CN105796114A - 生物传感器的封装结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物传感器的封装结构及电子设备。所述生物传感器的封装结构包括电路板、第一生物检测模组、第二生物检测模组及壳体。该第一生物检测模组及该第二生物检测模组设置在该电路板上并电性连接该电路板。该壳体设置在该电路板上并与该电路板共同形成收容空间，该第一生物检测模组及第二生物检测模组位于该收容空间中。上述生物传感器的封装结构将第一生物检测模组及第二生物检测模组封装在一起，一方面节省重复封装的成本，另一方面压缩集成的空间要求，有利于生物传感器的封装结构所应用的终端的小型化。所述电子设备包括所述生物传感器的封装结构。

Description

生物传感器的封装结构及电子设备

技术领域

本发明涉及于传感器领域，更具体而言，涉及一种生物传感器的封装结构及具有所述生物传感器的封装结构的电子设备。

背景技术

在相关技术中，随着生物技术，如指纹识别、心率检测等技术在智能移动终端的普及，如何将生物传感器便捷高效地集成在智能移动终端，成为厂商关注的重点。

现有的生物传感器根据其功能划分，有很多种类型。然而，不同类型的生物传感器一般各自集成在终端上。这样的缺点是集成多个传感器时，一方面会增加传感器的封装成本，另一方面会挤占终端的空间，不利于终端的小型化。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种生物传感器的封装结构。另外，本发明还提供一种具有所述生物传感器的封装结构的电子设备。

一种生物传感器的封装结构，包括电路板、第一生物检测模组、第二生物检测模组及壳体，该第一生物检测模组及该第二生物检测模组设置在该电路板上并电性连接该电路板。该壳体设置在该电路板上并与该电路板共同形成收容空间，该第一生物检测模组及第二生物检测模组位于该收容空间中。

上述生物传感器的封装结构将第一生物检测模组及第二生物检测模组封装在一起，一方面节省重复封装的成本，另一方面压缩集成的空间要求，有利于生物传感器的封装结构所应用的终端的小型化。

在某些实施方式中，该第一生物检测模组为活体检测模组，该第二生物检测模组为指纹检测模组。

在某些实施方式中，该第一生物检测模组包括第一基板及第一芯片，该第一基板设置在该电路板上，该第一芯片设置在该第一基板上。该第二生物检测模组包括第二基板及第二芯片，该第二基板设置在该电路板上，该第二芯片设置在该第二基板上。

在某些实施方式中，该第一生物检测模组的厚度小于该第二生物检测模组的厚度。

在某些实施方式中，该壳体包括框体及盖体，该盖体及该电路板连接在该框体相背的两侧。

在某些实施方式中，该框体开设有收容槽，该盖体设置在该收容槽中。

在某些实施方式中，该生物传感器的封装结构进一步包括贴合层，该贴合层连接该第二生物检测模组与该盖体。

在某些实施方式中，该第一芯片通过该第一基板与该电路板之间实现电连接。该第二芯片通过该第二基板与该电路板之间实现电连接。

在某些实施方式中，该生物传感器的封装结构进一步包括隔离环，该隔离环位于该收容空间中，该第一生物检测模组位于该隔离环中。

在某些实施方式中，该隔离环是弹性的隔离环。

在某些实施方式中，该隔离环是不透明的隔离环。

在某些实施方式中，在某些实施方式中，该生物传感器的封装结构包括二第一生物检测模组，该第二生物检测模组位于该二第一生物检测模组之间。

在某些实施方式中，该生物传感器的封装结构进一步包括二隔离环，该二隔离环位于该收容空间中，每一隔离环中设置一第一生物检测模组。

在某些实施方式中，当该第一生物检测模组为活体检测模组时，该活体检测模组包括发射模块和接收模块，该发射模块用于发射红光和红外光，该接收模块用于接收红光和红外光；该生物传感器的封装结构包括二隔离环，该发射模块设置在一隔离环中，该接收模块设置在另一隔离环中。

在某些实施方式中，该第二检测模组位于该发射模块与该接收模块之间。

一种电子设备，包括生物传感器的封装结构，所述生物传感器的封装结构为以上任一实施方式所述的生物传感器的封装结构。

上述电子设备中，生物传感器的封装结构将第一生物检测模组及第二生物检测模组封装在一起，一方面节省重复封装的成本，另一方面压缩集成的空间要求，有利于生物传感器的封装结构所应用的终端的小型化。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的生物传感器的封装结构的结构示意图；

图2是本发明实施方式的生物传感器的封装结构的隔离环的立体示意图；

图3是本发明实施方式的生物传感器的封装结构的盖体的平面示意图；

图4是本发明实施方式的生物传感器的封装结构的另一结构示意图；

图5是本发明实施方式的生物传感器的封装结构的盖体的另一平面示意图；

图6是本发明实施方式的电子设备的平面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明实施方式的一种生物传感器的封装结构100，包括电路板102、第一生物检测模组104、第二生物检测模组106及壳体108，第一生物检测模组104及第二生物检测模组106设置在电路板102上并电性连接电路板102。

壳体108设置在电路板102上并与电路板102共同形成收容空间110，第一生物检测模组104及第二生物检测模组106位于收容空间110中。

因此，上述生物传感器的封装结构100将第一生物检测模组104及第二生物检测模组106封装在一起，一方面节省重复封装的成本，另一方面压缩集成的空间要求，有利于生物传感器的封装结构100所应用的终端的小型化。

在一个例子中，在生物传感器的封装结构100应用于终端时，可将生物传感器的封装结构100设置在终端的背面、正面、侧面等合适的位置。需要说明的是，生物传感器的封装结构100用于接收用户输入的感测表面可位于终端的内部，也可成为终端外表面的一部分。

所述终端例如为手机时，所述手机通常包括保护盖板与背壳，所述保护盖板与背壳相互配合形成收容空间，用以收容显示面板、主板等元件于其内。所述保护盖板通常由透明物质构成，例如为玻璃盖板或蓝宝石盖板。所述生物传感器的封装结构100例如设置在保护盖板下方，或者设置在手机的背面等合适位置。当设置在手机的背面时，所述背壳上可开设有采集生物特征的窗口以供生物传感器的封装结构100采集人体相关的生物特征。在本发明实施方式中，终端是电子设备的一种，电子设备如为可携式电子产品或家居式电子产品。其中，可携式电子产品如为各种移动终端，例如，手机、平板电脑、笔记本电脑、以及穿戴式产品等各类合适的电子产品；家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、台式电脑等各类合适的电子产品。

电路板102可采用柔性电路板，这样可使生物传感器的封装结构100应用于终端时，空间配置更灵活。

在某些实施方式中，第一生物检测模组104为活体检测模组，第二生物检测模组106为指纹检测模组。

具体地，在一个例子中，活体检测模组可用于人体的心率、血氧饱和度等的生理特征的检测。因此，生物传感器的封装结构100工作时，一方面，指纹检测模组可检测人体手指指纹，另一方面，活体检测模组可进行心率、血氧饱和度等的生理特征的检测。这样既可以实现检测终端使用者的健康状况，也可以利用这些生理特征来判断真假手指，增强了终端指纹识别的安全性。

较佳地，指纹检测模组可采用电容式指纹检测模组。这可提高指纹检测模组的识别率及降低生物传感器的封装结构100的成本。然，本发明对此并不做限制，所述指纹检测模组也可为其它合适类型的指纹检测模组，例如，为光学式指纹检测模组、红外式指纹检测模组等等。

在某些实施方式中，第一生物检测模组104包括第一基板112及第一芯片114，第一基板112设置在电路板102上，第一芯片114设置在第一基板112上。第二生物检测模组106包括第二基板116及第二芯片118，第二基板116设置在电路板102上，第二芯片118设置在第二基板116上。

具体地，第一基板112可为印刷电路板。在生物传感器的封装结构100工作时，第一芯片114采集到的人体生物特征，如心率、血氧饱和度等可通过第一基板112传到电路板102上，由电路板102将相关数据传到终端的处理器中，由终端的处理器进行分析及识别等处理。

第二基板116可为印刷电路板。在生物传感器的封装结构100工作时，第二芯片118采集到的人体生物特征，如手指指纹可通过第二基板116传到电路板102上，由电路板102将相关数据传到终端的处理器中，由终端的处理器进行分析及识别等处理。

也就是说，在本发明实施方式中，第一芯片114通过第一基板112与电路板102之间实现电连接。第二芯片118通过第二基板116与电路板102之间实现电连接。

另外，第二基板116上还设置有功能芯片119。功能芯片119例如为单一芯片，所述单一芯片例如为存储器芯片或电源芯片，或者，功能芯片119例如为芯片组，所述芯片组例如包括存储器芯片和电源芯片，但本申请不局限功能芯片119为在此所列的芯片或芯片组，也可对应为或包括其它合适的芯片。功能芯片119通过第二基板116与第二芯片118及电路板102电性连接。

例如，当第一生物检测模组104是活体检测模组时，第一芯片114可利用红光或/和红外光来检测人体心率、血氧饱和度等生理特征，检测到生理特征数据经第一基板112及电路板102回传到终端的处理器。当第二生物检测模组106是指纹检测模组时，第二芯片118可通过电容式的检测方式采集人体手指指纹，检测到的手指指纹数据经第二基板116及电路板102回传到终端的处理器。

在某些实施方式中，生物传感器的封装结构100包括隔离环120，隔离环120位于收容空间110中，第一生物检测模组104位于隔离环120中。

具体地，请参阅图2，在一个示例中，隔离环120呈方框状，第一生物检测模组104放置于隔离环120的方框内。隔离环120的设置可增强生物传感器的封装结构100的强度。同时，也能保证第一生物检测模组104与第二生物检测模组106在结构上相对的独立性。

在某些实施方式中，隔离环120是弹性的隔离环。因此，在生物传感器的封装结构100采集人体生物特征时，弹性的隔离环120可提升人体的触感舒适度。

在某些实施方式中，隔离环120是不透明的隔离环。具体地，在一个例子中，当第一生物检测模组104利用红光或/和红外光来检测人体心率、血氧饱和度等生理特征时，不透明的隔离环120可减少周围环境对第一生物检测模组104的不利影响，进而提高了第一生物检测模组104的检测准确率。例如，隔离环120可采用深色的材料，如黑色橡胶制成。

在某些实施方式中，第一生物检测模组104的厚度小于第二生物检测模组106的厚度。这样可以同时满足两个生物检测模组的不同要求。例如，在本发明的实施方式中，当第一生物检测模组104是活体检测模组及第二生物检测模组106是指纹检测模组时，第二生物检测模组106需要和壳体108的内表面紧密地贴合在一起，且为了美观，第二生物检测模组106上需要增加一些颜色层使第二生物检测模组106的厚度较大。

在某些实施方式中，壳体108包括框体122及盖体124，盖体124及电路板102连接在框体122相背的两侧。

具体地，盖体124可采用透明材料制成，这有利于第一生物检测模组104采集人体生理特征。当壳体108包括盖体124时，生物传感器的封装结构100可以设置在终端的不同位置，例如终端的保护盖板下方，或者生物传感器的封装结构100用于接收用户输入的感测表面为终端的外表面的一部分。框体122可采用金属材料制成，这有利于第二生物检测模组106采集人体的手指指纹。例如，电路板102可通过框体122将采集指纹的激励信号发射至人体手指上。

请参阅图3，在本发明实施方式中，生物传感器的封装结构100所设置的隔离环120将盖体124分隔成第一盖体区域126及第二盖体区域128，第一盖体区域126对应于第一生物检测模组104，第二盖体区域128对应于第二生物检测模组106。

在某些实施方式中，框体122开设有收容槽130，盖体124设置在收容槽130中。因此，这有利于减少生物传感器的封装结构100的整体厚度，使生物传感器的封装结构100更紧凑，更适合应用于小型化的终端，如手机上。

在某些实施方式中，生物传感器的封装结构100包括贴合层132，贴合层132连接第二生物检测模组106与盖体124。

具体地，贴合层132例如是双面胶。当第二生物检测模组106是指纹检测模组时，贴合层132可将第二生物检测模组106和盖体124的内表面紧密地贴合在一起。另外，为了美观，贴合层132也可是带颜色的贴合层。

在某些实施方式中，请参阅图4及图5，第一生物检测模组104的数量为两个，第二生物检测模组106位于两个第一生物检测模组104之间。

因此，这使得生物传感器的封装结构100的整体结构更对称，用户体验更好。需要指出的是，在本发明实施方式中，若两个第一生物检测模组104均为活体检测模组时，生物传感器的封装结构包括两个隔离环120，每个第一生物检测模组104设置在对应的隔离环120内，以提高两个第一生物检测模组104采集人体生理特征的准确性。因此，生物传感器的封装结构100所设置的两个隔离环120将盖体124分隔成两个第一盖体区域126及第二盖体区域128，第一盖体区域126对应于第一生物检测模组104，第二盖体区域128对应于第二生物检测模组106。

然，本申请并不局限第二生物检测模组106位于两个第一生物检测模组104之间，两个第一生物检测模组104也可为邻近所述第二生物检测模组106设置，例如设置在第二生物检测模组106的同侧或不同侧也是可以的。

对于上述各实施方式，当所述第一生物检测模组104为活体检测模组时，所述活体检测模组包括发射模块和接收模块。其中，发射模块例如用于发出红光和红外光，所述接收模块对应用于接收红光和红外光，以获取相关的感测信息。然，本申请并不局限发射模块仅发射红光和红外光，也可发射其它合适的信号。

在某些实施方式中，当生物传感器的封装结构包括两个隔离环120时，所述第一生物检测模组104的数量也可为1个，所述发射模块设置在一个隔离环120中，所述接收模块设置在另一个隔离环120中。所述第二生物检测模组106例如位于所述发射模块与所述接收模块之间。然，本申请并不局限第二生物检测模组106设置在发射模块与接收模块设置之间，所述发射模块与接收模块也可为邻近所述第二生物检测模组106设置，例如设置在第二生物检测模组106的同侧或不同侧也是可以的。

请参阅图6，本发明实施方式提供一种电子设备200。电子设备200包括生物传感器的封装结构，生物传感器的封装结构为以上任一实施方式的生物传感器的封装结构100。

因此，上述电子设备200中，生物传感器的封装结构100将第一生物检测模组104及第二生物检测模组106封装在一起，一方面节省重复封装的成本，另一方面压缩集成的空间要求，有利于生物传感器的封装结构100所应用的终端的小型化。

在生物传感器的封装结构100应用于电子设备200时，例如，可将生物传感器的封装结构100设置在电子设备200的正面、背面、侧面等合适位置。在本发明的一个示例中，生物传感器的封装结构100设置在电子设备200的背面。

电子设备200的背壳202可开设有采集生物特征的窗口204以供生物传感器的封装结构100采集人体相关的生物特征。在本发明实施方式中，电子设备200如为可携式电子产品或家居式电子产品。其中，可携式电子产品如为各种移动终端，例如，手机、平板电脑、笔记本电脑、以及穿戴式产品等各类合适的电子产品；家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、台式电脑等各类合适的电子产品。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种生物传感器的封装结构，其特征在于，包括电路板、第一生物检测模组、第二生物检测模组及壳体，该第一生物检测模组及该第二生物检测模组设置在该电路板上并电性连接该电路板；

该壳体设置在该电路板上并与该电路板共同形成收容空间，该第一生物检测模组及第二生物检测模组位于该收容空间中。

2.如权利要求1所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该第一生物检测模组为活体检测模组，该第二生物检测模组为指纹检测模组。

3.如权利要求1所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该第一生物检测模组包括第一基板及第一芯片，该第一基板设置在该电路板上，该第一芯片设置在该第一基板上；

该第二生物检测模组包括第二基板及第二芯片，该第二基板设置在该电路板上，该第二芯片设置在该第二基板上。

4.如权利要求2所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该第一生物检测模组的厚度小于该第二生物检测模组的厚度。

5.如权利要求1所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该壳体包括框体及盖体，该盖体及该电路板连接在该框体相背的两侧。

6.如权利要求5所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该框体开设有收容槽，该盖体设置在该收容槽中。

7.如权利要求5所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该生物传感器的封装结构进一步包括贴合层，该贴合层连接该第二生物检测模组与该盖体。

8.如权利要求3所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该第一芯片通过该第一基板与该电路板之间实现电连接；

该第二芯片通过该第二基板与该电路板之间实现电连接。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该生物传感器的封装结构进一步包括隔离环，该隔离环位于该收容空间中，该第一生物检测模组位于该隔离环中。

10.如权利要求9所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该隔离环是弹性的隔离环。

11.如权利要求9所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该隔离环是不透明的隔离环。

12.如权利要求1-8中任意一项所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该生物传感器的封装结构包括二第一生物检测模组，该第二生物检测模组位于所述二第一生物检测模组之间。

13.如权利要求12所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该生物传感器的封装结构进一步包括二隔离环，该二隔离环位于该收容空间中，每一隔离环中设置一第一生物检测模组。

14.如权利要求1-8中任意一项所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，当该第一生物检测模组为活体检测模组时，该活体检测模组包括发射模块和接收模块，该发射模块用于发射红光和红外光，该接收模块用于接收红光和红外光；该生物传感器的封装结构包括二隔离环，该发射模块设置在一隔离环中，该接收模块设置在另一隔离环中。

15.如权利要求14所述的生物传感器的封装结构，其特征在于，该第二检测模组位于该发射模块与该接收模块之间。

16.一种电子设备，包括生物传感器的封装结构，其特征在于，所述生物传感器的封装结构为权利要求1-15中任意一项所述的生物传感器的封装结构。