集成指紋的制作方法
【專利說(shuō)明】集成指紋
[0001]本發(fā)明涉及用于集成在智能電話或類似物中的指紋傳感器。
[0002]包括用于測(cè)量手指表面中的特征的電極的指紋傳感器是公知的，例如EP0988614、US5, 963，679和6，069, 970描述了基于不同的測(cè)量阻抗或電容原理的傳感器，其具有包括多個(gè)單獨(dú)的傳感器元件的條形或矩陣傳感器。
[0003]上面提到的傳感器的缺點(diǎn)是，然而傳感器表面并不適合于與環(huán)境直接接觸，且通常必須設(shè)置有保護(hù)電路免受濕氣、磨損、腐蝕、化學(xué)物質(zhì)、電子噪聲、機(jī)械影響、太陽(yáng)光放電等的殼體。美國(guó)專利5，862，248提供了對(duì)這個(gè)問(wèn)題的可能解決方案，其中電路被以這樣的方式圍住，即手指被允許通過(guò)在外殼的頂部中的開(kāi)口來(lái)與傳感器的敏感表面直接接觸。
[0004]在很多情況下，這個(gè)解決方案將不足以提供所需的可靠性。在集成電路的表面上使用的材料(金屬、電介質(zhì))通常不足夠可靠來(lái)經(jīng)得起從外部環(huán)境暴露并在較長(zhǎng)的一段時(shí)間期間與手指接觸，且因此這個(gè)解決方案也將導(dǎo)致可靠性問(wèn)題。另一解決方案可以是在芯片表面上添加額外的金屬和電介質(zhì)層(如在美國(guó)專利6，069, 970中所述的)。然而這樣的層將增加生產(chǎn)成本，并通常產(chǎn)生與半導(dǎo)體過(guò)程的兼容性問(wèn)題(與處理溫度、由于溫度差而引起的變化的尺寸等有關(guān))。在US7251351中了描述又一解決方案，其使導(dǎo)體穿過(guò)襯底通到處理器，然后在設(shè)備內(nèi)部安全地定位在襯底的后側(cè)面上。這個(gè)解決方案不容易在需要大的透明面板的智能電話中實(shí)現(xiàn)。
[0005]在US2011/0182488中還描述了指紋傳感器，其中處理單元位于襯底的一側(cè)上，且存在被引入襯底通到另一側(cè)的導(dǎo)體。襯底是半導(dǎo)體材料，且導(dǎo)體由與襯底絕緣的相同材料制成。US6327376另一方面描述了攜帶透明導(dǎo)體的透明襯底，透明導(dǎo)體與傳感器一樣明顯位于襯底的相同側(cè)上，因而使它容易受到磨損。
[0006]本發(fā)明的目的是保護(hù)成本有效的微型傳感器解決方案，同時(shí)在傳感器暴露于外部環(huán)境時(shí)消除技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，這可在具有觸摸屏界面的智能電話中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的目的也是提供觸摸屏驅(qū)動(dòng)單元(例如具有很少附加按鈕(如果有的話)的智能電話)的解決方案，其中空間在電話的前表面上變得非常有限，其中顯示區(qū)域接近100%利用率。
[0007]如在獨(dú)立權(quán)利要求中公開(kāi)的獲得這些目的。
[0008]這樣，可能采用該設(shè)計(jì)將指紋觸擊傳感器集成在移動(dòng)電話的外殼中(特別是通過(guò)智能電話的前玻璃或保護(hù)性覆蓋物)，并且人機(jī)工程學(xué)是對(duì)于不同的手機(jī)制造商的關(guān)鍵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0009]將參考通過(guò)示例的方式示出本發(fā)明的附圖來(lái)更加詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0010]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電路的布局。
[0011]圖2示出在智能電話內(nèi)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明。
[0012]如在圖1中所示的，提供具有第一端的一組電極1，第一端穿過(guò)覆蓋單元(例如智能電話)的外殼或玻璃而延伸，其中電極提供與手指表面的電耦合，使指紋等的測(cè)量成為可能。如果條形傳感器被使用，則多個(gè)額外的傳感器可被采用用于測(cè)量手指相對(duì)于傳感器的運(yùn)動(dòng)(如在上面提到的EP0988614或US7251351中討論的)?？蛇x的，傳感器可以是對(duì)表面的一系列圖像進(jìn)行采樣的部分矩陣(如在US6289114中的)。在EP1328919中描述了又一電極星座，其中為了導(dǎo)航目的，兩行傳感器元件被用于測(cè)量手指的運(yùn)動(dòng)。
[0013]也可預(yù)期覆蓋完全不動(dòng)的手指的完整的傳感器矩陣，但缺點(diǎn)是必要的電極的數(shù)量。
[0014]如上面陳述的，來(lái)自電極的導(dǎo)體引線2被引導(dǎo)垂直地穿過(guò)覆蓋材料然后橫向地被布線或再分布到信號(hào)處理器3 (例如用于模擬信號(hào)調(diào)節(jié)、位于蓋的后側(cè)上)。這可以是CMOSASIC0垂直和橫向?qū)w引線可被以這樣的方式成型，即:小特征尺寸或透明材料(例如氧化銦錫(ITO))使導(dǎo)體對(duì)用戶是看不見(jiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)金屬布線和通過(guò)處理可用于此。電極和相關(guān)導(dǎo)體引線可部分地在玻璃的前側(cè)或后側(cè)上或在其間的額外不連續(xù)平面上被處理。
[0015]單元還可包括可選的硅管芯和電路4用于安全生物認(rèn)證。通常選項(xiàng)包括用于運(yùn)行生物算法和通信和需要邏輯處理的其它功能的微控制器、用于授權(quán)金融交易或服務(wù)提供者識(shí)別的各種安全元件和US頂芯片以及用于射頻通信的NFC控制器。
[0016]如所示，單元也可包括到智能電話的其它部分或外部連接器和設(shè)備的接口 5。天線(未示出)也可能集成結(jié)合NFC控制器。
[0017]因此可能將指紋觸擊傳感器集成在移動(dòng)電話的外殼中同時(shí)考慮設(shè)計(jì)，且人機(jī)工程學(xué)關(guān)于手機(jī)制造商的關(guān)鍵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這將提供額外的優(yōu)點(diǎn)，例如:
[0018].設(shè)計(jì)
[0019].人機(jī)工程學(xué)和可用性
[0020].簡(jiǎn)化的集成和增強(qiáng)的持久性
[0021].對(duì)增加的生物識(shí)別性能的用戶反饋
[0022]?與應(yīng)用圖形和動(dòng)畫的直接交互
[0023]圖2示出智能電話6，其中根據(jù)本發(fā)明的單元被實(shí)現(xiàn)在使用標(biāo)準(zhǔn)智能卡和NFC芯片組的具有天線的電話中，并且被組合以仿真蓋玻璃7中的自主、生物識(shí)別、標(biāo)準(zhǔn)EMV卡。
[0024]因此，本發(fā)明涉及特別用于集成在具有蓋材料(例如在某些區(qū)域中是透明的玻璃)的單元中的指紋傳感器。指紋傳感器包括位于在所述蓋材料的表面上或靠近所述蓋材料的表面的預(yù)定圖案中的多個(gè)電極。這可通過(guò)局部地減小蓋厚度或在蓋上的尼龍額外層和電極來(lái)進(jìn)行，以便得到與手指表面的電流耦合或電容耦合。每個(gè)電極連接到穿過(guò)或幾乎穿過(guò)所述蓋材料延伸的導(dǎo)體引線，導(dǎo)體引線本質(zhì)上是透明的且在相對(duì)側(cè)上從電極被布線到位于所述透明區(qū)域外部的處理單元。
[0025]認(rèn)證裝置的額外的電路連接到所述處理器以及用于與單元中的其它電路進(jìn)行通信的接口裝置。這些也可包括用于將從指紋掃描產(chǎn)生的指示傳送給用戶的顯示器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種指紋傳感器，其特別用于集成在具有由在特定區(qū)域中是透明的玻璃制成的蓋材料的單元中，其特征在于，所述指紋傳感器包括位于在所述蓋材料的表面上或靠近所述蓋材料的所述表面的預(yù)定圖案中的多個(gè)電極，每個(gè)電極連接到穿過(guò)所述蓋材料延伸的導(dǎo)體引線，所述導(dǎo)體引線本質(zhì)上是透明的且在相對(duì)側(cè)上從所述電極被布線到位于所述透明區(qū)域外部的處理單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋傳感器，包括用于連接到所述處理器的認(rèn)證裝置的附加電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋傳感器，包括用于與所述單元中的其它電路進(jìn)行通信的接口裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的指紋傳感器，其中所述其它電路包括用于將從指紋掃描產(chǎn)生的指示傳送給用戶的顯示器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及特別用于集成在具有在特定區(qū)域中是例如玻璃的、透明的蓋材料的單元中的指紋傳感器，指紋傳感器包括位于在所述蓋材料的表面上或靠近所述蓋材料的表面的預(yù)定圖案中的多個(gè)電極，每個(gè)電極連接到穿過(guò)所述蓋材料延伸的導(dǎo)體引線，導(dǎo)體引線本質(zhì)上是透明的且在相對(duì)側(cè)上從電極被布線到位于所述透明區(qū)域外部的處理單元。
【IPC分類】G06K9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105027143
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480009589
【發(fā)明人】O·斯洛格達(dá)爾, R·W·伯恩斯特因, G·I·貝瑞德霍特
【申請(qǐng)人】艾戴克斯公司
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年2月21日
【公告號(hào)】WO2014128249A1