[实用新型]一种芯片密封环、电容指纹芯片、模块及系统

说明书

本实用新型涉及一种芯片密封环、电容指纹芯片、模块及系统。一种芯片密封环，设置在像素矩阵周围，所述芯片密封环与激励信号电位相连接，在指纹检测时，使得所述芯片密封环与所述像素矩阵的像素电极之间形成的寄生电容两端的电位相等。本实用新型还提供一种电容指纹芯片，将芯片密封环连接到激励电位上，使得芯片密封环与像素电极之间存在的寄生电容两端电压同步变化，不再对输出电压产生影响，避免在电容指纹采集图像中出现黑边现象，有效地改善了采集到的电容指纹图像的质量。

技术领域

本实用新型涉及电容指纹采集技术领域，尤其涉及一种芯片密封环及电容指纹芯片。

背景技术

电容指纹采集技术，已被广泛应用于各种移动设备中。通常在芯片内部包含M*N的像素阵列的有效区域内进行指纹的采集，其中M是该有效区域的纵向像素数，N是该有效区域的横向像素数，M和N为正整数，取值范围分别为 30-200。通过检测指纹谷脊对应的电容(感应电容)，生成象征指纹的灰度图像。

图1为现有电容指纹采集原理示意图，图2为现有电容指纹采集的一种读出电路示意图,如图1和2所示，电容指纹的采集基于平行板电容原理，像素阵列中的像素电极作为感应电极，手指作为另一极。由于人体电容较大，手指相当于大地；对于每个像素电极均连接一个读出电路，读出电路的放大器正相输入端输入TX信号(激励信号)，将感应电容转换为电压信号。

图3为现有电容指纹采集产生的灰度值变化示意图，如图3所示，在采集电容指纹图像时，能够看到从外到内明显的灰度值变化，给指纹识别算法造成了困扰，而现有技术对最外1～2圈像素(pixel)作为假象(dummy)不进行处理。

图4为芯片密封环与像素电极之间产生的寄生电容示意图，图5为现有电容指纹采集中的另一种读出电路示意图，如图4和5所示，为了隔离外部干扰，防潮以及避免芯片在切割时损坏，在芯片最外侧设置有与衬底电位相连接的密封环(sealring)。通常密封环与衬底电位相连接，由于密封环与像素电极之间存在着寄生电容(Cp1、Cp2、Cp3…)，在实际应用中，读出电路的电压输出端会受到不同程度的影响：

V_out＝V_tx*C_s/C_f+V_tx*C_p/C_f，

其中，Vout为读出电路电压输出，Vtx为芯片TX信号，Cs为感应电容， Cp为密封环与像素之间的寄生电容。可见，密封环与像素电极之间距离越近，寄生电容值越大，会导致图像灰度由外而内呈现梯度变化，最外圈的像素很容易就会产生信号溢出。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种芯片密封环及电容指纹芯片，将芯片密封环顶层金属与TX信号电平相连接，使得芯片密封环与像素电极之间存在的寄生电容两端电压同步变化，不再对输出电压产生影响，避免在电容指纹采集图像中出现黑边现象。

为实现上述目的，本实用新型提供的芯片密封环，设置在像素矩阵周围，所述芯片密封环与激励信号电位相连接，在指纹检测时，使得所述芯片密封环与所述像素矩阵的像素电极之间形成的寄生电容两端的电位相等。

进一步地，所述芯片密封环，包括，顶层金属及衬底层，其中，所述顶层金属与激励信号电位相连接，所述衬底层接地。

进一步地，在所述顶层金属与所述衬底层之间，还包括多个工艺层，所述多个工艺层中的一个与其它工艺层断开。

进一步地，所述顶层金属为多层金属叠加而成。

更进一步地，所述芯片密封环，包括，内密封环和一个或多个外密封环，其中，

所述内密封环还包括，与激励信号电位相连接的顶层金属，以及与地相连接的衬底层；

所述一个或多个外密封环,至少包括与地相连接的衬底层。