TWI615779B - 指紋辨識模組 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種指紋辨識模組，包括指紋辨識感應元件、支撐板以及金屬環。支撐板可承載指紋辨識感應元件於其上，且支撐板具有容納槽。金屬環套設於指紋辨識感應元件以及支撐板上，且金屬環具有固定柱，固定柱係由金屬環之下表面延伸而形成，以伸入容納槽內，而固定金屬環於支撐板上。本發明指紋辨識模組藉由固定柱以及容納槽之結合，而強化金屬環與支撐板之間的結合。

Description

指紋辨識模組

本發明係關於一種身份辨識元件，尤其係有關於藉由指紋辨識使用者身份之指紋辨識模組。

近年來，指紋辨識技術應用於各種電子產品上，令使用者可輸入自己的指紋於電子產品內且讓電子產品存檔，之後使用者可藉由指紋辨識模組輸入自己的指紋，以進行電子產品的解鎖。利用指紋辨識技術來解鎖電子產品比以往手動輸入密碼的解鎖方式更快速、更方便，故受到使用者的青睞，且指紋辨識模組的需求亦隨之大增。

接下來說明習知指紋辨識模組之結構。請參閱圖1，其為習知指紋辨識模組之結構分解示意圖。習知指紋辨識模組1包括指紋辨識感應元件10、蓋體11、電路板12、金屬環13以及支撐板14。指紋辨識感應元件10設置於電路板12上且與其電性連接而可獲得電力，其功能為感應使用者之手指而擷取其指紋資訊。蓋體11係以鍍膜技術設置於指紋辨識感 應元件10之上表面，其功能除了可保護指紋辨識感應元件10之外，更可提供與電子產品相符的顏色，或者所需要的特定顏色。金屬環13套設於指紋辨識感應元件10上，以傳導使用者之手指上的電荷或外來電荷，而可避免靜電放電(Electrostatic Discharge，ESD)效應發生。支撐板14承載上述各元件且與電路板12接觸，以加強電路板12之結構強度，而可避免電路板12因外力受損。

於習知指紋辨識模組1之組裝過程中，於指紋辨識感應元件10、蓋體11、電路板12以及支撐板14疊合之後，必須套設金屬環13於指紋辨識感應元件10上。其中，金屬環13與支撐板14之間的結合係藉由於支撐板14上設置液態膠，而黏合金屬環13與支撐板14。其中，液態膠容易由金屬環13與支撐板14之間的間隙中溢出，故必須額外清除溢出的液態膠。如此一來，指紋辨識模組之製造時間會被延長，亦即降低其製造效率。

因此，需要一種可改善溢膠現象之指紋辨識模組。

本發明之目的在於提供一種可改善溢膠現象之指紋辨識模組。

於一較佳實施例中，本發明提供一種指紋辨識模組，包括一指紋辨識感應元件、一支撐板以及一金屬環。該指紋辨識感應元件用以偵測一手指之一指紋影像，該支撐板用以承載該指紋辨識感應元件於其上，該支撐板具有一容納槽。該金屬環套設於該指紋辨識感應元件以及該支撐板上，且部份顯露於該指紋辨識模組之外，該金屬環具有一固定柱，由該 金屬環之一下表面延伸而形成，用以伸入該容納槽內，而固定該金屬環於該支撐板上。

簡言之，本發明指紋辨識模組藉由於金屬環上設置固定柱，且於支撐板上設置相對應的容納槽，使固定柱伸入容納槽內，而加強金屬環與支撐板之間於水平方向上的結合力。另一方面，支撐板上的容納槽更可容納液態膠於其中，當液態膠固化之後，位於液態膠下方的延伸盤則可被固定於相對應的容納槽內，可進一步提升金屬環以及支撐板之間於垂直方向上的結合力。因此可知，本發明指紋辨識模組不但可改善溢膠現象，更可強化金屬環與支撐板之間的結合。

1、2‧‧‧指紋辨識模組

10、20‧‧‧指紋辨識感應元件

11、21‧‧‧蓋體

12、30‧‧‧電路板

13、22‧‧‧金屬環

14‧‧‧支撐板

20‧‧‧感應組件

23‧‧‧第一支撐板

24‧‧‧第一黏著層

25‧‧‧第二黏著層

26‧‧‧連接器

27‧‧‧第二支撐板

28‧‧‧電子元件

29‧‧‧密封元件

31‧‧‧液態膠

221‧‧‧固定柱

231‧‧‧容納槽

301‧‧‧第一板體

302‧‧‧第二板體

2211‧‧‧柱體

2212‧‧‧延伸盤

2311‧‧‧容納槽之內側壁

圖1係習知指紋辨識模組之結構分解示意圖。

圖2係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構分解示意圖。

圖3係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中另一視角之結構分解示意圖。

圖4係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構示意圖。

圖5係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

本發明提供一種可解決習知技術問題之指紋辨識模組。請同時參閱圖2~圖4，圖2係為指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構分解示意圖，圖3係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中另一視角之結構分解示意圖，而圖4係本發明指紋辨識模組於一較佳實施例中之結構示意圖。圖2以及圖3顯示出指紋辨識模組2之各元件，其包括指紋辨識感應元件20、蓋體21、金屬環22、第一支撐板23、第一黏著層24、第二黏著層25、連接器26(請參照圖4)、第二支撐板27、電子元件28、密封元件29、電路板30以及液態膠31。指紋辨識感應元件20之功能為偵測使用者的手指(未顯示於圖中)之指紋影像，蓋體21設置於指紋辨識感應元件20之上表面上，其可保護指紋辨識感應元件20。電路板30位於指紋辨識感應元件20以及第一支撐板23之間，且不但與指紋辨識感應元件20結合，該兩者之間互相電性連接。其中，指紋辨識感應元件20係藉由表面黏著技術(SMT)而與電路板30結合。於本較佳實施例中，指紋辨識感應元件20係以柵格陣列(Land Grid Array，LGA)方式或球柵陣列(Ball Grid Array，BGA)方式而封裝之，而電路板30可選用軟性電路板(FPC)或軟硬複合板。

第一支撐板23位於電路板30之下方，可承載指紋辨識感應元件20、蓋體21、金屬環22以及電路板30於其上，第一支撐板23具有複數容納槽231。金屬環22套設於蓋體21、指紋辨識感應元件20以及第一支撐板23上，且部份顯露於指紋辨識模組2之外。金屬環22具有複數固定柱221，且每一固定柱221對應於一個容納槽231，固定柱221由金屬環22之下表面延伸而形成，其可伸入相對應之容納槽231內，而固定金屬環22於第一支撐板23上。

圖2以及圖3中，固定柱221包括柱體2211以及延伸盤2212，柱體2211係由金屬環22之下表面往下延伸而形成，以伸入相對應 之容納槽231內。延伸盤2212係由柱體2211之底部水平延伸而形成，其可於柱體2211伸入容納槽231內時，與容納槽231之內側壁2311接觸。於本較佳實施例中，柱體2211以及延伸盤2212係與固定柱221一體成型。

電路板30包括第一板體301以及第二板體302，而第二板體302係由第一板體301延伸而形成。其中，第一板體301係與指紋辨識感應元件201電性連接，且與第一支撐板23接觸。第一支撐板23位於電路板30之第一板體301的下方且連接於第一板體301，其可承載第一板體301於其上且強化第一板體301之結構。第一黏著層24設置於蓋體21之下表面或指紋辨識感應元件20之上表面上，其可結合蓋體21以及指紋辨識感應元件20。第二黏著層25設置於第一板體301之下表面或第一支撐板23之上表面上，其可結合第一板體301以及第一支撐板23。於本較佳實施例中，第一黏著層24係為非液態的雙面膠帶，而第二黏著層25係為黏膠。

需特別說明的有二，第一，本發明設計電路板30為兩片式外型，但為一體成型，且內部線路互相電性連接，此兩片式外型僅為美觀之用，當然電路板亦可採用將第一板體以及第二板體整合為一體的一片式外型。第二，第二黏著層亦可根據實際需求而使用導電膠，以提升電路板30與第一支撐板23之電性傳導。

連接器26設置於第二板體302之第一表面上，其功能為電性連接第二板體302以及外來電子元件(未顯示於圖中)，其中，外來電子元件例如為容置指紋辨識模組2之電子產品的連接部，以建立指紋辨識模組2與電子產品之間的電性連接。第二支撐板27設置於第二板體30之第二表面上，亦即設置連接器26之處的背面，其可強化第二板體302之結構，以穩固連接器26之設置。複數電子元件28設置於第二板體302上，其可產生特定的功能。至於密封元件29，其設置於電路板30之第一板體301上且 環繞指紋辨識感應元件201，如圖5所示。而密封元件29之功能為避免外來物(例如外來液體或外來灰塵)進入指紋辨識感應元件201以及電路板30之間。於本較佳實施例中，複數電子元件28可採用電容、二極體或處理器等，而密封元件29係為密封膠。

請同時參閱圖2~圖5，於金屬環22與第一支撐板23之結合過程中，必須先設置液態膠31於第一支撐板23之環狀區域232上，其中，環狀區域232定義為第一板體301所在處之外圍區域。於液態膠31設置完成之後，結合金屬環22以及第一支撐板23，使複數固定柱221分別伸入相對應之容納槽231內，此時，複數延伸盤2212與容納槽231之內側壁2311接觸。藉由複數固定柱221分別伸入複數容納槽231內之結構，而加強水平結合力，使得指紋辨識模組2受到水平外力時，金屬環22不易與第一支撐板23分離。至此金屬環22以及第一支撐板23之初步結合完成。

另一方面，金屬環22套設於蓋體21以及指紋辨識感應元件20上。接下來，當金屬環22套設於蓋體21以及指紋辨識感應元件20以及第一支撐板23上時，位於環狀區域232上的液態膠31受金屬環22之推抵而往複數容納槽231流動，且覆蓋複數延伸盤2212。由於液態膠31於複數容納槽23內覆蓋複數延伸盤2212，當液態膠31固化之後，更可令複數延伸盤2212被固定於相對應的容納槽23內，故可進一步提升金屬環22以及第一支撐板23之間的結合力。各元件結合而形成指紋辨識模組2，其結合狀態如圖4以及圖5所示。

需特別說明的是，於本較佳實施例中，蓋體21係由玻璃材料所製成，其僅為例示之用，而非以此為限。於另一較佳實施例中，蓋體亦可使用陶瓷材料所製成。於一較佳作法中，蓋體更包括抗指紋層以及色彩層，抗指紋層係設置於蓋體之上表面上，其可防止手指之指紋紋路附著 於蓋體上，而保持清潔，另一方面，由於指紋紋路不易殘留於抗指紋層上，使得指紋辨識感應元件可正確地偵測手指的指紋影像，而不受殘留的指紋紋路所影響。至於色彩層，其設置於蓋體之下表面，使得蓋體可顯示出所需要的顏色，以達美觀之功效。

根據上述可知，本發明指紋辨識模組藉由於金屬環上設置固定柱，且於支撐板上設置相對應的容納槽，使固定柱伸入容納槽內，而加強金屬環與支撐板之間於水平方向上的結合力。另一方面，支撐板上的容納槽更可容納液態膠於其中，當液態膠固化之後，位於液態膠下方的延伸盤則可被固定於相對應的容納槽內，可進一步提升金屬環以及支撐板之間於垂直方向上的結合力。由於部份液態膠可容納於容納槽內，以加強金屬環與支撐板之間的結合力，故可設置較少量的液態膠於支撐板上，藉此可改善溢膠現象。因此可知，本發明指紋辨識模組不但可改善溢膠現象，更可強化金屬環與支撐板之間的結合。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

2‧‧‧指紋辨識模組

20‧‧‧指紋辨識感應元件

21‧‧‧蓋體

22‧‧‧金屬環

23‧‧‧第一支撐板

29‧‧‧密封元件

30‧‧‧電路板

31‧‧‧液態膠

221‧‧‧固定柱

231‧‧‧容納槽

301‧‧‧第一板體

302‧‧‧第二板體

2211‧‧‧柱體

2212‧‧‧延伸盤

2311‧‧‧容納槽之內側壁

Claims (10)

1. 一種指紋辨識模組，包括：一指紋辨識感應元件，用以偵測一手指之一指紋影像；一支撐板，用以承載該指紋辨識感應元件於其上，該支撐板具有複數容納槽；以及一金屬環，套設於該指紋辨識感應元件以及該支撐板上，且部份顯露於該指紋辨識模組之外，該金屬環具有複數固定柱，由該金屬環之一下表面延伸而形成，用以分別伸入該複數容納槽內，而固定該金屬環於該支撐板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，其中每一該固定柱包括：一柱體，由該金屬環之該下表面延伸而形成，用以伸入該容納槽內；以及一延伸盤，由該柱體之底部延伸而形成，用以於該柱體伸入該容納槽內時，與該容納槽之一內側壁接觸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之指紋辨識模組，更包括一液態膠，設置於該支撐板之一環狀區域上，其中當該金屬環套設於該指紋辨識感應元件以及該支撐板上時，該液態膠受該金屬環之推抵而往該容納槽流動，且覆蓋該延伸盤。
4. 如申請專利範圍第1項所述之指紋辨識模組，更包括：一蓋體，設置於該指紋辨識感應元件之一上表面上，用以保護該指紋辨識感應元件；以及 一電路板，位於該指紋辨識感應元件以及該支撐板之間，且電性連接於該指紋辨識感應元件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之指紋辨識模組，更包括一密封元件，設置於該電路板上且環繞該指紋辨識感應元件，用以避免一外來物進入該指紋辨識感應元件以及該電路板之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述之指紋辨識模組，更包括一第一黏著層，設置於該蓋體或該指紋辨識感應元件上，用以結合該蓋體以及該指紋辨識感應元件。
7. 如申請專利範圍第4項所述之指紋辨識模組，其中該電路板包括：一第一板體，與該指紋辨識感應元件電性連接，且與該第一支撐板接觸；以及一第二板體，係由該第一板體延伸而形成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之指紋辨識模組，更包括一第二黏著層，設置於該第一板體或該支撐板上，用以結合該電路板以及該支撐板。
9. 如申請專利範圍第8項所述之指紋辨識模組，其中該第二黏著層係黏膠或導電膠。
10. 如申請專利範圍第7項所述之指紋辨識模組，更包括：一連接器，設置於該第二板體之一第一表面上，用以電性連接該第二板體以及一外來電子元件；一另一支撐板，設置於該第二板體之一第二表面上，用以強化該第二板體之結構；以及一電子元件，設置於該第二板體之該第一表面上。