指纹模组及电子设备的制作方法

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1.本技术实施例涉及指纹模组技术领域,尤其涉及一种指纹模组及电子设备。


背景技术:

2.随着消费电子行业的发展,包括但不限于移动通讯设备的显示屏往全面屏方向发展,使得消费者对于屏下指纹识别技术的需求有增无减。已公开屏下指纹识别方案主要有两种:第一种是光学方案,第二种是超声波方案。其中光学指纹模组性能受屏幕光透射率的影响较大,随着显示屏内部走线复杂度的提高及柔性屏方案等因素的发展,使得屏幕光学透射率降低,导致光学指纹方案已无法满足应用需求。而超声波指纹模组不依赖于屏幕的光学透射率,是一种较好的替代方案。因此,需要一种新的超声波指纹模组的技术方案,来满足当前屏下指纹识别的应用需求。


技术实现要素:

3.为了解决上述问题,本技术实施例提供了一种指纹模组及电子设备,以至少部分地解决上述问题。
4.根据本技术的第一方面,提供了一种指纹模组,包括:
5.超声波传感器,包括:第一电极层、声学层、第二电极层和第一电连接区,所述第二电极层电连接于所述声学层沿厚度方向上的第一侧,所述第一电极层电连接于所述声学层沿厚度方向上的第二侧,所述第一电极层和所述第二电极层均电连接于所述第一电连接区,所述声学层用于发射超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号,所述第一电极层和所述第二电极层用于为所述声学层提供用于发射以及接收超声波信号的电压;
6.电路板,所述电路板设置有第二电连接区,所述第一电连接区通过导电粘合层电连接于所述第二电连接区;
7.所述超声波传感器通过所述第一电连接区、所述导电粘合层和所述第二电连接区与所述指纹模组外部的处理单元电连接,所述超声波传感器用于将接收的超声波信号处理成电信号,并将所述电信号通过所述电路板发送给所述处理单元,以使所述处理单元基于所述电信号进行指纹识别。
8.在一些可选的实施例中,所述超声波传感器还包括传感器衬底,所述第一电极层形成于所述传感器衬底上;所述声学层沿厚度方向上的第二侧,贴合于所述第一电极层,且所述第一电极层位于所述声学层的外轮廓内。
9.在一些可选的实施例中,于所述传感器衬底上,所述第一电极层与所述第一电连接区位于所述传感器衬底沿厚度方向的同一侧,且所述第一电极层与所述第一电连接区之间存在间距,以在所述传感器衬底上形成空白区;所述指纹模组还包括第一补强板,所述第一补强板设置于所述空白区;其中,所述第一补强板的厚度t1满足:30um≤t1≤100um。
10.在一些可选的实施例中,所述指纹模组还包括第二补强板,所述第二补强板与所述第二电连接区设置于所述电路板沿厚度方向上的同一侧,且所述第二补强板与所述第二
电连接区不接触;其中,所述第二补强板的厚度t2满足:30um≤t2≤100um。
11.在一些可选的实施例中,所述第一补强板伸出所述超声波传感器的边缘,所述第二补强板伸出所述电路板的边缘,且所述第一补强板伸出所述超声波传感器的边缘的部分与所述第二补强板伸出所述电路板的边缘的部分形成连接。
12.在一些可选的实施例中,沿所述声学层的厚度方向上,所述指纹模组的厚度h满足:h<0.3mm。
13.在一些可选的实施例中,所述指纹模组满足如下条件中的至少之一:所述电路板包括fpc电路板;所述声学层包括压电材料;所述导电粘合层包括acf导电胶膜;所述超声波传感器包括coms超声波传感器
14.根据本技术实施例中的第二方面,提供了一种电子设备,包括:处理单元、屏幕、以及如第一方面提供的任一项的指纹模组;所述电子设备还包括粘合层,所述指纹模组通过所述粘合层粘接在所述屏幕的背面。
15.在一些可选的实施例中,所述屏幕为非折叠屏幕,所述屏幕包括屏幕衬底和缓冲层,所述缓冲层安装于所述屏幕衬底上,所述缓冲层用于对所述屏幕进行缓冲;所述缓冲层开设有第一开孔,所述粘合层位于所述第一开孔内并与所述屏幕衬底粘接,所述指纹模组通过所述粘合层粘接在所述屏幕衬底上。
16.在一些可选的实施例中,所述电子设备还包括第一遮光结构和第一固定结构,其中,所述第一遮光结构用于覆盖所述粘合层的边缘与所述第一开孔的边缘之间形成的空隙,第一固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述粘合层上;或者,所述电子设备还包括第二固定结构,所述第二固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述屏幕衬底上。
17.在一些可选的实施例中,所述屏幕为折叠屏幕,所述屏幕包括支撑片,所述支撑片用于支撑所述屏幕;所述指纹模组通过所述粘合层粘接在所述支撑片上。
18.在一些可选的实施例中,所述电子设备还包括第三固定结构,所述第三固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述粘合层上;或者,所述电子设备还包括第四固定结构,所述第四固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述支撑片上。
19.综合以上内容,本技术实施例中的指纹模组,由于其包括超声波传感器和电路板,超声波传感器的第二电极层电连接于声学层沿厚度方向上的第一侧,第一电极层电连接于声学层沿厚度方向上的第二侧,第一电极层和第二电极层均电连接于第一电连接区,声学层可以用于发射超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号,第一电极层和第二电极层可以用于为声学层提供用于发射以及接收超声波信号的电压,电路板设置有第二电连接区,第一电连接区通过导电粘合层电连接于第二电连接区,超声波传感器通过第一电连接区、导电粘合层和第二电连接区与指纹模组外部的处理单元电连接,超声波传感器可以用于将接收的超声波信号处理成电信号,并将电信号通过电路板发送给处理单元,以使处理单元基于电信号进行指纹识别,因此本技术中的指纹模组能够有效地用于指纹识别,可以避免光学指纹模组的弊端,能够满足包括但不限于屏下指纹识别的应用需求。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1a示出了根据本技术的一种示例性的指纹模组的结构示意图。
22.图1b示出了根据本技术的一种示例性的超声波传感器的结构示意图。
23.图2a示出了根据本技术的另一种示例性的指纹模组的结构示意图。
24.图2b示出了根据本技术的再一种示例性的指纹模组的结构示意图。
25.图2c示出了根据本技术的多个子电极的一种示例性的矩阵式分布示意图。
26.图3a示出了根据本技术的一种示例性的超声波传感器的第一焊盘的示意图。
27.图3b示出了图3a中q处的放大示意图。
28.图4示出了根据本技术的一种示例性的第一补强板和第二补强板的示意图。
29.图5a示出了通过本技术中的方式1制作第一电连接区的示意图。
30.图5b示出了通过本技术中的方式2制作第一电连接区的示意图。
31.图6示出了根据本技术的一种示例性的电子设备的示意图。
32.图7示出了根据本技术的另一种示例性的电子设备的示意图。
33.图8示出了根据本技术的一种示例性的双面胶的示意图。
34.图9a示出了本技术的一种指纹模组与一种非折叠屏幕的一个示意图。
35.图9b示出了本技术的一种指纹模组与一种非折叠屏幕的另一个示意图。
36.图10a示出了本技术的指纹模组与另一种非折叠屏幕的一个示意图。
37.图10b示出了本技术的指纹模组与另一种非折叠屏幕的另一个示意图。
38.图11a示出了本技术的一种指纹模组与一种折叠屏幕的一个示意图。
39.图11b示出了本技术的一种指纹模组与一种折叠屏幕的另一个示意图。
40.图12a示出了本技术的指纹模组与另一种折叠屏幕的一个示意图。
41.图12b示出了本技术的指纹模组与另一种折叠屏幕的另一个示意图。
具体实施方式
42.为了使本领域的人员更好地理解本技术实施例中的技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都应当属于本技术实施例保护的范围。
43.下面结合附图说明本技术实施例的指纹模组及电子设备的具体实现。需要说明的是,下面各个附图中为便于进行示意,各结构其未必是按照实际比例绘制的。
44.为了至少部分地改善现有技术中存在的问题,根据本技术的第一方面,提供一种指纹模组。图1a示出了根据本技术的一种示例性的指纹模组的结构示意图。参照图1a所示,该指纹模组100包括:超声波传感器110和电路板120;超声波传感器110,包括:第一电极层111、声学层112、第二电极层121和第一电连接区113,第二电极层121电连接于声学层112沿厚度方向上的第一侧,第一电极层111电连接于声学层112沿厚度方向上的第二侧,第一电极层111和第二电极层121均电连接于第一电连接区113,声学层112用于发射超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号,第一电极层111和第二电极层121用于为声学层
112提供用于发射以及接收超声波信号的电压;电路板120设置有第二电连接区122,第一电连接区113通过导电粘合层130电连接于第二电连接区122;超声波传感器110通过第一电连接区113、导电粘合层130和第二电连接区122与指纹模组100外部的处理单元210电连接,超声波传感器110用于将接收的超声波信号处理成电信号,并将电信号通过电路板120发送给处理单元210,以使处理单元210基于电信号进行指纹识别。
45.本技术实施例中的指纹模组,由于其包括超声波传感器和电路板,超声波传感器的第二电极层电连接于声学层沿厚度方向上的第一侧,第一电极层电连接于声学层沿厚度方向上的第二侧,第一电极层和第二电极层均电连接于第一电连接区,声学层可以用于发射超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号,第一电极层和第二电极层可以用于为声学层提供用于发射以及接收超声波信号的电压,电路板设置有第二电连接区,第一电连接区通过导电粘合层电连接于第二电连接区,超声波传感器通过第一电连接区、导电粘合层和第二电连接区与指纹模组外部的处理单元电连接,超声波传感器可以用于将接收的超声波信号处理成电信号,并将电信号通过电路板发送给处理单元,以使处理单元基于电信号进行指纹识别,因此本技术中的指纹模组能够有效地用于指纹识别,可以避免光学指纹模组的弊端,能够满足包括但不限于屏下指纹识别的应用需求。
46.下面对本技术中的指纹模组100及电子设备200的细节进行详细说明,应理解,下文中的说明并不作为对本技术中的任何限制。
47.可选地,指纹模组100在使用时,可以安装于一个电子设备200上。本技术不限制电子设备200的种类,该电子设备200可以包括但不限于是手机、pad等,或者也可以是其他需要指纹识别功能的电子设备。处理单元可以是指纹模组100外部任意的处理单元,可选地,处理单元可以是该电子设备200中的处理单元210,下文中会对本技术的电子设备200进行详细说明,在此先不赘述。
48.本技术中,声学层112用于发射超声波信号,以及,接收被外部结构反射回来的超声波信号。可选地,外部结构可以是用户的手指(参照图7所示的示例,手指用标号300进行表示)。例如,在一示例的应用场景中,指纹模组100用于屏下指纹识别,用户将手指300触摸屏幕的特定区域,指纹模组100的超声波传感器110的声学层112发射超声波信号,用户的手指300将至少一部分超声波信号反射,声学层112接收被用户的手指300反射回来的超声波信号。
49.本技术中,超声波传感器110可以将接收的超声波信号处理成电信号。可选地,超声波传感器110可包括传感器衬底114,传感器衬底114上形成有超声波信号处理电路,可基于该超声波信号处理电路将接收的超声波信号处理成电信号。超声波信号处理电路可以采用任意的现有技术的技术方案,也可以采用其他具有创新性的技术方案实现,本技术对此不进行限制。在超声波传感器110将接收的超声波信号处理成电信号后,可以将该电信号通过电路板120发送给指纹模组100外部的处理单元210,以使处理单元210能够基于电信号进行指纹识别。
50.可选地,传感器衬底114可以是硅基衬底,也可以是其他材质类型的衬底,本技术在此不进行限制。为便于说明本实施例,下文中均以传感器衬底114为硅基衬底为例。
51.本技术中,电路板120可以用于出线,例如电路板120可布设有电连接线,第二电连接区112可通过电连接线与指纹模组100外部的处理单元电连接,基于此,超声波传感器110
可通过第一电连接区113、导电粘合层130和第二电连接区122与指纹模组100外部的处理单元电连接,超声波传感器110将接收的超声波信号处理成电信号后,可以将该电信号通过电路板120发送给指纹模组100外部的处理单元210,以使处理单元210能够基于电信号进行指纹识别。
52.本技术中不限制指纹模组100的超声波传感器110中各个结构(例如第一电极层111、声学层112、第二电极层121以及下文中的保护层116)的厚度,参照图1a和图1b中示出的一种示例的指纹模组100、图2a中示出的另一种示例的指纹模组100、以及图2b中示出的再一种示例的指纹模组100,图2a中示出的指纹模组100的各个结构的厚度,小于图1a和图1b中示出的指纹模组100的各个结构的厚度,也小于图2b中示出的指纹模组100的各个结构的厚度。
53.可选地,本技术的超声波传感器110的总厚度可以满足如下取值范围:80um~200um。超声波传感器110的总厚度,可以是超声波传感器110沿声学层112的厚度方向上的总厚度。参照图1b的示例,该超声波传感器110的总厚度也即其上下两侧之间的距离。超声波传感器110的总厚度满足上述取值范围,可以更好地匹配指纹模组100的性能,更好地匹配指纹模组100所应用的电子设备200的结构需求。
54.可选地,超声波传感器110包括cmos超声波传感器。相较于tft超声波传感器,cmos超声波传感器的像素集成度、稳定性和驱动性能均更优秀,并且cmos超声波传感器基于cmos工艺制造,尺寸可以不会过大和过厚,不会占用过多空间,因此能够同时满足移动终端对性能以及空间的应用需求。
55.可选地,本技术中的声学层112包括压电材料。本技术中通过对声学层112的压电材料提供电压,基于压电材料的压电效应,使得声学层112可以发出超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号。可选地,声学层112的压电材料可以为膜层,例如膜层可以是采用涂布工艺形成。本技术中不对压电材料进行限制,例如压电材料可以包括pvdf(polyvinylidene fluoride,聚偏二氟乙烯)材料,pvdf材料包括但不限于pvdf及其共聚物。基于此,本技术中的声学层112包括pvdf材料层,可以有效满足发出超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号的需求。
56.本技术中,第二电极层121电连接于声学层112沿厚度方向上的第一侧,第一电极层111电连接于声学层112沿厚度方向上的第二侧,第一电极层111和第二电极层121可以为声学层112提供用于发射以及接收超声波信号的电压(该电压可以是交流电压)。具体地,第一电极层111和第二电极层121可以一个为阳极层而另一个为阴极层。例如,在一些可选的实施例中,可以是第二电极层121作为声学层112的阳极层,而第一电极层111作为声学层112的阴极层。可选地,第一电极层111接的电压值与第二电极层121接的电压值不同,从而在第一电极层111和第二电极层121之间形成电压差,该电压差可作为声学层112用于发射以及接收超声波信号的电压,以实现声学层112的功能。
57.可选地,第二电极层121作为声学层112的阳极层,第二电极层121电连接于第一电连接区113,并通过第一电连接区113、导电粘合层130和第二电连接区122接地;第一电极层111作为声学层112的阴极层,第一电极层111电连接于第一电连接区113,并通过第一电连接区113、导电粘合层130和第二电连接区122与外部的电压连接,由此在第一电极层111和第二电极层121之间形成电压差,从而为声学层112提供用于发射以及接收超声波信号的电
压。
58.在其他的一些可选实施例中,也可以是第二电极层121作为声学层112的阴极层,而第一电极层111作为声学层112的阳极层,本技术不进行限制。
59.在一些可选的实施例中,参照图1a、图1b、图2a、图2b所示,该指纹模组100的超声波传感器110还包括传感器衬底114,第一电极层111形成于传感器衬底114上;声学层112沿厚度方向上的第二侧,贴合于第一电极层111,且第一电极层111位于声学层112的外轮廓内。本技术中基于这样的结构,可以保证声学层112的功能,且第一电极层111能与声学层112形成稳定的电连接。
60.可选地,本技术中的第一电极层111可以不是一个整体,其可以包括多个子电极1111(其形状、大小、数量、两两之间的间距本技术均不进行任何限定),该多个子电极1111呈矩阵式分布以形成第一电极层111(例如,可参照图2c理解,虚线框p中示出了多个子电极1111呈矩阵式分布的一个示例,虚线框p可视为第一电极层111的外轮廓),每个子电极1111都相当于一个“像素(pixel)”,声学层112接收被外部结构(例如手指)反射回来的超声波信号后,根据超声波信号的强度不同,每个子电极1111上转换的电压信号都会不同,超声波传感器110的超声波信号处理电路通过算法计算每个子电极1111的电压信号,并将各个电压信号发送给处理单元210,再由处理单元210基于各个电压信号进行处理输出指纹图像以进行指纹识别。例如,每个子电极1111都可以是金属电极,例如可为铜材质或者银材质的金属电极。
61.例如,在制造该指纹模组100的超声波传感器110时,可先在超声波传感器110的传感器衬底114的一个区域形成一金属层(该金属层包括多个呈矩阵式分布的金属电极形成,金属电极即前述的子电极1111)作为第一电极层111,再在第一电极层111上形成声学层112,使得声学层112沿厚度方向上的第一侧可以贴合于第一电极层111并形成电连接,声学层112的外轮廓可以比第一电极层111的外轮廓(第一电极层111包括呈矩阵式分布的多个子电极1111,则第一电极层111的外轮廓可以为多个子电极1111的最小外接矩形的外轮廓,这可结合图2c理解,即虚线框p,应理解这仅作为便于理解的示例,并不作为对本技术的任何限定)略大,使得第一电极层111位于声学层112的外轮廓内。例如,声学层112为pvdf材料层,则可以以涂布工艺将pvdf材料涂布于第一电极层111上,以形成声学层112,应理解,这仅作为示例,而并不作为对本技术实施例的任何限制。
62.在一些其他的可选实施例中,第一电极层111也可以是一个整体,能够满足需要即可。
63.可选地,参照图3a所示,本技术中的超声波传感器110存在识别区域aa和非识别区域naa,其中,识别区域aa为超声波传感器110上的能够供指纹识别的区域,声学层112的至少部分可位于识别区域aa内,可选地,识别区域aa可以包括第一电极层111的外轮廓区域(例如识别区域aa可以与第一电极层111的外轮廓区域的位置和大小相同,例如结合图2c和图3a所示,第一电极层111的外轮廓区域即虚线框p区域,识别区域aa亦用虚线框出,两者的位置和大小相同,应理解这仅作为便于理解的示例,并不作为对本技术的任何限定),因为在该第一电极层111的外轮廓区域内可进行指纹识别;非识别区域naa为超声波传感器110上的不能够供指纹识别的区域,其包括除识别区域aa以外的区域(参照图3a,除识别区域aa的虚线框以外的区域均可视为非识别区域naa),非识别区域naa可以用于承载超声波传感
器110的一些其他组件,例如第一电连接区113等。识别区域aa的大小本技术中不具体限定,能够满足需要即可。
64.本技术中,导电粘合层130可以是任意的导电粘合层结构,例如可以是导电胶。在一些可选的实施例中,导电粘合层130包括acf(anisotropic conductive film)导电胶膜。acf导电胶膜也称acf异方性导电胶膜,其是具有单向(垂直性导通,平行不导通)导电及胶合固定的功能的导电胶膜。通过acf导电胶膜(即导电粘合层130),超声波传感器110的第一电连接区113可以与电路板120的第二电连接区122实现可靠的电连接,并且两者可以通过压合的方式实现电连接,工艺十分方便,从而简化了指纹模组100的制作过程的复杂程度,能够更便于满足应用需求。
65.可选地,本技术中的声学层112的边缘不超出第二电极层121的边缘。例如,参照图1a和图2a中示出的指纹模组100的示例,声学层112的边缘与第二电极层121的边缘平齐;又例如参照图2b中示出的指纹模组100的示例,声学层112的边缘不超出第二电极层121的边缘,声学层112的外轮廓小于第二电极层121的外轮廓。应理解,这些仅作为便于理解的示例,并不作为对本技术的任何限定。
66.可选地,本技术中的导电粘合层130为acf导电胶膜时,acf导电胶膜被第一电连接区113和第二电连接区122压合后的厚度满足如下取值范围:3um~10um。处于该取值范围内可以更好地适应指纹模组100的轻薄化需求。
67.可选地,可以在第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130(例如acf导电胶膜)电连接后,在导电粘合层130外侧增加保护胶150对导电粘合层130进行保护,具体可参照图1a、图2a、图2b、图9b、图10b、图11b、图12b所示。
68.本技术中,可以在声学层112沿厚度方向上的第一侧制作第二电极层121,第二电极层121可以为金属层,例如银层或铜层等。可选地,以第二电极层121为银层为例,可以在声学层112沿厚度方向上的第一侧涂刷一层或者多层银浆,以形成第二电极层121。
69.在一些可选的实施例中,参照图1a、图1b、图2a、图2b所示,超声波传感器110还包括保护层116,保护层116覆盖于第二电极层121远离声学层112的一侧。该保护层116可以防止水氧穿透对第二电极层121(例如银浆形成的银层)氧化或者导致声学层112(例如为pvdf压电材料层)性能退化,且保护层116也可作为绝缘层。
70.可选地,电路板120可以采用fpc(flexible printed circuit,柔性电路板)电路板。fpc电路板具有较好的灵活性和强度,并能够满足指纹模组100的电路走线需求,可以适应指纹模组100在电子设备200内的结构需要。可选地,电路板120采用fpc电路板时,可以基于双面挠性覆铜板(flexible copper clad laminater,fccl)制作。
71.可选地,本技术中的第一电连接区113形成于超声波传感器110的传感器衬底114上,可以是超声波传感器110的金手指区。本技术中的第二电连接区122形成于电路板120(例如fpc电路板)上,可以是电路板120上的金手指区。可选地,参照图1a、图1b、图3a、图3b所示,超声波传感器110还可以包括引脚焊盘区115,引脚焊盘区115与第一电连接区113电连接。可选地,引脚焊盘区115中包括超声波传感器110的多个引脚的焊盘(下文中记为引脚焊盘1151),利用第一电连接区113与引脚焊盘区115电连接,第一电连接区113再通过导电粘合层130与第二电连接区122电连接,第二电连接区122可以通过电连接线(该电连接线可布设于电路板120)与外部的处理单元210实现电连接,从而满足超声波传感器110通过第一
电连接区113、导电粘合层130和第二电连接区122与外部的处理单元210电连接的需求。
72.可选地,本技术中的第一电连接区113为单层走线;可选地,本技术中的第二电连接区122为单层走线。
73.在一些可选的实施例中,参照图1a和图3a所示,第一电连接区113包括n个第一焊盘1131,第二电连接区122包括n个第二焊盘(图中未示出),n个第一焊盘1131中的每个第一焊盘1131均与一个第二焊盘通过导电粘合层130形成电连接,不同的第一焊盘1131与不同的第二焊盘通过导电粘合层130形成电连接,其中,n≥2且为整数。本技术通过这样的结构,可以实现将第一电连接区113通过导电粘合层130与第二电连接区122电连接的目的。
74.另外,以导电粘合层130为acf导电胶膜为例,在一整片acf导电胶膜粘在第二电连接区122上时,可将超声波传感器110的第一电连接区113的n个第一焊盘1131对准电路板120的的第二电连接区122的n个第二焊盘(或者也可以将电路板120的的第二电连接区122的n个第二焊盘对准超声波传感器110的第一电连接区113的n个第一焊盘1131),后进行压合使之粘接,n个第一焊盘1131与n个第二焊盘位置一一对应,由于acf导电胶膜的单向导电特性,可以保证n个第一焊盘1131中的每个第一焊盘1131仅与其对应位置的一个第二焊盘形成电导通,不同的第一焊盘1131与不同的第二焊盘通过导电粘合层130形成电连接,不会出现电连接出错的情况。
75.可选地,参照图3a和图3b理解,引脚焊盘区115可以包括n个引脚焊盘1151,n个引脚焊盘1151中的每一个引脚焊盘1151均与一个第一焊盘1131电连接,不同的引脚焊盘1151与不同的第一焊盘1131电连接。从而满足超声波传感器110通过第一电连接区113、导电粘合层130和第二电连接区122与外部的处理单元210电连接的需求。
76.可选地,一般可以在超声波传感器110的传感器衬底114上形成钝化层117(参照图5a和图5b所示)。可选地,本技术中可以采用以下方式1或方式2来制作第一电连接区113(例如包括n个第一焊盘1131),具体地:
77.方式1:参照图5a的示例,可通过rdl(redistribution layer,重布线层)工艺在超声波传感器110的传感器衬底114的钝化层117表面制作一层rdl线路,rdl线路的一端电连接超声波传感器110需出线的引脚焊盘区115的引脚焊盘1151,且该rdl线路可形成第一电连接区113的第一焊盘1131。
78.方式2:参照图5b的示例,可在超声波传感器110的芯片设计时,超声波传感器110的引脚焊盘区115的引脚焊盘1151的下方预先增加用于形成第一电连接区113的n个第一焊盘1131的区域(可理解为将引脚焊盘1151适当地设计大一点),并在超声波传感器110的传感器衬底114的钝化层117表面开窗,从而将该区域露出,之后在该区域上设置适当厚度的导电层(设置导电层的方式在此不进行限制,例如可通过镀au镀层实现等)以形成第一电连接区113的第一焊盘1131。
79.这两种方式均可制作出包括n个第一焊盘1131的第一电连接区113,可以依据需要进行选择,本技术在此不进行限制。当然,也可以采用其他方式来制作出包括n个第一焊盘1131的第一电连接区113,本技术中在此不进行限制。
80.可选地,在电路板120上制作第二电连接区122(例如包括n个第二焊盘),也可以参照前述的方式1和方式2进行,实施过程和原理较为类似,因此在此不再进行赘述。
81.在一些可选的实施例中,参照图3a和图3b所示,n个第一焊盘1131中的每相邻两个
第一焊盘1131的中线之间的距离a满足:50um≤a≤200um。参照图3a和图3b所示,该示例中的第一焊盘1131近似为矩形形状,第一焊盘1131的中线即矩形的上下两个边的中点的连线。本技术中,n个第一焊盘1131中的每相邻两个第一焊盘1131的中线之间的距离a满足上述取值范围,能够满足指纹模组100的信号传输性能,且散热较好,在使用acf导电胶膜作为导电粘合层130时,可以较好地确保acf胶固化效果一致以及acf胶中的导电粒子爆破均匀。
82.可选地,n个第二焊盘中的每相邻两个第二焊盘的中线之间的距离满足:50um~200um,以便于适应n个第一焊盘1131与n个第二焊盘分别通过导电粘合层130(例如acf导电胶膜)电连接的需求。应理解,虽然图中未示出第二焊盘,但可结合图3a和图3b进行理解。
83.可选地,参照图3a和图3b所示,第一焊盘1131与引脚焊盘1151之间的电连接区域的宽度w满足:w≥0.03mm。可选地,第一焊盘1131与引脚焊盘1151之间的电连接区域的长度l满足:l≥0.01mm。可选地,第一焊盘1131与引脚焊盘1151之间的电连接区域的底部边缘与传感器衬底114的底部边缘之间的距离t满足:t≥0.01mm。这些取值范围可以较好地保证第一焊盘1131与引脚焊盘1151之间的电连接的稳定性,能够满足指纹模组100的信号传输性能,且较好地提供散热能力。
84.在一些可选的实施例中,第一焊盘1131的表面设置有导电镀层,和/或,第二焊盘的表面设置有导电镀层。可选地,导电镀层可以制作成导电薄膜状。之所以本技术中在第一焊盘1131和/或第二焊盘上额外设置导电镀层,是由于在制作第一焊盘1131/第二焊盘时,在一些制作工艺的影响下,第一焊盘1131/第二焊盘会产生一定程度的下凹(下凹例如1um~2um),因此本技术中在第一焊盘1131和/或第二焊盘上额外设置导电镀层,有利于对第一焊盘1131和/或第二焊盘进行保护,并能够对第一焊盘1131和/或第二焊盘上的下凹处进行垫高,便于更好地适应第一焊盘1131和第二焊盘通过导电粘合层130(例如acf导电胶膜)电连接的需求。
85.本技术不限制导电镀层的材质,能够满足需要即可。可选地,导电镀层包括ito(indium tin oxides,铟锡金属氧化物)镀层、ti镀层(即钛镀层)、ni镀层(即镍镀层)、ag镀层(即银镀层)、au镀层(即金镀层)中的至少之一。这些种类的导电镀层,能够较好地导电,更好地适应第一焊盘1131和第二焊盘通过导电粘合层130(例如acf导电胶膜)电连接的工艺需求。
86.在一些可选的实施例中,该指纹模组100还包括补强结构140,补强结构140用于补强第一电连接区113与第二电连接区122之间的导电粘合层130的强度。可选地,补强结构140可以设置于传感器衬底114和/或电路板120上。本技术通过补强结构140,可以对导电粘合层130的强度进行补强,提高第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接形成的电连接的稳定性,加强第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接的粘接力和拉拔力,实现更好的可靠性。
87.此外,本技术中的补强结构140对于超声波传感器110为cmos超声波传感器的情形来说,具有更好的有益效果,这是由于为了满足应用需求,相对于tft超声波传感器来说,在cmos超声波传感器上制作的第一电连接区113面积更小,对第一电连接区113和电路板120上的第二电连接区122之间通过导电粘合层130粘接形成电连接的稳定性要求更高。因此,本技术的指纹模组100通过该补强结构140可以对导电粘合层130的强度进行补强,能够满足超声波传感器110为cmos超声波传感器时,第一电连接区113和电路板120上的第二电连
接区122之间通过导电粘合层130粘接形成电连接的稳定性要求,实现更好的可靠性。
88.本技术中不具体限制补强结构140的具体组成,也不限制其在传感器衬底114和/或电路板120上的具体设置位置,能够满足需要即可。例如,参照图1a、图1b、图2a、图2b所示,在一些可选的实施例中,于传感器衬底114上,第一电极层111与第一电连接区113位于传感器衬底114沿厚度方向的同一侧,且第一电极层111与第一电连接区113之间存在间距,以在传感器衬底114上形成空白区1141;补强结构140包括第一补强板141,第一补强板141设置于空白区1141。
89.基于这种结构,本技术的第一补强板141设置在传感器衬底114上的空白区1141,能够避免第一补强板141对超声波传感器110的其他结构的影响,并且可以有效地对导电粘合层130的强度进行补强,提高第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接形成的电连接的稳定性,加强第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接的粘接力和拉拔力,实现更好的可靠性。
90.本技术中不限制第一补强板141在空白区1141上的设置方式。例如,在一些可选的实施例中,第一补强板141粘接于空白区1141。例如可以是通过双面胶进行粘接,或者直接通过胶水等胶粘剂进行粘接,在此不进行限制。本技术通过粘接,可以将第一补强板141稳定地固定到空白区1141上,且相对于其他固定方式更不易对传感器衬底114上的空白区1141造成伤害。
91.本技术不限定第一补强板141的类型,例如,第一补强板141可以是金属板,例如可以为补强钢板、补强铜板等,或者也可以是其他强度较好的补强板。
92.本技术不限定第一补强板141的厚度,能够满足要求即可。需要说明的是,本技术中所说的第一补强板141的厚度等于第一补强板141沿声学层112的厚度方向上的厚度,这可以参照图1a、图2a、图2b中的标记t1进行理解。在一些可选的实施例中,第一补强板141的厚度t1满足:30um≤t1≤100um。基于此,第一补强板141的厚度t1满足这样的取值范围,可以较好地对导电粘合层130的强度进行补强,以提高第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接形成的电连接的稳定性,加强第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接的粘接力和拉拔力,实现更好的可靠性,另外第一补强板141也不会过厚,从而能够适应指纹模组100的轻薄化的需求。
93.可选地,参照图1a、图1b、图2a、图2b所示,第一补强板141不与第一电极层111、声学层112、第二电极层121接触。
94.参照图1a、图2a、图2b所示,在一些可选的实施例中,补强结构140包括第二补强板142,第二补强板142与第二电连接区122设置于电路板120沿厚度方向上的同一侧,且第二补强板142与第二电连接区122不接触。
95.基于这种结构,本技术的第二补强板142与第二电连接区122设置于电路板120沿厚度方向上的同一侧,且第二补强板142与第二电连接区122不接触,能够避免第二补强板142对第二电连接区122的影响,并且可以有效地对导电粘合层130的强度进行补强,提高第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接形成的电连接的稳定性。
96.本技术中不限制第二补强板142在电路板120上的设置方式。例如,在一些可选的实施例中,第二补强板142粘接于电路板120上。例如可以是通过双面胶进行粘接,或者直接通过胶水等胶粘剂进行粘接,在此不进行限制。本技术通过粘接,可以将第二补强板142稳
定地固定到电路板120上,且相对于其他固定方式更不易对电路板120造成伤害。
97.本技术不限定第二补强板142的类型,例如,第二补强板142可以是金属板,例如可以为补强钢板、补强铜板等,或者也可以是其他强度较好的补强板。
98.本技术不限定第二补强板142的厚度,能够满足要求即可。需要说明的是,本技术中所说的第二补强板142的厚度等于第二补强板142沿电路板120的厚度方向上的厚度,这可以参照图1a、图2a、图2b中的标记t2进行理解。在一些可选的实施例中,第二补强板142的厚度t2满足:30um≤t2≤100um。基于此,第二补强板142的厚度t1满足这样的取值范围,可以较好地对导电粘合层130的强度进行补强,以提高第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接形成的电连接的稳定性,另外第二补强板142也不会过厚,从而能够适应指纹模组100的轻薄化的需求。
99.参照图1a、图2a、图2b所示的指纹模组100的示例,补强结构140同时包括第一补强板141和第二补强板142,从而可以更好地补强第一电连接区113与第二电连接区122之间的导电粘合层130的强度,加强第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接的粘接力和拉拔力,实现更好的可靠性。从图1a、图2a、图2b所示的视角来看,第一补强板141位于传感器衬底114的空白区的上面,第二补强板142位于电路板120的下面,应理解,图1a、图2a所示的指纹模组100的示例,并不作为对本技术实施例的任何限制。
100.在一些可选的实施例中,参照图4所示,第一补强板141伸出超声波传感器110的边缘,第二补强板142伸出电路板120的边缘,且第一补强板141伸出超声波传感器110的边缘的部分与第二补强板142伸出电路板120的边缘的部分形成连接。这样的结构,可进一步补强第一电连接区113与第二电连接区122之间的导电粘合层130的强度,加强第一电连接区113和第二电连接区122通过导电粘合层130粘接的粘接力和拉拔力,实现更好的可靠性。
101.可选地,第一补强板141伸出超声波传感器110的边缘的部分与第二补强板142伸出电路板120的边缘的部分通过粘接形成连接,可通过粘合层(例如双面胶或者其他胶粘剂等)形成粘接,在此不进行限定。
102.可选地,参照图4所示的示例,第一补强板141伸出超声波传感器110的边缘的两个部分呈弯折状,且两个末端均并朝向电路板120的方向延伸,延伸至与第二补强板142伸出电路板120(例如fpc电路板)的边缘的两个部分的两个末端分别通过粘接形成连接。这样,第一补强板141和第二补强板142粘接后近似形成一个环形,可形成更加稳定的粘接,进一步补强第一电连接区113与第二电连接区122之间的导电粘合层130的强度。应理解,图4中为便于示意性地表示结构,将第二补强板142被遮挡的部分用虚线示意性示出,其并不作为对本技术的任何限制。
103.可选地,参照图4所示的示例,第二补强板142伸出的电路板120(例如fpc电路板)的边缘的两个部分的宽度t3、t4均大于1mm(参照图4理解,这里的宽度t3、t4可以理解为该两个部分的边缘分别与电路板120的边缘之间的距离),这样有利于在第二补强板142上提供粘接区域,以实现第一补强板141和第二补强板142的粘接。
104.在一些可选的实施例中,沿声学层112的厚度方向上,指纹模组100的厚度h满足:h<0.3mm。本技术中的距离h可以视为指纹模组100的厚度,其满足上述取值范围,能够适应指纹模组100的轻薄化的需求,匹配指纹模组100的性能需求。
105.需要说明的是,本技术的指纹模组100的厚度h,视超声波传感器110的厚度(沿声
学层112的厚度方向上)而定。例如,参照图2a中示出的指纹模组100的示例,超声波传感器110的厚度较小,超声波传感器110上远离传感器衬底114的面未超出电路板120,则该指纹模组100的厚度h为:传感器衬底114远离电路板120的一侧与电路板120远离传感器衬底114的一侧之间的距离;参照图1a和图2b中示出的两种指纹模组100的示例,超声波传感器110的厚度较大,超声波传感器110上远离传感器衬底114的面超出电路板120,则该指纹模组100的厚度h为:超声波传感器110的厚度。应理解,上述示例并不作为对本技术的任何限制。
106.可以理解的是,上述实施例仅作为本技术实施例中的指纹模组100的一些示例的实施例,而非对本技术实施例中的指纹模组100的任何限制。
107.下面,再对本技术第二方面提供的电子设备进行详细说明。图6示出了根据本技术的一种示例性的电子设备200的结构示意图。该电子设备200包括:处理单元210,以及,本技术第一方面所提供的指纹模组100。具体地,该处理单元210即可以是前述指纹模组实施例中的“指纹模组外部的处理单元”,其能够用于接收指纹模组100的超声波传感器110将接收的超声波信号处理成的电信号,并能够基于该电信号进行指纹识别。该处理单元210可以包括至少一个能够进行数据处理的芯片,例如cpu、gpu、mcu、dsp、fpga等。
108.可选地,本技术中的处理单元210在基于该电信号进行指纹识别时,可以将该电信号通过图像处理电路和/或图像处理算法进行处理,生成指纹图像,并基于指纹图像进行指纹识别。
109.本技术不限制电子设备200的种类,该电子设备200可以包括但不限于是手机、pad等,或者也可以是其他需要指纹识别功能的电子设备,例如指纹锁等。
110.本技术中不限制指纹模组100在电子设备200上的设置位置,可以依据需要设置在任意合适的位置。可选地,该电子设备200可以包括屏幕220,指纹模组100位于屏幕220的下方。本技术通过将指纹模组100设置在屏幕220的下方,可以实现屏下指纹识别功能,例如,屏下指纹识别功能可以用于电子设备200(包括但不限于手机)的屏下指纹解锁功能、屏下指纹支付功能等。
111.本技术中的屏幕220可以是任意种类的屏幕,包括但不限于lcd屏幕、led屏幕、oled屏幕等。屏幕220可以是非折叠屏幕,也可以是非折叠屏幕,本技术在此不进行限制。
112.可以理解的是,屏幕220包括正面和背面,屏幕220的正面即为用于显示画面的一面,对于屏下指纹识别来说,参照图7所示,用户可以使用手指300在屏幕220的正面的特定区域录入指纹;而屏幕220的背面则是与屏幕220的正面相对的一面,一般不显示画面(例如以电子设备200为手机为例,则该屏幕220的背面往往位于手机的外壳内)。
113.本技术中亦不限制指纹模组100在屏幕220的下方的安装方式,例如,在一些可选的实施例中,参照图7所示,电子设备200还包括粘合层230,指纹模组100通过粘合层230粘接在屏幕220的背面。本技术中通过粘合层230可以保证指纹模组100粘接在屏幕220的背面,保持指纹模组100在电子设备200上的安装稳定性,便于电子设备200利用指纹模组100的功能。
114.本技术中,粘合层230可以选择任意的粘合结构。可选地,粘合层230可以包括双面胶。双面胶可以实现将指纹模组100粘接在屏幕220的背面的功能,其中一些类型的双面胶在需要时还能起到对指纹模组100和屏幕220缓冲和绝缘的作用。
115.粘合层230可以采用任意类型的双面胶,本技术不进行限制。例如,图8示出了根据
本技术的一种示例性的双面胶的示意图,参照图9所示,在一些可选的实施例中,双面胶(即粘合层230)可以包括第一双面胶层231、金属箔层232和第二双面胶层233,第一双面胶层231粘接在金属箔层232沿厚度方向上的第一侧,第二双面胶层233粘接在金属箔层232沿厚度方向上的第二侧。在使用该该双面胶时,可以将第一双面胶层231远离金属箔层232的一侧粘接到屏幕220的背面(即第一双面胶层231可以是贴屏面双面胶层),而将指纹模组100与第二双面胶层233远离金属箔层232的一侧粘接,从而使指纹模组100能够通过双面胶(即粘合层230)粘接在屏幕220的背面。金属箔层232位于第一双面胶层231和第二双面胶层233之间,可以在一定程度上提高双面胶的结构稳定性。示例地,金属箔层232可以是铜箔层,或者也可以是其他满足需要的金属箔层。可选地,第一双面胶层231和第二双面胶层233均可以是在双面胶基材的两侧涂覆胶水制成,双面胶基材可以包括高分子材料,包括但不限于亚克力材料等。
116.在一些可选的实施例中,参照图9b、图10b、图11b、图12b所示,该指纹模组100的超声波传感器110与粘合层230接触,以使指纹模组100通过粘合层230粘接在屏幕220的背面。本技术通过这样的结构,可以有效地将指纹模组100通过粘合层230粘接在屏幕220的背面,并且根据超声波相干叠加原理及声学仿真表明,采用此结构的叠层性能较优,不影响指纹模组100的功能。
117.具体地,可以是超声波传感器110沿声学层112的厚度方向的第一侧与粘合层230接触,或者也可以是超声波传感器110沿声学层112的厚度方向的第二侧与粘合层230接触(可简单理解为既可以是正着贴,也可以是反着贴),从而超声波传感器110粘接于粘合层230,以使指纹模组100通过粘合层230粘接在屏幕220的背面,这两种方式都不影响指纹模组100的功能,因此可以依据需要选择这两种方式将指纹模组100粘贴在屏幕220的背面。
118.在一些可选的实施方式中,参照图9a和图9b、图10a和图10b对于电子设备200的屏幕220为非折叠屏幕来说,该屏幕220包括屏幕衬底221和缓冲层222,缓冲层222安装于屏幕衬底221上,缓冲层222用于对屏幕220进行缓冲;缓冲层222开设有第一开孔2221,粘合层230位于第一开孔2221内并与屏幕衬底221粘接,指纹模组100通过粘合层230粘接在屏幕衬底221上。
119.具体地,缓冲层222和屏幕衬底221可形成屏幕220的背面。缓冲层222对屏幕220(非折叠屏幕)进行缓冲,非折叠屏幕的特性使得屏幕220需要缓冲层222的缓冲作用来降低屏幕220受到的冲击。缓冲层222一般可以采用具有弹性的结构制成,应理解对于不同的屏幕220来说,缓冲层222可以选择不同的结构,本技术不进行限制,例如在一些实施例中缓冲层222可以包括泡棉等。
120.可选地,缓冲层222可以与前述的粘合层230的第一双面胶层231的颜色相同或者接近,使得电子设备200在缓冲层222开设了第一开孔2221时的外观显示效果更好,整体更加美观。此外可选地,前述的第一双面胶层231(即贴屏面双面胶层)可以为黑色,使得粘合层230能够起到遮光作用,这可以有效改善因缓冲层222上开设第一开孔2221而出现的屏幕显示不佳的问题。
121.本技术中在用于对屏幕220进行缓冲的缓冲层222上开设第一开孔2221,屏幕衬底221的一部分从第一开孔2221暴露出来,粘合层230(例如双面胶)粘接在从第一开孔2221暴露出来的屏幕衬底221上,可以降低缓冲层222对指纹模组100的超声波传感器110发送和接
收的超声波信号的阻碍和吸收作用,从而提高指纹模组100的使用效果,满足指纹模组100在存在非折叠屏幕的电子设备200中的应用需求。
122.第一开孔2221的大小和形状以满足需要即可,本技术对此不进行任何限制。参照图9a和图9b、图10a和图10b所示,第一开孔2221的外轮廓大于粘合层230的外轮廓,也大于指纹模组100的超声波传感器110的外轮廓。图9a、图10a中示出的示例,第一开孔2221的形状为圆角矩形,但这仅作为示例,其也可以制成矩形、圆形、正多边形等规则形状,也可以是不规则形状。
123.在一些可选的实施例中,该电子设备200中,屏幕220为非折叠屏幕,该电子设备200还包括第一遮光结构240和第一固定结构251,其中,第一遮光结构240用于覆盖粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间形成的空隙,第一固定结构251用于将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上。
124.例如,在一些示例的实施例中,参照图9a和图9b所示,该电子设备200中,屏幕220为非折叠屏幕,粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间的间隙b≥0.1mm,且沿声学层112的厚度方向上,超声波传感器110朝向粘合层230的第一垂直投影位于粘合层230内,第一垂直投影的边缘与粘合层230的边缘之间的间隙c≥0.5mm,该电子设备200还包括第一遮光结构240和第一固定结构251,其中,第一遮光结构240用于覆盖粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间形成的空隙,第一固定结构251用于将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上。
125.具体地,当粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间的间隙b≥0.1mm时,此时粘合层230的外轮廓不超出第一开孔2221的外轮廓(可结合图9a和图9b所示进行理解),屏幕220(非折叠屏幕)的屏幕衬底221的一部分可从粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间形成的空隙暴露出,屏幕220可能出现漏光情况,因此本技术基于这种结构,一方面,可以通过第一遮光结构240覆盖粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间形成的空隙,从而改善因屏幕220漏光对屏幕220的显示效果以及电子设备200的外观造成的不良影响;沿声学层112的厚度方向上,超声波传感器110朝向粘合层230的第一垂直投影位于粘合层230内,当第一垂直投影的边缘与粘合层230的边缘之间的间隙c≥0.5mm时,此时粘合层230的外轮廓超出超声波传感器110的外轮廓过多,因此本技术基于这种结构,另一方面,可以通过第一固定结构251将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上,提高指纹模组100安装在电子设备200上的稳定性;再一方面,由于本技术的这种结构中,通过第一固定结构251将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上,便于指纹模组100从电子设备200上拆下,而更不易伤害到屏幕220,也利于电子设备200的指纹模组100的返工安装。
126.可选地,第一遮光结构240可以采用任意合适的遮光结构,以能够满足需求为准。示例地,第一遮光结构240可以包括遮光胶,可以通过在粘合层230的边缘与第一开孔2221的边缘之间形成的空隙处点遮光胶,从而使固化后的遮光胶覆盖该空隙,实现遮光的功能。可选地,该遮光胶的固化收缩率小于3%。遮光胶的固化收缩率过大时容易对屏幕220形成拉扯力,造成屏幕220的显示效果不佳,而本技术中选择固化收缩率小于3%的遮光胶作为第一遮光结构240,可以较好地避免因遮光胶拉扯屏幕220造成屏幕220的显示效果不佳的问题。本技术不对遮光胶的种类进行任何限定,满足需要即可。例如,遮光胶可以采用uv固化的胶粘剂(例如uv胶,即无影胶,需要通过紫外线光照射进行固化)、通过uv以及湿气固化
的胶粘剂、低温固化(例如低温是指小于100℃)的胶粘剂中的至少一种。
127.可选地,第一固定结构251可以采用任意合适的固定结构,以能够满足需求为准。示例地,第一固定结构251可以包括固定胶,可以通过在超声波传感器110的边缘与粘合层230处点固定胶,从而实现将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上的功能。可选地,该固定胶的固化收缩率小于3%。固定胶的固化收缩率过大时容易对屏幕220形成拉扯力,造成屏幕220的显示效果不佳,而本技术中选择固化收缩率小于3%的固定胶作为第一固定结构251,可以较好地避免因固定胶拉扯屏幕220造成屏幕220的显示效果不佳的问题。本技术不对固定胶的种类进行任何限定,满足需要即可。例如,固定胶可以采用uv固化的胶粘剂(例如uv胶,即无影胶,需要通过紫外线光照射进行固化)、通过uv以及湿气固化的胶粘剂、低温固化(例如低温是指小于100℃)的胶粘剂中的至少一种。
128.由此,本技术中一些实施例中,可以通过点两次胶(即前述的遮光胶(即第一遮光结构240)、固定胶(即第一固定结构251)),实现指纹模组100在屏幕220(非折叠屏幕)之间的安装,兼顾了遮光和模组固定的需求。
129.或者,在另一些可选的实施例中,该电子设备200中,屏幕220为非折叠屏幕,该电子设备200还包括第二固定结构252,第二固定结构252用于将超声波传感器110的边缘固定于屏幕衬底221上。
130.例如,在一些示例的实施例中,参照图10a和图10b所示,该电子设备200中,屏幕220为非折叠屏幕,沿声学层112的厚度方向上,超声波传感器110朝向屏幕衬底221的第二垂直投影位于第一开孔2221内,第二垂直投影的边缘与第一开孔2221的边缘之间的间隙d≥0.5mm,且粘合层230的边缘不超出指纹模组100上与粘合层230形成粘接的粘接面的边缘,该电子设备200还包括第二固定结构252,第二固定结构252用于将超声波传感器110的边缘固定于屏幕衬底221上。
131.具体地,沿声学层112的厚度方向上,超声波传感器110朝向屏幕衬底221的第二垂直投影位于第一开孔2221内,第二垂直投影的边缘与第一开孔2221的边缘之间的间隙d≥0.5mm,且粘合层230的边缘不超出指纹模组100上与粘合层230形成粘接的粘接面的边缘(该指纹模组100上的粘接面可以是超声波传感器110上的面(例如图9b可以是超声波传感器110上远离传感器衬底114的面,该图9b中为保护层116的面,或者在其他可选实施例中也可以是传感器衬底114的面)),此时本技术中不单独设置遮光结构,而是直接利用第二固定结构252将超声波传感器110的边缘固定于屏幕衬底221上,基于这样的结构,一方面,可以通过第二固定结构252将超声波传感器110的边缘固定于屏幕衬底221上,提高指纹模组100安装在电子设备200上的稳定性;另一方面,也能够通过第二固定结构252在一定程度上改善屏幕漏光,实现遮光的效果,改善因屏幕220漏光对屏幕220的显示效果以及电子设备200的外观造成的不良影响;再一方面,由于不用单独设置遮光结构,也简化了电子设备200的制作工艺。
132.可选地,第二固定结构252可以采用任意合适的固定结构,以能够满足需求为准。示例地,第二固定结构252可以包括固定胶,可以通过在超声波传感器110的边缘与屏幕衬底211处点固定胶(例如,可以将固定胶点到第一开孔2221的边缘),从而实现将超声波传感器110的边缘固定于屏幕衬底211上的功能。可选地,该固定胶的固化收缩率小于3%。固定胶的固化收缩率过大时容易对屏幕220形成拉扯力,造成屏幕220的显示效果不佳,而本申
请中选择固化收缩率小于3%的固定胶作为第二固定结构252,可以较好地避免因固定胶拉扯屏幕220造成屏幕220的显示效果不佳的问题。本技术不对固定胶的种类进行任何限定,满足需要即可。例如,固定胶可以采用uv固化的胶粘剂(例如uv胶,即无影胶,需要通过紫外线光照射进行固化)、通过uv以及湿气固化的胶粘剂、低温固化(例如低温是指小于100℃)的胶粘剂中的至少一种。
133.由此,本技术中的一些实施例中,可以通过点一次胶(即前述固定胶(即第二固定结构252)),实现指纹模组100在屏幕220(非折叠屏幕)之间的安装,兼顾了遮光和模组固定的需求。
134.在一些可选的实施方式中,参照图11a和图11b、图12a和图12b所示,对于电子设备200的屏幕220为折叠屏幕来说,该屏幕220包括支撑片223,支撑片223用于支撑所述屏幕220;指纹模组100通过粘合层230粘接在支撑片223上。
135.具体地,支撑片223可形成屏幕220的背面。支撑片223对屏幕220(折叠屏幕)进行支撑,折叠屏幕的特性使得屏幕220需要支撑片223的支撑作用来提高稳定性。折叠屏幕一般无需单独设置缓冲层,因此不存在因缓冲层影响指纹模组100的超声波传感器110发送和接收的超声波信号的问题。支撑片223一般可采用具有可塑性且具有一定的强度的材质制成,例如金属材质等,例如在一些可选的实施例中,支撑片223可以为支撑钢片,或者在其他实施例中也可以是支撑铜片等,本技术在此不进行具体限制。当然在满足需要的情况下,支撑片223也可以采用其他合适的材质。
136.本技术中通过将指纹模组100通过粘合层230粘接在用于支撑屏幕220的支撑片223上,能够在不影响指纹模组100的发送和接收超声波信号的功能的基础上,将指纹模组100粘接在屏幕220的背面,能够提高指纹模组100的使用效果,满足指纹模组100在存在折叠屏幕的电子设备200中的应用需求。
137.在一些可选的实施例中,该电子设备200中,屏幕220为折叠屏幕,该电子设备200还包括第三固定结构253,第三固定结构253用于将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上。
138.例如,在一些示例的实施例中,参照图11a和图11b所示,该电子设备200中,屏幕220为折叠屏幕,沿声学层112的厚度方向上,超声波传感器110朝向粘合层230的第一垂直投影位于粘合层230内,第一垂直投影的边缘与粘合层230的边缘之间的间隙c≥0.5mm,该电子设备200还包括第三固定结构253,第三固定结构253用于将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上。
139.具体地,沿声学层112的厚度方向上,超声波传感器110朝向粘合层230的第一垂直投影位于粘合层230内,第一垂直投影的边缘与粘合层230的边缘之间的间隙c≥0.5mm,此时粘合层230的外轮廓超出超声波传感器110的外轮廓过多,因此本技术基于这种结构,一方面,可以通过第三固定结构253将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上,提高指纹模组100安装在电子设备200上的稳定性;另一方面,由于本技术的这种结构中,通过第三固定结构253将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上,便于指纹模组100从电子设备200上拆下,而更不易伤害到屏幕220,也利于电子设备200的指纹模组100的返工安装。
140.可选地,第三固定结构253可以采用任意合适的固定结构,以能够满足需求为准。示例地,第三固定结构253可以包括固定胶,可以通过在超声波传感器110的边缘与粘合层
230处点固定胶,从而实现将超声波传感器110的边缘固定于粘合层230上的功能。可选地,该固定胶的固化收缩率小于3%。固定胶的固化收缩率过大时容易对屏幕220形成拉扯力,造成屏幕220的显示效果不佳,而本技术中选择固化收缩率小于3%的固定胶作为第三固定结构253,可以较好地避免因固定胶拉扯屏幕220造成屏幕220的显示效果不佳的问题。本技术不对固定胶的种类进行任何限定,满足需要即可。例如,固定胶可以采用uv固化的胶粘剂(例如uv胶,即无影胶,需要通过紫外线光照射进行固化)、通过uv以及湿气固化的胶粘剂、低温固化(例如低温是指小于100℃)的胶粘剂中的至少一种。
141.由此,本技术中的一些实施例中,可以通过点一次胶(即前述固定胶(即第三固定结构253)),实现指纹模组100在屏幕220(折叠屏幕)之间的安装,兼顾了遮光和模组固定的需求。
142.或者,在另一些可选的实施例中,该电子设备200中,屏幕220为折叠屏幕,该电子设备200还包括第四固定结构254,第四固定结构254用于将超声波传感器110的边缘固定于支撑片223上。
143.例如,在一些示例的实施例中,参照图12a和图12b所示,该电子设备200中,屏幕220为折叠屏幕,粘合层230的边缘不超出指纹模组100上与粘合层230形成粘接的粘接面的边缘,该电子设备200还包括第四固定结构254,第四固定结构254用于将超声波传感器110的边缘固定于支撑片223上。
144.具体地,粘合层230的边缘不超出指纹模组100上与粘合层230形成粘接的粘接面的边缘(该指纹模组100上的粘接面可以是超声波传感器110上的面(例如图10b可以是超声波传感器110上远离传感器衬底114的面,该图10b中为保护层116的面,或者在其他可选实施例中也可以是传感器衬底114的面)),本技术中可以通过第四固定结构254将超声波传感器110的边缘固定于支撑片223上,提高指纹模组100安装在电子设备200上的稳定性。
145.可选地,第四固定结构254可以采用任意合适的固定结构,以能够满足需求为准。示例地,第四固定结构254可以包括固定胶,可以通过在超声波传感器110的边缘与支撑片223处点固定胶,从而实现将超声波传感器110的边缘固定于支撑片223上的功能。可选地,该固定胶的固化收缩率小于3%。固定胶的固化收缩率过大时容易对屏幕220形成拉扯力,造成屏幕220的显示效果不佳,而本技术中选择固化收缩率小于3%的固定胶作为第四固定结构254,可以较好地避免因固定胶拉扯屏幕220造成屏幕220的显示效果不佳的问题。本技术不对固定胶的种类进行任何限定,满足需要即可。例如,固定胶可以采用uv固化的胶粘剂(例如uv胶,即无影胶,需要通过紫外线光照射进行固化的胶粘剂)、uv以及湿气固化的胶粘剂、低温固化(例如低温是指小于100℃)的胶粘剂中的至少一种。
146.由此,本技术中的一些实施例中,可以通过点一次胶(即前述固定胶(即第四固定结构254)),实现指纹模组100在屏幕220(折叠屏幕)之间的安装,兼顾了遮光和模组固定的需求。
147.在一些可选的实施例中,参照图7所示,该电子设备200还包括电池260,指纹模组100沿电子设备200的厚度方向的垂直投影与电池260无重叠。本技术中的电池可以为电子设备200供电,可以是一次电池或者二次电池,可以包括但不限于铅蓄电池、锂离子电池、钠离子电池等。本技术通过这样的结构,指纹模组100与电子设备200的电池260不发生重叠,使得指纹模组100更不易受到电池260的不良影响(例如电池的挤压、电池使用时的发热
等),从而更好地满足指纹模组100的功能和使用需求,并且这样的结构还能够有效降低电子设备200的厚度。
148.例如在一种示例中,以电子设备200为手机为例,指纹模组100可以穿过该手机的中框放置在手机的非电池区域,并通过电连接线与手机的主控电路板(例如处理单元210可设置于主控电路板上)电连接,指纹模组100不与电池重叠。
149.可以理解的是,上述实施例仅作为本技术实施例中的指纹模组及电子设备一些示例的实施例,而非对本技术实施例中的指纹模组及电子设备的任何限制。
150.需要说明的是,本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意,本技术中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
151.需要注意,本技术中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
152.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征:
1.一种指纹模组,其特征在于,包括:超声波传感器,包括:第一电极层、声学层、第二电极层和第一电连接区,所述第二电极层电连接于所述声学层沿厚度方向上的第一侧,所述第一电极层电连接于所述声学层沿厚度方向上的第二侧,所述第一电极层和所述第二电极层均电连接于所述第一电连接区,所述声学层用于发射超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号,所述第一电极层和所述第二电极层用于为所述声学层提供用于发射以及接收超声波信号的电压;电路板,所述电路板设置有第二电连接区,所述第一电连接区通过导电粘合层电连接于所述第二电连接区;所述超声波传感器通过所述第一电连接区、所述导电粘合层和所述第二电连接区与所述指纹模组外部的处理单元电连接,所述超声波传感器用于将接收的超声波信号处理成电信号,并将所述电信号通过所述电路板发送给所述处理单元,以使所述处理单元基于所述电信号进行指纹识别。2.根据权利要求1所述的指纹模组,其特征在于,所述超声波传感器还包括传感器衬底,所述第一电极层形成于所述传感器衬底上;所述声学层沿厚度方向上的第二侧,贴合于所述第一电极层,且所述第一电极层位于所述声学层的外轮廓内。3.根据权利要求2所述的指纹模组,其特征在于,于所述传感器衬底上,所述第一电极层与所述第一电连接区位于所述传感器衬底沿厚度方向的同一侧,且所述第一电极层与所述第一电连接区之间存在间距,以在所述传感器衬底上形成空白区;所述指纹模组还包括第一补强板,所述第一补强板设置于所述空白区;其中,所述第一补强板的厚度t1满足:30um≤t1≤100um。4.根据权利要求3所述的指纹模组,其特征在于,所述指纹模组还包括第二补强板,所述第二补强板与所述第二电连接区设置于所述电路板沿厚度方向上的同一侧,且所述第二补强板与所述第二电连接区不接触;其中,所述第二补强板的厚度t2满足:30um≤t2≤100um。5.根据权利要求4所述的指纹模组,其特征在于,所述第一补强板伸出所述超声波传感器的边缘,所述第二补强板伸出所述电路板的边缘,且所述第一补强板伸出所述超声波传感器的边缘的部分与所述第二补强板伸出所述电路板的边缘的部分形成连接。6.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹模组,其特征在于,沿所述声学层的厚度方向上,所述指纹模组的厚度h满足:h<0.3mm。7.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹模组,其特征在于,所述指纹模组满足如下条件中的至少之一:所述电路板包括fpc电路板;所述声学层包括压电材料;所述导电粘合层包括acf导电胶膜;所述超声波传感器包括coms超声波传感器。8.一种电子设备,其特征在于,包括:处理单元、屏幕、以及如权利要求1-7中任一项所述的指纹模组;所述电子设备还包括粘合层,所述指纹模组通过所述粘合层粘接在所述屏幕的背面。9.根据权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述屏幕为非折叠屏幕,所述屏幕包括屏幕衬底和缓冲层,所述缓冲层安装于所述屏幕衬底上,所述缓冲层用于对所述屏幕进
行缓冲;所述缓冲层开设有第一开孔,所述粘合层位于所述第一开孔内并与所述屏幕衬底粘接,所述指纹模组通过所述粘合层粘接在所述屏幕衬底上。10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括第一遮光结构和第一固定结构,其中,所述第一遮光结构用于覆盖所述粘合层的边缘与所述第一开孔的边缘之间形成的空隙,第一固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述粘合层上;或者,所述电子设备还包括第二固定结构,所述第二固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述屏幕衬底上。11.根据权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述屏幕为折叠屏幕,所述屏幕包括支撑片,所述支撑片用于支撑所述屏幕;所述指纹模组通过所述粘合层粘接在所述支撑片上。12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括第三固定结构,所述第三固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述粘合层上;或者,所述电子设备还包括第四固定结构,所述第四固定结构用于将所述超声波传感器的边缘固定于所述支撑片上。

技术总结
本申请提供一种指纹模组及电子设备。指纹模组包括超声波传感器和电路板;超声波传感器包括第一电极层、声学层、第二电极层和第一电连接区,第二电极层电连接于声学层沿厚度方向上的第一侧,第一电极层电连接于声学层沿厚度方向上的第二侧,第一电极层和第二电极层均电连接于第一电连接区,声学层用于发射超声波信号以及接收被外部结构反射回来的超声波信号,第一电极层和第二电极层用于为声学层提供用于发射以及接收超声波信号的电压;电路板设置有第二电连接区,第一电连接区通过导电粘合层电连接于第二电连接区;超声波传感器用于将接收的超声波信号处理成电信号,并将电信号通过电路板发送给处理单元,以使处理单元基于电信号进行指纹识别。号进行指纹识别。号进行指纹识别。


技术研发人员:刘文拯 刘凯 张建文 张胜斌
受保护的技术使用者:深圳市汇顶科技股份有限公司
技术研发日:2023.03.14
技术公布日:2023/10/20
版权声明

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