【技術實現步驟摘要】
本申請實施例涉及指紋識別領域，并且更具體地，涉及一種超聲指紋裝置和電子設備。
技術介紹
1、隨著社會進步，手機已成為現代生活必不可少的電子設備之一。目前市場上的手機都具有一種或多種身份認證方式，包括數字密碼、手勢圖形、面部識別、指紋識別等。其中，指紋識別由于其應用方便、識別速度快和穩定可靠等特點，已經成為大多數手機的標配。指紋識別也發展出不同的技術路線，包括電容指紋識別、光學指紋識別和超聲指紋識別等。
2、超聲指紋識別不僅可以識別指紋的表層形貌，還可以識別到手指真皮層的信號，從而實現天然的3d防偽，并且相比于光學指紋識別，超聲指紋識別對手指表面的潔凈狀態具有更高的容忍度。因此，超聲指紋識別逐漸成為新一代的指紋識別方式。超聲指紋裝置通常包括壓電換能器和超聲指紋芯片，如何實現壓電換能器和超聲指紋芯片之間的集成，成為需要解決的問題。
技術實現思路
1、本申請實施例提供一種超聲指紋裝置和電子設備，能夠實現壓電換能器和超聲指紋芯片之間的集成。
2、第一方面，提供了一種超聲指紋裝置，設置在電子設備的顯示屏下方，以實現屏下超聲指紋識別，所述超聲指紋裝置包括超聲指紋芯片、以及設置在所述超聲指紋芯片上方的壓電換能器；
3、所述壓電換能器包括壓電層、位于所述壓電層上方的上電極、以及位于所述壓電層下方的下電極；
4、所述超聲指紋芯片為cmos芯片，所述上電極從所述壓電層的上表面引出至所述cmos芯片的表面，并通過所述coms芯片表面的焊盤與引線的一端連接，
5、本申請實施例中，超聲指紋裝置包括cmos芯片和超聲換能器，cmos芯片的基底為硅基底，因此能夠實現打線。在將上電極引出至超聲指紋芯片表面后，能夠通過bonding工藝，在超聲指紋芯片上實現上電極與引線之間的互連，即利用超聲指紋芯片表面的焊盤將上電極與引線的一端之間固定和連接，引線的另一端連接至超聲指紋芯片下方的電路板，從而實現上電極與電路板之間的互連，工藝上易于實現，且具有較高的可靠性。
6、在一種實現方式中，所述超聲指紋芯片包括基底、以及設置在所述基底的第一區域的多個金屬層，所述基底為硅基底，所述下電極位于所述基底的第二區域的上方，所述多個金屬層中的頂層金屬層包括n個驅動走線，n＝1或者n為大于1的正整數，所述上電極通過所述n個驅動走線分別連接至n個焊盤，所述n個焊盤分別將所述n個驅動走線與各自對應的引線相連。
7、一方面，上電極的銀漿材料的致密度很低，不能支持bonding工藝，而該實施例中，通過在超聲指紋芯片上設置驅動走線，便可以通過驅動走線將上電極引出至超聲指紋芯片的表面。另一方面，由于采用cmos芯片，便可以在芯片表面實現bonding工藝，以通過引線將驅動走線與電路板之間進行連接。這樣，就實現了上電極與電路板之間的互連。
8、在一種實現方式中，所述頂層金屬層的上方設置有鈍化層，所述鈍化層上設置有與所述n個驅動走線對應的第一開窗，所述上電極從所述壓電層的上表面延伸至所述第一開窗內，以連接所述n個驅動走線各自的位于所述第一開窗內的第一連接區域。從而實現上電極與n個驅動走線之間的電連接。
9、在一種實現方式中，所述第一開窗包括與所述n個驅動走線對應的n個子開窗，每個驅動走線的所述第一連接區域位于其對應的子開窗內。
10、在一種實現方式中，所述鈍化層上還設置有與所述n個驅動走線對應的n個第二開窗，其中每個驅動走線位于其對應的所述第二開窗內的第二連接區域，通過其對應的焊盤與其對應的引線連接。
11、該實施例中，由于cmos芯片的基底為硅基底，能夠在基底上實現bonding工藝，因此通過設置第二開窗，便可以利用bonding工藝實現驅動走線和引線之間的連接，通過引線將驅動走線與電路板之間進行連接。
12、在一種實現方式中，所述壓電層延伸至所述多個金屬層的上方，所述n個驅動走線延伸至所述壓電層內，所述n個驅動走線的所述第一連接區域與所述壓電層相鄰。
13、當壓電層延伸至多個金屬層的上方，且驅動走線延伸至壓電層內時，能夠使驅動走線的第一連接區域緊靠在壓電層的邊緣，即，使壓電層與第一連接區域之間的距離最小，使超聲指紋裝置的結構更加緊湊。
14、在一種實現方式中，所述第一開窗的尺寸大于所述n個驅動走線的所述第一連接區域的尺寸，所述上電極從所述壓電層的上表面延伸至所述第一開窗的第一部分，以覆蓋所述n個驅動走線的所述第一連接區域，所述第一開窗的第二部分位于所述壓電層的下方。
15、當第一開窗的尺寸大于n個驅動走線的第一連接區域的尺寸時，上電極延伸至第一開窗的第一部分，以覆蓋驅動走線位于第一部分內的第一連接區域，第一開窗的第二部分延伸至壓電層內并位于壓電層下方，從而提高上電極與驅動走線之間的連接可靠性。
16、在一種實現方式中，所述第一部分在所述n個驅動走線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個驅動走線的方向上的尺寸大于或等于20um。
17、在一種實現方式中，所述頂層金屬層中與所述n個驅動走線相鄰的其他走線，與所述n個驅動走線之間的距離大于或等于10um。
18、由于上電極的驅動信號的電壓通常較高，顯著高于超聲指紋芯片內線路的工作電壓，不僅容易對超聲指紋芯片內的線路產生干擾，還容易導致超聲指紋芯片產生電擊穿的損傷。因此，頂層金屬層上與驅動走線相鄰的其他走線，與驅動走線之間應保持一段距離，能夠避免發生同層擊穿，保證超聲指紋裝置的安全性，同時能夠避免驅動走線對頂層金屬層上的其他走線產生干擾。
19、在一種實現方式中，所述頂層金屬層上與所述n個驅動走線相鄰的其他走線接地。從而使頂層金屬層產生對n個驅動走線的屏蔽作用，能夠避免n個驅動走線對頂層金屬層上的其他走線產生干擾。
20、在一種實現方式中，所述多個金屬層中的第一金屬層上與所述n個驅動走線對應的區域挖孔，所述第一金屬層是位于所述頂層金屬層下方的相鄰金屬層。
21、由于第一金屬層是位于頂層金屬層下方的相鄰金屬層，通過在其位于n個驅動走線下方的對應區域挖孔，增加了n個驅動走線與第一金屬層的其他走線之間的電器間隙，從而增大了第一金屬層的耐壓強度，避免頂層金屬層與第一金屬層之間發生層間擊穿。
22、在一種實現方式中，所述第一金屬層上與所述n個驅動走線對應的區域、以及沿所述區域向四周延伸大于或等于12um的區域挖孔。
23、通過將挖孔區域從與n個驅動走線對應的區域向四周延伸一定距離，更進一步增加了驅動走線與第一金屬層的其他走線之間的電器間隙，最大限度地避免了頂層金屬層與第一金屬層之間發生層間擊穿。
24、在一種實現方式中，所述多個金屬層中的第二金屬層上與所述n個驅動走線對應的區域接地，所述第二金屬層是位于第一金屬層下方的相鄰金屬層。
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【技術保護點】
1.一種超聲指紋裝置，其特征在于，設置在電子設備的顯示屏下方，以實現屏下超聲指紋識別，所述超聲指紋裝置包括超聲指紋芯片、以及設置在所述超聲指紋芯片上方的壓電換能器；
2.根據權利要求1所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述頂層金屬層的上方設置有鈍化層，所述鈍化層上設置有與所述N個驅動走線對應的第一開窗，所述上電極從所述壓電層的上表面延伸至所述第一開窗內，以連接所述N個驅動走線各自的位于所述第一開窗內的第一連接區域。
3.根據權利要求2所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一開窗包括與所述N個驅動走線對應的N個子開窗，每個驅動走線的所述第一連接區域位于其對應的子開窗內。
4.根據權利要求2或3所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述鈍化層上還設置有與所述N個驅動走線對應的N個第二開窗，其中每個驅動走線位于其對應的所述第二開窗內的第二連接區域，通過其對應的焊盤與所述電路板電連接。
5.根據權利要求2或3所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述壓電層延伸至所述多個金屬層的上方，所述N個驅動走線延伸至所述壓電層內，所述N個驅動走線的所述第一連接區域與
6.根據權利要求5所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一開窗的尺寸大于所述N個驅動走線的所述第一連接區域的尺寸，所述上電極從所述壓電層的上表面延伸至所述第一開窗的第一部分，以覆蓋所述N個驅動走線的所述第一連接區域，所述第一開窗的第二部分位于所述壓電層的下方。
7.根據權利要求6所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一部分在所述N個驅動走線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個驅動走線的方向上的尺寸大于或等于20um。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述頂層金屬層中與所述N個驅動走線相鄰的其他走線，與所述N個驅動走線之間的距離大于或等于10um；和/或，所述頂層金屬層上與所述N個驅動走線相鄰的其他走線接地。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述多個金屬層中的第一金屬層上與所述N個驅動走線對應的區域挖孔，所述第一金屬層是位于所述頂層金屬層下方的相鄰金屬層。
10.根據權利要求9所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一金屬層上與所述N個驅動走線對應的區域、以及沿所述區域向四周延伸大于或等于12um的區域挖孔。
11.根據權利要求1至3中任一項所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述多個金屬層中的第二金屬層上與所述N個驅動走線對應的區域接地，所述第二金屬層是位于第一金屬層下方的相鄰金屬層。
12.根據權利要求11所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第二金屬層上與所述N個驅動走線對應的區域、以及沿所述區域向四周延伸大于或等于12um的區域接地。
13.根據權利要求4所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述頂層金屬層上設置有用于接地的焊盤，所述焊盤設置在所述N個驅動走線的所述第二連接區域的旁側。
14.根據權利要求1至3中任一項所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述下電極與所述下電極周圍的鈍化層之間的距離大于或等于100um；和/或，所述頂層金屬層中與所述下電極相鄰的其他走線接地。
15.根據權利要求1至3中任一項所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述上電極的邊緣與所述壓電層的邊緣之間的距離大于或等于50um。
16.根據權利要求2或3所述的超聲指紋裝置，其特征在于，N＝1，所述第一開窗在其靠近所述壓電層的部分的面積，大于其遠離所述壓電層的部分的面積。
17.根據權利要求16所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一開窗的形狀為梯形，所述梯形的下底相比于其上底更靠近所述壓電層。
18.根據權利要求16所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一開窗的形狀為L形，所述L形由平行于所述驅動走線的方向的第一部分、以及垂直于所述驅動走線的方向的第二部分組成，所述第二部分相比于所述第一部分更靠近所述壓電層。
19.一種電子設備，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種超聲指紋裝置，其特征在于，設置在電子設備的顯示屏下方，以實現屏下超聲指紋識別，所述超聲指紋裝置包括超聲指紋芯片、以及設置在所述超聲指紋芯片上方的壓電換能器；
2.根據權利要求1所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述頂層金屬層的上方設置有鈍化層，所述鈍化層上設置有與所述n個驅動走線對應的第一開窗，所述上電極從所述壓電層的上表面延伸至所述第一開窗內，以連接所述n個驅動走線各自的位于所述第一開窗內的第一連接區域。
3.根據權利要求2所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一開窗包括與所述n個驅動走線對應的n個子開窗，每個驅動走線的所述第一連接區域位于其對應的子開窗內。
4.根據權利要求2或3所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述鈍化層上還設置有與所述n個驅動走線對應的n個第二開窗，其中每個驅動走線位于其對應的所述第二開窗內的第二連接區域，通過其對應的焊盤與所述電路板電連接。
5.根據權利要求2或3所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述壓電層延伸至所述多個金屬層的上方，所述n個驅動走線延伸至所述壓電層內，所述n個驅動走線的所述第一連接區域與所述壓電層相鄰。
6.根據權利要求5所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一開窗的尺寸大于所述n個驅動走線的所述第一連接區域的尺寸，所述上電極從所述壓電層的上表面延伸至所述第一開窗的第一部分，以覆蓋所述n個驅動走線的所述第一連接區域，所述第一開窗的第二部分位于所述壓電層的下方。
7.根據權利要求6所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述第一部分在所述n個驅動走線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個驅動走線的方向上的尺寸大于或等于20um。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的超聲指紋裝置，其特征在于，所述頂層金屬層中與所述n個驅動走線相鄰的其他走線，與所述n個驅動走線之間的距離大于或等于10um；和/或，所述頂層金屬層上與所述n個驅動走線相鄰的其他走線接地。
9.根據權利要求1至3中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杜燦鴻，
申請(專利權)人：匯科新加坡控股私人有限公司，
類型：發明
國別省市：
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