CN211718907U - 超声波指纹模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超声波指纹模组和电子设备，超声波指纹模组包括第一电极层、压电层、第二电极层和电路板，第一电极层、压电层和第二电极层依次层叠设置，电路板设有位于不同平面的第一电连接区和第二电连接区，第一电连接区与第一电极层电连接，第二电连接区与第二电极层第二电极层电连接。通过在电路板上设置第二电连接区，将第二电连接区与第二电极层贴合，从而完成电连接，连接工艺简单，同时减少了使用导电胶连接的工艺次数，从而避免电路板与第二电极层或第一电极层之间存在间隙而导致断路。

Description

超声波指纹模组和电子设备

技术领域

本实用新型属于指纹识别领域，尤其涉及一种超声波指纹模组和具有该超声波指纹模组的电子设备。

背景技术

超声波指纹识别通过超声波指纹模组发出特定频率的超声波扫描手指，利用指纹的不同对超声波反射的不同，从而建立3D图像。超声波指纹识别技术与基于传统电容触摸屏的指纹技术相比，提供更高的识别能力、适用性和集成性。如体现在扫描能够不受手指上可能存在的污物(汗水、护手霜或凝露)影响。

超声波指纹模组中的电路板需要与上电极和下电极电连接，对压电层产生电压，以使压电层发射超声波。目前，电路板与上电极连接的表面和电路板与下电极连接的表面一般为同一表面，其需要二次连接工艺完成连接，故工艺较为复杂，不良率较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超声波指纹模组，其工艺简单，能提升良率。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种超声波指纹模组，超声波指纹模组包括第一电极层、压电层、第二电极层和电路板，所述第一电极层、所述压电层和所述第二电极层依次层叠设置，所述电路板设有位于不同平面的第一电连接区和第二电连接区，所述第一电连接区与所述第一电极层电连接，所述第二电连接区与所述第二电极层电连接。通过在电路板上设置位于不同平面的第一电连接区和第二电连接区，第一电连接区与第一电极层电连接，第二电连接区与第二电极层电连接，结构和工艺较为简单，能提升良率。

一种实施方式中，所述第一电极层包括相互连接的第一主体部和第一连接部，所述压电层沿层叠方向的投影落入所述第一主体部内，所述第一连接部通过导电胶与所述电路板的第一电连接区电连接。通过设置第一连接部突出于压电层的侧面，便于第一电极层的第一连接部通过导电胶与电路板连接，有利于简化连接工艺。

一种实施方式中，所述第二电极层和所述压电层之间还设有粘胶层，所述第二电极层包括相互连接的第二主体部和第二连接部，所述第二主体部层叠在所述粘胶层，所述第二连接部与所述第一连接部相对设置，所述第二电连接区和所述第一电连接区位于所述电路板相对的两侧，所述第二连接部与所述电路板的第二电连接区贴合。通过设置与第一连接部相对的第二连接部，便于第二电极层的第二连接部与电路板的第二电连接区电连接，有利于简化连接工艺。

一种实施方式中，所述第二连接部突出于所述粘胶层的侧面，所述电路板中设有第一电连接区和第二电连接区的部分位于所述第一连接部和所述第二连接部之间。通过设置第二连接部突出于粘胶层的侧面，电路板中设有第一电连接区和第二电连接区的部分位于第一连接部和第二连接部之间，受第一连接部和第二连接部的挤压，增强了连接强度，同时降低了间隙产生的风险。

一种实施方式中，所述超声波指纹模组还包括保护层，所述保护层层叠在所述第二电极层背向所述压电层的一侧。通过设置保护层，保护层保护第二电极层，避免振动冲击破坏第二电极层。

一种实施方式中，所述第二电极层背向所述压电层的一侧设置有相互连接的主体区和连接区，所述保护层层叠在所述主体区，所述电路板的第二连接区贴合于所述连接区第二电极层。通过设置第二连接部突出于保护层的侧面，便于电路板与第二连接部背向第一连接部的表面连接，有利于第二连接部与形状复杂的电路板进行连接。

一种实施方式中，所述电路板包括相互连接的本体部和安装部，所述安装部朝向所述第一电极层的一侧设置有依次连接的第一安装面、过渡面以及第二安装面，所述第一安装面、过渡面以及所述第二安装面形成的整体呈台阶状，所述第二安装面位于所述第一安装面远离所述本体部的一侧，且相对所述第一安装面远离所述第一电极层；所述第一电连接区设于所述第一安装面，所述第二电连接区设于所述第二安装面。通过设置第一安装面、过渡面和第二安装面呈台阶状，电路板具有较高的结构强度，有利于抵抗外界的冲击。

一种实施方式中，所述第二电连接区的数目为多个，多个所述第二电连接区在所述电路板上呈阵列排布。通过设置多个第二电连接区在所述电路板上阵列排布，多个第二电连接区共同与所述第二电极层贴合，增大电路板与第二电极层的贴合面积，保证了电路板与第二电极层的电连接的强度，降低了由于间隙而造成的断路风险，同时优化第二电连接区的分布形式，增强了电路板与第二电极层的电连接的稳定性，进一步降低断路风险。

一种实施方式中，所述粘胶层掺杂有金属粒子。通过在粘胶层内掺杂金属粒子，增强粘胶层的导电性，有利于第二电极层向压电层传输电信号。

一种实施方式中，所述第二电连接区的材质为铜，所述第二电极层为金属箔。通过设置铜材质的第二电连接区，降低成本的同时，第二电连接区与第二电极层具有较好的兼容性，导电性能优良且稳定。

第二方面，本实用新型提供了一种电子设备，电子设备包括壳体和第一方面任一项实施方式所述的超声波指纹模组，所述超声波指纹模组安装于所述壳体。通过在电子设备中加入本实用新型提供的超声波指纹模组，简化了电子设备的制作工艺，电子设备不容易产生断路，能够稳定地进行指纹识别。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为一种实施方式中的超声波指纹模组的结构示意图；

图2为另一种实施方式中的超声波指纹模组的结构示意图；

图3是一种实施方式中的电路板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种超声波指纹模组100，超声波指纹模组100可应用于手机、平板电脑、阅读器等可应用指纹识别的电子设备，其具有较高的识别能力。请参阅图1和图3，超声波指纹模组100包括第一电极层10、压电层20、粘胶层30、第二电极层40和电路板50，第一电极层10、压电层20、粘胶层30和第二电极层40依次层叠设置。电路板50设有位于不同平面的第一电连接区501和第二电连接区502，第一电连接区501与第一电极层10电连接，第二电连接区502与第二电极层40第二电极层电连接。

具体的，压电层20由压电材料制成，压电材料可以为有机压电材料、无机压电材料或负荷压电材料等，优选的，通过在第一电极层10上采用压电材料涂布形成上述的压电层20。第一电极层10包括薄膜晶体管，第一电极层10能够接收压电层20所传递的电信号，并通过薄膜晶体管对该电信号进行信号放大处理。第一电极层10与第二电极层40构成回路，以用于传递电信号。电路板50 用于发射电信号或接收第一电极层10所处理的电信号，并根据所处理的电信号形成指纹。通过设置第二电极层40为金属箔，第二电连接区502为铜材质，降低成本的同时，第二电连接区502与第二电极层40具有较好的兼容性，导电性能优良且稳定。另外，第二电极层40也可以为金箔、银箔、锡箔等金属单质箔片或导电合金箔片，第二电连接区502的材质可以为金、银、锡等金属单质或导电合金。第二电极层40上设有厚度较薄的胶层，其用于连接电路板50的第二电连接区502。粘胶层30用于连接第二电极层40和压电层20，同时粘胶层 30也具有导电能力，因此可以理解为第二电极层40和压电层20为电连接关系。电路板50通过导电胶70与第一电极层进行电连接，导电胶70优选为异方性导电胶，便于封装微型化。电路板50可以为柔性电路板，也可以为刚性电路板，可在电路板50上增设补强板，以提高电路板50的结构强度。

具体过程：电路板50通过第一电极层10和第二电极层40对压电层20输入电压，压电层20发射超声波，超声波穿透第二电极层40抵达手指指面并反射回来，压电层20将接受的超声波转换为电信号，并通过第一电极层10和第二电极层40传递给电路板50，电路板50根据接收到的电信号识别用户的指纹。

通过在电路板50上设置位于不同平面的第一电连接区501和第二电连接区 502，第一电连接区501与第一电极层10电连接，第二电连接区502与第二电极层40电连接，结构和工艺均较为简单，能够提升良率。

一种实施方式中，请参阅图1和图2，第一电极层10包括相互连接的第一主体部11和第一连接部12。压电层20沿层叠方向91的投影落入第一主体部11内，第一连接部12通过导电胶70与电路板50的第一电连接区501电连接。具体的，第一主体部11和第一连接部12为一体式结构。第一连接部12上设有金手指，金手指用于与电路板连接。可以理解的是，第一连接部12突出于压电层20的侧面，压电层20仅层叠在第一主体部11上，第一连接部12未与压电层20连接，因此第一连接部12具有充足的空间与电路板50连接。由于第一连接部12通过导电胶70与电路板50连接，而导电胶70固化速率较快，电路板 50难以调整得到一个较优的位置与第二电极层40连接，电路板50容易与第二电极层40存在间隙而接触不良，容易发生断路。通过设置第一连接部12突出于压电层20的侧面，电路板50具有充足的活动空间，便于第一电极层10的第一连接部12通过导电胶70与电路板50连接，有利于简化连接工艺。

一种实施方式中，请参阅图1，第二电极层40包括相互连接的第二主体部 41和第二连接部42。第二主体部41层叠在粘胶层30，第二连接部42与第一连接部12相对设置，第二电连接区502和第一电连接区501位于电路板50相对的两侧，第二连接部42与电路板50的第二电连接区502贴合。具体的，第二连接部42和第二主体部41为一体式结构，第二主体部41层叠在粘胶层30。通过设置与第一连接部12相对的第二连接部42，便于第二电极层40的第二连接部42与电路板50的第二电连接区502电连接，有利于简化连接工艺。

一种实施方式中，粘胶层30掺杂有金属粒子，金属粒子的材质可以为铜、银、金等单质或导电合金。通过在粘胶层30内掺杂金属粒子，增强粘胶层30 的导电性，有利于第二电极层40向压电层20传输电信号。

一种实施方式中，请参阅图1，第二连接部42突出于粘胶层30的侧面，电路板50中设有第一电连接区501和第二电连接区502的部分位于第一连接部12 和第二连接部42之间。可以理解的是，第二连接部42突出于粘胶层30的侧面，第二连接部42并未层叠于粘胶层30，由于第一连接部12突出于压电层20的侧面，因此第一连接部12和第二连接部42之间存在空间以容置电路板50，位于电路板50的相对两侧的第一电连接区501和第二电连接区502分别与第一电极层10的第一连接部12和第二电极层40的第二连接部42连接。通过设置第二连接部42突出于粘胶层30的侧面，电路板50位于第一连接部12和第二连接部42之间，受第一连接部12和第二连接部42的挤压，增强了连接强度，同时降低了间隙产生的风险。

一种实施方式中，请参阅图2，超声波指纹模组100还包括保护层60。保护层60层叠在第二电极层40背向压电层20的一侧。具体的，保护层60为单面胶膜，粘接在第二主体部41背向压电层20的表面。保护层60背向第二主体部41的表面不具有粘性，当应用于显示屏的指纹识别时，该表面与显示屏连接；当应用于手机等电子设备的背面指纹解锁时，该表面应当与壳体连接。通过设置保护层60，保护层60保护第二电极层40，避免振动冲击破坏第二电极层40。

一种实施方式中，请参阅图2，第二电极层40背向压电层20的一侧设置有相互连接的主体区45和连接区46，保护层60层叠在主体区45，电路板50的第二电连接区502贴合于连接区46。通过设置连接区46突出于保护层60的侧面，便于电路板50与第二电极层40连接，有利于第二电极层40能够与形状复杂的电路板50进行连接。

一种实施方式中，请参阅图2，电路板50包括相互连接的本体部52和安装部51，安装部51朝向第一电极层10的一侧设置有依次连接的第一安装面511、过渡面512以及第二安装面513，第一安装面511、过渡面512以及第二安装面 513形成的整体呈台阶状，第二安装面513位于第一安装面511远离本体部52 的一侧，且相对第一安装面511远离第一电极层10；第一电连接区501设于第一安装面511，第二电连接区502设于第二安装面513。具体的，第一安装面511 上的第一电连接区501设有多个引脚，第一电极层10与第一电连接区501连接的表面设有相应的金手指，引脚与金手指通过第一导电胶层完成电连接。连接第一安装面511和第二安装面513的过渡面512可涂设绝缘材料，避免第一安装面511和第二安装面513连接而造成短路。通过设置呈台阶状的第一安装面 511、过渡面512和第二安装面513，电路板50具有较高的结构强度，有利于抵抗外界的冲击。

一种实施方式中，请参阅图1和图3，第二电连接区502的数目为多个。可以理解的是，多个第二电连接区502共同与第二电极层40连接，当部分第二电连接区502由于振动冲击脱离第二电极层40时，其余的第二电连接区502仍与第二电极层40连接，超声波指纹模组100仍然能正常运作。通过设置多个第二电连接区502，多个第二电连接区502共同与第二电极层40贴合，增大电路板 50与第二电极层40的贴合面积，保证了电路板50与第二电极层40的电连接的强度，降低了由于间隙而造成的断路风险。

一种实施方式中，请参阅图3，多个第二电连接区502在电路板50上呈阵列排布。具体的，多个第二电连接区502在电路板50上等间距排布，其可以为单列排布，也可以为多列排布。通过设置阵列排布的多个第二电连接区502，优化第二电连接区502的分布形式，增强了电路板50与第二电极层40的电连接的稳定性，进一步降低断路风险。

本实用新型实施例提供了一种电子设备，请参阅图1，电子设备包括壳体和本实用新型提供的超声波指纹模组100，超声波指纹模组100安装于壳体。具体的，电子设备可以为手机、平板电脑、阅读器和智能手表等可应用指纹识别的设备。电子设备还包括显示屏，显示屏与壳体连接固定，超声波指纹模组100 的保护层60可以与显示屏连接，以在显示屏上实现超声波指纹识别，或者保护层60与壳体连接，在壳体上进行超声波指纹识别。电子设备中的超声波指纹模组100的数目可以为多个，便于电子设备多处可进行超声波指纹识别，提高用户的体验效果。通过在电子设备中加入本实用新型提供的超声波指纹模组100，简化了电子设备的制作工艺，电子设备不容易产生断路，能够稳定地进行指纹识别。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种超声波指纹模组，其特征在于，包括第一电极层、压电层、第二电极层和电路板，所述第一电极层、所述压电层和所述第二电极层依次层叠设置，所述电路板设有位于不同平面的第一电连接区和第二电连接区，所述第一电连接区与所述第一电极层电连接，所述第二电连接区与所述第二电极层第二电极层电连接。

2.如权利要求1所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述第一电极层包括相互连接的第一主体部和第一连接部，所述压电层沿层叠方向的投影落入所述第一主体部内，所述第一连接部通过导电胶与所述电路板的第一电连接区电连接。

3.如权利要求2所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述第二电极层和所述压电层之间还设有粘胶层，所述第二电极层包括相互连接的第二主体部和第二连接部，所述第二主体部层叠在所述粘胶层，所述第二连接部与所述第一连接部相对设置，所述第二电连接区和所述第一电连接区位于所述电路板相对的两侧，所述第二连接部与所述电路板的第二电连接区贴合。

4.如权利要求3所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述粘胶层掺杂有金属粒子。

5.如权利要求3所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述第二连接部突出于所述粘胶层的侧面，所述电路板中设有第一电连接区和第二电连接区的部分位于所述第一连接部和所述第二连接部之间。

6.如权利要求1所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述超声波指纹模组还包括保护层，所述第二电极层背向所述压电层的一侧设置有相互连接的主体区和连接区，所述保护层层叠在所述主体区，所述电路板的第二电连接区贴合于所述连接区。

7.如权利要求6所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述电路板包括相互连接的本体部和安装部，所述安装部朝向所述第一电极层的一侧设置有依次连接的第一安装面、过渡面以及第二安装面，所述第一安装面、过渡面以及所述第二安装面形成的整体呈台阶状，所述第二安装面位于所述第一安装面远离所述本体部的一侧，且相对所述第一安装面远离所述第一电极层；所述第一电连接区设于所述第一安装面，所述第二电连接区设于所述第二安装面。

8.如权利要求1所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述第二电连接区的数目为多个，多个所述第二电连接区在所述电路板上呈阵列排布。

9.如权利要求1所述的超声波指纹模组，其特征在于，所述第二电连接区的材质为铜，所述第二电极层为金属箔。

10.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求1至9任一项所述的超声波指纹模组，所述超声波指纹模组安装于所述壳体。

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