TWI582704B - 組裝指紋辨識模組之方法 - Google Patents

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TWI582704B
TWI582704B TW105124966A TW105124966A TWI582704B TW I582704 B TWI582704 B TW I582704B TW 105124966 A TW105124966 A TW 105124966A TW 105124966 A TW105124966 A TW 105124966A TW I582704 B TWI582704 B TW I582704B
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Hsin Tso Chen
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Description

組裝指紋辨識模組之方法
本發明係關於一種組裝方法，尤其係有關於組裝指紋辨識模組之方法。
近年來，指紋辨識技術應用於各種電子產品上，令使用者可輸入自己的指紋於電子產品內且讓電子產品存檔，之後使用者可藉由指紋辨識模組輸入自己的指紋，以進行電子產品的解鎖。利用指紋辨識技術來解鎖電子產品比以往手動輸入密碼的解鎖方式更快速、更方便，故受到使用者的青睞，且指紋辨識模組的需求亦隨之大增。
一般而言，指紋辨識模組包含有指紋辨識感應元件、保護蓋、金屬環以及電路板，指紋辨識感應元件設置且電性連接於電路板，其功能為感應使用者之手指而擷取其指紋資訊。保護蓋包覆於指紋辨識感應元件，以保護指紋辨識感應元件，讓使用者之手指僅可與保護蓋接觸，而 不直接與指紋辨識感應元件接觸，以避免指紋辨識感應元件受損。金屬環套設於保護蓋上，以傳導使用者之手指上的電荷，而有助於指紋辨識感應元件的運作。
至於習知指紋辨識模組之組裝方法如下。首先，設置指紋辨識感應元件於電路板上，且進行指紋辨識感應元件與電路板之間的電性連接。其次，疊合保護蓋於指紋辨識感應元件上且黏合該兩者。最後，套設金屬環於保護蓋上，以完成習知指紋辨識模組之組裝。
由於習知指紋辨識模組中之各元件難免具有製造公差，而組裝過程中亦需要上黏膠於其中，經過上述組裝過程之後，每一個習知指紋辨識模組之厚度與標準厚度的差異不一，故會被判斷為不良品。因此，需要一種可提升製造良率的組裝指紋辨識模組之方法。
本發明之目的在於提供一種可提升製造良率的組裝指紋辨識模組之方法。
於一較佳實施例中，本發明提供一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：(A)結合一保護蓋以及一指紋辨識感應元件、(B)設置該指紋辨識感應元件於一電路板之一第一區域上，且該指紋辨識感應元件位於該電路板之一觸發元件之一側；其中該觸發元件位於該電路板之一第二區域上、(C)根據該保護蓋、該指紋辨識感應元件、該觸發元件以及該電路板之厚度而獲得一膠片厚度、以及(D)設置對應於該膠片厚度之一膠片於該電路板上，且反折該第一區域而疊合該第二區域以及該第一區域，以形成該指紋辨識模組；其中該膠片位於該第二區域以及被反折之該第一區域之 間。
於一較佳實施例中，本發明更提供一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：(A)結合一保護蓋以及一指紋辨識感應元件、(B)設置該指紋辨識感應元件於一第一電路板上、(C)設置一觸發元件於一第二電路板上、(D)根據該保護蓋、該指紋辨識感應元件、該第一電路板、該觸發元件以及該第二電路板之厚度而獲得一膠片厚度、以及(E)設置對應於該膠片厚度之一膠片於該第一電路板上，且疊合該第二電路板以及該膠片，以形成該指紋辨識模組；其中該膠片位於該第一電路板以及該第二電路板之間。
簡言之，本發明組裝指紋辨識模組之方法係先組裝保護蓋、指紋辨識感應元件以及金屬環，再將已疊合之指紋辨識感應元件設置於電路板上，其作法與習知技術不同，而可因應不同需求調整金屬環與保護蓋之間的高度差。此外，更可利用目前組裝的半成品與預設厚度而獲得所需要的厚度差值，且利用對應於該厚度差值的膠片來黏合以彌補缺少的厚度，而可提升指紋辨識模組之製造良率。
1、2‧‧‧指紋辨識模組
11‧‧‧指紋辨識感應元件
12‧‧‧保護蓋
13、23‧‧‧金屬環
14‧‧‧電路板
15‧‧‧觸發元件
16‧‧‧黏膠
17‧‧‧薄片
18、28‧‧‧膠片
24‧‧‧第一電路板
26‧‧‧第二電路板
131‧‧‧開孔
141‧‧‧電路板之第一區域
142‧‧‧電路板之第二區域
P‧‧‧間隙
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
A~M、B*、C*、D*、K*‧‧‧步驟
圖1係本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構爆炸示意圖。
圖2A以及圖2B係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中之流程圖。
圖3係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟 A之結構示意圖。
圖4~圖6係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟E~步驟H之結構示意圖。
圖7~圖8係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟C之結構示意圖。
圖9~圖11係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟D之結構示意圖。
圖12係本發明指紋辨識模組於第二較佳實施例中之結構示意圖。
圖13A以及圖13B係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第二較佳實施例中之流程圖。
本發明提供一種組裝指紋辨識模組之方法，以解決習知技術問題。首先請參閱圖1，其為本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構爆炸示意圖。圖1顯示出指紋辨識模組1之各元件，其包括指紋辨識感應元件11、保護蓋12、金屬環13、電路板14以及觸發元件15，該些元件之功能係與習知技術中所述相同，故不再贅述。於本較佳實施例中，指紋辨識感應元件11係以柵格陣列(Land Grid Array，LGA)方式而封裝之，保護蓋12係以陶瓷材料或玻璃材料所製成，而電路板14可選用軟性電路板(FPC)或軟硬複合板。
請參閱圖2，其為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中之流程圖。本發明組裝指紋辨識模組之方法包括以下步驟：
步驟A：結合保護蓋以及指紋辨識感應元件。
步驟E：以倒置方式放置保護蓋於薄片上。
步驟F：套設金屬環於保護蓋上。
步驟G：固定金屬環於保護蓋上。
步驟H：由金屬環與保護蓋之間排除薄片，使金屬環與保護蓋之間具有一高度差。
步驟B：設置指紋辨識感應元件於電路板之第一區域上。
步驟C：根據保護蓋、指紋辨識感應元件、觸發元件以及電路板之厚度而獲得一膠片厚度。
步驟D：設置對應於膠片厚度之膠片於電路板上，且反折第一區域而疊合第二區域以及第一區域，以形成指紋辨識模組。
步驟I：比較指紋辨識模組之厚度與預設厚度。
步驟J：根據指紋辨識模組之厚度與預設厚度之另一差值而決定對應於另一差值之另一膠片厚度。
步驟K：設置對應於另一膠片厚度之另一膠片於膠片上，且反折第一區域而疊合第二區域以及第一區域。
步驟L：判斷指紋辨識模組合格。
步驟M：判斷指紋辨識模組不合格。
其中，步驟A包括：
步驟A1：放置黏膠於指紋辨識感應元件上。
步驟A2：疊合保護蓋於指紋辨識感應元件上。
步驟A3：排除由保護蓋與指紋辨識感應元件之間溢出之黏膠。
步驟B包括：
步驟B1：藉由表面黏著技術設置指紋辨識感應元件於電路板之第一區域 上，且建立指紋辨識感應元件與電路板之間的電性連接。
步驟B2：藉由表面黏著技術設置觸發元件於電路板之第二區域上，且建立觸發元件與電路板之間的電性連接。
步驟C包括：
步驟C1：測量已疊合之指紋辨識感應元件以及第一區域之厚度而獲得第一厚度。
步驟C2：測量觸發元件以及第二區域之厚度而獲得第二厚度。
步驟C3：根據預設厚度與第一厚度以及第二厚度之差值而決定對應於差值之膠片厚度。
於步驟I中，當指紋辨識模組之厚度大於預設厚度時，進行步驟M。當指紋辨識模組之厚度等於預設厚度時，進行步驟L。當指紋辨識模組之厚度小於預設厚度時，進行步驟J。而步驟K完成之後，再次進行步驟I。
接下來說明組裝指紋辨識模組之方法的實際操作情形。請同時參閱圖2~圖3，圖3係為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟A之結構示意圖。當生產線開始進行本發明方法時，首先進行步驟A1~A2：放置黏膠16於指紋辨識感應元件11之上表面上，且疊合保護蓋12於指紋辨識感應元件11上。由於保護蓋12與指紋辨識感應元件11之疊合會造成黏膠16由該兩者間的縫隙中溢出，故排除由保護蓋12與指紋辨識感應元件11之間溢出的黏膠16，亦即進行步驟A3。而與保護蓋12疊合的指紋辨識感應元件11，如圖4所示。
請同時參閱圖2~圖6，圖4~圖6係為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟E~步驟H之結構示意圖。於保護蓋12與指紋辨識感應元件11疊合之後，進行金屬環13的組裝。首先 進行步驟E：倒置方式放置放置保護蓋12於薄片17上。於本較佳實施例中，薄片17係以PET聚酯薄膜所製成。接下來套設金屬環13於保護蓋12以及薄片17上，亦即金屬環13套設於與保護蓋12疊合的指紋辨識感應元件11上，使得薄片17以及與保護蓋12疊合的指紋辨識感應元件11位於金屬環13之開孔131內，如圖5所示。其中，使金屬環13之內側壁與保護蓋12之外側壁之間具有一間隙P。接下來，於該兩者之間隙P中加入黏膠，以固定金屬環13於保護蓋12上，亦即進行步驟G。最後進行步驟H：由金屬環13之開孔131排除薄片17，如圖6所示。其中，金屬環13之上表面與保護蓋12之上表面之間具有一高度差S，而高度差S等於薄片17之厚度。
需特別說明的有二，第一，金屬環13之上表面與保護蓋12之上表面之間的高度差S係經過精密設計而形成，其高度差S不可過大，若是太大，手指接觸金屬環13與保護蓋12時會感到明顯的落差感，且容易手指刮傷。其中，高度差S係因應薄片17之設置而形成，且高度差S等於薄片17之厚度。簡言之，本發明方法係利用於金屬環13與保護蓋12之間設置薄片17而產生出固定尺寸的高度差S，當然，本發明方法亦可藉由使用不同厚度的薄片，而產生出不同尺寸的高度差，以符合各種需求。第二，本發明方法並非限定必須設置金屬環於其中，本發明方法亦可應用於未設置有金屬環之指紋辨識模組，僅移除步驟E~步驟H即可。
接下來，進行步驟B1：藉由表面黏著技術(SMT)設置與金屬環13結合之指紋辨識感應元件11於電路板14之第一區域141上，且建立指紋辨識感應元件11與電路板14之間的電性連接。另一方面，進行步驟B2：藉由表面黏著技術設置觸發元件15於電路板14之第二區域142上，且建立觸發元件15與電路板14之間的電性連接。其中，步驟B1與步驟B2發生的時間點不限，可先進行步驟B1，再進行步驟B2，反之亦可，又 或者步驟B1與步驟B2可同時發生。於本較佳實施例中，觸發元件15係為開關或壓力感應元件。
請同時參閱圖2以及圖8，圖7~圖8係為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟C之結構示意圖。於指紋辨識感應元件11以及觸發元件15設置於電路板14上之後，進行步驟C1：測量已疊合的指紋辨識感應元件11以及第一區域141之厚度而獲得第一厚度T1。於本較佳實施例中，已疊合的指紋辨識感應元件11係包含有指紋辨識感應元件11、保護蓋12以及金屬環13。另一方面，進行步驟C2：測量觸發元件15以及第二區域142之厚度而獲得第二厚度T2。與上述相同的是：步驟C1與步驟C2發生的時間點不限，可先進行步驟C1，再進行步驟C2，反之亦可，又或者步驟C1與步驟C2可同時發生。於獲得第一厚度T1以及第二厚度T2之後，進行步驟C3：將預設厚度減去第一厚度T1與第二厚度T2之和而可獲得一差值，且該差值即為所需要的膠片厚度。其中，預設厚度為製造出來的指紋辨識模組之理想厚度，亦即為判斷指紋辨識模組是否合格的標準。
請同時參閱圖2、圖9~圖11，圖9~圖11係為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中進行步驟D之結構示意圖。於獲得所需要的膠片厚度之後，進行步驟D：於預先準備好的各種厚度之膠片中取得對應於上述膠片厚度之膠片18，設置膠片18於電路板14之第一區域141的背面上，如圖9所示。之後，反折第一區域141而疊合第二區域142以及第一區域141，以形成指紋辨識模組1。而膠片18係位於第二區域142以及被反折之第一區域141之間，如圖10所示。其中，將指紋辨識感應元件11與觸發元件15疊合，可形成具有指紋辨識功能之按鍵，以豐富電子產品之功能。
最後，進行厚度檢驗程序，亦即進行步驟I：比較指紋辨識模組1之厚度與預設厚度。當指紋辨識模組1之厚度大於預設厚度時，其表示指紋辨識模組1超出標準值，故判斷指紋辨識模組1不合格，亦即進行步驟M。當指紋辨識模組1之厚度等於預設厚度時，判斷指紋辨識模組1合格，亦即進行步驟L。而當指紋辨識模組1之厚度小於預設厚度時，其表示指紋辨識模組1小於標準值，還可補救，故進行步驟J：根據指紋辨識模組1之厚度與預設厚度之另一差值而決定對應於另一差值之另一膠片厚度。於步驟J完成之後，進行步驟K：設置對應於另一膠片厚度之另一膠片(未顯示於圖中)於膠片上，且反折第一區域而疊合第二區域以及第一區域，使膠片18以及另一膠片位於第二區域142以及被反折之第一區域141之間。於步驟K完成之後，再次進行步驟I，直至判斷指紋辨識模組1合格為止。
此外，本發明更提供與上述略有差異之第二較佳實施例。請同時參閱圖12、圖13A以及圖13B，圖11係為本發明指紋辨識模組於第二較佳實施例中之結構示意圖，而圖12A以及圖12B係為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第二較佳實施例中之流程圖。圖12顯示出指紋辨識模組2之各元件，其包括指紋辨識感應元件(未顯示於圖中)、保護蓋(未顯示於圖中)、金屬環23、第一電路板24、觸發元件25、第二電路板26以及膠片28，與第一較佳實施例不同之處在於，將第一較佳實施例中之電路板14以第一電路板24以及第二電路板26取代，而該些元件之功能係與習知技術中所述相同，故不再贅述。
圖13A以及圖13B中，本發明組裝指紋辨識模組之方法包括以下步驟：
步驟A：結合保護蓋以及指紋辨識感應元件。
步驟E：以倒置方式放置保護蓋於薄片上。
步驟F：套設金屬環於保護蓋上。
步驟G：固定金屬環於保護蓋上。
步驟H：由金屬環與保護蓋之間排除薄片，使金屬環與保護蓋之間具有一高度差。
步驟B*：設置指紋辨識感應元件於第一電路板上。
步驟N*：設置觸發元件於第二電路板上。
步驟C*：根據保護蓋、指紋辨識感應元件、觸發元件、第一電路板以及第二電路板之厚度而獲得一膠片厚度。
步驟D*：設置對應於膠片厚度之膠片於第一電路板上，且疊合第二電路板以及膠片，以形成指紋辨識模組。
步驟I：比較指紋辨識模組之厚度與預設厚度。
步驟J：根據指紋辨識模組之厚度與預設厚度之另一差值而決定對應於另一差值之另一膠片厚度。
步驟K*：設置對應於另一膠片厚度之另一膠片於膠片上，且疊合第二電路板以及第一電路板。
步驟L：判斷指紋辨識模組合格。
步驟M：判斷指紋辨識模組不合格。
與上述第一較佳實施例不同之處在於，本較佳實施例將指紋辨識感應元件與觸發元件分別設置於不同的第一電路板以及第二電路板上，故步驟B*、步驟N*、步驟C*、步驟D*以及步驟K*會相對應地進行些許調整，但其精神仍與上述第一較佳實施例相同，故其運作情形之細節則不再贅述。
根據上述可知，本發明組裝指紋辨識模組之方法係先組裝保 護蓋、指紋辨識感應元件以及金屬環，再將已疊合之指紋辨識感應元件設置於電路板上，其作法與習知技術不同，而可因應不同需求調整金屬環與保護蓋之間的高度差。之後，測量目前的已疊合之指紋辨識感應元件以及電路板之厚度而獲得第一厚度，且測量觸發元件與電路板之厚度而獲得第二厚度。接下來，將預設厚度減去第一厚度以及第二厚度而可獲得膠片厚度，且設置對應於膠片厚度之膠片於電路板上。最後，疊合而形成指紋辨識模組。與習知技術比較可知，本發明除了可藉由薄片之厚度來調整金屬環與保護蓋之間的高度差之外，更可利用目前組裝的半成品與預設厚度而獲得所需要的厚度差值，且利用對應於該厚度差值的膠片來黏合以彌補缺少的厚度，而可提升指紋辨識模組之製造良率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
A~M‧‧‧步驟

Claims (11)

  1. 一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：(A)結合一保護蓋以及一指紋辨識感應元件；(B)設置該指紋辨識感應元件於一電路板之一第一區域上，且該指紋辨識感應元件位於該電路板之一觸發元件之一側；其中該觸發元件位於該電路板之一第二區域上；(C)根據該保護蓋、該指紋辨識感應元件、該觸發元件以及該電路板之厚度而獲得一膠片厚度；以及(D)設置對應於該膠片厚度之一膠片於該電路板上，且反折該第一區域而疊合該第二區域以及該第一區域，以形成該指紋辨識模組；其中該膠片位於該第二區域以及被反折之該第一區域之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中該步驟(A)包括以下步驟：(A1)放置一黏膠於該指紋辨識感應元件上；(A2)疊合該保護蓋於該指紋辨識感應元件上；以及。 (A3)排除由該保護蓋與該指紋辨識感應元件之間溢出之該黏膠。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中該步驟(B)包括以下步驟：(B1)藉由表面黏著技術設置該指紋辨識感應元件於該電路板之該第一區域上，且建立該指紋辨識感應元件與該電路板之間之電性連接；以及(B2)藉由表面黏著技術設置該觸發元件於該電路板之該第二區域上，且 建立該觸發元件與該電路板之間之電性連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(A)之後更包括以下步驟：(E)以倒置方式放置該保護蓋於一薄片上；(F)套設一金屬環於該保護蓋上；其中，該薄片以及該保護蓋位於該金屬環之一開孔內；以及(G)固定該金屬環於該保護蓋上；以及(H)由該金屬環之該開孔排除該薄片，使該金屬環與該保護蓋之間具有一高度差。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中該步驟(C)包括以下步驟：(C1)測量該保護蓋、該指紋辨識感應元件以及該第一區域之厚度而獲得一第一厚度；(C2)測量該觸發元件以及該第二區域之厚度而獲得一第二厚度；以及(C3)根據一預設厚度與該第一厚度以及該第二厚度之一差值而決定對應於該差值之該膠片厚度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(D)之後更包括以下步驟：(I)根據該指紋辨識模組之厚度以及該預設厚度而判斷該指紋辨識模組是否合格；(J)根據該指紋辨識模組之厚度與該預設厚度之一另一差值而決定對應於該另一差值之另一膠片厚度；以及 (K)設置對應於該另一膠片厚度之一另一膠片厚度於該膠片上，且反折該第一區域而疊合該第二區域以及該第一區域；其中該膠片以及該另一膠片位於該第二區域以及被反折之該第一區域之間。
  7. 一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：(A)結合一保護蓋以及一指紋辨識感應元件；(B)設置該指紋辨識感應元件於一第一電路板上；(C)設置一觸發元件於一第二電路板上；(D)根據該保護蓋、該指紋辨識感應元件、該第一電路板、該觸發元件以及該第二電路板之厚度而獲得一膠片厚度；以及(E)設置對應於該膠片厚度之一膠片於該第一電路板上，且疊合該第二電路板以及該膠片，以形成該指紋辨識模組；其中該膠片位於該第一電路板以及該第二電路板之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中該步驟(A)包括以下步驟：(A1)放置一黏膠於該指紋辨識感應元件上；(A2)疊合該保護蓋於該指紋辨識感應元件上；以及。 (A3)排除由該保護蓋與該指紋辨識感應元件之間溢出之該黏膠。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(A)之後更包括以下步驟：(F)以倒置方式放置該保護蓋於一薄片上；(G)套設一金屬環於該保護蓋上；其中，該薄片以及該保護蓋位於該金屬環之一開孔內；以及 (H)固定該金屬環於該保護蓋上；以及(I)由該金屬環之該開孔排除該薄片，使該金屬環與該保護蓋之間具有一高度差。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中該步驟(D)包括以下步驟：(D1)測量該保護蓋、該指紋辨識感應元件以及該第一電路板之厚度而獲得一第一厚度；(D2)測量該觸發元件以及該第二電路板之厚度而獲得一第二厚度；以及(D3)根據一預設厚度與該第一厚度以及該第二厚度之一差值而決定對應於該差值之該膠片厚度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(E)之後更包括以下步驟：(J)根據該指紋辨識模組之厚度以及該預設厚度而判斷該指紋辨識模組是否合格；(K)根據該指紋辨識模組之厚度與該預設厚度之一另一差值而決定對應於該另一差值之另一膠片厚度；以及(L)設置對應於該另一膠片厚度之一另一膠片於該膠片上，且疊合該第二電路板以及該另一膠片；其中該膠片以及該另一膠片位於該第一電路板以及該第二電路板之間。
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