TWM584467U

TWM584467U - 光學指紋感測模組與電子裝置

Info

Publication number: TWM584467U
Application number: TW108209396U
Authority: TW
Inventors: 陳品諭
Original assignee: 神盾股份有限公司
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2019-10-01
Also published as: CN209297327U; CN110175497A; US20200026901A1; US11144745B2

Abstract

一種光學指紋感測模組，設置於具有一第一表面與一第二表面之一基板。上述基板具有貫穿上述第一表面和上述第二表面的一開口。上述光學指紋感測模組包含一固定架與一感測積體電路，而上述固定架設置於上述基板的上述開口。上述感測積體電路設置在上述固定架的一容置槽，並包含複數光感測器。上述光感測器會經由上述基板之上述開口接收到來自一使用者之手指的反射光。

Description

光學指紋感測模組與電子裝置

本揭露有關於一種光學指紋感測模組，且特別有關於一種設置於電子裝置的基板的光學指紋感測模組。

近年來，隨著生物辨識技術逐漸成熟，許多不同的生物特徵皆可被用來辨識使用者的身分。其中，由於指紋辨識技術之辨識率及準確率較其它生物特徵之辨識技術更好，故目前指紋辨識之應用層面較廣。

指紋辨識之技術係使用感測裝置先感測使用者的指紋影像，再擷取指紋影像中獨特的指紋特徵並儲存至記憶體中，或是直接儲存指紋影像。之後，當使用者再次按壓或滑刷指紋時，指紋感測器會感測指紋影像並且擷取指紋特徵，以便與先前所儲存之指紋特徵進行比對以進行辨識，或是直接與先前所儲存之指紋影像進行比對。若二者相符，則使用者之身分得以確認。

現今，在電子裝置中，屏下指紋辨識功能是透過將光學指紋感測模組直接固定（例如以黏貼方式）於發光面板的底部而執行。然而，在電子裝置的生產過程（例如將光學指紋感測模組黏貼於發光面板）或是維修過程（例如將光學指紋感測模組從發光面板上拔除）中，黏貼或拔除光學指紋感測模組的操作容易對高成本且脆弱的發光面板造成損傷，因而會導致生產成本增加，並使良率降低。

本新型提供一種光學指紋感測模組，設置於一基板。上述基板具有一第一表面與一第二表面以及貫穿上述第一表面和上述第二表面之一開口。上述光學指紋感測模組包含一固定架與一感測積體電路。上述固定架設置於上述基板的上述開口。上述感測積體電路設置在上述固定架的一容置槽，並包含複數光感測器。上述複數光感測器會經由上述基板之上述開口接收到來自一使用者之手指的反射光。

再者，本新型提供一種電子裝置。上述電子裝置包含一光學指紋感測模組以及一面板模組。上述光學指紋感測模組包含一基板、一固定架以及一感測積體電路。上述基板具有一第一表面、一第二表面以及貫穿上述第一表面和上述第二表面的一開口。上述固定架設置於上述基板的上述開口。上述感測積體電路設置在上述固定架的一容置槽，並包含複數光感測器。上述面板模組包含一覆蓋玻璃以及一發光面板。上述發光面板設置在上述覆蓋玻璃之下方，並且設置在上述覆蓋玻璃以及上述光學指紋感測模組之間，用以提供一光線以照射到放置在上述覆蓋玻璃上方的一使用者之手指。上述複數光感測器會經由上述基板的上述開口而接收到來自上述使用者之手指的反射光。

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖係顯示根據本新型一些實施例所述之電子裝置100。電子裝置100包含覆蓋玻璃10、發光面板20、光學指紋感測模組30以及基板（base）40。覆蓋玻璃10是絕緣表面並設置在發光面板20上，以覆蓋發光面板20。發光面板20包含由複數發光元件所形成的發光陣列（未顯示）。在一些實施例中，發光面板20為有機發光二極體顯示面板（Organic Light-Emitting Diode（OLED）panel），而發光元件是有機發光二極體（OLED）。在一些實施例中，發光面板20為微發光二極體顯示面板（micro-LED panel），而發光元件是微發光二極體（micro-LED）。光學指紋感測模組30以及基板40設置在發光面板20的下方。發光面板20可提供光線來照射放置在覆蓋玻璃10上方的使用者之手指（未顯示），使得光學指紋感測模組30能對使用者之指紋進行識別。此外，基板40是由高硬度材料所形成，用以作為發光面板20的支撐架（support）。在一些實施例中，基板40是由導電材料所形成，例如金屬板。在一些實施例中，電子裝置100為手機，而基板40為手機的中框（middle frame）。

第2圖係顯示根據本新型一些實施例所述之光學指紋感測模組30與基板40的上視圖。光學指紋感測模組30包含固定架50以及感測積體電路60（或晶片、晶粒）。固定架50是設置在基板40的開口45中，而感測積體電路60是設置在固定架50。感測積體電路60包含由複數光感測器所形成之感側陣列（未顯示）。在一些實施例中，光感測器是光電二極體（photodiode）。光學指紋感測模組30的示範例將描述於後。

第3A圖係顯示根據本新型一些實施例所述之固定架50A的立體圖。固定架50A包含第一板狀結構52、第二板狀結構54以及U型結構56。U型結構56形成一容置槽（receiving groove）。此外，第一板狀結構52與第二板狀結構54連接於U型結構56，並分別設置於U型結構56的相對兩側。在一些實施例中，U型結構56包含板狀結構56_1、56_2與56_3。板狀結構56_1形成U型結構56的底部，而板狀結構56_2與56_3分別形成U型結構56的兩側。換言之，板狀結構56_2是平行於板狀結構56_3，並垂直於板狀結構56_1。此外，板狀結構56_1是平行於第一板狀結構52與第二板狀結構54。在一些實施例中，固定架50A是由金屬材料所形成。在一些實施例中，固定架50A是一體成型之結構。

第3B圖係顯示根據本新型一些實施例所述之沿著第2圖中光學指紋感測模組30A與基板40之線A-AA的剖面圖。在第3B圖中，光學指紋感測模組30A包括第3A圖之固定架50A以及感測積體電路60。基板40具有第一表面42以及相對於第一表面42之第二表面44。例如，第一表面42為上表面，而第二表面44為下表面。如第3B所顯示，基板40具有貫穿第一表面42和第二表面44的開口45。固定架50A的U型結構56是設置在（或嵌入至）基板40的開口45內。此外，固定架50A的第一板狀結構52與第二板狀結構54是分別經由黏膠（例如黏著劑或雙面膠）而固定於基板40的第一表面42，並分別設置在基板40之開口45的相對兩側。例如，固定架50A的第一板狀結構52是設置在基板40之開口45的左側，而固定架50A的第二板狀結構54是設置在基板40之開口45的右側。U型結構56的深度H1是大於基板40的厚度H2，即H1>H2。感測積體電路60是設置在固定架50A之U型結構56的底部（即板狀結構56_1）。如先前所描述，發光面板20是設置在基板40的上方（即靠近基板40的第一表面42），而覆蓋玻璃10是設置在發光面板20的上方。當使用者將手指放置在覆蓋玻璃10上方時，感測積體電路60之光感測器（未顯示）可經由基板40的開口45而接收到來自使用者之手指的反射光。手指的指紋波峰（ridge）與指紋波谷（valley）會產生不同的反射光，例如不同的光能量或光波長等。於是，在接收到反射光之後，光感測器會將所接收到的反射光轉換成感測輸出，並提供感測輸出給電子裝置100的處理器（未顯示）或其他後續電路，以得到手指之指紋資訊。

第4A圖係顯示根據本新型一些實施例所述之固定架50B的立體圖。固定架50B包含第一板狀結構52B、第二板狀結構54B以及U型結構56。相較於第3A圖的固定架50A，固定架50B的第一板狀結構52B與第二板狀結構54B分別具有一個孔洞53。在一些實施例中，可藉由將螺絲或是定位柱（positioning column）固定在孔洞53內，而使固定架50B固定於具有對應孔洞的基板40B（顯示於第4B圖）。值得注意的是，第一板狀結構52B與第二板狀結構54B之孔洞53的數量是根據實際應用所決定。在一些實施例中，固定架50B是由金屬材料所形成。在一些實施例中，固定架50B是一體成型之結構。

第4B圖係顯示根據本新型一些實施例所述之沿著第2圖中光學指紋感測模組30B之線A-AA的剖面圖。在第4B圖中，光學指紋感測模組30B包括第4A圖之固定架50B以及感測積體電路60。基板40B具有第一表面42B以及相對於第一表面42B之第二表面44B，並具有貫穿第一表面42B和第二表面44B的開口45。固定架50B的U型結構56是設置在（或嵌入至）基板40B的開口45內。此外，藉由將定位柱65（或螺絲）固定在固定架50B的第一板狀結構52B與第二板狀結構54B的孔洞53，可將固定架50B的第一板狀結構52B與第二板狀結構54B置放於基板40B的第一表面42B。如先前所描述，固定架50B的第一板狀結構52B與第二板狀結構54B是分別設置在基板40B之開口45的左右兩側。U型結構56的深度H1是大於基板40的厚度H2，即H1>H2。感測積體電路60是設置在固定架50B之U型結構56的底部（即板狀結構56_1）。如先前所描述，發光面板20是設置在基板40B的上方（即靠近基板40B的第一表面42B），而覆蓋玻璃10是設置在發光面板20的上方。當使用者將手指放置在覆蓋玻璃10上方時，感測積體電路60之光感測器（未顯示）可經由基板40B的開口45而接收到來自使用者之手指的反射光。手指的指紋波峰與指紋波谷會產生不同的反射光，例如不同的光能量或光波長等。於是，在接收到反射光之後，光感測器會將所接收到的反射光轉換成感測輸出，並提供感測輸出給電子裝置100的處理器（未顯示）或其他後續電路，以得到手指之指紋資訊。

第5A圖係顯示根據本新型一些實施例所述之固定架50C的立體圖。固定架50C包含第一板狀結構52、第二板狀結構54與U型結構56。U型結構56形成一容置槽。此外，第一板狀結構52與第二板狀結構54是分別設置於U型結構56的相對兩側。相較於第3A圖之固定架50A，固定架50C更包含第三板狀結構55與第四板狀結構57。第三板狀結構55連接於第一板狀結構52，並垂直於第一板狀結構52。此外，第四板狀結構57連接於第二板狀結構54，並垂直於第二板狀結構54。換言之，第三板狀結構55是平行於第四板狀結構57。在一些實施例中，固定架50C是由金屬材料所形成。在一些實施例中，固定架50C是一體成型之結構。

第5B圖係顯示根據本新型一些實施例所述之沿著第2圖中光學指紋感測模組30C之線A-AA的剖面圖。在第5B圖中，光學指紋感測模組30C包括第5A圖之固定架50C以及感測積體電路60。基板40C具有第一表面42C以及相對於第一表面42C之第二表面44C，並具有貫穿第一表面42C和第二表面44C的開口45。此外，基板40C更具有分別位於開口45之兩相對側的兩插槽58。固定架50C的U型結構56是設置在（或嵌入至）基板40C的開口45內。此外，藉由將固定架50C的第三板狀結構55與第四板狀結構57分別插入基板40C之所對應的插槽58，可將固定架50C的第一板狀結構52與第二板狀結構54置放於基板40C的第一表面42C。U型結構56的深度H1是大於基板40的厚度H2，即H1>H2。此外，第三板狀結構55與第四板狀結構57的高度H3是小於U型結構56的深度H1，即H1>H3。在一些實施例中，第三板狀結構55與第四板狀結構57的高度H3是大於基板40的厚度H2，即H3>H2。在另一些實施例中，第三板狀結構55與第四板狀結構57的高度H3是小於基板40C的厚度H2，即H3>H2。感測積體電路60是設置在固定架50C之U型結構56的底部（即板狀結構56_1）。如先前所描述，發光面板20是設置在基板40C的上方（即靠近基板40C的第一表面42），而覆蓋玻璃10是設置在發光面板20的上方。當使用者將手指放置在覆蓋玻璃10上方時，感測積體電路60之光感測器（未顯示）可經由基板40C的開口45而接收到來自使用者之手指的反射光。手指的指紋波峰與指紋波谷會產生不同的反射光，例如不同的光能量或光波長等。於是，在接收到反射光之後，光感測器會將所接收到的反射光轉換成感測輸出，並提供感測輸出給電子裝置100的處理器（未顯示）或其他後續電路，以得到手指之指紋資訊。

第6圖係顯示根據本新型一些實施例所述之光學指紋感測模組30的底部視圖。如先前所描述，固定架50之U型結構56的容置槽的深度是大於基板40的厚度。因此，在第6圖中，固定架50的容置槽會高於（突出於）基板40。此外，位於固定架50的感測積體電路60是電性連接於軟性印刷電路板70（Flexible Printed Circuit，FPC），以便透過軟性印刷電路板70而將光感測器的感測輸出提供給電子裝置100的處理器（未顯示）或其他電路。此外，軟性印刷電路板70是設置在基板40的第二表面44。在一些實施例中，感測積體電路60是透過焊接方式而電性連接於軟性印刷電路板70。在一些實施例中，固定架50與基板40可由相同材料所形成。在一些實施例中，固定架50與基板40可整合在一起，形成一體成形的基板。例如，一體成形的基板可包含基板40以及固定架50的U型結構56。

在形成光學指紋感測模組30的步驟中，可先將固定架50的U型結構56置入基板40的開口45。接著，經由固定架50之U型結構56和基板40之間的空隙，可將已電性連接於軟性印刷電路板70的感測積體電路60放入至固定架50之U型結構56，並將感測積體電路60固定於U型結構56的底部。接著，在固定架50之U型結構56內，對感測積體電路60執行封裝程序。

第7圖係顯示根據本新型一些實施例所述之對感測積體電路60執行封裝程序的示意圖。首先，對固定架50之U型結構56（即容置槽）執行灌模製程（molding process），以便將黏晶膜（Die Attach Film，DAF）、黏晶膠（Die Attach Paste，DAP）或是模封材料（molding compound）72，例如環氧樹脂模封材料（Epoxy molding compound，EMC），包圍住感測積體電路60。此外，模封材料72會形成一開口以使感測積體電路60的感側陣列能外露於模封材料72。接著，在模封材料72上設置紅外線截止式濾鏡（UV-IR cut filter）74，使得反射光在到達感測積體電路60的感側陣列之前會先經過紅外線截止式濾鏡。接著，在紅外線截止式濾鏡74上設置框型膠（Blake tap）76。

在本新型實施例中，感測積體電路60是透過固定架50而固定於基板40。此外，感測積體電路60是設置在固定架50之U型結構56中的容置槽的底部。相較於習知技術中，將感測積體電路直接固定（例如貼黏）於發光面板的傳統安裝方式，本新型實施例之感測積體電路60是透過固定架50固定於手機的中框（即基板40），進而設置於發光面板20之下方。因此，當設置光學指紋感測模組30於發光面板20之下方時，可以避免光學指紋感測模組30直接黏貼於發光面板20而對發光面板20造成損傷。相似地，當需要更換光學指紋感測模組30時，亦可避免對發光面板20造成損傷。因此，可提高電子裝置的生產良率，進而降低生產成本並減少除錯時間。

雖然本揭露已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中包括通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧覆蓋玻璃；
100‧‧‧電子裝置；
20‧‧‧發光面板；
30、30A、30B、30C‧‧‧光學指紋感測模組；
40、40B、40C‧‧‧基板；
42、42B、42C‧‧‧第一表面；
44、44B、44C‧‧‧第二表面；
45‧‧‧開口；
50、50A、50B、50C‧‧‧固定架；
52、52B‧‧‧第一板狀結構；
53‧‧‧孔洞；
54、54B‧‧‧第二板狀結構；
55‧‧‧第三板狀結構；
56‧‧‧U型結構；
56_1、56_2、56_3‧‧‧板狀結構；
57‧‧‧第四板狀結構；
58‧‧‧插槽；
60‧‧‧感測積體電路；
65‧‧‧定位柱；
70‧‧‧軟性印刷電路板；
72‧‧‧模封材料；
74‧‧‧紅外線截止式濾鏡；
76‧‧‧框型膠。

第1圖係顯示根據本新型一些實施例所述之電子裝置；
第2圖係顯示根據本新型一些實施例所述之光學指紋感測模組的上視圖；
第3A圖係顯示根據本新型一些實施例所述之固定架的立體圖；
第3B圖係顯示根據本新型一些實施例所述之沿著第2圖中光學指紋感測模組之線A-AA的剖面圖；
第4A圖係顯示根據本新型一些實施例所述之固定架的立體圖；
第4B圖係顯示根據本新型一些實施例所述之沿著第2圖中光學指紋感測模組之線A-AA的剖面圖；
第5A圖係顯示根據本新型一些實施例所述之固定架的立體圖；
第5B圖係顯示根據本新型一些實施例所述之沿著第2圖中光學指紋感測模組之線A-AA的剖面圖；
第6圖係顯示根據本新型一些實施例所述之光學指紋感測模組的底部視圖；以及
第7圖係顯示根據本新型一些實施例所述之對感測積體電路執行封裝程序的示意圖。

Claims

一種光學指紋感測模組，設置於一基板，其中上述基板具有一第一表面與一第二表面以及貫穿上述第一表面和上述第二表面之一開口，上述光學指紋感測模組包含：
一固定架，設置於上述基板的上述開口；以及
一感測積體電路，設置在上述固定架的一容置槽，包含複數光感測器，
其中上述複數光感測器會經由上述基板之上述開口接收到來自一使用者之手指的反射光。
如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測模組，其中上述固定架的上述容置槽為U型結構，以及上述容置槽是設置在上述基板的上述開口。
如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測模組，其中上述固定架的上述容置槽的深度是大於上述基板的厚度。
如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測模組，其中上述固定架的一第一板狀結構以及一第二板狀結構是設置在上述基板的上述第一表面，並分別位於上述基板之上述開口的兩相對側。
如申請專利範圍第4項所述之光學指紋感測模組，其中上述固定架的上述第一板狀結構以及上述第二板狀結構是經由黏膠而固定於上述基板的上述第一表面。
如申請專利範圍第4項所述之光學指紋感測模組，其中上述固定架的上述第一板狀結構以及上述第二板狀結構是經由定位柱或螺絲而固定於上述基板的上述第一表面。
如申請專利範圍第4項所述之光學指紋感測模組，其中上述固定架的上述第一板狀結構以及上述第二板狀結構是經由上述固定架的一第三板狀結構以及一第四板狀結構而固定於上述基板的上述第一表面，其中上述第一板狀結構是連接並垂直於上述第三板狀結構，而上述第二板狀結構是連接並垂直於上述第四板狀結構。
如申請專利範圍第1項所述之光學指紋感測模組，更包含：
一軟性印刷電路板，電性連接於上述感測積體電路，並設置在上述基板的上述第二表面。
一種電子裝置，包含：
一基板，具有一第一表面、一第二表面以及貫穿上述第一表面和上述第二表面的一開口；
一光學指紋感測模組，包含：
一固定架，設置於上述基板的上述開口；以及
一感測積體電路，設置在上述固定架的一容置槽，包含複數光感測器；以及
一面板模組，包含：
一覆蓋玻璃；以及
一發光面板，設置在上述覆蓋玻璃之下方，並且設置在上述覆蓋玻璃以及上述光學指紋感測模組之間，用以提供一光線以照射到放置在上述覆蓋玻璃上方的一使用者之手指，
其中上述複數光感測器會經由上述基板的上述開口而接收到來自上述使用者之手指的反射光。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中上述發光面板包含複數有機發光二極體。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中上述固定架的上述容置槽為U型結構，以及上述容置槽是設置在上述基板的上述開口。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中上述固定架的上述容置槽的深度是大於上述基板的厚度。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中在上述光學指紋感測模組中，上述固定架的一第一板狀結構以及一第二板狀結構是設置在上述基板的上述第一表面，並分別位於上述基板之上述開口的兩相對側。
如申請專利範圍第13項所述之電子裝置，其中上述固定架的上述第一板狀結構以及上述第二板狀結構是經由黏膠而固定於上述基板的上述第一表面。
如申請專利範圍第13項所述之電子裝置，其中上述固定架的上述第一板狀結構以及上述第二板狀結構是經由定位柱或螺絲而固定於上述基板的上述第一表面。
如申請專利範圍第13項所述之電子裝置，其中上述固定架的上述第一板狀結構以及上述第二板狀結構是經由上述固定架的一第三板狀結構以及一第四板狀結構而固定於上述基板的上述第一表面，其中上述第一板狀結構是連接並垂直於上述第三板狀結構，而上述第二板狀結構是連接並垂直於上述第四板狀結構。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，更包含：
一軟性電路板，電性連接於上述感測積體電路，並設置在上述基板的上述第二表面。