超声波指纹识别装置和电子设备制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种超声波指纹识别装置以及电子设备，能够具有较佳的性能。该超声波指纹识别装置设置于电子设备的显示屏下方以实现屏下超声波指纹识别，超声波指纹识别装置包括：超声波指纹传感器芯片，包括：硅基底以及设置于硅基底上的压电换能器，硅基底包括电路单元和第一异方性导电胶ACF焊盘；第一柔性电路板，设置于超声波指纹传感器芯片与显示屏之间，通过第二ACF焊盘压合连接于超声波指纹传感器芯片的第一ACF焊盘；第二柔性电路板，设置于第一柔性电路板的下方，通过第四ACF焊盘压合连接于第一柔性电路板的第三ACF焊盘；连接介质层，连接于超声波指纹传感器芯片的压电换能器与显示屏之间。电换能器与显示屏之间。电换能器与显示屏之间。

【技术实现步骤摘要】
超声波指纹识别装置和电子设备


[0001]本申请涉及指纹识别
，并且更具体地，涉及一种超声波指纹识别装置和电子设备。

技术介绍

[0002]随着消费电子行业的发展，尤其移动通讯设备显示器往全面屏方向发展，使得消费者对于屏下指纹识别技术的需求有增无减。已公开屏下指纹识别方案主要有两种：第一种是光学方案，第二种是超声波方案。其中光学指纹识别装置的性能受屏幕光透射率的影响较大，随着显示屏内部走线复杂度的提高及柔性屏方案等因素的发展，使得屏幕光学透射率降低，导致光学指纹方案已无法满足此类应用场景。而超声波指纹识别装置不依赖于屏幕的光学透射率，是一种较好的替代方案。
[0003]鉴于超声波指纹识别装置良好的应用前景，如何提高该超声波指纹识别装置的整体性能，是一项亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种超声波指纹识别装置以及电子设备，能够具有较佳的性能。
[0005]第一方面，提供了一种超声波指纹识别装置，设置于电子设备的显示屏下方以实现屏下超声波指纹识别，超声波指纹识别装置包括：超声波指纹传感器芯片，包括：硅基底以及设置于硅基底上的压电换能器，其中，压电换能器包括压电层、位于压电层上方的上电极、以及位于压电层下方的下电极，压电换能器用于向按压于显示屏的手指发出超声波信号，并接收手指返回的超声波指纹信号，硅基底包括电路单元和第一ACF焊盘，电路单元电连接于第一ACF焊盘，且电连接于上电极和下电极以控制压电换能器产生超声波信号，并对超声波指纹信号进行检测以进行指纹识别；第一柔性电路板，设置于超声波指纹传感器芯片与显示屏之间，第一柔性电路板包括：第二ACF焊盘和第三ACF焊盘，第一柔性电路板通过第二ACF焊盘压合连接于超声波指纹传感器芯片的第一ACF焊盘，以实现超声波指纹传感器芯片与第一柔性电路板之间的电连接；第二柔性电路板，设置于第一柔性电路板的下方且与超声波指纹传感器芯片的硅基底并排设置，第二柔性电路板包括：第四ACF焊盘，第二柔性电路板通过第四ACF焊盘压合连接于第一柔性电路板的第三ACF焊盘，以实现第一柔性电路板与第二柔性电路板之间的电连接；连接介质层，连接于超声波指纹传感器芯片的压电换能器与显示屏之间，连接介质层用于将压电换能器产生的超声波信号传输至显示屏，并将超声波指纹信号传输至压电换能器。
[0006]在本申请实施例的技术方案中，提供了一种包括超声波指纹传感器芯片、第一柔性电路板、第二柔性电路板以及连接介质层的超声波指纹识别装置，其中，该超声波指纹传感器芯片与第一柔性电路板和第二柔性电路板可以实现ACF封装，其可靠性高且厚度较小，有利于提高超声波指纹识别装置的可靠性并降低该超声波指纹识别装置在显示屏下方的
安装空间。进一步地，第一柔性电路板设置于显示屏与超声波指纹传感器芯片之间，第二柔性电路板设置于第一柔性电路板下方且与超声波指纹传感器芯片并排设置，超声波指纹传感器芯片和第一柔性电路板可通过第二柔性电路板向外部传输电信号，该两个柔性电路板的连接方式不仅降低可降低对显示屏的干涉风险，也有利于进一步节省该两个柔性电路板在显示屏下方所需的安装空间。
[0007]在一些可能的实施方式中，硅基底的厚度位于50μm至300μm之间。
[0008]在一些可能的实施方式中，压电层的材料为聚偏二氟乙烯PVDF或者聚偏二氟乙烯－三氟乙烯共聚物PVDF
‑
TrFE，压电层的厚度位于4μm至40μm 之间。
[0009]在一些可能的实施方式中，电路单元包括芯片焊盘，硅基底的表面设置有连接于芯片焊盘的重布线层RDL，第一ACF焊盘为设置于RDL上的焊盘。
[0010]在一些可能的实施方式中，RDL的厚度位于1μm至10μm之间。
[0011]在一些可能的实施方式中，电路单元包括芯片焊盘，硅基底的内部设置有连接于芯片焊盘的顶层走线，第一ACF焊盘为设置于顶层走线上的焊盘。
[0012]在一些可能的实施方式中，芯片焊盘的表面涂覆有金层，或者，芯片焊盘的表面为空气层，或者，芯片焊盘的表面设置有绝缘层。
[0013]在一些可能的实施方式中，超声波指纹识别装置包括：沿硅基底的一边并排排列的多个第一ACF焊盘，多个第一ACF焊盘满足如下至少一项条件：多个第一ACF焊盘中相邻两个第一ACF焊盘的中心距离位于50μm至300μm 之间；多个第一ACF焊盘中每个第一ACF焊盘的长度大于或等于30μm；多个第一ACF焊盘中每个第一ACF焊盘的宽度大于或等于10μm；多个第一 ACF焊盘中每个第一ACF焊盘与硅基底的边缘的距离大于或等于10μm。
[0014]在一些可能的实施方式中，连接介质层包括：介质层、第一连接层和第二连接层，第一连接层连接于显示屏与介质层，第二连接层连接于介质层与超声波指纹传感器芯片的压电换能器；其中，介质层的材料为有机高分子材料，和/或，介质层的厚度位于10μm至200μm之间。
[0015]在一些可能的实施方式中，第一连接层中设置有第一金属层，第二连接层中设置有第二金属层；其中，第一金属层和/或第二金属层的厚度位于3μm 至30μm之间。
[0016]在一些可能的实施方式中，第一连接层中还设置有第一胶层，第一胶层用于连接第一金属层与显示屏，其中，第一胶层对可见光的吸收率大于70％，第一胶层的厚度位于3μm至30μm之间。
[0017]在一些可能的实施方式中，第二连接层中还设置有第二胶层，第二胶层用于连接第二金属层与压电换能器，第二胶层的厚度位于3μm至30μm之间。
[0018]在一些可能的实施方式中，第一柔性电路板设置于压电换能器与显示屏之间，第一柔性电路板中的第一柔性基材层复用为连接介质层中的介质层。
[0019]在一些可能的实施方式中，第一柔性基材层朝向超声波指纹传感器芯片的一面包括：芯片粘接区和第一ACF压合区；芯片粘接区设置有第一铜箔层和芯片粘接胶层，第一铜箔层和芯片粘接胶层复用为连接介质层中的第二连接层；第一ACF压合区设置有第二铜箔层和电连接于第二铜箔层的第二ACF 焊盘。
[0020]在一些可能的实施方式中，第二铜箔层朝向硅基底的一侧还设置有第一 ACF保护胶，第一ACF保护胶连接第二ACF焊盘的侧面以及硅基底的侧面。
[0021]在一些可能的实施方式中，超声波指纹传感器芯片中硅基底朝向第一柔性电路板的一面包括：有效识别区，压电换能器设置于有效识别区，且芯片粘接区的边缘超出有效识别区的边缘。
[0022]在一些可能的实施方式中，芯片粘接区的边缘超出有效识别区的边缘0.05mm以上。
[0023]在一些可能的实施方式中，第一柔性基材层朝向超声波指纹传感器芯片的一面还包括：第二ACF压合区，第二ACF压合区位于第一ACF压合区远离芯片粘接区的一侧，且第二ACF压合区设置有第二铜箔层以及电连接于第二铜箔层的第三ACF焊盘。
[0024]在一些可能的实施方式中，第二柔性电路板包括：第二柔性基材层，第二柔性基材层朝向显示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波指纹识别装置，其特征在于，设置于电子设备的显示屏下方以实现屏下超声波指纹识别，所述超声波指纹识别装置包括：超声波指纹传感器芯片，包括：硅基底以及设置于所述硅基底上的压电换能器，其中，所述压电换能器包括压电层、位于所述压电层上方的上电极、以及位于所述压电层下方的下电极，所述上电极为平面结构，所述下电极包括由多个电极组成的电极阵列，所述压电换能器用于向按压于所述显示屏的手指发出超声波信号，并接收所述手指返回的超声波指纹信号，所述硅基底包括电路单元和第一ACF焊盘，所述电路单元电连接于所述第一ACF焊盘，且电连接于所述上电极和所述下电极以控制所述压电换能器产生所述超声波信号，并对所述超声波指纹信号进行检测以进行指纹识别；第一柔性电路板，设置于所述超声波指纹传感器芯片与所述显示屏之间，所述第一柔性电路板包括：第二ACF焊盘和第三ACF焊盘，所述第一柔性电路板通过所述第二ACF焊盘压合连接于所述超声波指纹传感器芯片的所述第一ACF焊盘，以实现所述超声波指纹传感器芯片与所述第一柔性电路板之间的电连接；第二柔性电路板，设置于所述第一柔性电路板的下方且与所述超声波指纹传感器芯片的硅基底并排设置，所述第二柔性电路板包括：第四ACF焊盘，所述第二柔性电路板通过所述第四ACF焊盘压合连接于所述第一柔性电路板的所述第三ACF焊盘，以实现所述第一柔性电路板与所述第二柔性电路板之间的电连接；连接介质层，连接于所述超声波指纹传感器芯片的压电换能器与所述显示屏之间，所述连接介质层用于将所述压电换能器产生的超声波信号传输至所述显示屏，并将所述超声波指纹信号传输至所述压电换能器。2.根据权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述硅基底的厚度位于50μm至300μm之间。3.根据权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述压电层的材料为聚偏二氟乙烯PVDF或者聚偏二氟乙烯－三氟乙烯共聚物PVDF
‑
TrFE，所述压电层的厚度位于4μm至40μm之间。4.根据权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述电路单元包括芯片焊盘，所述硅基底的表面设置有连接于所述芯片焊盘的重布线层RDL，所述第一ACF焊盘为设置于所述RDL上的焊盘。5.根据权利要求4所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述RDL的厚度位于1μm至10μm之间。6.根据权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述电路单元包括芯片焊盘，所述硅基底的内部设置有连接于所述芯片焊盘的顶层走线，所述第一ACF焊盘为设置于所述顶层走线上的焊盘。7.根据权利要求6所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述芯片焊盘的表面涂覆有金层，或者，所述芯片焊盘的表面为空气层，或者，所述芯片焊盘的表面设置有绝缘层。8.根据权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述超声波指纹识别装置包括：沿所述硅基底的一边并排排列的多个所述第一ACF焊盘，多个所述第一ACF焊盘满足如下至少一项条件：多个所述第一ACF焊盘中相邻两个所述第一ACF焊盘的中心距离位于50μm至300μm之
间；多个所述第一ACF焊盘中每个第一ACF焊盘的长度大于或等于30μm；多个所述第一ACF焊盘中每个第一ACF焊盘的宽度大于或等于10μm；多个所述第一ACF焊盘中每个第一ACF焊盘与所述硅基底的边缘的距离大于或等于10μm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述连接介质层包括：介质层、第一连接层和第二连接层，所述第一连接层连接于所述显示屏与所述介质层，所述第二连接层连接于所述介质层与所述超声波指纹传感器芯片的压电换能器；其中，所述介质层的材料为有机高分子材料，和/或，所述介质层的厚度位于10μm至200μm之间。10.根据权利要求9所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第一连接层中设置有第一金属层，所述第二连接层中设置有第二金属层；其中，所述第一金属层和/或所述第二金属层的厚度位于3μm至30μm之间。11.根据权利要求10所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第一连接层中还设置有第一胶层，所述第一胶层用于连接所述第一金属层与所述显示屏，其中，所述第一胶层对可见光的吸收率大于70％，所述第一胶层的厚度位于3μm至30μm之间。12.根据权利要求10所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第二连接层中还设置有第二胶层，所述第二胶层用于连接所述第二金属层与所述压电换能器，所述第二胶层的厚度位于3μm至30μm之间。13.根据权利要求9所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第一柔性电路板设置于所述压电换能器与所述显示屏之间，所述第一柔性电路板中的第一柔性基材层复用为所述连接介质层中的介质层。14.根据权利要求13所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第一柔性基材层朝向所述超声波指纹传感器芯片的一面包括：芯片粘接区和第一ACF压合区；所述芯片粘接区设置有第一铜箔层和芯片粘接胶层，所述第一铜箔层和所述芯片粘接胶层复用为所述连接介质层中的所述第二连接层；所述第一ACF压合区设置有第二铜箔层和电连接于所述第二铜箔层的所述第二ACF焊盘。15.根据权利要求14所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第二铜箔层朝向所述硅基底的一侧还设置有第一ACF保护胶，所述第一ACF保护胶连接所述第二ACF焊盘的侧面以及所述硅基底的侧面。16.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊峰，刘凯，许炜添，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：