【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及指纹识别领域，并且更具体地，涉及一种超声指纹装置和电子设备。
技术介绍
1、随着社会进步，手机已成为现代生活必不可少的电子设备之一。目前市场上的手机都具有一种或多种身份认证方式，包括数字密码、手势图形、面部识别、指纹识别等。其中，指纹识别由于其应用方便、识别速度快和稳定可靠等特点，已经成为大多数手机的标配。指纹识别也发展出不同的技术路线，包括电容指纹识别、光学指纹识别和超声指纹识别等。
2、超声指纹识别不仅可以识别指纹的表层形貌，还可以识别到手指真皮层的信号，从而实现天然的3d防伪，并且相比于光学指纹识别，超声指纹识别对手指表面的洁净状态具有更高的容忍度。因此，超声指纹识别逐渐成为新一代的指纹识别方式。超声指纹装置通常包括压电换能器和超声指纹芯片，如何实现压电换能器和超声指纹芯片之间的集成，成为需要解决的问题。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种超声指纹装置和电子设备，能够实现压电换能器和超声指纹芯片之间的集成。
2、第一方面，提供了一种超声指纹装置，设置在电子设备的显示屏下方，以实现屏下超声指纹识别，所述超声指纹装置包括超声指纹芯片、以及设置在所述超声指纹芯片上方的压电换能器；
3、所述压电换能器包括压电层、位于所述压电层上方的上电极、以及位于所述压电层下方的下电极；
4、所述超声指纹芯片为cmos芯片，所述上电极从所述压电层的上表面引出至所述cmos芯片的表面，并通过所述coms芯片表面的焊盘与引线的一端连接，
5、本申请实施例中，超声指纹装置包括cmos芯片和超声换能器，cmos芯片的基底为硅基底，因此能够实现打线。在将上电极引出至超声指纹芯片表面后，能够通过bonding工艺，在超声指纹芯片上实现上电极与引线之间的互连，即利用超声指纹芯片表面的焊盘将上电极与引线的一端之间固定和连接，引线的另一端连接至超声指纹芯片下方的电路板，从而实现上电极与电路板之间的互连，工艺上易于实现，且具有较高的可靠性。
6、在一种实现方式中，所述超声指纹芯片包括基底、以及设置在所述基底的第一区域的多个金属层，所述基底为硅基底，所述下电极位于所述基底的第二区域的上方，所述多个金属层中的顶层金属层包括n个驱动走线，n＝1或者n为大于1的正整数，所述上电极通过所述n个驱动走线分别连接至n个焊盘，所述n个焊盘分别将所述n个驱动走线与各自对应的引线相连。
7、一方面，上电极的银浆材料的致密度很低，不能支持bonding工艺，而该实施例中，通过在超声指纹芯片上设置驱动走线，便可以通过驱动走线将上电极引出至超声指纹芯片的表面。另一方面，由于采用cmos芯片，便可以在芯片表面实现bonding工艺，以通过引线将驱动走线与电路板之间进行连接。这样，就实现了上电极与电路板之间的互连。
8、在一种实现方式中，所述顶层金属层的上方设置有钝化层，所述钝化层上设置有与所述n个驱动走线对应的第一开窗，所述上电极从所述压电层的上表面延伸至所述第一开窗内，以连接所述n个驱动走线各自的位于所述第一开窗内的第一连接区域。从而实现上电极与n个驱动走线之间的电连接。
9、在一种实现方式中，所述第一开窗包括与所述n个驱动走线对应的n个子开窗，每个驱动走线的所述第一连接区域位于其对应的子开窗内。
10、在一种实现方式中，所述钝化层上还设置有与所述n个驱动走线对应的n个第二开窗，其中每个驱动走线位于其对应的所述第二开窗内的第二连接区域，通过其对应的焊盘与其对应的引线连接。
11、该实施例中，由于cmos芯片的基底为硅基底，能够在基底上实现bonding工艺，因此通过设置第二开窗，便可以利用bonding工艺实现驱动走线和引线之间的连接，通过引线将驱动走线与电路板之间进行连接。
12、在一种实现方式中，所述压电层延伸至所述多个金属层的上方，所述n个驱动走线延伸至所述压电层内，所述n个驱动走线的所述第一连接区域与所述压电层相邻。
13、当压电层延伸至多个金属层的上方，且驱动走线延伸至压电层内时，能够使驱动走线的第一连接区域紧靠在压电层的边缘，即，使压电层与第一连接区域之间的距离最小，使超声指纹装置的结构更加紧凑。
14、在一种实现方式中，所述第一开窗的尺寸大于所述n个驱动走线的所述第一连接区域的尺寸，所述上电极从所述压电层的上表面延伸至所述第一开窗的第一部分，以覆盖所述n个驱动走线的所述第一连接区域，所述第一开窗的第二部分位于所述压电层的下方。
15、当第一开窗的尺寸大于n个驱动走线的第一连接区域的尺寸时，上电极延伸至第一开窗的第一部分，以覆盖驱动走线位于第一部分内的第一连接区域，第一开窗的第二部分延伸至压电层内并位于压电层下方，从而提高上电极与驱动走线之间的连接可靠性。
16、在一种实现方式中，所述第一部分在所述n个驱动走线的方向上的尺寸大于或等于150um；和/或，所述第二部分在所述n个驱动走线的方向上的尺寸大于或等于20um。
17、在一种实现方式中，所述顶层金属层中与所述n个驱动走线相邻的其他走线，与所述n个驱动走线之间的距离大于或等于10um。
18、由于上电极的驱动信号的电压通常较高，显著高于超声指纹芯片内线路的工作电压，不仅容易对超声指纹芯片内的线路产生干扰，还容易导致超声指纹芯片产生电击穿的损伤。因此，顶层金属层上与驱动走线相邻的其他走线，与驱动走线之间应保持一段距离，能够避免发生同层击穿，保证超声指纹装置的安全性，同时能够避免驱动走线对顶层金属层上的其他走线产生干扰。
19、在一种实现方式中，所述顶层金属层上与所述n个驱动走线相邻的其他走线接地。从而使顶层金属层产生对n个驱动走线的屏蔽作用，能够避免n个驱动走线对顶层金属层上的其他走线产生干扰。
20、在一种实现方式中，所述多个金属层中的第一金属层上与所述n个驱动走线对应的区域挖孔，所述第一金属层是位于所述顶层金属层下方的相邻金属层。
21、由于第一金属层是位于顶层金属层下方的相邻金属层，通过在其位于n个驱动走线下方的对应区域挖孔，增加了n个驱动走线与第一金属层的其他走线之间的电器间隙，从而增大了第一金属层的耐压强度，避免顶层金属层与第一金属层之间发生层间击穿。
22、在一种实现方式中，所述第一金属层上与所述n个驱动走线对应的区域、以及沿所述区域向四周延伸大于或等于12um的区域挖孔。
23、通过将挖孔区域从与n个驱动走线对应的区域向四周延伸一定距离，更进一步增加了驱动走线与第一金属层的其他走线之间的电器间隙，最大限度地避免了顶层金属层与第一金属层之间发生层间击穿。
24、在一种实现方式中，所述多个金属层中的第二金属层上与所述n个驱动走线对应的区域接地，所述第二金属层是位于第一金属层下方的相邻金属层。
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【技术保护点】
1.一种超声指纹装置，其特征在于，设置在电子设备的显示屏下方，以实现屏下超声指纹识别，所述超声指纹装置包括超声指纹芯片、以及设置在所述超声指纹芯片上方的压电换能器；
2.根据权利要求1所述的超声指纹装置，其特征在于，所述顶层金属层的上方设置有钝化层，所述钝化层上设置有与所述N个驱动走线对应的第一开窗，所述上电极从所述压电层的上表面延伸至所述第一开窗内，以连接所述N个驱动走线各自的位于所述第一开窗内的第一连接区域。
3.根据权利要求2所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一开窗包括与所述N个驱动走线对应的N个子开窗，每个驱动走线的所述第一连接区域位于其对应的子开窗内。
4.根据权利要求2或3所述的超声指纹装置，其特征在于，所述钝化层上还设置有与所述N个驱动走线对应的N个第二开窗，其中每个驱动走线位于其对应的所述第二开窗内的第二连接区域，通过其对应的焊盘与所述电路板电连接。
5.根据权利要求2或3所述的超声指纹装置，其特征在于，所述压电层延伸至所述多个金属层的上方，所述N个驱动走线延伸至所述压电层内，所述N个驱动走线的所述第一连接区域与
6.根据权利要求5所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一开窗的尺寸大于所述N个驱动走线的所述第一连接区域的尺寸，所述上电极从所述压电层的上表面延伸至所述第一开窗的第一部分，以覆盖所述N个驱动走线的所述第一连接区域，所述第一开窗的第二部分位于所述压电层的下方。
7.根据权利要求6所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一部分在所述N个驱动走线的方向上的尺寸大于或等于150um；和/或，所述第二部分在所述N个驱动走线的方向上的尺寸大于或等于20um。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的超声指纹装置，其特征在于，所述顶层金属层中与所述N个驱动走线相邻的其他走线，与所述N个驱动走线之间的距离大于或等于10um；和/或，所述顶层金属层上与所述N个驱动走线相邻的其他走线接地。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的超声指纹装置，其特征在于，所述多个金属层中的第一金属层上与所述N个驱动走线对应的区域挖孔，所述第一金属层是位于所述顶层金属层下方的相邻金属层。
10.根据权利要求9所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一金属层上与所述N个驱动走线对应的区域、以及沿所述区域向四周延伸大于或等于12um的区域挖孔。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的超声指纹装置，其特征在于，所述多个金属层中的第二金属层上与所述N个驱动走线对应的区域接地，所述第二金属层是位于第一金属层下方的相邻金属层。
12.根据权利要求11所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第二金属层上与所述N个驱动走线对应的区域、以及沿所述区域向四周延伸大于或等于12um的区域接地。
13.根据权利要求4所述的超声指纹装置，其特征在于，所述顶层金属层上设置有用于接地的焊盘，所述焊盘设置在所述N个驱动走线的所述第二连接区域的旁侧。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的超声指纹装置，其特征在于，所述下电极与所述下电极周围的钝化层之间的距离大于或等于100um；和/或，所述顶层金属层中与所述下电极相邻的其他走线接地。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的超声指纹装置，其特征在于，所述上电极的边缘与所述压电层的边缘之间的距离大于或等于50um。
16.根据权利要求2或3所述的超声指纹装置，其特征在于，N＝1，所述第一开窗在其靠近所述压电层的部分的面积，大于其远离所述压电层的部分的面积。
17.根据权利要求16所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一开窗的形状为梯形，所述梯形的下底相比于其上底更靠近所述压电层。
18.根据权利要求16所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一开窗的形状为L形，所述L形由平行于所述驱动走线的方向的第一部分、以及垂直于所述驱动走线的方向的第二部分组成，所述第二部分相比于所述第一部分更靠近所述压电层。
19.一种电子设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超声指纹装置，其特征在于，设置在电子设备的显示屏下方，以实现屏下超声指纹识别，所述超声指纹装置包括超声指纹芯片、以及设置在所述超声指纹芯片上方的压电换能器；
2.根据权利要求1所述的超声指纹装置，其特征在于，所述顶层金属层的上方设置有钝化层，所述钝化层上设置有与所述n个驱动走线对应的第一开窗，所述上电极从所述压电层的上表面延伸至所述第一开窗内，以连接所述n个驱动走线各自的位于所述第一开窗内的第一连接区域。
3.根据权利要求2所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一开窗包括与所述n个驱动走线对应的n个子开窗，每个驱动走线的所述第一连接区域位于其对应的子开窗内。
4.根据权利要求2或3所述的超声指纹装置，其特征在于，所述钝化层上还设置有与所述n个驱动走线对应的n个第二开窗，其中每个驱动走线位于其对应的所述第二开窗内的第二连接区域，通过其对应的焊盘与所述电路板电连接。
5.根据权利要求2或3所述的超声指纹装置，其特征在于，所述压电层延伸至所述多个金属层的上方，所述n个驱动走线延伸至所述压电层内，所述n个驱动走线的所述第一连接区域与所述压电层相邻。
6.根据权利要求5所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一开窗的尺寸大于所述n个驱动走线的所述第一连接区域的尺寸，所述上电极从所述压电层的上表面延伸至所述第一开窗的第一部分，以覆盖所述n个驱动走线的所述第一连接区域，所述第一开窗的第二部分位于所述压电层的下方。
7.根据权利要求6所述的超声指纹装置，其特征在于，所述第一部分在所述n个驱动走线的方向上的尺寸大于或等于150um；和/或，所述第二部分在所述n个驱动走线的方向上的尺寸大于或等于20um。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的超声指纹装置，其特征在于，所述顶层金属层中与所述n个驱动走线相邻的其他走线，与所述n个驱动走线之间的距离大于或等于10um；和/或，所述顶层金属层上与所述n个驱动走线相邻的其他走线接地。
9.根据权利要求1至3中...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜灿鸿，
申请(专利权)人：汇科新加坡控股私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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