面時，其可被壓縮。

再者，該中間的元件可以有利的是由單一材料所組成的，此係簡化該感測模組的製造，並且亦提供該測試模組的均一的電性及機械性質。

在另一實施例中，該中間的元件可以有利的是包括撓性的側壁而為中空的。因而，該測試模組所要的撓性可以是藉由選擇該些側壁的一種適當的材料及厚度來加以達成的。

根據本發明的一實施例，該些撓性的側壁可以有利的是導電的。

根據本發明的一實施例，該中間的元件可包括一導電的流體，並且該流體例如可以是一凝膠。藉此，該測試模組的所要的撓性可以藉由選擇該中間的元件所內含的該流體的一適當的流動性來加以達成的。該中間的元件可以是完全或部分地被填入該導電的流體。

再者，該底部元件以及該中間的元件的導電度可以有利的是對應於一手指的導電度。藉此，該測試模組的電氣特性可以被做成模仿一手指的電氣特性。再者，該底部元件以及該中間的元件可以具有不同的電氣特性(例如是導電度)，其係對應於不同皮膚層的不同的性質。

在本發明的一實施例中，該底部元件的該外部表面部分可包括一被配置以藉由一指紋感測裝置來加以偵測的圖案。各種的測試圖案可 被利用以測試該指紋感測裝置的不同的特點。然而，一完全平坦的表面亦可被用來測試例如是該感測器的均勻度。

根據本發明的一實施例，該底部部分的外部表面可包括複製一指紋的一圖案，藉此使得該指紋感測裝置的各種特點的測試變得容易。然而，該圖案可以同樣良好地包括其它圖案，其係包括致能該感測裝置的所選的特點的測試之紋脊及紋谷。

根據本發明的一實施例，該底部部分的外部表面可包括複數個不同的圖案，藉此使得利用一個而且是相同的測試模組來測試該感測裝置的各種特點成為可能的。

根據本發明的一實施例，該中間的部分可以是在一垂直於該底部元件的該外部表面部分的方向上為撓性的，當該測試模組係垂直地對準時，可以看到該方向是該z方向。同樣地，複製人的手指的性質是所期望的，其係在被壓抵一例如是一指紋感測裝置的一感測表面之表面時呈現某一程度的撓性。

根據本發明的一實施例，該底部部分可以是撓性的，其係具有一彈性模數係高於該中間的部分的一彈性模數。因而，相較於該底部部分，該中間的部分係較軟的，亦即具有一較高的撓性。該個別的彈性模數的此組態之目的係用以容許該中間的部分能夠響應於一施加至該底部部分的力來收縮，同時防止該底部部分當被壓抵一表面時變形。尤其，當被壓抵一指紋感測裝置的一感測表面時，該底部部分的外部表面的一圖案不應該變形的。

根據本發明的一實施例，該中間的元件及/或該底部元件可 以包括導電的橡膠。利用一導電的橡膠之下，該些橡膠材料的所期望的機械及電氣特性分別可以針對於該中間的元件以及該底部元件來加以選擇。

根據本發明的一實施例，該測試模組可以進一步包括一被配置在該底部元件與該中間的元件之間的導電膜，其中該導電膜係被配置以連接至一測試夾具的一接地電極。如上所述，至少該測試模組的該底部元件可以電性接地是所期望的。藉由在該底部元件與該中間的元件之間設置一導電膜(例如是一金屬箔或類似者)並且和該底部元件電性接觸，在該底部元件的整個外部表面上的接地電位是均一的。藉此，該指紋感測器可以精確地加以測試，而無任何由該測試模組所帶來的非均勻性。再者，該導電膜係被配置以例如是藉由一導線或是類似的導電的線路來連接至一測試夾具的一接地電極。

根據本發明的一第二特點，其係提出有一種用於利用一測試模組來測試一指紋感測裝置之方法，該測試模組係包括：一導電的底部元件，其係包括一被配置以接觸該指紋感測裝置的一感測表面之實質平坦的外部表面部分；一導電的中間的元件，其係在一相對該外部表面的側邊上連接至該第一部分，該第二部分係包括一種撓性材料，其係使得該底部元件能夠響應於當該外部表面被壓抵一相對於該底部元件的該外部表面傾斜的表面時所發生的一施加的力來改變對準；以及一頂端元件，其係被配置以連接該測試模組至一測試夾具。該方法係包括將一指紋感測裝置配置在該測試模組之下；朝向該指紋感測裝置來移動該測試模組，使得該底部元件的該外部表面部分接觸到該感測裝置的一感測表面；以及利用該指紋感測裝置來捕捉一影像。

藉由所述的方法及測試模組，即使該感測裝置係傾斜的，一指紋感測裝置仍然可以精確地加以測試。

根據本發明的一實施例，該方法進一步包括驗證藉由該指紋感測裝置所捕捉的該影像係對應於該底部元件的一外部表面的一表面圖案。

本發明的第二特點之額外的功效及特徵係大部分類似於以上相關本發明的第一特點所述的那些功效及特徵。

本發明的進一步的特點及優點在研究所附的申請專利範圍以及以下的說明時將會變成是明顯的。熟習技術者係瞭解到本發明的不同的特點可加以組合以產生除了那些在以下敘述者以外的實施例，而不脫離本發明的範疇。

100‧‧‧測試模組

102‧‧‧導電的底部元件

104‧‧‧外部表面部分

106‧‧‧導電的中間的元件

108‧‧‧頂端元件

110‧‧‧指紋感測裝置

202‧‧‧第一電極

203‧‧‧連接元件

204‧‧‧連接墊

205‧‧‧連接元件

206‧‧‧第二電極

208‧‧‧連接墊

302‧‧‧圖案

400‧‧‧測試模組

402‧‧‧導電膜

404‧‧‧連接墊

500‧‧‧測試配置

502‧‧‧測試夾具

506‧‧‧輸送帶

702、704、706‧‧‧步驟

本發明的這些特點及其它特點現在將會參考展示本發明的一範例實施例的所附的圖式來更詳細地加以描述，其中：圖1是概要地描繪根據本發明的一實施例的一種測試模組；圖2是概要地描繪根據本發明的一實施例的一種測試模組；圖3是概要地描繪根據本發明的一實施例的一種測試模組；圖4是概要地描繪根據本發明的一實施例的一種測試模組；圖5是概要地描繪一種測試配置，其係包括根據本發明的一實施例的一種測試模組；圖6A及6B係概要地描繪根據本發明的一實施例的測試模組；以及圖7是概述根據本發明的一實施例的一種方法的一般的步驟的流程圖。

在本詳細的說明中，根據本發明的系統及方法的各種實施例係主要參考一電容式指紋感測裝置所述的。然而，所述的本發明亦可以是可應用於其它類型的指紋感測裝置，例如是超音波或光學式指紋感測裝置。

圖1是概要地描繪根據本發明的一實施例的一種測試模組100。該測試模組係包括一導電的底部元件102，其係包括一被配置以接觸一指紋感測裝置110的一感測表面的外部表面部分104。因此，該外部表面部分104是指該測試模組100的底表面，亦即面對該指紋感測裝置110的表面。

該測試模組100進一步包括一導電的中間的元件106，其係在一相對該外部表面104的側邊上連接至該底部元件102。該中間的元件106係包括一種撓性材料，其係使得該底部元件102能夠響應於當該外部表面係被壓抵一相對於該底部元件102的外部表面104傾斜的表面時所發生的一施加的力來改變對準。該測試模組進一步包括一頂端元件108，其係被配置以連接該測試模組100至一測試夾具。該測試模組100的元件102、106、108可以例如是藉由黏膠、或是藉由利用任何其它熟習技術者已知的手段來固定到彼此。

再者，即使該測試模組100係在此被描繪為具有一方形橫截面，但是該測試模組可以同樣良好地具有一圓形、橢圓形、或是任何其它適當形狀的橫截面。

圖2是概要地描繪該測試模組100係包括一第一電極202，其係被配置以經由一在該頂端元件上的連接墊204來連接該底部元件102 至一測試夾具。選配的是，該測試模組100亦可包括一第二電極206，其係被配置以經由一在該頂端元件上的連接墊208來連接該中間的元件106至一測試夾具。根據該底部元件102的厚度及電氣特性，只有該底部元件102連接至接地電位可能是足夠的，以達成類似於人的手指的那些電氣特性。分別將該底部元件以及該中間的元件連接至一測試夾具的連接元件203、205例如可以是一導線，其可加以屏蔽、或是可不加以屏蔽的。再者，該些連接元件203、205可以是內部的或是外部的，並且其它適當類型的導體亦可被利用。

然而，即使該些電極202、206係被配置以連接至測試夾具的一對應的接地電極，使得該底部元件102以及該中間的元件106是接地的，但是若為所要的話，該些電極202、206亦可被用來提供一受控的電位至該測試模組100。

圖3是概要地描繪一種測試模組100，其中該底部元件102的外部表面104係包括一圖案302，在此其係具有一指紋圖案302的形式。該圖案302係被用來測試一指紋感測裝置的一功能。該測試模組100亦可以在一完全平坦的外部表面下加以利用，例如是用以測試該指紋感測裝置在其中每一個像素應該提供相同的響應的情況下的均勻度。亦即，所產生的被捕捉到的影像應該是均勻的。該測試圖案亦可以包括各種的幾何形狀，其係被配置並且組態以測試該感測裝置的各種特點。

再者，該外部表面係被描繪為當相較於該微觀的指紋圖案時，其係在巨觀上實質平坦的。然而，該測試表面可以替代地具有一凸面或者是彎曲的外部表面，以便於複製人的手指的形狀。

圖4是概要地描繪該測試模組400的一實施例，其中一導電膜402係位在該底部元件102與該中間的元件106之間。該導電膜係被配置以藉由一位在該頂端元件108上的連接墊404來連接至一測試夾具。該導電膜402係和該底部元件102電性接觸，使得該底部元件102可被保持在一藉由該連接墊404而被提供至該導電膜402的例如是接地的電位。再者，該導電膜402可以是電連接至該中間的元件106、或是與該中間的元件106絕緣的。

圖5是概要地描繪一種測試配置500，其係包括該測試模組100被安裝在其中的一測試夾具502。圖5係進一步描繪複數個被配置在一輸送帶506上的指紋感測裝置110。

為了簡化起見，該些指紋感測裝置110係被描繪為分開的指紋感測器110。實際上，該些指紋感測裝置可以在製造及組裝過程中的任何時點加以測試，從晶圓規模的測試到最終的感測裝置被配置在一例如是智慧型手機的電子裝置中的功能測試。在此所述的測試模組100可以有利地被使用於在任何製造階段的測試。

為了執行該測試，該測試模組100係透過該測試夾具502的一移動而朝向該指紋感測裝置110來移動，使得該測試模組100的外部表面104變成接觸到該指紋感測裝置110。在該測試模組100與一指紋感測裝置110之間的相互作用係更詳細地被描繪在圖6A-B中，其中一測試模組正接觸到一傾斜的指紋感測裝置110。應注意到的是，該傾斜係被誇大以強調該測試模組100的一般的性質。該傾斜係被描繪為一相對於該xy-平面的傾斜，亦即一從該xy-平面而在該z方向上的偏差。

在一可壓縮的中間的元件106的情形中，如同在圖6A中所繪的，該傾斜係藉由該中間的元件的對應於該感測裝置110的該些升高的部分之部分的一壓縮來對付。如同在圖6B中所繪，該中間的元件106亦可以包括一例如是凝膠的非可壓縮的流體，在此情形中，該中間的元件106的撓性的側壁係變形以對付該傾斜。

在該底部元件102與該感測裝置110之間有一均勻的壓力是所期望的，以提供一均勻的接觸。藉此，該中間的元件106係被配置以具有一相當低的所產生的彈性模數，亦即一低的楊式模數，使得其係輕易地響應於一被施加在該底部元件102上的力來調適其形狀。該底部元件102亦可以是撓性的，儘管該底部元件的楊式模數應該是足夠高的，使得一在該外部表面104上的圖案在該測試模組100被壓抵一感測裝置時並不變形的。

一種可壓縮的固體的中間的元件106以及一種具有撓性的側壁的中空的元件106都可以是由一種導電的橡膠材料所做成的。

該頂端元件108通常是剛性及固體的，以可靠地將該測試模組維持在該測試夾具中的適當的地方。然而，熟習技術者係輕易地理解到該頂端元件的許多不同的組態是可能的，而且是在本揭露內容的範疇之內。

該測試模組100在此係被描繪為具有一比該指紋感測器大的覆蓋區，此可以是有利於確保整個感測區域被覆蓋，即使該指紋感測裝置萬一在該xy-平面上平移也是如此。再者，在其中該指紋感測裝置110係由一導電的表框(bezel)所圍繞、或者是相鄰該表框而被配置的應用中，較佳的是該測試模組亦覆蓋該表框。該表框例如可被用來提供一信號至該手 指，其中該信號於是係藉由該指紋感測器而被偵測到，以致能指紋的成像。

避免源自於該測試夾具以及該測試配置的電性雜訊以及其它的干擾到達該測試模組100是所期望的。於是，被安裝在該測試夾具502中的頂端元件108有利的是由一電性絕緣材料所做成的，使得至少該底部元件102係與該測試夾具502電性絕緣的、或至少是不與該測試夾具502的整體結構共用一接地連線。至該底部元件102、以及可能至該中間的元件106的電連線係因此只藉由一經由該頂端元件108的連接墊之受控的連線來加以提供。藉此，一專用的無雜訊的接地連線可加以提供。在另一實施例中，該底部元件106可以在其外部表面上包括一電極，其中該電極係被配置以連接至一位在相鄰該指紋感測器的感測表面之對應的接地電極。該接地電極例如可以是位在該指紋感測裝置110被安裝在其上的一PCB(未顯示)上，使得該接地連線係在該測試模組100係朝向該指紋感測裝置110移動並且接觸其的時候被形成。藉此，來自該測試夾具502的干擾係避免到達該指紋感測裝置110。再者，該接地連線亦可以經由該中間的元件來加以提供。

圖7是流程圖描繪根據本發明的一實施例的一種方法的一般的步驟。在圖7中概述的方法將會參考描繪一種用於測試一指紋感測裝置110的測試配置500的圖5來加以描述。

該方法係包括在該測試模組100之下配置702一指紋感測裝置110、朝向該指紋感測裝置110來移動704該測試模組100，使得該底部元件102的外部表面部分104接觸到該感測裝置110的一感測表面、利用該指紋感測裝置110來捕捉706一影像。藉此，該指紋感測裝置的一功能可以利用所述的測試模組100並且藉由分析所捕捉的影像，例如是藉由比較所 捕捉的影像與一對應於該測試模組的圖案之預期的結果來加以測試。一測試序列亦可以包括捕捉複數個具有相同圖案的影像。例如，數個影像可以利用該指紋感測裝置的不同的設定來加以捕捉。

再者，該測試配置500亦可以包括複數個連續配置的測試模組100，以用於測試該指紋感測裝置110的不同的特點或方面。

即使本發明已經參考其之特定的例證實施例來加以敘述，但是許多不同的改變、修改與類似者對於熟習此項技術者而言將會變成是明顯的。再者，應注意到的是，該測試模組的部分可以用各種方式來加以省略、交換或是配置，該測試模組仍然是能夠執行本發明的功能。

此外，所揭露的實施例的變化可以被熟習技術者在實施所主張的發明中、從該圖式、本揭露內容、以及所附的申請專利範圍的研究來理解及達成。在該申請專利範圍中，該字詞"包括"並不排除其它的元件或步驟，並且該不定冠詞"一"或是"一個"並不排除複數個。事實單純是在相互不同的附屬項申請專利範圍中所闡述的某些手段並非指出這些手段的一組合並無法有利地來加以利用。

Claims (19)

1. 一種用於測試一指紋感測裝置之測試模組，其係包括：一導電的底部元件，其係包括一被配置以接觸該指紋感測裝置的一感測表面的外部表面部分；一導電的中間的元件，其係在一相對該外部表面部分的側邊上連接至該底部元件，該中間的元件係包括一種撓性材料，其係使得該底部元件能夠響應於當該外部表面部分被壓抵一相對於該底部元件的該外部表面傾斜的表面時所發生的一施加的力來改變對準；以及一頂端元件，其係被配置以連接該測試模組至一測試夾具。
2. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該導電的底部元件係包括一接地電極，其係被配置以連接至一測試夾具的一對應的接地電極。
3. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該中間的元件是固體的。
4. 根據申請專利範圍第3項之測試模組，其中該中間的元件係由單一種材料所組成的。
5. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該中間的元件係包括撓性的側壁而為中空的。
6. 根據申請專利範圍第5項之測試模組，其中該些撓性的側壁是導電的。
7. 根據申請專利範圍第6項之測試模組，其中該中間的元件係包括一導電的流體。
8. 根據申請專利範圍第7項之測試模組，其中該流體是一凝膠。
9. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該底部元件以及該中間的 元件的導電度係對應於一手指的導電度。
10. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該底部元件的該外部表面部分係包括一圖案，其係被配置以藉由一指紋感測裝置來加以偵測。
11. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該底部元件的該外部表面部分係包括一複製一指紋的圖案。
12. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該底部元件的該外部表面部分係包括複數個不同的圖案。
13. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該中間的元件係在一垂直於該底部元件的該外部表面部分的方向上為撓性的。
14. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該底部元件係撓性的，其係具有一彈性模數係高於該中間的元件的一彈性模數。
15. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該中間的元件係包括導電的橡膠。
16. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其中該底部元件係包括導電的橡膠。
17. 根據申請專利範圍第1項之測試模組，其進一步包括一被配置在該底部元件以及該中間的元件之間的導電膜，其中該導電膜係被配置以連接至一測試夾具的一接地電極。
18. 一種用於利用一測試模組來測試一指紋感測裝置之方法，該測試模組係包括：一導電的底部元件，其係包括一被配置以接觸該指紋感測裝置的一感測表面之實質平坦的外部表面部分； 一導電的中間的元件，其係在一相對該外部表面的側邊上連接至該第一部分，該第二部分係包括一種撓性材料，其係使得該底部元件能夠響應於當該外部表面被壓抵一相對於該底部元件的該外部表面傾斜的表面時所發生的一施加的力來改變對準；以及一頂端元件，其係被配置以連接該測試模組至一測試夾具，該方法係包括：將一指紋感測裝置配置在該測試模組之下；朝向該指紋感測裝置來移動該測試模組，使得該底部元件的該外部表面部分接觸到該感測裝置的一感測表面；以及利用該指紋感測裝置來捕捉一影像。
19. 根據申請專利範圍第18項之方法，其進一步包括驗證藉由該指紋感測裝置所捕捉的該影像係對應於該底部元件的該外部表面部分的一表面圖案。