TWI705384B - 適合集成於電子裝置的雙面感測器模組 - Google Patents
適合集成於電子裝置的雙面感測器模組 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI705384B TWI705384B TW107132775A TW107132775A TWI705384B TW I705384 B TWI705384 B TW I705384B TW 107132775 A TW107132775 A TW 107132775A TW 107132775 A TW107132775 A TW 107132775A TW I705384 B TWI705384 B TW I705384B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- sensor
- flexible substrate
- double
- sided
- conductive traces
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1329—Protecting the fingerprint sensor against damage caused by the finger
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1382—Detecting the live character of the finger, i.e. distinguishing from a fake or cadaver finger
- G06V40/1394—Detecting the live character of the finger, i.e. distinguishing from a fake or cadaver finger using acquisition arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5387—Flexible insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
- H04M1/02—Constructional features of telephone sets
- H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
- H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components
- H04M1/0277—Details of the structure or mounting of specific components for a printed circuit board assembly
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Image Input (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
一種感測器組件,其包含具有多個導電跡線的可撓式基板,該些導電跡線形成於基板的相對側且彼此橫向定向。基板包覆核心周圍,使得在基板的第一部分的相對側上形成的該些導電跡線在核心的一表面形成第一感測表面,並且在基板的第二部分的相對兩側上形成的該些導電跡線在核心的一相對表面形成第二感測表面。核心可以包含封裝物,將封裝物包覆成型到基板的第一部分的一表面上的導電跡線上,且基板的第二部分折疊在封裝物上。感測器組件可包含設置在可撓式基板上的集成電路,其中一個或多個導電跡線電性連接到每一集成電路。
Description
本公開涉及結構堅固的指紋感測器模組,其用在集成於電子裝置中,例如智慧卡、智慧型手機、電腦(例如:筆記型電腦、桌上型電腦或平板電腦)、“物聯網”(Internet of Things,IOT)電子裝置、汽車應用、鎖具、消費品與工業裝置。
指紋感測器設立於各種設備中,如:電腦、平板電腦、智能電話與智慧卡,以提供其安全性與易用性。指紋感測器的廣泛使用也可提供一個安全問題,例如:指紋感測器已被潛在指紋所產生的偽造指紋所欺騙。現今習知的指紋感測器通常試圖在增加指紋的錯誤拒絕與減少易用性的成本下利用額外的安全措施減輕這個問題,例如:活體指紋偵察。
因此,在工業上有特別設計以提升防偽保護且不需降低指紋感測器的易用性之改良指紋感測器的需求。
美國專利公告第8,421,890號案“Electronic image using an impedance sensor grid array and method of making”,其公開內容通過引用結合於此,描述了利用交叉的傳輸線(Tx)與接收線(Rx)實現的指紋觸控感測器的原理。
美國專利申請公開第2016-0379035號案“Double-sided fingerprint sensor”描述了雙面指紋感測器,其公開內容通過引用結合於此。
美國專利申請公開第2017-0147852號案“Electronic sensor supported on rigid substrate”,其公開內容通過引用結合於此,描述了包覆在剛性基板周圍的可撓式指紋感測器。
美國專利申請公開第2018-0213646號案“Configurable, encapsulated sensor module and method for making same”,其公開內容通過引用結合於此,描述了封裝的包覆指紋感測器。
美國專利公告第9,396,379號案“Surface sensor”,其公開內容通過引用結合於此,描述了將指紋感測器結合到智慧卡的腔室中。
國際專利公開第2003/049012號案“Packaging solution, particularly for fingerprint sensor”,其公開內容通過引用結合於此,描述了適用於智慧卡的可撓式指紋感測器。
以下呈現簡化的概述以便提供對本文所描述的一些方面的基本理解。該概述不是所要求保護的主題的廣泛概述。它既不意欲標識所要求保護的主題之關鍵或決定性的元素,也不描繪其範圍。其唯一目的是以簡化形式呈現一些概念,作為稍後呈現的更詳細描述的序言。
在一實施例中,描述了一種雙面可撓式基板的設計,以產生由單一特殊用途積體電路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)驅動的雙面指紋感測器。
在另一實施例中,一種包覆技術用以產生一雙面指紋感測器。在本實施例中,雙面可撓式基板包覆於一核心周圍。
在另一實施例中,使用兩個印刷電路板(Printed circuit board,PCB)生產雙面指紋感測器。在另一實施例中,使用複數個多層印刷電路板生產雙面指紋感測器。
在另一實施例中,描述了一種封裝雙面指紋感測器的方法,以產生一個雙面感測器模組。
在另一實施例中,描述了一種特別適合結合到智慧卡中的雙面感測器模組。雙面感測器模組的設計具有成本效益,並且足夠堅固,可以通過智慧卡的國際標準組織(ISO)的壓力測試。雙面模組可以通過現有的製造方法安裝到智慧卡中。
在另一實施例中,描述了一種將雙面感測器模組插入並牢固地固定到智慧卡中的方法。
在一些實施例中,雙面感測器模組可包含兩個封裝的單感測器模組。每一封裝的單感測器模組(例如:組件)可包含一控制電路(例如:集成電路,諸如ASIC)。在一些實施例中,兩個封裝的單感測器模組可以堆疊在一起,其中一個封裝的單感測器相對於另一個封裝的單感測器在相同的平面中旋轉,以便於產生雙面感測器模組。在一優選實施例中,第二感測器相對於第一感測器旋轉180度,不過任何旋轉度都是可能的。在一些實施例中,雙面指紋感測器模組可以結合到PCB框架中,以將每一封裝的單感測器模組互連到一控制處理器。根據一些實施例,PCB框架可以提供與主機設備的互連。
在一些實施例中,雙面感測器模組可包含單片雙面可撓式基板。單片雙面可撓式基板可包含兩個感測區域,每一感測區域連接到個別的ASIC。在一些實施例中,雙面可撓式基板可以包覆在核心周圍,以產生雙面感測器模組。在一些實施例中,可以封裝每一感測區域與相應的ASIC,以在單一基板上產生兩個單感測器模組。在這樣的實施例中,雙面可撓式基板可以包含在基板的頂表面上的兩個單感測器模組。可折疊雙面可撓式基板,以堆疊兩個單感測器模組,並產生雙面感測器模組。在一些實施例中,雙面感測器模組可以結合到包含一控制處理器(例如:微控制器單元)的PCB框架中。
在一些實施例中,雙面指紋感測器模組可包含一個單面指紋感測器。
本公開的主題的其它特徵與特性以及操作方法,連同結構的相關元件的操作方法與功能以及零件的組合與製造之經濟性,在參考附圖、考慮以下描述與所附申請專利範圍後將變得更明顯,以上全部內容形成本說明書的一部分,其中相同參考數字表示在不同圖中的對應部分。
雖然本公開的要求保護主題的各方面以各種形式來體現,下面的描述與附圖僅僅旨在揭露要求保護主題之具體實施例的一些形式。 因此,本公開的要求保護主題不受限於像這樣描述與說明的形式或實施例。
除非另外定義,否則本領域的所有術語、在此使用的符號與其他技術術語或專門名詞具有與本申請屬於的領域中的普通技術人員通常理解相同的含義。在此提及的所有專利、申請、公開申請與其他公開以其整體內容通過引用結合於此。如果在本段內容中列出的定義與通過引用結合於此的該專利、申請、公開申請、與其他公開中列出的定義相反或不一致的情況下,在本段內容中列出的定義取代通過引用結合於此的定義。
除非另有表示或上下文指出,否則如在此使用的“一”或“一個”意味著“至少一個”或“一個或多個”。
本說明書可使用相對空間與/或方位術語,以描述構件、裝置、位置、特徵、或其部分的位置與/或方位。除非特別陳述、或由說明書的上下文表示,包含但不限於頂部、底部、上方、下方、之下、在頂部上、上、下、左、右、前、後、靠近、鄰近、之間、水準、垂直、對角、縱向、橫向、徑向、軸向等等術語便於使用,以提及在圖式中該構件、裝置、位置、特徵、或其部分的位置與/或方位,並非旨在限定本發明。
此外,除非另外陳述,否則在本說明書中所提及的任何特定尺寸僅是實現本公開的裝置之代表示例性實施例且並非旨在限定本發明。
如本文所使用的術語“相鄰(adjacent)”是指靠近或鄰接。相鄰的物體可以彼此間隔開,或者可以彼此實際或直接接觸。在某些情況下,相鄰的物體可以彼此連接或者可以彼此一體地形成。
如本文所使用的術語“實質上(substantially)”與“實質上的(substantial)”是指相當大程度或範圍。當結合事件、情況、關係或特性使用時,術語可指在該事件、情況、關係或特性中恰好發生的實例以及在該事件、情況、關係或特性中發生在非常接近的實例,例如說明本文所述的實施例的代表性容限程度(tolerance levels)或變化性。
如本文所使用的術語“任選的(optional)”與“任選地( optionally)”是指隨後描述的事件、情況、特性、結構、成分等可能發生或可能不發生,並且該描述包含事件或情況發生的實例與不發生的實例。
在本公開的上下文中,“指紋”包含手指(包含拇指)尖端上的獨特脊部圖案。 因此,這裡使用的術語“指紋”還包含拇指的指紋。
指紋感測器設立於各種設備中,如:電腦、平板電腦、智慧型手機與智慧卡,以提供其安全性與易用性。指紋感測器的廣泛使用也可提供一個安全問題,例如:指紋感測器已被潛在指紋所產生的偽造指紋所欺騙。現今習知的指紋感測器通常試圖在增加指紋的錯誤拒絕與減少易用性的成本下利用額外的安全措施減輕這個問題,例如:活體指紋偵察。因此,在工業上有特別設計以提升防偽保護且不需降低指紋感測器的易用性之改良指紋感測器的需求。可以同時捕捉使用拇指與食指進行捏合動作的兩個指紋之指紋感測器將更難以欺騙。
提供能夠同時檢測兩個指紋的指紋感測器的一種可能方法是使用兩個指紋感測器。然而,使用兩個指紋感測器導致製造成本變成兩倍,厚度加倍並且運轉指紋感測器所需的功率加倍。此外,涉及將兩個指紋感測器安裝在主機設備上、將兩個感測器連接到主機設備以及協調控制兩個個別的指紋感測器的處理器的各種動作之複雜情況對現有的製造方法和設備產生實際問題。
提供能夠同時檢測兩個指紋的指紋感測器的另一種可能方法是產生具有兩個感測區域的單感測器。美國專利申請公開第2016-0379035號案“Double-sided fingerprint sensor”,其公開內容通過引用結合於此,描述了具有作為嵌入式晶片封裝的兩個感測區域之指紋感測器。由於驅動線與讀取線(pickup lines)的間距需要非常小,因此這種封裝的製造成本可能很高。
因此,需要替代的製造與封裝方法來實現使用可撓式基板的雙面指紋感測器,該可撓式基板可用現有的製造方法與設備製造。如將進一步詳細描述的,雙面指紋感測器能夠提供兩個不限於平行配置的感測區域。
這種雙面指紋感測器特別適用於智慧卡應用,以提高安全級別並防止欺騙。
如安全技術聯盟(正式稱為智慧卡聯盟)所定義的智慧卡,其為一種嵌入集成電路或晶片的設備。智慧卡技術符合包含ISO/IEC 7816與ISO/IEC 14443的國際標準。因此,本領域普通技術人員將理解,智慧卡不限於塑膠卡。雖然塑膠卡是最初智慧卡的形狀因素,但智慧卡使用的技術現在有多種形狀因素可供選擇,包含塑膠卡、鑰鍊(key fobs)與使用於GSM手機、手錶、電子護照與基於USB的令牌(tokens)的用戶身分模組(subscriber identification modules,SIMs)。智慧卡應用包含但不限於銀行卡、移動電話的用戶身分模組、醫療卡(healthcare cards)、政府與企業的ID卡、福利與社會福利卡、駕駛執照、物理與邏輯的感應卡(access cards)、公共交通卡(票證)以及在單一張卡上組合多個應用程序的卡。
智慧卡通常由可撓式材料層製成,使用熱與壓力層壓在一起以形成成品卡(finished cards)。一個或多個內部層可以包含電路以允許卡內的部件連接在一起。 在非接觸式卡片中,天線可以圍繞該卡片運行以與外部讀卡器進行RF連接並將電力傳輸到卡片內的部件。
銀行卡通常具有安全元素部件(secure element component),以與外部讀卡器的終端、銷售點(Point of Sale,POS)終端或自動櫃員機(Automated Teller Machine,ATM)的終端接觸。當諸如指紋感測器的生物識別感測器放置在智慧卡中時,感測器必須能夠與該卡片內的安全元素部件與現有電路(與天線)相互作用。
智慧卡優選地足夠堅固以承受日常使用,例如:用戶的粗暴操作、重複插入PoS與/或錢包或皮包以及插入ATM機的滾輪。智慧卡必須具有足夠的使用壽命,以避免智慧卡提供商必須經常重新發行。
使用標準工藝與機器大量製造智慧卡。優選的是,雙面指紋感測器可以容易地結合到結構上堅固的指紋感測器模組或封裝中,並且單一模組或封裝可以容易地結合到智慧卡中,而不需要對標準製造工藝進行重大改變。
如本文所使用的,每一電子感測器形成格柵(grid),以檢測在多個位置之近端物體的表面特徵(例如:指紋)。在一實施例中,格柵包含多個導電驅動跡線或線(或傳輸線“Tx”)以及多個導電讀取跡線或線(或接收線“Rx”),每一導電驅動跡線可連接到能夠產生單頻、多音頻(multitoned frequency)或者固定或可變幅度的二進制脈衝序列的一驅動源,該些導電讀取跡線橫向定向(優選地實質上垂直)於該些驅動線。該些驅動線優選地實質上彼此平行,且該些讀取線優選地實質上彼此平行。該些驅動線通過一絕緣層(例如:介電質)與該些讀取線分開。在各種實施例中,將該些驅動線與該些讀取線分開的該絕緣介電層包含一個或多個可撓式絕緣介電層。
因此,每一驅動線可通過該介電層電容耦合一讀取線。該些驅動線可形成格柵的一個軸(例如:X軸),而該些讀取線形成格柵的另一個軸(例如:Y軸)。一驅動線與一讀取線相交的每一位置可形成阻抗感測電極對,由此驅動線與讀取線的重疊部分形成由介電層隔開的電容器的相對極板。該阻抗感測電極對可視為一個像素(例如:一個X-Y座標),在該像素處,由於接觸或接近該讀取線所引起的電容變化,通過在每一讀取線處檢測到的信號的變化來檢測近端物體的表面特徵。格柵形成多個像素,這些像素可共同產生近端物體的表面特徵的圖像。例如,格柵的該些像素可映射接觸電子感測器的位置之手指表面的脊與谷特徵。該圖像可以用作識別圖案以匹配存儲在資料庫中的脊/谷圖案。在標題為“Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making”的美國專利公告第8,421,890號案以及標題為“Biometric sensing”的美國專利公告第8,866,347號案中討論了具有重疊的驅動線與讀取線以及驅動感測與掃描電子器件之指紋感測器的其他細節,其各自的公開內容通過引用整體併入本文。在標題為“Fingerprint Sensor Employing an Integrated Noise Rejection Structure”的美國專利申請公開第2016/0188951號案中描述了進一步改進與增強用於改善測量原理的靈敏度的裝置、方法與電路,其採用藉由介電質分開之重疊的驅動線與讀取線所組成之感測器格柵,該感測器格柵包含驅動、感測、掃描與降噪電子器件,其公開內容通過引用以其整體併入本文。
在本公開的上下文中,“感測器元件”包含一個或多個部件的布置,其用以基於可測量的參數(例如:電容值、光/光學、溫度/熱,壓力等)產生一信號,其特性將根據是否存在與感測器元件局部接近的物體而變化。指紋感測器將包含這樣的感測器元件的陣列,用以基於放置在指紋感測器上或指紋感測器附近的手指的一部分表面產生一信號。指紋感測器的每一感測器元件的靈敏度使得在每一感測器元件處產生的該信號的特性將基於放置在該陣列上或該陣列附近的手指的部分表面特徵而變化,且在每一感測器元件處產生的信號的變化特性可藉由組合或以其他方式處理以形成一資料檔案,該資料檔案具有放置在該陣列上或在該陣列附近的手指表面的部分指紋的實際或虛擬“圖像”。
這種感測器元件的具體示例可包含但不限於電容、光學、溫度與壓力感測器元件。作為說明性示例,可以在一指紋感測器中採用兩種類型的電容感測器元件,互電容感測器元件(mutual capacitance sensor elements)與固有電容感測器元件(self-capacitance sensor elements)。互電容感測器元件陣列包含多個間隔開的驅動線與多個間隔開的讀取線,該些讀取線橫向於該些驅動線設置並且通過介電材料與該些驅動線隔開。該些讀取線與該些驅動線的每一交叉點構成一互電容感測器元件,該互電容感測器元件用以產生表示由於存在或不存在與互電容感測器元件局部接近的物體的一部分而導致電容變化的信號。固有電容感測器元件陣列包含第一多個間隔開的導電線以及橫向於該第一多個間隔開的導電線所配置的第二多個間隔開的導電線。該第一多個導電線與該第二多個導電線中的每一導電線用以將一信號傳輸至放置在可檢測的附近的手指表面並接收一結果信號。因此,每一導電線構成一固有電容感測器元件,該固有電容感測器元件用以產生表示由於存在或不存在與固有電容感測器元件局部接近的物體的一部分而導致電容變化的信號。
儘管呈現了本公開的各方面特定類型的感測器元件與指紋感測器的配置,但應了解,那些方面的實施例不一定限於特定類型的指紋感測器配置的感測器元件類型, 或者在此描述之特定類型的指紋感測器的感測器元件類型。
具有雙感測區域之包覆的可撓式感測器
「第1A圖」與「第1B圖」說明了美國專利申請公開第2016-0379035號案中描述的一種雙面指紋感測器。如「第1A圖」所示,雙面感測器102使用嵌入式晶片封裝技術並且包含夾在頂部模組層與底部模組層之間的一基板核心以及連接到頂部感測器格柵與底部感測器格柵的ASIC(沒有在「第1A圖」中顯示)。「第1B圖」說明了該雙面感測器的一放大區域,並且顯示實現驅動線(Tx)與讀取線(Rx)所需的嚴格公差。使用傳統的多層剛性印刷電路板技術實現這種嚴格的公差是具有挑戰性的。具體而言,挑戰在於實現精細的間距佈線,即窄線寬(電路線寬)以及相鄰線(電路線)之間的狹窄空間(空氣間隙)- 以及驅動線( Tx)、讀取線(Rx)、通孔與路由線(routing line)的小尺寸公差,如「第1B圖」所示。在一非限制性實施例中,雙面感測器可包含15微米(micrometer,μm)的跡線寬度與20μm的空氣間隙,驅動線( Tx)、讀取線(Rx)、通孔與路由線的小尺寸具有±10% ~ ±20%的公差(tolerance)。
用於雙面指紋感測器的替代封裝解決方案是實現一可撓式基板的使用,該可撓式基板具有在其上形成的多個導電驅動跡線與讀取跡線,該可撓式基板包覆在一剛性基板周圍,例如:美國專利申請公開第2017-0147852號案“Electronic sensor supported on rigid substrate”,其公開內容通過引用結合於此。
「第2A圖」至「第2C圖」顯示根據一示例性實施例之用於形成雙面指紋感測器的雙面可撓式基板202。雙面可撓式基板202包含一可撓式介電質基板,可撓式介電質基板可以是基於聚合物的基板(例如:聚亞醯胺),例如:Kapton®或Upilex®,且包含由合適的導電材料(諸如銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成的多個導電跡線之多個感測器元件,其形成、蝕刻、沉積、電鍍、印刷或以其他方式應用於或嵌入雙面可撓式基板202的每一表面或側面。該些導電跡線可以用作雙面可撓式基板202的驅動線與讀取線。如「第2A圖」所示,雙面可撓式基板202的第一表面201A可包含多個讀取線(Rx)206、ASIC 208以及包含電容器210A-E與電感器212A-B的附加被動部件。該些讀取線206中的每一個分別連接到ASIC 208。「第2B圖」顯示雙面可撓式基板202的第二表面201B。雙面可撓式基板202的第二表面201B可包含第一多個驅動線(Tx)204A與第二多個驅動線(Tx)204B。每一驅動線通過互連線218A-B電性連接到第一表面201A上的ASIC 208(為簡單起見,僅示出了四條互連線)。儘管僅顯示了四條驅動線連接到ASIC 208,但是第一多個驅動線204A與第二多個驅動線204B的每一驅動線分別通過延伸穿過雙面可撓式基板202的通孔219A-B連接到第一表面201A上的ASIC 208。在另一個實施例中,ASIC 208、電容器210A-E與電感器212A-B可以安裝在雙面可撓式基板的第二表面201B上。在這個實施例中,第一多個驅動線(Tx)204A與第二多個驅動線(Tx)204B中的每一個直接連接到ASIC 208,並且每一讀取線(Rx)206分別通過延伸穿過雙面可撓式基板202的通孔連接到第二表面201B上的ASIC 208。
在一些實施例中,雙面可撓式基板202的第一表面201A可包含多個驅動線(Tx)、ASIC 208以及包含電容器210A-E與電感器212A-B的附加被動部件。多個驅動線中的每一個分別連接到ASIC 208。在這個實施例中,雙面可撓式基板202的第二表面201B可包含第一多個讀取線(Rx)與第二多個讀取線(Rx)。每一讀取線通過互連線與延伸穿過雙面可撓式基板202的通孔電性連接到第一表面201A上的ASIC 208。在一些實施例中,ASIC 208、電容器210A-E與電感器212A-B可以是安裝在雙面可撓式基板的第二表面201B上。在這個實施例中,第一多個讀取線(Rx)與第二多個讀取線(Rx)中的每一個直接連接到ASIC 208,並且每一驅動線(Tx)通過延伸穿過雙面可撓式基板202的通孔分別連接到第二表面201B上的ASIC 208。
「第2C圖」為雙面可撓式基板202的俯視圖,其中,第一多個驅動線204A與第二多個驅動線204B疊合在多個讀取線206上,其中一介電層(即,可撓式基板)將該些驅動線與該些讀取線分開。如「第2C圖」所示,兩個個別的感測區域214A-B形成在雙面可撓式基板202的部分處,其中,該些讀取線206與第一多個驅動線204A及第二多個驅動線204B重疊。在一替代實施例中,雙面可撓式基板202可包含第一多個讀取線與第二多個讀取線,其具有共用的多個驅動線以形成第一感測區域214A與第二感測區域214B。因此,兩個分開的感測區域214A-B形成在雙面可撓式基板202的部分處,其中,該些驅動線與第一多個讀取線及第二多個讀取線重疊。在一些實施例中,第一感測區域214A與第二感測區域214B中的每一個可包含9×9毫米(millimeter,mm)的感測區域。在一些實施例中,第一感測區域214A與第二感測區域214B可各自包含4.5×9mm的感測區域。然而,這些值不是必需的,且第一感測區域214A與第二感測區域214B所包含的感測區域可以在替代實施例中變化。
在一些實施例中,雙面可撓式基板202沿方向B的長度可以在45-55mm之間,雙面可撓式基板202沿方向C的寬度可以在15-25mm之間。在一些實施例中,第一感測區域214A與第二感測區域214B之間沿方向B的距離可以在6-7mm之間。在一些實施例中,第一感測區域214A與雙面可撓式基板202的一端沿著方向B之間的距離可以在3-4mm之間。然而,這些值不是必需的,且長度、寬度與距離可以在替代實施例中變化。在一些實施例中,可以將ASIC 208與包含電容器210A-E與電感器212A-B的被動部件通過異向性導電膜(Anisotropic Conductive Film,ACF) 移動到連接的單獨印刷電路板(PCB),以減小雙面可撓式基板202的總面積。
在一些實施例中,第一多個線204A與第二多個線204B(它們是驅動線或讀取線)在空間上不是分開的,如「第2A圖」所示,且形成連續排列的線。第一多個線204A與第二多個線204B之間的距離在替代實施例中可以變化。
為了生產雙面指紋感測器,雙面可撓式基板202至少部分地包覆在核心上。在一個實施例中,該核心放置在包含更靠近ASIC 208的感測區域214B之雙面可撓式基板202的一部分的頂表面上。包含另一感測區域214A的雙面可撓式基板202的一部分沿著折疊線216在方向A上折疊在該核心上。在所示實施例中,感測區域214A與感測區域214B之間的距離大於頂表面與底表面之間的核心之短邊的高度,使得部分地包覆該核心周圍之雙面可撓式基板202在方向A上形成一個位於該核心頂表面上方的感測區域214A,另一個感測區域214B位於該核心的底表面上方。在一些實施例中,雙面可撓式基板202可包含單感測區域(即,導電線組204A、204B之間沒有空間間隔)。在這個實施例中,雙面可撓式基板202在方向A上包覆該核心周圍,使得該單感測區域的一部分覆蓋該核心的底表面,該單感測區域的一部分覆蓋該核心的頂表面,且該單感測區域的一部分包覆在該核心周圍。在一些實施例中,模塑料封裝物(molding compound encapsulant)用於封裝ASIC 208並在包含感測區域214B的雙面可撓式基板202的該部分的頂表面上形成該核心。因此,一個感測區域214A位於該核心的第一表面上,而另一個感測區域214B位於該核心的第二表面上。在一些實施例中,至少部分包覆的雙面可撓式基板202的外表面可包含多個驅動線(Tx),如「第2A圖」與「第2B圖」所示。在一些實施例中,至少部分包覆的雙面可撓式基板202的外表面可包含多個讀取線(Rx),如「第2A圖」與「第2B圖」所示。在一些實施例中,包覆雙面可撓式基板202,使得第一表面201A覆蓋並面向該核心的第一表面與第二表面。在一些實施例中,包覆雙面可撓式基板202,使得第二表面201B覆蓋並面向該核心的第一表面與第二表面。第一表面與第二表面可以構成頂表面與底表面(即平行),或者第一表面與第二表面可以是不平行的。
在一個實施例中,該核心可以是剛性的或半剛性的,例如:玻璃、塑膠、陶瓷、PCB板,或者可以是可撓式的,例如:聚脂(polyester)、FR4、聚合物。該核心具有加強功能,但可以選擇允許包覆的雙面指紋感測器為彎曲與/或扭曲,這取決於使用者應用。在一實施例中,該核心不需要是不間斷的(continuous)。例如:該核心可以包含多個切口,以允許安裝部件(諸如互連部件),如下面將進一步描述的。在另一個實施例中,將封裝物(例如:非導電介電材料)直接應用到雙面可撓式基板202的一表面上,以形成一封裝核心,如下面將進一步所述。
在一個實施例中,雙面可撓式基板202包覆在立方體形狀的核心302周圍,以形成雙面指紋感測器304,如「第3圖」所示。因此,一個感測區域214A位於核心302的頂表面上,另一個感測區域214B位於核心302的底表面上。在該示出的實施例中,包含ASIC 208之雙面可撓式基板202的一部分不包覆在核心302周圍,且可以用作主機設備連接舌片(tab),以將該感測器連接到主機設備。
「第4A圖」至「第4C圖」顯示雙面指紋感測器的其他實施例的橫截面圖。如「第4A圖」所示,在雙面可撓式基板202的頂表面的一部分上應用(例如:包覆成型)封裝物402(例如:模塑料非導電介電材料),以封裝ASIC 208、電容器210A -E與電感器212A-B,形成封裝核心402。封裝核心402覆蓋包含更靠近ASIC 208的感測區域214B之可撓式基板202的一部分的頂表面。包含另一個感測區域214A之雙面可撓式基板202的一部分的頂表面未被該封裝物覆蓋,且該部分沿著方向A上的折疊軸404折疊在封裝核心402上,以形成具有設置在封裝核心402的相對側上之感測區域214A與感測區域214B的雙面指紋感測器406。「第4B圖」顯示折疊的雙面指紋感測器406的一示例性實施例。如「第4B圖」所示,一個感測區域214A位於雙面指紋感測器406的頂表面上,另一個感測區域214B位於雙面指紋感測器406的底表面上。
如「第4C圖」所示,在一實施例中,雙面可撓式基板202的折疊部分408不必覆蓋封裝核心402的整個頂表面。例如,雙面可撓式基板202的折疊部分408可以比沿著方向B的封裝核心402的長度短,而由封裝核心402覆蓋的雙面可撓式基板202的部分410在方向B上沿著封裝核心402的長度延伸,如「第4C圖」所示。在另一個實施例中,雙面可撓式基板202的折疊部分408可以比方向B上的封裝核心402的長度長。
「第5A圖」至「第5C圖」說明了雙面指紋感測器500的多個實施例,其包含當模塑料封裝物用於形成封裝核心502A-B時可以產生的不同核心形狀。「第5A圖」示出了包含斜角台階(angled step)504A之封裝核心502A。「第5B圖」示出了另一個實施例之包含兩個斜角台階之封裝核心502B。在該實施例中,封裝核心502B包含在封裝核心502B的底表面上之斜角台階504A與在封裝核心502B的頂表面上之斜角台階504B。在「第5A圖」與「第5B圖」中之斜角台階504A略微提升安裝在雙面可撓式基板518的內表面上的ASIC 514與該些被動部件516,例如:電容器與電感器,使得加強層506可以放置在包含該些部件之雙面可撓式基板518的一部分的外表面下方。加強層506為ASIC 514與該些被動部件516提供額外的保護層。
「第5G圖」至「第5H圖」說明了包含兩個接腳(prongs)508A-B之具有雙面可撓式基板518的核心502G的頂視圖。在一些實施例中,封裝核心502G被延伸且被特殊地成形,以進一步包含兩個接腳508A-B。兩個接腳508A-B可用於促進指紋感測器500安裝到主機設備中。「第5G圖」顯示了在雙面可撓式基板518包覆在核心502G的頂表面上之前的組件。「第5H圖」顯示了在雙面可撓式基板518包覆在核心502G的頂表面上之後的組件。
「第5C圖」說明了封裝核心502C的一實施例,其包含一個或多個集成安裝針腳(integral mounting pins)以及一個或多個切口。該些集成安裝針腳510A-B用於在包覆封裝核心502C時固定可撓式基板,且該些切口512A-D用於便於使用互連部件將包覆的雙面指紋感測器安裝到主機設備上,將在「第6A圖」至「第6D圖」中進一步詳細描述。在一個實施例中,根據包覆的雙面指紋傳感器的應用,可以有任意數量的集成安裝針腳與切口。
因此,可撓式基板可以包覆在各種形狀與尺寸的核心上。有許多現實生活中的“物聯網”設備(其包含可穿戴設備、手寫筆設備、智能手錶、門鎖、掛鎖、USB模組、汽車組件、家用電器、槓桿、操縱桿、旋鈕等)可能包含包覆在具有非平行邊的核心周圍之一個雙面感測器。 適當形狀的核心可以使得能夠將雙面包裝材料應用於門把手(「第5D圖」)、可穿戴電子裝置的腕帶(「第5E圖」)與USB基座(「第5F圖」)。
「第6A圖」至「第6D圖」說明了將可撓式基板608牢固地包覆在封裝核心602周圍的系統與方法,封裝核心602可以類似於「第5C圖」中所示的核心502C。如「第6A圖」所示,封裝核心602包含一體成型且定位在頂表面上的安裝針腳604A-B,用於在包覆核心602時固定可撓式基板608。可撓式基板608包含定位孔606A-B,當可撓式基板608在方向A上折疊在核心602上時,定位孔606A-B進行定位以與安裝針腳604A-B對準。在一些實施例中,封裝核心602可包含一體成型(integrally molded)的定位孔,且可撓式基板608可包含安裝針腳。在該實施例中,當可撓式基板608在方向A上折疊在核心602上時,可撓式基板608上的安裝針腳定位成與封裝核心602的一體成型的定位孔對準並安裝到封裝核心602的一體成型的定位孔中。在一些實施例中,可撓式基板608可包含至少一個安裝針腳與至少一個定位孔。在該實施例中,封裝核心602可包含至少一個一體成型的定位孔與至少一個一體成型的安裝針腳,該安裝針腳定位成使得該至少一個一體成型的定位孔容納可撓式基板608的該至少一個安裝針腳,且當可撓式基板608折疊在核心602上時,至少一個一體成型的安裝針腳安裝到可撓式基板608的至少一個定位孔中。在一實施例中,粘合劑被應用到封裝核心602的頂表面的區域610上,以被可撓式基板608覆蓋。「第6B圖」示出了折疊的可撓式基板608(不存在封裝核心),且「第6C圖」示出了封裝核心602(沒有折疊的可撓式基板),以示出折疊的可撓式基板608上的定位孔606A-B如何相對於封裝核心602上的安裝針腳604A-B進行定位。「第6C圖」示出了折疊在封裝核心602上並通過固定在安裝針腳604A-B上的定位孔606A-B固定的可撓式基板608。在一實施例中,一旦可撓式基板608牢固地折疊在封裝核心602上,接合工具將溫度與光壓(light pressure)應用到具有粘合劑之封裝核心602的頂表面的一部分,以使粘合劑快速固化。這確保了感測器表面的平整度。在一些實施例中,可撓式基板608可以是單面可撓式基板或雙面可撓式基板。
在一些實施例中,切口612可以形成在核心602中且圍繞形成在可撓式基板608上的一個或多個導電焊墊614。在一些實施例中,切口612被配置為具有適合的尺寸與位置以安裝在電氣互連(electrical interconnects)周圍,諸如可壓縮導電凸塊,例如:異向性導電膠(Anisotropic Conductive Adhesive,ACA)凸塊,應用在導電焊墊614上,將在「第15A圖」至「第15D圖」、「第22A圖」至「第22B圖」與「第23B圖」中更詳細地描述。
「第7A圖」至「第7B圖」說明了將可撓式基板牢固地包覆在核心周圍的替代系統與方法。在一實施例中,用於「第7A圖」至「第7B圖」中所述任何方法的該可撓式基板可以是單面可撓式基板或雙面可撓式基板。「第7A圖」顯示了放置或形成在可撓式基板704的表面上的封裝核心702A。在該實施例中,可撓式基板704的未被覆蓋部分將折疊在其上之封裝核心702A的頂表面是連續且平坦的。將粘合劑706塗到封裝核心702A的表面上,隨後將可撓式基板704的未被覆蓋部分在方向A折疊在核心702A上。在一實施例中,一旦可撓式基板704牢固地折疊在封裝核心702A上,接合工具將溫度與光壓(light pressure)應用到具有粘合劑之封裝核心702A的頂表面的一部分,以使粘合劑快速固化。在一些實施例中,封裝核心702A可包含封裝ASIC 722與該些被動部件724的第一部分705以及具有與第一部分705不同的厚度(例如,較小厚度)的台階728。開口730可選擇地被模製到該台階728中。在一實施例中,這些開口730露出可撓式基板704上的導電焊墊,以促進與主機設備的電氣互連。在一些實施例中,封裝核心702A可以具有均勻的厚度,且開口730可以可選地模製到封裝核心702A的一部分中。
「第7B圖」說明了將可撓式基板牢固地包覆在封裝核心周圍的另一系統與方法。在該實施例中,封裝核心702B與固定桿(retainer bar)710形成在可撓式基板704的表面上或固定到可撓式基板704的表面上。固定桿710形成在可撓式基板704的未被覆蓋部分的邊緣上。封裝核心702B包含與頂表面上的固定桿710平行的整數槽(integral slot)708。當可撓式基板704在方向A上折疊在封裝核心702B上時,整數槽708定位在封裝核心702B的頂表面上以與固定桿710對準並容納固定桿710。在一些實施例中,封裝核心702B可以包含從頂表面突出之一體成型桿,且可撓式基板704可包含與一體成型桿的長度與寬度相對應的一固定槽。例如,該固定槽可以是可撓式基板704的切口。在該實施例中,封裝核心702B的一體成型桿被定位,使得當可撓式基板704在方向A上折疊在封裝核心702B上時,它可以裝配到可撓式基板704的固定槽中,以將可撓式基板704的折疊部分牢固地固定在封裝核心702B表面上。在一實施例中,固定桿710與整數槽708之間的干涉配合(interference fit),其中固定桿710的尺寸略微超過整數槽708的尺寸,允許可撓式基板704的未被覆蓋部分牢固地固定在封裝核心702B表面,不使用粘合劑。或者,可以使用粘合劑將桿710固定到槽708中。在一實施例中,可以利用雙腔模(dual cavity mold)同時在可撓式基板704的表面上形成固定桿710與封裝核心702B。在一些實施例中,封裝核心702B可包含封裝ASIC 722與被動部件724的第一部分705以及具有與第一部分705不同的厚度(例如,較小厚度)的台階728。開口730可任選地模製到台階728中。在一實施例中,這些開口730露出可撓式基板704上的導電焊墊,以促進與主機設備的電氣互連。在一些實施例中,封裝核心702B可以具有均勻的厚度,且開口730可以可選地模製到封裝核心702B的一部分中。
「第7C圖」說明了將可撓式基板牢固地包覆在封裝核心周圍的另一種方法。在該實施例中,階梯狀封裝核心702C與包覆成型片(overmold sheet )712形成在可撓式基板704的表面上。階梯狀封裝核心702C包含第一部分714與第二部分716。在一些實施例中,第一部分714的厚度部分小於(例如,一半)第二部分716的厚度,從而在階梯式封裝核心702C中形成台階。包覆成型片712形成在可撓式基板704的未被階梯式封裝核心702C覆蓋的表面上。在一些實施例中,包覆成型片712的物理尺寸可以實質上類似於第一部分714的物理尺寸。例如,包覆成型片712的厚度可以是第二部分716的厚度的一半。因此,當包覆成型片712折疊在階梯狀封裝核心702C上時,包覆成型片712堆疊在第一部分714的頂部上,且抵消第一部分714與第二部分716之間的台階。與第二部分716結合之堆疊的包覆成型片712可以為階梯式封裝核心702C形成平坦的頂表面。在一些實施例中,包覆成型片712的物理尺寸可以與第一部分714的物理尺寸不同。例如,包覆成型片712可以比第二部分716的厚度更厚或更薄。因此,當包覆成型片712折疊在階梯狀封裝核心702C上時,包覆成型片712堆疊在第一部分714的頂部上並且減小第一部分714與第二部分716之間的台階或者形成在第二部分716表面上方突出的台階。在一實施例中,在將包覆成型片712折疊在階梯式封裝核心702C上之前,將粘合劑塗到包覆成型片712或第一部分714的表面上。在一些實施例中,將粘合劑層736應用到包覆成型片712的表面上,如「第7F圖」所示。返回參考「第7C圖」,在包覆成型片712與階梯狀封裝核心702C之間沿折疊軸718可以存在折疊間隙720,以便於在方向A折疊包覆成型片712至封裝核心702C的第一部分714上。「第7G(1)圖」通過「第7G(2)圖」說明了從步驟1(「第7G(1)圖」至「第7G(2)圖」) 至步驟2(「第7G(2)圖」至「第7G(3)圖」)至步驟3(「第7G(3)圖」至「第7G(4)圖」)開始在方向A上將包覆成型片712折疊至第一部分714上之非限制性實施例的方法。在一些實施例中,一旦包覆成型片712折疊在第一部分714上,包覆成型片712與封裝核心702C結合,如「第7H(1)圖」與「第7H(2)圖」所示。返回參考「第7C圖」,在一實施例中,定位梢(dowel)可以放置在折疊間隙720中,以確保可撓式基板704不會緊密地包覆在包覆成型片712與封裝核心702C的邊緣周圍,從而防止邊緣對可撓式基板704的損壞。在另一實施例中,彈性體可以分配在折疊間隙720中,以確保可撓式基板704不會緊密地包覆在包覆成型片712與封裝核心702C的邊緣周圍。在一些實施例中,折疊間隙720可以填充有泡沫材料,例如:Rogers Poron®,以幫助保持可撓式基板704的包覆部分的恆定半徑彎曲,並確保可撓式基板704不會緊密地包覆在包覆成型片712與封裝核心702C的邊緣周圍。在一實施例中,可以利用雙腔模在可撓式基板704的表面上同時形成包覆成型片712與階梯狀封裝核心702C。
在一些實施例中,包覆成型片712與第一部分714可包含用於將包覆成型片712固定在第一部分714的表面上的對準特徵(alignment features),如「第7E圖」所示。如「第7E圖」所示,第一部分714可包含一體成型並定位在頂表面上的安裝柱(mounting posts)734A-B,用於在包覆成型片712折疊於封裝核心702C上時固定包覆成型片712。包覆成型片712可包含定位孔732A-B,其一體成型且當包覆成型片712折疊在第一部分714上時定位該些定位孔732A-B,以與安裝柱734A-B對準。
在一些實施例中,第一部分714可包含一體成型並定位在頂表面上的定位孔,用於在包覆成型片折疊在封裝核心702C上時固定包覆成型片,且包覆成型片712可包含一體成型安裝柱,當包覆成型片712折疊在第一部分714上時,安裝柱被定位以安裝到定位孔中。在一些實施例中,第一部分714可包含至少一定位孔與至少一個一體成型的安裝柱。在該實施例中,包覆成型片712可包含至少一安裝柱與至少一個一體成型的定位孔,定位該至少一個一體成型的定位孔,使得該至少一安裝柱安裝到第一部分714的該至少一定位孔中,且當包覆成型片712折疊在第一部分714上時,該至少一定位孔與第一部分714的至少一安裝柱對準。
在一些實施例中,封裝核心702C可包含第二台階728,其具有與第二部分716不同的厚度(例如,更小的厚度)。開口730可任選地模製到第二台階728中。在一實施例中,這些開口730露出可撓式基板704上的導電焊墊,以促進與主機設備的電氣互連。在一些實施例中,封裝核心702C可以具有均勻的厚度,並且開口730可以可選地模製到封裝核心702C的一部分中。
「第7D圖」說明了將可撓式基板牢固地包覆在封裝核心周圍的另一種方法。在該實施例中,封裝核心702D與包覆成型片722形成在可撓式基板704的表面上。在一些實施例中,封裝核心702D可包含封裝ASIC 722與該些被動部件724的第一部分726以及具有與第一部分726不同的厚度(例如,較小的厚度)之台階728。在一些實施例中,包覆成型片722與第一部分726的表面區域的外圍實質上相似。因此,當包覆成型片722折疊在封裝核心702D上時,包覆成型片712堆疊在第一部分726的頂部上。在一些實施例中,當包覆成型片722折疊在第一部分726上時,包覆成型片722的外圍(outer perimeter)可用以提供厚度變化。例如,折疊的包覆成型片722可以形成在第一部分726的表面上方突出的台階。在一些實施例中,包覆的封裝核心的厚度變化提供將包覆的封裝核心集成到主機設備中。開口730可以可選地模製到台階728中。在一實施例中,這些開口露出可撓式基板704上的導電焊墊,以促進與主機設備的電氣互連。在一些實施例中,封裝核心702D可以具有均勻的厚度,並且開口730可以可選地模製到封裝核心702D的一部分中。在一實施例中,在將包覆成型片712折疊在封裝核心702D上之前,將粘合劑塗到包覆成型片722或封裝核心702D的第一部分726的表面。在包覆成型片722與封裝核心702D之間沿折疊軸718存在折疊間隙720,以便於在方向A上將包覆成型片722折疊在封裝核心702D上。在一實施例中,可將定位梢放置在折疊間隙720中,以確保可撓式基板704沒有緊密地包覆在包覆成型片722與封裝核心702D的邊緣周圍,從而防止邊緣損壞可撓式基板704。在另一個實施例中,彈性體可以分配在折疊間隙720中,以確保可撓式基板704不會緊密地包覆在包覆成型片722與封裝核心702D的邊緣周圍。在一些實施例中,折疊間隙720可以填充有泡沫材料,例如:Rogers Poron®,以幫助保持可撓式基板704的包覆部分的恆定半徑彎曲,並確保可撓式基板704不會緊密地包覆在包覆成型片722與封裝核心702D的邊緣周圍。在一實施例中,雙模穴模具(dual cavity mold)可用於在可撓式基板704的表面上同時形成包覆成型片722與封裝核心702D。
「第8A圖」至「第8B圖」說明了包含分離核心(split core)之雙面指紋感測器的多個實施例。如「第8A圖」所示,美國專利申請公開第2017-0147852號案中描述的分離核心原理解釋了感測器組件的組裝,該感測器組件可以通過將第一剛性基板部分822與感測器葉片(sensor lobe)820折疊在第二剛性基板部分824與第二電路葉片(circuit lobe)826上以及將第一剛性基板部分822固定到第二剛性基板部分824(為簡單起見,「第8A圖」至「第8B圖」中未示出驅動線(Tx)與接收線(Rx))。美國專利申請公開第2017-0147852號案描述了與單面可撓式基板相關之分離核心的概念,且相同的分離核心原理可以與雙面可撓式基板一起使用,以產生具有形成相對的感測器表面之葉片820、826的雙面感測器。
因此,「第8B圖」顯示了雙面指紋感測器800的一個示例,雙面指紋感測器800包含安裝在卡體840中的分離核心802。在一實施例中,分離核心802包含兩種不同的材料。第一種材料或層是PCB 804,第二種材料是封裝物(例如:模塑料),諸如非導電介電材料,直接應用在PCB 804的表面上以形成模製墊片806。雙面可撓式基板808包覆在PCB 804與模製墊片806周圍。在一示例性實施例中,分離核心802具有圓角810,以確保雙面可撓式基板808不被分離核心802的邊緣損壞。在另一個實施例中,在分離核心802的一端與雙面可撓式基板808的包覆部分814之間提供粘合墊812(例如:UV固化適用粘合墊)。通過插入粘合墊812,雙面可撓式基板808未緊密地包覆在分離核心802的邊緣周圍,從而防止邊緣對基板808的損壞。卡體840中的腔室842允許粘合墊812在卡彎曲期間移動。在一替代實施例中,直接應用在PCB表面上的封裝物也被應用到PCB 804的一端以形成緩衝器(bumper)816,以代替粘合墊812。因此,雙面可撓式基板808包覆在緩衝器816的外圍周圍,以防止分離核心802的邊緣對基板的損壞。
在一實施例中,模製墊片806不完全覆蓋PCB 804,且基板808的一部分(例如,具有ASIC)延伸超出墊片,固定到PCB 804的頂表面,並且被封裝物818包覆成型。高模量聚合物膜(high modulus polymer film)830,832可固定到或形成在相對的感測器表面834,836上。
替代的雙面感測器設計
「第9A圖」至「第9C圖」說明了包含兩個個別的PCB板的雙面指紋感測器的實施例。在這些實施例中,使用兩個個別的PCB板而不是雙面可撓式基板。如「第9A圖」所示,第一板902A與第二板902B通過ACF或ACA 910與非導電粘合劑膜912或非導電粘合膏的組合連接。在所示實施例中,PCB 902A大於PCB 902B,並且可以在PCB 902A、902B不重疊的區域中提供包覆成型封裝物。可以在下感測器區域與上感測器區域上提供塗膜916、918(例如,約50μm厚)。
如「第9B圖」所示,兩個板之間的互連使用可撓式(或剛性)電氣連接904進行製造。在一些實施例中,電氣連接904包含將兩個板902A-B互連的一可撓式印刷電路。可撓式印刷電路可以用ACF、ACA、焊料或其他粘附手段連接到每一板902A-B。
如「第9C圖」所示,其示出了雙面指紋感測器的另一替代設計。「第9C圖」示出了多層PCB雙面感測器。例如,PCB 902c可以包含支持向上信號與向下信號接收功能的層920、930、支持向上信號與向下信號傳輸功能的層922、928、支持路由功能的層924以及接地層926。在該實施例中,多層PCB包含到主機設備(例如,卡)的一互連932、一台階或一腔室934。
雙面感測器模組
「第10A圖」至「第10C圖」說明了雙面感測器模組1000的多個實施例。如「第10A圖」至「第10C圖」所示,一層或多層保護塗層可以附著到包覆的雙面可撓式感測器的頂表面與底表面,以產生雙面感測器模組。如「第10A圖」所示,包覆的雙面可撓式感測器1010包含包覆在核心1008周圍的雙面可撓式基板1006。在一些實施例中,ASIC 1001可以設置在未包覆於核心1008周圍之雙面可撓式基板1006的表面。在一實施例中,核心1008可以是如「第8A圖」與「第8B圖」中所述的分離核心。上蓋板1002A放置在包覆的雙面可撓式感測器1010的頂表面上的感測區域1004A上方。下蓋板1002B放置在包覆的雙面可撓式感測器1010的底表面上的感測區域1004B上方。決定蓋板1002A-B的厚度與材料,以防止干擾包覆的雙面可撓式感測器1010的靈敏度。在一實施例中,可以使用保護塗層來覆蓋感測區域1004A-B。蓋板1002A-B可以由玻璃、陶瓷、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚亞醯胺(polyimide)或織物製成。在一實施例中,根據感測器1010的應用的美學要求,蓋板1002A-B可以是透明或有顏色的。在另一個實施例中,蓋板1002A-B可以是觸覺的(tactile)。
如「第10B圖」所示,上蓋板1002A與下蓋板1002B不必相同。例如,上蓋板1002A與下蓋板1002B可包含不同的材料與/或具有不同的長度、形狀、顏色與/或紋理。「第10B圖」中所示的感測器包含可撓式基板1006,其包含具有間隔開且相互橫向的驅動線(Tx)與讀取線(Rx)之聚亞醯胺層(或類似),可撓式基板1006包覆在具有設置在可撓式基板的外表面上的阻焊層(solder mask)1014之模塑料核心(molded compound core)1008周圍。在「第10B圖」中所示的實施例中,下蓋板1002B覆蓋雙面可撓式感測器1010的底表面的部分大於上蓋板1002A覆蓋雙面可撓式感測器1010的頂表面的部分。在一實施例中,感測區域1004A-B的尺寸可以不同。通常,覆蓋物1002A、1002B可以包含聚碳酸酯、聚亞醯胺或其他堅固材料,且可以具有小於或等於約50μm的厚度。因此,可以基於感測區域1004A-B的尺寸來決定蓋板1002A-B的尺寸與材料。
在一替代實施例中,保護塗層1012(例如:可光成像的聚亞醯胺層)可以覆蓋包覆的雙面可撓式感測器1010的外表面的整個區域,如「第10C圖」所示。在一實施例中,可光成像的聚亞醯胺層1012的厚度為25μm,以對雙面可撓式感測器1010的感測能力的干擾最小化。
如上所述,雙面可撓式感測器模組可以應用於許多現實生活中的“物聯網”設備與智慧卡中。對於某些應用(例如:智慧卡)的一個重要考慮因素是智慧卡在日常使用中受到相當大的彎曲,且需要承受在ATM機中的滾輪下推拉。因此,需要為雙面感測器模組的ASIC與該些被動部件提供額外的保護,特別是如果這些沒有結合到核心中的部件。在一實施例中,可以在ASIC與該些被動部件的下方或上方提供一個或多個加強層,以保護部件免受損壞,如「第5A圖」至「第5B圖」、「第12A圖」與「第13B圖」至「第13B圖」所示。在另一個實施例中,用於封裝ASIC與該些被動部件之封裝物,如「第11圖」所示。
返回參考「第5A圖」至「第5B圖」,加強層506放置在ASIC 514與該些被動部件516下面。合適的加強材料可包含厚度為100μm的不銹鋼層。一些替代實施例可使用包含變化厚度的不同材料。
「第11圖」說明了根據一個實施例的結合到智慧卡1140中的雙面感測器模組1100的橫截面圖。在該實施例中,ASIC 1104不是封裝核心1108的一部分。封裝核心1108包含PCB 1112與模製在PCB 1112的頂表面的一部分、PCB 1112的整個底表面與PCB 1112的一端之周圍以形成階梯狀核心之封裝物1110。雙面可撓式基板1114包覆在封裝核心1108周圍,且安裝在可撓式基板上的ASIC 1104設置在PCB 112的未被封裝核心1108覆蓋的部分上。在一些實施例中,包含第一環氧樹脂材料之一個屏障(dam)1102可以適用在包覆的雙面可撓式基板1114的頂表面的較低台階上,以在ASIC 1104周圍產生一個界限(perimeter)。在一些實施例中,屏障1102可以在ASIC 1104與位於包覆的雙面可撓式基板1114的頂表面的較低台階上的任何被動部件之周圍產生一個邊緣。第二環氧樹脂材料可以注入ASIC 1104周圍之由此產生的攔截區域,以封裝ASIC 1104並形成保護罩1106。在一些實施例中,第一環氧樹脂材料與第二環氧樹脂材料是不同的。例如,第一環氧樹脂材料可具有比第二環氧樹脂材料更高的粘度。在一些實施例中,第一環氧樹脂材料與第二環氧樹脂材料可屬於類似的環氧樹脂材料系列。
第一(上)蓋板1118覆蓋感測器的第一感測器區域,第二(下)蓋板1116覆蓋感測器的第二感測器區域。形成在卡體中以容納感測器的開口包含第一開口1122與第二開口1124,第一開口1122具有與第一蓋板1118的尺寸相對應的寬度(橫向尺寸),第二開口1124具有與第二蓋板的尺寸相對應的寬度。由第一面板1118覆蓋的第一感測器區域可通過延伸穿過卡體的第一表面(頂部)的第一開口1122得到,且由第二蓋板1116覆蓋的第二感測器區域可通過延伸穿過卡體的第二表面(底部)的第二開口1124得到。第一開口1122與第二開口1124之間的尺寸差異限定了部分閉合度(partial closure)或上限(ceiling)1126以及容納ASIC1104與保護罩1106的內部空間1120。
「第12A圖」說明了根據本發明另一實施例之插入智慧卡中的雙面感測器模組的橫截面圖。在該實施例中,加強框架1204(也稱為“畫框”)包含一層薄薄的不銹鋼,其中具有一個切口1214。加強框架1204圍繞雙面感測器模組1202的該些感測區域1206B中的一個,同時將模組1202固定在智慧卡1208的腔室內的適當位置,並保護ASIC 1210與該些被動部件1212免受損壞。「第12B圖」顯示了插入智慧卡1208並由加強框架1204固定就位的雙面感測器模組1202的俯視圖與仰視圖。該實施例的分解圖示於「第12A圖」中。如「第12A圖」所示,雙面感測器模組1202插入智慧卡1208中的腔室1302中。當框架1204被應用在雙面感測器模組1202的底表面上,以將模組1202牢固地保持在腔室1302內的適當位置時,底部感測區域1206B被加強框架1204圍繞。在一些實施例中,粘合劑層1314可以在雙面感測器模組1202插入腔室1302之前應用到雙面模組1202的頂表面或腔室1302的內表面中,如「第13B圖」所示。在一些實施例中,粘合劑層1312可以在框架1204被應用在雙面感測器模組1202上以將模組1202牢固地保持在腔室1302內的適當位置之前應用到雙面模組1202的底表面或框架1204之接觸雙面模組1202的底表面之表面,如「第13B圖」所示。在一些實施例中,可以使用兩個加強框架,每一框架圍繞頂部與底部感測區域,同時將模組1202牢固地保持就位。由於加強框架的一個功能可以是將感測器模組保持在腔室內,因此加強框架也可以稱為固定框架(retainer frame)。
開口1302包含容納感測器1202的中心部分1310。通孔1304與感測器區域1206A對準(參見「第12A圖」)。圍繞中心部分1310的凸緣(ledge)1306具有與框架1204的厚度相對應的深度並支撐框架的周邊。可以提供卡互連1308(例如,在橫向凸緣上),用於將感測器1202連接到卡。框架1204可以通過合適的粘合劑固定到凸緣1306。
返回參考「第12A圖」,感測區域1206B通過切口1214保持未被加強框架1204覆蓋,但是雙面感測器模組1202的所有其他部件被加強框架覆蓋並且防止任何力施加到智慧卡1208。切口1214允許感測區域1206B相對於加強框架1204的外表面凹進。該凹槽提供的優點是允許用戶感覺感測器的位置而不必看到感測區域1206B位於何處,例如,如果感測區域1206B位於主機設備的下側,則用戶可以通過在加強框架1204上方移動手指來精確地定位感測區域1206B。在一實施例中,通過配置加強框架1204的厚度來調整該凹槽的深度。在一實施例中,可以挑選用於加強框架1204的材料,以獲得其相對於主機設備的顏色與一般外觀,例如,突出(或替代地偽裝)結合的感測器的感測區域1206A-B。
將雙面感測器模組連接到主機設備的方法
用於連接到主機設備的互連部件是雙面感測器模組的集成部分。「第14A圖」顯示了集成在雙面可撓式基板1404中的互連部件1402的一示例性實施例。可以改變互連部件1402的位置,以優化導體路由(conductor routing)。如「第14B圖」與「第14C圖」所示,互連部件1402嵌入在雙面可撓式基板1404的一部分中,當雙面可撓式基板1404折疊在核心1406上時,該部分延伸超過封裝核心1406的尺寸。雙面可撓式基板1404的延伸部分落在封裝核心1406的一個邊緣上並形成包含互連部件1402的主機設備連接舌片1410。主機設備連接舌片1410與互連部件將感測器連接到主機設備1412。在一實施例中,互連部件1402的位置可以基於雙面感測器模組的應用而變化。
「第15A圖」至「第15D圖」說明了為雙面感測器模組提供與主機設備的互連的多個替代實施例。如「第15A圖」與「第15B圖」所示,非連續的封裝核心1502A包含一個斜角台階1504與一個或多個切口1503。斜角台階1504稍微提升安裝在雙面可撓式基板1506的內表面上的ASIC 1514與該些被動部件1516,因此,加強層1508可以放置在包含這些部件的雙面可撓式基板1506的一部分的外表面下方。在該實施例中,互連部件是一個或多個金柱形凸塊(stud bumps)1510的形式,且使用隨後ACF互連到主機設備的引線接合程序將凸塊1510應用到雙面可撓式基板的內表面。一個或多個金柱形凸塊1510或ACA粘合劑延伸穿過在封裝核心1502A的模製期間形成的切口1503。如在「第5C圖」中所解釋的那樣,切口1503在ASIC與該些被動部件的封裝過程中形成,以形成封裝核心1502A。切口1503允許金柱形凸塊1510的插入(「第15A圖」)與/或ACA 1512(「第15B圖」)的注入,以使雙面感測器模組能夠連接到主機設備。
「第15A圖」係為感測器模組的橫截面圖,說明提供互連到主機設備的另一實施例。非連續(non-continuous)的封裝核心1502B包含一個或多個切口1503。在這個實施例中,可撓式凸塊,例如由Muehlbauer製造的“MB FB 6000可撓式凸塊”,插入一個或多個切口1503中,為雙面感測器模組1501提供與主機設備的互連。可撓式凸塊1512是非常低彈性模量的導電粘合劑,具有高導電率與高延伸率的彈性體基底。泊松比(Poisson’s ratio)保持凸塊在拉伸時的導電性。「第15D圖」說明封裝核心1502B的一部分的俯視圖,該封裝核心1502B包含插入一個或多個切口1503中的一個或多個可撓式凸塊1512。保護塗層1522,例如:可光成像的聚亞醯胺層,可以覆蓋包覆的雙面可撓式感測器1501的外表面的整個區域。
在另一個實施例中,雙面包覆的可撓式感測器1602可以插入PCB框架1604中,如「第16圖」所示。 PCB框架1604大於雙面包覆的可撓式感測器1602並且具有切口1606,以為雙面包覆的可撓式感測器1602的插入提供間隙。雙面可撓式感測器1602包含兩個感測區域,感測器1602的每個表面上的一個感測區域,例如:頂表面上的感測區域1608,以及主機設備連接舌片1610。主機設備連接舌片1610包含ASIC 1612,並與PCB框架1604的一側進行電性接觸。如「第17圖」所示,雙面包覆的可撓式感測器1602插入PCB框架1604中,使得兩個感測區域可通過切口取得(accessible)。在一個實施例中,其他部件,例如:附加的被動部件1702與互連焊墊1704可以安裝在PCB框架1604上。在一個實施例中,封裝物1802(例如,模塑料)用於封裝保護性化合物中的ASIC 1612與該些被動部件,例如:非導電介電材料,如「第18A圖」與「第18B圖」所示。在這個實施例中,頂部感測區域1804A與底部感測區域1804B未被封裝物1802封裝並且暴露在雙面包覆的可撓式感測器1602的頂表面與底表面上。
在另一個實施例中,封裝物1802可以流動(flow)到PCB框架1604的邊緣,如「第19A圖」與「第19B圖」所示。如美國專利申請公開第2018-0213646號案“Configurable,Encapsulated Sensor Module and Method for Making Same”所述,其公開內容通過引用結合於此,解釋了可以在封裝過程之前添加蓋板1902,使得邊緣可以被封裝物1802包圍,以便形成堅固、均勻的雙面感測器模組1904。這允許雙面感測器模組1904以特定形狀形成,例如:用於主機設備的按鈕或開關。「第19A圖」顯示均勻雙面感測器模組1904的頂視圖。如「第19A圖」所示,頂部感測區域1804A暴露在蓋板1902下方(例如,通過在感測區域1804A上方的蓋板1902中形成開口,或者藉由覆蓋物的至少一部分覆蓋在感測區域上的這樣方式允許通過蓋板(厚度與/或材料)感測指紋)。「第19B圖」顯示均勻雙面模組1904的仰視圖。如「第19B圖」所示,PCB框架1604包含切口1606,並且底部感測區域1804B通過切口1606暴露。如「第19B圖」所示,感測器模組1904可以包含一個或多個平面網格陣列(land grid arrays,LGA)焊墊1906。
將雙面感測器模組嵌入設備中
在一示例性實施例中,雙面感測器模組2002(其可包含包覆在剛性核心2010周圍的雙面可撓式感測器基板2012)結合至處於合適位置的主機設備2004中(例如:智慧型手機、電腦、存取控制元件(門鎖)、IoT設備等),使得用戶可以舒適地觸摸兩個感測區域2008A-B,如「第20圖」所示。在一個實施例中,可以產生主機設備2004中的開口,以插入雙面感測器模組2002並安裝到主機設備2004上。基板2012的互連部分2014將感測器模組2002連接到主機設備。可以提供上蓋板與下蓋板或保護塗層2016A、2016B以分別覆蓋感測區域2008A、2008B。在另一個實施例中,雙面感測器模組2002可以安裝在主機設備2004的邊緣或角落上。在一個實施例中,框架2006、填充物或邊框可以圍繞雙面感測器模組2002以將其相對於主機設備2004保持在適當的位置。在一個實施例中,感測區域2008A-B可以與主機設備2004的外表面齊平、相對於主機設備2004的外表面凹進、相對於主機設備2004的外表面突出或相對於安裝框架2006突出。在一些實施例中,包含兩個分開的PCB 2106A-B的雙面指紋感測器模組2102可以安裝在主機設備2104(例如:智慧型手機、電腦、存取控制元件(門鎖)、IoT設備等)中,如「第21圖」所示。在一些實施例中,雙面指紋感測器模組2102的兩個分開的PCB 2106A-B可以連接,如「第9A圖」至「第9C圖」中的任何一個所述。
將雙面感測器模組插入智慧卡的方法
「第22A圖」與「第22B圖」說明適合於結合到智慧卡中的雙面感測器模組的一示例性實施例。雙面可撓式基板包含一個或多個定位孔、多個驅動線與多個讀取線,以形成用於雙面感測器模組的兩個分開的感測區域,如「第2A圖」至「第2C圖」所述。如「第6A圖」所示,將封裝物(例如:非導電介電材料)應用在包含ASIC與該些被動部件的雙面可撓式基板的頂表面的一部分上,以封裝該些部件並形成封裝核心602。「第6A圖」顯示封裝核心602具有兩個相對的平坦表面並且包含在頂表面上的一個或多個集成安裝針腳604A、604B。當可撓式基板包覆在核心上時,集成安裝針腳定位在封裝核心602的頂表面上,以與雙面可撓式基板608上的一個或多個定位孔606A、606B對準。如「第6A圖」所示,一個或多個切口612圍繞可撓式基板608上的導電焊墊614形成。在一些實施例中,通過每個導電焊墊614上的切口612應用一個或多個ACA可撓式凸塊,以提供雙面可撓式基板608與智慧卡之間的互連。在一優選實施例中,四個ACA可撓式凸塊用作互連部件以連接到智慧卡。在一實施例中,封裝核心608為階梯狀並且包含具有適當尺寸與位置的一個或多個切口612,以容納ACA可撓式凸塊。
「第6D圖」顯示雙面感測器模組600的頂視圖(未示出蓋板與/或保護塗層)。「第22A圖」顯示雙面感測器模組2214的“X射線”俯視圖(與「第6D圖」中的模組600類似或相同)。“X射線”俯視圖說明封裝在封裝核心2208內的該些部件(例如:ASIC 2216與被動部件2218)的位置。「第22A圖」與「第22B圖」進一步說明感測區域2220A-B(在「第22A圖」中僅示出了頂部感測區域2220A)與在雙面感測器模組2214內的一個或多個ACA可撓式凸塊2206的位置。
「第22B圖」顯示雙面感測器模組2214的橫截面視圖。如「第22B圖」所示,ASIC 2216與該些被動部件2218被封裝在封裝核心2208內。雙面可撓式基板2202包覆在封裝核心2208周圍,使得頂部感測區域2220A位於封裝核心2208的頂部以及底部感測區域2220B位於封裝核心2208下方。保護塗層2222可以覆蓋雙面可撓式基板2202的整個外表面,並且一個或多個ACA可撓式凸塊2206位於封裝核心2208的一個或多個切口2212內。
在一些實施例中,封裝核心2208可以在被封裝的ASIC 2216與該些被動部件2218的頂表面上方提供保護層。如「第22C圖」所示,封裝核心2208可以在被封裝的ASIC 2216與該些被動部件2218的頂表面上提供最小模製間隙2230,即0.090 mm的封裝層。在替代實施例中,最小模製間隙的厚度可以變化。在一些實施例中,被封裝的ASIC 2216與該些被動部件2218可以是330μm的部件。在一些實施例中,應用在包含ASIC與該些被動部件以封裝該些部件並形成封裝核心的雙面可撓式基板的頂表面的一部分上的封裝物(例如:非導電介電材料)可以是半透明的包覆成型件或堅固的包覆成型件。
在一示例性實施例中,雙面感測器模組2214插入到使用標準工藝與機器製造的智慧卡中。「第23A圖」顯示使用傳統方法製造的智慧卡2302,其中,腔室2304被銑削到智慧卡2302中並且部分地穿過智慧卡2302以容納「第22A圖」與「第22B圖」中描述的雙面感測器模組2214。腔室2304包含腔體開口(cavity opening)2308B與通孔2308A。智慧卡2302一側上的腔體開口2308B暴露足夠大的區域以允許雙面感測器模組2214的實際插入。智慧卡2302另一側上的通孔2308A的面積較小,為了僅暴露雙面感測器模組的感測區域且為了留下智慧卡2302的一層,以在插入腔室2304時為雙面感測器模組提供保護。凸緣2308C圍繞腔體開口2308B且沒有像腔體開口2308B那樣深深地銑入智慧卡2302中。
多個接觸點2306形成在腔室2304的一邊緣處,且可設置在凸起的凸緣2308D上。該些接觸點2306可以用於感測器模組2214與現有智慧卡2302電路之間的電性連接,例如:嵌入智慧卡2302中的一個或多個天線、一個EMV晶片與多個處理器。在一個實施例中,該些接觸點2306位於與智慧卡2302的短邊平行的線上。在一個優選實施例中,腔室2304的邊緣包含四個接觸點2306。在一個實施例中,雙面感測器模組2214插入腔室2304中,使得如「第22A圖」所示的四個ACA可撓式凸塊2206與四個接觸點2306對準。「第23B圖」顯示腔室2304的橫截面透視圖,腔室2304包含多個接觸點2306與多個導電凸塊。在一些實施例中,一個或多個ACA可撓式凸塊2206被應用在智慧卡2302的該些接觸點2306上,如「第23B圖」所示。在這個實施例中,雙面感測器模組2214與腔室2304對準並插入,使得位於智慧卡2302的接觸點2306上的四個ACA可撓式凸塊2206安裝在形成於核心602中的切口612中,並接觸該些導電焊墊614,以提供雙面可撓式基板608與智慧卡之間的互連。在一些實施例中,一個或多個ACA可撓式凸塊2206被應用在智慧卡2302的該些接觸點2306上,如「第23B圖」所示,以及通過該些切口612被應用在每個導電焊墊614上,如「第6A圖」所示,以提供雙面感測器模組2214與智慧卡之間的互連。
如「第24A圖」所示,卡體與感測器模組的分解橫截面圖。雙面感測器模組2214通過較大的腔體開口2308B插入智慧卡2302中。「第24B圖」顯示智慧卡2302的底表面的平面圖,其中雙面感測器模組2214安裝在適當位置。
「第24C圖」顯示包含插入的雙面感測器模組2214的智慧卡2302的橫截面圖。 參照「第24A圖」與「第24C圖」,腔室2408的接收表面包含符合雙面感測器模組2214的頂表面的輪廓的台階2408B-D,以適應雙面感測器模組2214的階梯式設計。腔室2408可包含符合模組2214的圓形包覆端的一圓形部分2408F,且通孔2408E提供對上部感測表面2220A的檢測存取。腔室2408的邊緣上的該些接觸點2306與位於雙面感測器模組2214中的該些可撓式凸塊2404對準(在「第24A圖」中顯示可撓式凸塊2404的橫截面圖與部分平面圖)。
在該優選實施例中,智慧卡2302的物理尺寸是按照ID-1 ISO / IEC 7810格式的智慧卡。在另一個實施例中,優選實施例中的智慧卡2302的物理尺寸可以相對於ID-2、ID-3、ID-00或其他格式卡進行縮放。在一優選實施例中,封裝核心中的台階2402的高度(其有助於可撓式凸塊2404與智慧卡的接觸點2306之間的連接)大致位於智慧卡2302橫截面的中心。在「第24D圖」中進一步描述與說明可撓式凸塊2404與智慧卡的接觸點2306之間的連接。
在該優選的配置中,雙面感測器模組2214的頂表面2406相對於智慧卡2302的頂表面凹進(例如:大約150μm)。凹槽(由台階2408D限定)提供圍繞頂部感測區域2220A的適量的卡材料,並允許用戶通過感覺輕易地定位頂部感測區域2220A且另外提供對感測器表面的保護。必須注意凹槽不能太深,從而防止手指與頂部感測區域2220A充分接觸。在該優選實施例中,在包含ASIC 2414與被動部件2416的封裝核心上提供智慧卡2302材料的一層(例如:大約205μm)。智慧卡2302的該層(由台階2408C限定)保護ASIC 2414與被動部件2416免受外力。台階2408C與台階2408D(以及可能的台階2408B)提供用於將感測器模組2214保持在腔室內且可以通過合適的粘合劑將感測器模組粘附到其上的表面。如「第24E圖」所示,未被可撓式基板的重疊部分覆蓋的封裝核心的一部分厚度減少,且可具有的厚度等於在形成該些接觸點2306的開口的部分的厚度。
在一個實施例中,可以增加包含ASIC 2414與該些被動部件2416的封裝核心上方的智慧卡2302的該層的厚度,以與智慧卡2302的橫截面的大致中心以及該些接觸點2306對準,如「第24E圖」所示。
在該優選實施例中,加強框架2410(也稱為“畫框”)放置在插入的雙面感測器模組2214下方,以將模組2214牢固地固定在腔室2304中。加強框架2410包含: 厚度為100μm的不銹鋼層。 加強框架2410包含切口2412,以暴露插入的雙面感測器模組2214的底部感測區域2220B,同時覆蓋腔體開口以將雙面模組牢固地固定在腔室2304中。框架2410可設置在圍繞腔室2304的台階或凸緣2408A中。 「第13A圖」至「第13B圖」顯示加強框架1204、雙面感測器模組1202與智慧卡1208的分解圖。
「第24D圖」顯示與插入的雙面感測器模組2214互連的智慧卡2302的一部分的橫截面透視圖。如「第24D圖」所示,在插入雙面感測器模組2214時,可撓式凸塊2404將雙面感測器模組2214內的雙面可撓式基板2202與一個卡接觸點2306電性連接。可撓式凸塊2404在保持電性連接的同時提供將雙面感測器模組2214與智慧卡2302的任何移動分離的顯著優點。在一個實施例中,來自Muehlbauer的“MB FB 6000可撓式凸塊”用作可撓式凸塊2404。在一優選實施例中,該些接觸點2306平行於智慧卡2302的短邊排列,且該些可撓式凸塊2404具有的高度約為200μm。使用低模量的熱熔“膠帶”(例如:來自Muehlbauer的“MB CMA 6000 Chipmodule Adhesive”)將感測器模組固定到卡中的腔室中。在一些實施例中,熱熔“膠帶”圍繞雙面感測器模組2214的周邊應用,用於機械連接到智慧卡2302。當該些可撓式凸塊2404與熱熔“膠帶”兩者用作互連部件時為了將雙面感測器模組2214牢固地安裝到智慧卡2302中,得到的雙面感測器模組2214的彎曲半徑遠大於智慧卡2302的彎曲半徑。因此,包含插入的雙面感測器模組2214的智慧卡2302將禁得起用於智慧卡的嚴格的工業標準扭曲與彎曲測試。
「第24F圖」顯示包含插入的雙面感測器模組的智慧卡2302的橫截面圖。在該實施例中,雙面感測器模組包含包覆的封裝核心2422,其可包含如「第7C圖」所示的核心。如「第7C圖」所示,在雙面可撓式基板704的表面上形成的包覆成型片712在階梯式封裝核心702C的第一部分714上折疊,以形成包覆的封裝核心2422。在一些實施例中,階梯式封裝核心702C可包含一體成型的切口2426,其暴露可撓式基板704上的導電焊墊。包覆的封裝核心2422對準並通過較大的腔體開口2308B插入智慧卡2302中。在一些實施例中,多個可撓式導電凸塊2404將雙面可撓式基板704的暴露的導電焊墊電性連接到該些智慧卡接觸點2306。加強框架2410可以放置在插入的包覆的封裝核心2422上,以牢固地固定包覆的封裝核心2422在適當位置。在一些實施例中,在將加強框架2410放置在包覆的封裝核心2422上之前,將粘合劑層2420應用到加強框架2410之面向包覆的封裝核心2422的表面。加強框架2410可包含切口2412,以暴露插入的包覆封裝核心2422的第一感測區域。在一些實施例中,插入的包覆封裝核心2422的第二感測區域通過形成在智慧卡2302中的通孔2308A暴露。在替代實施例中,雙面感測器模組可包含如「第7A圖」至「第7B圖」與「第7D圖」至「第7E圖」中任一所述的包覆的封裝核心2422。
包含兩個單感測器模組的雙面感測器模組
「第25圖」顯示在雙面基板2502上實現的單指紋感測器組件2500。如「第25圖」所示,單面指紋感測器2500可包含雙面可撓式基板2502、ASIC(或其他微晶片或集成電路)2508、一個或多個被動部件2510(例如:電容器與電感器),以及用以將單指紋感測器組件2500連接到一控制處理器的互連焊墊2512。在各種實施例中,ASIC 2508可以控制單指紋感測器組件2500的功能。舉例而言,ASIC 2508可以控制單指紋感測器組件2500的功能,例如:管理圖像留存過程、進行圖像處理、匹配與登記指紋以及驗證指紋等。在一些實施例中,該些互連焊墊2512可以配置為與ACF、導電凸塊等一起使用。組件2500包含一感測區域2504,感測區域2504包含一感測器元件陣列,其中,該陣列的一個表面(即一個感測表面)用以產生表示接觸表面的物體的存在或特徵之信號,例如:表示接觸該陣列的感測表面的一個手指之指紋的特徵的信號。在一些實施例中,雙面可撓式基板2502的第一表面2502a可包含多個讀取(Rx)線(「第25圖」中未繪製)、一個ASIC 2508、多個被動部件2510以及多個互連焊墊2512。每一讀取線通過互連線2506a或互連線2506b(例如:多個佈線跡線)電性連接到ASIC 2508(為簡單起見,未繪製出各個互連線)。在一些實施例中,雙面可撓式基板2502的第二表面2502b(「第25圖」中未繪製)可包含多個驅動(Tx)線,該些驅動(Tx)線在垂直於該些讀取線的方向上形成並與該些讀取線重疊。每一驅動線通過互連線2506a或互連線2506b(例如:多個佈線跡線)電性連接到ASIC 2508(為簡單起見,未繪製出各個互連線)。互連線2506a與/或互連線2506b的部分可以位於表面2502b上。因此,在一個實施例中,指紋感測器2500的感測區域2504包含形成該些感測器元件的一陣列之多個驅動線與多個讀取線的一網格,每一感測器元件由重疊的驅動線與讀取線形成。在一些實施例中,雙面可撓式基板2502的第一表面2502a可包含多個驅動線。在這樣的實施例中,雙面可撓式基板2502的第二表面2502b包含多個讀取線。雙面可撓式基板2502可以包含一介電質基板,並且可以包含一可撓式介電質基板,該可撓式介電質基板可以是基於聚合物的基板(例如:聚亞醯胺),例如:Kapton®或Upilex®,且形成感測器表面2504的該些驅動線與該些讀取線可包含由合適的導電材料(例如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成的多個導電跡線,其形成、蝕刻、沉積、電鍍、印刷或以其他方式應用或嵌入雙面可撓式基板2502的每一表面或側面。
「第26圖」至「第28圖」顯示根據一些實施例使用如「第25圖」中所描述的單指紋感測器2500產生雙面感測器模組的方法。
「第26圖」顯示用於產生雙面感測器模組的第一步驟的中間組件2600。如「第26圖」所示,指紋感測器2500的表面2502a上的多個部件可以用包覆成型件2602(例如:封裝物)封裝以產生單面指紋感測器模組2600(例如,單面感測器組件)。在一些實施例中,在第一表面2502a上的感測區域2504的該些驅動(Tx)線、互連線2506a與互連線2506b以及ASIC 2508可以封裝在包覆成型件2602中。換句話說,包覆成型件2602封裝形成感測區域2504之感測器陣列的非感測邊(在「第26圖」中以虛線表示)。在一些實施例中,包覆成型件2602可以如上所述由不導電且可模製的介電材料製成,且可以根據其適當的可撓程度來選擇包覆成型件2602。如「第26圖」所示,該些被動部件2510可以不被包覆成型件2602封裝。在一些其他實施例中,該些被動部件2510可以由包覆成型件2602封裝。可撓式基板2502的邊緣上的該些互連焊墊2512沒有被包覆成型件2602封裝與/或覆蓋。在一些實施例中,包覆成型件2602可包含在包覆成型件2602的頂表面上一體成型的多個安裝柱與/或多個定位孔2604a-d。該些安裝柱與/或該些定位孔2604a-d的任何組合可以是在頂表面上一體成型。作為一個非限制性示例,包覆成型件2602可包含兩個安裝柱2604a、2604d,每個安裝柱形成在彼此對角地相對定位的兩個角中。在這樣的實施例中,包覆成型件2602可以包含分別在剩餘的兩個角中兩個定位孔2604b、2604c。
如「第26圖」所示,根據一些實施例,包覆成型件2602可包含平坦頂表面(與該些安裝針腳/定位孔2604a-d分開)。然而,不需要平坦的頂表面,包覆成型件2602可以包含不同的形狀與尺寸,以根據替代實施例產生任何適當形狀的最終雙面感測器模組。
「第27A圖」與「第27B圖」顯示用於產生雙面感測器模組的第二步驟。如「第27A圖」所示,如上所述製備「第26圖」的第一包覆成型單指紋感測器模組2600a與第二包覆成型單指紋感測器模組2600b。在一些實施例中,第一包覆成型單指紋感測器模組2600a可相對於第二包覆成型單指紋感測器模組2600b旋轉180度並翻轉,使得第一單感測器模組2600a與第二單感測器模組2600b中的每一個的相應包覆成型件2704a與包覆成型件2704b的頂表面彼此面對,且感測區域2706b(「第27B圖」與「第28圖」中僅示出了兩個感測區域中的一個)位於包覆模組的相對側上。在這樣的實施例中,第一單指紋感測器模組2600a可以被旋轉與翻轉,使得第一與第二單感測器模組2600a、2600b的第一雙面可撓式基板2712a上的互連焊墊2702a與第二雙面可撓式基板2712b上的互連焊墊2702b分別位於相對的兩端。第二包覆成型件2704b的頂表面可以與第一包覆成型件2704a的頂表面對準並安裝在一起,從而在第一包覆成型件2704a上堆疊第二包覆成型件2704b。在一些實施例中,第一包覆成型件2704a可包含一體成型的多個安裝柱2708a、2708d與/或多個定位孔2708b、2708c,其對應於第二包覆成型件2704b的一體成型的多個定位孔2710a、2710d與/或多個安裝柱2710b、2710c。作為一非限制性示例,第一包覆成型件2704a可包含兩個安裝柱2708a、2708d與兩個定位孔2708b、2708c,且第二包覆成型件2704b可包含兩個安裝柱2710b、2710c與兩個定位孔2710a、2710d,使得當將包覆成型件2704a與2704b旋轉180度並倒置時,其中一個包覆成型件的安裝柱與另一個包覆成型件的定位孔對準。因此,包覆成型的單指紋感測器模組2600a、2600b可以彼此相同地形成,從而簡化了製造。或者,安裝柱2708a、2708d、2710b、2710c與/或定位孔2708b、2708c、2710a、2710d的任何組合可以整體地形成在第一與第二包覆成型件2704a-b的頂表面上。因此,使用安裝柱2708a、2708d、2710b、2710c與/或定位孔2708b、2708c、2710a、2710d將第一與第二單感測器模組2600a-b裝配在一起,一個在另一個之上,以產生一個雙面指紋感測器2800(例如:雙面指紋感測器組件),其包含分別位於底表面與頂表面上的第一感測區域(未繪製)與第二感測區域2706b,如「第28圖」所示。
如「第27A圖」與「第27B圖」所示,兩個指紋感測器模組2600a、2600b可以具有基本相似的大小與尺寸。然而,兩個指紋感測器模組2600a、2600b的大小與尺寸可以根據替代實施例而變化。在這樣的實施例中,安裝柱2708a、2708d、2710b、2710c與定位孔2708b、2708c、2710a、2710d的位置可以整體地形成在包覆成型件2704a-b上,以便於將兩個指紋感測器模組2600a、2600b裝配在一起。作為一個非限制性示例,在拇指可以接觸的一側具有較大感測區域的感測器(例如:第一單指紋感測器模組2600a)與在手指可以接觸的另一側具有較小感測器(例如:第二單指紋感測器模組)可能是有利的。
如「第28圖」所示,第一與第二雙面可撓式基板2712a、2712b的一部分,其分別包含用於每個單指紋感測器模組2600a、2600b的互連焊墊2702a、2702b(「第28圖」中未繪製2702b),可以突出在雙面指紋感測器2800匹配的包覆成型件2704a、2704b的每個端部上。在一些實施例中,突出在包覆成型件的每個端部上之第一與第二雙面可撓式基板2712a、2712b的該部分可包含用於每個單指紋感測器模組的被動部件 2600a、2600b。
「第29圖」顯示根據一些實施例的PCB框架2900,其用以容納並結合雙面指紋感測器2800。PCB框架2900可以包含切口2902。在一些實施例中,切口2902足夠大以暴露雙面指紋感測器2800的該些感測區域。在一些實施例中,切口2902足夠大以容納安裝在雙面可撓式基板上的該些被動部件,該雙面可撓式基板包含用於每個單指紋感測器模組2600a、2600b的互連焊墊2702a、2702b,將在「第30A圖」與「第30B圖」中進一步描述。在一些實施例中,PCB框架2800可以是多層的,例如:具有兩個或更多個電路層,且可以包含適當放置的通孔、互連焊墊2910a-b(「第29圖」中未繪製2910b)與在兩個表面上的互連線(例如:佈線跡線)(為了簡單起見,未繪製互連線),以確保雙面指紋感測器2800的兩個單指紋感測器模組2600a-b可以連接到微控制器單元(MCU)2906,例如:控制處理器、安裝在PCB框架2900上。在一些實施例中,其他支撐部件(supporting components)2908,例如:低壓降調節器(low-dropout regulator,LDO),可以安裝在PCB框架2900上。在一些實施例中,PCB框架2900可以包含多個互連焊墊2904,用以連接到一主機設備。在一些實施例中,PCB框架2900可以直接經由互連焊墊2904或經由連接到主機設備的可撓式電纜連接到主機設備。
「第30A圖」至「第30B圖」顯示用於產生雙面感測器模組3000的第三步驟。「第30A圖」說明雙面感測器模組3000的俯視圖,該雙面感測器模組3000包含插入到切口2902中並連接到PCB框架2900的雙面指紋感測器2800。「第30B圖」說明雙面感測器模組3000的仰視圖,該雙面感測器模組3000包含插入到切口2902中並連接到PCB框架2900的雙面指紋感測器2800。如「第30A圖」至「第30B圖」所示,突出在包含互連焊墊2702a-b的雙面指紋感測器2800的每一端上之第一與第二雙面可撓式基板2712a-b的一部分可以分別連接到PCB框架2900的頂表面和底表面上的該些互連焊墊,從而將第一與第二指紋感測器模組2600a-b連接到PCB框架2900。在一些實施例中,雙面指紋感測器2800上的互連焊墊2702a-b與PCB框架2900上的互連焊墊之間的電氣互連可以用導電粘合劑或薄膜製成,透過熱壓熔錫焊接(hot bar soldering)或其他互連方式。在一些實施例中,可以在PCB框架2900上的互連焊墊之間與/或雙面指紋感測器2800上的互連焊墊2702a-b之間應用機械粘合劑,以進一步將雙面指紋感測器2800機械地固定到PCB框架2900。在一些實施例中,雙面指紋感測器2800的每個單指紋感測器模組2600a-b的被動部件2510定位在PCB框架2900的切口2902內,如「第30A圖」所示。
在一些實施例中,第一指紋感測器模組2600a的第一ASIC與第二指紋感測器模組2600b的第二ASIC可以經由互連線(「第30A圖」與「第30B圖」中未繪製)連接到MCU 2906。在這樣的實施例中,MCU 2906可用以控制兩個指紋感測器模組2600a、2600b。在一些實施例中,MCU 2906可以控制與協調兩個ASIC中的每一個,以控制第一與第二感測器模組2600a、2600b的操作時間。舉例而言,MCU 2906可以控制哪些程序運行並協調何時運行每個感測器模組2600a、2600b的程序,以便認證與/或登記“捏合(pinch)” 指紋,即由第一感測器模組2600a捕獲的第一指紋和由第二感測器模組2600b捕獲的第二指紋的組合。在一些實施例中,MCU 2906可以決定何時向主機設備提供關於雙面指紋感測器2800的操作的反饋。在一些實施例中,第一ASIC、第二ASIC與MCU 2906的功能可以是以各種方式分開與分配。在又一個實施例中,雙面指紋感測器2800可以集成在智慧卡上。在這樣的實施例中,智慧卡的安全元素部件(secure element component)的一些功能可以被分配給第一ASIC、第二ASIC與MCU 2906。在一些實施例中,第一ASIC、第二ASIC與MCU 2906的一些功能可被分配給該安全元素部件。
在替代實施例中,一個或兩個包覆成型件可以延伸超出可撓式基板的一個或多個邊緣,且包覆成型件的突出部分可以固定到鄰近切口的PCB上,以將雙面指紋感測器2800固定到PCB 2900。
在一些實施例中,在「第30A圖」與「第30A圖」所述的第三步驟中,可以省略插入到切口2902中並連接到PCB框架2900的雙面指紋感測器2800。在這樣的實施例中,雙面指紋感測器2800可以使用可撓式互連電纜或其他合適的連接器連接到MCU,例如:控制處理器。因此,第一指紋感測器模組2600a的第一ASIC與第二指紋感測器模組2600b的第二ASIC可以經由可撓式互連電纜或其他合適的連接器連接到MCU。
在一些實施例中,包含在雙面指紋感測器2800中的第一與第二單指紋感測器模組2600a-b可以堆疊在彼此之上,以具有用於連接到PCB框架2900的互連焊墊2702a-b,其從雙面指紋感測器2800的相同端發出,而不是在「第28圖」中所描述的相對側發出。在這樣的實施例中,雙面指紋感測器2800的互連焊墊2702a-b可以連接互連焊墊2910a-b,互連焊墊2910a-b位於相對表面上的PCB框架2900的同一端上。在這樣的實施例中,PCB框架2900仍然可以包含用於雙面指紋感測器2800的感測區域的切口2902,或者切口2902可以從感測區域偏移。在一些實施例中,第一與第二指紋感測器模組2600a-b的大小與尺寸可以不是基本相似的。
如「第31圖」所示,可撓式互連電纜3102可以連接到PCB框架2900的連接焊墊2904。可撓式電纜3102可以連接到主機設備,從而將雙面感測器模組3000連接到主機設備。在一些實施例中,該些支撐部件可以安裝在可撓式互連電纜3102上。
重要的是,根據上面在「第25圖」至「第31圖」中描述的實施例所產生的雙面感測器模組3000可以是任何大小、形狀或尺寸。在一示例性實施例中,雙面感測器模組3000可以適當調整大小,以便結合在如上所述且在「第13B圖」中顯示的智慧卡中。如「第13B圖」所示,雙面感測器模組3000插入智慧卡1208的腔室1302中。當框架1204被應用在雙面感測器模組3000的底表面上時,底部感測區域被加強框架1204圍繞,以將模組牢固地保持在腔室1302內的適當位置。在一些實施例中,在雙面感測器模組插入腔室1302之前,可以將粘合劑層1314應用到雙面模組3000的頂表面或腔室1302的內表面上,如「第13B圖」所示。在一些實施例中,在框架1204應用在雙面感測器模組3000上之前,粘合劑層1312可以應用到雙面模組3000的底表面或與雙面模組3000的底表面接觸之框架1204的表面,以將模組3000牢固地保持在腔室1302內的適當位置。
由於在雙面指紋感測器2800內需要兩個ASIC與兩組被動部件,實現足夠薄型(low-profile)的雙面感測器模組可能是一個挑戰。因此,包含在雙面指紋感測器2800中的第一與第二單指紋感測器模組2600a-b之包覆成型件的深度可用以為該些ASIC提供保護,但不是那麼多,以至於得到的雙面感測器模組3000變得太厚而不能結合智慧卡。在一些實施例中,第一與第二單指紋感測器模組2600a-b的該些被動部件可以是雙面可撓式基板2712a-b上高度最高的元件,因此最難以容納在雙面感測器模組3000中。因此,在「第26圖」所描述的實施例中,該些被動部件可以從包覆成型件中被排除;如「第30A圖」與「第30B圖」所示,該些被動部件可以替代地容納在PCB框架2900中的切口2902內。
以單一基板產生的雙面感測器模組
「第32圖」係為根據一些實施例之用於產生雙面感測器模組的一替代方法。「第32圖」顯示一個雙面可撓式基板3202。雙面可撓式基板3202的第一端可包含壓印在其上的第一指紋感測器3204a。第一指紋感測器3204a可以包含一第一感測區域(或感測器陣列)3206a,其包含設置在基板3202的相對表面上的一組驅動(Tx)線與讀取(Rx)線。該組驅動線與讀取線可以通過佈線跡線3216a連接到第一ASIC 3208a(為簡單起見,各個佈線跡線未繪製-每一佈線跡線通常與一個驅動線或一個讀取線相關聯)。在一些實施例中,該組驅動線與讀取線也連接到該些被動部件3210a。在各種實施例中,第一ASIC 2108a可以控制第一指紋感測器3204a的功能。舉例而言,第一ASIC 3208a可以控制第一指紋感測器3204a的功能,諸如:管理圖像捕獲程序、進行圖像處理、匹配與登記指紋以及驗證指紋等。第一指紋感測器3204a還可以包含定位在靠近雙面可撓式基板3202的第一端的邊緣之互連焊墊3212a,如「第32圖」所示。在一些實施例中,雙面可撓式基板3202的第二端可包含壓印在其上的第二指紋感測器3204b。第二指紋感測器3204b可以包含一第二感測區域(或感測器陣列)3206b,其包含設置在基板3202的相對表面上之單獨的一組驅動(Tx)線與讀取(Rx)線。單獨的該組驅動線與讀取線可以經由佈線跡線3216b連接到第二ASIC 3208b(為簡單起見,佈線跡線以陰影區域表示)。在一些實施例中,該組驅動線與讀取線也連接到該些被動部件3210b。在各種實施例中,第二ASIC 3208b可以控制第二指紋感測器3204b的功能。舉例而言,第二ASIC 3208b可以控制第二指紋感測器3204b的功能,諸如:管理圖像捕獲程序、進行圖像處理、匹配與登記指紋以及驗證指紋等。第二指紋感測器3204b還可以包含定位在靠近雙面可撓式基板3202的第二端的邊緣之互連焊墊3212b,如「第32圖」所示。在一些實施例中,互連焊墊3212a-b可以用以與ACF、導電凸塊以及其他連接器一起使用。
雙面可撓式基板3202可以包含一介電質基板且可以包含一可撓式介電質基板,其可以是基於聚合物的基板(例如:聚亞醯胺),例如:Kapton®或Upilex®。形成感測器感測區域(感測器陣列)3206a-b的該些驅動線與該些讀取線可以包含由合適的導電材料(例如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成的多個導電跡線,形成、蝕刻、沉積、電鍍、印刷或以其他方式應用或嵌入雙面可撓式基板3202的每一表面或每一端。
在一些實施例中,第二指紋感測器3204b可以相對於折疊線3214佈置成為第一指紋感測器3204a的鏡像。然而,第二指紋感測器3204b不需要成為第一指紋感測器3204a的鏡像,且根據替代實施例,其他佈局也是可能的。
在一些實施例中,ASIC 3208a-b、被動部件3210a-b與互連焊墊3212a-b中的一個或多個可以安裝在雙面可撓式基板3202的相對側上,以安裝到感測區域3206a-b。在一些實施例中,被動部件3210a或互連焊墊3212a中的一個或多個與/或ASIC 3208a可位於可撓式基板3202的一側,而被動部件3210b或互連焊墊3212b中的一個或多個與/或另一ASIC 3208b可以位於可撓式基板3202的相對側。
如「第32圖」所示,核心可以與該些感測區域3206a-b中的一個對準,如陰影區域3218所示。核心3218可以包含一般剛性基板,其優選地由合適的剛性、基本上不可彎曲的、熱與尺寸穩定的材料形成,該材料可以以期望的方式容易地加工或以其他方式成形。核心可以具有相對、通常平行的平面表面。在一些實施例中,核心可以放置在雙面可撓式基板3202的表面上,如陰影區域3218所示,從而將核心放置在第二感測區域3206b上方。在這樣的實施例中,包含第一指紋感測器3204a的雙面可撓式基板3202的第一端可以在折疊線3214處沿方向A包覆在核心上,以形成雙面感測器模組。因此,第一感測區域3206a可以位於核心3302的一表面上,而第二感測區域3206b可以位於核心3302的相對表面上,如「第33圖」所示。在一個實施例中,該些驅動(Tx)線設置在基板3202的頂表面上,使得當基板包覆在核心3218周圍時,該些驅動線面對或接觸核心的表面,該些讀取器(Rx)線相對於核心3218的表面位於基板的外表面上。
「第33圖」顯示通過如上所述將雙面可撓式基板包覆在核心3302周圍而產生的雙面指紋感測器3300。如「第33圖」所示,第一感測區域3206a位於核心3302的頂表面上,而第二感測區域3206b位於核心3302的底表面上。兩個感測區域3206a-b面向外,使得用戶可以“捏合”雙面指紋感測器3300並捕獲兩個指紋,即來自每一感測區域的一個指紋。在「第32圖」中的ASIC 3208a、3208b定位在基板上,使得當基板圍繞核心3302包覆時,ASIC 3208a、3208b面向外(與「第32圖」所示的配置不同,「第32圖」中ASIC 3208a、3208b位於可撓式基板3202的頂側,且當基板3202包覆在核心3218周圍時,ASIC 3208a、3208b面向內)。在一些實施例中,第一ASIC 3208a與第二ASIC 3208b可以連接到MCU,例如:控制處理器,用於控制兩個指紋感測器3204a-b。在這樣的實施例中,MCU可用以控制兩個指紋感測器3204a-b。在一些實施例中,MCU可以控制與協調ASIC 3208a、3208b,以控制第一與第二指紋感測器3204a-b的操作時間。舉例而言,MCU可以控制運行哪些程序並協調何時運行每一指紋感測器3204a-b的程序,以便驗證與/或登記“捏合”指紋,即由第一指紋感測器3204a捕獲的第一指紋和由第二指紋感測器3204b捕獲的第二指紋的組合。在一些實施例中,MCU可以決定何時向主機設備提供關於雙面指紋感測器3300的操作的反饋。在一些實施例中,第一ASIC 3208a、第二ASIC 3208b與MCU的功能可以是以各種方式分開與分配。在又一個實施例中,雙面指紋感測器3300可以集成在智慧卡上。在這樣的實施例中,智慧卡的安全元素部件的一些功能可以被分配給第一ASIC 3208a、第二ASIC 3208b與MCU。在一些實施例中,第一ASIC 3208a、第二ASIC 3208b與MCU的一些功能可以被分配給該安全元素部件。
在一些實施例中,如上所述,可以通過將雙面指紋感測器3300結合在PCB框架中來產生雙面感測器模組,如「第29圖」與「第30圖」所示,也可用「第16圖」中類似的佈置進行描述。在這樣的實施例中,MCU可以安裝在PCB框架上。在一些實施例中,核心3302可以包含聚合物或玻璃,並且可以是長方體或不規則形狀。在一些實施例中,雙面感測器模組可包含使用可撓式互連電纜連接到MCU的雙面指紋感測器3300。
由上述實施例產生的雙面感測器模組,例如:「第32圖」與「第33圖」的雙面感測器模組,可以是任何大小、形狀或尺寸。在一示例性實施例中,根據上述方法與「第13B圖」中所示的方法,雙面感測器模組的大小可以適當地設置,以用於結合在智慧卡中。
「第34圖」根據一些實施例顯示用於產生雙面感測器模組的一替代方法。如「第34圖」所示,不是如上面「第32圖」與「第33圖」中將核心放置在雙面可撓式基板3202的表面上,而是對應於每一指紋感測器3204a-b的感測區域3206a-b、佈線跡線3216a-b與ASIC 3208a-b的非接觸表面的位置分別封裝在一包覆成型件中。在一些實施例中,包覆成型件可以由如上所述的材料製成,根據其適當的可撓度進行選擇。「第34圖」根據一些實施例表示第一區域3402a,其中包覆成型件可以形成在雙面可撓式基板3302的表面上,以形成第一核心3404a。雙面可撓式基板3202之其上形成有包覆成型件的表面不會被手指接觸。也就是說,在第一區域3402a上形成的包覆成型件覆蓋雙面可撓式基板3202之與手指觸摸的接觸表面相對的表面。形成在第一區域3402a包覆成型件可以設置在對應於第一感應區域3206a的非接觸側的雙面可撓式基板3202的一部分,並封裝第一ASIC 3208a與佈線跡線3216a。
「第34圖」表示第二區域3402b,其中包覆成型件可以形成在雙面可撓式基板3202的表面上,以形成第二核心3404b。雙面可撓式基板3202之其上形成有包覆成型件的表面不會被手指接觸。也就是說,在第二區域3402b上形成的包覆成型件覆蓋雙面可撓式基板3202之與手指觸摸的接觸表面相對的表面。在第二區域3402b上形成的包覆成型件可以設置在對應於第二感測區域3206b的非接觸側之雙面可撓式基板3202的一部分,並封裝第二ASIC3208b與佈線跡線3216b。在一些實施例中,被動部件3210a-b可以從包覆成型件中排除。在另一個實施例中,被動部件3210a-b可以封裝在包覆成型件中。如「第34圖」所示,位於雙面可撓式基板3202的兩個邊緣上的互連焊墊3212a-b可以從包覆成型件中排除。
在一些實施例中,包含第一指紋感測器3204a的雙面可撓式基板3202的一部分可以折疊在第二指紋感測器3204b上,使得第一核心3404a與第二核心3404b對準以產生雙面指紋感測器3502,如「第35A圖」與「第35B圖」所示。在各種實施例中,第一感測區域3206a對準包覆成型件3404a的頂表面並覆蓋在其上方,而第二感測區域3206b對準包覆成型件3404b的底表面並覆蓋在其上方。兩個感測區域3206a-b可以皆面向外,使得用戶可以“捏合”雙面指紋感測器3300並捕獲兩個指紋,即來自每一感測區域的一個指紋。第一感測區域(或感測器陣列)3206a與第二感測區域3206b可各自包含設置在基板1002的相對表面上的一組驅動(Tx)線3510a與讀取(Rx)線3510b。經由佈線跡線(未繪製)將每一驅動(Tx)線3510a與每一讀取(Rx)線3510b分別連接到相應的ASIC 3208a-b。當「第35A圖」與「第35B圖」顯示設置在基板3202的內表面上的該些驅動(Tx)線3510a與設置在基板3202的外表面上的該些讀取(Rx)線3510b,這不是必需的,並且該些驅動線(Tx)與該些讀取線(Rx)的位置可以切換。在一些實施例中,第一核心3404a與第二核心3404b的表面可包含多個安裝柱與對應的定位孔或固定桿以及相應的槽,以便於在折疊時兩個核心3404a-b正確對準兩個感測器,如上面「第7B圖」至「第7E圖」所述。
「第35A圖」與「第35B圖」顯示用於將雙面指紋感測器3502附接到PCB 3506的替代實施例,PCB 3506包含MCU 3508,以控制第一與第二ASIC 3208a-b。「第35A圖」與「第35B圖」顯示了雙面感測器模組3504a-b連接到PCB 3506,雙面感測器模組3504a-b包含雙面指紋感測器3502,例如:如「第34圖」中所描述的雙面指紋感測器3502。在一些實施例中,PCB 3506可以進一步支持附加部件3510,諸如:安全元件或天線之類的智慧卡中採用的這種部件。在一些實施例中,PCB 3506可以包含足夠大的切口以結合被動部件3210a-b(「第35A圖」與「第35B圖」中未繪製),以便保持高度(即雙面感測器的厚度)至最小。「第35A圖」顯示了具有雙面指紋感測器3502的雙面感測器模組3504a,其中,雙面可撓式基板3202的一端附接到PCB 3506。在一些實施例中,雙面可撓式基板3202的一端可以連接到具有ACF的PCB 3506,從而將第一ASIC 3208a電性連接到安裝在PCB 3506上的MCU 3508。「第35A圖」中的ASIC 3208b可以通過延伸穿過基板3202的通孔與延伸基板3202的長度的佈線跡線連接到PCB 3506。「第35B圖」顯示了具有雙面指紋感測器3502的雙面感測器模組3504b,其中,雙面可撓式基板3202的兩端附接到PCB 3506。在一些實施例中,雙面可撓式基板3202的兩端可以連接到具有ACF的PCB 3506。
如上所述,要注意的重點是,雙面感測器模組3504a-b可以是任何大小或形狀。根據一優選實施例,根據上述方法與「第13圖」中所示,雙面感測器模組3504a-b的大小可以適當地設置,以便結合在智慧卡中。由於兩個ASIC 3208a-b與兩組被動部件3210a-b(「第35A圖」與「第35B圖」中僅示出一組被動部件3510),可能難以實現足夠薄型的雙面感測器模組3504a-b。因此,第一與第二核心3404a-b的深度可用以分別為第一與第二ASIC 3208a-b提供保護。也就是說,第一與第二核心3404a-b可配置得足夠深,以使用標準包覆成型設備來實際放置包覆成型件,但不是太多,以至於得到的第一與第二核心3404a-b太深,從而產生厚度太大的雙面模組3504a-b而不能結合到智慧卡中。在一非限制性示例性實施例中,第一與第二核心3404a-b可以包含分別覆蓋第一與第二ASIC 3208a-b的頂表面的包覆成型件,大約20μm,其中,雙面可撓式基板3202具有的厚度為130μm,每一ASIC 3208a-b的厚度為150μm,並且每個ASIC 3208a-b通過包含15μm高度的晶粒凸塊(例如:金凸塊)附接到雙面可撓式基板3202。
「第36圖」與「第37圖」顯示如上面「第34圖」所述之產生雙面感測器模組的替代方法的進一步變化。如「第36圖」所示,在形成第一與第二核心3504a-b之前,PCB 3506可以使用具有ACF的互連焊墊3212a附接到雙面可撓式基板3202的一側上的互連焊墊3212a。「第35圖」中的ASIC 3208b可以通過延伸穿過基板3202的通孔與延伸基板3202的長度的佈線跡線連接到PCB 3506。在這樣的實施例中,除了PCB 3506和智慧卡中使用的支撐部件(例如:安全元件或天線)以外,可以在第一區域3402a上添加包覆成型件(參見「第34圖」),以形成第一核心3504a。包覆成型件可以封裝PCB 3506與該些支撐部件。在一些實施例中,第一核心3504a在3512處可以是階梯狀或傾斜狀,以在第二核心3504b(其可具有一致的台階或斜面)折疊到第一核心3504a上,以產生雙面感測器模組3602時,協助對準。如「第36圖」所示,第一核3504a在PCB 3506與ASIC 3208a-b中的至少一個之間提供剛性連接。因此,由第一核心3504a與第二核心3504b形成的雙面感測器模組3602在整個模組3602中是剛性的,從而便於將模組3602處理與安裝到主機設備上。
在各種實施例中,第一感測區域3206a對準包覆成型件3504a的頂表面並覆蓋在包覆成型件3504a的頂表面上方,而第二感測區域3206b對準包覆成型件3504b的底表面並覆蓋在包覆成型件3504b的底表面上方。兩個感測區域3206a-b可以面向外,使得用戶可以“捏合”雙面指紋感測器3300並捕獲兩個指紋,即來自每個感測區域的一個指紋。第一感測區域3206a(或感測器陣列)與第二感測區域3206b可各自包含設置在基板3202的相對表面上的一組驅動(Tx)線3510a與讀取(Rx)線3510b。每一驅動(Tx)線3510a與每一讀取(Rx)線3510b經由佈線跡線(未繪製)分別連接到相應的ASIC 3208a-b。而「第36圖」示出了設置在基板3202的內表面上的該些驅動(Tx)線3510a與設置在基板3202的外表面上的該些讀取(Rx)線3510b,這不是必需的,且該些驅動(Tx)線3510a與該些讀取(Rx)線3510b的位置可以切換。
在「第37圖」中,可以配置第一與第二核心3604a-b的形狀、折疊位置、雙面可撓式基板3202以及雙面可撓式基板3202上該些部件的佈置,這樣當第二核心3604b折疊在第一核心3604a上以產生雙面感測器模組3702時,ASIC 3208a-b不直接對準。如「第37圖」所示,PCB 3506可以利用ACF附接到雙面可撓式基板3202的一側上的互連焊墊3212a。「第37圖」中的ASIC 3208b可以通過延伸穿過基板3202的通孔與延伸基板3202的長度的佈線跡線連接到PCB 3506。在這樣的實施例中,為實現雙面感測器模組3702的雙面感測器模組尺寸可以包含與根據上述實施例產生的雙面感測器模組基本相似的尺寸,如「第34圖」至「第36圖」所示,同時分別在第一與第二核心3604a-b中的第一和第二ASIC 3208a-b上增加包覆成型件的量。因此,在第一與第二ASIC 3208a-b上所增加包覆成型件的量可以增強保護,同時使得更容易沉積(deposit)包覆成型件(overmold),以形成第一與第二核心3604a-b。
在各種實施例中,第一感測區域3206a對準包覆成型件3604a的頂表面並覆蓋在包覆成型件3604a的頂表面上方,而第二感測區域3206b對準包覆成型件3604b的底表面並覆蓋在包覆成型件3604b的底表面上方。兩個感測區域3206a-b可以面向外,使得用戶可以“捏合”雙面指紋感測器3300並捕獲兩個指紋,即來自每個感測區域的一個指紋。在一些實施例中,感測區域3206a-b的尺寸可以不同,如「第37圖」所示。舉例而言,第一感測區域3206a可以延伸以覆蓋包覆成型件3604a的較大頂表面。第一感測區域3206a(或感測器陣列)與第二感測區域3206b可包含設置在基板3202的相對表面上的一組驅動(Tx)線3510a與讀取(Rx)線3510b。每一驅動(Tx)線3510a與每一讀取(Rx)線3510n經由佈線跡線(未繪製)分別連接到相應的ASIC 3208a-b。而「第37圖」示出了設置在基板3202的內表面上的該些驅動(Tx)線3510a與設置在基板3202的外表面上的該些讀取(Rx)線3510b,這不是必需的,且該些驅動(Tx)線3510a與該些讀取(Rx)線3510b的位置可以切換。
「第38A圖」與「第38B圖」顯示了「第32圖」與「第34圖」所述的替代折疊佈置。不是如「第32圖」與「第34圖」中將指紋感測器3204a-b“水平地”壓印在雙面可撓式基板3202上,「第38A圖」與「第38B圖」顯示了在雙面可撓式基板3202上“垂直”壓印的指紋感測器3204a-b。類似於「第32圖」與「第34圖」中所述的折疊佈置,「第38A圖」與「第38B圖」示出第一指紋感測器3204a可沿折疊線3802在方向B上折疊,以使第一指紋感測器3204a與第二指紋感測器3204b對準,並形成雙面指紋感測器3804。
「第39圖」顯示了另一種產生如「第34圖」所述的雙面感測器模組的替代方法。如「第39圖」所示,包含切口3906的PCB框架3902可以利用ACF附接到雙面可撓式基板3202的一側上的互連焊墊3212a,以產生雙面感測器模組3904。在一些實施例中,PCB框架3902的切口3906可以分別圍繞包含第一與第二ASIC 3208a-b的第一與第二核心3404a-b。PCB框架3902的一部分可以用作在雙面感測器模組3904的第一表面上的第一感測區域以及在雙面感測器模組3904的第二表面上的第二感測區域之下方的加強件。在一些實施例中,PCB框架3902可以包含MCU 3508與多個附加部件3510。在一些實施例中,MCU 3508與該些附加部件3510可以嵌入PCB框架3902中。
在各種實施例中,第一感測區域3206a對準PCB 3902的頂表面並覆蓋PCB 3902的頂表面,而第二感測區域3206b對準PCB 3902的底表面並覆蓋PCB 3902的底表面。兩個感測區域3206a-b可以面向外,使得用戶可以“捏合”雙面指紋感測器3300並捕獲兩個指紋,即來自每個感測區域的一個指紋。第一感測區域3206a(或感測器陣列)與第二感測區域3206b可各自包含設置在基板3202的相對表面上的一組驅動(Tx)線3510a與讀取(Rx)線3510b。每一驅動(Tx)線3510a與每一讀取(Rx)線3510b經由佈線跡線(未繪製)分別連接到相應的ASIC 3208a-b。而「第39圖」顯示了設置在基板3202的內表面上的該些驅動(Tx)線3510a與設置在基板3202的外表面上的該些讀取(Rx)線3510b,這不是必需的,且該些驅動(Tx)線3510a與該些讀取(Rx)線3510b的位置可以切換。
示例性實施例
實施例1.一種感測器組件,其包含:
一核心,具有一第一表面與一第二表面;
一可撓式基板,具有相對的一第一表面與一第二表面;
多個第一導電跡線,形成於該可撓式基板的該第一表面的一第一部分上,其中,該些第一導電跡線大體上(generally)彼此平行;
多個第二導電跡線,形成於該可撓式基板的該第一表面的一第二部分上,其中,該些第二導電跡線大體上彼此平行,且其中該些第二導電跡線大體上平行於該些第一導電跡線;以及
該些第三導電跡線,形成於該可撓式基板的該第二表面上,其中,該些第三導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線與該些第二導電跡線,且其中該些第三導電跡線的一第一部分覆蓋該些第一導電跡線,該些第三導電跡線的一第二部分覆蓋該些第二導電跡線;
其中,該可撓式基板至少部分地包覆在該核心周圍,使得該些第一導電跡線與該些第三導電跡線的該第一部分覆蓋該核心的該第一表面,且該些第二導電跡線與該些第三導電跡線的該第二部分覆蓋在該核心的該第二個表面。
實施例2.根據實施例1所述的感測器組件,還包含設置在該可撓式基板上的至少一集成電路,其中,該些第一導電跡線、該些第二導電跡線與該些第三導電跡線中的一個或多個電性連接到每一該集成電路。
實施例3.根據實施例1或實施例2所述的感測器組件,還包含將該些第一導電跡線、該些第二導電跡線與該些第三導電跡線中的每一個連接到一集成電路的一導電互連線。
實施例4.根據實施例1至3中任一個所述的感測器組件,其中,第一多個感測器元件包含該些第一導電跡線以及通過一層介電材料與該些第一導電跡線分離的該些第三導電跡線;
其中,第二多個感測器元件包含該些第二導電跡線以及通過該層介電材料與些第二導電跡線分離的該些第三導電跡線,以及
其中,該第一多個感測器元件與該第二多個感測器元件中的每一個感測器元件用以產生一信號,以響應放置在可檢測之該感測器元件附近的一手指表面。
實施例5.根據實施例1至4中任一個所述的感測器組件,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線是用以傳輸信號的驅動線,且該些第三導電跡線是用以接收至少一部分由該些驅動線所傳輸的該信號之讀取線。
實施例6.根據實施例1至4中任一個所述的感測器組件,其中,該些第三導電跡線是用以傳輸信號的驅動線,且該些第一導電跡線與該些第二導電跡線是用以接收至少一部分由該些驅動線所傳輸的該信號之讀取線。
實施例7.根據實施例1至3中任一個所述的感測器組件,其中,第一多個感測器元件包含該些第一導電跡線以及通過一層介電材料與該些第一導電跡線分離之該些第三導電跡線,其中,該些第一導電跡線與該些第三導電跡線中的每一個用以將一信號傳輸到放置在可檢測之附近的一手指表面並接收一結果信號。
實施例8.根據實施例7所述的感測器組件,其中,第二多個感測器元件包含該些第二導電跡線以及通過一層介電材料與該些第二導電跡線分離的該些第三導電跡線,其中,該些第二導電跡線與該些第三導電跡線中的每一個用以將一信號傳輸到放置在可檢測之附近的一手指表面並接收一結果信號。
實施例9.根據實施例1至8中任一項的感測器組件,其中,該核心的該第一表面與該第二表面彼此平行。
實施例10.根據實施例1至9中任一項所述的感測器組件,其中,該核心包含將其包覆成型到該可撓式基板的該第一部分上且覆蓋該些第一導電跡線與該些第三導電跡線的該第一部分之一封裝物, 且其中該可撓式基板的該第二部分折疊在該封裝物上。
實施例11.根據實施例1至10中任一項所述的感測器組件,其中,該核心包含在該核心的該第二表面上的一個或多個安裝針腳,且該可撓式基板包含形成在該可撓式基板的該第二部分上的一個或多個定位孔,且其中當該可撓式基板的該第二部分部分地包覆在該核心的該第二表面上時,每一該安裝針腳延伸到一個定位孔中。
實施例12.根據實施例1至10中任一個所述的感測器組件,還包含附接到該可撓式基板的該第二部分的一固定桿(retainer bar),且其中該核心包含形成在其第二表面中的一凹槽(slot),且當該可撓式基板的該第二部分部分地包覆在該核心的該第二表面上時,該凹槽用以容納該固定桿。
實施例13.根據實施例9所述的感測器組件,還包含一第二封裝物,該第二封裝物包覆成型到該可撓式基板的該第二部分上並覆蓋該些第三導電跡線的該第二部分。
實施例14.根據實施例12所述的感測器組件,其中,該核心包含形成在其第二表面中的一台階(step),且當該可撓式基板的該第二部分部分地包覆在該核心的該第二表面上時,該台階用以容納該第二封裝物 。
實施例15.根據實施例13或14所述的感測器組件,其中,該核心包含在該核心的該第二表面中形成的該台階上的一個或多個安裝柱,且該第二封裝物包含一個或多個一體成型的定位孔,且其中當該可撓式基板的該第二部分部分地包覆在該核心的該第二表面上時,每一該安裝柱延伸到該些定位孔中。
實施例16.根據實施例1至15中任一個所述的感測器組件,其中,該可撓式基板被包覆,使得該可撓式基板的該第一表面覆蓋並面向該核心的該第一表面與該第二表面。
實施例17.根據實施例1至15中任一項所述的感測器組件,其中,該可撓式基板被包覆,使得該可撓式基板的該第二表面覆蓋並面向該核心的該第一表面與該第二表面。
實施例18.根據實施例1至17中任一個所述的感測器組件,還包含多個導電焊墊,該導電焊墊形成在該可撓式基板上並與形成在該核心中的多個開口對準。
實施例19. 根據實施例1至18中任一項的感測器組件,其中,該核心包含兩種不同材料。
實施例20.根據實施例19所述的感測器組件,其中,第一材料是一印刷電路板(PCB),第二材料是包覆成型在該PCB的一部分上的一封裝物,該PCB包含該核心的該第一表面且該封裝物包含該核心的該第二表面。
實施例21.一種感測器模組,其包含:
一包覆的感測器組件,其包含:
一可撓式基板,具有相對的一第一表面與一第二表面,且包含:
空間上不同的一第一感測區域與一第二感測區域;
一集成電路,設置在該第一表面上;以及
一個或多個導電焊墊,設置在該第一表面上;以及
一封裝核心,具有一第一表面與一第二表面,該第一表面與該第二表面包覆成型到該可撓式基板的該第一表面上且具有在其中形成的多個開口,該些開口與該些導電焊墊對準,其中,該可撓式基板部分地包覆在該封裝核心周圍,使得該可撓式基板的該第一表面接觸該封裝核心的該第一表面與該第二表面,該第一感測區域覆蓋該封裝核心的該第一表面,該第二感測區域覆蓋該封裝核心的該第二表面。
實施例22.根據實施例21所述的感測器模組,其中,該封裝核心封裝該集成電路與一個或多個被動部件。
實施例23.根據實施例22所述的感測器模組,還包含固定到該可撓式基板的一部分的該第二表面的一加強板,其中,該可撓式基板的該部分的該第一表面包含封裝該集成電路的該封裝核心的一部分。
實施例24.根據實施例21或22所述的感測器模組,還包含固定到該可撓式基板的一部分的該第二表面的一加強板,其中,該可撓式基板的該部分的該第一表面包含該集成電路。
實施例25.根據實施例21至24中任一個的感測器模組,其中,該第一測區域與該第二感測區域形成在相應的平行表面上。
實施例26.根據實施例21至25中任一個所述的感測器模組,其中,該第一測區域與該第二感測區域中的一個或全部覆蓋著一保護塗層。
實施例27.根據實施例21至26中任一個所述的感測器模組,其中,該包覆的感測器組件還包含設置在該第一表面上的一個或多個被動部件。
實施例28. 根據實施例27的感測器模組,其中,該封裝核心封裝該一個或多個被動部件。
實施例29.根據實施例28所述的感測器模組,還包含固定到該可撓式基板的一部分的該第二表面的一加強板,其中,該可撓式基板的該部分的該第一表面包含封裝該一個或多個被動部件之該封裝核心的一部分。
實施例30.一種將一感測器模組插入一智慧卡的方法,該方法包含:
在該智慧卡的一卡體中形成一腔室,其中,該智慧卡包含相對的一第一表面與一第二表面,其中,該腔室在該卡體的該第一表面中形成一第一腔室開口,在該卡體的該第二表面中形成一第二腔室開口,其中,該腔室露出多個電氣接點;
通過該第一腔室開口將該感測器模組插入該腔室中,其中,該感測器模組包含相對的一第一感測表面與一第二感測表面以及多個導電互連,並且其中在插入該感測器模組時:(i)該些導電互連連接到該些電氣接點,(ii)該第一感測表面與該第一腔室開口對準並通過該第一腔室開口露出,並且(iii)該第二感測表面與該第二腔開口對準並通過該第二腔室開口露出;以及
將一剛性框架附接在該卡體的該第一表面上以覆蓋該第一腔室開口並將插入的該感測器模組固定在該腔室內,其中,該剛性框架包含一切口以露出該第一感測表面。
實施例31. 根據實施例30的方法,其中,該第一腔室開口大於該第二腔室開口。
實施例32.根據實施例30或31所述的方法,其中,該些導電互連包含多個可壓縮導電凸塊。
實施例33.一種具有一集成感測器的主機設備,其包含:
一主機設備主體,包含一第一表面與一第二表面;
操作電路,嵌入在該主機設備主體內,其中,該主機設備主體包含形成在其中的一感測器腔室,該感測器腔室由通向該主機設備主體的該第二表面的一中心腔室以及從該中心腔室並穿過該主機設備主體的該第一表面的一通孔定義;以及
一感測器模組,安裝在該主機設備主體內,該感測器模組包含:
一第一感測區域,配置於該感測器模組的一第一表面上;以及
一第二感測區域,配置於該感測器模組的一第二表面上;
其中,該感測器模組設置在該感測器腔室的該中心腔室內,並且該第一感測區域與該感測器腔室的通孔對準並且該第一感測區域可通過該感測器腔室的通孔取得(accessible)。
實施例34.根據實施例33所述的主機設備,其中,該感測器模組的該第一表面凹陷在該主機設備主體的該第一表面下方、與該主機設備主體的該第一表面共面或突出於該主機設備主體的該第一表面上方,且該感測器模組的該第二表面凹陷在該主機設備主體的該第二表面下方、與該主機設備主體的該第二表面共面或突出於該主機設備主體的該第二表面上方。
實施例35.根據實施例33或34所述的主機設備,還包含一第一框架,該第一框架設置在該感測器腔室的該中心腔室上方,且該第一框架在其周邊固定到該主機設備主體的第二表面的一部分,該部分圍繞該中心腔室,該第一框架具有形成在其中的一切口,其中,該第二感測區域與該第一框架的該切口對準,且該第二感測區域可通過該第一框架的該切口取得(accessible)。
實施例36.根據實施例35所述的主機設備,還包含一第二框架,該第二框架設置在該通孔上方,且該第二框架在其周邊固定到該主機設備主體的該第一表面的一部分,該部分圍繞該通孔,該第二框架具有形成在其中的一切口,其中,該第一感測區域與該第二框架的該切口對準,且該第一感測區域可通過該第二框架的該切口取得(accessible)。
實施例37.根據實施例36所述的主機設備,其中,該主機設備為智慧卡。
實施例38.根據實施例1所述的感測器組件,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線在空間上分開的距離大於連接該核心的該第一表面與該第二表面的一邊緣的高度。
實施例39.一種感測器模組,具有兩個感測表面且包含:
一第一單面感測器組件,具有一第一集成電路、一第一表面與一第二表面,其中,該第一單面感測器組件的該第二表面包含一第一感測區域;以及
一第二單面感測器組件,具有一第二集成電路、一第一表面與一第二表面,其中,該第二單面感測器組件的該第二表面包含一第二感測區域;
其中,該第一單面感測器組件相對於該第二單面感測器組件倒置並相對旋轉,且該第一單面感測器組件的該第一表面附接到該第二單面感測器的該第一表面組裝,以形成一雙面指紋感測器組件,該雙面指紋感測器組件具有包含該第一感測區域的一第一感測表面以及包含該第二感測區域的一第二感測表面。
實施例40.根據實施例39所述的感測器模組,其中,該第一集成電路與該第二集成電路均連接到一控制處理器。
實施例41.根據實施例39至40中任一個所述的感測器模組,還包含一印刷電路板(PCB),該PCB包含一切口,其中,該雙面指紋感測器組件插入該切口中,且該第一集成電路與該第二集成電路電性連接到該PCB。
實施例42.根據實施例39至41中任一個的感測器模組,其中,該第一單面感測器組件包含封裝該第一集成電路的一第一包覆成型件,且該第二單面感測器組件包含封裝該第二集成電路的一第二包覆成型件。
實施例43. 根據實施例42所述的感測器模組,其中,該第一包覆成型件的一表面包含該第一單面感測器組件的該第一表面,該第一包覆成型件的該表面進一步包含至少一個或多個一體成型的:(i)安裝針腳與( ii)定位孔。
實施例44.根據實施例43所述的感測器模組,其中,該第二包覆成型件的一表面包含該第二單面感測器組件的該第一表面,該第二包覆成型件的該表面包含至少一個或多個一體成型的:(i)安裝針腳與(ii)定位孔;
其中,當該第一單面感測器組件的該第一表面附接到該第二單面感測器組件的該第一表面上時,在該第二包覆成型件上一體形成的該至少一個或多個安裝針腳用以安裝到在該第一包覆成型件上一體成型的該至少一個或多個定位孔中;以及
其中,當該第一單面感測器組件的該第一表面附接到該第二單面感測器組件的該第一表面上時,在該第二包覆成型件上一體形成的該至少一個或多個定位孔用以容納在該第一包覆成型件上一體成型的該至少一個或多個安裝針腳。
實施例45.根據實施例40所述的感測器模組,其中,該控制處理器在該PCB上。
實施例46.根據實施例39所述的感測器模組;
其中,該第一單面感測器組件包含具有相對的一第一表面與一第二表面的一第一可撓式基板、設置在該第一基板的該第一表面上的多個驅動線、設置在該第一基板的該第二表面上且橫向於該些驅動線且定義該第一感測區域之多個讀取線,以及形成在該第一基板的該第一表面與該第二表面上且將該第一單面感測器組件的該些驅動線與該些讀取線連接至該第一集成電路之多個路由線;以及
其中,該第二單面感測器組件包含具有相對的一第一表面與一第二表面的一第二可撓式基板、設置在該第二基板的該第一表面上的多個驅動線、設置在該第二基板的該第二表面上且橫向於該些驅動線且定義該第二感測區域之多個讀取線,以及形成在該第二基板的該第一表面與該第二表面上且將該第二單面感測器組件的該些驅動線與該些讀取線連接至該第二集成電路之多個路由線。
實施例47.根據實施例46所述的感測器模組,該感測器模組還包含形成在該第一基板上的多個第一互連焊墊以及形成在該第二基板上的多個第二互連焊墊。
實施例48.根據實施例46或實施例47所述的感測器模組,其中,該第一集成電路配置在該第一基板的該第一表面上,且其中該第一單面感測器組件包含封裝該第一基板的該第一表面的至少一部分、該些驅動線與該第一集成電路之該第一包覆成型件,且其中該第二集成電路配置在該第二基板的該第一表面上,且其中該第二單面感測器組件包含封裝該第二基板的該第一表面的至少一部分、該些驅動線與該第二集成電路之該第二包覆成型件。
實施例49.一種感測器模組,具有兩個感測表面且包含:
一可撓式基板,具有相對的一第一表面與一第二表面;
一第一感測區域與一第二感測區域,設置在該可撓式基板的空間上不同的部分上;
一第一集成電路,設置在該可撓式基板的該第一表面上並連接到該第一感測區域,
一第二集成電路,設置在該可撓式基板的該第一表面上並連接到該第二感測區域;以及
一剛性核心,具有一第一表面與一第二表面,其中,該可撓式基板至少部分地包覆在該核心周圍,使得該第二感測區域覆蓋該核心的該第二表面。
實施例50.根據實施例49的感測器模組,該感測器模組還包含:
多個第一互連焊墊,設置在該可撓式基板的該第一表面上;以及
多個第二互連焊墊,設置在該可撓式基板的該第一表面上,其中,該些第一互連焊墊與該些第二互連焊墊所在的該可撓式基板的部分突出於該核心之上。
實施例51.根據實施例50所述的感測器模組,該感測器模組還包含一控制處理器,其中,該第一集成電路與該第二集成電路電性連接到該控制處理器。
實施例52.根據實施例51所述的感測器模組,該感測器模組還包含一PCB,該PCB包含該控制處理器。
實施例53.根據實施例52所述的感測器模組,其中,該些第一互連焊墊與該些第二互連焊墊中的至少一個連接到該PCB。
實施例54.根據實施例49至53中任一項所述的感測器模組,其中,該核心包含一塊剛性的聚合物或玻璃,該聚合物或該玻璃具有定義該核心的該第一表面與該第二表面之相對的多個平面。
實施例55.根據實施例49至53中任一項所述的感測器模組,其中,該核心包含設置在該可撓式基板的該第一表面的一第一部分上方的一第一包覆成型件以及設置在該可撓式基板的該第一表面的一第二部分上的一第二包覆成型件,該第一包覆成型件對應於該第一感測區域的一非接觸表面且封裝該第一ASIC,該第二包覆成型件對應於該第二感測區域的一非接觸表面且封裝該第二ASIC,且其中該第一包覆成型件與該第二包覆成型件折疊在一起。
實施例56.根據實施例55所述的感測器模組,其中,當該第一包覆成型件與該第二包覆成型件彼此疊置時,該第一ASIC與該第二ASIC彼此重疊。
實施例57.根據實施例55所述的感測器模組,其中,當該第一包覆成型件與該第二包覆成型件彼此疊置時,該第一ASIC與該第二ASIC彼此不重疊。
實施例58.根據實施例49所述的感測器模組,該感測器模組還包含一PCB,該PCB包含一控制單元,其中,該第一集成電路與該第二集成電路中的至少一個電性連接到該PCB,其中,該核心包含封裝該第一ASIC與該PCB的一第一包覆成型件以及封裝該第二ASIC的一第二包覆成型件,且其中,該第一包覆成型件與該第二包覆成型件彼此疊置。
實施例59.根據實施例55所述的感測器模組,其中,該第一包覆成型件包含形成在其第一表面中的一台階,且在該第一包覆成型件與該第二包覆成型件彼此疊置時該台階用以容納該第二包覆成型件。
雖然前述描述均以包含各種特徵的組合與子組合之特定實施例加以詳細說明,但任何於本發明領域中具通常知識者應可以再不脫離本發明的專利保護範圍的前提下易於理解到的其他實施例且稍做變化與修改。此外,對該實施例、組合與子組合的說明並非旨在表達本發明要求除了在權利要求中明確規定之外的特徵或特徵的組合。因此,本發明旨在包含在以下所附權利要求的精神與範圍內包含的所有變化與修改。
102‧‧‧雙面感測器201A‧‧‧第一表面201B‧‧‧第二表面202、518、808‧‧‧雙面可撓式基板204A-B‧‧‧驅動線206‧‧‧讀取線208、514‧‧‧ASIC210A-E‧‧‧電容器212A-B‧‧‧電感器214A‧‧‧第一感測區域214B‧‧‧第二感測區域216‧‧‧折疊線218A-B、2506a-b‧‧‧互連線219A-B、1304‧‧‧通孔302、1008‧‧‧核心304、406、500‧‧‧雙面指紋感測器402‧‧‧封裝核心404、718‧‧‧折疊軸408‧‧‧折疊部分410‧‧‧部分502A-C、502G‧‧‧封裝核心504A-B、1504‧‧‧斜角台階506、1508‧‧‧加強層508A-B‧‧‧接腳510A-B、604A-B‧‧‧安裝針腳512A-D、612‧‧‧切口516、724、1212‧‧‧被動部件602、702A-D‧‧‧封裝核心606A-B、732A-B‧‧‧定位孔608、704‧‧‧可撓式基板610‧‧‧區域614‧‧‧導電焊墊705、714、726‧‧‧第一部分706‧‧‧粘合劑708‧‧‧整數槽710‧‧‧固定桿712、722‧‧‧包覆成型片716‧‧‧第二部分720‧‧‧折疊間隙728‧‧‧第二台階730‧‧‧開口734A-B‧‧‧安裝柱736、2420‧‧‧粘合劑層800、2800‧‧‧雙面指紋感測器802‧‧‧分離核心804、902A-C‧‧‧PCB806‧‧‧模製墊片810‧‧‧圓角812‧‧‧粘合墊814‧‧‧包覆部分816‧‧‧緩衝器818、1110‧‧‧封裝物820‧‧‧感測器葉片822‧‧‧第一剛性基板部分824‧‧‧第二剛性基板部分826‧‧‧第二電路葉片830、832‧‧‧聚合物膜834、836‧‧‧感測器表面840‧‧‧卡體842、934‧‧‧腔室904‧‧‧電氣連接910‧‧‧ACA912‧‧‧非導電粘合劑膜916、918‧‧‧塗膜920、930‧‧‧支持向上信號與向下信號接收功能的層922、928‧‧‧支持向上信號與向下信號傳輸功能的層924‧‧‧支持路由功能的層926‧‧‧接地層932、1308‧‧‧互連1000、1100‧‧‧雙面感測器模組1001、1104‧‧‧ASIC1002A-B‧‧‧蓋板1004A-B‧‧‧感測區域1006‧‧‧可撓式基板1010‧‧‧包覆的雙面可撓式感測器1012、1522‧‧‧保護塗層1014‧‧‧阻焊層1102‧‧‧屏障1106‧‧‧保護罩1108、2208‧‧‧封裝核心1112、2106A-B‧‧‧PCB1114、2202‧‧‧雙面可撓式基板1116‧‧‧第二蓋板1118‧‧‧第一蓋板1120‧‧‧內部空間1122‧‧‧第一開口1124‧‧‧第二開口1126‧‧‧上限1140、1208‧‧‧智慧卡1202、1501‧‧‧雙面感測器模組1204、2006‧‧‧框架1206A-B‧‧‧感測區域1210、1514‧‧‧ASIC1214、1503‧‧‧切口1302、2304‧‧‧腔室1306‧‧‧凸緣1310‧‧‧中心部分1312、1314‧‧‧粘合劑層1402‧‧‧互連部件1404、1506‧‧‧雙面可撓式基板1406、1502A-B‧‧‧封裝核心1410、1610‧‧‧主機設備連接舌片1412、2004‧‧‧主機設備1510‧‧‧金柱形凸塊1512‧‧‧可撓式凸塊1516、1702‧‧‧被動部件1602‧‧‧雙面包覆的可撓式感測器1604、2900‧‧‧PCB框架1606、2212‧‧‧切口1608、2008A-B‧‧‧感測區域1612、2216‧‧‧ASIC1704、2512‧‧‧互連焊墊1802‧‧‧封裝物1804A、2220A‧‧‧頂部感測區域1804B、2220B‧‧‧底部感測區域1902‧‧‧蓋板1904、2002‧‧‧雙面感測器模組1906‧‧‧LGA焊墊2010‧‧‧剛性核心2012‧‧‧雙面可撓式感測器基板2014‧‧‧互連部分2016A-B‧‧‧保護塗層2102‧‧‧雙面指紋感測器模組2104‧‧‧主機設備2206‧‧‧ACA可撓式凸塊2214、3000‧‧‧雙面感測器模組2218、2416‧‧‧被動部件2222‧‧‧保護塗層2230‧‧‧最小模製間隙2302‧‧‧智慧卡2306‧‧‧接觸點2308A、2408E‧‧‧通孔2308B‧‧‧腔體開口2308C-D、2408A‧‧‧凸緣2402、2408B-D‧‧‧台階2404‧‧‧可撓式凸塊2406‧‧‧頂表面2408‧‧‧腔室2408F‧‧‧圓形部分2410‧‧‧加強框架2412、2426‧‧‧切口2414、2508‧‧‧ASIC2422‧‧‧包覆的封裝核心2500‧‧‧單指紋感測器組件2502、3202‧‧‧雙面可撓式基板2502a‧‧‧第一表面2504、2706b‧‧‧感測區域2510、3210a-b‧‧‧被動部件2600‧‧‧單面指紋感測器模組2600a‧‧‧第一單感測器模組2600b‧‧‧第二單感測器模組2602、2704a-b‧‧‧包覆成型件2604a-d‧‧‧定位孔2702a-b‧‧‧互連焊墊2708a、2708d‧‧‧安裝針腳2708b、2708c‧‧‧定位孔2710b、2710c‧‧‧安裝針腳2710a、2710d‧‧‧定位孔2712a‧‧‧第一雙面可撓式基板2712b‧‧‧第二雙面可撓式基板2902、3906‧‧‧切口2904、2910a-b‧‧‧互連焊墊2906、3508‧‧‧MCU2908‧‧‧支撐部件3102‧‧‧可撓式互連電纜3204a‧‧‧第一指紋感測器3204b‧‧‧第二指紋感測器3206a-b‧‧‧感測區域3208a-b‧‧‧ASIC3212a-b‧‧‧互連焊墊3214、3802‧‧‧折疊線3216a-b‧‧‧佈線跡線3218‧‧‧陰影區域3300、3502‧‧‧雙面指紋感測器3302‧‧‧核心3402a‧‧‧第一區域3402b‧‧‧第二區域3404a‧‧‧第一核心3404b‧‧‧第二核心3504a-b、3904‧‧‧雙面感測器模組3506‧‧‧PCB3510‧‧‧附加部件3510a‧‧‧驅動線3510b‧‧‧讀取線3602、3702‧‧‧雙面感測器模組3604a‧‧‧第一核心3604b‧‧‧第二核心3804‧‧‧雙面指紋感測器3902‧‧‧PCB框架A、B、C‧‧‧方向Rx‧‧‧讀取線Tx‧‧‧驅動線
併入本文並形成說明書的一部分的附圖說明了本公開主題的各種實施例。在附圖中,共同的附圖標記表示相同或功能相似的元件。 第1A圖與第1B圖說明了一種雙面指紋感測器的一實施例。 第2A圖至第2C圖顯示用於形成雙面指紋感測器之雙面可撓式基板的俯視圖。 第3圖說明了包覆於立方體形狀的核心以形成雙面指紋感測器之雙面可撓式基板。 第4A圖至第4C圖顯示雙面指紋感測器之多個實施例的橫截面圖。 第5A圖至第5H圖說明了包含不同核心形狀的該些雙面指紋感測器之實施例。 第6A圖至第6D圖說明了一種將可撓式基板牢固地包覆在封裝核心周圍的方法。 第7A圖至第7H圖說明了將可撓式基板牢固地包覆在封裝核心周圍的多種替代方法。 第8A圖至第8B圖顯示包含分離核心(split core)的該些雙面指紋感測器之橫截面圖。 第9A圖至第9C圖顯示包含兩個或多個個別的PCB板之該些雙面指紋感測器的橫截面圖。 第10A圖至第10C圖顯示一種雙面感測器模組的橫截面圖。 第11圖顯示一種雙面感測器模組插入智慧卡的橫截面圖。 第12A圖顯示插入智慧卡並用加強框架牢固固定之雙面感測器模組的橫截面圖。 第12B圖顯示插入智慧卡並用加強框架牢固固定之雙面感測器模組的俯視圖與仰視圖。 第13A圖至第13B圖顯示加強框架、雙面感測器模組與智慧卡的分解圖。 第14A圖至第14C圖說明了集成在雙面可撓式基板中的互連部件的一示例性實施例。 第15A圖至第15D圖說明了為雙面感測器模組提供與主機設備的互連之多個替代實施例。 第16圖至第18圖說明了插入PCB框架的一種雙面包覆可撓式感測器。 第19A圖至第19B圖說明了一種封裝的雙面感測器模組。 第20圖說明了安裝到主機設備中的一種雙面感測器模組。 第21圖說明了安裝到設備中的雙面感測器模組之一實施例,其中,該雙面感測器模組包含兩個用於雙面感測器的PCB。 第22A圖至第22C圖說明了雙面感測器模組之一實施例的透視圖、俯視圖與橫截面圖。 第23A圖至第23B圖顯示使用傳統方法製造的智慧卡,其中通過智慧卡研磨的腔室容納雙面感測器模組。 第24A圖至第24F圖說明了一種將雙面感測器模組插入智慧卡的方法。 第25圖為顯示單面指紋感測器組件的透視圖。 第26圖為顯示用於從兩個單面指紋組件產生雙面感測器模組的第一步驟(中間組件)的透視圖。 第27A圖至第27B圖為顯示產生雙面感測器模組的第二步驟的分解透視圖。 第28圖為體現本公開方面的雙面指紋感測器的透視圖。 第29圖為用以容納與結合雙面指紋感測器的印刷電路板框架的透視圖。 第30A圖為根據本公開方面之包含結合到PCB框架中的雙面感測器之雙面感測器模組的頂部透視圖。 第30B圖為雙面感測器模組的底部透視圖。 第31圖為雙面感測器模組的頂部透視圖,其中可撓式互連電纜連接到PCB框架。 第32圖為具有兩個空間上不同的感測區域以及與每一感測區域相關聯的ASIC的可折疊基板的平面圖,其中一剛性核心定位在其中一個感測區域上。 第33圖為折疊在該剛性核心上的可折疊基板的透視圖。 第34圖為一種替代可折疊基板的平面圖。 第35A圖至第35B圖顯示包含連接到PCB的雙面指紋感測器之替代雙面感測器模組的橫截面側視圖。 第36圖顯示體現本公開方面的一替代雙面感測器模組的橫截面側視圖。 第37圖顯示體現本公開方面的一替代雙面感測器模組的橫截面側視圖。 第38A圖至第38B圖顯示用於產生體現本公開方面的雙面感測器模組的另一種折疊安排。 第39圖顯示體現本公開方面的一替代雙面感測器模組的橫截面側視圖。
202‧‧‧雙面可撓式基板
204A-B‧‧‧驅動線
206‧‧‧讀取線
208‧‧‧ASIC
210A-E‧‧‧電容器
212A-B‧‧‧電感器
214A‧‧‧第一感測區域
214B‧‧‧第二感測區域
216‧‧‧折疊線
A、B、C‧‧‧方向
Claims (29)
- 一種感測器組件,其包含:一核心,具有一第一表面與一第二表面;一可撓式基板,具有相對的一第一表面與一第二表面;多個第一導電跡線,形成於該可撓式基板的該第一表面的一第一部分,其中,該些第一導電跡線大體上彼此平行;多個第二導電跡線,形成於該可撓式基板的該第一表面的一第二部分,其中,該些第二導電跡線大體上彼此平行,該些第二導電跡線大體上與該些第一導電跡線平行;以及多個第三導電跡線,形成於該可撓式基板的該第二表面,其中,該些第三導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線與該些第二導電跡線,該些第三導電跡線的一第一部分覆蓋該些第一導電跡線,該些第三導電跡線的一第二部分覆蓋該些第二導電跡線;其中,該可撓式基板至少部分地包覆該核心周圍,使得該些第一導電跡線與該些第三導電跡線的該第一部分覆蓋該核心的該第一表面,且該些第二導電跡線與該些第三導電跡線的該第二部分覆蓋該核心的該第二表面。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該感測器組件進一步包含設置在該可撓式基板上的至少一集成電路,其中,該些第一導電跡線、該些第二導電跡線與該些第三導電跡線中的一個或多個電性連接到每一該集成電路。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該感測器組件進一步包含一導電互連線,將該些第一導電跡線、該些第二導電跡線與該些第三導電跡線中的每一個連接到一集成電路。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,第一多個感測器元件包含該些第一導電跡線以及通過一層介電材料與該些第一導電跡線分離之該些第三導電跡線,第二多個感測器元件包含該些第二導電跡線以及通過該層介電材料與該些第二導電跡線分離之該些第三導電跡線,且該第一多個感測器元件與該第二多個感測器元件中的每一個感測器元件用以產生一信號,以響應放置在可檢測之該感測器元件附近的一手指表面。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線為驅動線,用以傳輸一信號,且該些第三導電跡線為讀取線,用以接收至少一部分該些驅動線所傳輸的該信號。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該些第三導電跡線為驅動線,用以傳輸一信號,且該些第一導電跡線與該些第二導電跡線為讀取線,用以接收至少一部分該些驅動線所傳輸的該信號。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,第一多個感測器元件包含該些第一導電跡線以及通過一層介電材料與該些第一導電跡線分離之該些第三導電跡線,其中,該些第一導電跡線與該些 第三導電跡線中的每一個用以傳輸一信號至放置在可檢測附近的一手指表面且接收一結果信號。
- 根據申請專利範圍第7項之感測器組件,其中,第二多個感測器元件包含該些第二導電跡線以及通過該層介電材料與該些第二導電跡線分離之該些第三導電跡線,其中,該些第二導電跡線與該些第三導電跡線中的每一個用以傳輸一信號至放置在可檢測附近的一手指表面且接收一結果信號。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該核心的該第一表面與該第二表面相互平行。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該核心包含一封裝物,該封裝物包覆成型到該可撓式基板的該第一部分上,且該封裝物覆蓋該些第一導電跡線與該些第三導電跡線的該第一部分,且該可撓式基板的該第二部分折疊在該封裝物上。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該核心包含在該核心的該第二表面上的一個或多個安裝針腳,該可撓式基板包含在該可撓式基板的該第二部分上形成的一個或多個定位孔,且當該可撓式基板的該第二部分部分地包覆在該核心的該第二表面上時,每一該安裝針腳延伸到該些定位孔其中之一中。
- 根據申請專利範圍第10項之感測器組件,其中,該感測器組件進一步地包含一第二封裝物,該第二封裝物包覆成型到該可撓式基板的該第二部分上,且該第二封裝物覆蓋該些第三導電跡線的該第二部分。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該可撓式基板被包覆,使得該可撓式基板的該第一表面覆蓋且面向該核心的該第一表面與該第二表面。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該可撓式基板被包覆,使得該可撓式基板的該第二表面覆蓋且面向該核心的該第一表面與該第二表面。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該感測器組件進一步包含形成在該可撓式基板上的多個導電焊墊。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線在空間上分開的距離大於連接該核心的該第一表面與該第二表面的一邊緣的高度。
- 一種感測器模組,其包含:一包覆的感測器組件,其包含:一可撓式基板,具有相對的一第一表面與一第二表面且包含:空間上不同的一第一感測區域與一第二感測區域;一集成電路,設置在該第一表面上;以及一個或多個導電焊墊,設置在該第一表面上;以及一封裝核心,其具有一第一表面與一第二表面,該第一表面與該第二表面包覆成型在該可撓式基板的該第一表面上且具有在其中形成與該些導電焊墊對準的多個開口,其中,該可撓式基板部分地包覆在該封裝核心周圍,使得該可撓式基板的該第一表面 接觸該封裝核心的該第一表面與該第二表面,該第一感測區域覆蓋該封裝核心的該第一表面,該第二感測區域覆蓋該封裝核心的該第二表面。
- 根據申請專利範圍第17項之感測器模組,其中,該封裝核心封裝該集成電路與一個或多個被動部件。
- 根據申請專利範圍第18項之感測器模組,其中,該感測器模組進一步地包含固定到該可撓式基板的一部分的該第二表面的一加強板,其中,該可撓式基板的該部分的該第一表面包含封裝該集成電路的該封裝核心的一部分。
- 根據申請專利範圍第17項之感測器模組,其中,該感測器模組進一步地包含固定到該可撓式基板的一部分的該第二表面的一加強板,其中,該可撓式基板的該部分的該第一表面包含該集成電路。
- 根據申請專利範圍第17項之感測器模組,其中,該第一感測區域與該第二感測區域在相應的平行表面上形成。
- 根據申請專利範圍第17項之感測器模組,其中,該第一感測區域與該第二感測區域中的一個或全部覆蓋著一保護塗層。
- 根據申請專利範圍第17項之感測器模組,其中,該包覆的感測器組件進一步地包含配置於該第一表面上的一個或多個被動部件,且該封裝核心封裝該一個或多個被動部件。
- 根據申請專利範圍第23項之感測器模組,其中,該感測器模組進一步地包含固定到該可撓式基板的一部分的該第二表面的一加強 板,其中,該可撓式基板的該部分的該第一表面包含封裝該一個或多個被動部件的該封裝核心的一部分。
- 一種具有集成感測器的主機設備,其包含:一主機設備主體,包含一第一表面與一第二表面;操作電路,嵌入在該主機設備主體內,其中,該主機設備主體包含形成在其中的一感測器腔室,該感測器腔室由通向該主機設備主體的該第二表面的一中心腔室以及從該中心腔室且穿過該主機設備主體的該第一表面的一通孔定義;以及一感測器模組,安裝在該主機設備主體內,該感測器模組包含:一第一感測區域,配置在該感測器模組的一第一表面上;以及一第二感測區域,配置在該感測器模組的一第二表面上;其中,該感測器模組設置在該感測器腔室的該中心腔室內,且該第一感測區域對準該感測器腔室的該通孔,該第一感測區域可通過該感測器腔室的該通孔取得(accessible)。
- 根據申請專利範圍第25項之具有集成感測器的主機設備,其中,該感測器模組的該第一表面凹陷在該主機設備主體的該第一表面下方、與該主機設備主體的該第一表面共面或突出於該主機設備主體的該第一表面上方,且該感測器模組的該第二表面凹陷在該主機設備主體的該第二表面下方、與該主機設備主體的該第二表面共面或突出於該主機設備主體的該第二表面上方。
- 根據申請專利範圍第26項之具有集成感測器的主機設備,其中,該具有集成感測器的主機設備進一步地包含一第一框架,該第一框架設置在該感測器腔室的該中心腔室上,且該第一框架在其周邊固定到該主機設備主體的該第二表面的一部分,該部分圍繞該中心腔室,該第一框架具有形成在其中的一切口,其中,該第二感測區域對準該第一框架的該切口,且該第二感測區域可通過該第一框架的該切口取得(accessible)。
- 根據申請專利範圍第27項之具有集成感測器的主機設備,其中,該具有集成感測器的主機設備進一步地包含一第二框架,該第二框架設置在該通孔上,且該第二框架在其周邊固定到該主機設備主體的該第一表面的一部分,該部分圍繞該通孔,該第二框架具有形成在其中的一切口,其中,該第一感測區域對準該第二框架的該切口,且該第一感測區域可通過該第二框架的該切口取得(accessible)。
- 根據申請專利範圍第28項之具有集成感測器的主機設備,其中,該主機設備為智慧卡。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762560431P | 2017-09-19 | 2017-09-19 | |
US62/560,431 | 2017-09-19 | ||
US201762596263P | 2017-12-08 | 2017-12-08 | |
US62/596,263 | 2017-12-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201921286A TW201921286A (zh) | 2019-06-01 |
TWI705384B true TWI705384B (zh) | 2020-09-21 |
Family
ID=63840883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107132775A TWI705384B (zh) | 2017-09-19 | 2018-09-18 | 適合集成於電子裝置的雙面感測器模組 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10713461B2 (zh) |
CN (1) | CN111344714B (zh) |
DE (1) | DE112018005258T5 (zh) |
TW (1) | TWI705384B (zh) |
WO (1) | WO2019058259A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10653332B2 (en) * | 2015-07-17 | 2020-05-19 | Mc10, Inc. | Conductive stiffener, method of making a conductive stiffener, and conductive adhesive and encapsulation layers |
FR3095285B1 (fr) * | 2019-04-19 | 2022-11-11 | Linxens Holding | Module de capteur biométrique pour carte à puce et procédé de fabrication d’un tel module |
WO2021087744A1 (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-14 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | Ldo、mcu、指纹模组及终端设备 |
EP3836010B1 (en) * | 2019-12-12 | 2024-07-24 | Fingerprint Cards Anacatum IP AB | A biometric sensor module for card integration |
GB2598755A (en) * | 2020-09-10 | 2022-03-16 | Touch Biometrix Ltd | Method and apparatus |
TWI778719B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-09-21 | 王士華 | 指紋感測器及其製造方法 |
US11580770B1 (en) * | 2021-07-28 | 2023-02-14 | Qualcomm Incorporated | Ultrasonic fingerprint sensor technologies and methods for bi-directional fingerprint sensing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6069970A (en) * | 1997-05-16 | 2000-05-30 | Authentec, Inc. | Fingerprint sensor and token reader and associated methods |
WO2015127046A1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Idex Asa | Sensor employing overlapping grid lines and conductive probes for extending a sensing surface from the grid lines |
WO2016103215A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Idex Asa | Fingerprint sensor employing an integrated noise rejection structure |
WO2017085669A2 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Idex Asa | Electronic sensor supported on rigid substrate |
TW201732680A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-09-16 | 奈克斯特生物測定學集團公司 | 具指紋感測器之可撓卡 |
Family Cites Families (54)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4583042A (en) | 1983-04-18 | 1986-04-15 | The Boeing Company | Capacitive circuit board testing system and method using a conductive pliant elastomeric reference plane |
JPH0424889A (ja) | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Toshiba Corp | 個人認証機能付きicカード |
GB9021448D0 (en) | 1990-10-03 | 1990-11-14 | Renishaw Plc | Capacitance sensing probe |
US5473144A (en) | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Mathurin, Jr.; Trevor R. | Credit card with digitized finger print and reading apparatus |
US5963679A (en) | 1996-01-26 | 1999-10-05 | Harris Corporation | Electric field fingerprint sensor apparatus and related methods |
NO304766B1 (no) | 1997-06-16 | 1999-02-08 | Sintef | Fingeravtrykksensor |
US6356097B1 (en) | 1997-06-20 | 2002-03-12 | Applied Materials, Inc. | Capacitive probe for in situ measurement of wafer DC bias voltage |
US6360953B1 (en) | 1998-07-15 | 2002-03-26 | Magnex Corporation | Secure print sensing smart card with on-the-fly-operation |
US6950541B1 (en) | 1999-05-11 | 2005-09-27 | Authentec, Inc. | Fingerprint sensor package including flexible circuit substrate and associated methods |
NO315017B1 (no) | 2000-06-09 | 2003-06-23 | Idex Asa | Sensorbrikke, s¶rlig for måling av strukturer i en fingeroverflate |
NO316776B1 (no) | 2001-12-07 | 2004-05-03 | Idex Asa | Pakkelosning for fingeravtrykksensor |
WO2003063054A2 (en) | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Cross Match Technologies, Inc. | Fingerprint workstation and methods |
US6924496B2 (en) * | 2002-05-31 | 2005-08-02 | Fujitsu Limited | Fingerprint sensor and interconnect |
WO2004046652A2 (en) | 2002-11-19 | 2004-06-03 | University Of Utah | Device and method for detecting anomolies in a wire and related sensing methods |
NO20025803D0 (no) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Idex Asa | Levende finger |
FI115109B (fi) | 2003-01-22 | 2005-02-28 | Nokia Corp | Tunnistusjärjestely ja tunnistusjärjestelyn käsittävä matkaviestin |
JP4160851B2 (ja) | 2003-03-31 | 2008-10-08 | 富士通株式会社 | 指紋認識用半導体装置 |
US6998849B2 (en) | 2003-09-27 | 2006-02-14 | Agilent Technologies, Inc. | Capacitive sensor measurement method for discrete time sampled system for in-circuit test |
US7751601B2 (en) * | 2004-10-04 | 2010-07-06 | Validity Sensors, Inc. | Fingerprint sensing assemblies and methods of making |
TWI244714B (en) | 2004-12-15 | 2005-12-01 | Siliconware Precision Industries Co Ltd | Method for reducing size of solder ball in semiconductor device |
US8144129B2 (en) | 2007-01-05 | 2012-03-27 | Apple Inc. | Flexible touch sensing circuits |
NO20083766L (no) | 2008-09-01 | 2010-03-02 | Idex Asa | Overflatesensor |
US9274553B2 (en) | 2009-10-30 | 2016-03-01 | Synaptics Incorporated | Fingerprint sensor and integratable electronic display |
US9280695B2 (en) | 2009-11-11 | 2016-03-08 | Cross Match Technologies, Inc. | Apparatus and method for determining sequencing of fingers in images to a two-finger scanner of fingerprint images |
NO20093601A1 (no) | 2009-12-29 | 2011-06-30 | Idex Asa | Overflatesensor |
US8791792B2 (en) * | 2010-01-15 | 2014-07-29 | Idex Asa | Electronic imager using an impedance sensor grid array mounted on or about a switch and method of making |
US8421890B2 (en) * | 2010-01-15 | 2013-04-16 | Picofield Technologies, Inc. | Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making |
US8866347B2 (en) | 2010-01-15 | 2014-10-21 | Idex Asa | Biometric image sensing |
US8378508B2 (en) | 2010-03-05 | 2013-02-19 | Authentec, Inc. | Integrally molded die and bezel structure for fingerprint sensors and the like |
KR101449226B1 (ko) | 2010-04-15 | 2014-10-08 | 오쎈테크, 인코포레이티드 | 용량성 렌즈를 포함하는 핑거 센서 및 연관된 방법 |
AU2011268185B2 (en) | 2010-06-18 | 2013-11-21 | Apple Inc. | Finger sensor including encapsulating layer over sensing area and related methods |
KR20120072793A (ko) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 삼성전기주식회사 | 터치스크린 |
US10043052B2 (en) | 2011-10-27 | 2018-08-07 | Synaptics Incorporated | Electronic device packages and methods |
US9152838B2 (en) | 2012-03-29 | 2015-10-06 | Synaptics Incorporated | Fingerprint sensor packagings and methods |
KR102245293B1 (ko) * | 2012-04-10 | 2021-04-28 | 이덱스 바이오메트릭스 아사 | 생체정보의 감지 |
US9030440B2 (en) | 2012-05-18 | 2015-05-12 | Apple Inc. | Capacitive sensor packaging |
US8616451B1 (en) | 2012-06-21 | 2013-12-31 | Authentec, Inc. | Finger sensing device including finger sensing integrated circuit die within a recess in a mounting substrate and related methods |
US20150187707A1 (en) | 2012-10-14 | 2015-07-02 | Synaptics Incorporated | Biometric Image Sensor Packaging and Mounting |
US9651513B2 (en) | 2012-10-14 | 2017-05-16 | Synaptics Incorporated | Fingerprint sensor and button combinations and methods of making same |
NO20131423A1 (no) | 2013-02-22 | 2014-08-25 | Idex Asa | Integrert fingeravtrykksensor |
US9254633B2 (en) | 2013-07-09 | 2016-02-09 | Apple Inc. | Environmental seal maximizing sensor space beneath a button positioned in trim |
US20150091588A1 (en) | 2013-10-01 | 2015-04-02 | Synaptics Incorporated | Compact and durable button with biometric sensor having improved sensor signal production and method for making same |
NO20131424A1 (no) | 2013-10-28 | 2015-04-29 | Idex Asa | Fremgangsmåte og apparat for redusert krysstale og ASIC-areal in en fingeravtrykksensor. |
US20150125050A1 (en) | 2013-11-05 | 2015-05-07 | Dreamtech Co., Ltd | Fingerprint recognition sensor module having sensing region separated from asic |
US9798399B2 (en) | 2014-06-02 | 2017-10-24 | Synaptics Incorporated | Side sensing for electronic devices |
US9811707B2 (en) | 2014-06-04 | 2017-11-07 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Fingerprint reader on a portion of a device for changing the configuration of the device |
JP6314070B2 (ja) | 2014-10-07 | 2018-04-18 | 新光電気工業株式会社 | 指紋認識用半導体装置、指紋認識用半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
WO2016060201A1 (ja) | 2014-10-17 | 2016-04-21 | 旭硝子株式会社 | カバー部材 |
CN107074639A (zh) | 2014-10-17 | 2017-08-18 | 旭硝子株式会社 | 盖构件 |
CN108040494B (zh) | 2015-06-23 | 2022-01-21 | 傲迪司威生物识别公司 | 双面指纹传感器 |
US9773153B1 (en) | 2016-03-24 | 2017-09-26 | Fingerprint Cards Ab | Fingerprint sensor module |
CN106557203A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-04-05 | 武汉华星光电技术有限公司 | 柔性触摸屏及柔性触摸显示屏 |
KR101899334B1 (ko) | 2016-12-19 | 2018-09-17 | 코나아이 (주) | 지문 인식 카드 및 지문 인식 카드를 이용한 전원 동작 방법 |
EP3574635B1 (en) | 2017-01-24 | 2021-02-24 | Idex Biometrics Asa | Configurable, encapsulated sensor module |
-
2018
- 2018-09-18 DE DE112018005258.3T patent/DE112018005258T5/de active Pending
- 2018-09-18 CN CN201880073305.1A patent/CN111344714B/zh active Active
- 2018-09-18 US US16/134,298 patent/US10713461B2/en active Active
- 2018-09-18 TW TW107132775A patent/TWI705384B/zh active
- 2018-09-18 WO PCT/IB2018/057186 patent/WO2019058259A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6069970A (en) * | 1997-05-16 | 2000-05-30 | Authentec, Inc. | Fingerprint sensor and token reader and associated methods |
WO2015127046A1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Idex Asa | Sensor employing overlapping grid lines and conductive probes for extending a sensing surface from the grid lines |
WO2016103215A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Idex Asa | Fingerprint sensor employing an integrated noise rejection structure |
WO2017085669A2 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Idex Asa | Electronic sensor supported on rigid substrate |
TW201732680A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-09-16 | 奈克斯特生物測定學集團公司 | 具指紋感測器之可撓卡 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201921286A (zh) | 2019-06-01 |
WO2019058259A1 (en) | 2019-03-28 |
CN111344714B (zh) | 2022-03-25 |
US20190087622A1 (en) | 2019-03-21 |
DE112018005258T5 (de) | 2020-10-22 |
US10713461B2 (en) | 2020-07-14 |
CN111344714A (zh) | 2020-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI705384B (zh) | 適合集成於電子裝置的雙面感測器模組 | |
KR102468554B1 (ko) | 지문 인식 모듈 및 지문 인식 모듈의 제조 방법 | |
US8833668B2 (en) | Chip card contact array arrangement | |
CN108541319A (zh) | 支撑在刚性基板上的电子传感器 | |
CN105512715B (zh) | 芯片卡模块装置、芯片卡装置和用于制造芯片卡装置的方法 | |
US11681888B2 (en) | Sensor device, method of forming a sensor device, chip card and method of forming a chip card | |
CN215495119U (zh) | 生物特征成像模块及智能卡 | |
CN108701248B (zh) | 集成电路卡的电路层 | |
CN110300975A (zh) | 包括指纹传感器装置和连接至该传感器装置的基板的指纹传感器模块 | |
CN104951766B (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及移动终端 | |
CN204613972U (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及电子设备 | |
US10037453B2 (en) | Capacitive fingerprint sensing module | |
CN104751135A (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及电子设备 | |
CN204808348U (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及电子设备 | |
EP4281904A1 (en) | Electronic module with indication device | |
CN104881628A (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及电子设备 | |
CN104751134A (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及电子设备 | |
KR20220148276A (ko) | 스마트카드용 프리패키지, 스마트카드 및 그 형성방법 | |
EP4123601B1 (en) | Fingerprint sensing device and method of making the same | |
TWI832480B (zh) | 智慧卡片 | |
CN204808342U (zh) | 指纹识别装置、触摸屏及电子设备 | |
US20220318587A1 (en) | Electronic document module comprising a chip and a contact interface with an antenna connected to an i/o port of the chip, electronic document comprising such a module and method for checking a connection between the module and a corresponding antenna | |
JP2023039123A (ja) | 金属製指紋認証カード | |
KR101618120B1 (ko) | 안테나가 일체로 인레이 되는 cob 패키지, 및 이를 이용한 콤비 카드 | |
CN112866448A (zh) | 一种芯片封装结构、芯片功能模组及电子设备 |