[发明专利]具有保护涂层的指纹感测设备

说明书

技术领域

本发明涉及感测设备。更具体地，本发明涉及用于感测指纹的设备，以及这样的设备的附属保护涂层。

背景技术

由于用于身份验证的生物设备的发展以及特别是指纹感测设备的发展已导致更小、更便宜以及更节能的设备，因此针对这样的设备的可能应用越来越多。

特别是，指纹感测由于小形状因素、相对有利的成本/性能因素以及高用户接受度(特别与视网膜扫描等相比)而在例如消费电子设备中越来越多地被采用。

基于用于提供指纹感测元件的CMOS技术以及辅助逻辑电路系统建立的电容式指纹感测设备越来越流行，因为可以使这样的感测设备在能够以高精度识别指纹的同时制作得小且节能。从而，电容式指纹传感器有利地用于消费电子产品例如便携式计算机、平板电脑以及移动电话。

然而，电容式指纹感测设备一般对位于传感器的电容式感测元件与要被测量的手指之间的污染物敏感。污染物可以从周围环境例如来自空气的水份引入或者从人的指尖的表面(例如，汗、洗手液等)引入。例如，感测表面上的残余指纹会降低感测设备的精度，并且在最坏的情况下会导致错误的读数。感测表面上的被放置使得其跨越感测元件之间的边界的污染物会例如导致相邻感测元件之间的耦合，这又降低了感测设备的精度。

因此，理想的是减少电容式指纹感测设备的感测表面上的污染物的出现。

为了解决污染物的存在，US7,071,708公开了可以是电容式指纹传感器的芯片型传感器，该芯片型传感器具有包括聚合材料或陶瓷原子层的保护层以提供疏水性和亲水性表面。保护层的目的是为了防止潜在指纹形成在表面上。

然而，还被称为易清洁材料的疏水性和/或亲水性的材料一般对机械磨损和日常磨损和撕扯敏感。在磨损作用的影响下，所述材料被物理上去除或者失去易清洁属性，其化学上可以仅归因于表面的极少的第一纳米。这带来将这样的材料用于指纹传感器的问题，这是因为易清洁属性会随着传感器的正常使用随着时间的推移而退化。这对于其中需要用户在传感器表面上滑动指尖的扫测传感器而言特别有问题。

发明内容

鉴于指纹感测设备的上述期望属性，以及现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的是提供改善的指纹感测设备，该指纹感测设备即使在暴露于例如由于传感器长时间段的日常使用而引起的过度的磨蚀动作之后也保持“易清洁”属性。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种感测设备，该感测设备包括多个感测元件，感测元件中的每个感测元件被配置成提供指示感测元件与放置在感测设备的表面上的手指之间的电磁耦合的信号，被布置成覆盖多个感测元件的第一层，第一层包括多个凹部，以及被布置成覆盖第一层的第二层，第二层具有疏水性表面属性。

此外，提供了指纹感测设备，该指纹感测设备包括：感测元件的阵列，感测元件中的每个感测元件被配置成提供指示感测元件与放置在指纹感测设备的表面上的手指之间的电磁耦合的信号；被布置成覆盖感测元件的阵列的第一介电层，第一介电层在第一介电层的顶表面处包括多个凹部，凹部以下述方式跨感测元件的阵列分布：凹部中的相邻凹部之间的间隔小于400μm；以及被布置在第一介电层的顶表面上的在凹部中以及凹部之间的顶疏水性层，以提供感测设备的手指放置在其上的表面，使得当顶疏水性层通过对指纹感测设备的使用而被磨掉时，疏水性材料仍存在于凹部中，在所述凹部中，所述疏水性材料被保护而免受磨损和撕扯。

感测设备应当被理解为还包括感测电路系统，该感测电路系统连接至感测元件用于从感测元件读取信号。感测电路系统又可以包括或者连接至读出电路系统，该读出电路系统用于将感测设备的结果提供给外部设备以进行进一步分析。

第一层的凹部形成在第一层中而没有穿透第一层，这表示第一层的凹部没有通过第一层到达由第一层覆盖的感测元件。

在本上下文中，疏水性表面属性应当理解为一般排斥水的表面。例如，通过在第二层中使在聚合物或陶瓷主链结构上包含氟的官能团或者利用在主聚合物链中本质上包含氟的聚合物例如聚四氟乙烯(PTFE)来获得疏水性表面。第二层是感测设备的表面层并且还可以被称为顶涂层。