TWI575437B - Capacitive fingerprint induction module - Google Patents

Description

電容式指紋感應模組

本創作係有關一種電容式感應模組，尤指一種具有導電膠封裝結構的電容式指紋感應模組。

因應使用者的需求與技術的發展，電容式觸控技術(capacitive touch)已經廣泛地被應用於電子產品上。以電容式觸控技術應用於指紋辨識為例，透過小型化及薄型化的電容式感測器提供指紋資訊的採集，並且將採集到指紋的特徵點進行比對，以辨識使用者身份的真偽。因此，電容式指紋辨識的技術已逐漸地被應用於增加使用者資料安全性，諸如隨身碟、筆電、手機、信用卡、護照、身份證…的領域。

由於電容式感測器所採集到指紋特徵點的準確度攸關使用者身份辨識結果的優劣，因此透過增加導電性以提高所感測到電容值的準確度，此乃為本領域專業人員尋求突破的技術關鍵。

本創作之一目的在於提供一種電容式指紋感應模組，具有良好的導電性以提高所感測到電容值的準確度。

為達成前揭目的，本創作所提出之該電容式指紋感應模組包含一軟性電路板、一下導電膠層、一上導電膠層以及一定位框。該軟性電路板包含一上表面與一下表面。該上表面具有一手指按壓區域與對應該手指按壓區域的一第一感應區域，其中該第一感應區域上佈設複數第一感應電極。該下表面具有對應該手指按壓區域的一第二感應區域，其中該第二感應區域上佈設複數第二感應電極。該下導電膠層係塗佈於該軟性電路板的該第二感應區域上，並且覆蓋該等第二感應電極。該上導電膠層係塗佈於該手指按壓區域上。該定位框形成有一插槽與朝上的一開口。該插槽形成於該定位框的一側壁，並且連通該開口。其中，該軟性電路板係穿過該插槽以嵌置固定於該定位框內，並且該軟性電路板之該上表面的該手指按壓區域係位於對應該開口的位置而外露於該開口。

本創作藉由該電容式指紋感應模組所使用的該下導電膠層，增加該等感應電極的導電性，以提高該電容式指紋感應模組感測結果的準確度。

為了能更進一步瞭解本創作為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，相信本創作之目的、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，並非用來對本創作加以限制者。

茲有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

請參見圖1與圖2所示，本創作電容式指紋感應模組包含一軟性電路板41、一下導電膠層62以及一定位框51。

在本創作中，該軟性電路板41係為一雙面軟板(double-side FPCB)，其包含一上表面411與一下表面412。該上表面411具有一手指按壓區域41R，其中該手指按壓區域41R係為使用者手指按壓觸碰的有效區域範圍。請配合參見圖3A，該電容式指紋感應模組更包含一控制單元71。以本實施態樣為例，該控制單元71係設置於該軟性電路板41的該下表面412上。然，不以設置於該下表面412上為限制，該控制單元71亦可設置於該軟性電路板41的該上表面411上。

此外，請配合參考圖3B，該上表面411具有對應該上表面411之該手指按壓區域41R的一第一感應區域421R，且該手指按壓區域41R與該第一感應區域421R的位置關係為相對應的兩個區域。請配合參考圖3C，該下表面412具有對應該上表面411之該手指按壓區域41R的一第二感應區域422R，且該手指按壓區域41R與該第二感應區域422R的位置關係為相對應的兩個區域。該第一感應區域421R上佈設(layout)有複數第一感應電極701，並且該等第一感應電極701係以多排的列架構(row)方式佈設於該上表面411的該第一感應區域421R上，其中該等第一感應電極701可為列電極(row electrodes)。該等第一感應電極701係電性連接一第一匯流排711，其中，該第一匯流排711係接收該等第一感應電極701所產生之感應電容值，容後說明。該第二感應區域422R上佈設有複數第二感應電極702，並且該等第二感應電極702係以多排的行架構(column)方式佈設於該下表面412的該第二感應區域422R上，其中該等第二感應電極702可為行電極(column electrodes)。該等第二感應電極702係電性連接一第二匯流排712，其中，該第二匯流排712係接收該等第二感應電極702所產生之感應電容值，容後說明。惟，上述該等第一感應電極701與該等第二感應電極702不限制分別為多排的列架構與多排的行架構，該等第一感應電極701與該等第二感應電極702的架構可互換，亦即，該等第一感應電極701為多排的行架構，而該第二感應電極702為多排的列架構。此外，該軟性電路板41之該下表面412的該第二感應區域422R上形成有該下導電膠層62，且該下導電膠層62覆蓋該等第二感應電極702。其中，該下導電膠層62可為一異方性導電膠層(anisotropic conductive adhesive)，然，不以該導電材料為限制。

如圖1與圖2所示，該定位框51形成有一插槽53與朝上的一開口52，該插槽53形成於該定位框51的一側壁並連通該開口52。

該軟性電路板41穿過該插槽53以嵌置固定於該定位框51內，且使該手指按壓區域41R外露於該定位框51的該開口52。該軟性電路板41的一側邊係抵靠於遠離該插槽53之該定位框51的另一側壁上，使得該上表面411的該手指按壓區域41R與該下表面412的該第二感應區域422R係位於對應該開口52的位置，且使該手指按壓區域41R外露於該開口52。

該下導電膠層62塗佈於該定位框51之該開口52的底面與該軟性電路板41的該第二感應區域422R之間，以將該軟性電路板41黏著固定於該定位框51內，而當該下導電膠層62硬化後，除了可提升導電性之外，更具有支撐該軟性電路板41的功效。

如圖3B與圖3C所示，該控制單元71透過佈設於該軟性電路板41上的導線電性連接該等第一感應電極701與該等第二感應電極702各該第一感應電極701與各該第二感應電極702係接收一觸壓感應信號，以對應產生一感應電容值。舉例來說，當使用者手指接觸於該等第一感應電極701與該等第二感應電極702之行列交錯位置處，係視為接收該觸壓感應信號，如此所接觸之該等第一感應電極701與該等第二感應電極702將對應產生該感應電容值。

該控制單元71透過該第一匯流排711與該第二匯流排712接收該等感應電容值，並且根據該等感應電容值判斷該等第一感應電極701與該等第二感應電極702是否被觸壓。由於使用者手指是否觸壓於該上表面411的該手指按壓區域41R，又或觸壓於該手指按壓區域41R不同的位置時，會使得各該第一感應電極701與各該第二感應電極702所接收各該觸壓感應信號的大小不同，因此所對應產生各該感應電容值的大小也有所差異。故此，該控制單元71根據該等感應電容值判斷該等第一感應電極701與該等第二感應電極702是否被觸壓，亦可判斷出使用者手指觸壓的位置與觸壓的範圍大小。

該電容式指紋感應模組更包含一積體電路72。該積體電路72係設置於該軟性電路板41的該下表面412上。然，不以設置於該下表面412上為限制，該積體電路72亦可設置於該軟性電路板41的該上表面411上。該積體電路72透過佈設於該軟性電路板41上的導線電性連接該控制單元71。該積體電路72係接收該控制單元71所獲得使用者手指觸壓於該等第一感應電極701與該等第二感應電極702的資訊。以該積體電路72為一指紋感應積體電路為例，該指紋感應積體電路係根據所述觸壓感應的指紋資訊，進行指紋資訊的分析，以辨識使用者身份的真偽。

如圖4所示本創作電容式指紋感應模組的第一實施例，該電容式指紋感應模組係包含前述之結構特徵，配合圖3A所示，該電容式指紋感應模組之該下表面412的該第二感應區域422R上係塗佈該下導電膠層62，以覆蓋該等第二感應電極702。透過塗佈該下導電膠層62於該軟性電路板41的該第二感應區域422R上，除了可增加該等第二感應電極702的導電性，提高該電容式指紋感應模組感測結果的準確度之外，亦具有支撐該軟性電路板41的功效。

此外，該軟性電路板41更形成一上導電膠層61。其中，該上導電膠層61係塗佈於該上表面411的該手指按壓區域41R與該第一感應區域421R上，並且位於該定位框51的該開口52內。本實施例中，該上導電膠層61的頂面與該定位框51的頂面係位於同一平面。該軟性電路板41之該上表面411的該手指按壓區域41R上塗佈有該上導電膠層61，同時，該軟性電路板41之該下表面412的該感應區域42R上塗佈有該下導電膠層62。其中，該上導電膠層61可為一硬質導電膠層或一軟質導電膠層。再者，該上導電膠層61可為一異方性導電膠層(anisotropic conductive adhesive)，然，不以該導電材料為限制。如此，透過同時塗佈該上導電膠層61與該下導電膠層62，增加該等第一感應電極701與該等第二感應電極702的導電性，提高該電容式指紋感應模組感測結果的準確度。再者，當該上導電膠層61硬化後，亦具備防刮用途。

如圖5所示本創作電容式指紋感應模組的第二實施例，二該實施例與圖4所示之第一實施例的差異在於，圖5所示之第二實施例的該軟性電路板41更包含一防刮層63，其中該防刮層63係設置於該上導電膠層61上。本實施例中，該防刮層63的頂面與該定位框51的頂面係位於同一平面。當使用者手指直接觸壓於該防刮層63上，不僅能夠達到手指觸壓於該上表面411之該手指按壓區域41R的效果，更能夠透過該防刮層63保護該上導電膠層61，以避免使用者手指或其他物體直接刮傷該上導電膠層61，進而增加該上導電膠層61的使用壽命與維持導電效果。

本創作可供設置在諸如隨身碟、筆電、手機、信用卡、護照、身份證上，以供作為指紋辨識之用，綜上所述，本創作係具有以下之特徵與優點：

1、藉由該電容式指紋感應模組所使用的該下導電膠層與該上導電膠層，增加該等第一感應電極與該等第二感應電極的導電性，以提高該電容式指紋感應模組感測結果的準確度。

2、藉由該電容式指紋感應模組所使用的該防刮層保護該上導電膠層，避免使用者手指或其他物體直接刮傷該上導電膠層，以增加該上導電膠層的使用壽命與維持導電效果。

41‧‧‧軟性電路板
411‧‧‧上表面
412‧‧‧下表面
41R‧‧‧手指按壓區域
421R‧‧‧第一感應區域
422R‧‧‧第二感應區域
51‧‧‧定位框
52‧‧‧開口
53‧‧‧插槽
61‧‧‧上導電膠層
62‧‧‧下導電膠層
63‧‧‧防刮層
701‧‧‧第一感應電極
702‧‧‧第二感應電極
711‧‧‧第一匯流排
712‧‧‧第二匯流排
71‧‧‧控制單元
72‧‧‧積體電路

圖1：為本創作電容式指紋感應模組之立體外觀俯視示意圖。 圖2：為本創作電容式指紋感應模組立體分解仰視示意圖。 圖3A：為本創作電容式指紋感應模組之軟性電路板的側視平面示意圖。 圖3B：為本創作電容式指紋感應模組之軟性電路板的俯視平面示意圖。 圖3C：為本創作電容式指紋感應模組之軟性電路板的仰視平面示意圖。 圖4：為本創作電容式指紋感應模組的第一實施例之斷面示意圖。 圖5：為本創作電容式指紋感應模組的第二實施例之斷面示意圖。

41‧‧‧軟性電路板

412‧‧‧下表面

51‧‧‧定位框

52‧‧‧開口

53‧‧‧插槽

62‧‧‧下導電膠層

702‧‧‧第二感應電極

712‧‧‧第二匯流排

71‧‧‧控制單元

72‧‧‧積體電路

Claims (8)

1. 一種電容式指紋感應模組，包含： 一軟性電路板，包含： 一上表面，具有一手指按壓區域與對應該手指按壓區域的一第一感應區域，其中該第一感應區域上佈設複數第一感應電極；及 一下表面，具有對應該手指按壓區域的一第二感應區域，其中該第二感應區域上佈設複數第二感應電極； 一下導電膠層，係塗佈於該軟性電路板之該第二感應區域上，並且覆蓋該等第二感應電極； 一上導電膠層，係塗佈於該手指按壓區域上；及 一定位框，形成有一插槽與朝上的一開口，其中，該插槽形成於該定位框的一側壁，並且連通該開口； 其中，該軟性電路板係穿過該插槽以嵌置固定於該定位框內，並且該軟性電路板之該上表面的該手指按壓區域係位於對應該開口的位置而外露於該開口。
2. 如請求項1所述之電容式指紋感應模組，其中該上導電膠層的頂面與該定位框的頂面係位於同一平面。
3. 如請求項2所述之電容式指紋感應模組，其中該軟性電路板更包含： 一防刮層，係設置於該上導電膠層上。
4. 如請求項3所述之電容式指紋感應模組，其中該防刮層的頂面與該定位框的頂面係位於同一平面。
5. 如請求項1或2所述之電容式指紋感應模組，其中該下導電膠層與該上導電膠層係為一硬質導電膠層或一軟質導電膠層。
6. 如請求項5所述之電容式指紋感應模組，其中該下導電膠層與該上導電膠層係為一異方性導電膠層。
7. 如請求項1所述之電容式指紋感應模組，更包含： 一控制單元，係設置於該軟性電路板的該下表面上，透過複數導線電性連接該等第一感應電極與該等第二感應電極； 其中，各該第一感應電極與各該第二感應電極係接收一觸壓感應信號，以對應產生一感應電容值；該控制單元接收該等感應電容值，並且根據該等感應電容值判斷該等第一感應電極與該等第二感應電極是否被觸壓。
8. 如請求項1所述之電容式指紋感應模組，更包含： 一控制單元，係設置於該軟性電路板的該上表面上，透過複數導線電性連接該等第一感應電極與該等第二感應電極； 其中，各該第一感應電極與各該第二感應電極係接收一觸壓感應信號，以對應產生一感應電容值；該控制單元接收該等感應電容值，並且根據該等感應電容值判斷該等第一感應電極與該等第二感應電極是否被觸壓。