TWI514287B - 指紋辨識晶片檢測裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

指紋辨識晶片檢測裝置及其操作方法

本發明係有關一種晶片檢測裝置及其操作方法，尤指一種指紋辨識晶片檢測裝置及其操作方法。

現行指紋辨識晶片生產測試流程大致如下：從晶圓廠所生產出來的晶圓(wafer)先進行封裝前測試(未封裝測試CP Test)。然後，晶圓做研磨切割取出良晶粒(good dies)，接著做封裝(assembly)及封裝後測試(已封裝測試Final Test)。

因為指紋辨識晶片是感測晶片，一般會因為考量由於測試機台無法完整檢測指紋辨識晶片的良莠，使得晶片出貨後的實際使用時，還是會出現問題。有鑑於此，通常會再額外增加子系統(模組級)測試(module level test)，以提高指紋辨識晶片測試良率。然而，相對地，由於模組級測試所需要花費的時間較長，也因此，直接影響到的除了增加測試所需要的人力成本外，也延緩了出貨時間。

再者，以現行模組級測試的技術而言，主要是以人工方式進行，也就是說測試者以手指直接刷觸晶片的感應面，以判斷晶片的感應辨 識品質與能力。如此一來，對同一個晶片的感應辨識良率測試而言，由不同的測試者進行人工方式檢測，其手指接觸在晶片感應面的按壓力道與滑動速度的不同，將會影響晶片的辨識品質及能力。再者，也增加了人力成本及產出的時效。

因此，如何設計出一種指紋辨識晶片檢測裝置及其操作方法，透過自動化檢測程序，以縮短大量指紋辨識晶片之感應辨識良率測試時間、減少測試成本、提早出貨時間，並且提高對於該晶片感應辨識良率以及降低人力成本，乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。

為了解決上述問題，本發明係提供一種指紋辨識晶片檢測裝置，以克服習知技術的問題。因此本發明該指紋辨識晶片檢測裝置係包括一晶片導板、一指觸模擬板、一壓抵板以及一指紋辨識晶片。該晶片導板係具有相對的一第一表面與一第二表面，該晶片導板設有貫穿該第一表面與該第二表面的一晶片容置槽。該指觸模擬板係貼設於該晶片導板的該第二表面上，且完全覆蓋該晶片容置槽。該壓抵板係具有複數個導針。該指紋辨識晶片係容置於該晶片容置槽；該指紋辨識晶片係具有相對的一指觸感應表面及一針觸面，該針觸面係提供複數個腳位，其中一腳位係為一脈衝信號腳位，該脈衝信號腳位係以產生輸出一脈衝信號。其中該壓抵板抵接於該針觸面時，該些導針係對應地接觸該些腳位，且同時該指觸感應表面係壓抵該指觸模擬板；透過該脈衝信號腳位輸出該脈衝信號至該指觸模擬板，以模擬手指接觸該指觸感應表面的動作，進而檢測該指紋辨識晶片的接觸辨識品質及能力。

為了解決上述問題，本發明係提供一種指紋辨識晶片檢測裝置之操作方法，以克服習知技術的問題。因此本發明該指紋辨識晶片檢測裝置之方法係包括含下列步驟：(a)提供一晶片導板；該晶片導板係具有相對的一第一表面與一第二表面，且設有貫穿該第一表面與該第二表面的一晶片容置槽；(b)提供一指觸模擬板；該指觸模擬板係貼設於該晶片導板的該第二表面，且完全覆蓋該晶片容置槽；(c)提供一壓抵板；該壓抵板係具有複數個導針；(d)提供一指紋辨識晶片；該指紋辨識晶片係容置於該晶片容置槽，且具有相對的一指觸感測面與一針觸面，該針觸面係提供複數個腳位，其中一腳位係為一脈衝信號腳位，該脈衝信號腳位係以產生一脈衝信號；以及(e)該壓抵板抵接於該針觸面時，該些導針係對應地接觸該些腳位，且同時該指觸感應表面係壓抵該指觸模擬板；透過該脈衝信號腳位輸出該脈衝信號至該指觸模擬板，以模擬手指接觸該指觸感應表面的動作，進而檢測該指紋辨識晶片的接觸辨識品質與能力。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

10‧‧‧晶片導板

20‧‧‧指觸模擬板

30‧‧‧壓抵板

40‧‧‧指紋辨識晶片

50‧‧‧繼電器電路

101‧‧‧第一表面

102‧‧‧第二表面

103‧‧‧晶片容置槽

31~3N‧‧‧導針

401‧‧‧針觸面

402‧‧‧指觸感應表面

41~4N‧‧‧腳位

4P‧‧‧脈衝信號腳位

SP‧‧‧脈衝信號

502‧‧‧開關單元

504‧‧‧線圈單元

100‧‧‧活動部

200‧‧‧固定部

3~5‧‧‧端點

S10~S50‧‧‧步驟

圖1係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置之立體圖；圖2係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置之局部分解圖；圖3係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置之側視圖； 圖4係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置蓋合狀態之側視圖；圖5係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置蓋合狀態之下視圖；圖6係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置進行接觸辨識檢測之示意圖；及圖7係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置操作方法之流程圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：

請參閱圖1與圖2係分別為本發明指紋辨識晶片檢測裝置之立體圖與局部分解圖。該指紋辨識晶片檢測裝置係包括一晶片導板10、一指觸模擬板20、一壓抵板30以及一指紋辨識晶片40。該晶片導板10係具有相對的一第一表面101與一第二表面102，且該晶片導板10設有貫穿該第一表面101與該第二表面102的一晶片容置槽103，亦即，該晶片容置槽103係為一透空的穿槽。在本實施例中，該第一表面101係為一上表面(相對於該指紋辨識晶片檢測裝置操作時所擺放的位置)，而該第二表面102係為一下表面。此外，該晶片導板10係為一導電材質之板體。

該指觸模擬板20係貼設於該晶片導板10的該第二表面102，且完全覆蓋該晶片容置槽103。因此，當該指觸模擬板20貼附於該晶片導板10的該下表面設置時，該指觸模擬板20的局部區域係顯露於該晶片導板10所透空的區域，亦即該指觸模擬板20的局部區域係顯露於透空穿槽中。故此，當該指觸模擬板20貼設於該晶片導板10的該第二表面102時，該晶片導板10所具有厚度的透空區域與顯露在該透空區域的該指觸模擬板20係形成一容置空間，亦即該晶片容置槽103。

該壓抵板30係具有複數個(n根)導針31~3N，其中該些導針31~3N係具有導電性及伸縮性之針狀體。如圖1所示，該些導針31~3N係突設於該壓抵板30上，且該些導針31~3N係以楕圓形的排列配置於該壓抵板30的一表面上。然而，上述該實施態樣僅為一範例，並非用以限制本發明之技術保護範圍。

該指紋辨識晶片40係容置於該晶片容置槽103。承上所述，當該指紋辨識晶片40準備進行電氣特性測試與感應辨識良率檢測前，係放置在該晶片導板10所具有厚度的透空區域與顯露在該透空區域的該指觸模擬板20所形成的該容置空間內。該指紋辨識晶片40係具有相對的一指觸感應表面402與一針觸面401。其中，該指觸感應表面402係為使用者的手指所接觸在該指紋辨識晶片40的接觸面。該針觸面401係為該指紋辨識晶片40的信號輸入及電力供應面。更具體而言，該針觸面401係提供複數個(n個)腳位41~4N，其中一腳位係定義為一脈衝信號腳位4P。該脈衝信號腳位4P係以輸出一脈衝信號SP。同樣地，該針觸面401上的該些腳位41~4N係以楕圓形的排列配置。更進一步而言，該些腳位41~4N排列的方式與位置，係完全對應上述該壓抵板30上的該些導針31~3N所配置。換言之，若該些導針31~3N以圓形或其他幾何形狀排列配置於該壓抵板30的該表面上，則該些腳位41~4N排列的方式與位置，也完全地應該些導針31~3N所配置。

當該指紋辨識晶片40放置於該晶片容置槽103後，即可開始準備進行電氣特性測試與感應辨識良率檢測。請參閱3係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置之側視圖。由圖3可明顯地看出該指紋辨識晶片檢測裝置 主要係包括一活動部100與一固定部200，並且該活動部100係樞接該固定部200。配合前述圖1與圖2，該晶片導板10、該指觸模擬板20以及該指紋辨識晶片40係包括在該固定部200中，而該壓抵板30則包括在該活動部100中。

更具體而言，該固定部200係以電性設置在一基板上，該基板係可為一印刷電路板(printed circuit board,PCB)，以提供該指紋辨識晶片檢測裝置操作時所需之電氣迴路。此外，該活動部100可透過與該固定部200的樞接，達到可樞轉的活動方式。換言之，以圖3的角度表示，該活動部100以順時針方向樞轉，以蓋合於該固定部200上；此外，該活動部100以逆時針方向樞轉，以掀離該固定部200。配合參閱圖4與圖5係分別為本發明指紋辨識晶片檢測裝置蓋合狀態之側視圖與下視圖。當該活動部100以順時針方向樞轉，且蓋合於該固定部200上時，該壓抵板30係抵接於該針觸面401。再者，由於該些腳位41~4N排列的方式與位置，完全地應該些導針31~3N所配置，因此，該些導針31~3N係對應地電性連接該些腳位41~4N。當該壓抵板30係抵接於該針觸面401時，該係壓抵該指觸模擬板20，以模擬使用者的手指接觸在該指觸感應表面402的動作。至於該指紋辨識晶片檢測裝置之操作說明，將於後文有詳細之闡述。

請參閱圖6係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置進行接觸辨識檢測之示意圖。該指紋辨識晶片檢測裝置係更包括一繼電器電路(relay circuit)50。該繼電器電路50係電性連接於該指觸模擬板20與該指紋辨識晶片40之間。其中，該繼電器電路50提供一開關單元502與一線圈單元504。該指紋辨識晶片40之該脈衝信號腳位4P係連接到該開關單元502的 一端點5，且該指觸模擬板20係連接到該開關單元502的另一端點3。

當該指紋辨識晶片40放置於該晶片容置槽103，且準備進行檢測之前，該開關單元502的端點3係連接該開關單元502的再另一端點4，換言之，進行檢測前，該脈衝信號腳位4P與該指觸模擬板20係為開路未導通狀態。當開始進行檢測，系統係以產生一檢測確認信號，以本實施例為例，系統可產生一5伏特的電壓信號+5V到該線圈單元504，一旦該電壓信號加在該線圈單元504兩端，使得該開關單元502的端點3與該端點5連接，如此，將使得該脈衝信號腳位4P與該指觸模擬板20電性連接。

當該脈衝信號腳位4P與該指觸模擬板20電性連接後，該脈衝信號腳位4P所產生的該脈衝信號SP係輸出到該指觸模擬板20。再者，由於該指觸模擬板20係壓抵該指紋辨識晶片40的該指觸感應表面402，如此將使得該脈衝信號SP係由該指觸模擬板20投射到該指觸感應表面402上，故此，能夠模擬使用者的手指接觸在該指紋辨識晶片40的該指觸感應表面402上。

值得一提，該指紋辨識晶片40上的該針觸面401，係透過所提供的該些腳位41~4N與外部電路達成電氣連接與信號傳遞。當模擬手指接觸在該指觸感應表面402上的動作啟動後，可透過外部自動化測試機台(automatic test equipment,ATE)傳送數位信號指令至該指紋辨識晶片40進行感應辨識品質測試。更具體而言，該自動化測試機台可透過串列週邊介面(serial peripheral interface,SPI)，以串列傳送數位信號指令的方式，將測試信號傳送至該些腳位41~4N的其中一腳位，進而對該指紋辨識晶片40進行測試。並且，測試後的結果，該指紋辨識晶片40再透過該些腳位 41~4N的另外其中一腳位回傳至該自動化測試機台，由該自動化測試機根據該些回傳的測試結果進行比對，判斷該指紋辨識晶片40的感應辨識品質。

此外，該自動化測試機台亦可透過並列週邊介面(parallel peripheral interface,PPI)，以並列傳送數位信號指令的方式，將測試信號傳送至該些腳位41~4N的其中n個腳位(對應測試信號的n個位元)，進而對該指紋辨識晶片40進行測試。並且，測試後的結果，該指紋辨識晶片40再透過該些腳位41~4N的另外其中一腳位回傳至該自動化測試機台，由該自動化測試機根據該些回傳的測試結果進行比對，判斷該指紋辨識晶片40的感應辨識品質。

請參閱圖7係為本發明指紋辨識晶片檢測裝置操作方法之流程圖。該檢測裝置操作方法包括步驟如下：提供一晶片導板；該晶片導板係具有相對的一第一表面與一第二表面，且設有貫穿該第一表面與該第二表面的一晶片容置槽(S10)。在本實施例中，該晶片導板係為一導電材質之板體。

然後，提供一指觸模擬板；該指觸模擬板係貼設於該晶片導板的該第二表面，且完全覆蓋該晶片容置槽(S20)。當該指觸模擬板貼附於該晶片導板的該第二表面時，該指觸模擬板的局部區域係顯露於該晶片導板所透空的區域，亦即該指觸模擬板的局部區域係顯露於透空穿槽中。故此，當該指觸模擬板貼設於該晶片導板的該第二表面時，該晶片導板所具有厚度的透空區域與顯露在該透空區域的該指觸模擬板係形成一容置空間，亦即該晶片容置槽。

然後，提供一壓抵板；該壓抵板係具有複數個導針(S30)。該些導針係具有導電性能之針狀體。如圖1所示，該些導針係突設於該壓抵板上，且該些導針係以楕圓形的排列配置於該壓抵板的一表面上。然而，上述該實施態樣僅為一範例，並非用以限制本發明之技術保護範圍。

然後，提供一指紋辨識晶片；該指紋辨識晶片係容置於該晶片容置槽，且具有相對的一指觸感應表面與一針觸面，該針觸面係提供複數個腳位，其中一腳位係為一脈衝信號腳位，該脈衝信號腳位係以輸出一脈衝信號(S40)。當該指紋辨識晶片準備進行電氣特性測試與感應辨識良率檢測前，係放置在該晶片導板所具有厚度的透空區域與顯露在該透空區域的該指觸模擬板所形成的該容置空間內。其中，該指觸感應表面係為使用者的手指所接觸在該指紋辨識晶片的接觸面。該針觸面係為進行該指紋辨識晶片的感應辨識良率檢測所提供的接觸面。同樣地，該針觸面上的該些腳位係以楕圓形的排列配置。更進一步而言，該些腳位排列的方式與位置，係完全對應上述該壓抵板上的該些導針所配置。換言之，若該些導針以圓形或其他幾何形狀排列配置於該壓抵板的該表面上，則該些腳位排列的方式與位置，也完全地應該些導針所配置。

當該指紋辨識晶片放置於該晶片容置槽後，即可開始準備進行電氣特性測試與感應辨識良率檢測。當該壓抵板抵接於該針觸面時，該些導針係對應地接觸該些腳位，且同時該指觸感應表面係壓抵該指觸模擬板；透過該脈衝信號腳位輸出該脈衝信號至該指觸模擬板，以模擬手指接觸該指觸感應表面的動作，進而檢測該指紋辨識晶片的感應辨識良率(S50)。

值得一提，該指紋辨識晶片上的該針觸面，係透過所提供的該些腳位與外部電路達成電氣連接與信號傳遞。當模擬手指接觸在該指觸感應表面上的動作啟動後，可透過外部自動化測試機台(automatic test equipment,ATE)傳送數位信號指令至該指紋辨識晶片進行感應辨識品質測試。更具體而言，該自動化測試機台可透過串列週邊介面(serial peripheral interface,SPI)，以串列傳送數位信號指令的方式，將測試信號傳送至該些腳位的其中一腳位，進而對該指紋辨識晶片進行測試。並且，測試後的結果，該指紋辨識晶片再透過該些腳位的另外其中一腳位回傳至該自動化測試機台，由該自動化測試機根據該些回傳的測試結果進行比對，判斷該指紋辨識晶片的感應辨識品質。

此外，該自動化測試機台亦可透過並列週邊介面(parallel peripheral interface,PPI)，以並列傳送數位信號指令的方式，將測試信號傳送至該些腳位的其中n個腳位(對應測試信號的n個位元)，進而對該指紋辨識晶片進行測試。並且，測試後的結果，該指紋辨識晶片再透過該些腳位的另外其中一腳位回傳至該自動化測試機台，由該自動化測試機根據該些回傳的測試結果進行比對，判斷該指紋辨識晶片的感應辨識品質。

綜上所述，本發明係具有以下之特徵與優點：

1、縮短大量指紋辨識晶片40之感應辨識良率測試時間，並且減少測試成本，因此可提早出貨時間；

2、對於不同外型的指紋辨識晶片40進行感應辨識良率測試，只需要更換對應該晶片導板10及該壓抵板30，其開設有與該指紋辨識晶片40相同外型的晶片容置槽103即可，如此可減少該指紋辨識晶片檢測 裝置所需要的模具，進而大大地降低成本；

3、透過該指紋辨識晶片檢測裝置，提供自動非人工的測試程序，將可避免因為不同測試者的測試習慣與方式所影響接觸辨識的結果，進而提高對於該指紋辨識晶片40感應辨識良率，並且降低人力成本。

4、該指紋辨識晶片檢測裝置係可提供同時檢測該指紋辨識晶片40的電氣特性與感應辨識良率的功能。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

10‧‧‧晶片導板

20‧‧‧指觸模擬板

30‧‧‧壓抵板

31~3N‧‧‧導針

Claims (12)

1. 一種指紋辨識晶片檢測裝置，係包括：一晶片導板，係具有相對的一第一表面與一第二表面，該晶片導板設有貫穿該第一表面與該第二表面的一晶片容置槽；一指觸模擬板，係貼設於該晶片導板的該第二表面，且完全覆蓋該晶片容置槽；一壓抵板，係具有複數個導針；及一指紋辨識晶片，係容置於該晶片容置槽；該指紋辨識晶片係具有相對的一指觸感應表面與一針觸面，該針觸面係提供複數個腳位，其中一腳位係為一脈衝信號腳位，該脈衝信號腳位係以產生一脈衝信號；其中該壓抵板抵接於該針觸面時，該些導針係對應地接觸該些腳位，且同時該指觸感應表面係壓抵該指觸模擬板；透過該脈衝信號腳位輸出該脈衝信號至該指觸模擬板，以模擬手指接觸該指觸感應表面的動作，進而檢測該指紋辨識晶片的接觸辨識品質與能力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識晶片檢測裝置，其中該指紋辨識晶片檢測裝置係由一外部測試裝置所產生之一測試信號進行檢測；其中該測試信號係透過該針觸面上的至少一腳位傳送至該指觸感應表面進行檢測。
3. 如申請專利範圍第2項所述之指紋辨識晶片檢測裝置，其中該指紋辨識晶片係透過該針觸面上的另外一腳位傳送檢測結果至該外部測試裝置進行比對，以檢測該指紋辨識晶片的感應辨識良率。
4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識晶片檢測裝置，更包括一繼電器電路，該繼電器電路係包括：一開關單元，係至少具有一第一與一第二端點；該第一端點係電性連接該脈衝信號腳位，該第二端點係電性連接該指觸模擬板；及一線圈單元，係電性連接該開關單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之指紋辨識晶片檢測裝置，其中當該線圈單元由一電壓信號驅動時，該第一端點係電性連接該第二端點，使該脈衝信號腳所產生的該脈衝信號係輸出到該指觸模擬板。
6. 如申請專利範圍第5項所述之指紋辨識晶片檢測裝置，其中當該指觸感應表面壓抵該指觸模擬板時，該脈衝信號腳所產生之該脈衝信號係輸出到該指觸模擬板。
7. 一種指紋辨識晶片檢測裝置之操作方法，係包括(a)提供一晶片導板；該晶片導板係具有相對的一第一表面與一第二表面，且設有貫穿該第一表面與該第二表面的一晶片容置槽；(b)提供一指觸模擬板；該指觸模擬板係貼設於該晶片導板的該第二表面，且完全覆蓋該晶片容置槽；(c)提供一壓抵板；該壓抵板係具有複數個導針；(d)提供一指紋辨識晶片；該指紋辨識晶片係容置於該晶片容置槽，且具有相對的一指觸感應表面與一針觸面，該針觸面係提供複數個腳位，其中一腳位係為一脈衝信號腳位，該脈衝信號腳位係以產生一脈衝信號；及 (e)該壓抵板抵接於該針觸面時，該些導針係對應地接觸該些腳位，且同時該指觸感應表面係壓抵該指觸模擬板；透過該脈衝信號腳位輸出該脈衝信號至該指觸模擬板，以模擬手指接觸該指觸感應表面的動作，進而檢測該指紋辨識晶片的接觸辨識品質與能力。
8. 如申請專利範圍第7項所述之指紋辨識晶片檢測裝置操作方法，其中該指紋辨識晶片檢測裝置係由一外部測試裝置所產生之一測試信號進行檢測；其中該測試信號係透過該針觸面上的至少一腳位傳送至該指觸感應表面進行檢測。
9. 如申請專利範圍第8項所述之指紋辨識晶片檢測裝置操作方法，其中該指紋辨識晶片係透過該針觸面上的另外一腳位傳送檢測結果至該外部測試裝置進行比對，以檢測該指紋辨識晶片的感應辨識良率。
10. 如申請專利範圍第7項所述之指紋辨識晶片檢測裝置操作方法，更包括提供一繼電器電路，該繼電器電路係包括：一開關單元，係至少具有一第一端點與一第二端點；該第一端點係電性連接該脈衝信號腳位，該第二端點係電性連接該指觸模擬板；及一線圈單元，係電性連接該開關單元。
11. 如申請專利範圍第10項所述之指紋辨識晶片檢測裝置操作方法，其中當該線圈單元由一電壓信號驅動時，該第一端點係電性連接該第二端點，使該脈衝信號腳所產生的該脈衝信號係輸出到該指觸模擬板。
12. 如申請專利範圍第11項所述之指紋辨識晶片檢測裝置操作方法，其中當該指觸感應表面壓抵該指觸模擬板時，該脈衝信號腳所產生之該脈衝信號係輸出到該指觸模擬板。