TWI604385B - 組裝指紋辨識模組之方法及指紋辨識感應元件之切削方法 - Google Patents

組裝指紋辨識模組之方法及指紋辨識感應元件之切削方法 Download PDF

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Hsin Tso Chen
Ying Chieh Chuang
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Description

組裝指紋辨識模組之方法及指紋辨識感應元件之切削方法
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。其中，指紋辨識感應元件係由一片感應連板經過裁切而形成，而指紋辨識感應元件之產生過程如下：以黏膠固定感應連板於座體上，且根據預設尺寸裁切感應連板而產生複數指紋辨識感應元件。裁切所產生之複數指紋辨識感應元件的尺寸應與預設尺寸一致或接近於預設尺寸，然而，裁切所產生之指紋辨識感應元件可能發生有裁切公差。
請參閱圖1，其為習知指紋辨識感應元件之結構示意圖。圖1顯示出指紋辨識感應元件10，指紋辨識感應元件10之上表面101的尺寸接近於預設尺寸(亦即約略等於預設尺寸)，但指紋辨識感應元件10因容易發生裁切歪斜，使得其下表面102的尺寸大於預設尺寸。雖然此種指紋辨識感應元件10之上表面的尺寸與預設尺寸相符，但其下表面的尺寸卻大於預設尺寸太多，故其無法通過尺寸測試而被歸類為不良品。另外，由於指紋辨識感應元件之產生過程中必須利用黏膠固定感應連板於座體上，於裁切運作完成之後，指紋辨識感應元件上容易發生殘膠之情形，為了避免殘膠而影響指紋辨識感應元件的運作，還必須額外進行清除殘膠的工作，故會延長製程時間，而降低其製造效率。
因此，需要一種可提升製造良率及製造效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及製造效率的指紋辨識感應元件之切削方法。
本發明之另一目的在於提供一種可提升製造良率及製造效率的組裝指紋辨識模組之方法。
於一較佳實施例中，本發明提供一種指紋辨識感應元件之切削方法，包括以下步驟：
(A)根據一預設尺寸，對一感應連板裁切而形成複數指紋辨識感應元件；其中，每二該指紋辨識感應元件之間藉由一連板薄片連接，且該連板薄片接近於該複數指紋辨識感應元件之一下表面。
(B)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，以顯露出該複數指紋辨識感應元件之該下表面。
(C)裁切該連板薄片而於該複數指紋辨識感應元件之該下表面上形成一凹陷部，以形成分別獨立之該指紋辨識感應元件；其中，該指紋辨識感應元件之該下表面之尺寸小於該預設尺寸。
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)根據一預設尺寸，對一感應連板裁切而形成複數指紋辨識感應元件；其中，每二該指紋辨識感應元件之間藉由一連板薄片連接，且該連板薄片接近於該複數指紋辨識感應元件之一下表面。
(B)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，以顯露出該複數指紋辨識感應元件之該下表面。
(C)裁切該連板薄片而於該複數指紋辨識感應元件之該下表面上形成一凹陷部，以形成分別獨立之該指紋辨識感應元件；其中，該指紋辨識感應元件之該下表面之尺寸小於該預設尺寸。
(D)結合該指紋辨識感應元件以及一電路板而形成該指紋辨識感應模組。
簡言之，本發明方法係於裁切感應連板之過程中保留連板薄片，使指紋辨識感應元件之上表面的尺寸接近於預設尺寸，或與預設尺寸一致。之後再切削連板薄片，而於指紋辨識感應元件之下表面上形成凹陷部，使指紋辨識感應元件之下表面的尺寸小於指紋辨識感應元件之上表面的尺寸。換言之，只要令指紋辨識感應元件之上表面的尺寸接近於預設尺寸，指紋辨識感應元件即可通過尺寸檢驗，而可提升製造良率。另外，由於本發明方法中不需使用黏膠，故不需進行清除殘膠工作，而可提升製造效率。
2‧‧‧指紋辨識模組
3‧‧‧夾持工具
4‧‧‧固定座
5‧‧‧刀具
10、21‧‧‧指紋辨識感應元件
20‧‧‧感應連板
22‧‧‧電路板
23‧‧‧連板薄片
41‧‧‧收納槽
42‧‧‧真空泵
101、212‧‧‧指紋辨識感應元件之上表面
102、211‧‧‧指紋辨識感應元件之上表面
213‧‧‧凹陷部
T1‧‧‧連板薄片之厚度
T2‧‧‧感應連板所裁切的厚度
T3‧‧‧凹陷部的長度
T4‧‧‧凹陷部的高度
26‧‧‧第二電路板
A~J、C1、C2‧‧‧步驟
圖1係習知指紋辨識感應元件之結構示意圖。
圖2係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構示意圖。
圖3係本發明組裝指紋辨識模組之方法於一較佳實施例中之流程圖。
圖4係本發明指紋辨識模組之感應連板於一較佳實施例中之結構示意 圖。
圖5係本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於一較佳實施例中之結構示意圖。
圖6係本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於一較佳實施例中被固定於固定座上之結構示意圖。
圖7係本發明指紋辨識模組之指紋辨識感應元件於一較佳實施例中之結構示意圖。
本發明提供一種組裝指紋辨識模組之方法以及指紋辨識感應元件之切削方法，以解決習知技術問題。首先請參閱圖2，其為本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構示意圖。指紋辨識模組2包括指紋辨識感應元件21以及電路板22，且指紋辨識感應元件21係固定於電路板22上。於本較佳實施例中，指紋辨識感應元件21係以柵格陣列(Land Grid Array，LGA)方式而封裝之，電路板22可選用軟性電路板(FPC)或軟硬複合板。
請參閱圖3，其為本發明組裝指紋辨識模組之方法於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：使用夾持工具固定感應連板。
步驟B：根據預設尺寸，對感應連板裁切而形成未分離的複數指紋辨識感應元件。
步驟C：以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，以顯露出該複數指紋辨識感應元件之該下表面。
步驟D：裁切連板薄片而於指紋辨識感應元件之下表面上形成凹陷部，以形成分別獨立的指紋辨識感應元件。
步驟E：測量分別獨立之指紋辨識感應元件之上表面的尺寸，且根據該預設尺寸而判斷指紋辨識感應元件是否通過尺寸檢驗。
步驟F：判斷指紋辨識感應元件通過尺寸檢驗。
步驟G：判斷指紋辨識感應元件未通過尺寸檢驗。
步驟H：結合指紋辨識感應元件以及電路板而形成指紋辨識感應模組。
其中，步驟C包括：
步驟C1：以倒置方式放置被裁切之感應連板於固定座上，以使複數指紋辨識感應元件伸入固定座之複數收納槽內。
步驟C2：啟動固定座之真空泵，以產生吸力而固定複數指紋辨識感應元件於複數收納槽內。
而於步驟E中，當判斷指紋辨識感應元件是否通過尺寸檢驗時，進行步驟G，反之，則進行步驟H。
接下來說明組裝指紋辨識模組之方法的實施情形。請同時參閱圖2~圖7，圖4係為本發明指紋辨識模組之感應連板於一較佳實施例中之結構示意圖，圖5係為本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於一較佳實施例中之結構示意圖，圖6係為本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於一較佳實施例中被固定於固定座上之結構示意圖，而圖7係為本發明指紋辨識模組之指紋辨識感應元件於一較佳實施例中之結構示意圖。當生產線開始進行本發明組裝指紋辨識模組之方法時，首先進行步驟A：使用夾持工具3固定感應連板20，如圖4所示。其中，夾持工具3可以人力或機械等方式而操作之，較佳者，夾持工具3係以機械方式而操作之，以可進行較精細及穩定的運作。於感應連板20被固定完成之後，進行步驟B： 根據預設尺寸，對感應連板20裁切而形成未分離的複數指紋辨識感應元件21，其中，未分離的複數指紋辨識感應元件21被定義為每二指紋辨識感應元件21之間藉由連板薄片23連接，且連板薄片23接近於指紋辨識感應元件21之下表面211，如圖5所示。
步驟B中，設定刀具5(請參照圖6)係將感應連板20切削為接近於預設尺寸的複數指紋辨識感應元件21。其中，指紋辨識感應元件21之尺寸接近於預設尺寸係以指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸為準，亦即，指紋辨識感應元件21之上表面212的第一長度接近於預設尺寸之第一預設長度，且指紋辨識感應元件21之上表面212的第一寬度接近於預設尺寸之第一預設寬度。較佳者，係將感應連板20切削為與預設尺寸一致的複數指紋辨識感應元件21。於本較佳實施例中，連板薄片23之厚度T1約為0.15毫米(mm)，而指紋辨識感應元件21之上表面212至連板薄片23之上表面的厚度(亦即為對感應連板20所裁切的厚度T2)約為0.635毫米。
於步驟B完成之後，進行步驟C1：將被裁切之感應連板20(或稱未分離的複數指紋辨識感應元件21)以倒置方式放置於固定座4上，以使複數指紋辨識感應元件21分別伸入固定座4之複數收納槽41內。接下來進行步驟C2：啟動固定座4之真空泵42，以產生吸力而將複數指紋辨識感應元件21往收納槽41之內部的方向吸引，以固定複數指紋辨識感應元件21於複數收納槽41內，藉此可顯露出複數指紋辨識感應元件21之下表面211於固定座4之外，如圖6所示。需特別說明的是，本較佳實施例中係以真空泵42固定複數指紋辨識感應元件21於收納槽41內，其僅為例示之用，而非以此為限。換言之，本發明方法可利用各種固定手段固定裁切之感應連板20，而不限制其手段及相關固定結構。
接下來進行步驟D：裁切連板薄片23而於相對應的指紋辨 識感應元件21之下表面211上形成凹陷部213，以形成分別獨立的複數指紋辨識感應元件21，且使指紋辨識感應元件21之下表面211的尺寸小於預設尺寸。也就是說，指紋辨識感應元件21之下表面211的第二長度小於預設尺寸之第一預設長度。於本較佳實施例中，圖7所顯示之凹陷部213的長度T3約為0~0.1毫米，而凹陷部213的高度T4約為0.12~0.18毫米。較佳者，凹陷部213的長度T3為0，使得指紋辨識感應元件21之上表面211的長度與指紋辨識感應元件21之下表面211的長度一致，且與預設尺寸一致。
於步驟D完成之後，進行步驟E：測量分別獨立的指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸，且根據預設尺寸而判斷指紋辨識感應元件21是否通過尺寸檢驗。簡言之，步驟D即檢查被裁切的指紋辨識感應元件21是否接近於預設尺寸。當指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸與預設尺寸之間的差距小或等於容許誤差時，判斷指紋辨識感應元件21通過尺寸檢驗，亦即進行步驟F。反之，則判斷指紋辨識感應元件21未通過尺寸檢驗，亦即進行步驟G，而被判斷為未通過尺寸檢驗的指紋辨識感應元件21即被視為不良品。其中，步驟A~步驟F(或步驟G)之運作屬於本發明指紋辨識感應元件之切削方法的步驟。
最後，進行步驟H：結合指紋辨識感應元件21以及電路板22而形成指紋辨識感應模組2，其中，指紋辨識感應元件21係以表面黏著技術(SMT)固定於電路板22上，如圖2所示。
需特別說明的有三，第一，指紋辨識感應元件21之下表面211上會設置金球、錫球等電性連接物，以填補凹陷部213與其下表面211之間的高度差。第二，由於指紋辨識感應元件21與電路板22之間係以表面黏著技術(SMT)結合，故不需使用黏膠，而不會發生殘膠之情形。由於不 需進行清除殘膠之工作，因此本發明方法可提升製造效率。第三，根據以往製造經驗，於切削感應連板之過程中，被切削而形成的指紋辨識感應元件最常發生切削歪斜的情形，例如：指紋辨識感應元件之下表面的尺寸大於指紋辨識感應元件之上表面的尺寸，而指紋辨識感應元件之上表面的尺寸接近於預設尺寸，此種指紋辨識感應元件因其下表面之尺寸過大，而無法通過尺寸檢驗。因此，本發明方法於指紋辨識感應元件21之下表面211上形成凹陷部213，使得指紋辨識感應元件21之下表面211的尺寸小於指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸，且指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸接近於預設尺寸。如此一來，即使於切削過程中發生切削歪斜之情形，所產生的指紋辨識感應元件21亦可通過尺寸檢驗。
根據上述可知，本發明方法係於裁切感應連板之過程中保留連板薄片，使指紋辨識感應元件之上表面的尺寸接近於預設尺寸，或與預設尺寸一致。之後再切削連板薄片，而於指紋辨識感應元件之下表面上形成凹陷部，使指紋辨識感應元件之下表面的尺寸小於指紋辨識感應元件之上表面的尺寸。換言之，只要令指紋辨識感應元件之上表面的尺寸接近於預設尺寸，指紋辨識感應元件即可通過尺寸檢驗，而可提升製造良率。另外，由於本發明方法中不需使用黏膠，故不需進行清除殘膠工作，而可提升製造效率。
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~J、C1、C2‧‧‧步驟

Claims (13)

  1. 一種指紋辨識感應元件之切削方法，包括以下步驟：(A)根據一預設尺寸，對一感應連板裁切而形成複數指紋辨識感應元件；其中，每二該指紋辨識感應元件之間藉由一連板薄片連接，且該連板薄片接近於該複數指紋辨識感應元件之一下表面；(B)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，以顯露出該複數指紋辨識感應元件之該下表面；以及(C)裁切該連板薄片而於該複數指紋辨識感應元件之該下表面上形成一凹陷部，以形成分別獨立之該指紋辨識感應元件；其中，該指紋辨識感應元件之該下表面之尺寸小於該預設尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識感應元件之切削方法，其中於該步驟(A)中，該至少一指紋辨識感應元件之一上表面之一第一長度接近於該預設尺寸之一第一預設長度，且該至少一指紋辨識感應元件之該上表面之一第一寬度接近於該預設尺寸之一第一預設寬度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識感應元件之切削方法，其中於該步驟(B)包括以下步驟：(B1)以倒置方式放置被裁切之該感應連板於該固定座上，使該複數指紋辨識感應元件伸入該固定座之複數收納槽內；以及(B2)啟動該固定座之一真空泵，以產生吸力而固定該複數指紋辨識感應元件於該複數收納槽內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識感應元件之切削方法，其中於該步驟(A)之前，更包括步驟(D)：使用一夾持工具固定該感應連板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識感應元件之切削方法，其中於 該步驟(C)中，該至少一指紋辨識感應元件之該下表面之一第二長度小於該預設尺寸之一第一預設長度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識感應元件之切削方法，其中於該步驟(C)之後，更包括以下步驟：(E)測量分別獨立之該指紋辨識感應元件之該上表面之尺寸，且根據該預設尺寸而判斷該指紋辨識感應元件是否通過尺寸檢驗；(F)判斷該指紋辨識感應元件通過尺寸檢驗；以及(G)判斷該指紋辨識感應元件未通過尺寸檢驗。
  7. 一種組裝指紋辨識感應模組之方法，包括以下步驟：(A)根據一預設尺寸，對一感應連板裁切而形成複數指紋辨識感應元件；其中，每二該指紋辨識感應元件之間藉由一連板薄片連接，且該連板薄片接近於該複數指紋辨識感應元件之一下表面；(B)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，以顯露出該複數指紋辨識感應元件之該下表面；以及(C)裁切該連板薄片而於該複數指紋辨識感應元件之該下表面上形成一凹陷部，以形成分別獨立之該指紋辨識感應元件；其中，該指紋辨識感應元件之該下表面之尺寸小於該預設尺寸；以及(D)結合該指紋辨識感應元件以及一電路板而形成該指紋辨識感應模組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識感應模組之方法，其中於該步驟(A)中，該至少一指紋辨識感應元件之一上表面之一第一長度接近於該預設尺寸之一第一預設長度，且該至少一指紋辨識感應元件之該上表面之一第一寬度接近於該預設尺寸之一第一預設寬度。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識感應模組之方法，其中於 該步驟(B)包括以下步驟：(B1)以倒置方式放置被裁切之該感應連板於該固定座上，使該複數指紋辨識感應元件伸入該固定座之複數收納槽內；以及(B2)啟動該固定座之一真空泵，以產生吸力而固定該複數指紋辨識感應元件於該複數收納槽內。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識感應模組之方法，其中於該步驟(A)之前，更包括步驟(E)：使用一夾持工具固定該感應連板。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識感應模組之方法，其中於該步驟(C)中，該至少一指紋辨識感應元件之該下表面之一第二長度小於該預設尺寸之一第一預設長度。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識感應模組之方法，其中於該步驟(D)中，該指紋辨識感應元件以及該電路板係藉由表面黏著技術而結合，以形成該指紋辨識感應模組。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識感應模組之方法，其中於該步驟(C)之後，更包括以下步驟：(F)測量分別獨立之該指紋辨識感應元件之該上表面之尺寸，且根據該預設尺寸而判斷該指紋辨識感應元件是否通過尺寸檢驗；(G)判斷該指紋辨識感應元件通過尺寸檢驗；以及(H)判斷該指紋辨識感應元件未通過尺寸檢驗。
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