[實(shí)用新型]一種芯片密封環(huán)、電容指紋芯片、模塊及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202023214023.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213987535U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京集創(chuàng)北方科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

本實(shí)用新型涉及一種芯片密封環(huán)、電容指紋芯片、模塊及系統(tǒng)。一種芯片密封環(huán)，設(shè)置在像素矩陣周?chē)鲂酒芊猸h(huán)與激勵(lì)信號(hào)電位相連接，在指紋檢測(cè)時(shí)，使得所述芯片密封環(huán)與所述像素矩陣的像素電極之間形成的寄生電容兩端的電位相等。本實(shí)用新型還提供一種電容指紋芯片，將芯片密封環(huán)連接到激勵(lì)電位上，使得芯片密封環(huán)與像素電極之間存在的寄生電容兩端電壓同步變化，不再對(duì)輸出電壓產(chǎn)生影響，避免在電容指紋采集圖像中出現(xiàn)黑邊現(xiàn)象，有效地改善了采集到的電容指紋圖像的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電容指紋采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芯片密封環(huán)及電容指紋芯片。

背景技術(shù)

電容指紋采集技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于各種移動(dòng)設(shè)備中。通常在芯片內(nèi)部包含M*N的像素陣列的有效區(qū)域內(nèi)進(jìn)行指紋的采集，其中M是該有效區(qū)域的縱向像素?cái)?shù)，N是該有效區(qū)域的橫向像素?cái)?shù)，M和N為正整數(shù)，取值范圍分別為 30-200。通過(guò)檢測(cè)指紋谷脊對(duì)應(yīng)的電容(感應(yīng)電容)，生成象征指紋的灰度圖像。

圖1為現(xiàn)有電容指紋采集原理示意圖，圖2為現(xiàn)有電容指紋采集的一種讀出電路示意圖,如圖1和2所示，電容指紋的采集基于平行板電容原理，像素陣列中的像素電極作為感應(yīng)電極，手指作為另一極。由于人體電容較大，手指相當(dāng)于大地；對(duì)于每個(gè)像素電極均連接一個(gè)讀出電路，讀出電路的放大器正相輸入端輸入TX信號(hào)(激勵(lì)信號(hào))，將感應(yīng)電容轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

圖3為現(xiàn)有電容指紋采集產(chǎn)生的灰度值變化示意圖，如圖3所示，在采集電容指紋圖像時(shí)，能夠看到從外到內(nèi)明顯的灰度值變化，給指紋識(shí)別算法造成了困擾，而現(xiàn)有技術(shù)對(duì)最外1～2圈像素(pixel)作為假象(dummy)不進(jìn)行處理。

圖4為芯片密封環(huán)與像素電極之間產(chǎn)生的寄生電容示意圖，圖5為現(xiàn)有電容指紋采集中的另一種讀出電路示意圖，如圖4和5所示，為了隔離外部干擾，防潮以及避免芯片在切割時(shí)損壞，在芯片最外側(cè)設(shè)置有與襯底電位相連接的密封環(huán)(sealring)。通常密封環(huán)與襯底電位相連接，由于密封環(huán)與像素電極之間存在著寄生電容(Cp1、Cp2、Cp3…)，在實(shí)際應(yīng)用中，讀出電路的電壓輸出端會(huì)受到不同程度的影響：

V_out＝V_tx*C_s/C_f+V_tx*C_p/C_f，

其中，Vout為讀出電路電壓輸出，Vtx為芯片TX信號(hào)，Cs為感應(yīng)電容， Cp為密封環(huán)與像素之間的寄生電容。可見(jiàn)，密封環(huán)與像素電極之間距離越近，寄生電容值越大，會(huì)導(dǎo)致圖像灰度由外而內(nèi)呈現(xiàn)梯度變化，最外圈的像素很容易就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)溢出。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種芯片密封環(huán)及電容指紋芯片，將芯片密封環(huán)頂層金屬與TX信號(hào)電平相連接，使得芯片密封環(huán)與像素電極之間存在的寄生電容兩端電壓同步變化，不再對(duì)輸出電壓產(chǎn)生影響，避免在電容指紋采集圖像中出現(xiàn)黑邊現(xiàn)象。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的芯片密封環(huán)，設(shè)置在像素矩陣周?chē)鲂酒芊猸h(huán)與激勵(lì)信號(hào)電位相連接，在指紋檢測(cè)時(shí)，使得所述芯片密封環(huán)與所述像素矩陣的像素電極之間形成的寄生電容兩端的電位相等。

進(jìn)一步地，所述芯片密封環(huán)，包括，頂層金屬及襯底層，其中，所述頂層金屬與激勵(lì)信號(hào)電位相連接，所述襯底層接地。

進(jìn)一步地，在所述頂層金屬與所述襯底層之間，還包括多個(gè)工藝層，所述多個(gè)工藝層中的一個(gè)與其它工藝層斷開(kāi)。

進(jìn)一步地，所述頂層金屬為多層金屬疊加而成。

更進(jìn)一步地，所述芯片密封環(huán)，包括，內(nèi)密封環(huán)和一個(gè)或多個(gè)外密封環(huán)，其中，

所述內(nèi)密封環(huán)還包括，與激勵(lì)信號(hào)電位相連接的頂層金屬，以及與地相連接的襯底層；

所述一個(gè)或多個(gè)外密封環(huán),至少包括與地相連接的襯底層。