TWI592879B

TWI592879B - 組裝指紋辨識模組之方法

Info

Publication number: TWI592879B
Application number: TW105132592A
Authority: TW
Inventors: 徐茂修; 許志豪; 莊英傑
Original assignee: 致伸科技股份有限公司
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2017-07-21
Also published as: US20180101717A1; TW201814584A; US10108842B2

Description

組裝指紋辨識模組之方法

本發明係關於一種組裝方法，尤其係有關於組裝指紋辨識模組之方法。

近年來，指紋辨識技術應用於各種電子產品上，令使用者可輸入自己的指紋於電子產品內且讓電子產品存檔，之後使用者可藉由指紋辨識模組輸入自己的指紋，以進行電子產品的解鎖。利用指紋辨識技術來解鎖電子產品比以往手動輸入密碼的解鎖方式更快速、更方便，故受到使用者的青睞，且指紋辨識模組的需求亦隨之大增。

一般而言，指紋辨識模組包含有指紋辨識感應元件、保護蓋以及電路板，指紋辨識感應元件設置且電性連接於電路板，其功能為感應使用者之手指而擷取其指紋資訊。保護蓋包覆於指紋辨識感應元件，以保護指紋辨識感應元件，讓使用者之手指僅可與保護蓋接觸，而不直接與指紋辨識感應元件接觸，以避免指紋辨識感應元件受損。

至於習知指紋辨識模組之組裝方法如下。首先，設置指紋辨識感應元件於電路板上，且進行指紋辨識感應元件與電路板之間的電性連接。接下來，疊合保護蓋於指紋辨識感應元件上且黏合該兩者，以完成習知指紋辨識模組之組裝。其中，指紋辨識感應元件係由一片感應連板經過裁切而形成，而指紋辨識感應元件之產生過程如下：以黏膠固定感應連板於座體上，且根據預設尺寸裁切感應連板而產生複數指紋辨識感應元件。裁切所產生之複數指紋辨識感應元件的尺寸應與預設尺寸一致或接近於預設尺寸，然而，裁切所產生之指紋辨識感應元件可能發生有裁切公差。

請參閱圖1，其為習知指紋辨識感應元件之結構示意圖。圖1顯示出指紋辨識感應元件10，指紋辨識感應元件10之上表面101的尺寸接近於預設尺寸(亦即約略等於預設尺寸)，但指紋辨識感應元件10因容易發生裁切歪斜，使得其下表面102的尺寸大於預設尺寸。雖然此種指紋辨識感應元件10之上表面的尺寸與預設尺寸相符，但其下表面的尺寸卻大於預設尺寸太多，故其無法通過尺寸測試而被歸類為不良品。

另外，指紋辨識模組係設置於電子裝置(例如智慧型手機、平板電腦等)上，且部份顯露於電子裝置之機殼外，以供使用者操作，其中，一般指紋辨識模組的顏色與電子裝置之機殼的顏色不同。為了美觀，必須令指紋辨識模組的顏色與其機殼的顏色一致，換言之，於上述習知指紋辨識模組之組裝方法中，必須增加噴塗顏料的製程。於習知指紋辨識模組之組裝方法中，其係於將感應連板裁切為分別獨立的指紋辨識感應元件之後，再分別進行噴塗顏料的運作，其噴塗顏料的製程會耗費大量的時間，而降低其製造效率。

因此，需要一種可提升製造效率的組裝指紋辨識模組之方法。

本發明之目的在於提供一種可提升製造效率的組裝指紋辨識模組之方法。

於一較佳實施例中，本發明提供一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：

(A)提供一感應連板；其中該感應連板包括互相連接之複數指紋辨識感應元件，且該複數指紋辨識感應元件之間藉由一連接部連接，而該連接部具有一第一厚度。

(B)根據一預設尺寸，裁切該感應連板之一上表面而形成該複數指紋辨識感應元件；其中，該連接部之該第一厚度降低為一第二厚度。

(C)噴塗一塗料於被裁切之該感應連板上。

(D)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，且切除該連接部而形成分別獨立之該指紋辨識感應元件。

(E)結合該指紋辨識感應元件以及一電路板而形成該指紋辨識感應模組。

於一較佳實施例中，本發明更提供一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：

(B)噴塗一塗料於被裁切之該感應連板上。

(C)根據一預設尺寸，裁切該感應連板之一上表面而形成該複數指紋辨識感應元件；其中，該連接部之該第一厚度降低為一第二厚度。

簡言之，本發明方法係於裁切感應連板之過程中保留連接部，使得被裁切的感應連板仍然為一片的結構，故可對單一片結構的感應連板進行一次大面積的噴塗工作，與習知技術般多次進行小面積的噴塗工作相比，本發明方法所需的製程時間較短，故其製造效率較高。另外，由於本發明方法中不需使用黏膠，故不需進行清除殘膠工作，而可提升製造效率。

2‧‧‧指紋辨識模組

3‧‧‧夾持工具

4‧‧‧固定座

5‧‧‧刀具

10、21、31‧‧‧指紋辨識感應元件

20‧‧‧感應連板

22‧‧‧電路板

23‧‧‧連接部

23‧‧‧塗料

41‧‧‧收納槽

42‧‧‧真空泵

101、212、312‧‧‧指紋辨識感應元件之上表面

102、211、311‧‧‧指紋辨識感應元件之下表面

201‧‧‧基板

202‧‧‧感應晶粒

203‧‧‧封裝層

313‧‧‧凹陷部

T1‧‧‧連接部之厚度

T2‧‧‧感應連板所裁切的厚度

T3‧‧‧凹陷部的長度

T4‧‧‧凹陷部的高度

26‧‧‧第二電路板

A~G、G*、D1、D2、D3‧‧‧步驟

圖1係習知指紋辨識感應元件之結構示意圖。

圖2係本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構示意圖。

圖3係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中之流程圖。

圖4係本發明指紋辨識模組之感應連板於第一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

圖5係本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於第一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

圖6係本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於第一較佳實施例中進行噴塗工作之結構剖面示意圖。

圖7係本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於第一較佳實施例中被固定於固定座上之結構剖面示意圖。

圖8係本發明指紋辨識模組之指紋辨識感應元件於第一較佳實施例中之結構示意圖。

圖9係本發明指紋辨識模組之指紋辨識感應元件於第二較佳實施例中之結構示意圖。

圖10係本發明組裝指紋辨識模組之方法於第三較佳實施例中之流程圖。

本發明提供一種組裝指紋辨識模組之方法，以解決習知技術問題。首先請參閱圖2，其為本發明指紋辨識模組於第一較佳實施例中之結構示意圖。指紋辨識模組2包括指紋辨識感應元件21以及電路板22，且指紋辨識感應元件21係固定於電路板22上。於本較佳實施例中，指紋辨識感應元件21係以柵格陣列(Land Grid Array，LGA)方式而封裝之，電路板22可選用軟性電路板(FPC)或軟硬複合板。

請參閱圖3，其為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第一較佳實施例中之流程圖。本發明組裝指紋辨識模組之方法包括以下步驟：

步驟A：提供感應連板。

步驟F：使用夾持工具固定感應連板。

步驟B：根據預設尺寸，對感應連板裁切而形成未分離的複數指紋辨識感應元件。

步驟G：以電漿清潔被裁切之感應連板。

步驟C：噴塗塗料於被裁切之感應連板上。

步驟D：以倒置方式固定被裁切之該感應連板於固定座上，且切除連接部而形成分別獨立之指紋辨識感應元件。

步驟E：結合指紋辨識感應元件以及電路板而形成指紋辨識感應模組。

其中，步驟D包括：

步驟D1：以倒置方式放置被裁切之感應連板於固定座上，以使複數指紋辨識感應元件伸入固定座之複數收納槽內。

步驟D2：啟動固定座之真空泵，以產生吸力而固定複數指紋辨識感應元件於複數收納槽內。

步驟D3：由被裁切之感應連板的下表面切除連接部而形成分別獨立之指紋辨識感應元件。

接下來說明組裝指紋辨識模組之方法的實施情形。請同時參閱圖2~圖8，圖4係為本發明指紋辨識模組之感應連板於第一較佳實施例中之結構剖面示意圖，圖5係為本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於第一較佳實施例中之結構剖面示意圖，圖6係為本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於第一較佳實施例中進行噴塗工作之結構剖面示意圖，圖7係為本發明指紋辨識模組之被裁切之感應連板於第一較佳實施例中被固定於固定座上之結構剖面示意圖，而圖8係為本發明指紋辨識模組之指紋辨識感應元件於第一較佳實施例中之結構示意圖。當生產線開始進行本發明組裝指紋辨識模組之方法時，首先進行步驟A：提供感應連板20，而圖4顯示出感應連板20之結構，感應連板20係包括基板201、複數感應晶粒202以及封裝層203。其中，複數感應晶粒202係設置於基板201上且與基板201打線接合(Wire Bonding)，而封裝層包覆複數感應晶粒202以及基板201之上表面，於本較佳實施例中，封裝層203係為環氧封裝材料(EMC)。接下來進行步驟F：使用夾持工具3固定感應連板20，如圖4所示。其中，夾持工具3可以人力或機械等方式而操作之，較佳者，夾持工具3係以機械方式而操作之，以可進行較精細及穩定的運作。

於感應連板20被固定完成之後，進行步驟B：根據預設尺寸，由感應連板20之上方對其裁切而形成未分離的複數指紋辨識感應元件21，其中，未分離的複數指紋辨識感應元件21被定義為每二指紋辨識感應元件21之間藉由連接部23連接，且連接部23接近於指紋辨識感應元件21之下表面211。其中，連接部23係由部份封裝層203以及部份基板201所構成，如圖5所示。

步驟B中，設定刀具5(請參照圖6)係將感應連板20切削為接近於預設尺寸的複數指紋辨識感應元件21。其中，指紋辨識感應元件21之尺寸接近於預設尺寸係以指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸為準，亦即，指紋辨識感應元件21之上表面212的第一長度接近於預設尺寸之第一預設長度，且指紋辨識感應元件21之上表面212的第一寬度接近於預設尺寸之第一預設寬度。較佳者，係將感應連板20切削為與預設尺寸一致的複數指紋辨識感應元件21。於本較佳實施例中，連接部23之厚度T1約為0.15毫米(mm)，而指紋辨識感應元件21之上表面212至連接部23之上表面的厚度(亦即為對感應連板20所裁切的厚度T2)約為0.635毫米。

接下來進行步驟G：以電漿(Plasma)清潔被裁切之感應連板20(或稱未分離的複數指紋辨識感應元件21)，而可排除被裁切之感應連板 20上的粉塵、封裝層203之碎屑等，有助於使得後續的噴塗工作中的塗料之附著性提升。於清潔工作完成之後，進行步驟C：噴塗塗料24於被裁切之感應連板20上，其中，塗料24係由被裁切之感應連板20的上方側噴塗於其上表面以及其側表面，如圖6所示。

於噴塗工作完成且附著於被裁切之感應連板20上的塗料24已乾之後，進行步驟D1：將被裁切之感應連板20以倒置方式放置於固定座4上，以使複數指紋辨識感應元件21分別伸入固定座4之複數收納槽41內。接下來進行步驟D2：啟動固定座4之真空泵42，以產生吸力而將複數指紋辨識感應元件21往收納槽41之內部的方向吸引，以固定複數指紋辨識感應元件21於複數收納槽41內，藉此可顯露出複數指紋辨識感應元件21之下表面211於固定座4之外，如圖7所示。複數指紋辨識感應元件21被固定於固定座4上之後，進行步驟D3：由指紋辨識感應元件21之下表面211裁切連接部23，以形成分別獨立的複數指紋辨識感應元件21，如圖8所示。

需特別說明的是，本較佳實施例中係以真空泵42固定複數指紋辨識感應元件21於收納槽41內，其僅為例示之用，而非以此為限。換言之，本發明方法可利用各種固定手段固定裁切之感應連板20，而不限制其手段及相關固定結構。

於步驟D完成之後，可進行指紋辨識感應元件21之尺寸測試：測量指紋辨識感應元件21之上表面212的尺寸以及其下表面211的尺寸是否接近於預設尺寸，換言之，即為測試指紋辨識感應元件21之上表面212(以及其下表面211)的尺寸與預設尺寸之間的差距是否於容許誤差內。至於其尺寸測試之運作屬於習知技術之範圍，故不再贅述。

最後，進行步驟E：結合指紋辨識感應元件21以及電路板 22而形成指紋辨識感應模組2，其中，指紋辨識感應元件21係與電路板22電性連接，且指紋辨識感應元件21係以表面黏著技術(SMT)固定於電路板22上，如圖2所示。

需特別說明的有二，第一，由於指紋辨識感應元件21與電路板22之間係以表面黏著技術(SMT)結合，故不需使用黏膠，而不會發生殘膠之情形。由於不需進行清除殘膠之工作，因此本發明方法可提升製造效率。第二，本發明方法係先初步裁切感應連板20而形成未分離的複數指紋辨識感應元件21，使得被裁切之感應連板20仍為一片的結構，藉此，可針對一片的感應連板20進行塗料的噴塗工作，而於噴塗工作完成之後再將一片的感應連板20切割為分別獨立的指紋辨識感應元件21。根據實驗可知，本發明方法所需的組裝時間較習知技術短，故可進一步地提升製造效率。

於一較佳作法中，可於步驟D3中加強切削運作，以提升指紋辨識感應元件之製造良率。請參閱圖9，其為本發明指紋辨識模組之指紋辨識感應元件於第二較佳實施例中之結構示意圖。於步驟D3中，於切除連接部(未顯示於圖中)時，更於指紋辨識感應元件31之下表面311上形成凹陷部313，使指紋辨識感應元件31之下表面311的尺寸小於指紋辨識感應元件31之上表面312之尺寸。也就是說，指紋辨識感應元件31之下表面311的第二長度小於如上所述的預設尺寸之第一預設長度。於本較佳實施例中，圖9所顯示之凹陷部313的長度T3約為0~0.1毫米，而凹陷部313的高度T4約為0.12~0.18毫米。較佳者，凹陷部313的長度T3為0，使得指紋辨識感應元件31之上表面311的長度與指紋辨識感應元件31之下表面211的長度一致，且與預設尺寸一致。

需特別說明的是，根據以往製造經驗，於切削感應連板之過程中，被切削而形成的指紋辨識感應元件最常發生切削歪斜的情形，例如：指紋辨識感應元件之下表面的尺寸大於指紋辨識感應元件之上表面的尺寸，而指紋辨識感應元件之上表面的尺寸接近於預設尺寸，此種指紋辨識感應元件因其下表面之尺寸過大，而無法通過尺寸檢驗。因此，本發明方法於指紋辨識感應元件31之下表面311上形成凹陷部313，使得指紋辨識感應元件31之下表面311的尺寸小於指紋辨識感應元件31之上表面312的尺寸，且指紋辨識感應元件31之上表面312的尺寸接近於預設尺寸。如此一來，即使於切削過程中發生切削歪斜之情形，所產生的指紋辨識感應元件31亦可通過尺寸檢驗。

此外，本發明更提供與上述略有差異之第三較佳實施例。請參閱圖10，其為本發明組裝指紋辨識模組之方法於第三較佳實施例中之流程圖。本較佳實施例的組裝指紋辨識模組之方法包括以下步驟：

步驟A：提供感應連板。

步驟G*：以電漿清潔感應連板。

步驟F：使用夾持工具固定感應連板。

步驟C：噴塗塗料於被裁切之感應連板上。

本較佳實施例的組裝指紋辨識模組之方法的各步驟大致上與前述較佳實施例相同，但其不同之處在於各步驟的先後順序：第一，本較佳實施例之步驟G*係發生於步驟B的第一次裁切工作之前。第二步驟C 之噴塗工作發生於步驟B的第一次裁切工作之前。本較佳實施例中，由於先進行噴塗工作，之後再進行裁切工作，使得指紋辨識感應元件的側邊會有部份未噴上塗料，故此種指紋辨識感應元件適用應用於其側邊不顯露出來的電子裝置機種，或者適用於其側邊會被其他原件所遮蔽之機種。

根據上述可知，本發明方法係於裁切感應連板之過程中保留連接部，使得被裁切的感應連板仍然為一片的結構，故可對單一片結構的感應連板進行一次大面積的噴塗工作，與習知技術般多次進行小面積的噴塗工作相比，本發明方法所需的製程時間較短，故其製造效率較高。另外，由於本發明方法中不需使用黏膠，故不需進行清除殘膠工作，而可提升製造效率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

A~G、D1、D2、D3‧‧‧步驟

Claims

一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：(A)提供一感應連板；其中該感應連板包括互相連接之複數指紋辨識感應元件，且該複數指紋辨識感應元件之間藉由一連接部連接，而該連接部具有一第一厚度；(B)根據一預設尺寸，裁切該感應連板之一上表面而形成該複數指紋辨識感應元件；其中，該連接部之該第一厚度降低為一第二厚度；(C)噴塗一塗料於被裁切之該感應連板上；(D)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，且切除該連接部而形成分別獨立之該指紋辨識感應元件；以及(E)結合該指紋辨識感應元件以及一電路板而形成該指紋辨識感應模組。
如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(B)之前，更包括步驟(F)：使用一夾持工具固定該感應連板。
如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(B)中，該至少一指紋辨識感應元件之一上表面之一第一長度接近於該預設尺寸之一第一預設長度，且該至少一指紋辨識感應元件之該上表面之一第一寬度接近於該預設尺寸之一第一預設寬度。
如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(C)之前，更包括步驟(G)：以電漿清潔被裁切之該感應連板。
如申請專利範圍第1項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(D)包括以下步驟：(D1)以倒置方式放置被裁切之該感應連板於該固定座上，使該複數指紋辨識感應元件伸入該固定座之複數收納槽內；(D2)啟動該固定座之一真空泵，以產生吸力而固定該複數指紋辨識感應元件於該複數收納槽內；以及(D3)由該被裁切之該感應連板之一下表面切除該連接部而形成分別獨立之該指紋辨識感應元件。
如申請專利範圍第5項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(D3)中，於切除該連接部時，更於該指紋辨識感應元件之一下表面上形成一凹陷部，使該指紋辨識感應元件之該下表面之尺寸小於該指紋辨識感應元件之一上表面之尺寸。
一種組裝指紋辨識模組之方法，包括以下步驟：(A)提供一感應連板；其中該感應連板包括互相連接之複數指紋辨識感應元件，且該複數指紋辨識感應元件之間藉由一連接部連接，而該連接部具有一第一厚度；(B)噴塗一塗料於被裁切之該感應連板上；(C)根據一預設尺寸，裁切該感應連板之一上表面而形成該複數指紋辨識感應元件；其中，該連接部之該第一厚度降低為一第二厚度；(D)以倒置方式固定被裁切之該感應連板於一固定座上，且切除該連接部而形成分別獨立之該指紋辨識感應元件；以及(E)結合該指紋辨識感應元件以及一電路板而形成該指紋辨識感應模組。
如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(B)之前，更包括步驟(F)：使用一夾持工具固定該感應連板。
如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(B)之前，更包括步驟(G)：以電漿清潔被裁切之該感應連板。
如申請專利範圍第7項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(D)包括以下步驟：(D1)以倒置方式放置被裁切之該感應連板於該固定座上，使該複數指紋辨識感應元件伸入該固定座之複數收納槽內；(D2)啟動該固定座之一真空泵，以產生吸力而固定該複數指紋辨識感應元件於該複數收納槽內；以及(D3)由該被裁切之該感應連板之一下表面切除該連接部而形成分別獨立之該指紋辨識感應元件。
如申請專利範圍第10項所述之組裝指紋辨識模組之方法，其中於該步驟(D3)中，於切除該連接部時，更於該指紋辨識感應元件之一下表面上形成一凹陷部，使該指紋辨識感應元件之該下表面之尺寸小於該指紋辨識感應元件之一上表面之尺寸。