TW201732677A - 承載在硬質基板上之電子感測器 - Google Patents
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Abstract
一種感測器組件包含一硬質基板,其具有纏繞的電路子組件。電路子組件包含一軟性基板,其上形成多個導電跡線與多個互連件。當纏繞硬質基板時,多個導電跡線可彼此重疊,以形成電容性感測器元件。多個互連件將多個導電跡線連接到一個或多個零件,例如附屬於軟性基板的一部分之印刷電路板。感測器組件可安裝在主機設備(例如智能電話)的主機設備面板中形成的開口內,感測器組件任選地被間隔框架圍繞外圍且被覆蓋元件覆蓋。電路子組件可包含用於將感測器組件電性連接到主機設備的電子零件之主機連接器舌片。
Description
本發明涉及一種用於感測位於感測器附近或周圍的物體之感測器,諸如指紋感測器,以及用於將這種感測器併入主機設備的面板中的方法與組件。
在電子感測市場中,存在用於感測給定位置的物體之各種感測器。這樣的感測器被配置為感測物體之可檢測與/或可測量的特性,以感測在感測器附近或周圍之物體的存在以及被感測的物體之其他特徵與特性。這種“感測特性”可包含各種可檢測的特性,例如電子、電磁、超聲波、熱、光學等特性。
感測器可被配置為透過測量參數,諸如溫度、重量或者例如與感測器緊密接近或接觸的物體之光子、磁場或原子發射之各種輻射的參數,來被動地檢測物體的特性。這樣的一個示例為非接觸式紅外線溫度計,其檢測從物體發射的黑體輻射光譜,從而可計算該物體的溫度。
其他感測器透過用諸如電壓或電流的刺激直接激發物體,然後使用所得到的信號確定物體的物理或電特性以進行運作。這樣的一個示例係為由兩個端子(terminals)組成的流體檢測器,一個端子用電壓源激發介質,而第二個端子測量電流以確定導電流體(例如水)的存在。
其它感測器透過電容運行,並且包含形成電容元件陣列的電極布置。例如,某些指紋感測器包含並排配置的第一組導體(例如,導電跡線或導電線)與並排配置的第二組導體(例如,導電跡線或導電線),其中,該第二組導體橫向地重疊於該第一組導體並且透過介電質與該第一組導體分離。在每個重疊處形成電容感測元件,並且每個重疊處的阻抗對於接觸感測元件或在感測元件附近的物體之本質靈敏。
最近已經努力將感測器併入主機設備的平板(flat panels)中。例如,已經努力透過將感測器結合到諸如設備的顯示器與/或接口面板(interface panels)之玻璃面板中,使電容指紋感測器結合到諸如智能電話與平板電腦的設備中。這種感測器應當在尺寸上穩定,使得它們不會相對於玻璃面板差別地膨脹或收縮,並且面板應該具有平滑、連續的外表面,即使在感測器附近。此外,將導電感測元件與互連導體併入連續面板的一小部分是一個挑戰,這對於製造具有成本效益的感測器是必要的。
以下呈現簡化的概述以便提供對本文所描述之一些方面的基本理解。該概述不是所要求保護的主題的廣泛概述。它既不意欲標識所要求保護的主題之關鍵或決定性的元素,也不描繪其範圍。其唯一目的是以簡化形式呈現一些概念,作為稍後呈現的更詳細描述的序言。
本公開的方面體現於一種感測器組件,其包含具有相對的第一與第二表面的硬質基板;一軟性基板;設置在該軟性基板的一第一部分上的多個第一導電跡線;設置在該軟性基板的一第二部分上的多個第二導電跡線;設置在該軟性基板上的多個第一互連件,每個第一互連件連接到該些第一導電跡線中相關聯的一個;以及設置在該軟性基板上的多個第二互連件,每個第二互連件連接到該些第二導電跡線中相關聯的一個。
根據另一方面,該些第一導電跡線大致彼此平行,該些第二導電跡線大致彼此平行,並且該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線。
根據另一方面,該些第一互連件以及設置有該些第一互連件的該軟性基板之一部分圍繞該硬質基板的一第一邊緣延伸,且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分,且該些第二互連件以及設置有該些第二互連件的該軟性基板之一部分圍繞該硬質基板的一第二邊緣延伸,且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分。
根據另一方面,該些導電跡線與該些導電互連件包含被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或被嵌入該軟性基板中的導電材料。
根據另一方面,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
根據另一方面,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
根據另一方面,該硬質基板之相對的該第一與該第二表面是平面,且該硬質基板包含圓形的第一與第二端。
根據另一方面,當該軟性基板纏繞該硬質基板時,該軟性基板被配置為在尺寸與形狀上與該硬質基板相符。
根據另一方面,覆蓋該硬質基板的該第一表面之該些第一導電跡線以及覆蓋該些第一導電跡線與該硬質基板的該第一表面之該些第二導電跡線形成一感測器表面,且該感測器表面具有5微米(micrometer,µm)或更小的平坦度。
根據另一方面,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且該硬質基板的第一邊緣與第二邊緣為圓形。
根據另一方面,該軟性基板圍繞該硬質基板的該第一與第二邊緣延伸的部分接觸該硬質基板的該第一與第二邊緣。
根據另一方面,該軟性基板圍繞該硬質基板的該第一與該第二邊緣延伸的部分形成不與該硬質基板的該第一與該第二邊緣接觸的工作回路(service loops)。
根據另一方面,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
根據另一方面,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片(separate pieces)。
根據另一方面,該軟性基板由介電質材料製成。
根據另一方面,該軟性基板為聚合物基(polymer-based)材料。
根據另一方面,該軟性基板具有在0.2吉帕(GPa)至20 GPa之間的彈性係數。
根據另一方面,該軟性基板具有在2 GPa至9 GPa之間的彈性係數。
根據另一方面,該感測器組件還包含電路元件,其設置在該軟性基板上且在該軟性基板的該第一部分與該第二部分之間。該些第一互連件被配置為將該些第一導電跡線連接到該電路元件,該些第二互連件被配置為將該些第二導電跡線連接到該電路元件,該電路元件以及設置有該電路元件的該軟性基板之部分覆蓋該硬質基板的該第二表面。
根據另一方面,該感測器組件還包含用於將該感測器組件連接到主機設備的多個主機連接器舌片。
根據另一方面,該些連接器舌片包含形成在該軟性基板的一部分上的多個導電連接器焊盤(conductive connector pads)以及連接到該些連接器焊盤的多個導電主機連接器互連件。
根據另一方面,該軟性基板透過黏合劑固定到該硬質基板,並且該軟性基板的該第二部分透過黏合劑固定到該軟性基板的該第一部分。
根據另一方面,該黏合劑包含選自以下組成的群組之一種或多種材料:壓感黏合劑、B階片型黏合劑(B-staged sheet adhesive)、結合層黏合劑(bond ply adhesive)、丙烯酸基熱固性黏合劑、高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑、具有顆粒填料的黏合劑以增加黏合劑的彈性係數,以及具有高介電常數的填料之黏合劑。
本公開的其他方面體現於一種組件,包含一主機設備面板;一感測器組件,其包含具有相對的第一與第二表面的硬質基板以及設置在該硬質基板的該第一表面之多個感測器元件,其中該感測器組件設置在該主機設備面板中形成的一切除部份(cutout)內;以及一蓋板,設置在該切除部份與該感測器組件上方,以將該感測器組件封入該切除部份內。
根據另一方面,該切除部份通過該主機設備面板部分形成。
根據另一方面,該切除部份通過該主機設備面板完整形成。
根據另一方面,該蓋板的頂面與該主機設備面板的頂面齊平。
根據另一方面,該蓋板的頂面相對於該主機設備面板的頂面凹陷。
根據另一方面,該蓋板的頂面突出於該主機設備面板的頂面上方。
根據另一方面,該主機設備面板與該蓋板由玻璃製成。
根據另一方面,該感測器組件還包含一軟性基板,且該些感測器元件包含設置在該軟性基板上的多個導電跡線,以及該感測器組件更包含連接到該些導電跡線的多個導電互連件。該些導電跡線以及設置有該些導電跡線的該軟性基板之一部分覆蓋該硬質基板的該第一表面的至少一部分,且該些互連件以及設置有該些互連件的該軟性基板之一部分圍繞該硬質基板的邊緣延伸,並覆蓋該硬質基板的該第二表面的至少一部分。
根據另一方面,該組件包含一嵌入式擱板(recessed shelf),其形成於圍繞該切除部份的周邊之該主機設備面板中,且該蓋板位於該擱板中,該擱板的形狀對應於該蓋板的形狀,且該擱板的深度對應於該蓋板的厚度。
根據另一方面,該切除部份具有與該感測器組件的形狀相符的形狀。
根據另一方面,該組件包含一間隔框架,該間隔框架具有一外周邊與一內周邊,該外周邊具有與該切除部份的形狀相對應的形狀,該內周邊具有與該感測器組件的形狀相對應的形狀,且該間隔框架設置在該切除部份內,且該感測器組件設置在該間隔框架內。
根據另一方面,該蓋板設置在該間隔框架的該內周邊內。
根據另一方面,該組件包含一嵌入式擱板,其形成在圍繞其內周邊的該間隔框架中,且該蓋板位於該間隔框架的該擱板上,該擱板的形狀對應於該蓋板的形狀,該擱板的深度對應於該蓋板的厚度。
根據另一方面,該蓋板設置在該間隔框架的頂部上。
根據另一方面,該組件包含一斜面,其形成於圍繞其內周邊的該間隔框架中。
根據另一方面,該蓋板在圍繞其外周邊的周圍為斜面。
根據另一方面,該蓋板透過黏合劑固定到該感測器組件。
根據另一方面,該黏合劑包含選自以下組成的群組之一種或多種材料:壓感黏合劑、B階片型黏合劑、結合層黏合劑、丙烯酸基熱固性黏合劑、高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑、具有顆粒填料的黏合劑以增加黏合劑的彈性係數,以及具有高介電常數的填料之黏合劑。
根據另一方面,該切除部份穿過該主機設備面板完整形成,該間隔框架包含一下部外圍擱架(lower peripheral shelf),其從該間隔框架的下側橫向向外延伸,且該下部外圍擱架鄰接該主機設備面板的一下表面。
根據另一方面,該間隔框架由選自以下組成的群組之一種或多種材料製成:機器可用或可塑造的塑膠、液晶聚合物、聚對苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene Terephthalate,PBT)、傳導性聚合物、具有碳或石墨填料的聚合物、矽樹脂基材料(silicone-based materials)、聚合物發泡體、矽氧發泡體、傳導性熱塑性或熱固性模制化合物、傳導性發泡體(conductive foams)與傳導性矽脂(conductive silicones)。
根據另一方面,該組件的該些導電跡線包含設置在該軟性基板的一第一部分上的該些第一導電跡線與設置在該軟性基板的一第二部分上的該些第二導電跡線。
根據另一方面,該組件的該些第一導電跡線大致彼此平行,該些第二導電跡線大致彼此平行,且該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線。
根據另一方面,該組件的該些互連件包含與該些第一導電跡線相關聯的多個第一互連件以及與該些第二導電跡線相關聯的多個第二互連件,該些第一互連件與設置有該些第一互連件件之該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的一第一邊緣延伸且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分,且該些第二互連件與設置有該些第二互連件件之該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的一第二邊緣延伸且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分。
根據另一方面,該組件包含設置在該軟性基板上的一電路元件,該些互連件被配置為將該些導電跡線連接到該電路元件,且該電路元件與設置有該電路元件之該軟性基板的該部分覆蓋該硬質基板的該第二表面。
根據另一方面,該電路元件大致位於該軟性基板的中心;該些第一與第二導電跡線相對於該電路元件設置在該軟性基板的相對端;且該些第一與第二導電互連件設置在該軟性基板上。該些第一互連件將該些第一導電跡線連接到該電路元件,且該些第二互連件將該些第二導電跡線連接到該電路元件。該軟性基板纏繞該硬質基板,使得該電路元件設置在該硬質基板的該第二表面上,且該些第一與第二互連件從該硬質基板之圍繞該硬質基板的相對邊緣的該第二表面延伸到該硬質基板的該第一表面,其中該些第一與第二導電跡線重疊以在該硬質基板的該第一表面上方形成一感測陣列。
本公開的其他方面體現於一種感測器組件,包含一硬質基板,其具有相對的第一與第二表面;一軟性基板,其具有相對的第一與第二表面;多個第一導電跡線,其設置在該軟性基板的一第一部分之該第一表面;多個第二導電跡線,其設置在該軟性基板的該第一部分之該第二表面;以及一電路元件,其設置在該軟性基板的一第二部分。該電路元件設置在該軟性基板的該第二部分的該第一表面上,且該些第一與第二導電跡線電性連接該電路元件。該軟性基板纏繞該硬質基板,該軟性基板的該第一與第二部分的該第二表面分別面向該硬質基板的該第一與第二表面,該軟性基板的該第一部分與設置在其上的該些第一與第二導電跡線覆蓋該硬質基板的該第一表面,且該軟性基板的該第二部分與設置在其上的該電路元件覆蓋該硬質基板的該第二表面。
根據另一方面,該些第一導電跡線大致彼此平行,該些第二導電跡線大致彼此平行,且該些第二導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線。
根據另一方面,該感測器組件包含一導電互連件,其與該些第一與第二導電跡線中的每一個相關聯,且將該些第一與第二導電跡線中的每一個連接到該電路元件。
根據另一方面,覆蓋該硬質基板的該第一表面之該軟性基板的該第一部分及設置在其上的該些第一與第二導電跡線形成一感測器表面,且該感測器表面具有5µm或更小的平坦度。
根據另一方面,在其上設置有至少一部分的該些互連件之該軟性基板的一部分在不與該第一與該第二表面之間的該硬質基板的一邊緣接觸之一工作回路(service loop)中圍繞該邊緣延伸。
根據另一方面,該感測器組件包含多個穿孔,其延伸穿過在該軟性基板的該第一表面與該第二表面之間的該軟性基板,其中與該些第二導電跡線相關聯之該些導電互連件的至少一部分從該軟性基板的該第二表面延伸穿過該些穿孔至該軟性基板的該第一表面。
根據另一方面,該些導電跡線與該些導電互連件包含一導電材料,其被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或者被嵌入於該軟性基板中。
根據另一方面,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
根據另一方面,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
根據另一方面,該硬質基板之相對的該第一與第該二表面為平面,且其中該硬質基板包含圓形的第一與第二端。
根據另一方面,當該軟性基板纏繞該硬質基板時,該軟性基板被配置為在尺寸與形狀上與該硬質基板相符。
根據另一方面,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且該硬質基板的第一與第二邊緣為圓形。
根據另一方面,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
根據另一方面,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片。
根據另一方面,該軟性基板由介電質材料製成。
根據另一方面,該軟性基板為聚合物基材料。
根據另一方面,該軟性基板具有在2 GPa至9 GPa之間的彈性係數。
根據另一方面,該軟性基板具有在0.2 GPa至20 GPa之間的彈性係數。
根據另一方面,該感測器組件包含一主機連接器舌片,其用於將該感測器組件連接到一主機設備。
根據另一方面,該主機連接器舌片包含:從該硬質基板延伸之該軟性基板的一部分;設置在該軟性基板的該延伸部分上的多個導電互連件;以及設置在該軟性基板的該延伸部分的一側上之一連接器插頭,且該些導電互連件從該電路元件延伸到該連接器插頭。
根據另一方面,該感測器組件包含一加強材,其設置在該軟性基板之與該連接器插頭相對的該延伸部分的一表面上。
本公開的其他方面體現於一種感測器組件,包含:一硬質基板,其具有相對的第一與第二表面;一軟性基板,其具有相對的第一與第二表面;多個第一導電跡線,其設置在該軟性基板的一第一部分上且形成在該軟性基板的該第一部分的該第一表面上;多個第二導電跡線,其設置在該軟性基板的該第一部分上,且形成在該軟性基板的該第一部分的該第二表面上;以及設置在該軟性基板的一第二部分上的一電路元件。該些第一導電跡線大致彼此平行,該些第二導電跡線大致彼此平行,且該些第二導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線。該些第一與第二導電跡線電性連接到該電路元件。該軟性基板至少部分地纏繞該硬質基板,該軟性基板的該第一部分的該第二表面面向該硬質基板的該第一表面,該軟性基板的該第一部分以及設置在其上的該些第一與第二導電跡線覆蓋該硬質基板的該第一表面,且在其上設置有該電路元件之該軟性基板的該第二部分從該硬質基板延伸。
本公開的其他方面體現於一種電子裝置,包含:一主機設備面板,其被配置為提供接口與/或顯示功能;一指紋感測器,其設置在形成於該主機設備面板的一凹部或一開口內;以及一蓋板,其設置在該指紋感測器上方。該指紋感測器包含具有相對的第一與第二表面的一硬質基板;以及一軟性電路子組件,其至少部分地纏繞該硬質基板,以覆蓋該第一與第二表面。該軟性電路子組件包含一軟性基板,其具有相對的第一與第二表面以及形成在該軟性基板的該第一與第二表面其中之一或兩者之多個第一與第二導電跡線。該些第一與第二導電跡線被配置為使得當該軟性電路子組件纏繞該硬質基板時,該些第一與第二導電跡線彼此橫向定向且透過該軟性基板的一層彼此分離。
根據另一方面,該電子裝置包含一行動電話、一智能電話、一桌上型電腦、一膝上型/筆記型電腦、一平板電腦或一精簡型客戶端裝置(thin client device)。
本公開的主題的其它特徵與特性以及操作方法,連同結構的相關元件的操作方法與功能以及零件的組合與製造之經濟性,在參考附圖、考慮以下描述與所附申請專利範圍後將變得更明顯,以上全部內容形成本說明書的一部分,其中相同參考數字表示在不同圖中的對應部分。
雖然本公開的要求保護主題的各方面以各種形式來體現,下面的描述與附圖僅僅旨在揭露要求保護主題之具體實施例的一些形式。因此,本公開的要求保護主題不受限於像這樣描述與說明的形式或實施例。
除非另外定義,否則本領域的所有術語、在此使用的符號與其他技術術語或專門名詞具有與本申請屬於的領域中的普通技術人員通常理解相同的含義。在此提及的所有專利、申請、公開申請與其他公開以其整體內容通過引用結合於此。如果在本段內容中列出的定義與通過引用結合於此的該專利、申請、公開申請、與其他公開中列出的定義相反或不一致的情況下,在本段內容中列出的定義取代通過引用結合於此的定義。
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本說明書可使用相對空間與/或方位術語,以描述構件、裝置、位置、特徵、或其部分的位置與/或方位。除非特別陳述、或由說明書的上下文指示,包含但不限於頂部、底部、上方、下方、之下、在頂部上、上、下、左、右、前、後、靠近、鄰近、之間、水準、垂直、對角、縱向、橫向、徑向、軸向等等術語便於使用,以提及在圖式中該構件、裝置、位置、特徵、或其部分的位置與/或方位,並非旨在限定本發明。
此外,除非另外陳述,否則在本說明書中所提及的任何特定尺寸僅是實現本公開的裝置之代表例示性實施方案且並非旨在限定本發明。
術語“約”的使用適用於所有數值,無論是否明確指出。該術語通常是指數值範圍,在所屬技術領域中具有通常知識者將認為該數值範圍係為在本公開的上下文中對所列舉的數值之合理偏差量(即,具有等效功能或結果)。例如但不限於,該術語可被解釋為包含給定數值的正負百分之十的偏差,只要這樣的偏差不改變該數值的最終功能或結果。因此,在所屬技術領域中具有通常知識者將理解的某些情況下,約1%的數值可解釋為0.9%至1.1%的範圍。
如本文所使用的術語“大體上(substantially)”與“大體上的(substantial)”是指相當大程度或範圍。當結合事件、情況、關係或特性使用時,術語可指在該事件、情況、關係或特性中恰好發生的實例以及在該事件、情況、關係或特性中發生在非常接近的實例,例如說明本文該的實施例的代表性容限程度(tolerance levels)或變化性。
如於此所使用的,術語“任選的( optional)”與“任選地( optionally)”是指隨後描述的事件、情況、特性、結構、成分等可能發生或可能不發生,並且該描述包含事件或情況發生的實例與不發生的實例。
本公開涉及一種用於偵測位於近處的物體之感測器組件。在一個實施例中,感測器為指紋感測器,其偵測放置在感測器組件的感測表面上的手指之表面特徵(例如,凸起與凹陷)。在一個實施例中,感測器組件基於包含驅動元件與拾取元件的一組元件之間的相互作用進行操作。在一實施例中,拾取元件可耦合驅動元件,以感測來自最終到達拾取元件的驅動元件之信號。在感測器為指紋感測器的實施例中,感測器組件可偵測感測器表面上的特定位置是否正好在指紋的凸起下方或正好在指紋的凹陷下方。
在一個實施例中,感測器組件為電子感測器。在一個實施例中,感測器組件為指紋感測器,其偵測放置在感測器組件的感測表面上的手指之表面特徵(例如,凸起與凹陷)。在一個實施例中,電子感測器基於包含驅動元件與拾取元件的一對電極之間的相互作用進行操作。在一實施例中,拾取元件可電容性地耦合驅動元件,以感測從驅動元件傳遞到拾取元件的電子信號。
其他感測器實施例可基於信號反射的原理操作,由此傳輸信號(例如,超音波信號或紅外線信號)被引導到物體,反射信號被獲得與表徵,以及物體的特徵與特性,諸如表面特徵(例如,指紋凸起與凹陷),基於所獲得的信號特性來確定。
基於感測器是否偵測在拾取元件處接收的信號之變化來偵測位於近處的物體之特徵。在電子感測器為指紋感測器的實施例中,感測器可偵測感測器表面上的特定位置是否正好在指紋的凸起下方或正好在指紋的凹陷下方。比起對應的指紋凹陷,指紋凸起通常提供通過人體的接地電位之相對較低阻抗的路徑。因此,如果指紋凸起接觸拾取元件,則其可顯著地衰減在拾取元件處偵測到的信號。如果拾取元件反而正好在指紋凹陷的下方,則在拾取元件處偵測的信號通常具有較小的衰減。因此,本實施例中的電子感測器可基於在拾取元件處偵測到的信號來區分指紋凸起與指紋凹陷。
在一個實施例中,電子感測器形成格柵(grid),以偵測在多個位置之位於近處的物體的表面特徵。該格柵包含多個導電驅動跡線或導電驅動線以及多個導電拾取跡線或導電拾取線,每個導電驅動跡線或導電驅動線可連接驅動源,該驅動源能夠產生單頻、多頻或者固定或可變振幅的二進制脈衝序列,該些導電拾取跡線或導電拾取線橫向(最好大體上垂直)定向於該些驅動線。該些驅動線最好大體上彼此平行,且該些拾取線最好大體上彼此平行。該些驅動線透過絕緣層(例如:介電質)與該些拾取線分離。在各種實施例中,將該些驅動線與該些拾取線分離之絕緣介電層包含一黏合劑材料;包含超過一個的絕緣介電層;包含超過一個的絕緣介電層,其中該些絕緣介電層之一為一黏合層;或者包含超過一個的軟性絕緣介電層,其中該些軟性絕緣介電層中的一個為一黏合層。在一個實施例中,將該些驅動線與該些拾取線分離之該絕緣介電層或該些絕緣介電層具有大體上均勻的厚度。
因此,每個驅動線可以通過介電層電容性地耦合一拾取線。在該實施例中,該些驅動線可形成該格柵的一軸(例如:X軸),而該些拾取線形成該格柵的另一軸(例如:Y軸)。該些驅動線與該些拾取線重疊的每個位置可形成阻抗敏感電極對(impedance-sensitive electrode pair),由此該些驅動線與該些拾取線的重疊部分形成由介電層分離之電容的相對平板。該阻抗敏感電極對可被視為偵測到位於近處物體的表面特徵之像素(例如:X-Y坐標)。該格柵形成多個像素,其可共同地創建位於近處的物體之表面特徵的地圖。例如,該格柵的像素可映射觸摸電子感測器的手指表面之凸起與凹陷特徵的位置。映射可用作與儲存在資料庫中的凸起/凹陷圖案匹配的識別圖案。具有重疊的該些驅動線與該些拾取線之指紋感測器的額外細節以及驅動、感測與掃描電子設備,在標題為“Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making”的美國第8,421,890號專利以及標題為“Biometric sensing”的美國第8,866,347號專利中討論,其各自的公開內容通過引用整體併入本文。對用於改善測量原理的靈敏度之裝置、方法與電路的進一步改進與增強係採用感測器格柵,其由包含驅動、感測、掃描與降噪的電子設備之介電質所隔開的重疊的該些驅動線與該些拾取線所組成,在標題為“Fingerprint Sensor Employing an Integrated Noise Rejection Structure”的美國專利申請第14 / 582,359號中描述,其公開內容通過引用整體併入本文。
在一個實施例中,感測器格柵可包含多個拾取線與多個導電驅動通孔,該些通孔布置在一格柵上,例如:正方形格柵,每個拾取線重疊多個驅動通孔,該些驅動通孔藉由一第一絕緣介電層與該些拾取線分開,且該些拾取線與該第一絕緣介電層的一第一表面接觸。在該實施例中,該些導電驅動通孔形成從一第二介電層的一第一表面到該第二介電層的一第二表面之一導電路徑。該第二介電層的該第一表面位於該第一絕緣介電層的該第二表面附近。該些驅動通孔電性連接位於該第二介質層的該第二表面上的該些驅動線或一驅動平面。
在一個實施例中,感測器柵格可包含多個感測器元件(例如:多個驅動線與多個拾取線,或者多個驅動通孔與多個拾取線),其位於一個或多個基板上,例如軟性基板,軟性基板可折疊於自身上以形成一格柵陣列,其具有彼此橫向定向的個別感測器線以及在線之間形成介電質之軟性基板的一部分。不同感測器線的交叉位置創建用於收集物體的特徵與/或特性信息(例如:指紋的凸起與凹陷圖案)之感測位置。
在一個實施例中,感測器格柵可包含位於多個個別基板上的多個感測器元件,該些感測器元件直接地或通過另一個不同的基板(例如,通過互連到半導體封裝基板,該半導體封裝基板包含用於感測器功能的適當的電子元件)彼此電性連接 。 在該實施例中,該些個別基板可使用可分離的連接器、或透過焊接過程、或透過導電黏合劑、或透過本領域技術人員通常已知的其他手段電性連接。
在一個實施例中,該些驅動線與該些拾取線不以它們彼此導通的方式電性相交或連接;它們形成分離的阻抗感測電極對,其允許該些驅動線投射一電場且允許該些拾取線接收一電場,消除對不同電極結構的需要。交叉的兩條線本質上產生阻抗感測電極對,散佈的介電質分隔該兩條線。因此,感測器被配置為啟動兩個一維感測器線,以獲得識別物體的特徵與/或特性之一個像素的信息。
因此,於此描述的感測器裝置可利用形成在該些驅動元件與該些拾取元件(例如;該些驅動線與該些拾取線、或該些驅動通孔與該些拾取線、或該些驅動線與該些通孔的組合以及該些拾取線)之間的交叉處所形成的本質阻抗感測電極對。在操作上,可透過該些驅動元件與該些拾取元件在由特定交叉位置的感測區域附近或周圍同時接地而進一步聚焦由每個驅動元件(例如:驅動線與/或驅動通孔)所發射的電場。如果其它驅動與拾取元件同時感測電場時這限制可能發生的干擾。多於一個電極對可同時被感測。然而,在解析度為重要因素的情況下,最好可能避免感測電極對彼此太接近,以避免干擾並且保持以特定解析度感測物體特徵的正確度。為了本說明的目的,“本質電極對”是指阻抗感測電極對的使用,該阻抗感測電極對係形成於驅動元件與拾取元件交叉位置的每一處。
在一實施例中,該些感測器線可包含在一層上的多個驅動線與在另一層上的多個拾取線,其中該些層以允許該些個別感測器線、該些驅動線與拾取線彼此交叉的方式位於彼此的上方,以在每個交叉位置形成阻抗感測電極對。這些交叉位置提供分別聚焦的電子拾取位置或像素,或者可獲得物體的特徵與/或特性的多個個別數據點之電極對。高程度的電場聚焦(field focus)係由於本質電極對的小尺寸以及由非活性板(inactive plates)提供之相鄰接地的高密度。軟性基板可具有一第二基板,其配置有邏輯或處理器電路,用於與感測器線路發送與接收信號,以電性獲得與物體相關的信息。
在操作中,例如:使用電壓源啟動所選擇的驅動線,並且將選擇的拾取線連接到接收電路(諸如放大器/緩衝器電路),使得由主動驅動線(active drive line)發射所產生的電場可被主動拾取線(active pickup line)獲得。電場從該驅動線通過中間介電絕緣層延伸到該拾取線。如果物體存在,則一些或全部的電場可被物體吸收,從而改變該拾取線接收電場的方式。這改變了由該拾取線與該接收電路獲得與處理的結果信號,且因此指出物體的存在,並可透過處理信號來感測與識別物體的特徵與特性,以確定接收信號在每個交叉位置(即,像素)處改變的相對量。該處理可透過某種形式的邏輯或處理電路來完成。
在其它實施例中,驅動驅動線的信號可以為複合信號、變化頻率、二進制序列與/或幅度或其它信號。 這將使得感測器能夠利用變化或複雜的信號從不同的視角分析物體的特徵與/或特性。該信號可包含不同頻率與/或幅度的同時信號(simultaneous signals),其在被物體部分或完全吸收之後將產生以不同方式變化的結果信號,進而指出物體的不同特徵與特性。該信號可包含不同的音調、被配置為啾頻斜坡(chirp ramps)的信號以及其它信號。然後,可以使用處理或邏輯電路從所得到的信號中散播各種信息與數據點。
在操作中,可將變化或複雜的信號施加到該驅動線,且該拾取線將接收所產生的待處理電場。邏輯或處理電路可被配置為處理結果信號,諸如在使用同時信號時分離出不同的頻率,使得可以從不同的視角獲得物體的特徵與/或特性。
給定可以在個別對處被啟動的像素格柵,可以用多種方式獲得每個像素。在一個實施例中,可以啟動驅動線,且可按照順序打開與關閉跨越主動驅動線的拾取線以獲得像素線。該排序可作為掃描序列。這裡,透過將第一驅動線連接到信號源來啟動第一驅動線,然後一次一個拾取線連接到獲得電路(capture circuitry),例如放大器/緩衝電路,獲得來自在兩條線的交叉處形成的像素之信息,然後拾取線斷開並連接到地電位。然後,依序處理下一個像素,然後是另一個,然後是另一個,直到處理跨過主動驅動線之拾取線的整個陣列。然後該驅動線被停用(deactivated),且另一個驅動線被啟動,並透過將該些拾取線連接到獲得電路,用該主動驅動線再次掃描該些拾取線。這些可以按順序一次完成一個,可同時處理幾個非相鄰像素,或者對於給定應用其他可能的變化。在像素格柵被處理之後,則物體信息的呈現 將是可能的。
在一個實施例中,基板可為例如軟性聚合物基板(flexible polymer based substrate)。一個實例為聚亞醯胺膜(polyimide film),例如:DuPont Kapton®帶,其廣泛地用於軟性電路中,例如:使用於列印機的墨盒(cartridges)與其它裝置中,或Ube Upilex®。另一個實例是聚酯膜(polyester film),例如:Mylar®,其廣泛用於低成本的軟性印刷電路中。封裝可包含這樣的軟性基板,其中該些驅動線可位於該基板的一側,且該些拾取線可位於該基板的相對側。
該些驅動線可大致在相對於該些拾取線的方向上正交,且可大體上垂直於該些拾取線。根據一個實施例,裝置可配置有位於絕緣介電基板的相對側上或附近的該些驅動線與拾取線,其中這三個零件的組合提供電容性質。該些驅動線可被啟動以驅動電場到物體上、物體中或圍繞物體。
在包含實施例與示例的描述之本描述中,將參考術語平行、垂直、正交以及相關術語與描述。本領域技術人員將理解這些描述並不旨在是限制性的。相反地,實施例延伸到該些驅動線、該些拾取線、該基板或相關結構的各種取向與構造,以及零件的各種組合與排列、它們的放置、彼此的距離以及感測器的不同組件中的順序。儘管實施例涉及配置有多個驅動線與拾取線的感測器,其通常在像素位置處彼此交叉且被配置為檢測附近物體的存在與其他特徵與特性,但是實施例不限於任何特定配置或方向,而是僅限於所附權利要求、其等同物,以及在本申請與相關申請中提交的未來權利要求及其等同物。
此外,將參考該些拾取跡線、該些驅動跡線、該些拾取線、該些拾取板、該些驅動線、驅動板及類似物,但應當理解,對該些跡線、線或板的各種參考可互換使用,並且不將實施例限制為這些零件的任何特定形式、幾何形狀、剖面形狀、變化的直徑或剖面尺寸、長度、寬度、高度、深度或其它物理尺寸。此外,可實現更複雜的零件以改善根據實施例配置的裝置性能,例如65、45、32或22奈米的導電線或碳奈米管,其可使組件更容易地適於在小尺寸與形狀以及低功率的期望特性與特徵應用。本領域技術人員將理解,在不脫離本實施例的精神與範圍的情況下,這些尺寸可在不同的應用中變化,甚至可能改善一些應用中的性能或降低功耗。
還將參考該些跡線與該些感測器線,諸如:感測器驅動線或跡線以及感測器拾取線或跡線,及其在它們之間與彼此之間的方位。例如,將描述大體上平行的該些驅動線。這些驅動線旨在被描述為由導電材料(例如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金或其合金)製成的平行導電線,其被形成、蝕刻、沉積、電鍍或印刷到基板上。本領域技術人員將理解,由於大多數任何製造程序中固有的缺陷,這種導電線本質上很少是“完美的”,因此在實踐中不完全平行。因此,它們被描述為“大體上平行”。不同的應用可甚至將一些感測器線配置為非平行,使得線可針對該些線的一部分平行地發生,且該些線可能必須偏離平行,以與用於設備操作的其它零件連接,或者為了在其上形成或描繪的基板上或基板周圍佈線。類似地,個別的線陣列可被描述為正交或垂直,其中該些驅動線大體上正交或垂直於該些拾取線。本領域技術人員將理解,各種線可不完全彼此垂直,且它們可被配置為在特定應用中以不同的角度偏離垂直或以其他方式交叉。它們也可為部分垂直,其中該些驅動線的部分可大體上垂直於該些拾取線的對應部分,且不同線的其他部分可偏離垂直,以便在基板上或基板周圍佈線或者連接到使設備運作的其它零件。
該些驅動線與該些拾取線可由一個或多個處理器控制,以使得能夠經由該些驅動線將信號傳輸到物體,經由該些拾取線接收來自物體的結果信號,並處理結果信號以限定物體圖像。一個或多個處理器可連接在一個單片零件中,其中該些驅動線與該些拾取線併入包含處理器的封裝中。在另一實施例中,該些驅動線、該些拾取線與該基板可自身組裝在封裝中,其中該封裝可連接到控制一般系統功能的系統處理器。
在另一個實施例中,感測器可被配置為驅動不同頻率的信號,因為大多數物體的阻抗,特別是人體組織與器官,將隨頻率大大變化。為了測量所感測物體在一個或多個頻率之複雜阻抗,接收器還必須能夠測量相位以及幅度。在一個實施例中,從給定阻抗感測電極對產生的結果信號可由變化的頻率(在本領域中稱為跳頻)產生,其中接收器被設計為跟踪隨機、偽隨機或非隨機的頻率序列。該實施例的變型可以是稱為啁頻之線性或非線性頻率掃描。在這樣的實施例中,可非常有效地測量連續頻率範圍的阻抗。
如本文所公開的感測器組件包含軟性感測器子組件,其纏繞大體上硬質的基板。感測器子組件包含其上設置有感測器元件的軟性基板。在本文所述的實施例中,感測器子組件包含電路子組件,其中軟性基板包含軟性介電基板,其可為聚合物基板,例如:Kapton®或Upilex®,且該些感測器元件包含多個導電跡線,其由合適的導電材料(諸如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成,其被形成、蝕刻、沉積、電鍍、印刷或以其他方式施加到軟性基板或被嵌入到軟性基板中。在一實施例中,感測器元件包含設置在軟性基板的第一部分上或嵌入軟性基板的第一部分的多個第一導電跡線與設置在軟性基板的第二部分上或嵌入軟性基板的第二部分的多個第二導電跡線。該些第一導電跡線優選地彼此並排布置,而不彼此接觸,且可大致彼此平行。類似地,該些第二導電跡線優選地並排布置,而不彼此接觸,且可以大致彼此平行。該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線且可大致垂直於該些第二導電跡線。
在本文預期的其它感測器子組件中,感測器元件可包含設置在合適的軟性基板上且被配置為纏繞硬質或基本上硬質的基板之超聲波、熱、光學等感測器。
硬質基板包含相對的第一平面表面與第二平面表面。電路子組件纏繞硬質基板,使得該些第一導電跡線與該軟性基板之其上設置有該些第一導電跡線的一部分形成覆蓋該硬質基板的該第一表面的一第一層,以及該些第二導電跡線與該軟性基板之其上設置有該些第二導電跡線的一部分形成覆蓋該第一層的一第二層。該第一層與該第二層彼此重疊,使得該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線,且在各種實施例中,可大致垂直於第二導電跡線,並且使得該些第一導電跡線透過該軟性基板的至少一層與該些第二導電跡線隔開。一第二導電跡線與一下面的(underlying)第一導電跡線重疊的每個位置形成可被視為像素的阻抗感測電極對。
在各種實施例中,電路子組件還可包含一電路元件,諸如:控制器晶片(也稱為驅動器晶片),其可包含一積體電路,諸如:特殊用途積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)或分離的電子電路,其安裝到該軟性基板且透過該些第一跡線互連件連接到該些第一導電跡線並透過該些第二跡線互連件連接到該些第二導電跡線。ASIC可包含被配置為生成電壓或電流信號源的一信號源元件、用於將該信號源選擇性地連接到該些第一跡線或該些第二跡線的每個跡線之多個開關元件、緩衝器與放大器以及用於將該些第一或第二跡線以外的其他每個跡線選擇性地連接到該緩衝器與放大器之多個開關元件,憑此該緩衝器與該放大器產生一信號,該信號指示由選擇性地連接到該跡線的一跡線所獲得的電場之特性(例如:幅度)。
在一個實施例中,該電路元件、該些第一導電跡線與第二導電跡線以及該些第一跡線互連件與第二跡線互連件設置在該軟性基板的第一側上,且該軟性電路子組件纏繞硬質基板,使得該軟性基板的第一側以及設置在其中的該電路元件、該些跡線與該些互連件從該硬質基板向外面向。在一替代實施例中,在將該軟性基板纏繞該硬質基板之後,該電路元件設置在該軟性基板的第一側並與其互連。在一替代實施例中,該電路元件、該些第一與第二導電跡線以及該些第一與第二跡線互連件設置在該軟性基板的第一側上,且該軟性子組件纏繞該硬質基板,使得該軟性基板的第一側以及設置在其中的該電路元件、該些跡線與該些互連件面向內朝向該硬質基板。在該替代實施例中,可在接收該電路元件的該硬質基板之一個表面中形成一凹穴或一切除部份。
在一替代實施例中,該些第一與第二導電跡線以及該些第一與第二跡線互連件設置在該軟性基板的第一側上,且該電路元件設置在該軟性基板的第二側上,該第二側大體相對該第一側。該軟性基板纏繞該硬質基板,使得該軟性基板的第一側以及設置在其中的該些跡線與互連件面向內朝向該硬質基板。該軟性基板的第二側上的該電路元件通過該軟性介電基板(flexible dielectric substrate)的開口(例如:孔或通孔)電性連接到該些第一與第二跡線互連件。在各種實施例中,形成在該軟性基板中的該些孔或該些通孔可在空間上對應於該電路元件上的多個互連件端子,以焊料、導電黏合劑、打線或其他合適的方法促進該電路元件與穿過該軟性基板的該些跡線互連件之間的互連。
例示性感測器組件的具體細節在「第1圖」至「第4圖」中顯示。
「第1圖」係為感測器組件10的一實施例之俯視圖。感測器組件10包含硬質基板20,電路子組件40纏繞硬質基板20。也如「第6圖」所示,電路子組件40包含軟性基板42、多個第一導電跡線46與多個第二導電跡線52a、52b。為了避免混亂附圖,多個第一跡線中僅一個標記有46,多個第二跡線中僅標記一個52a與52b。在一個實施例中,第二導電跡線52a、52b覆蓋硬質基板20的第一(上)表面22上的該些第一導電跡線46的一部分-因此該些第一導電跡線可僅沿著感測器組件10的一個邊緣見於「第1圖」中-以形成覆蓋頂面22(即,在虛線67與69之間的上表面的區域)的感測器區域68。因此,該些第一導電跡線46與該些第二導電跡線形成感測器組件10的多個感測器元件,例如電容,其用於感測物體,該物體相鄰或接觸感測器區域68的至少一部分。
在一替代實施例中,電路子組件40可被包覆到覆蓋導電跡線52a、52b上的導電跡線46。
在電路子組件40的另一個實施例中,導電跡線52a與52b可在軟性基板42的一個邊緣上合併為一組,而不是交叉指形(interdigitated)。
在所示實施例中,硬質基板具有矩形塊(或正方形塊或立方塊)的形狀,但這不應被認為是限制硬質基板的可能替代形狀。
「第2圖」係為感測器組件10'的替代實施例之俯視透視圖。感測器組件10大致與「第1圖」所示的感測器組件10相同。感測器組件10'與感測器組件10之間的一個區別是感測器組件10'的電路子組件40'還包含主機連接器舌片58,其從硬質基板20的端部橫向延伸,用於將感測器組件10'連接到主機設備,諸如:電腦、智能電話等。主機連接器舌片58也可用安裝在其上的硬質連接器延伸。
在一個實施例中,主機連接器舌片58可用於將感測器組件互連到使用可分離的電子連接器之主機。例如,兩件式板對板連接器的頭部(header)可表面裝配到主機連接器舌片58,且可互連到兩件式連接器的插座,該插座安裝在跳線軟性電路(jumper flex circuit)上或直接安裝於主機設備的印刷電路板,諸如主邏輯板(main logic board)(或者反之亦然:兩件式連接器的插座可安裝在主機連接器舌片58上,且兩件式連接器的頭部可安裝在跳線軟性電路或主邏輯板上)。或者,主機連接器舌片58可包含鍍金引線,其插入並互連到零插入力(zero insertion force,ZIF)連接器,ZIF連接器安裝在主機設備的軟性或硬質印刷電路上。
對於缺少主機連接器舌片的感測器組件之實施例,感測器組件可透過連接器元件(例如:連接器焊盤)電性連接到主機設備,連接器元件設置在電路子組件上且向外暴露在感測器組件上。
如「第1圖」與「第2圖」所示,在感測器組件的實施例中,電路子組件40、40ꞌ包含兩組第二跡線互連件54a、54b。為了避免混亂附圖,每組互連件中僅一個第二跡線互連件用54a或54b標記。第二導電跡線52a、52b交替連接到第二跡線互連件54a或54b中的一個,其中每個第二導電跡線52a連接到相關聯的第二跡線互連件54a,且其中每個第二導電跡線52b連接到相關聯的第二跡線互連件54b。每個第二導電跡線52a在其第一端處連接到相關聯的第二跡線互連件54a,且每個第二導電跡線52b在其相對的第二端處連接到相關聯的第二跡線互連件54b。透過第二導電跡線52a、52b的端部之間的交替連接,第二跡線互連件54a的一半可設置在感測器組件10、10'的一端,且第二跡線互連件54b的另一半可設置在感測器組件10、10'的相對端上。在感測器組件的端部之間劃分第二跡線互連件件54a、54b允許感測器區域68大致居中在感測器組件10、10'上。然而,本領域技術人員將認可,在替代實施例中,第二導電跡線52可全部在相同端連接到第二跡線互連件。
「第3圖」係為感測器組件10ꞌ的底部透視圖。電路子組件40ꞌ包含電路元件56,其設置在硬質基板20相對設置有第一導電跡線46與第二導電跡線52a、52b的表面之表面。電路元件56可為控制器晶片(包含例如:驅動電子設備、感測電子設備、掃描電子設備、降噪電子設備,如美國專利第8,421,890號、美國專利第8,866,347號與美國專利申請第14/582,359號 ),其可包含一積體電路,諸如:特殊用途積體電路,或者它可包含分離的電子電路。電路元件56可為透過已知的薄膜覆晶(chip-on-film,COF)技術安裝到軟性基板42上或者使用傳統晶片帶線(traditional chip band wire)或捲帶式自動接合(TAB bonding)技術正面朝上安裝的倒裝晶片(flip chip)。纏繞硬質基板20的一個邊緣延伸的第一導電跡線46透過以聚集方式配置的第一跡線互連件46連接到電路元件56,使得電路元件56可製造得比硬質基板20小。第二跡線互連件54a、54b將第二導電跡線(「第3圖」中未顯示)連接到電路元件56。
主機連接器舌片58從軟性基板42的邊緣延伸。主機連接器舌片58包含透過連接器舌片互連件60連接到電路元件56的導電連接器焊盤72。為了避免混亂附圖,只有一個連接器焊盤72被標記,且該些連接器舌片互連件60中的一個被標記。
在一個實施例中,「第1圖」係為感測器組件10之仰視圖,其基本上與「第3圖」所示的視圖相同,除了「第1圖」的感測器組件10不包含主機連接器舌片58。
在一替代實施例中,電路子組件40不包含電路元件56,而是提供用於將跡線46、52a、52b與互連件48、54a、54b連接到遠程定位電路(remotely-located circuitry)之連接器,其可包含一電路元件,其位於遠離感測器組件的主機設備內。
參考「第5圖」,其為硬質基板20的例示性構造之俯視圖,在所示實施例中,基板包含第一表面22(例如:頂面)、第二表面24(例如:相對頂面且任選地與其平行的底面)、相對的第一邊緣26與第二邊緣28(分別在如「第5圖」所示的右側與左側)、第一端32與第二端34。基板20還包含在第一與第二表面及第一與第二邊緣之間的過渡處之拐角(corners) 30a、30b、30c、30d。拐角30a-30d優選地為圓形,以便當電路子組件40纏繞硬質基板20時,避免切割或撕裂電路子組件40,且當電路子組件40纏繞硬質基板20時,避免跨過硬質基板20的拐角之導電跡線與互連件上的過度應變。
在第一表面22與第二表面24之間之硬質基板20的厚度與感測器組件10、10'的總厚度不是關鍵。硬質基板與感測器組件應該足夠厚以堅固耐用-如特定預期應用所需要。
硬質基板20優選地由玻璃或陶瓷材料或一些其它合適的硬質、基本上非軟性、熱與尺寸穩定的材料形成,其可容易地機械加工或以期望的方式成形。
在各種實施例中,接地/屏蔽層可沉積在硬質基板20的一部分上(例如:在第一表面22與/或第二表面24上)。在電路子組件40纏繞硬質基板之前,可透過導電油墨或真空沉積或電鍍施加這樣的層。
作為矩形塊(或正方形塊或立方塊)的替代,硬質基板200可具有如「第27圖」所示的形狀,其具有第一表面202(例如:頂面)、第二表面204(例如:與頂面相對且任選地與其平行的底面)、相對的第一邊緣206與第二邊緣208以及圓形第一端部 210與圓形第二端212。
「第6圖」係為展開的電路子組件40之局部俯視圖。在一個實施例中,電路子組件40對於對稱線62基本對稱,在「第6圖」中僅顯示一半的電路子組件40。
電路子組件40包含軟性基板42,其可為軟性基於聚合物之介電材料(flexible polymer-based dielectric material),例如:Kapton®或Upilex®聚亞醯胺。在各種實施例中,電路子組件40包含大致設置在軟性基板42中心的電路元件56。軟性基板42可為聚亞醯胺或其它合適的軟性材料,其厚度約為12-50微米,在基板的平面中具有相對高的彈性係數(即,楊氏係數),例如:Ube Upilex®或具有約8-9GPa範圍內的彈性係數之類似材料。或者,軟性基板42可包含具有典型彈性係數為約2-3GPa的材料,例如:Kapton®。因此,軟性基板42可具有至少在約2-9GPa範圍內的彈性係數,且在一些實施例中,可具有至少在約8-9GPa範圍內的彈性係數。考慮具有約2±1、3±1、4±1、5±1、6±1、7±1、8±1或9±1 GPa的彈性係數之軟性基板。在各種實施例中,軟性基板具有0.2-20GPa的彈性係數。
在一實施例中,多個第一導電跡線46設置在電路元件56的一側之軟性基板42的一部分上,電路元件56大致位於軟性基板42的中心,且多個第二導電跡線 52a、52b形成在電路元件56的相對側上之軟性基板42的第二部分上。第一導電跡線46並排布置,以使彼此不接觸,且可被布置成大體上彼此平行。類似地,第二導電跡線52a、52b也並排布置,以使彼此不接觸,且可大體上彼此平行。第一導電跡線46橫向於第二導電跡線52的布置,並可大致垂直於第二導電跡線52。
每一第一導電跡線46透過相關聯的第一跡線互連件48連接到電路元件56。為了避免混亂附圖,僅標記第一跡線互連件48中的一個。每一第二導電跡線52a均透過相關聯的第二跡線互連件54a連接到電路元件56。在所示實施例中,相關聯的第二跡線互連件54a連接到每隔一個第二導電跡線52a的端部。每隔一個交替的第二跡線52b透過相關聯的第二跡線互連件54b(「第6圖」中未顯示)連接到電路元件56。第一導電跡線46與第二導電跡線52a、52b以及第一跡線互連件48與第二跡線互連件54a、54b可由合適的導電材料製成,例如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金,且被形成、蝕刻、沉積、電鍍或印刷(例如:透過已知的光刻技術)到軟性基板42上或被嵌入軟性基板42中。電路子組件40之包含第一導電跡線46的一部分與軟性基板42之設置第一導電跡線46的一部分限定第一層44。類似地,電路子組件40之包含第二導電跡線52a、52b的一部分與軟性基板42之設置第二導電跡線52a、52b的一部分限定第二層50。
應當注意,在各種實施例中,除了它們獨特的位置與方位之外,在第一導電跡線46與第二導電跡線52a、52b與相關聯的互連件48、54a、54b之間可以沒有實質性的物理區別。換句話說,每個互連件48可簡單地為形成相關聯的導電跡線46之導電材料的延續,且每個互連件54a、54b可簡單地為形成相關聯的導電跡線52a、52b之導電材料的延續。在本公開的上下文中,術語“感測器元件”或“導電跡線”(或線或板)係指被形成、蝕刻、沉積或印刷到軟性基板42或被嵌入軟性基板42之導電材料的一部分,其被定位以便在感測器組件10中形成全部或部分的感測器元件,且術語“互連件”係指被形成、蝕刻、沉積或印刷到軟性基板42或被嵌入到軟性基板42之導電材料的一部分,其不形成感測器元件的任何部分,而是提供相關聯的感測器元件或導電跡線與另一電子零件(例如:電路元件)之間的電性連接。
「第7圖」顯示電路子組件40ꞌ的一替代實施例。電路子組件40ꞌ基本上與「第6圖」所示的電路子組件40相同。電路子組件40ꞌ與電路子組件40的不同之處在於其包含主機連接器舌片58。在一個實施例中,主機連接器舌片58包含由合適的導電材料(例如銅、錫、銀或 金或合金,其被形成、蝕刻、沉積、電鍍、印刷或以其他方式施加到軟性基板42的延伸部74或被嵌入到軟性基板42的延伸部74中。舌片互連件60將每個連接器焊盤72連接到電路元件56。如同「第6圖」所示的電路子組件40,電路子組件40ꞌ對於對稱線62基本對稱,但是電路子組件40可包含或可不包含從軟性基板42的兩側延伸之附加主機連接器舌片。
「第6圖」與「第7圖」所示的電路組件40與40'具有大致矩形形狀,其與矩形硬質基板20一致。在硬質基板具有非矩形形狀的一替代實施例中,例如「第27圖」所示的硬質基板200,電路子組件214可具有一致的形狀,如「第28圖」所示。電路子組件214具有第一面板216、第二面板218與第三面板220。在一個實施例中,第二面板218(中心面板)將覆蓋硬質基板200的第二(例如:下)表面204,第一面板216將覆蓋硬質基板200的第一(上)表面202,且第三面板220將纏繞硬質基板200並覆蓋第一面板216與硬質基板200的上表面202。每個面板可具有大致矩形的部分,如虛線矩形222、224、226所示,以及與硬質基板200的圓形端部210、212一致的圓形端部228、230、232、234、236、238。面板216與面板218之間的連接部分240且面板218與面板220之間的連接部分242覆蓋硬質基板200的邊緣206、208。「第29A圖」至「第29E圖」顯示電路子組件214纏繞硬質基板200以形成感測器組件240的例示性順序。
電路子組件214的變型可包含一主機連接器舌片,類似於「第7圖」所示之電路子組件40'的主機連接器舌片58。
在一實施例中,電路子組件214包含設置在第一面板216上的多個第一導電跡線(在「第28圖」中未顯示,但可大體上類似於「第6圖」所示的導電跡線46)、設置在中心面板218上的電路元件(在「第28圖」中未顯示,但可大體上類似於「第6圖」所示的電路元件56)與形成在第三面板220上的多個第二導電跡線(在「第28圖」中未顯示,但可大體上類似於「第6圖」所示的導電跡線52a 、52b)。第一導電跡線可透過第一跡線互連件(在「第28圖」中未顯示,但可大體上類似於「第6圖」所示的第一跡線互連件48)連接到電路元件 ,且第二導電跡線可透過第二跡線互連件(在「第28圖」中未顯示,但可大體上類似於「第6圖」所示的第二跡線互連件54a、54b)連接到電路元件。
在具有不同形狀的感測器組件250之一實施例中, 如「第30A圖」至「第30C圖」所示,軟性電路子組件256的第二面板260(中心面板)覆蓋硬質基板252的第二(例如:下)表面,電路子組件256的第一面板262覆蓋硬質基板252的第一(上)表面254,且第三面板258覆蓋第一面板262與硬質基板252的上表面254。
應當注意,不要求電路子組件的軟性基板具有與其纏繞的硬質基板之形狀與尺寸一致的形狀與尺寸。在各種實施例中,電路子組件的軟性基板可小於硬質基板,因此最終剩下硬質基板之未被電路子組件覆蓋的部分環繞感測器組件。
「第8圖」係為感測器組件10的中間組件之俯視透視圖。 如「第8圖」所示,為了組裝感測器組件10,電路子組件40纏繞硬質基板20,使得電路子組件40的第一層44覆蓋硬質基板20的第一表面22,且第一導電跡線46跨越硬質基板20的第一表面22,第一表面22在硬質基板20的第一邊緣26與第二邊緣28之間。
電路子組件40在第一折線64a與第二折線64b附近圍繞基板20的拐角30c與30d折疊(見「第6圖」與「第7圖」),且在第二表面24上方包覆硬質基板20下方,使得電路元件56、第一跡線互連件48以及第二跡線互連件54a、54b覆蓋硬質基板20的第二表面24,第二表面24相對設置有第一導電跡線46的表面(參見「第3圖」)。然後,電路子組件40在折線64c、64d附近圍繞拐角30a與30b折疊(參見「第6圖」與「第7圖」),使得電路子組件40的第二層50在硬質基板20的第一表面22上方延伸,如「第8圖」所示。電路子組件40最終纏繞基板20,使得電路子組件的第二層50覆蓋第一層44。
電路子組件40可透過施加合適的黏合劑(例如:以片狀形式獲得的壓感黏合劑(pressure sensitive adhesive,PSA)或透過光罩沉積施加,可能小於10微米的厚度且可紫外線固化)到軟性基板42(軟性基板接觸硬質基板20的一側)以固定到硬質基板20。PSA可在電路子組件製造期間預先附接到軟性基板42。PSA可為在製造期間沉積在軟性基板42上之絲網印刷且可紫外線固化的PSA,以在纏繞期間將電路子組件40附接到硬質基板20與自身。PSA可在“回路(circuits out)”纏繞構造中附接到軟性基板42的非電路側。電路子組件40可透過在製造期間使用B階片型黏合劑或結合層黏合劑,“黏合積層(tack laminated)”到電路子組件上,以在纏繞期間使用壓力與溫度將電路子組件黏附到硬質基板與自身。其它合適的黏合劑包含丙烯酸基熱固性黏合劑,例如:DuPont Pyralux LF或Pyralux FR黏著片或結合層黏合劑。
在各種實施例中,將電路子組件40固定到硬質基板20的黏合劑可包含高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑與/或具有顆粒填料、奈米填料或其它填料的黏合劑,以進一步增加黏合劑的彈性係數。在各種實施例中,這種黏合填料也可用於訂製黏合劑的其它性質。例如,給定厚度的黏合劑可能對感測器的雜訊比具有負面影響。具有高介電常數的硬質填充材料可減少給定厚度的黏合劑對雜訊比的這種負面影響。 例示性材料及其介電常數包含二氧化鋯(Dk 26)與鈦酸鋇鍶(Dk 72至200)。
「第4圖」係為感測器組件10或10ꞌ通過「第2圖」的線4-4之剖面圖。「第4圖」的比例係用於說明目的,並不一定代表實際的感測器組件的比例。
如圖所示,固定到軟性基板42的一部分之電路元件56覆蓋在硬質基板20的第二表面24上。包含第一導電跡線46的第一層44(「第4圖」顯示之單個導電跡線的剖面圖)覆蓋硬質基板20的第一表面22且固定到硬質基板20的第一表面22,例如:利用具有一種或多種如上所述性質的黏合劑。軟性基板42與第一導電跡線46圍繞硬質基板20的邊緣延伸,例如:邊緣28,朝向第二表面24,且第一跡線互連件48將第一跡線46連接到電路元件56。包含軟性基板42的一部分與第二導電跡線52a、52b之第二層50覆蓋第一層44與硬質基板20的第一表面22。第二層50可固定到第一層44,例如:用具有一種或多種如上所述性質的那些黏合劑。軟性基板42朝向下表面24圍繞硬質基板20的相對邊緣26延伸,且第二跡線互連件(例如:54b)從第一表面22圍繞邊緣26到下表面24延伸,在那裡第二跡線互連件連接到電路元件56。
因此,透過纏繞硬質基板20的軟性電路子組件40而建構的感測器組件包含在硬質基板20的頂面22上的格柵結構,其具有重疊的第一跡線46,第一跡線46可用作驅動線與第二跡線52a、52b,驅動線與第二跡線52a、52b可用作由軟性基板42分離的拾取線與位於硬質基板20的底面24上的電路元件56,跡線46透過第一互連件48連接到電路元件56,且第二跡線52a、52b透過第二互連件54a、54b連接到電路元件56。在操作中,用作驅動線之選擇的第一跡線46由電路元件56內的開關元件啟動,該電路元件56將主動驅動線連接到電路元件56內的信號源,然而至少鄰近主動第一跡線之該些第一跡線未連接到信號源且可接地。用作拾取線之選擇的第二跡線52a或52b透過電路元件56中的開關元件連接到電路元件56(例如:放大器/緩衝器電路)內的接收電路,使得由主動驅動線所發射產生的電場可由主動拾取線獲得。電場從驅動線46透過軟性基板42的中間介電絕緣層延伸到拾取線52a或52b。
如下所述,感測器組件將由平坦的蓋板覆蓋,例如玻璃板蓋。於此描述之感測器組件(例如:感測器組件10)的通常期望性質是在硬質基板與軟性電路子組件的多層之間(例如:在第二層50、第一層44與硬質基板20的第一表面22之間)實現緊密包裹以及將由蓋板覆蓋的感測器組件之平坦頂面。表面的“平坦度”,即表面中的幾何偏差或不規則或翹曲的缺失,有時可透過其“平滑度”或其推論的“粗糙度”來表徵。感測器組件之非常平坦的頂面的益處係為蓋板的表面本身非常平坦。如果感測器組件的支撐(頂部)表面不像蓋板那樣平坦,不然蓋板可擱置在“峰(peaks)”的頂部(即,感測器組件表面的不均勻性),而連結谷(其透過定義無支撐區域)、塊(或“橋”)或氣泡。如果蓋板由於感測器組件的頂部與蓋板的底部之間的空隙而未被感測器組件完全支撐,則當由手指或其他衝擊來源對蓋板施加點壓力或持續壓力時,蓋板可能偏轉。
從機械韌性角度而言,對平坦度的要求部分取決於蓋板如何附接到感測器組件。舉例而言,液體或糊狀黏合劑,諸如:環氧樹脂(epoxy),可填充與平坦化任何非平坦區域,從而防止蓋板與感測器組件之間的空隙,使得蓋板在任何地方被有效地支撐。
另一方面,即使黏合劑可有效地平坦化感測器組件表面,這仍會導致從蓋板的頂部到感測器表面的頂部之距離的可變性,並且因此導致指紋到感測器格柵之間的距離的變化。理想地,手指表面與感測元件之間的總體距離被最小化。因此,儘管較厚且可流動的黏合層將更有效地平坦化蓋板下的感測器組件表面,但是這種厚的黏合層可能導致信號品質的降低,例如:雜訊比的降低。在各種實施例中,感測器組件與蓋板之間的黏合劑厚度小於10微米,在一些實施例中可以小於25微米。
在一個實施例中,使用液體/糊狀環氧樹脂黏合劑將軟性電路子組件固定到其自身與硬質基板,且在黏合劑固化期間使用合適的工具/夾具以最大化所得到的感測器組件表面之平坦度。在各種實施例中,可使用平板積層(flatbed lamination)或等壓積層(isostatic lamination),實現圍繞硬質基板(例如:硬質基板20)之電路子組件(例如:電路子組件40)與感測器組件(例如:感測器組件10)之平坦頂面的緊密包覆。平板積層係指利用兩個厚板將壓力從頂部與底部定向施加到零件上的方法,該兩個厚板具有壓在一起的相對表面,且零件在該兩個厚板之間。等壓積層係指一種方法,從各個方向對零件施加相等的壓力,例如在加壓處理器(空氣壓力)或液體靜壓機(水壓)中。
在平板積層或等壓積層程序中,感測器組件的頂面(即,感測器表面)抵靠非常平的光滑板(例如:玻璃,拋光鋼等),並且在感測器表面與光滑板之間施加壓力,使得感測器表面被“迫使”成為與光滑板相符的平坦構造。平板積層或等壓積層可結合可流動的黏合劑(例如:液體或糊狀黏合劑,諸如環氧樹脂)之使用,其可在附著期間與初期固化週期流動以平坦化。施加在感測器表面與平板之間的壓力也可擠出在電路子組件的多層之間與/或在電路子組件與硬質基板之間的氣泡(air pockets)。平板積層過程可結合真空壓力機,由此在施加壓力之前抽真空以抽離膠合線(即,黏合的兩個物體之間的黏合層)。同樣地,在等壓積層加壓機(如熱壓鍋)中,在施加壓力之前將零件放入抽真空的真空袋中。將待層壓的零件放置在真空袋中有助於從黏合的零件之間抽出空氣並從黏合膠合線(adhesive bond line)去除氣泡(即,夾帶的空氣)。圍繞零件折疊的真空袋還傾向於容納黏合劑,以幫助防止其在施加壓力期間擠出,因為它由於真空而與零件一致。如果等壓積層加壓機(isostatic press)是靜水型(hydrostatic type),則真空袋還防止水接觸零件。
在一些實施例中,平坦度為2微米(表面的低點與高點之間的最大距離),且在一些實施例中,平坦度可以小於5微米。
「第20圖」係為替代感測器組件10″的剖面圖,在「第20圖」所顯示的替代配置中,電路子組件40在纏繞硬質基板20″之前被倒置。也就是說,電路子組件40纏繞硬質基板20″,使得電路元件56、第一跡線46、第二跡線52a與52b、第一互連件48與第二互連件54b面向硬質基板20″。切除部份21可形成在硬質基板20″中,互連件48與54b面向硬質基板20″的第二表面24″,且第一跡線46與第二跡線52a、52b面向硬質基板20″的第一表面22″。「第20圖」還顯示另一變化,其中第一層44覆蓋第二層50,第一層44包含第一導電跡線46與其上設置有第一導電跡線46之軟性基板42的一部分,第二層50包含第二導電跡線52a、52b與其上設置有第二導電跡線之軟性基板42的一部分。在第一方向(例如:硬質基板的長度方向)上延伸的跡線,且形成第一跡線層或第二跡線層,而沿另一方向(例如:硬質基板的寬度方向)延伸的跡線可形成另一層。
「第21圖」與「第22圖」顯示用於將軟性電路子組件(例如:40或40')纏繞硬質基板之替代配置。「第21圖」與「第22圖」係為感測器組件的剖面圖。為了簡單起見,通常設置在電路子組件上的導電零件(例如:導電跡線與導電互連件)以及電路元件未顯示於「第21圖」與「第22圖」;僅顯示圍繞在硬質基板上的軟性基板。
在「第21圖」中,軟性基板42纏繞硬質矩形基板20,使得軟性基板42不與基板相對的第一邊緣26與第二邊緣28接觸,例如與「第4圖」和「第20圖」所示的實施例相反。在「第4圖」與「第20圖」中,軟性電路子組件40(或40')緊緊地纏繞硬質基板20,使得電路子組件通常與硬質基板的相對邊緣26、28接觸。相反地,在「第21圖」的實施例中,軟性基板42(即電路子組件)更寬鬆地纏繞硬質基板20,使得其形成鄰近邊緣26的工作回路(service loop)41與鄰近邊緣28的工作回路43。軟性基板42的部分覆蓋基板20的第一表面22與第二表面24且與基板20的第一表面22與第二表面24接觸。更寬鬆地纏繞軟性電路子組件以形成工作回路41、43可為有利的,因為相比當電路子組件緊緊地圍繞具有直邊緣與相對尖角的矩形硬質基板時,它減小了軟性基板42、導電跡線與互連件的彎曲半徑與相關的應力。
在「第22圖」中,硬質基板20ꞌꞌꞌ具有平坦的第一表面22ꞌꞌꞌ與相對的平坦第二表面24ꞌꞌꞌ。代替第一表面22ꞌꞌꞌ與第二表面24ꞌꞌꞌ之間的直邊緣,硬質基板20ꞌꞌꞌ具有圓形邊緣26ꞌꞌꞌ與28ꞌꞌꞌ。軟性基板42(即電路子組件)纏繞硬質基板22ꞌꞌꞌ,如「第22圖」所示,其中軟性基板41、43的部分與圓形邊緣26ꞌꞌꞌ、28ꞌꞌꞌ完全或部分接觸。
「第23圖」係為感測器組件110的替代實施例之剖面圖。感測器組件110包含纏繞硬質基板112的軟性電路子組件114。硬質基板112可包含由玻璃或陶瓷製成的矩形塊、正方形塊或立方塊,或者其可包含具有相對的第一表面與第二表面之塊體,第一表面與第二表面具有圓形邊緣,如「第22圖」所示且如上所述。軟性電路子組件114包含第一導電跡線、第二導電跡線、第一跡線互連件與第二跡線互連件,如「第23圖」所示之設置在軟性基板116的第一側上的導電層118與設置在軟性基板116的相對第二側上的電路元件124。第一與第二導電跡線以及第一與第二跡線互連件可被建構且基本上如上所述與顯示的配置,例如在「第6圖」中所顯示。
具有導電層118的軟性基板116纏繞硬質基板112,使得其上設置有導電層118的軟性基板的第一側面向內朝向硬質基板112。軟性電路子組件114可透過上述黏合技術固定到硬質基板112。軟性基板116的第二側上的電路元件124通過軟性基板116的開口120(例如:孔或通孔)電性連接到導電層118(即,第一跡線互連件與第二跡線互連件)。在各種實施例中,形成在軟性基板116中的開口120可在空間上對應於電路元件124上的互連件端子(未顯示),以使用焊料、導電黏合劑、打線或其他合適的方法(大體上以122表示)促進電路元件與穿過軟性基板的跡線互連件之間的互連。開口120能夠互連到軟性基板116的第一表面上適當的跡線互連件。
另外,由軟性基板116的開口120暴露之跡線互連件的表面可適合接受電路元件124與導電層118內的互連件之間的互連裝置122。例如,可用有機可焊性保護劑(organic solderability preservative)處理銅跡線或可用鎳與金電鍍以利用焊料或導電黏合劑使可靠的低電阻互連到電路元件124。開口120可為未電鍍的孔,提供到互連件跡線的背面之通道,其中這些跡線已附接到軟性基板116。在這個實施例之未電鍍的開口可適於進入孔的目的,其允許互連到互連件跡線,並且還可用作阻焊劑,其在使用回流焊接程序將電路元件124附接到互連件跡線的情況下防止焊料橋接。
「第24圖」係為感測器組件130的替代實施例之剖面圖。感測器組件110包含部分穿過與纏繞硬質基板132的軟性電路子組件134。硬質基板132可包含由玻璃或陶瓷製成的矩形塊、正方形塊或立方塊,或者其可包含具有相對的第一表面與第二表面之塊體,第一表面與第二表面具有圓形邊緣,如「第22圖」所示且如上所述。在各種實施例中,軟性電路子組件134可包含上述軟性電路子組件40、40'或114。 為簡單起見,通常設置在電路子組件134上的導電零件,例如:導電跡線與導電互連件,且電路元件未顯示於「第24圖」;僅顯示軟性基板136與硬質基板132。
硬質基板132包含狹縫138、140,其在邊緣142、144內部的第一表面146與第二表面148之間延伸。軟性基板136(即,軟性電路子組件)從第二表面148纏繞,穿過狹縫138、140且在第一表面146上。狹縫138、140的下端與上端可在138a、138b、140a、140b處為圓形,以避免當軟性基板136纏繞穿過狹縫138、140時切割或撕裂軟性基板136 ,並且避免穿過狹縫138、140的上角與下角之導電跡線與互連件的過度應變。
軟性電路子組件134可透過上述黏合技術固定到硬質基板132。
「第24圖」的實施例避免了硬質基板的邊緣角之倒角需求,因此允許在感測器組件130上嚴格公差(tight tolerance)的玻璃邊緣。
「第25圖」係為感測器組件150的替代實施例之剖面圖。感測器組件150包含部分地纏繞硬質基板152的軟性電路子組件154。與前述之具有軟性電路子組件的感測器組件相反,其具有至少三面板-一個覆蓋硬質基板的第一表面,兩個彼此重疊並覆蓋硬質基板的第二表面-感測器組件150的軟性基板154具有兩個面板,一個覆蓋硬質基板152的頂面,一個覆蓋硬質基板152的底面。
電路元件,諸如:積體電路晶片,未顯示於「第25圖」,但是感測器組件150可包含這樣的電路元件。硬質基板152可包含由玻璃或陶瓷製成的矩形塊、正方形塊或立方塊,或者其可包含具有相對的第一表面與第二表面之塊體,第一表面與第二表面具有圓形邊緣,如「第22圖」所示且如上所述。電路子組件154包含軟性基板156,其具有設置在軟性基板156的共同部分(common part)之相對側上的第一導電跡線158與第二導電跡線160。第一導電跡線可包含由合適的導電材料(例如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成的多個導電線,且被形成、蝕刻、沉積、電鍍或印刷(例如:透過已知的光刻技術)到軟性基板156上或被嵌入軟性基板156中,優選不彼此接觸且可彼此大致平行。類似地,第二導電跡線可包含由合適的導電材料製成的多個導電線,優選地彼此並排布置,而不彼此接觸,且可大致彼此平行。第一導電跡線橫向定向於第二導電跡線且可大致垂直於第二導電跡線。
電路子組件154部分纏繞硬質基板152,使得設置在軟性基板156的第一端之相對表面上的第一跡線158與第二跡線160覆蓋硬質基板152的第一表面162,軟性基板156的中間部分僅纏繞硬質基板152的一個邊緣166,且軟性基板156的第二端(例如:其上可安裝電路元件的部分)覆蓋硬質基板152的第二表面164。因此,軟性電路子組件154不是具有設置在軟性基板的同一側上的第一導電跡線、第二導電跡線、導電互連件與電路元件(特殊用途積體電路),如同在上述軟性電路子組件中,軟性電路子組件154包含設置在軟性基板156的相對表面上的第一跡線158與第二跡線160。
軟性電路子組件154可透過上述黏合技術固定到硬質基板152。此外,雖然在「第25圖」中未顯示,當感測器組件150安裝在主機設備面板中時,感測器組件150可用蓋板覆蓋,例如:於此描述的任何蓋板,且可安裝在間隔框架內,例如:於此描述的任何間隔框架。
與其它實施例一樣,感測器組件150可具有2微米(表面中低點與高點之間的最大距離)的平坦度,且在一些實施例中,在頂面(也稱為感測器表面,即硬質基板152的第一表面162以及設置在覆蓋第一表面162的軟性基板156的第一端之相對表面上的第一跡線158與第二跡線160)上的平坦度可小於5微米。
「第26圖」係為感測器組件170的替代實施例之剖面圖。感測器組件170包含分別固定到硬質基板172的第一表面171與第二表面173之第一軟性電路子組件174與第二軟性電路子組件176。電路元件(例如:集成電路晶片)未顯示於 「第26圖」中,但測器組件170可包含這樣的電路元件。硬質基板172可包含由玻璃或陶瓷製成的矩形塊、正方形塊或立方塊,或者其可包含具有相對的第一表面與第二表面之塊體,第一表面與第二表面具有圓形邊緣,如「第22圖」所示且如上所述。第一電路子組件174包含軟性基板178,其具有設置在軟性基板178的相對側上的多個第一導電跡線180與多個第二導電跡線182。多個第一導電跡線180可包含由合適的導電材料(例如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成的多個導電線,且被形成、蝕刻、沉積、電鍍或印刷(例如:透過已知的光刻技術)到軟性基板178上或被嵌入軟性基板178中,多個第一導電跡線180並排布置,優選地彼此不接觸,且可大致彼此平行。類似地,多個第二導電跡線182可包含由合適的導電材料製成的多個導電線,優選地彼此並排布置,而不彼此接觸,且可大致彼此平行。第一導電跡線180橫向定向於第二導電跡線182,且可大致垂直於第二導電跡線182。
第二軟性電路組件174可包含放置在軟性基板184上的各種導體186、188與190。在一個實施例中,導體186可包含用於將感測器組件連接到一個或多個外部零件的連接墊,導體188可包含接地導體,且導體190可包含連接到通孔192的互連件。
第一軟性電路子組件174可包含延伸穿過軟性基板178的通孔198,例如:盲孔(blind vias),其用於將位於軟性基板178的上表面上的第一導電跡線180連接到位於軟性基板178的下表面上的焊盤,這些焊盤電性連接到延伸穿過硬質基板172的通孔192。
第二軟性電路子組件176可包含延伸穿過軟性基板184的通孔199(例如:盲孔),用於將位於軟性基板184(例如:導體188與/或190)的上表面上的導體連接到位於 軟性基板184的下表面(例如:導體186)。
第一軟性電路子組件174與第二軟性電路子組件176可分別透過結合上述黏合技術藉由第一黏合層194與第二黏合層196固定到硬質基板172。
銅或燒結銅玻璃導電通孔192(高溫度穩定性)將第一跡線180與第二跡線182連接到第二軟性電路子組件176的導電元件(例如:導體186與互連件188、190)。儘管在「第26圖」中只有八個通孔192,在各種實施例中,一個通孔與每個導電跡線180、182相關聯。第二軟性電路子組件176的導電元件使用導電黏合劑、異向性導電膜(anisotropically conductive film)或焊料(例如:熱壓焊接)互連到通孔192。
在「第9圖」、「第10圖」與「第16圖」中顯示了將感測器組件10(或10ꞌ)安裝到主機設備內的方式。「第9圖」係為主機設備的主機設備面板80之局部俯視透視圖,其中主機設備面板80上形成用於接收感測器組件的切除部份82。切除部份82可部分或完全延伸穿過主機設備面板80。「第10圖」係為主機設備面板80的局部分解俯視透視圖,其中感測器組件10放置在切除部份82內,蓋板86設置在感測器組件10與切除部份82上方。「第16圖」係為主機設備面板80的部分剖面圖,其中蓋板86安裝到感測器切除部份82上方的主機設備面板80上,且在圖中省略感測器組件。
當感測器組件10(或10ꞌ)安裝在切除部份82內時,感測器組件10(或10ꞌ)可接觸或定位於盲切除部份(blind cutout)的底部,盲切除部份的底部部分地延伸穿過主機設備面板80。如果切除部份穿過主機設備面板80完整形成,感測器組件10(或10ꞌ)的底部可與主機設備面板80的底面齊平、在主機設備面板80的底面上方凹陷或者在主機設備面板80的底面下方延伸。因此,感測器組件與蓋板可與主機設備的頂部齊平,同時感測器組件突出超過主機設備面板的底部。感測器組件與蓋板可與頂面齊平,且感測器組件可與主機設備面板的底面齊平。感測器組件與蓋板可從主機設備面板的頂面與底面凹陷,或者這些任何組合,這取決於客戶所需要的工業設計以及需要具有足夠堅固的感測器組件。
在感測器組件10(或10ꞌ)的底部與主機設備面板80的底面齊平或感測器組件10(或10ꞌ)的底部在主機設備面板80的底面上方凹陷的情況下,可提供附加封閉面板(additional closure panel)以封閉切除部份的底部開口。
主機設備面板80可包含一玻璃面板,其形成顯示幕或介面螢幕(例如:觸控螢幕)或主機設備的一些其他表面。感測器切除部份82形成在設備面板80中,且優選地形成以在尺寸與形狀上與感測器組件10一致。在感測器切除部份82中可提供電連接,用於將感測器組件10(或10')連接到主機設備。圍繞切除部份82的周邊可形成嵌入式擱板84。擱架84下方的切除部份82深度可符合感測器組件10、10'的厚度。蓋板86可具有與擱板84的形狀相對應的形狀,且放置在擱板上並固定在那裡,例如:透過黏合劑(諸如於此描述的黏合劑),將蓋板86固定到擱板84與設置在切除部份82內的感測器組件,以將感測器組件10包圍並固定在切除部份82內。蓋板86可由如同主機設備板80的材料(例如:玻璃)製成。蓋板86的厚度可對應於擱板84的深度,使得蓋板86的頂面優選地與主機設備面板80的頂面齊平。或者,蓋板86的厚度可小於擱板84的深度,使得蓋板86的頂面相對於主機設備面板80的頂面凹陷,或者蓋板86的厚度可大於擱板84的深度,使得蓋板86的頂面突出於主機設備面板80的頂面上方。
蓋板86與主機設備面板80可為透明或半透明。
「第31圖」顯示凹部安裝配置的示例。在「第31圖」中,感測器組件276設置在形成在主機設備面板270中貫穿形成的切除部份272內,感測器組件276的底端突出於主機設備面板270的下表面271之下方。這種配置可為例示性;感測器組件可設置在部分地通過主機設備面板形成的盲切除部份中。蓋板280定位於感測器組件276的上方且凹陷於主機設備面板270的頂面273。這樣的凹陷配置可有助於將用戶的手指引導到感測器表面上的正確位置且可透過防止大於切除部份的寬度或長度的物體與蓋板接觸來保護感測器組件與蓋板免受潛在的破壞性影響。切除部份的邊緣可被斜切如274所示,或者可為圓形,以避免可能導致用戶手指不舒服的尖銳邊緣,並進一步有助於將用戶手指相對於感測器表面引導到適當位置。斜切切除部份邊緣還可以去除加工過程期間在切除部份邊緣處形成的碎屑(chip outs)與微裂紋。
在各種實施例中,將蓋板固定到感測器組件之頂部(感測器)表面的黏合劑與用於或可用於將電路子組件固定到硬質基板的黏合劑相同。如上所述,合適的黏合劑包含:壓感黏合劑(以片狀形式、絲網印製或透過光罩沉積施加而獲得,厚度可能小於10微米且可紫外線固化)、B階片型黏合劑或結合層黏合劑。例示性的合適的黏合劑包含丙烯酸基熱固性黏合劑,例如:DuPont Pyralux LF或Pyralux FR黏著片或結合層黏合劑。將蓋板固定到感測器表面的黏合劑可包含高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑與/或具有顆粒填料、奈米填料或其它填料的黏合劑,以進一步增加黏合劑的彈性係數。再者,在各種實施例中,這種黏合填料也可用於訂製黏合劑的其它性質,例如:具有高介電常數的硬質填充材料,以減少黏合劑厚度對雜訊比的負面影響。
在「第11圖」、「第12圖」與「第17圖」中顯示了將感測器組件10(或10ꞌ)安裝到主機設備中的替代方式。「第11圖」係為主機設備面板80的局部分解俯視透視圖,主機設備面板80具有形成在主機設備面板80中的切除部份90以及用於將感測器組件安裝在切除部份90內的間隔框架或成形墊片88。「第12圖」係為主機設備面板80的局部分解俯視透視圖,主機設備面板80具有設置在切除部份90內的間隔框架88、設置在間隔框架88內的感測器組件10以及設置在間隔框架88與感測器組件10的上方之蓋板92。「第17圖」係為主機設備面板80的局部剖面,主機設備面板80具有設置在切除部份90內的間隔框架88以及安裝到切除部份90上方的間隔框架88之蓋板92(「第17圖」中省略了感測器組件)。
在一個實施例中,間隔框架88具有大致矩形形狀(或替代地正方形形狀),其具有在尺寸與形狀上與感測器組件10一致的內周邊87以及在尺寸與形狀上與切除部份90一致的外周邊89。間隔框架88可由容易形成為期望形狀之尺寸穩定的材料製成,諸如:可機械加工或可模製的塑膠,例如:Delrin®、液晶聚合物、聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene Terephthalate,PBT)或其它一般模製或機械加工的聚合物。導電聚合物可用於間隔框架以提供靜電放電(electrostatic discharge ,ESD)分洩,以保護感測器免受ESD損害。雖然上面列出的材料不是固有導電聚合物,但是它們可用合適的填料(例如:碳或石墨等)導電。例示性配方與製造商包含RTP公司(RTP ESD C-1000)、Westlake Plastics Company(Propylux CN-P 導電聚丙烯)、Westlake Plastics Company(Pomalux CN-P 導電共聚物縮醛)與PolyOne Corporation(StatTech NN-20CF)。間隔框架88也可為使用包覆成型程序形成在適當位置的墊片,其形成在適當位置並被設計以填充公差間隙。
感測器組件10設置在間隔框架88內,且感測器組件10與間隔框架88的組合設置在切除部份90內。蓋板92具有與切除部份90的形狀相對應的形狀,且配置於在間隔框架88與感測器組件10上方之間隔框架88的頂面。切除部份90的深度可對應於間隔框架88與蓋板92的組合之厚度,使得蓋板92的頂面與主機設備面板80的表面齊平。間隔框架88的厚度可對應於感測器組件10或10'的厚度。或者,切除部份90的深度可大於間隔框架88與蓋板92的組合之厚度,使得蓋板92的頂面相對於主機設備面板80的頂面凹陷,或者切除部份90的深度可小於間隔框架88與蓋板92的組合之厚度,使得蓋板92的頂面突出於主機設備面板80的頂面上方。
間隔框架88可透過黏合劑(例如:基於環氧樹脂的黏合劑或其他於此描述的黏合劑或具有於此描述性質的其它黏合劑)保持在切除部份90內。間隔框架的尺寸優選地符合切除部份90的尺寸,但可在間隔框架88的外周邊89與切除部份90之間提供小間隙以容納黏合劑結合。在一個實施例中,間隔框架88可略小於切除部份90,然後在組裝期間被加熱以使間隔框架膨脹以將其保持在用於膠合的適當位置。
感測器組件10可透過液體黏合劑(例如:於此描述的黏合劑)固定到間隔框架88,黏合劑具有非常低的黏度,流入間隔框架88與感測器組件10或10'之間的小間隙中。或者,感測器組件10可透過“壓入套合(interference fit)”固定到間隔框架88,憑此具有玻璃、陶瓷或其他硬質基板20的感測器組件在受控壓力下被推入間隔框架88中。間隔框架88可由諸如塑膠的材料製成,適於一些彈性變形,使得框架機械地“彈性(give)”以允許感測器組件被壓入框架中。
在各種實施例中,選擇適用的材料用於間隔框架,使得框架可用作減震器(shock absorber),以最小化由於衝擊對蓋板與/或感測器組件的潛在損害。例示性材料包含彈性體,例如:矽基樹脂(silicone-based)材料、聚合物泡沫,例如:Rogers Poron®開孔或閉孔泡沫、聚矽氧發泡體(silicone foams),例如Rogers Bisco®泡沫等。
在各種實施例中,間隔框架由導電且適用的材料製成,例如:導電熱塑性或熱固性模製化合物、導電泡沫(conductive foam)、傳導性矽等。
或者,感測器組件可透過“壓入套合”固定到間隔框架,憑此可選擇在溫度升高下軟化的間隔框架材料,例如:具有低玻璃化轉變溫度的聚合物材料或低熔點熱塑性聚合物,使得插入可在升高的溫度下執行,間隔框架更容易拉伸或機械地“彈性”以允許感測器組件被壓入緊密接合的間隔框架中,然後在冷卻時提供更緊密與牢固的接合。或者,可選擇相對於感測器組件具有不同的熱膨脹係數的間隔框架材料,且透過加熱或冷卻間隔框架與感測器組件中的一個或兩個,可實現更寬鬆的接合以便於組裝,當組件返回到室溫時產生緊密與牢固的接合。
蓋玻璃92可透過合適的黏合劑固定到間隔框架88,且在一些實施例中也固定到感測器組件10。如上所述,合適的黏合劑包含壓感黏合劑(以片狀形式、絲網印製或透過光罩沉積施加而獲得,厚度可能小於10微米且可紫外線固化)、B階片型黏合劑或結合層黏合劑。例示性的合適的黏合劑包含丙烯酸基熱固性黏合劑,例如:DuPont Pyralux LF或Pyralux FR黏著片或結合層黏合劑。將蓋板固定到感測器表面的黏合劑可包含高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑與/或具有顆粒填料、奈米填料或其它填料的黏合劑,以進一步增加黏合劑的彈性係數。再者,在各種實施例中,這種黏合填料也可用於訂製黏合劑的其它性質,例如:具有高介電常數的硬質填充材料,以減少黏合劑厚度對雜訊比的負面影響。
「第35圖」顯示替代的間隔框架300,「第35圖」係為主機設備面板302的部分剖面圖,其中間隔框架300設置在完全延伸穿過主機設備面板302的切除部份308內,插入物304(例如:感測器組件)位於切除部份308內,且蓋板306安裝在間隔框架300內(與「第17圖」的實施例之間隔框架的頂部相反)。
蓋板306與主機設備面板302可為透明的或半透明,且可由玻璃製成。間隔框架300可由本文所述之用於形成間隔框架的任何材料所形成。間隔框架可被配置與安裝,使得蓋板306與主機設備面板302的頂面303齊平(如圖所示),相對於頂面303凹陷,或突出在頂面303上方。
「第35圖」所顯示的配置係為例示性;感測器組件可設置在部分穿過主機設備面板而形成的盲切除部份中。各種零件,諸如:間隔框架300、蓋板306與插入物304,可透過黏合劑(例如:基於環氧樹脂的黏合劑或其他於此描述的黏合劑或具有於此描述性質的其它黏合劑)固定到主機設備面板302與/或彼此相互固定。
在「第32圖」與「第33圖」中顯示替代的間隔框架282。通過主機設備面板286形成切除部份284,間隔框架282設置在切除部份284內,插入物283(例如:感測器組件)位於切除部份284內,且蓋板288安裝在間隔框架282內。蓋板288與主機設備面板286可為透明的或半透明,且可由玻璃製成。間隔框架282可由本文所述之用於形成間隔框架的任何材料所形成。
間隔框架282具有從間隔框架282的下側橫向向外延伸之下部外圍擱板(lower peripheral shelf)290,且部分地或完全地圍繞間隔框架的周邊延伸。當安裝時,擱板290鄰接圍繞切除部份284的下周邊之主機設備面板286的下表面285。在主機設備面板的製造與間隔框架282安裝到切除部份284的期間,擱板290可作為“急停(hard stop)”,以確保間隔框架282不插入到太遠的切除部份284。間隔框架282的下部擱架290還可用作減震器以消散對框架與/或蓋板288的任何衝擊。
在擱架290上方之間隔框架282的高度可對應於主機設備面板的厚度,使得間隔框架的頂部與主機設備面板的頂面齊平,設置在間隔框架282內的蓋板288與主機設備面板286的頂面287齊平。或者,擱板上方之間隔框架的高度可小於主機設備面板的厚度,使得間隔框架的頂部與蓋板相對於主機設備面板的頂面凹陷,或者擱架上方之間隔架的高度可大於主機設備面板的厚度,使得間隔框架的頂部與蓋板延伸於主機設備面板的頂面上方。
各種零件,諸如:間隔框架282、蓋板288與插入物283,可透過黏合劑(例如:基於環氧樹脂的黏合劑或其他於此描述的黏合劑或具有於此描述性質的其它黏合劑)固定到主機設備面板286與/或彼此相互固定。此外, 「第33圖」所顯示的配置為例示性。在替代方案中,蓋板可設置在間隔框架的頂部,如「第17圖」所示;蓋板可設置在切割成間隔框架的擱板內,如「第16圖」所示;或以於此描述的任何其它方式耦合到間隔框架。
在另一實施例中,在上述任何間隔框架實施例中,蓋板的尺寸與形狀不需要與感測器的表面、間隔框架的頂面或間隔框架的內周邊之尺寸與形狀相同。例如,如「第34圖」所示,對於間隔框架310,蓋板312比設置在形成在主機設備面板318中的切除部份316內之感測器組件314的頂面小(長度與/或寬度),且比間隔框架310的內周邊相應地更小(長度 與/或寬度)。在各種實施例中,蓋板312的邊緣與間隔框架310的內周邊之間的間隙320可用可硬化、可流動的封裝材料(例如:環氧樹脂或類似物)填充。
各種零件,諸如間隔框架310、蓋板312與感測器組件314,可透過黏合劑(例如:基於環氧樹脂的黏合劑或其他於此描述的黏合劑或具有於此描述性質的其它黏合劑)固定到主機設備面板318與/或彼此相互固定。
在「第34圖」所示的實施例的變型中,蓋板可設置在間隔框架上方且與間隔框架相對,蓋板可不比感測器組件的頂面或間隔框架的內周邊小(長度與/或寬度)。在這種配置中,蓋板的邊緣與切除部份的內周邊之間的間隙可用可硬化、可流動的封裝材料(例如:環氧樹脂或類似物)填充。
「第13圖」、「第14圖」與「第18圖」顯示用於將感測器組件10(或10ꞌ)安裝到主機設備中的交替間隔框架。「第13圖」係為間隔框架94的第一替代實施例之剖面透視圖。「第14圖」係為主機設備面板80的局部分解俯視透視圖,其中間隔框架94設置在形成於主機設備面板80中的切除部份內,且蓋板98設置在間隔框架94上方(在「第14圖」中省略了感測器組件)。「第18圖」係為主機設備面板80的部分剖面圖,其中第一替代實施例的間隔框架94設置在切除部份90內且蓋板98被安裝於間隔框架94(「第18圖」中省略了感測器組件)。
間隔框架94與上述間隔框架88的不同之處在於,其包含環繞內周邊以容納蓋板98的嵌入式擱板96。蓋板98具有與擱板96的形狀相對應的形狀。切除部份90的深度可對應於間隔框架94的厚度,且擱板96的深度可對應於蓋板98的厚度,使得蓋板98的頂面與間隔框架94的頂面與主機設備面板80的頂面齊平。或者,擱板96的深度可大於蓋板98的厚度,使得蓋板98的頂面相對於主機設備面板80的頂面凹陷,或擱板96的深度可小於蓋板98的厚度,使得蓋板98的頂面突出於主機設備面板80的頂面上方。
蓋玻璃98可透過合適的黏合劑(例如:壓感黏合劑與/或於此描述的一種或多種其他黏合劑或其它具有於此描述性質的黏合劑)固定到間隔框架94的擱板96,並且在一些實施例中也固定到感測器組件。
「第15圖」與「第19圖」顯示用於將感測器組件10(或10ꞌ)安裝到主機設備中的交替間隔框架。「第15圖」係為間隔框架100的第二替代實施例的透視圖。「第19圖」係為主機設備面板80的部分剖面,其中間隔框架100設置在切除部份90內,且蓋板104安裝到間隔框架(「第19圖」中省略了感測器組件)。
間隔框架100與上述間隔框架88、94的不同之處在於,其包含圍繞內周邊的斜面102。 蓋板104稍大於間隔框架100的內周邊,且可或不可使其周邊邊緣傾斜。蓋板104被壓入間隔框架100中,其中斜面102導致蓋板104楔入隔框架100。
在一個實施例中,間隔框架100與蓋板104的厚度、斜面102的尺寸與切除部份90的深度使得感測器組件牢固地保持在切除部份90內,且蓋板104的頂面以及間隔框架100的頂部與主機設備面板80的表面齊平。在各種實施例中,切除部份通過主機設備面板形成。或者,該配置可使得蓋板104的頂面及間隔框架100的頂部凹陷於主機設備面板80的表面下方或突出於主機設備面板80的表面上方。
蓋板104可透過合適的黏合劑(例如:壓感黏合劑與/或於此描述的一種或多種其他黏合劑或其它具有於此描述性質的黏合劑)固定到間隔框架100的斜面102,並且在一些實施例中也固定到感測器組件。
在一替代實施例中,蓋板可包含可硬化聚合物樹脂塗層(hardenable polymeric resin coating),其設置在切除部份內之感測器組件的頂面上。塗層可包含具有高填充密度的嵌入玻璃奈米顆粒之高交聯的聚合物,以提供玻璃的外觀/手感/硬度。在感測器組件以精確控制的深度安裝在主機設備面板外表面的平面下方的切除部份內之後,塗層可被印刷、分配或模製到切除部份內且在感測器組件上方達到期望的深度(例如:相對於主機設備面板的外表面的平面齊平、凹陷或突出)。
在一替代實施例中,沒將感測器組件放置在主機設備面板內形成的切除部份中,然後用蓋板將該感測器組件封裝在切除部份內,主機設備面板的一部分可在感測器的安裝位置變薄。主機設備面板的局部薄化可被實現,例如,透過圖案化蝕刻。感測器組件可安裝在主機設備面板中,該主機設備面板在變薄的區域中為“玻璃內層(under glass)”。
在一替代實施例中,蓋板與/或間隔框架於主機設備面板中在適當的位置上模製。這樣的程序可包含成膜輔助包覆成型,其具有通過玻璃之模流通道(mold flow channels),其他加工的成型選擇,或封裝感測器組件的可固化材料之分配。模流通道為接入點,以使模製化合物進入待成型的區域,且允許使用壓力與/或重力與/或表面張力/毛細作用將熔融聚合物或複合材料壓入待成型的區域中。或者,可透過注入成型引入材料,除了用於引入模製化合物的這些通道與用於在注入期間排空空氣之外,模具被密封。
「第36圖」至「第38圖」分別是感測器組件400的一實施例之頂部與底部透視圖,其中雙面板軟性電路子組件僅圍繞在硬質基板的相對第一與第二表面上,類似於上述「第25圖」所示的實施例。
感測器組件400包含纏繞硬質基板402的上下相對平面表面之軟性電路子組件404。如「第25圖」所示之實施例,感測器組件400的軟性電路子組件404沒有完全纏繞硬質基板402,而是僅纏繞在硬質基板402的上表面、下表面以及一個邊緣上。感測器組件400的硬質基板402具有如「第27圖」所示的形狀,硬質基板402具有第一表面(例如:頂面)、第二表面(例如:與頂面相對且任選地與其平行的底面)、任選地彼此平行的相對第一與第二邊緣以及圓形的第一與第二端部,軟性電路子組件404具有面板,該面板具有與硬質基板的頂面與底面的形狀相對應的形狀。或者,硬質基板可具有矩形形狀或任何其它形狀,例如在本文其他地方所描述的形狀。硬質基板可由任何材料製成且具有於此描述的任何特性,例如:平坦度。軟性電路子組件可藉由於此描述之任何將軟性電路子組件或軟性基板固定到硬質基板的方式固定到硬質基板。
軟性電路子組件404包含一軟性基板材料,其具有形成或設置在其上的多個導電跡線,如上所述且將在下面進一步描述,且軟性電路子組件404可包含遠離硬質基板402延伸的主機連接器舌片410。連接器舌片410可包含設置在連接器舌片410的端部之一側(例如:在底側)上的連接器412(例如:插頭),其被配置為提供感測器組件400與主機設備之間的電性連接。加強材414(包含例如:聚亞醯胺卡片或平板)可在與連接器412相對的一側連接在軟性基板上。在所述的實施例中,如「第38圖」所示,連接器412設置在連接器舌片410的底面上,且加強材414設置在連接器舌片410的頂面上。在替代實施例中,連接器412設置在連接器舌片410的頂面上,且加強材414設置在底面上。
在一替代實施例中,主機連接器舌片不形成感測器組件的一部分。 相反地,可提供兩葉(two-lobed)軟性基板,且可使用例如球柵陣列布置將該舌片稍後附加到組裝的感測器組件。
軟性電路子組件404還可包含電路元件(例如:積體電路或特殊用途積體電路)416以及固定到軟性電路子組件404的外表面的各種其它零件,例如:電感418與電容420。在一替代實施例中,電路元件(集成電路)與/或其它電路零件可設置在軟性電路子組件的內表面上且設置在形成於硬質基板中的一個或多個凹部中。
如上所述,感測器組件400可安裝在形成於主機設備面板中的開口內(「第36圖」至「第38圖」中未顯示),且可用蓋板350覆蓋,以與主機設備面板的表面齊平、凹陷在主機設備面板的表面下方或在主機設備面板的表面上方突出,如上面的各種實施例所述。蓋板350可包含由任何材料製成的蓋板,且具有於此描述的任何特性,並可藉由於此描述的任何方式安裝與固定。
「第39圖」與「第40圖」分別顯示感測器組件400的中間組件422之頂部與底部透視圖。「第41圖」係為中間組件422的側視圖。如「第39圖」至「第41圖」所示,軟性電路子組件404包含一感測器葉片(sensor lobe)406與一電路葉片(circuit lobe)408,其間具有一連接器部分424。「第41圖」係為感測器組件400的側視圖,其顯示感測器葉片406部分地折疊在硬質基板402的頂面及設置在中間組件422上方的蓋板350上。感測器葉片406與電路葉片408分別固定到硬質基板402的頂面與底面。軟性電路子組件404可透過於此描述的任何方式固定到硬質基板402。在所述實施例中,主機連接器舌片410從電路葉片408橫向延伸到硬質基板402的一個邊緣。
在「第42圖」所示的軟性電路子組件430的替代實施例中,軟性電路子組件430包含感測器葉片432、電路葉片434、連接部分436以及從電路葉片434的一端縱向延伸的主機連接器舌片438。主機連接器舌片的位置被選擇為適合在其中安裝指紋感測器組件的設備上之最佳連接器位置。此外,主機連接器舌片的長度與形狀可根據需要變化。
如「第43圖」與「第44圖」所示,軟性電路子組件404包含其上設置有多個導電跡線與電路元件之軟性基板440。
「第44圖」係為軟性電路子組件404的底部平面圖。軟性電路子組件404的這一側被認為是外表面,因為當在感測器組件400中纏繞硬質基板402時,它從硬質基板402面向外。多個外部導電跡線或感測器元件442形成在感測器葉片406的外表面上。在所述實施例中,外部導電跡線442延伸跨過感測器葉片406的外表面且跨過連接部分424的外表面。外部導電跡線442透過導電互連件電性連接到電路元件416。多個互連件444從外部導電跡線442的端部延伸到電路元件416,電路元件416也設置在軟性電路子組件404的外表面上。每個互連件444與該些外部導電跡線442之一相關聯。因此,每個外部導電跡線442經由一互連件444連接到電路元件416。
「第43圖」係為軟性電路子組件404的俯視圖,其顯示感測器葉片406與電路葉片408。軟性電路子組件404的該側被認為是軟性電路子組件404的內表面,因為該表面面向內部且接觸感測器組件400中的硬質基板402的表面。
軟性電路子組件404包含形成在感測器葉片406的內表面上的多個內部導電跡線或感測器元件446。內部導電跡線446透過導電互連件電性連接到電路元件416。在所述實施例中,第一組內表面互連件448從第二導電跡線446(每個互連件448與該些導電跡線446之一相關聯)的一部分(例如一半)延伸,第二組內表面互連件450從剩餘的第二導電跡線446(每個互連件450與該些導電跡線446之一相關聯)延伸。內表面互連件448延伸到一組通孔456,該組通孔456係延伸穿過軟性基板440到達形成在軟性電路子組件404的外表面上的外表面互連件452(參見「第44圖」),且從通孔456延伸至電路元件416。每一通孔456與該些內表面互連件448之一以及該些外表面互連件452之一相關聯。類似地,內表面互連件450延伸到一組通孔458,該組通孔458係延伸穿過軟性基板440到達形成在軟性電路子組件404的外表面上的外表面互連件454(參見「第44圖」),且從通孔458延伸至電路元件416。因此,每一內部導電跡線446經由內表面互連件448或450以及外表面互連件452或454連接到電路元件416。
多個連接器舌片互連件460從跨過軟性基板440的連接器舌片410部分之電路元件416延伸到多個連接器焊盤462。連接器焊盤462可連接到連接器,例如:連接器插頭412。
如同上述實施例,軟性基板440可包含一軟性介電基板,其可為聚合物基板,例如:Kapton®或Upilex®,且內部導電跡線446與外部導電跡線442可包含多個導電跡線,其係為由被形成、蝕刻、沉積或印刷到軟性基板440上或被嵌入軟性基板440中的合適導電材料(諸如:銅、錫、銀、鎳、鋁或金)製成的跡線。在軟性基板子組件404中,感測器元件包含設置在軟性基板440的感測器葉片406的內表面上或嵌入在軟性基板440的感測器葉片406的內表面上的多個內部導電跡線446,以及設置在軟性基板440的感測器葉片406的外表面上或嵌入在軟性基板440的感測器葉片406的外表面內的多個外部導電跡線442。外部導電跡線442並排布置,優選地彼此不接觸,且可以大致彼此平行。內部導電跡線446橫向定向於外部導電跡線442,且可以大致垂直於外部導電跡線442。每個內部導電跡線446可包含一驅動線或一拾取線,且相反地,每個外部導電跡線442可包含一拾取線或一驅動線。由軟性基板440的一層分開之一驅動線與一拾取線的每一重疊位置可形成阻抗感測電極對,由此驅動線與拾取線的重疊部分形成由一介電層或多層隔開之電容的相對平板。
在一些實施例中,可透過提供由兩片組成的硬質基板來促進或簡化感測器組件的構造,在將每一片固定到軟性基板子組件的相關部分之後該兩片可以彼此連接。「第47圖」顯示這種感測器組件的示例,其說明感測器組件的中間組件466,該感測器組件包含具有第一葉片470,第二葉片472與第三葉片474的三面板軟性電路子組件468,在相鄰葉片之間具有連接部分。第一硬質基板部分476固定到第一葉片470,且第二硬質基板部分478固定到第二葉片472。可透過折疊第一硬質基板部分476與第一葉片470於第二硬質基板部分478與第二葉片472上方完成感測器組件的裝配,並將第一硬質基板部分476固定到第二硬質基板部分478。接下來,軟性電路子組件468的第三葉片474折疊在第一葉片470與第一硬質基板部分476。
「第46圖」顯示由兩片式硬質基板形成的感測器組件的另一個實例,感測器組件480包含具有感測器葉片484(具有形成在如上所述的相對表面上的多個導電跡線)的雙面板軟性電路子組件482、電路葉片486與具有在相鄰葉片之間的連接部分之主機連接器舌片488。感測器組件480還可包含如上所述的連接器插頭490與加強材492。第一硬質基板部分494固定到感測器葉片484,且第二硬質基板部分496固定到電路葉片486。可通過折疊第一硬質基板部分494與感測器葉片484於第二硬質基板部分496與電路葉片486上以及將第一硬質基板部分494固定到第二硬質基板部分496完成感測器組件的組裝。
在某些情況下,當感測器組件安裝在主機設備面板中時,可能需要感測器組件不比感測器組件附近的主機設備面板厚(或者大約相同的厚度)。 在這種情況下,可能需要將電路元件(積體電路,特殊用途積體電路)與其它零件(例如:電容與電感)定位在相對於主感測器組件(main sensor assembly)的覆蓋區之偏移位置。也就是說,電路元件與其他零件沒被安裝到硬質基板下面之軟性電路子組件,該硬質基板上安裝有軟性電路組件。
「第47圖」中顯示這種配置,其係為安裝在主機設備面板中的感測器組件之替代實施例的剖面。感測器組件530被設置在形成於主機設備面板532中的凹部內。感測器組件530可藉由於此描述的任何方式透過間隔框架534安裝在主機設備面板532內。感測器組件530可被安裝的蓋板536覆蓋,以便與主機設備面板532齊平、凹陷在主機設備面板532下方或在主機設備面板532上方突出,如上面的各種實施例所述。蓋板536可包含由任何材料製成的蓋板,且具有於此描述的任何特性,並可藉由於此描述的任何方式安裝與固定。
感測器組件530包含一硬質基板538,其上纏繞有軟性電路子組件540。硬質基板538可具有任何形狀或配置,且可由任何材料製成並具有於此描述的任何特性,例如:平坦度。 軟性電路子組件540可藉由於此描述之任何將軟性電路子組件或軟性基板固定到硬質基板的方式固定到硬質基板538。
軟性電路子組件540的感測器部分542設置在硬質基板538的頂面上。感測器部分542包含形成在軟性基板的相對表面上且彼此橫向定向的多個導電跡線,如「第43圖」與「第44圖」的上下文中所述。
軟性電路子組件540起始於硬質基板538的上表面(即,面向蓋板536的表面),然後圍繞硬質基板538的一個邊緣(「第47圖」的左邊緣)延伸與硬質基板538的底面。軟性電路子組件540的跳線延長部(jumper extension)544延伸超過軟性電路子組件540的纏繞部分。電路元件(例如:積體電路或特殊用途積體電路)548與其他電子零件550、552(例如:電感與電容) 安裝在軟性電路子組件540的底面或外表面上,且加強材554(包含例如:聚亞醯胺卡片或平板)可固定到軟性電路子組件之與電路元件548與零件550、552相對的部分。主機連接器舌片546從跳線延長部544延伸,用於經由連接器(例如:插頭,未顯示)將感測器組件530連接到主機設備。
「第48圖」係為安裝在主機設備面板中的感測器組件之替代實施例的剖面圖。感測器組件560設置在形成於主機設備面板562中的凹部內。感測器組件560可透過間隔框架564以於此描述的任何方式安裝在主機設備面板562內。感測器組件560可被安裝的蓋板566覆蓋,以與主機設備面板562的表面齊平、凹陷在主機設備面板562的表面下方或在主機設備面板562的表面上方突出,如上面的各種實施例所述。蓋板566可包含由任何材料製成的蓋板,且具有於此描述的任何特性,並可藉由於此描述的任何方式安裝與固定。
感測器組件560包含一硬質基板568,其上覆蓋有軟性電路子組件570。硬質基板568可具有任何形狀或配置,且可由任何材料製成並具有於此描述的任何特性,例如:平坦度。軟性電路子組件570可藉由於此描述之任何將軟性電路子組件或軟性基板固定到硬質基板的方式固定到硬質基板568。
軟性電路子組件570的感測器部分572設置在硬質基板568的頂面上。感測器部分572包含形成在軟性基板的相對面上且彼此橫向定向的多個導電跡線,如「第43圖」與「第44圖」的上下文中所述。
軟性電路子組件570纏繞硬質基板568的邊緣(「第48圖」中的右邊緣),但是不像「第47圖」所示的那樣安裝纏繞穿過底面。軟性電路子組件570的跳線延長部574延伸超出軟性電路子組件570的纏繞部分。電路元件(例如:積體電路或特殊用途積體電路)578與其他電子零件580、582(例如:電感與電容)安裝在軟性電路子組件570的頂面上,且加強材584(包含例如:聚亞醯胺卡片或平板)可固定到軟性電路子組件之與電路元件578以及零件580、582相對的部分。電路元件578與零件580、582可被封裝在封裝材料中,諸如:環氧樹脂或類似物。
主機連接器舌片576從跳線延長部574延伸,用於經由連接器(例如:插頭588)將感測器組件560連接到主機設備。加強材590(包含例如:聚亞醯胺卡片或平板)可固定到軟性電路子組件570之與電路元件連接器588相對的部分。
「第49圖」係顯示在電子裝置500中可操作地設置的感測器組件510之局部剖面透視圖。感測器組件510可包含於此描述的任何感測器組件實施例。電子裝置500可為指紋感測器可有利地併入的任何裝置,例如,用於提供對裝置的安全訪問或允許實現裝置的安全操作。裝置500可包含行動電話、智能電話、桌上型電腦 、膝上型/筆記型電腦、平板電腦、精簡型客戶端裝置等等。感測器組件510設置在形成於主機設備面板502中的凹部508內。主機設備面板502可包含顯示器與/或觸控螢幕(介面)面板。主機設備面板502可被支撐在框架504中,且框架504可限定裝置500的殼體之至少一部分。從感測器組件510延伸的主機連接器舌片512將感測器組件510連接到裝置500內的電力、邏輯與/或數據傳輸元件,例如:透過連接器514。蓋板506可設置在感測器組件510上方,以與主機設備面板齊平、凹陷在主機設備面板502下方或在主機設備面板502上方突出。
「第50圖」係顯示安裝在主機設備面板內的感測器組件之底部透視圖。「第51圖」係為顯示設置在主機設備面板內的感測器組件之剖面的底部透視圖。如「第50圖」與「第51圖」所示,感測器組件510設置於間隔/安裝框架520內,間隔/安裝框架520安裝在形成於主機設備面板502中的凹部內。框架520可包含上述一個或多個間隔框架之多個元件。框架520可包含“現場模製(mold-in-place)”高硬度導電黏合劑。 黏合劑的黏度優選地在固化之前自由流動。主機連接器舌片512延伸到感測器組件510下方,且包含插頭518,插頭518用於將感測器組件連接到主機設備內的內部零件。
示例性實施例
第1個實施例:一種感測器組件,其包含具有相對的第一與第二表面的一硬質基板;一軟性基板;設置在該軟性基板的一第一部分上的多個第一導電跡線,其中,該些第一導電跡線大致彼此平行;設置在該軟性基板的一第二部分上的多個第二導電跡線,其中,該些第二導電跡線大致彼此平行,且該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線;設置在該軟性基板上的多個第一互連件,每個第一互連件連接到該些第一導電跡線中相關聯的一個;以及設置在該軟性基板上的多個第二互連件,每個第二互連件連接到該些第二導電跡線中相關聯的一個,其中,該些第一導電跡線與該軟性基板的該第一部分覆蓋該硬質基板的該第一表面,且該些第二導電跡線與該軟性基板的該第二部分覆蓋該些第一導電跡線與該硬質基板的該第一表面,其中該些第一互連件與其上設置有該些第一互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的第一邊緣延伸,並且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分,且其中該些第二互連件以及設置有該些第二互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的第二邊緣延伸,並且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分。
第2個實施例:根據第1個實施例的感測器組件,其中,該些導電跡線與該些導電互連件包含被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或被嵌入該軟性基板中的導電材料。
第3個實施例:根據第2個實施例的感測器組件,其中,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
第4個實施例:根據第1個實施例至第3個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
第5個實施例:根據第1個實施例至第3個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板的相對的該第一與該第二表面是平面,並且該硬質基板包含圓形的第一與第二端。
第6個實施例:根據第1個實施例至第5個實施例中任一個的感測器組件,其中,當該軟性基板纏繞該硬質基板時,該軟性基板被配置為在尺寸與形狀上與該硬質基板相符。
第7個實施例:根據第1個實施例至第6個實施例中任一個的感測器組件,其中,覆蓋在該硬質基板的該第一表面之該些第一導電跡線以及覆蓋該些第一導電跡線與該硬質基板的該第一表面之該些第二導電跡線形成一感測器表面,且該感測器表面具有5微米(micrometer,µm)或更小的平坦度。
第8個實施例:根據第1個實施例至第7個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且該硬質基板的第一邊緣與第二邊緣為圓形。
第9個實施例:根據第1個實施例至第8個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板之圍繞該硬質基板的該第一與第二邊緣延伸的部分與該硬質基板的該第一與第二邊緣接觸。
第10個實施例:根據第1個實施例至第8個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板之圍繞該硬質基板的該第一邊緣與該第二邊緣延伸的部分形成不與該硬質基板的該第一邊緣與該第二邊緣接觸的多個工作回路(service loops)。
第11個實施例:根據第1個實施例至第10個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
第12個實施例:根據第1個實施例至第11個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片。
第13個實施例:根據第1個實施例至第12個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板由一介電質材料製成。
第14個實施例:根據第1個實施例至第13個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板為一聚合物基材料。
第15個實施例:根據第1個實施例至第14個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板具有在2 GPa至9 GPa之間的彈性係數。
第16個實施例:根據第1個實施例至第16個實施例中任一個的感測器組件,還包含一電路元件,其設置在該軟性基板上且在該軟性基板的該第一部分與該第二部分之間,其中,該些第一互連件被配置為將該些第一導電跡線連接到該電路元件,該些第二互連件被配置為將該些第二導電跡線連接到該電路元件,該電路元件以及設置有該電路元件之該軟性基板的部分覆蓋該硬質基板的該第二表面。
第17個實施例:根據第1個實施例至第16個實施例中任一個的感測器組件,還包含用於將該感測器組件連接到一主機設備的多個主機連接器舌片。
第18個實施例:根據第17個實施例的感測器組件,其中,該些連接器舌片包含形成在該軟性基板的一部分上的多個導電連接器焊盤及連接到該些連接器焊盤的多個導電主機連接器互連件。
第19個實施例:根據第1個實施例至第18個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板透過黏合劑固定到該硬質基板,並且該軟性基板的該第二部分透過黏合劑固定到該軟性基板的該第一部分。
第20個實施例:根據第19個實施例的感測器組件,其中,該黏合劑包含選自以下組成的群組之一種或多種材料:壓感黏合劑、B階片型黏合劑、結合層黏合劑、丙烯酸基熱固性黏合劑、高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑、具有顆粒填料的黏合劑以增加黏合劑的彈性係數,以及具有高介電常數的填料之黏合劑。
第21個實施例:一種感測器組件, 其包含具有相對的第一與第二表面的一硬質基板;以及一感測器子組件,其包含一軟性基板;一電子元件,其配置於該軟性基板;多個第一導電跡線,其配置於該軟性基板的一第一部分;多個第二導電跡線,其配置於該軟性基板的一第二部分;多個第一導電互連件,其配置於該軟性基板且將該些第一導電跡線連接到該電子元件;以及多個第二導電互連件,其配置於該軟性基板且將該些第二導電跡線連接到該電子元件,其中該感測器子組件纏繞該硬質基板,使得該軟性基板的該第一部分及該些第一導電跡線覆蓋該硬質基板的該第一表面,該些第二導電跡線及該軟性基板的該第二部分覆蓋該些第一導電跡線與該硬質基板的該第一表面,該些第一互連件與其上設置有該些第一互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的第一邊緣延伸,且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分,該些第二互連件與其上設置有該些第二互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的第二邊緣延伸,且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分;且該電路元件及其上設置有該電路元件之該軟性基板的一部分覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分。
第22個實施例:根據第21個實施例的感測器組件,其中,該些第一導電跡線、該些第二導電跡線、該些第一互連件與該些第二互連件包含被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或被嵌入該軟性基板中的導電材料。
第23個實施例:根據第22個實施例的感測器組件,其中,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
第24個實施例:根據第21個實施例至第23個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
第25個實施例:根據第21個實施例至第23個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且該硬質基板的第一邊緣與第二邊緣為圓形。
第26個實施例:根據第21個實施例至第25個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板之圍繞該硬質基板的該第一與第二邊緣延伸的部分與該硬質基板的該第一與第二邊緣接觸。
第27個實施例:根據第21個實施例至第25個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板之圍繞該硬質基板的該第一邊緣與該第二邊緣延伸的部分形成不與該硬質基板的該第一邊緣與該第二邊緣接觸的多個工作回路。
第28個實施例:根據第21個實施例至第27個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
第29個實施例:根據第21個實施例至第28個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片。
第30個實施例:根據第21個實施例至第29個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板由一介電質材料製成。
第31個實施例:根據第21個實施例至第30個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板為一聚合物基材料。
第32個實施例:根據第21個實施例至第31個實施例中任一個的感測器組件,其中,該些第一導電跡線大致彼此平行,該些第二導電跡線大致彼此平行,且該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線。
第33個實施例:根據第21個實施例至第32個實施例中任一個的感測器組件,其中,該些第一互連件被配置為將該些第一導電跡線連接到該電路元件,該些第二互連件被配置為將該些第二導電跡線連接到該電路元件,且該電路元件及設置有該電路元件之該軟性基板的該部分覆蓋該硬質基板的該第二表面。
第34個實施例:根據第21個實施例至第33個實施例中任一個的感測器組件,還包含用於將該感測器組件連接到一主機設備的多個主機連接器舌片。
第35個實施例:根據第34個實施例的感測器組件,其中,該些連接器舌片包含形成在該軟性基板的一部分上的多個導電連接器焊盤及連接到該些連接器焊盤的多個導電主機連接器互連件。
第36個實施例:一種組件,包含一主機設備面板;一感測器組件,其包含具有相對的第一與第二表面的一硬質基板以及設置在該硬質基板的該第一表面之多個感測器元件,其中該感測器組件設置在形成於該主機設備面板中的一切除部份內;以及一蓋板,設置在該切除部份與該感測器組件上方,以將該感測器組件封入在該切除部份內。
第37個實施例:根據第36個實施例的組件,其中,該切除部份通過該主機設備面板部分地形成。
第38個實施例:根據第36個實施例的組件,其中,,該切除部份通過該主機設備面板完整形成。
第39個實施例:根據第36個實施例至第38個實施例中任一個的組件,其中,該蓋板的頂面與該主機設備面板的頂面齊平。
第40個實施例:根據第36個實施例至第38個實施例中任一個的組件,其中,該蓋板的頂面相對於該主機設備面板的頂面凹陷。
第41個實施例:根據第36個實施例至第38個實施例中任一個的組件,其中,該蓋板的頂面在該主機設備面板的頂面上方突出。
第42個實施例:根據第36個實施例至第41個實施例中任一個的組件,其中,該主機設備面板與該蓋板由玻璃製成。
第43個實施例:根據第36個實施例至第42個實施例中任一個的組件,還包含一軟性基板,且該些感測器元件包含設置在該軟性基板上的多個導電跡線,其中該感測器組件還包含連接到該些導電跡線的多個導電互連件,其中該些導電跡線以及設置有該些導電跡線之該軟性基板的一部分覆蓋該硬質基板的該第一表面的至少一部分,且該些互連件以及設置有該些互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的邊緣延伸,並覆蓋該硬質基板的該第二表面的至少一部分。
第44個實施例:根據第36個實施例至第43個實施例中任一個的組件,還包含在圍繞該切除部份的周邊之該主機設備面板中形成的一嵌入式擱板,其中該蓋板位於該擱板中,該擱板的形狀對應於該蓋板的形狀,且該擱板的深度對應到該蓋板的厚度。
第45個實施例:根據第36個實施例至第44個實施例中任一個的感測器組件,其中,該切除部份具有與該感測器組件的形狀相符的形狀。
第46個實施例:根據第36個實施例至第45個實施例中任一個的感測器組件,還包含一間隔框架,該間隔框架具有一外周邊與一內周邊,該外周邊具有與該切除部份的形狀相對應的形狀,該內周邊具有與該感測器組件的形狀相對應的形狀,其中該間隔框架設置在該切除部份內,且該感測器組件設置在該間隔框架內。
第47個實施例:根據第46個實施例的感測器組件,還包含一嵌入式擱板,其形成在圍繞其內周邊的該間隔框架中,且該蓋板位於該間隔框架的該擱板上,該擱板的形狀對應於該蓋板的形狀,該擱板的深度對應於該蓋板的厚度。
第48個實施例:根據第46個實施例的感測器組件,其中,該蓋板設置在該間隔框架的頂部上。
第49個實施例:根據第46個實施例的感測器組件,更包含一斜面,其形成於圍繞其內周邊的該間隔框架中。
第50個實施例:根據第49個實施例的感測器組件,其中,該蓋板在圍繞其外周邊的周圍為斜面。
第51個實施例:根據第46個實施例至第50個實施例中任一個的感測器組件,其中,該切除部份穿過該主機設備面板完整形成,該間隔框架包含一下部外圍擱架,其從該間隔框架的下側橫向向外延伸,且該下部外圍擱架鄰接該主機設備面板的下表面。
第52個實施例:根據第46個實施例至第51個實施例中任一個的感測器組件,其中,該間隔框架由選自以下組成的群組之一種或多種材料製成:機器可用或可塑的塑膠、液晶聚合物、聚對苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene Terephthalate,PBT)、傳導性聚合物、具有碳或石墨填料的聚合物、矽樹脂基材料(silicone-based materials)、聚合物發泡體(polymer foams)、矽氧發泡體(silicone foams)、傳導性熱塑性或熱固性模制化合物、傳導性發泡體(conductive foams)與傳導性矽脂(conductive silicones)。
第53個實施例:根據第43個實施例至第52個實施例中任一個的感測器組件,其中,該些導電跡線與該些導電互連件包含被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或被嵌入該軟性基板中的導電材料。
第54個實施例:根據第53個實施例的感測器組件,其中,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
第55個實施例:根據第36個實施例至第54個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
第56個實施例:根據第36個實施例至第54個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板的相對的該第一與該第二表面是平面,並且該硬質基板的相對邊緣為圓形。
第57個實施例:根據第36個實施例至第56個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
第58個實施例:根據第36個實施例至第57個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片。
第59個實施例:根據第36個實施例至第58個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板由一介電質材料製成。
第60個實施例:根據第36個實施例至第59個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板為一聚合物基材料。
第61個實施例:根據第43個實施例至第60個實施例中任一個的感測器組件,其中,該些導電跡線包含設置在該軟性基板的第一部分上的多個第一導電跡線及設置在該軟性基板的第二部分上的多個第二導電跡線。
第62個實施例:根據第61個實施例的感測器組件,其中,該些第一導電跡線大致彼此平行,該些第二導電跡線大致彼此平行,且該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線。
第63個實施例:根據第61個實施例或第62個實施例的感測器組件,其中,該些第一導電跡線及該軟性基板的該第一部分覆蓋該硬質基板的該第一表面,且該些第二導電跡線及該軟性基板的該第二部分覆蓋該些第一導電跡線與該硬質基板的該第一表面。
第64個實施例:根據第61個實施例至第63個實施例中任一個的感測器組件,其中,該些互連件包含與該些第一導電跡線相關聯的多個第一互連件及與該些第二導電跡線相關聯的多個第二互連件,其中該些第一互連件及其上設置有該些第一互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的第一邊緣延伸,並且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分,且其中該些第二互連件及設置有該些第二互連件的該軟性基板的一部分圍繞該硬質基板的第二邊緣延伸,並且覆蓋該硬質基板的該第二表面的一部分。
第65個實施例:根據第64個實施例的感測器組件,其中,該軟性基板之圍繞該硬質基板的該第一邊緣延伸的部分與該硬質基板的該第一邊緣接觸,該軟性基板之圍繞該硬質基板的該第二邊緣延伸的部分與該硬質基板的該第二邊緣接觸。
第66個實施例:根據第43個實施例至第65個實施例中任一個的感測器組件,更包含一電路元件,其設置在該軟性基板上,其中,該些互連件被配置為將該些導電跡線連接到該電路元件,且其中該電路元件及設置有該電路元件之該軟性基板的部分覆蓋該硬質基板的該第二表面。
第67個實施例:根據第36個實施例至第66個實施例中任一個的感測器組件,其中,該感測器組件更包含用於將該感測器組件連接到主機設備的多個主機連接器舌片。
第68個實施例:根據第67個實施例的感測器組件,其中,該些連接器舌片包含形成在該軟性基板的一部分上的多個導電連接器焊盤及連接到該些連接器焊盤的多個導電主機連接器互連件。
第69個實施例: 一種感測器組件包含一硬質基板,其具有相對的第一表面與第二表面;一軟性基板;一電路元件,其大致位於該軟性基板的中心;多個導電跡線,其包含相對於該電路元件設置在該軟性基板的相對端上的一第一組導電跡線與一第二組導電跡線;以及設置在該軟性基板上的一第一組導電互連件與一第二組導電互連件,該第一組互連件將該第一組導電跡線連接到該電路元件,且該第二組互連件將該第二組導電跡線連接到該電路元件,其中該軟性基板纏繞該硬質基板,使得該電路元件設置在該硬質基板的該第二表面上,且該第一組互連件與該第二組互連件從該硬質基板的第二表面圍繞該硬質基板的相對邊緣延伸到該硬質基板的第一表面,其中該第一組導電跡線與該第二組導電跡線重疊以在該硬質基板的第一表面上方形成一感測陣列。
第70個實施例:根據第69個實施例的感測器組件,其中,該第一組導電跡線、該第二組導電跡線、該第一組互連件與該第二組互連件包含被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或被嵌入該軟性基板中的導電材料。
第71個實施例:根據第70個實施例的感測器組件,其中,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
第72個實施例:根據第69個實施例至第71個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
第73個實施例:根據第69個實施例至第71個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板相對的該第一與該第二表面是平面,並且該硬質基板的相對邊緣為圓形。
第74個實施例:根據第69個實施例至第73個實施例中任一個的感測器組件,其中,其上設置有該第一組互連件與第二組互連件之該軟性基板的部分圍繞該硬質基板的相對邊緣延伸,其與該硬質基板的相對邊緣接觸。
第75個實施例:根據第69個實施例至第73個實施例中任一個的感測器組件,其中,在不與該硬質基板的相對邊緣接觸的多個工作回路(service loops)中,其上設置有該第一組互連件與第二組互連件的該軟性基板的部分圍繞該硬質基板的相對邊緣延伸。
第76個實施例:根據第69個實施例至第75個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
第77個實施例:根據第69個實施例至第75個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片。
第78個實施例:根據第69個實施例至第77個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板由一介電質材料製成。
第79個實施例:根據第69個實施例至第78個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板為一聚合物基材料。
第80個實施例:根據第69個實施例至第79個實施例中任一個的感測器組件,其中,該第一組導電跡線的多個導電跡線大致彼此平行,該第二組導電跡線的多個導電跡線大致彼此平行,且該些第一導電跡線橫向定向於該些第二導電跡線,使得該感測陣列包含重疊的該些第一導電跡線與該些第二導電跡線。
第81個實施例:根據第1個實施例至第14個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板具有在0.2GPa至20GPa之間的彈性係數。
第82個實施例:根據第36個實施例至第68個實施例中任一個的組件,其中,該蓋板透過一黏合劑固定到該感測器組件。
第83個實施例:根據第82個實施例的組件,其中,該黏合劑包含選自以下組成的群組之一種或多種材料:壓感黏合劑、B階片型黏合劑、結合層黏合劑、丙烯酸基熱固性黏合劑、高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑、具有顆粒填料的黏合劑以增加黏合劑的彈性係數,以及具有高介電常數的填料之黏合劑。
第84個實施例:根據第46個實施例的組件,其中,該蓋板設置在該間隔框架的該內周邊內。
第85個實施例:一種感測器組件,其包含具有相對的第一與第二表面的一硬質基板;具有相對的第一與第二表面的一軟性基板;設置在該軟性基板的一第一部分上的多個第一導電跡線,其中,該些第一導電跡線大致彼此平行且形成於該軟性基板的該第一部分的該第一表面上;設置在該軟性基板的該第一部分上的多個第二導電跡線,其中,該些第二導電跡線大致彼此平行且形成於該軟性基板的該第一部分的該第二表面上,且該些第二導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線;設置在該軟性基板上的一第二部分的電子元件,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線電性連接該電子元件;其中,該軟性基板纏繞該硬質基板,該軟性基板的該第一部分與該第二部分之該第二表面分別面向該硬質基板的該第一表面與該第二表面,且其中該軟性基板的該第一部分及其上設置的該些第一導電跡線與該些第二導電跡線覆蓋該硬質基板的該第一表面,且該軟性基板的該第二部分及其上設置的該電路元件覆蓋該硬質基板的該第二表面。
第86個實施例:根據第85個實施例的感測器組件,還包含一導電互連件,其與該些第一導電跡線與該些第二導電跡線中的每一個相關聯,且將該些第一導電跡線與該些第二導電跡線中的每一個連接到該電路元件。
第87個實施例:根據第86個實施例的感測器組件,還包含多個通孔,其在該軟性基板的第一表面與第二表面之間,延伸穿過該軟性基板,其中,與該些第二導電跡線相關聯之該些導電互連件件的至少一部分從該軟性基板的該第二表面延伸穿過該些通孔到達該軟性基板的該第一表面。
第88個實施例:根據第85個實施例至第87個實施例中任一個的感測器組件,其中,該些導電跡線與該些導電互連件包含被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或被嵌入該軟性基板中的導電材料。
第89個實施例:根據第88個實施例的感測器組件,其中,該導電材料包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
第90個實施例:根據第85個實施例至第89個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
第91個實施例:根據第85個實施例至第90個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板的相對的該第一與該第二表面是平面,並且該硬質基板包含圓形的第一與第二端。
第92個實施例:根據第85個實施例至第91個實施例中任一個的感測器組件,其中,當該軟性基板纏繞該硬質基板時,該軟性基板被配置為在尺寸與形狀上與該硬質基板相符。
第93個實施例:根據第85個實施例至第92個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且該硬質基板的該第一邊緣與該第二邊緣為圓形。
第94個實施例:根據第81個實施例至第89個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
第95個實施例:根據第85個實施例至第94個實施例中任一個的感測器組件,其中,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片。
第96個實施例:根據第85個實施例至第95個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板由一介電質材料製成。
第97個實施例:根據第85個實施例至第96個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板為一聚合物基材料。
第98個實施例:根據第85個實施例至第97個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板具有在2 GPa至9 GPa之間的彈性係數。
第99個實施例:根據第85個實施例至第98個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板具有在0.2 GPa至20 GPa之間的彈性係數。
第100個實施例:根據第85個實施例至第99個實施例中任一個的感測器組件,還包含用於將感測器組件連接到一主機設備的一主機連接器舌片。
第101個實施例:根據第100個實施例的感測器組件,其中該主機連接器舌片包含:從該硬質基板延伸之該軟性基板的一部分;設置在該軟性基板的該延伸部分上的多個導電互連件;以及設置在該軟性基板的該延伸部分的一側上之連接器插頭,且該些導電互連件從該電路元件延伸到該連接器插頭。
第102個實施例:根據第101個實施例的感測器組件,還包含一加強材,其設置在該軟性基板之與該連接器插頭相對的延伸部分之表面。
第103個實施例:根據第85個實施例至第102個實施例中任一個的感測器組件,其中,該軟性基板通過一黏合劑固定到該硬質基板。
第104個實施例:根據第103個實施例的感測器組件,其中該黏合劑包含選自以下的一種或多種材料:壓感黏合劑、B階片型黏合劑、結合層黏合劑、丙烯酸基熱固性黏合劑、高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑、具有顆粒填料的黏合劑以增加黏合劑的彈性係數,以及具有高介電常數的填料之黏合劑。
第105個實施例:一種感測器組件,包含:一硬質基板,具有相對的第一表面與第二表面;具有相對的第一與第二表面之一軟性基板;設置在該軟性基板的一第一部分上的多個第一導電跡線,其中該些第一導電跡線大致彼此平行並且形成在該軟性基板的該第一部分的第一表面上;設置在該軟性基板的該第一部分上的多個第二導電跡線,其中該些第二導電跡線大致彼此平行並且形成在該軟性基板的該第一部分的該第二表面上,且該些第二導電跡線橫向於該些第一導電跡線;以及一電路元件,其設置在該軟性基板的一第二部分上,其中該些第一導電跡線與該些第二導電跡線電性連接到該電路元件;其中該軟性基板至少部分地纏繞該硬質基板,該軟性基板的該第一部分的該第二表面面向該硬質基板的該第一表面,且其中該軟性基板的該第一部分及其上設置的該些第一與第二導電跡線覆蓋該硬質基板的該第一表面,且具有該電路元件之該軟性基板的該第二部分從該硬質基板延伸。
第106個實施例:根據第105個實施例的感測器組件,其中,在該軟性基板的該第一與第二部分之間的該軟性基板的一部分覆蓋該硬質基板的邊緣,該邊緣連接該硬質基板的該第一與第二表面。
第107個實施例:根據第106個實施例的感測器組件,其中在該軟性基板的該第一與第二部分之間的該軟性基板的一部分也覆蓋在該硬質基板的該第二表面上。
第108個實施例:根據第105個實施例至第107個實施例中任一個的感測器組件,還包含一加強材,其附接到該軟性基板之與設置有該電路元件的該軟性基板的表面相對的表面。
第109個實施例:根據第36個實施例的組件,其中,該感測器組件包含第1個實施例至第35個實施例中任一個的感測器組件。
第110個實施例:根據第36個實施例的組件,其中,該感測器組件包含第85個實施例至第108個實施例中任一個的感測器組件。
第111個實施例:一種電子裝置,包含:一主機設備面板,其被配置為提供接口與/或顯示功能;一指紋感測器,其設置在形成於該主機設備面板中的一凹部或一開口內;以及設置在該指紋感測器上方的一蓋板。該指紋感測器包含:一硬質基板,其具有相對的第一表面與第二表面;以及一軟性電路子組件,其至少部分地纏繞該硬質基板,以覆蓋該第一表面與該第二表面,且包含:一軟性基板,其具有相對的第一與第二表面;以及形成在該軟性基板的該第一表面與該第二表面中的一個或兩個上的多個第一導電跡線與多個第二導電跡線,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線被配置為使得當該軟性電路子組件纏繞該硬質基板時,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線彼此橫向定向且透過軟性基板的一層彼此分離。
第112個實施例:根據第111個實施例的電子裝置,其中,該指紋感測器包含第1個實施例至第20個實施例或第81個實施例中任一個的感測器組件。
第113個實施例:根據第111個實施例的電子裝置,其中,該指紋感測器包含第21個實施例至第35個實施例中任一個的感測器組件。
第114個實施例,根據第111個實施例的電子裝置,其中,該主機設備面板與該指紋感測器包含第36個實施例至第68個實施例、第82個實施例、第83個實施例、第84個實施例、第109個實施例或第110個實施例中任一個的組件。
第115個實施例:根據第111個實施例的電子裝置,其中,該指紋感測器包含第69個實施例至第80個實施例中任一個的感測器組件。
第116個實施例:根據第111個實施例的電子裝置,其中,該指紋感測器包含第85個實施例至第108個實施例中任一個的感測器組件。
第117個實施例:根據第111個實施例至第116個實施例中任一個的電子裝置,其中該電子裝置包含行動電話、智能電話、桌上型電腦 、膝上型/筆記型電腦、平板電腦或精簡型客戶端裝置。
第118個實施例:根據第85個實施例至第108個實施例中任一個的感測器組件,其中該軟性基板該的該第一部分及設置在其上並覆蓋該硬質基板的該第一表面之該些第一導電跡線與該些第二導電跡線形成一感測器表面,且其中該感測器表面具有5微米或更小的平坦度。
第119個實施例:根據第86個實施例至第88個實施例中任一個的感測器組件,其中,其上設置有至少一部分的該些互連件之該軟性基板的一部分,其在不與該第一與該第二表面之間的該硬質基板的一邊緣接觸之一工作回路(service loop)中圍繞該邊緣延伸。
儘管已經在附圖中描述與呈現某些示例性實施例,但是應當理解,這些實施例僅僅是對本公開的說明而不是限制,並且本文公開的本發明不限於所示的具體結構與布置,因為所屬技術領域中具有通常知識者可以想到各種其他修改。因此,說明書與附圖被認為是說明性的而不是限制性的,並且可以在不脫離本公開的精神與範圍的情況下進行替代的布置與/或配置。同樣地,在本說明書中沒有明確提及的元件可被包含在不脫離本公開的精神與範圍之本公開的各種實施例中。因此,說明書與附圖被認為是說明性的而不是限制性的。
10、10ꞌ、10ꞌꞌ、110‧‧‧感測器組件
20、20ꞌꞌ、20ꞌꞌꞌ、112‧‧‧硬質基板
21、82、90、272‧‧‧切除部份
22、22ꞌꞌ、22ꞌꞌꞌ、146‧‧‧第一表面
24、24ꞌꞌ、24ꞌꞌꞌ、148‧‧‧第二表面
26、206‧‧‧第一邊緣
28、208‧‧‧第二邊緣
26ꞌꞌꞌ、28ꞌꞌꞌ‧‧‧圓形邊緣
30a-30d‧‧‧拐角
32‧‧‧第一端
34‧‧‧第二端
40、40ꞌ‧‧‧電路子組件
41、43‧‧‧工作回路
42、116、136、156‧‧‧軟性基板
44‧‧‧第一層
46、158、180‧‧‧第一導電跡線
48‧‧‧第一互連件
50‧‧‧第二層
52a、52b、160、182‧‧‧第二導電跡線
54a、54b‧‧‧第二互連件
56、124、416‧‧‧電路元件
58、410、438‧‧‧主機連接器舌片
60、460‧‧‧連接器舌片互連件
62‧‧‧對稱線
64a‧‧‧第一折線
64b‧‧‧第二折線
64c、64d‧‧‧折線
67、69‧‧‧虛線
68‧‧‧感測器區域
72‧‧‧導電連接器焊盤
74‧‧‧延伸部
80、270、286、302‧‧‧主機設備面板
84、96‧‧‧嵌入式擱板
86、92、98、104‧‧‧蓋板
87‧‧‧內周邊
88、94、100、282‧‧‧間隔框架
89‧‧‧外周邊
102‧‧‧斜面
114、134、154、404‧‧‧軟性電路子組件
118‧‧‧導電層
120‧‧‧開口
122‧‧‧互連裝置
130、150、170、250‧‧‧感測器組件
132、152、172、200‧‧‧硬質基板
138、140‧‧‧狹縫
138a、138b‧‧‧位置
140a、140b‧‧‧位置
142、144、166、168‧‧‧邊緣
162、171、202‧‧‧第一表面
164、173、204‧‧‧第二表面
174‧‧‧第一軟性電路子組件
176‧‧‧第二軟性電路子組件
178、184、440‧‧‧軟性基板
186、188、190‧‧‧導體
192、198、199‧‧‧通孔
194‧‧‧第一黏合層
196‧‧‧第二黏合層
210‧‧‧圓形第一端部
212‧‧‧圓形第二端
214、256‧‧‧電路子組件
216、262‧‧‧第一面板
218、260‧‧‧第二面板
220、258‧‧‧第三面板
222、224、226‧‧‧虛線矩形
228、230、232‧‧‧圓形端部
234、236、238‧‧‧圓形端部
240、242、436‧‧‧連接部分
252、402、538、568‧‧‧硬質基板
254‧‧‧上表面
271、285‧‧‧下表面
273、287、303‧‧‧頂面
276、314、400、480‧‧‧感測器組件
278‧‧‧擱板
280、288、306、312‧‧‧蓋板
283、304‧‧‧插入物
284、308、316‧‧‧切除部份
290‧‧‧下部外圍擱板
300、310、534、564‧‧‧間隔框架
318、502、532、562‧‧‧主機設備面板
320‧‧‧間隙
350、506、536、566‧‧‧蓋板
406、432、484‧‧‧感測器葉片
408、434、486‧‧‧電路葉片
412、490‧‧‧連接器插頭
414、492、554‧‧‧加強材
418‧‧‧電感
420‧‧‧電容
422、466‧‧‧中間組件
424‧‧‧連接器部分
430、468、540、570‧‧‧軟性電路子組件
442‧‧‧感測器元件
444‧‧‧互連件
446‧‧‧內部導電跡線
448、450‧‧‧內表面互連件
452、454‧‧‧外表面互連件
456、458‧‧‧通孔
462‧‧‧連接器焊盤
470‧‧‧第一葉片
472‧‧‧第二葉片
474‧‧‧第三葉片
476、494‧‧‧第一硬質基板部分
478、496‧‧‧第二硬質基板部分
482‧‧‧雙面板軟性電路子組件
488、512、546、576‧‧‧主機連接器舌片
500‧‧‧電子裝置
504‧‧‧框架
508‧‧‧凹部
510、530、560‧‧‧感測器組件
514‧‧‧連接器
518、588‧‧‧插頭
520‧‧‧間隔/安裝框架
542、572‧‧‧感測器部分
544、574‧‧‧跳線延長部
548、578‧‧‧電路元件
550、552、580、582‧‧‧電子零件
584、586、590‧‧‧加強材
20、20ꞌꞌ、20ꞌꞌꞌ、112‧‧‧硬質基板
21、82、90、272‧‧‧切除部份
22、22ꞌꞌ、22ꞌꞌꞌ、146‧‧‧第一表面
24、24ꞌꞌ、24ꞌꞌꞌ、148‧‧‧第二表面
26、206‧‧‧第一邊緣
28、208‧‧‧第二邊緣
26ꞌꞌꞌ、28ꞌꞌꞌ‧‧‧圓形邊緣
30a-30d‧‧‧拐角
32‧‧‧第一端
34‧‧‧第二端
40、40ꞌ‧‧‧電路子組件
41、43‧‧‧工作回路
42、116、136、156‧‧‧軟性基板
44‧‧‧第一層
46、158、180‧‧‧第一導電跡線
48‧‧‧第一互連件
50‧‧‧第二層
52a、52b、160、182‧‧‧第二導電跡線
54a、54b‧‧‧第二互連件
56、124、416‧‧‧電路元件
58、410、438‧‧‧主機連接器舌片
60、460‧‧‧連接器舌片互連件
62‧‧‧對稱線
64a‧‧‧第一折線
64b‧‧‧第二折線
64c、64d‧‧‧折線
67、69‧‧‧虛線
68‧‧‧感測器區域
72‧‧‧導電連接器焊盤
74‧‧‧延伸部
80、270、286、302‧‧‧主機設備面板
84、96‧‧‧嵌入式擱板
86、92、98、104‧‧‧蓋板
87‧‧‧內周邊
88、94、100、282‧‧‧間隔框架
89‧‧‧外周邊
102‧‧‧斜面
114、134、154、404‧‧‧軟性電路子組件
118‧‧‧導電層
120‧‧‧開口
122‧‧‧互連裝置
130、150、170、250‧‧‧感測器組件
132、152、172、200‧‧‧硬質基板
138、140‧‧‧狹縫
138a、138b‧‧‧位置
140a、140b‧‧‧位置
142、144、166、168‧‧‧邊緣
162、171、202‧‧‧第一表面
164、173、204‧‧‧第二表面
174‧‧‧第一軟性電路子組件
176‧‧‧第二軟性電路子組件
178、184、440‧‧‧軟性基板
186、188、190‧‧‧導體
192、198、199‧‧‧通孔
194‧‧‧第一黏合層
196‧‧‧第二黏合層
210‧‧‧圓形第一端部
212‧‧‧圓形第二端
214、256‧‧‧電路子組件
216、262‧‧‧第一面板
218、260‧‧‧第二面板
220、258‧‧‧第三面板
222、224、226‧‧‧虛線矩形
228、230、232‧‧‧圓形端部
234、236、238‧‧‧圓形端部
240、242、436‧‧‧連接部分
252、402、538、568‧‧‧硬質基板
254‧‧‧上表面
271、285‧‧‧下表面
273、287、303‧‧‧頂面
276、314、400、480‧‧‧感測器組件
278‧‧‧擱板
280、288、306、312‧‧‧蓋板
283、304‧‧‧插入物
284、308、316‧‧‧切除部份
290‧‧‧下部外圍擱板
300、310、534、564‧‧‧間隔框架
318、502、532、562‧‧‧主機設備面板
320‧‧‧間隙
350、506、536、566‧‧‧蓋板
406、432、484‧‧‧感測器葉片
408、434、486‧‧‧電路葉片
412、490‧‧‧連接器插頭
414、492、554‧‧‧加強材
418‧‧‧電感
420‧‧‧電容
422、466‧‧‧中間組件
424‧‧‧連接器部分
430、468、540、570‧‧‧軟性電路子組件
442‧‧‧感測器元件
444‧‧‧互連件
446‧‧‧內部導電跡線
448、450‧‧‧內表面互連件
452、454‧‧‧外表面互連件
456、458‧‧‧通孔
462‧‧‧連接器焊盤
470‧‧‧第一葉片
472‧‧‧第二葉片
474‧‧‧第三葉片
476、494‧‧‧第一硬質基板部分
478、496‧‧‧第二硬質基板部分
482‧‧‧雙面板軟性電路子組件
488、512、546、576‧‧‧主機連接器舌片
500‧‧‧電子裝置
504‧‧‧框架
508‧‧‧凹部
510、530、560‧‧‧感測器組件
514‧‧‧連接器
518、588‧‧‧插頭
520‧‧‧間隔/安裝框架
542、572‧‧‧感測器部分
544、574‧‧‧跳線延長部
548、578‧‧‧電路元件
550、552、580、582‧‧‧電子零件
584、586、590‧‧‧加強材
併入本文並形成說明書的一部分的附圖說明了本公開的各種非限制性實施例。在附圖中,共同的附圖標記表示相同或功能相似的元件。 第1圖為感測器組件的一實施例的俯視透視圖。 第2圖為感測器組件的一替代實施例的俯視透視圖。 第3圖為替代感測器組件的底部透視圖。 第4圖為通過第2圖中的線4-4之感測器組件的剖面圖。 第5圖為沒有軟性電路子組件之硬質基板的俯視透視圖。 第6圖為軟性電路子組件的局部俯視圖。 第7圖為替代的軟性電路子組件之局部俯視圖。 第8圖為當電路子組件纏繞硬質基板時,感測器組件之中間組件的俯視透視圖。 第9圖為用於接收感測器組件之具有於其內部形成切除部份的主機設備面板之局部俯視透視圖。 第10圖為具有設置在切除部份內的感測器組件以及設置在感測器組件與孔上方的蓋板之主機設備面板的局部分解俯視透視圖。 第11圖為具有形成在主機設備面板中的切除部份以及用於將感測器組件安裝在切除部份內的間隔框架之主機設備面板的替代實施例之局部分解俯視透視圖。 第12圖為具有設置在切除部份內之第11圖的間隔框架、設置在間隔框架內的感測器組件與設置在間隔框架與感測器組件上方的蓋板之主機設備面板的局部分解俯視透視圖。 第13圖為間隔框架的替代實施例之剖面圖。 第14圖為具有設置在切除部份內之第13圖的替代間隔框架與設置在間隔框架上方的蓋板之主機設備面板的局部分解俯視透視圖。 第15圖為間隔框架的替代實施例的透視圖。 第16圖為主機設備面板的部分剖面圖,其中蓋板安裝到感測器切除部份上方的主機設備面板。 第17圖為主機設備面板的部分剖面圖,其中間隔框架設置在切除部份內,且蓋板安裝在間隔框架。 第18圖為具有設置在切除部份內之第13圖的間隔框架與設置在間隔框架的蓋板之主機設備面板的局部剖面圖。 第19圖為具有設置在切除部份內之第15圖的間隔框架與設置在間隔框架的蓋板之主機設備面板的局部剖面圖。 第20圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第21圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第22圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第23圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第24圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第25圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第26圖為感測器組件的一替代實施例的剖面圖。 第27圖為沒有軟性電路子組件的硬質基板之一替代實施例的俯視透視圖。 第28圖為軟性電路子組件的軟性基板的俯視圖。 第29A-29E圖呈現作為纏繞第27圖的硬質基板之第28圖的電路子組件的一系列組裝步驟。 第30A-30C圖呈現作為纏繞硬質基板之替代實施例的電路子組件的一系列組裝步驟。 第31圖為主機設備面板的部分剖面圖,其中間隔框架與感測器組件設置在切除部份內,蓋板安裝在間隔框架且相對於主機設備面板的頂面凹陷。 第32圖為間隔框架的替代實施例之局部剖面透視圖。 第33圖為具有第32圖的間隔框架與安裝在感測器組件上方之間隔框架內的蓋板的主機設備面板的局部剖面圖。 第34圖為具有間隔框架與安裝在感測器組件上方的間隔框架內之尺寸不足的蓋板之主機設備面板的局部剖面圖。 第35圖為具有間隔框架與安裝在感測器組件上方且在間隔框架內的蓋板之主機設備面板的局部剖面圖。 第36圖為具有僅覆蓋硬質基板的第一與第二相對表面的雙面板軟性電路子組件之感測器組件的一實施例的俯視透視圖。 第37圖為具有在感測器組件上方提起的蓋板之感測器組件的一實施例俯視透視圖。 第38圖為第36圖的感測器組件之底部透視圖。 第39圖為第36-38圖的感測器組件之中間組件的俯視透視圖。 第40圖為第39圖的中間組件的底部透視圖。 第41圖為第39圖的中間組件的側視圖。 第42圖為雙面板軟性基板子組件之替代實施例俯視圖。 第43圖為第36圖所示之感測器組件的軟性電路子組件的俯視圖。 第44圖為第43圖的軟性電路子組件之底部平面圖。 第45圖為由兩片式硬質基板構成的三面板軟性基板之替代實施例的俯視透視圖。 第46圖為由兩片式硬質基板構成的雙面板軟性基板之替代實施例的剖面圖。 第47圖為安裝在主機設備面板中的感測器組件之替代實施例的剖面圖。 第48圖為安裝在主機設備面板中的感測器組件之替代實施例的剖面圖。 第49圖呈現在電子裝置中可操作處理的感測器組件之局部剖面透視圖。 第50圖為安裝在主機設備面板內的感測器組件之底部透視圖。 第51圖為設置在主機設備面板內的感測器組件的底部剖面透視圖。
404‧‧‧軟性電路子組件
406‧‧‧感測器葉片
408‧‧‧電路葉片
410‧‧‧主機連接器舌片
416‧‧‧電路元件
418‧‧‧電感
420‧‧‧電容
424‧‧‧連接器部分
440‧‧‧軟性基板
442‧‧‧外部導電跡線
444‧‧‧互連件
452‧‧‧外表面互連件
454‧‧‧外表面互連件
456‧‧‧通孔
458‧‧‧通孔
460‧‧‧連接器舌片互連件
462‧‧‧連接器焊盤
Claims (25)
- 一種感測器組件,其包含: 一硬質基板,具有相對的一第一表面與一第二表面; 一軟性基板(flexible substrate),具有相對的一第一表面與一第二表面﹔ 多個第一導電跡線,配置於該軟性基板的一第一部分,其中,該些第一導電跡線大致彼此平行且形成於該軟性基板的該第一部分之該第一表面上﹔ 多個第二導電跡線,配置於該軟性基板的該第一部分,其中,該些第二導電跡線大致彼此平行且形成於該軟性基板的該第一部分之該第二表面上,且其中該些第二導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線﹔以及 一電路元件,配置於該軟性基板的一第二部分,其中,該電路元件配置於該軟性基板的該第二部分之該第一表面,且其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線電性連接至該電路元件; 其中,該軟性基板纏繞該硬質基板,該軟性基板的該第一部分與該第二部分的該第二表面分別面向該硬質基板的該第一表面與該第二表面,且其中該軟性基板的該第一部分以及設置在其上的該些第一導電跡線與該些第二導電跡線覆蓋在該硬質基板的該第一表面上,且該軟性基板的該第二部分與設置在其上的該電路元件覆蓋在該硬質基板的該第二表面上。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該感測器組件更包含一導電互連件(conductive interconnect),其與該些第一導電跡線與該些第二導電跡線中的每一個相關聯,並且將該些第一導電跡線與該些第二導電跡線中的每一個連接到該電路元件。
- 根據申請專利範圍第2項之感測器組件,其中,該感測器組件更包含多個穿孔,其延伸穿過在該軟性基板的該第一表面與該第二表面之間的該軟性基板,其中與該些第二導電跡線相關聯之該些導電互連件的至少一部分從該軟性基板的該第二表面延伸穿過該些穿孔至該軟性基板的該第一表面。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該些導電跡線包含一導電材料,其被形成、蝕刻、沉積或印刷到該軟性基板上或者被嵌入於該軟性基板中。
- 根據申請專利範圍第4項之感測器組件,其中,該導電材料係包含從由銅、錫、銀或金構成的材料群組中選擇的材料。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該硬質基板具有矩形塊、正方形塊或立方塊的形狀。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且其中該硬質基板更包含圓形的一第一端與一第二端。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,當該軟性基板纏繞該硬質基板時,該軟性基板被配置為在尺寸與形狀上與該硬質基板相符。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該硬質基板之相對的該第一表面與該第二表面為平面,且該硬質基板的一第一邊緣與一第二邊緣為圓形。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該硬質基板由玻璃或陶瓷製成。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該硬質基板包含結合在一起的兩個分離片(separate pieces)。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板由介電質材料製成。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板為聚合物基(polymer-based)材料。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板具有在2吉帕(GPa)至9 GPa之間的彈性係數。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板具有在0.2 GPa至20 GPa之間的彈性係數。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該感測器組件更包含一主機連接器舌片,其用於將該感測器組件連接到一主機設備。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板透過一黏合劑固定到該硬質基板。
- 根據申請專利範圍第17項之感測器組件,其中,該黏合劑包含選自以下組成的群組之一種或多種材料:壓感黏合劑、B階片型黏合劑(B-staged sheet adhesive)、結合層黏合劑(bond ply adhesive)、丙烯酸基熱固性黏合劑、高彈性係數/高度交聯的環氧型熱固性黏合劑、具有顆粒填料的黏合劑以增加黏合劑的彈性係數,以及具有高介電常數的填料之黏合劑。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板的該第一部分以及設置於其上之覆蓋該硬質基板的該第一表面之該些第一導電跡線與該些第二導電跡線形成一感測器表面,且其中該感測器表面具有5微米(micrometer,µm)或更小的平坦度。
- 根據申請專利範圍第2項之感測器組件,其中,其上設置有至少一部分的該些互連件之該軟性基板的一部分,其在不與該第一與該第二表面之間的該硬質基板的一邊緣接觸之一工作回路(service loop)中圍繞該邊緣延伸。
- 根據申請專利範圍第1項之感測器組件,其中,該軟性基板的該第一部分以及設置於其上之覆蓋該硬質基板的該第一表面之該些第一導電跡線與該些第二導電跡線形成一感測器表面,且其中該感測器表面具有5µm或更小的平坦度。
- 一種感測器組件,其包含: 一硬質基板,具有相對的一第一表面與一第二表面; 一軟性基板,具有相對的一第一表面與一第二表面﹔ 多個第一導電跡線,配置於該軟性基板的一第一部分,其中,該些第一導電跡線大致彼此平行且形成於該軟性基板的該第一部分之該第一表面上﹔ 多個第二導電跡線,配置於該軟性基板的該第一部分,其中,該些第二導電跡線大致彼此平行且形成於該軟性基板的該第一部分之該第二表面上,且其中該些第二導電跡線橫向定向於該些第一導電跡線﹔以及 一電路元件,配置於該軟性基板的一第二部分,其中,該些第一導電跡線與該些第二導電跡線電性連接至該電路元件; 其中,該軟性基板至少部分纏繞該硬質基板,該軟性基板的該第一部分之該第二表面面向該硬質基板的該第一表面,且其中該軟性基板的該第一部分以及設置在其上的該些第一導電跡線與該些第二導電跡線覆蓋在該硬質基板的該第一表面上,且其上設置有該電路元件之該軟性基板的該第二部分自該硬質基板延伸。
- 根據申請專利範圍第22項之感測器組件,其中,在該軟性基板的該第一部分與該第二部分之間的該軟性基板的一部分覆蓋該硬質基板的一邊緣,該邊緣連接該硬質基板的該第一表面與該第二表面。
- 根據申請專利範圍第23項之感測器組件,其中,在該軟性基板的該第一部分與該第二部分之間的該軟性基板的該部分也覆蓋該硬質基板的該第二表面。
- 根據申請專利範圍第22項之感測器組件,其中,該軟性基板的該第一部分以及設置於其上之覆蓋該硬質基板的該第一表面之該些第一導電跡線與該些第二導電跡線形成一感測器表面,且其中該感測器表面具有5µm或更小的平坦度。
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