TWI546742B - Detection method of fingerprint sensor and its testing equipment - Google Patents

Description

指紋感測器之檢測方法及其檢測設備

本發明係關於一種指紋感測器之檢測方法及其檢測設備，尤指一種適用於全自動化檢測指紋感測器之方法及設備。

指紋辨識是目前生物特徵辨識方法中最普遍的一種，其主要利用指紋感測器來感測使用者指紋並對其進行比對的方式，來辨別使用者的身份。

再者，指紋感測器在被製造完成後，目前較常見的品管檢測仍主要以人工的方式來進行。進一步說明，現有常見指紋感測器的檢測以下述方式進行：首先，檢測人員將待測試之指紋感測器妥適地放置於一檢測座內，當然自動化程度較高的工廠，此一步驟可能會以機器手臂來取代人工；接著，檢測人員將自己的指頭按壓於指紋感測器上進行檢測。

然而，此一習知的人工檢測方式，不僅因人工成本高昂所導致檢測成本難以降低；而且，檢測過程中人工操作所產生變數相當多，例如人工按壓指紋的力道不均所造成指紋的感測面積大小不一或指紋清晰度不一，如此將影響檢測的精準度。

再者，因人工指紋有其外形上的限制，故難以完全覆蓋指紋感測器上的全部的感測區域，亦即無法完整測試指紋感測器上全部的感應電極。另外，習知的人工檢測方式難免會使指紋感測器遭受污染，或者甚至因人為操作錯誤或施力不當造成感測器毀損。

本發明之主要目的係在提供一種指紋感測器之檢測方法及其檢測設備，俾能以機器自動化的入料、搬運、置料、測試及分類取代傳統人工檢測的方式，除了可以提升檢測效率以及檢測精準度外，更可有效降低成本。

為達成上述目的，本發明一種指紋感測器之檢測設備，主要包括一測試座、一下壓機構以及一控制器；測試座係用於靜置一指紋感測器，下壓機構前端包括一導電元件；控制器，其電性連接下壓機構，及藉由測試座電性連接至指紋感測器；其中，控制器控制下壓機構移動以趨近測試座，並由導電元件接觸測試座上的指紋感測器，以對指紋感測器進行檢測。據此，本發明利用控制器來控制整個檢測的進行，並藉由下壓機構及其導電元件來取代傳統以人工手動的方式來進行檢測。

較佳的是，指紋感測器包括一感測區域及一非感測區域；而本發明之指紋感測器之檢測設備的下壓機構可更包括一推塊，其可設置於下壓機構之下端面。其中，當控制器控制下壓機構移動以趨近測試座時，且由推塊推抵指紋感測器之非感測區域。據此，本發明藉 由推塊推抵指紋感測器，除了可使指紋感測器完全地靜置於測試座上，以確保指紋感測器與測試座內的探針或接點完整地電性接觸。此外，更佳的是，此時透過控制器可進行導通之電性測試，亦即檢測指紋感測器之全部接點與測試座內的探針是否構成導通。

再者，本發明之指紋感測器之檢測設備的下壓機構可更包括一升降致動器，其電性連接至控制器，並連接導電元件。其中，當控制器控制下壓機構移動以趨近測試座，且由推塊推抵指紋感測器之非感測區域時，控制器可控制升降致動器進而驅使導電元件下降以接觸該指紋感測器之感測區域。據此，本發明可採取二段式下壓作動，第一段下壓係透過推塊推抵指紋感測器，使指紋感測器更穩固地靜置在測試座內，並可進行電性導通測試；第二段下壓則利用升降致動器下降導電元件，使其接觸指紋感測器，俾利對指紋感測器進行測試。

另外，本發明之指紋感測器之檢測設備的下壓機構可另包括一平移致動模組，其電性連接至控制器，並連接導電元件。其中，當控制器控制下壓機構移動以趨近測試座，且由推塊推抵指紋感測器之非感測區域時，控制器控制平移致動模組進而驅使導電元件接觸並滑移於指紋感測器之感測區域上。據此，本發明之下壓機構可採取二段式作動，第一段作動係透過推塊推抵指紋感測器，而第二段作動則利用平移致動模組滑移導電元件，使其滑動式接觸指紋感測器，俾可適用於滑動式指紋感測器之測試。

又，本發明指紋感測器之檢測設備可更包括一水平位移模組，其係電性連接控制器，並連接測試座。其中，當控制器控制下壓機構移動以趨近測試座，且由導電元件接觸測試座上的指紋感測器時，控制器可控制水平位移模組進而驅使測試座滑移。據此，本發明可以利用水平位移模組來滑移測試座，使指紋感測器滑過導電元件，藉此可針對滑動式指紋感測器進行測試。

再且，本發明指紋感測器之檢測設備的導電元件中用於接觸該指紋感測器之表面上可形成有一類指紋紋路；而控制器可包括一記憶單元，其可儲存有一與類指紋紋路相符之指紋樣本。其中，控制器可比對指紋感測器所感測到的紋路與指紋樣本。據此，本發明可藉由比對指紋感測器所感測到的紋路與指紋樣本，以自動化判斷指紋感測器合格與否。不過，本發明所提供的檢測設備並不以指紋紋路之比對為限，亦可透過其他檢測方式例如以受觸發的電荷變化量等來判斷指紋感測器合格與否。

為達成前述目的，本發明一種指紋感測器之檢測方法，其包括以下步驟：首先，提供一指紋感測器並靜置於一測試座上；接著，驅動壓機構以趨近測試座，而下壓機構的前端包括一導電元件，並由導電元件接觸測試座上的指紋感測器，以對該指紋感測器進行檢測。

較佳的是，下壓機構可更包括一推塊，其係設置於下壓機構之下端面並位在導電元件的外圍；在本 發明指紋感測器之檢測方法中，當驅動下壓機構趨近測試座時，推塊推抵指紋感測器，並由一控制器對指紋感測器與測試座間進行電性導通測試。據此，本發明可於進行指紋感測器之功能測試之前，先進行電性導通測試，可以有效地初步排除因接觸不良所產生之誤判。

再者，下壓機構可更包括一升降致動器，其連接導電元件；在本發明指紋感測器之檢測方法中，當驅動下壓機構趨近測試座而推塊推抵指紋感測器時，導電元件藉由升降致動器之驅動而下降接觸指紋感測器，控制器控制指紋感測器以檢測導電元件之表面上的紋路或指紋感測器受觸發時的電荷變化量。據此，本發明可採取二段式下壓作動，第一段下壓係透過推塊推抵指紋感測器，第二段下壓則利用升降致動器下降導電元件，使其接觸指紋感測器，俾利對該指紋感測器進行測試。

另外，下壓機構可更包括一平移致動模組，其連接導電元件；在本發明指紋感測器之檢測方法中，當驅動下壓機構趨近測試座且推塊推抵指紋感測器時，導電元件可藉由平移致動模組之驅動而接觸並滑移於指紋感測器上，控制器控制指紋感測器以檢測導電元件之表面上的紋路。據此，本發明之下壓機構可採取二段式作動，第一段作動係透過推塊下壓推抵指紋感測器，而第二段作動則使導電元件滑動式接觸指紋感測器，故本發明亦可針對滑動式指紋感測器進行測試。

又，在本發明指紋感測器之檢測方法中，當驅動下壓機構趨近測試座並且導電元件接觸指紋感測器 時，測試座產生一水平滑移，控制器控制指紋感測器以檢測導電元件之表面上的紋路。據此，於測試時，本發明讓測試座水平滑移，以讓指紋感測器滑過導電元件，藉此可針對滑動式指紋感測器進行測試。

此外，在本發明指紋感測器之檢測方法中，當控制器控制指紋感測器以檢測導電元件之表面上的紋路之後，可更包括一步驟，即控制器比對指紋感測器所感測到的紋路與一指紋樣本，以判斷指紋感測器合格與否，藉此構成全自動化檢測。不過，本發明所提供的檢測方法並不以指紋紋路之比對為限，亦可透過其他方法例如以受觸發的電荷變化量等來判斷指紋感測器合格與否。

2‧‧‧測試座

20‧‧‧晶片收容槽

21‧‧‧探針

3‧‧‧下壓機構

30‧‧‧下端面

31‧‧‧導電元件

311‧‧‧類指紋紋路

32‧‧‧推塊

33‧‧‧升降致動器

331‧‧‧作動桿

34‧‧‧平移致動模組

4‧‧‧控制器

41‧‧‧記憶單元

5‧‧‧水平位移模組

C‧‧‧指紋感測器

C1‧‧‧接點

Ca‧‧‧感測區域

Cb‧‧‧非感測區域

Cs‧‧‧滑動式指紋感測器

Fs‧‧‧指紋樣本

SI‧‧‧內部空間

圖1A係本發明第一實施例之示意剖視圖。

圖1B係本發明第一實施例之系統架構圖。

圖2A係本發明第二實施例之示意剖視圖。

圖2B係本發明第二實施例之系統架構圖。

圖2C係本發明第二實施例之測試流程圖。

圖3A係本發明第三實施例之示意剖視圖。

圖3B係本發明第三實施例之系統架構圖。

圖4A係本發明第四實施例之示意剖視圖。

圖4B係本發明第四實施例之系統架構圖。

本發明指紋感測器之檢測方法及其檢測設備 在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。

請同時參閱圖1A及圖1B，圖1A係本發明指紋感測器之檢測設備第一實施例之示意剖視圖，圖1B係本發明指紋感測器之檢測設備第一實施例之系統架構圖。如圖中所示，本實施例主要包括一測試座2、一下壓機構3以及一控制器4。其中，測試座2包括一晶片收容槽20，其用於靜置並固定待測試之指紋感測器C，而晶片收容槽20的底端面佈設有複數探針21，其用於電性接觸指紋感測器C之接點C1。

再者，下壓機構3的下端面30設置有一導電元件31，其由導電材質構成，較佳為具備彈性之特性，藉以吸收物件接觸時的衝擊力，而可達成緩衝功效。本實施例之導電元件31係採用導電橡膠或導電泡棉。而且，導電元件31中用於接觸指紋感測器C之表面上形成有一類指紋紋路311，其類似人類手指頭紋路。

另外，控制器4電性連接下壓機構3及測試座2之複數探針21，並藉此電性導通至指紋感測器C。而且，控制器4包括一記憶單元41，其可以是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體(Flash memory)、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合。本實施例之記憶單元41儲存有一與類指紋紋路311 相符之指紋樣本Fs。

其中，本實施例之測試流程如下，利用機器手臂或其他的取放機構(圖中未示)，將一指紋感測器C靜置於一測試座2上。接著，控制器4控制下壓機構3向下移動以趨近測試座2，並使導電元件31接觸測試座2上的指紋感測器C，並且由控制器4開始檢測之進行，即指紋感測器C感測導電元件31上之類指紋紋路311。待檢測完畢後，控制器4比對指紋感測器C所感測到的紋路與指紋樣本Fs，藉以判斷受測的指紋感測器C是否合格。然而，本實施例雖然採用指紋紋路的比對作為指紋感測器C合格與否判斷依據，但本發明並不以此為限，在其他實施態樣中亦可透過其他手段來達成檢測及判斷，例如檢測受觸發的電荷變化量等。

在請一併參閱圖2A及圖2B，圖2A係本發明指紋感測器之檢測設備第二實施例之示意剖視圖，圖2B係本發明指紋感測器之檢測設備第二實施例之系統架構圖。首先，如圖2A中所示，指紋感測器C包括一感測區域Ca及一非感測區域Cb。本實施例之檢測設備與前述第一實施例主要差異在於，下壓機構31之下端面30設置有一推塊32，且下壓機構3內部安裝有一升降致動器33。

其中，本實施例之推塊32為一矩型環框，其用於當控制器4驅動下壓機構3趨近測試座2時，推塊32下壓推抵指紋感測器C之非感測區域Cb，藉以使指紋感測器C完全地靜置並固定於測試座2上，以確保指紋感測器C之接點C1與測試座2內的探針21完整地電性接觸。

當然，本實施例之推塊32並不以矩型環框為限，其他形式的結構，例如對應於指紋感測器C之非感測區域Cb之塊狀、條狀、或其他幾何形狀之結構均可適用。而且，推塊32的材質較佳採用無磁性(non-magnetic)、不導電且具備彈性特性之材質，例如橡膠，其可吸收推塊32與指紋感測器C接觸時過當的衝擊力。

此外，在本實施例中，此時更進行一電性導通測試，亦即控制器4對測試座2上的複數探針21施加低電壓、微電流，並量測回饋電壓或電流，藉此判斷指紋感測器C之接點C1與測試座2內的探針21是否完全達到電性接觸，可以有效地初步排除因接觸不良所產生之誤判。

另一方面，關於升降致動器33，其電性連接至控制器4。其中，本實施例之升降致動器33係採用氣壓缸，其被設定為可提供1kgf至10kgf之接觸力。但本發明又不以氣壓缸為限，亦可採用線性馬達或其他可達成直線升降之等效裝置。再且，導電元件31係組設於突出氣壓缸體外之作動桿331上，透過氣壓缸之驅動可使導電元件31升降作動。

請一併參閱圖2C，圖2C係本發明指紋感測器之檢測設備第二實施例之測試流程圖。本實施例之測試流程如下，利用機器手臂或其他的取放機構(圖中未示)，將一指紋感測器C靜置於一測試座2上，如步驟SA所示。接著，控制器4驅動下壓機構3趨近測試座2，使推塊32推抵指紋感測器C之非感測區域Cb，並進行指紋感測 器C與測試座2間的電性導通測試，如步驟SB所示。

待指紋感測器C通過電性導通測試後，控制器4控制升降致動器33進而驅使導電元件31下降接觸指紋感測器C之感測區域Ca，並檢測指紋感測器C，即由指紋感測器C感測導電元件31上之類指紋紋路311，如步驟SC所示。然而，在步驟SB中，未通過電性導通測試之指紋感測器C，則同樣利用機器手臂或其他的取放機構(圖中未示)將該指紋感測器C取出並重新置入測試座2，或直接置於一晶片承載盤(圖中未示)中等待重測或直接列為不良品。

待步驟SC之檢測完畢後，控制器4比對指紋感測器C所感測到的紋路與指紋樣本Fs，藉以判斷受測的指紋感測器C是否合格，如步驟SD所示。最後，控制器4根據檢測結果控制機器手臂或其他的取放機構(圖中未示)將完測之指紋感測器C置入良品或不良品之晶片承載盤(圖中未示)中。

請一併參閱圖3A及圖3B，圖3A係本發明指紋感測器之檢測設備第三實施例之示意剖視圖，圖3B係本發明指紋感測器之檢測設備第三實施例之系統架構圖。如圖中所示，本實施例與上述第二實施例之差異在於，本實施例可特別適用於滑動式指紋感測器Cs。詳言之，本實施例之下壓機構3更包括一平移致動模組34，其電性連接至控制器4，並連接導電元件31。其中，平移致動模組34同樣可採用氣壓缸、線性馬達或其他可達成平移運動之等效裝置。

本實施例之測試流程與第二實施例主要差異在於，當控制器4驅動下壓機構3趨近測試座2，而推塊32推抵滑動式指紋感測器Cs之非感測區域Cb時，控制器4控制平移致動模組34進而驅使導電元件31接觸並滑移於滑動式指紋感測器Cs之感測區域Ca上。據此，本實施例之下壓機構3採取二段式作動，第一段下壓係透過推塊32推抵滑動式指紋感測器Cs，而第二段作動則利用平移致動模組34滑移導電元件31，使其滑移接觸滑動式指紋感測器Cs，故本實施例可適用於檢測滑動式指紋感測器Cs。

另外，在本發明之其他實施例中，亦可將第三實施例之平移致動模組34替換成其他二維或三維的致動模組，亦即至少可提供升降和平移等作動模式之驅動機構。詳言之，在本發明之其他實施例中，當推塊32推抵滑動式指紋感測器Cs之非感測區域Cb時，二維或三維的致動模組(圖中未示)可驅動導電元件31下降接觸滑動式指紋感測器Cs並滑移與感測區域Ca上，藉此進行檢測。然而，二維或三維的致動模組可由導軌、導槽、螺桿、或曲柄機構等導引構件搭配氣壓缸或馬達等驅動源來構成。

請同時參閱圖4A及圖4B，圖4A係本發明指紋感測器之檢測設備第四實施例之示意剖視圖，圖4B係本發明指紋感測器之檢測設備第四實施例之系統架構圖。本實施例與上述第三實施例相同，都可適用於滑動式指紋感測器Cs之檢測；但本實施例與第三實施例不同的是，本實施例之導電元件31並不會平移作動，而是由測試 座2帶動待測試之滑動式指紋感測器Cs平移。

進一步說明，相較於第一實施例，本實施例更包括一水平位移模組5，其係電性連接控制器4，並連接測試座2。本實施例之測試流程與第一實施例主要差異在於，當控制器4驅動下壓機構3趨近測試座2並使導電元件31接觸測試座2上的滑動式指紋感測器Cs時，控制器4控制水平位移模組5進而驅使測試座2滑移，使滑動式指紋感測器Cs之感測區域Ca接觸地滑過導電元件31下表面，並同時進行測試，藉此達成滑動式指紋感測器Cs之檢測。

較佳的是，本實施例之測試座2包括一固定手段(圖中未示)，用來使滑動式指紋感測器Cs穩固地靜置於測試座2內，而使之不會隨著導電元件31接觸滑動式指紋感測器Cs並進行滑移時，因接觸面間的摩擦力，造成滑動式指紋感測器Cs脫離測試座2。然而，本實施例之固定手段是利用測試座2與滑動式指紋感測器Cs間以負壓形成吸附固定的方式；亦即，以一負壓源(圖中未示)來吸出測試座2內空氣，使內部空間S_I形成負壓，來吸附滑動式指紋感測器Cs。當然，本實施例之固定手段不以負壓吸附的方式為限，亦可在測試座2上配備有夾持滑動式指紋感測器Cs之機構的方式來取代，然而其他等效之固定手段如磁力吸附等都應可適用於本實施例中。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

2‧‧‧測試座

20‧‧‧晶片收容槽

21‧‧‧探針

3‧‧‧下壓機構

30‧‧‧下端面

31‧‧‧導電元件

311‧‧‧類指紋紋路

C‧‧‧指紋感測器

C1‧‧‧接點

Claims (12)

1. 一種指紋感測器之檢測設備，包括：一測試座，其係用於靜置一指紋感測器；一下壓機構，其包括一導電元件；以及一控制器，其電性連接該下壓機構，及藉由該測試座電性連接至該指紋感測器；其中，該控制器控制該下壓機構移動以趨近該測試座，並由該導電元件接觸該測試座上的該指紋感測器以進行該指紋感測器之檢測。
2. 如請求項1之指紋感測器之檢測設備，其中，該指紋感測器包括一感測區域及一非感測區域；及該下壓機構更包括一推塊，其係設置於該下壓機構之下端面；且當該控制器控制該下壓機構移動以趨近該測試座時，該推塊推抵該指紋感測器之該非感測區域。
3. 如請求項2之指紋感測器之檢測設備，其中，該下壓機構更包括一升降致動器，其電性連接至該控制器，並連接該導電元件；其中，當該控制器控制該下壓機構移動以趨近該測試座，且由該推塊推抵該指紋感測器之該非感測區域時，該控制器控制該升降致動器進而驅使該導電元件下降以接觸該指紋感測器之該感測區域。
4. 如請求項2之指紋感測器之檢測設備，其中，該下壓機構更包括一平移致動模組，其電性連接至該控制器，並連接該導電元件；其中當該控制器控制該下壓機構移動以趨近該測試座，且由該推塊推抵該指紋感測器 之該非感測區域時，該控制器控制該平移致動模組進而驅使該導電元件接觸並滑移於該指紋感測器之該感測區域上。
5. 如請求項1之指紋感測器之檢測設備，更包括一水平位移模組，其係電性連接該控制器，並連接該測試座；其中，當該控制器控制該下壓機構移動以趨近該測試座，且由該導電元件接觸該測試座上的該指紋感測器時，該控制器控制該水平位移模組進而驅使該測試座滑移。
6. 如請求項1之指紋感測器之檢測設備，其中，該導電元件中用於接觸該指紋感測器之表面上形成有一類指紋紋路；及該控制器包括一記憶單元，其儲存有一與該類指紋紋路相符之指紋樣本；該控制器比對該指紋感測器所感測到的紋路與該指紋樣本。
7. 一種指紋感測器之檢測方法，其包括以下步驟：(A).提供一指紋感測器並靜置於一測試座上；以及(B).驅動一下壓機構以趨近該測試座，該下壓機構包括一導電元件，並由該導電元件接觸該測試座上的該指紋感測器，以對該指紋感測器進行檢測。
8. 如請求項7之指紋感測器之檢測方法，其中，該下壓機構更包括一推塊，其係設置於該下壓機構之下端面且位在該導電元件的外圍；於該步驟(B)中，當驅動該下壓機構趨近該測試座時，該推塊推抵該指紋感測器，並由一控制器對該指紋感測器與該測試座間進行電性導通測試。
9. 如請求項8之指紋感測器之檢測方法，其中，該下壓機構更包括一升降致動器，其連接該導電元件；於該步驟(B)中，當驅動該下壓機構趨近該測試座而該推塊推抵該指紋感測器時，該導電元件藉由該升降致動器之驅動而下降接觸該指紋感測器，該控制器控制該指紋感測器以檢測該導電元件之表面上的紋路或該指紋感測器受觸發時的電荷變化量。
10. 如請求項8之指紋感測器之檢測方法，其中，該下壓機構更包括一平移致動模組，其連接該導電元件；於該步驟(B)中，當驅動該下壓機構趨近該測試座且該推塊推抵該指紋感測器時，該導電元件藉由該平移致動模組之驅動而接觸並滑移於該指紋感測器上，該控制器控制該指紋感測器以檢測該導電元件之表面上的紋路。
11. 如請求項8之指紋感測器之檢測方法，其中，於該步驟(B)中，當驅動該下壓機構趨近該測試座並且該導電元件接觸該指紋感測器時，該測試座產生一水平滑移，該控制器控制該指紋感測器以檢測該導電元件之表面上的紋路。
12. 如請求項8至11中任一項之指紋感測器之檢測方法，其中，於該步驟(B)中，當該控制器控制該指紋感測器以檢測該導電元件之表面上的紋路時，於該步驟(B)後更包括一步驟；(C).該控制器比對該指紋感測器所感測到的紋路與一指紋樣本。