[发明专利]集成式指纹传感器

说明书

本发明涉及特别用于集成在具有由绝缘材料制成的覆盖件的设备中的指纹传感器和指纹传感器系统，指纹传感器系统包括位于覆盖件的第一侧上的多个传感元件；位于界定覆盖件的第二侧上的指纹传感区域的预定模式中的多个探针，多个探针至少部分地穿过覆盖件从覆盖件的第一侧伸出；在覆盖件的第一侧上使多个探针与多个传感元件互连的多根导体引线；连接到多个传感元件的多个放大器，放大器的数量小于传感元件的数量；以及连接到多个传感元件的激活电路，激活电路适于输出至少一个激活信号。

技术领域

本发明涉及用于集成在智能电话或类似物中的指纹传感器。

背景技术

包括用于测量指纹表面中的特征的电极的指纹传感器是公知的，例如EP0988614、US5,963,679和6,069,970描述了基于不同的测量阻抗或电容的原理的传感器，及包括多个单独的传感器元件的条形或矩阵传感器。

当前指纹传感器的传感器表面通常不适合于与环境有大范围的直接接触，且通常必须设置有防止电路免受湿气、磨损、腐蚀、化学物质、电子噪声、机械影响、太阳光放电等的壳体。美国专利5,862,248提供了对这个问题的可能解决方案，其中电路被封装成使得允许手指通过在外壳的顶部中的开口来与传感器的敏感表面直接接触。

在很多情况下，这个解决方案将不足以提供所需的可靠性。在集成电路的表面上使用的材料(半导体、金属、介质)通常不足够可靠以经得起在较长的一段时间期间暴露在外部环境中并与手指接触，且因此这个解决方案也将导致可靠性问题。另一解决方案可以是在芯片表面上添加额外的金属和介电层，如在美国专利6,069,970中所述的。然而添加厚介电层通常导致测量信号的衰减且因而导致指纹传感器的性能的衰减。这些层也往往增加了生产成本，并通常产生与半导体工艺的兼容性问题(与工艺温度、由于温度差而引起的变化的尺寸等有关)。在US EP1303828中了描述又一解决方案，该解决方案将导体穿过衬底布线到处理器，然后导体在设备内部被安全地定位在衬底的另一侧面上。

触摸屏驱动设备，如智能电话和平板型个人计算机设备一般具有前表面，其中显示区域接近达100％利用率，且具有在显示区域外部的可用于物理按钮或其它用户交互设备的非常有限的空间。US 2013/0181949A1公开了覆盖在智能电话的触摸屏上面的透明指纹传感器的一个可能的实现。US 8,564,314公开了与电容触摸定位传感器集成在一起的指纹传感器的另一可能的实现，其中传感器位于玻璃之下。然而，该专利并没有讨论或提议克服由厚防护玻璃盖引起的传感器性能严重衰减的任何解决方案。

发明内容

集成在例如移动电话或平板型个人计算机的触摸屏设备的玻璃中的、特别用于通过触摸屏设备的前玻璃或防护盖进行感测的指纹传感器实现了防止指纹传感器暴露于外部环境的成本有效的解决方案、以及不同的手持装置制造商的各种不同的设计和人机工程学关键设计标准。

根据本公开的实施方式描述了以下方面：

1)通过提供特别用于集成在具有由绝缘材料制成的覆盖件的设备中的指纹传感器来得到这些目的，其中指纹传感器包括：位于覆盖件的第一侧上的多个传感元件；位于界定覆盖件的第二侧上的指纹传感区域的预定模式中的多个探针，多个探针至少部分地穿过覆盖件从覆盖件的第一侧伸出；以及在覆盖件的第一侧上使多个探针与多个传感元件互连的多根导体引线。

2)如项目1)所述的指纹传感器，其中，全部的所述多个探针部分地穿过所述覆盖件延伸。

3)如项目1)所述的指纹传感器，其中，所述多个探针中的第一数量的探针部分地穿过所述覆盖件延伸；以及

所述多个探针中的第二数量的探针穿过所述覆盖件延伸。

4)如项目1)所述的指纹传感器，其中，所述多个探针中的一定数量的探针穿过所述覆盖件延伸；以及

穿过所述覆盖件延伸的所述一定数量的探针中的至少一个覆盖有介电层。