TWI745787B - 指紋感測模組以及應用該指紋感測模組之電子裝置 - Google Patents

Abstract

本案係提供一種指紋感測模組及其電子裝置，指紋感測模組包括承載板、電路基板以及指紋感測積體電路。其中電路基板結合並承載於承載板上，電路基板與承載板相對應位置處具有一基板鏤空區域，且指紋感測積體電路被設置於基板鏤空區域內，並電性連接至電路基板，以使指紋感測積體電路得以藉由電路基板對外電性連接。如此一來，經由設置指紋感測積體電路於基板鏤空區域內，而得以有效地降低指紋感測模組的整體結構厚度，從而使指紋感測模組的外觀結構更為輕薄。

Description

指紋感測模組以及應用該指紋感測模組之電子裝置

本案係關於一種指紋感測模組，尤其是一種具有新穎封裝結構的指紋感測模組以及應用該指紋感測模組的電子裝置。

隨著現代指紋感測的技術成熟，指紋感測模組被廣泛地應用於電子裝置的認證流程中，像是應用於結帳時感測辨識消費者身份，或是開啟電子裝置的使用權限等。然而，既有的指紋感測模組在結構設計上仍有一些問題存在。

舉例來說，一般的指紋感測模組，由於需結合設置於一電子裝置中，因此在電子裝置內部使用空間的配置上，常常需要考量電子裝置中整體元件組件的配置位置及結構設計。像是將指紋感測模組結合應用一智慧手機中，則必須解決指紋感測模組與智慧手機中之面板以及電路主板間的內部空間設計問題，以提升整體電子裝置內部使用的空間，實乃不易。因此，指紋模組要應用在手機螢幕下的產品時，其模組厚 度限制是必須小於0.5mm，此種超薄型的模組是必須的。

依此，請參閱圖1A至圖1C，為現有的指紋感測模組應用於一電子裝置的分解示意圖、立體示意圖及剖面放大圖，並以該些圖式作為說明。

如圖1A至圖1C所示，現有的指紋感測模組150應用於一電子裝置100，像是智慧手機、平板電腦或筆記本電腦等。電子裝置100至少包括面板110、裝置框架120、儲電單元130、機殼140以及指紋感測模組150，面板110設置於機殼140之中。其中，指紋感測模組150設置於面板110以及裝置框架120之間。

其中，請搭配參閱圖1B及圖1C，現有的指紋感測模組150包括指紋感測積體電路151、承載板152、以及電路基板153，其中指紋感測積體電路151是以DAF膠(Die attach film)結合於電路基板153，像是軟性材料印刷電路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)。接著，指紋感測積體電路151再藉由金屬線154以打線方式電性連接於電路基板153。之後，再將黏著有指紋感測積體電路151的部分電路基板153結合並定位於承載板152上，以加強指紋感測模組150整體結構的強度。

因此，現有的指紋感測模組150在結構設計上，因指紋感測積體電路151、電路基板153以及承載板152等元件係以層層疊加的結合方式，而必須增加指紋感測模組150整體結構的厚度，從而造成組裝電子裝置100時，須調整電子裝置的內部空間，才能設置指紋感測模組150於其中，實乃不便。

如上所述，對於既有的指紋感測模組如何簡化其結構且同時提升電子裝置內部空間使用性的技術而言，實仍須 設計出一種封裝方式新穎的指紋感測模組，以解決前述現有技術於應用上所產生的缺失。

本案之目的在於提供一種指紋感測模組，其藉由其中之電路基板包括基板鏤空區域，而使指紋感測積體電路被設置於該基板鏤空區域內，且電性連接至該電路基板，以使該指紋感測積體電路藉由該電路基板對外電性連接，從而能夠有效地降低指紋感測模組及應用該指紋感測模組之電子裝置的整體結構厚度，進而使指紋感測模組及電子裝置的外觀結構更為輕薄。且，此指紋感測模組厚度可以達到小於0.5mm以下，更較佳的模組厚度為0.4mm。

於第一較佳實施例中，本案提供一種指紋感測模組，至少包括：一承載板；一電路基板，結合並承載於該承載板上，與該承載板相對應位置處具有一基板鏤空區域；以及一指紋感測積體電路，設置於該基板鏤空區域內，且電性連接至該電路基板，以使該指紋感測積體電路藉由該電路基板對外電性連接。

較佳者，其中，該基板鏤空區域為一封閉式基板鏤空區域或一開放式基板鏤空區域，用以供該指紋感測積體電路設置於其中，並藉由一金屬線以打線方式電性連接至該電路基板與該指紋感測積體電路。

較佳者，其中，該指紋感測積體電路包括一積體電路頂面，該積體電路頂面之水準高度高於或接近齊平於該電路基板之一上基板表面。

較佳者，其中，該指紋感測積體電路包括一積體電路頂面，該積體電路頂面之水準高度低於該電路基板之一上基板表面。

較佳者，其中，該指紋感測模組還包括一光學元件，該光學元件結合於該指紋感測積體電路之一頂面。

較佳者，其中，該指紋感測積體電路為一裸晶或一晶片，且結合於該承載板上。

較佳者，其中，該指紋感測模組感測位於一面板之一指紋信號；其中，該面板為一具有有機發光二極體顯示幕、一主動矩陣有機發光二極體顯示幕以及一薄膜電晶體液晶顯示幕中之一者的面板。

較佳者，於第一較佳實施例中，本案提供一種電子裝置，應用如上述之指紋感測模組，該電子裝置包括一裝置框架；其中，該承載板結合於該裝置框架。

較佳者，其中，該承載板包括用以結合於該裝置框架之一結合部，以及用以承載該指紋感測積體電路之一承載部。

較佳者，其中，該結合部連接於該承載部，或該結合部與該承載部為一體成型。

較佳者，其中，該結合部為該承載板之兩端緣部。

較佳者，其中，該結合部與該承載部之間具有一高低位差，該結合部之水準高度高於該承載部之水準高度。

較佳者，其中，該指紋感測積體電路包括一積體電路頂面，該積體電路頂面之水準高度高於或接近齊平於該裝 置框架之一上裝置表面。

較佳者，其中，該指紋感測積體電路包括一積體電路頂面，該積體電路頂面之水準高度低於該裝置框架之一上裝置表面。

100:電子裝置

110:面板

120:裝置框架

130:儲電單元

140:機殼

150:指紋感測模組

151:指紋感測積體電路

152:承載板

153:電路基板

153a:上基板表面

153b:下基板表面

154:金屬線

200:電子裝置

210:面板

220:裝置框架

230:儲電單元

240:機殼

250:指紋感測模組

2511:指紋感測積體電路

2511a:積體電路頂面

2511b:積體電路底面

2512:光學元件

252:承載板

252a:承載板頂面

252b:承載板底面

253:電路基板

253a:上基板表面

253b:下基板表面

2531:基板鏤空區域， 封閉式基板鏤空區域

254:金屬線

350:指紋感測模組

3511:指紋感測積體電路

3511a:積體電路頂面

3511b:積體電路底面

3512:光學元件

352:承載板

352a:承載板頂面

352b:承載板底面

353:電路基板

353a:上基板表面

353b:下基板表面

3531:基板鏤空區域，開放式基板鏤空區域

354:金屬線

400:電子裝置

410:面板

410b:面板底面

420:裝置框架

420a:上裝置表面

420b:下裝置表面

450:指紋感測模組

451:指紋感測積體電路

451a:積體電路頂面

451b:積體電路底面

452:承載板

452a:承載板頂面

452b:承載板底面

4521:承載部

4521a:下承載表面

4521b:下承載表面

4522:結合部

453:電路基板

453a:上基板表面

453b:下基板表面

4531:基板鏤空區域

500:電子裝置

510:面板

510b:面板底面

520:裝置框架

520a:上裝置表面

520b:下裝置表面

550:指紋感測模組

551:指紋感測積體電路

551a:積體電路頂面

551b:積體電路底面

552:承載板

552a:承載板頂面

552b:承載板底面

5521:承載部

5521a:下承載表面

5521b:下承載表面

5522:結合部

553:電路基板

553a:上基板表面

553b:下基板表面

D:高低位差

圖1A：為現有之電子裝置的分解示意圖。

圖1B：為現有之指紋感測模組的立體示意圖。

圖1C：為沿圖1B中A-A’線之部分指紋感測模組的剖面示意圖。

圖2A：為應用本案之第一較佳實施概念的分解示意圖。

圖2B：為圖2A所示之指紋感測模組的立體示意圖。

圖2C：為沿圖2B中B-B’線之部分指紋感測模組的剖面示意圖。

圖3A：為本案之第二較佳實施概念的立體示意圖。

圖3B：為沿圖3A中C-C’線之部分指紋感測模組的剖面示意圖。

圖4：為本案之第三較佳實施概念中部分指紋感測模組的剖面示意圖。

圖5：為本案之第四較佳實施概念中部分指紋感測模組的剖面示意圖。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本案欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要或以通常技術即可完成之元件，以清楚顯示本案之技術特點。

請參閱圖2A至圖2C，分別為本案之第一較佳實施概念的分解示意圖、立體示意圖以及局部剖面示意圖，並以這些圖式說明第一較佳實施概念。

如圖2A至圖2C所示，本案之電子裝置200包括面板210、裝置框架220、儲電單元230、機殼240以及指紋感測模組250，其中指紋感測模組250與裝置框架220結合，與面板210、儲電單元230被設置於機殼240之中。在本實施例中，指紋感測模組250包括指紋感測積體電路2511、光學元件2512、承載板252、以及電路基板253，其中，指紋感測積體電路2511包括積體電路頂面2511a以及積體電路底面2511b。承載板252具有承載板頂面252a以及承載板底面252b，電路基板253具有上基板表面253a、下基板表面253b以及基板鏤空區域2531。

更詳細地說明，部分的電路基板253結合並承載於承載板252上，且電路基板253與承載板252相對應位置處具有基板鏤空區域2531，而指紋感測積體電路2511則被設置於基板鏤空區域2531內，再藉由金屬線254以打線方式電性連接至電路基板253。

更詳細的說明，基板鏤空區域2531可為一封閉式 基板鏤空區域2531，用以供指紋感測積體電路2511設置於其中，指紋感測積體電路2511可為一裸晶或一晶片。

由圖2B及圖2C可得知，指紋感測積體電路2511位於封閉式基板鏤空區域2531內，且指紋感測積體電路2511的積體電路頂面2511a結合於光學元件2512，而積體電路底面2511b結合於承載板252。其中，積體電路底面2511b以及電路基板253的下基板表面253b黏著結合於承載板252的承載板頂面252a，以使指紋感測積體電路2511與部分電路基板253結合於承載板252上。

更清楚地說明，如圖2C所示，積體電路頂面2511a的水準高度高於電路基板253的上基板表面253a。當然，積體電路頂面2511a的水準高度也可接近齊平於或低於電路基板253的上基板表面253a，將以後述實施例作為說明。

請繼續參閱圖3A以及圖3B，分別為本案之第二較佳實施概念的立體示意圖以及局部剖面示意圖，並以這些圖式說明第二較佳實施概念。

如圖3A以及圖3B所示，本案之指紋感測模組350同樣地包括指紋感測積體電路3511、光學元件3512、承載板352、以及電路基板353，而指紋感測積體電路3511包括積體電路頂面3511a以及積體電路底面3511b。承載板352具有承載板頂面352a以及承載板底面352b，電路基板353具有上基板表面353a、下基板表面353b以及基板鏤空區域3531。

本例與前例的差異處在於，電路基板353的基板鏤空區域3531的結構設計，以及指紋感測積體電路3511與電路基板353相對應設置的水準高度。

更詳細地說明，基板鏤空區域3531為開放式基板鏤空區域3531，用以供指紋感測積體電路3511設置於其中，而部分的電路基板353結合並承載於承載板352上，且指紋感測積體電路3511則相對應設置於基板鏤空區域3531內，再藉由金屬線354以打線方式電性連接至電路基板353。

且，由圖3B可得知，指紋感測積體電路3511的積體電路頂面3511a結合於光學元件3512，而積體電路底面3511b以及電路基板353的下基板表面353b黏著結合於承載板352的承載板頂面352a。如此一來，指紋感測積體電路3511與部分電路基板353結合並承載於承載板352上，且積體電路頂面3511a的水準高度低於電路基板353的上基板表面353a。

也就是說，上述兩個實施例中的電路基板253、353的基板鏤空區域2531、3531可依據產品的實際需求而變更設計，例如：基板鏤空區域可設計為各種形狀，以供指紋感測積體電路得以被設置於其中，並使積體電路底面以及電路基板的下基板表面得以一同被黏著結合於承載板的承載板頂面，且其中指紋感測積體電路頂面的水準高度還可接近齊平於或略低於電路基板的上基板表面，以降低指紋感測模組整體的結構厚度。

另一方面，本案之指紋感測模組還可以有其他的實施態樣，請參閱圖4，為本案之第三較佳實施概念的局部剖面示意圖，並以該圖式說明第三較佳實施概念。

如圖4所示，本案之指紋感測模組450是應用結合於一電子裝置400中。其中，電子裝置400包括面板410以及裝置框架420，面板410包括一面板底面410b，而裝置框架 420具有上裝置表面420a以及下裝置表面420b。指紋感測模組450包括指紋感測積體電路451、承載板452以及電路基板453，其中，指紋感測積體電路451具有積體電路頂面451a以及積體電路底面451b，承載板452具有承載板頂面452a以及承載板底面452b，電路基板453具有上基板表面453a、下基板表面453b以及基板鏤空區域4531。其中，指紋感測積體電路451被設置於基板鏤空區域4531內，且部分的電路基板453以及指紋感測積體電路451被結合並承載於承載板452上，其中指紋感測積體電路451可以金屬線或其他方式電性連接至電路基板453(圖未示出)，本案並不以此為限。

其中，面板410可為一具有有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)顯示幕、一主動矩陣有機發光二極體(Active-matrix organic light-emitting diode，AMOLED)顯示幕以及一薄膜電晶體液晶顯示幕(Thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)中之一者的面板。

如圖4所示，本例與前例的差異處在於，應指紋感測模組450被應用結合於電子裝置400中，而變更設計指紋感測模組450中承載板452的結構態樣。本例中的承載板452包括相互連接的承載部4521以及結合部4522，其中承載部4521具有上承載表面4521a以及下承載表面4521b，而結合部4522為具有一彎折角度的L形結構，並位於承載板452的兩端緣部。

更詳細地說明，承載部4521用以結合並承載位於基板鏤空區域4531內的指紋感測積體電路451以及部分的電路基板453，且上承載表面4521a結合指紋感測積體電路451的積體電路底面451b以及電路基板453的下基板表面453b。 而結合部4522結合至裝置框架420的上裝置表面420a，相當於將指紋感測模組450設置於裝置框架420的框架鏤空區域(圖未標號)中。

從圖4可知，結合部4522與承載部4521之間具有一高低位差D，結合部4522的水準高度高於承載部4521的水準高度，且承載部4521之下承載表面4521b的水準高度低於或接近齊平於裝置框架420的下裝置表面420b。

也就是說，藉由結合部4522與承載部4521之間的高低位差D，指紋感測模組450整體的水準高度得以齊平或接近齊平於裝置框架420整體的水準高度，相當於指紋感測模組450垂直居中於裝置框架420的框架鏤空區域中，以降低指紋感測模組450安裝於裝置框架420時的整體結構厚度，以使電子裝置得以具有更輕薄的外觀結構設計。其中，框架鏤空區域可為裝置框架420的讓位區域、開口或缺口。

此外，請參閱圖5，為本案之第四較佳實施概念的局部剖面示意圖，並以該圖式說明第四較佳實施概念。

如圖5所示，本案之指紋感測模組550是應用結合於一電子裝置500中。其中，電子裝置500包括面板510以及裝置框架520，面板510包括一面板底面510b，而裝置框架520具有上裝置表面520a以及下裝置表面520b。指紋感測模組550包括指紋感測積體電路551、承載板552以及電路基板553，其中，指紋感測積體電路551具有積體電路頂面551a以及積體電路底面551b，承載板552具有承載板頂面552a以及承載板底面552b，電路基板553具有上基板表面553a、下基板表面553b以及基板鏤空區域(圖未標號)。

要特別說明的是，指紋感測積體電路551被設置於基板鏤空區域內(圖未標號)，且部分的電路基板553以及指紋感測積體電路551被結合並承載於承載板552上，其中指紋感測積體電路551的積體電路頂面551a的水準高度低於電路基板553的上基板表面553a，以降低指紋感測模組550整體的結構厚度。再者，指紋感測積體電路551可以金屬線或其他方式電性連接至電路基板553(圖未示出)，本案並不以此為限。

接著，指紋感測模組550再藉由承載板552而結合於裝置框架520的下裝置表面520b，以使指紋感測模組550得以介於裝置框架520的上裝置表面520a以及下裝置表面520b之間，此例中承載板552的承載板底面552b接近齊平於裝置框架520的下裝置表面520b，從而有效地降低指紋感測模組550安裝於裝置框架520時的整體結構厚度，從而使電子裝置能有更輕薄的外觀結構設計。

當然，上述的各元件可由本技術領域之技術人員進行各種均等的變更或設計，並依據實際運用時的需求而調整各元件的結構設計及規格，不應以前述該些較佳實施例為限制。因此，只要能達到相同功用的各種均等結構或方式，亦均屬本案的權利保護範圍內。

舉例來說，承載板的結合部與承載部可為兩元件相互連接而形成，或結合部與承載部為一體成型。抑或，承載板亦可為玻璃基板、陶瓷基板、金屬基板、塑膠基板或與面板電性連接的電路主板等，主要用以結合並承載位於基板鏤空區域內的指紋感測積體電路以及部分的電路基板，即均屬本案的權利保護範圍內。

綜上所述，本案之指紋感測模組主要藉由設置指紋感測積體電路於電路基板的基板鏤空區域內，再結合並承載於承載板上，且，承載板可包括承載部與結合部，並透過承載部與結合部之間具有的高低位差，而使指紋感測模組的整體水準高度得以齊平或接近齊平於裝置框架的整體水準高度，相當於使指紋感測模組垂直居中於裝置框架的框架鏤空區域中，而有效地降低指紋感測模組的整體結構厚度，並使指紋感測模組在安裝於一電子裝置中時，更能使整體電子裝置的外觀結構上更為輕薄美觀。

以上所述僅為本案之較佳實施例，並非用以限定本案之申請專利範圍，因此凡其他未脫離本案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。

250‧‧‧指紋感測模組

2511‧‧‧指紋感測積體電路

2511a‧‧‧積體電路頂面

2511b‧‧‧積體電路底面

2512‧‧‧光學元件

252‧‧‧承載板

252a‧‧‧承載板頂面

252b‧‧‧承載板底面

253‧‧‧電路基板

253a‧‧‧上基板表面

253b‧‧‧下基板表面

254‧‧‧金屬線

Claims (11)

1. 一種指紋感測模組，至少包括：一承載板；一電路基板，結合並承載於該承載板上，與該承載板相對應位置處具有一基板鏤空區域；以及一指紋感測積體電路，設置於該基板鏤空區域內，且電性連接至該電路基板，以使該指紋感測積體電路藉由該電路基板對外電性連接；其中該承載板包括用以結合於一裝置框架之一結合部，以及用以承載該指紋感測積體電路之一承載部，並且該指紋感測積體電路包括一積體電路頂面，該積體電路頂面之水準高度低於或接近齊平於該裝置框架之一上裝置表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，其中，該基板鏤空區域為一封閉式基板鏤空區域或一開放式基板鏤空區域，用以供該指紋感測積體電路設置於其中，並藉由一金屬線以打線方式電性連接至該電路基板與該指紋感測積體電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，其中，該積體電路頂面之水準高度高於或接近齊平於該電路基板之一上基板表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，其中，該積體電路頂面之水準高度低於該電路基板之一上基板表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，其中，該指紋感測模組還包括一光學元件，該光學元件結合於該指紋 感測積體電路之一頂面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，其中，該指紋感測積體電路為一裸晶或一晶片，且結合於該承載板上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，其中，該指紋感測模組感測位於一面板之一指紋信號；其中，該面板為一具有有機發光二極體顯示幕、一主動矩陣有機發光二極體顯示幕以及一薄膜電晶體液晶顯示幕中之一者的面板。
8. 一種電子裝置，應用如申請專利範圍第1項所述之指紋感測模組，該電子裝置包括該裝置框架；其中，該承載板結合於該裝置框架。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中，該結合部連接於該承載部，或該結合部與該承載部為一體成型。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中，該結合部為該承載板之兩端緣部。
11. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中，該結合部與該承載部之間具有一高低位差，該結合部之水準高度高於該承載部之水準高度。

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