[發明專利]電容性傳感器以及制作電容性傳感器的方法

有效

• 申請號: 201610729802.5
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106650564B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: S.溫
• 申請（專利權）人: 辛納普蒂克斯公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王星;劉春元

一種用于生物計量感測的電容性傳感器架構。公開了電容性傳感器和制作電容性傳感器的方法。電容性傳感器包括：包括在第一層中的多個傳感器電極行，包括在第二層中的多個傳感器電極列，其中多個傳感器電極列與多個傳感器電極行正交排列，以形成二維感測陣列；以及，包括在布置于第一層與第二層之間的第三層中的多個導電元件，其中，對于多個導電元件中的每個導電元件，導電元件的第一端電連接至多個傳感器電極行中的一傳感器電極，而導電元件的第二端電容性地耦合至多個傳感器電極列中的一傳感器電極，以形成二維感測陣列的一跨電容性感測像素。

對相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年8月28日提交的美國臨時專利申請號62/211,632的優先權，通過其整體的參考將其全部內容并入本文。

技術領域

本公開普遍涉及電容性傳感器以及，更具體地，涉及利用互電容感測原理的指紋傳感器陣列。

背景技術

包括接近傳感器裝置(通常也稱為觸摸墊或者觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛應用于多種電子系統中。輸入裝置也包括指紋傳感器和其他生物計量傳感器裝置。傳感器裝置典型地包括感測區，其通常由表面區分，在其中傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置、運動、和/或特征。傳感器裝置可用于為電子系統提供接口。例如，傳感器裝置經常作為輸入裝置(諸如集成在或外設于筆記本或桌上型電腦的不透明觸摸墊和指紋傳感器)用于較大計算系統中。傳感器裝置也經常用于較小計算系統(諸如集成在蜂窩電話中的觸摸屏)中。

為檢測輸入對象，許多傳感器裝置利用電容性感測原理。電容性傳感器，包括基于跨電容的那些，提供多種相對其他感測技術的優勢。然而，電容性地感測指紋特征和其他精細特征是項具有挑戰性的任務。盡管現存的傳感器能夠提供足夠的性能，但它們經常受到低信號質量的困擾。改進信號質量能提供多個好處，諸如更精確的生物計量匹配以及在將傳感器集成在多種應用(例如，在電容性傳感器之上具有更厚的覆蓋層的那些)中的提高的靈活性。

發明內容

一個實施例提供一種電容性傳感器，包括：包括在第一層中的多個傳感器電極行，包括在第二層中的多個傳感器電極列，其中多個傳感器電極列與多個傳感器電極行正交排列，以形成二維感測陣列；以及包括在布置于第一層與第二層之間的第三層中的多個導電元件，其中，對于多個導電元件中的每個導電元件，導電元件的第一端電連接至多個傳感器電極行中的一傳感器電極，而導電元件的第二端電容性地耦合至多個傳感器電極列中的一傳感器電極，以形成二維感測陣列的一跨電容性感測像素。

另一個實施例提供一種制作電容性傳感器的方法。該方法包括：在第一絕緣層上形成第一導電層，其中第一導電層包括多個傳感器電極行；在第一導電層上方形成第二絕緣層；在第二絕緣層上方形成第二導電層，其中第二導電層包括多個傳感器電極列，并且多個傳感器電極列與多個傳感器電極行正交排列，以形成二維感測陣列；以及，在位于第一導電層與第二導電層之間的第二絕緣層中形成多個導電通孔，其中對于多個導電通孔中的每個導電通孔，導電通孔的第一端電連接至多個傳感器電極行中的一傳感器電極，而導電通孔的第二端電容性地耦合至多個傳感器電極列中的一傳感器電極，以形成二維感測陣列的一跨電容性感測像素。

又一個實施例提供一種電容性傳感器，包括：包括多個發射器電極行的第一層；布置于第一層之上的第二層，其包括多個接收器電極列，其中多個發射器電極列與多個接收器電極行重疊，以形成具有配置成捕獲輸入的特征的分辨率的二維感測陣列；位于第一層至第二層之間的多個導電通孔，多個導電通孔包括布置于二維感測陣列的一感測像素處的一導電通孔，其中該導電通孔具有電容性地耦合至多個接收器電極列中的一接收器電極的第一端，以及電連接多個發射器電極行中的一發射器電極的第二端；布置于第二層上方的覆蓋層，其中覆蓋層包括形成用于輸入的輸入表面的頂面，以及將頂面與導電通孔及第二層分離的絕緣體；連接至發射器電極的驅動器電路，其中驅動器電路配置成將發射器信號驅動至發射器電極上；以及，連接至接收器電極的接收器電路，其中接收器電路配置成處理對應于發射器信號的所產生信號，其中所產生信號基于覆蓋層的頂面處的輸入的存在而變化。

附圖說明