CN109492491A - 超声波指纹识别模组及电子设备制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波指纹识别模组及电子设备制造方法，包括：在盖板底部形成匹配层；及将超声波传感器贴合于所述匹配层的远离所述盖板的表面；其中，所述超声波传感器能够发射超声波，并能够检测经反射的超声波。由于在匹配层形成后才将超声波传感器贴合于匹配层底部，因此匹配层在形成过程中需要工序(例如高温烘烤)不会对超声波传感器造成影响，进而可以提高超声波指纹识别模组的性能。

Description

超声波指纹识别模组及电子设备制造方法

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，特别是涉及一种超声波指纹识别模组及电子设备制造方法。

背景技术

超声波指纹识别技术是利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波(即超声波到达不同材质表面时，被反射回的超声波能量及历经的路程不同)而进行指纹识别的。因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹嵴与峪所在的位置。超声波指纹识别技术可以对指纹进行更深入的分析采样，甚至能渗透到皮肤表面之下识别出指纹独特的三维特征。而且，由于超声波具有一定穿透性，因此在手指有少量污垢或潮湿的情况下仍能工作，可以穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石等设备进行识别。因此，超声波指纹识别技术越来越受到人们的重视。

然而，超声波指纹识别技术处于初期发展阶段，如何优化指纹识别模组的生产工艺是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对如何优化指纹识别模组的生产工艺的问题，提供一种超声波指纹识别模组及电子设备制造方法。

一种超声波指纹识别模组制造方法，包括：

在盖板底部形成匹配层；及

将超声波传感器贴合于所述匹配层的远离所述盖板的表面；其中，所述超声波传感器能够发射超声波，并能够检测经反射的超声波。

在其中一个实施例中，所述匹配层的厚度介于20μm至80μm之间。匹配层的厚度低于20μm或者高于80μm，匹配层均不能有效地进行声阻匹配，即不能有效地减小压电层与接触对象之间的声阻差，从而使得超声波不能有效传输。

在其中一个实施例中，还包括：将与所述超声波传感器电连接的电路板与所述匹配层置于同一层。该实施例可以弥补超声波传感器与电路板之间存在的阶梯断差。

在其中一个实施例中，所述匹配层的厚度不低于所述电路板的厚度。如此才能弥补超声波传感器与电路板之间存在的阶梯断差，才能有效填充断差，从而提高超声波传输的有效性。

在其中一个实施例中，在盖板底部形成匹配层包括：

将第一胶粘剂贴于盖板底部；及

将贴有所述第一胶粘剂的盖板进行烘烤使所述第一胶粘剂固化，以在所述盖板底部形成所述匹配层。具体地，所述第一胶粘剂为热压胶膜。该实施例可以直接将热压胶膜贴附于盖板底部，从而便于加工。

在其中一个实施例中，所述第一胶粘剂的固化温度不低于100℃。当第一胶粘剂的固化温度低于100℃，致使第一胶粘剂固化不完全，表现为第一胶粘剂的粘接强度极低，从而不能与盖板紧密贴合。

在其中一个实施例中，将超声波传感器贴合于所述匹配层的远离所述盖板的表面包括：

在所述匹配层的远离所述盖板的表面涂覆第二胶粘剂；及

将所述超声波传感器贴于所述第二胶粘剂上，并进行烘烤以将所述超声波传感器通过所述第二胶粘剂贴合于所述匹配层上。具体地，所述第二胶粘剂为水胶，可以有效填充超声波传感器的贴合面微观界面上的凹凸不平。

在其中一个实施例中，对所述第二胶粘剂烘烤的温度介于60℃至120℃之间。当烘烤温度低于60℃，致使第二胶粘剂固化不完全，表现为第二胶粘剂的粘接强度极低，从而不能与超声波传感器紧密贴合。当烘烤温度高于120℃，由于超声波传感器130的主体材料(例如压电材料)不耐高温，经过高于120℃的高温烘烤后会影响超声波传感器130的性能。

在其中一个实施例中，所述匹配层的厚度和所述第二胶粘剂的厚度总和不低于所述电路板的厚度。如此才能弥补超声波传感器与电路板之间存在的阶梯断差，才能有效填充断差，从而提高超声波传输的有效性。

在其中一个实施例中，所述超声波传感器包括依次设置的电极层、压电层及薄膜晶体管像素阵列层。

在其中一个实施例中，所述盖板为电子设备的壳体，或者所述盖板镶嵌于电子设备的壳体中，或者所述盖板安装于电子设备的壳体下方。

在其中一个实施例中，所述电路板为柔性电路板。

一种电子设备制造方法，包括所述的超声波指纹识别模组制造方法。

上述超声波指纹识别模组及电子设备制造方法中，先在盖板底部形成匹配层，然后将超声波传感器贴合于匹配层的远离盖板的表面。由于在匹配层形成后才将超声波传感器贴合于匹配层的远离盖板的表面，因此匹配层在形成过程中需要工序(例如高温烘烤)不会对超声波传感器造成影响，进而可以提高超声波指纹识别模组的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的超声波指纹识别模组制造方法的流程图；

图2为图1所示实施方式的超声波指纹识别模组制造方法中步骤S110被执行完成后的结果示意图；

图3为图1所示实施方式的超声波指纹识别模组制造方法中步骤S120被执行完成后的结果示意图；

图4为图1所示实施方式的超声波指纹识别模组制造方法中步骤S110的其中一个实施例的具体流程图；

图5为图1所示实施方式的超声波指纹识别模组制造方法中步骤S120的其中一个实施例的具体流程图；

图6为图5所示实施例的超声波指纹识别模组制造方法中步骤S121的被执行完成后的结果示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式提供了一种超声波指纹识别模组制造方法，其中，超声波指纹识别模组能够利用超声波扫描指纹并对指纹进行识别。该超声波指纹识别模组可以安装于电子设备内。该超声波指纹识别模组制造方法包括以下内容。

步骤S110，在盖板110底部形成匹配层120，请参考图1及图2。

其中，盖板110起保护作用。盖板110可以为能够被超声波穿透的材料，例如玻璃、陶瓷、复合材料等。盖板110的顶部朝向接触对象(接触对象例如为用户的手指)。盖板110的底部与盖板110的顶部相对。另外，盖板110可以直接为电子设备的壳体，或者盖板110可以镶嵌于电子设备的壳体中，或者盖板110安装于电子设备的壳体下方。

匹配层120用于进行声阻匹配，减小压电层与接触对象之间的声阻差，从而使得超声波能够有效传输。另外，步骤S110执行完毕后，匹配层120最终固化成型，即匹配层120形成过程中的各工序(例如包括烘烤工序)都执行完毕。

具体地，匹配层120的厚度介于20μm至80μm之间。匹配层120的厚度低于20μm或者高于80μm，匹配层120均不能有效地进行声阻匹配，即不能有效地减小压电层与接触对象之间的声阻差，从而使得超声波不能有效传输。

步骤S120，请参考图1和图3，将超声波传感器130贴合于匹配层120的远离盖板110的表面。其中，超声波传感器130能够发射超声波，并能够检测经反射的超声波。

其中，超声波传感器130例如包括依次设置的薄膜晶体管像素阵列层、压电层及电极层。压电层由压电材料构成。电极层由导电材料构成。压电层由压电材料构成。在电极层被施加了来自电路板140的高频电信号后压电层可以产生超声波，并且，压电层还可以将反射回来的超声波转换为电信号，该电信号再经薄膜晶体管像素阵列层经过相应的处理(例如放大)后传送至电路板140。

进一步地，在步骤S120之后，所述方法还包括：将与超声波传感器130电连接的电路板140与匹配层120置于同一层，请参考图3。

电路板140用于向超声波传感器130提供控制信号(例如向压电层发送高频电信号)，以使得超声波传感器130可以发射超声波。另外，电路板140还可以接收来自薄膜晶体管像素阵列层的电信号，以对指纹进行识别。具体地，超声波传感器130与电路板140可以绑定连接。进一步地，电路板140为柔性电路板。

请参考图3，匹配层120与电路板140位于同一层，还可以弥补超声波传感器130与电路板140之间存在的阶梯断差，因此，匹配层120除了具有声阻匹配的效果，还可以填充断差，从而提高超声波传输的有效性。因此，步骤S120被执行完成后，超声波指纹识别模组整体的结构从上至下依次为：盖板110、位于同一层的匹配层120和电路板140、超声波传感器130。

通常情况下，匹配层120的形成过程中会存在高温烘烤的过程，而超声波传感器130的主体材料(例如压电材料)不耐高温，经过高温烘烤后可能会影响超声波传感器130的性能。因此，上述超声波指纹识别模组制造方法中，由于在匹配层120形成后才将超声波传感器130贴合于匹配层120的远离盖板110的表面，因此匹配层120在形成过程中需要经过的所有工序(例如高温烘烤)都不会对超声波传感器130造成影响，进而可以提高超声波指纹识别模组的性能。

在其中一个实施例中，上述步骤S110包括以下内容，请参考图4。

步骤S111，将第一胶粘剂贴于盖板110底部。

其中，第一胶粘剂需保证其声阻抗与压电层声阻抗比较接近，从而减小压电层与接触对象之间的声阻差，如此使得超声波能够有效传输。第一胶粘剂可以为热压胶膜。热压胶膜，是指膜状的热压胶。热压胶，是指施胶后需要热压固化的一类胶材，例如为包括环氧树脂的热压胶。另外，由于热压胶的粘性很强而不具有流动性可以做成膜状，即称之为热压胶膜。因此可以该步骤可以直接将膜状的热压胶(即热压胶膜)贴附于盖板110底部，从而便于加工。

步骤S112，将贴有第一胶粘剂的盖板110进行烘烤使第一胶粘剂固化，以在盖板110底部形成匹配层120。

其中，第一胶粘剂的固化温度不低于100℃。当第一胶粘剂的固化温度低于100℃，将会致使第一胶粘剂固化不完全，表现为第一胶粘剂的粘接强度极低，从而不能与盖板110紧密贴合。第一胶粘剂固化后，具有很强的粘性，从而可以紧密贴合于盖板110底部。

进一步地，在步骤S112之前，还可以包括：将贴有第一胶粘剂的盖板110进行脱泡处理。

在其中一个实施例中，上述步骤S120中将超声波传感器贴合于匹配层的远离盖板110的表面包括以下内容，请参考图5及图6。

步骤S121，在匹配层120的远离盖板110的表面涂覆第二胶粘剂150。

图6示出了涂覆有第二胶粘剂150的盖板110。具体地，第二胶粘剂150可以为水胶。水胶因具有良好的流动性可以更好地填充，从而更好地贴合匹配层120和超声波传感器130。此外，水胶还可以填充到超声波传感器130与电路板140的绑定区域，增强超声波传感器130与电路板140之间的连接强度。

步骤S122，将超声波传感器130贴于第二胶粘剂150上，并进行烘烤以将超声波传感器130通过第二胶粘剂150贴合于匹配层120上。

该步骤中烘烤的温度例如介于60℃至120℃之间。当烘烤温度低于60℃，致使第二胶粘剂150固化不完全，表现为第二胶粘剂150的粘接强度极低，从而不能与超声波传感器130紧密贴合。当烘烤温度高于120℃，由于超声波传感器130的主体材料(例如压电材料)不耐高温，经过高于120℃的高温烘烤后会影响超声波传感器130的性能。

对第二胶粘剂150进行烘烤后，第二胶粘剂150将会固化，从而可以将超声波传感器130贴合于匹配层120上，如图3所示。

在其中一个实施例中，匹配层120的厚度不低于电路板140的厚度。如此才能弥补超声波传感器130与电路板140之间存在的阶梯断差，才能有效填充断差，从而提高超声波传输的有效性。

在其中一个实施例中，匹配层120的厚度和第二胶粘剂150的厚度总和不低于电路板140的厚度。如此才能弥补超声波传感器130与电路板140之间存在的阶梯断差，才能有效填充断差，从而提高超声波传输的有效性。

需要说明的是，图1、图4及图5为本发明实施例的方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1、图4及图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图1、图4及图5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

另一实施方式提供了一种电子设备制造方法，包括上述实施方式的超声波指纹识别模组制造方法。

需要说明的是，本实施方式提供的电子设备制造方法中超声波指纹识别模组的制造方法与上一实施方式的原理相同，这里就不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种超声波指纹识别模组制造方法，其特征在于，包括：

在盖板底部形成匹配层；及

将超声波传感器贴合于所述匹配层的远离所述盖板的表面；其中，所述超声波传感器能够发射超声波，并能够检测经反射的超声波。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配层的厚度介于20μm至80μm之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将与所述超声波传感器电连接的电路板与所述匹配层置于同一层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述匹配层的厚度不低于所述电路板的厚度。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在盖板底部形成匹配层包括：

将第一胶粘剂贴于盖板底部；及

将贴有所述第一胶粘剂的盖板进行烘烤使所述第一胶粘剂固化，以在所述盖板底部形成所述匹配层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一胶粘剂为热压胶膜。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一胶粘剂的固化温度不低于100℃。

8.根据权利要求1至4、6、7中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，将超声波传感器贴合于所述匹配层的远离所述盖板的表面包括：

在所述匹配层的远离所述盖板的表面涂覆第二胶粘剂；及

将所述超声波传感器贴于所述第二胶粘剂上，并进行烘烤以将所述超声波传感器通过所述第二胶粘剂贴合于所述匹配层上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二胶粘剂为水胶。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述第二胶粘剂烘烤的温度介于60℃至120℃之间。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述匹配层的厚度和所述第二胶粘剂的厚度总和不低于所述电路板的厚度。

12.根据权利要求1至4、6、7、9至11中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述超声波传感器包括依次设置的电极层、压电层及薄膜晶体管像素阵列层。

13.根据权利要求1至4、6、7、9至11中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述盖板为电子设备的壳体，或者所述盖板镶嵌于电子设备的壳体中，或者所述盖板安装于电子设备的壳体下方。

14.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电路板为柔性电路板。

15.一种电子设备制造方法，包括权利要求1至14中任一项权利要求所述的超声波指纹识别模组制造方法。