电容式指纹传感器制造技术

一种电容式指纹传感器包含一补偿存储器，其储存电容式感测阵列中的每一感测单元的直流偏移参数以及增益补偿参数，因此，上述电容式指纹传感器可针对每一感测单元所测得的感测信号逐一补偿，使每一感测单元所输出的感测信号具有较佳的均匀性及信噪比。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本技术是有关一种指纹传感器，特别是一种电容式指纹传感器。【
技术介绍
】电容式指纹传感器的原理是检测人体手指的脊部以及谷部间的电容变化。谷部的正常深度约为20-35μπι，其中，填充空气时的介电常数为I。人体组织的介电常数约为4-8，因此，微小的电容变化可被电容式指纹传感器所检测。请参照图1以说明基于电荷分享方法的电容式指纹传感器的感测方法。电容式指纹传感器包含多个阵列排列的感测单元SU。当指纹FP与电容式指纹传感器接触时，指纹FP的脊部以及谷部具有电容C3。而封装电容式指纹传感器会形成氧化层OL，其具有电容C2。因此，电容C2以及电容C3彼此串接则具有电容值Cs，其能够以下列公式计算得到:1/Cs = l/C2+1/C3 其中C2以及C3分别代表电容C2以及电容C3的电容值。量测电容值Cs的变化可由以下步骤实现。首先，导通开关SI并断开开关S2，以偏压Va对电容CO预先充电。接着断开开关SI以及导通断关S2，使电容CO中的电荷重新分布，如此即产生偏压Vl，其能够以下列公式计算得到:Vl = Va*C0/(C0+Cl+Cs)，其中，CO以及Cl分别代表电容CO以及电容Cl的电容值。电容CI为电路的寄生杂散电容。感测单元SU11的感测节点的偏压VI通过缓冲放大器BA输出偏压V2，其能够以下列公式计算得到:V2 = g*Vl其中g为缓冲放大器BA的增益。每一感测单元SU具有一缓冲放大器BA，其是由列开关Srl以及行开关Scl-Sc3控制输出至取样电容Csh。举例而言，感测单元SUll是由列开关Srl以及行开关Scl控制输出；感测单元SU12是由列开关Srl以及行开关Sc2控制输出；感测单元SU13是由列开关Srl以及行开关Sc3控制输出。最后，模拟至数字转换器ADC将取样电容Csh的偏压V3转换为数字格式。由于制程或其它因素的影响，感测单元间的缓冲放大器会有增益的变动，加上寄生杂散电容Cl与电容C2影响，导致每一感测单元所输出偏压的均匀性较差，因而影响后续的信号处理，例如直流移位(DC subtract1n)。此外，请参照图2，其显示传统封装的电容式指纹传感器的剖面图。电容式指纹感测芯片120设置于基板110。金线130用以连接电容式指纹感测芯片120上的导电接点121以及基板110上的导线架111。完成芯片粘合以及打线接合后，整个芯片以一高介电填充材料140模封。然而，在模封制程时，电容式指纹感测芯片120以及填充材料140间的热膨胀系数的差异将会造成管芯痕迹(die mark)或翘曲，如图2所示的高度差H。因此，若翘曲的电容式指纹传感器设置于一保护玻璃下，电容式指纹传感器以及保护玻璃间将形成一空气层或粘着胶体，导致感测信号的强度降低，且劣化感测单元间的信号均匀度。综上所述，如何使每一感测单元所输出的偏压具有较佳的均匀性便是目前极需努力的目标。【
技术实现思路
】本技术提供一种电容式指纹传感器，其储存每一感测单元的直流偏移参数以及增益补偿参数，以补偿每一感测单元所感测的感测信号，使每一感测单元所输出的感测信号具有较佳的均匀性。本技术一实施例的电容式指纹传感器包含一电容式感测阵列、一补偿存储器、一数字至模拟转换器以及一补偿电路。电容式感测阵列包含多个阵列排列的感测单元，其中，电容式感测阵列逐一输出每一感测单元所测得的一感测信号。补偿存储器用以储存每一感测单元的一直流偏移参数以及一增益补偿参数。数字至模拟转换器与补偿存储器电性连接，用以依据直流偏移参数输出一直流偏移补偿信号。补偿电路与电容式感测阵列、补偿存储器以及数字至模拟转换器电性连接，并依据直流偏移补偿信号以及增益补偿参数逐一补偿每一感测单元所测得的感测信号，以输出一补偿后感测信号。以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。【【附图说明】】图1为一示意图，显示已知的电容式指纹传感器的部分电路。图2为一示意图，显示已知的电容式指纹传感器的封装结构。图3为一曲线图，显示电容式指纹传感器的封装翘曲与信号强度的关系。图4为一方块图，显示本技术一实施例的电容式指纹传感器。图5为一电路图，显示本技术一实施例的电容式指纹传感器的补偿电路。图6为一方块图，显示本技术另一实施例的电容式指纹传感器。【符号说明】HO基板111导线架120电容式指纹感测芯片121导电接点130金线140填充材料Al第一级放大器A2第二级放大器ADC模拟至数字转换器BA 缓冲放大器CO ?C3电容Cl通信接口CSA电容式感测阵列CC补偿电路CFS电容式指纹传感器Cs电容值Csh取样电容CSS补偿后感测信号Ct控制器DAC数字至模拟转换器DCOP直流偏移参数DCOS直流偏移补偿信号DEc行解码器DEr列解码器DSS数字感测信号FP指纹GP增益补偿参数H高度差Mc补偿存储器Me外部存储器Md数据存储器OL氧化层Ra电阻Reg寄存器Rgl ?Rg5电阻S1、S2开关Srl列开关Scl?Sc3行开关Sgl ?Sg5开关SS感测信号SU感测单元SUll?SU13 感测单元Vl ?V3偏压Va偏压Vref固定偏压【【具体实施方式】】以下将详述本技术的各实施例，并配合图式作为例示。除了该多个详细说明之外，本技术亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本技术的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本技术有较完整的了解，提供了许多特定细节;然而，本技术可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本技术形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意的用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。请参照图3，其显示设置在厚度为200μπι的玻璃下的电容式指纹传感器，其翘曲程度与信号强度的关系。如图3所示，芯片翘曲的程度超过50μπι时将造成20%以上的信号损失，而一般芯片翘曲约在50至ΙΟΟμπι。需注意的是，指纹的脊部以及谷部所形成的信号变化仅约16%。因此，芯片封装后的翘曲不仅导致每一感测单元所输出偏压的均匀性降低，亦使信噪比劣化。本技术的电容式指纹传感器即在于补偿每一感测单元所感测的感测信号，以使每一感测单元所输出的感测信号具有较佳的均匀性。请参照图4，本技术的一实施例的电容式指纹传感器包含一电容式感测阵列CSA、一补偿存储器Mc、一数字至模拟转换器DAC以及一补偿电路CC。电容式感测阵列CSA包含多个阵列排列的感测单元，且逐一输出每一感测单元所测得的一感测信号SS。举例而言，电容式指纹传感器更包含一列解码器DEr、行解码器DEc以及一控制器Ct。列解码器DEr以及行解码器DEc与电容式感测阵列CSA电性连接，并可定址电容式感测阵列CSA的每一感测单元。控制器Ct与列解码器DEr以及行解码器DEc电性连接，并经由列解码器DEr以及行解码器DEc控制电容式感测阵列CSA逐一输出每一感测单元所测得的感测信号SS。补偿存储器Mc储存电容式感测阵列CSA中每一感测单元的一直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式指纹传感器，其特征在于，包含：一电容式感测阵列，其包含多个阵列排列的感测单元，其中，该电容式感测阵列逐一输出每一该感测单元所测得的一感测信号；一补偿存储器，其用以储存每一该感测单元的一直流偏移参数以及一增益补偿参数；一数字至模拟转换器，其与该补偿存储器电性连接，用以依据该直流偏移参数输出一直流偏移补偿信号；以及一补偿电路，其与该电容式感测阵列、该补偿存储器以及该数字至模拟转换器电性连接，并依据该直流偏移补偿信号以及该增益补偿参数逐一补偿每一该感测单元所测得的该感测信号，以输出一补偿后感测信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆彦汝，王建勋，吴岱锜，
申请(专利权)人：康达生命科学有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71