專(zhuān)利名稱：生物傳感器模塊、組件及使用其的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及一種主動(dòng)隱藏式生物傳感器模塊、組件及使用其的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知應(yīng)用于人體皮膚的電容感測(cè)技術(shù)是可應(yīng)用于例如感測(cè)手指紋路的指紋傳感器或者作為電容觸控的觸控板或屏幕。特別是作為皮膚紋路的傳感器，其與皮膚紋路接觸的部分的基本結(jié)構(gòu)為陣列型的感測(cè)元，亦即由數(shù)個(gè)相同的感測(cè)元組成了二維傳感器，例如手指置放于其上時(shí)，手指紋路的紋峰(ridge)會(huì)與傳感器直接接觸，而手指紋路的紋谷(valley)則與傳感器間隔一間隙，通過(guò)每一感測(cè)元與紋峰接觸或與紋谷形成間隙，可以將手指紋路從二維電容圖像擷取出來(lái)，這就是電容式皮膚紋路傳感器的最基本原理。最常見(jiàn)的感測(cè)元結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿梭w體內(nèi)的導(dǎo)電特性，因此與傳感器接觸的皮膚可以視為一等電位(virtual ground,虛擬接地)的電極板,而每一感測(cè)元為一平板電極,其與皮膚間便可以形成一電容，而位于兩電極板間的材料除了手指皮膚表層的角質(zhì)層外，另有一傳感器保護(hù)層設(shè)置于感測(cè)電極之上，作為與皮膚接觸。所述保護(hù)層為一單一絕緣層或多重絕緣層且必須具有耐環(huán)境腐蝕、耐力量沖擊、耐磨耗及耐靜電破壞等等特質(zhì)。為了達(dá)到上述的保護(hù)層的特質(zhì)，最直接的方法是增加保護(hù)層的厚度，即可以同時(shí)達(dá)到以上所有的要求。然而，太厚的保護(hù)層將導(dǎo)致很小的感測(cè)電容值，因而降低感測(cè)的靈敏度。圖1顯示一種傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器500的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器500通常分 成兩階段來(lái)制作。第一階段是指紋感測(cè)芯片510的制作階段，利用半導(dǎo)體制造工藝可以將多個(gè)感測(cè)元514及多個(gè)芯片焊墊515制作于半導(dǎo)體基板511上，然后將芯片保護(hù)層512制作于感測(cè)元514上，以提供保護(hù)及耐沖擊的特性。第二階段是封裝階段，將指紋感測(cè)芯片510置放于封裝基板520上，通過(guò)打線的方式將多條連接線530焊接至芯片焊墊515及封裝焊墊525上,然后利用封裝保護(hù)層(或稱模塑料(MoldingCompound)層)540封住連接線530及焊墊515、525，并且只有露出具有感測(cè)元陣列的區(qū)域，這種已知的封裝方式，需要特殊的模具及方法，以保護(hù)感測(cè)元區(qū)域不被模塑料覆蓋，并且需要特殊的機(jī)臺(tái)才能制作，因此成本高。以現(xiàn)有的IC打線封裝技術(shù)而言，芯片表面513到達(dá)封裝面523的距離至少要100微米(um)以上。而以指紋傳感器的500dpi規(guī)格為例，每一感測(cè)元514的面積約為50umX50um,以目前商用的模塑料的介電系數(shù)來(lái)計(jì)算,感測(cè)元的電容值約小于IfF,這是相當(dāng)小的。若同時(shí)考量到封裝基板、芯片等的厚度控制，這個(gè)距離更是會(huì)造成很大的誤差。因此，傳統(tǒng)的封裝保護(hù)層540是不能覆蓋于感測(cè)元514的上方，所以必須于第一階段制作芯片保護(hù)層512，且芯片保護(hù)層512的厚度(約I至20微米)不能太厚，以免影響感測(cè)的結(jié)果。如此一來(lái),除了上述成本高之外,對(duì)于傳感器耐環(huán)境腐蝕、耐力量沖擊、耐磨耗及耐靜電破壞等等特質(zhì)的要求，更是一大挑戰(zhàn)。[0009]圖2A顯示一種傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器600的局部感測(cè)電極的示意圖。如圖2A所示，電容式指紋傳感器600的每一感測(cè)電極610除了與手指F間的感測(cè)電容Cf外，從感測(cè)電極610往芯片的內(nèi)部看去，會(huì)存在一寄生電容Cpl。另外由于感測(cè)裝置為陣列元件，具有多個(gè)感測(cè)元,所以每一感測(cè)電極610與周?chē)鞲袦y(cè)電極610之間也存在一寄生電容Cp2，這些寄生電容都是處于變動(dòng)的狀態(tài)。這種非固定的寄生電容會(huì)干擾量測(cè)，所以常常是造成無(wú)法達(dá)到高感測(cè)靈敏度的主因之一。此外，由于這種已知技術(shù)的低靈敏度，目前大部分的指紋傳感器都是嵌設(shè)于電子設(shè)備的外殼的開(kāi)口中，所以不但影響美觀，而且灰塵及臟污會(huì)卡在傳感器與電子設(shè)備的交界處，讓外觀更顯難看。如圖2B所示，傳統(tǒng)的行動(dòng)電話2000若要裝設(shè)有指紋傳感器500，那么行動(dòng)電話2000的外殼2010必須被挖開(kāi)一個(gè)開(kāi)口 2015，且開(kāi)口 2015的上下側(cè)必須要形成內(nèi)凹的滑道2020，來(lái)引導(dǎo)手指接觸這個(gè)指紋傳感器500的晶片保護(hù)層512并進(jìn)入感測(cè)區(qū)域。如此一來(lái)，整個(gè)行動(dòng)電話2000的整體美觀受到嚴(yán)重破壞，且指紋傳感器500與開(kāi)口 2015之間的空隙2025也容易卡灰塵，影響美觀及清潔。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種主動(dòng)隱藏式生物傳感器模塊、組件及使用其的電子設(shè)備，此生物傳感器能被隱藏于電子設(shè)備的殼體中，藉以提供高感測(cè)靈敏度且不影響電子設(shè)備的外觀。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種生物傳感器模塊，其包含一殼體、一生物傳感器以及一耦合電極。殼體具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面；生物傳感器具有一感測(cè)面，感測(cè)面設(shè)置于殼體的 第一表面，且感測(cè)面具有多個(gè)排列成陣列的感測(cè)元。耦合電極設(shè)置于殼體的第一表面或第二表面。感測(cè)面與耦合電極投影到殼體的第二表面的兩個(gè)區(qū)域彼此不重迭。一耦合信號(hào)被提供至耦合電極并直接或間接將耦合信號(hào)耦合至一物體，使生物傳感器的所述多個(gè)感測(cè)元用以感測(cè)一接觸殼體的第二表面的物體的生物信息。優(yōu)選的，所述生物傳感器模塊更包含:一軟性電路板，電連接至所述生物傳感器及所述耦合電極，其中位于所述感測(cè)面反側(cè)的所述生物傳感器的一非感測(cè)面是安裝于所述軟性電路板上，所述非感測(cè)面無(wú)感測(cè)功能。優(yōu)選的，所述生物傳感器更包含:一凹陷平面，位于所述感測(cè)面與所述非感測(cè)面之間；一側(cè)面，連接所述感測(cè)面及所述凹陷平面；多個(gè)連接墊，位于所述感測(cè)面上；多個(gè)焊墊，位于所述凹陷平面上；以及多條連接導(dǎo)線，分別將所述多個(gè)連接墊連接至所述多個(gè)焊墊。優(yōu)選的，所述生物傳感器模塊更包含:多條打線，分別焊接至所述多個(gè)焊墊及所述軟性電路板的多個(gè)電連接部；以及一封膠層，覆蓋所述多個(gè)打線、所述生物傳感器及所述軟性電路板。優(yōu)選的，所述殼體具有一凹部，所述生物傳感器是埋入至所述凹部中。優(yōu)選的，所述耦合電極位于所述殼體的所述第二表面，而所述物體直接耦合至所述稱合電極。優(yōu)選的，所述耦合電極位于所述殼體的所述第一表面，而所述物體間接耦合至所述稱合電極。[0020]優(yōu)選的，所述生物傳感器模塊更包含:一軟性電路板，電連接至所述生物傳感器及所述耦合電極，其中位于所述感測(cè)面反側(cè)的所述生物傳感器的一非感測(cè)面是安裝于并電連接至所述軟性電路板上，所述耦合電極是設(shè)置于所述軟性電路板與所述殼體之間。優(yōu)選的，所述殼體為一觸控顯示器的一上層，所述殼體的所述第一表面上形成有多個(gè)觸控電極及所述耦合電極。優(yōu)選的，所述生物傳感器模塊更包含一感測(cè)電路晶片，其中所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元具有相同的材料且同時(shí)形成，所述多個(gè)觸控電極的尺寸及節(jié)距大于所述多個(gè)感測(cè)元的尺寸及節(jié)距，且所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元電連接至所述感測(cè)電路晶片，所述感測(cè)電路晶片提供所述耦合信號(hào)至所述耦合電極。優(yōu)選的，所述殼體為一觸控顯示器的一上層，所述殼體的所述第一表面上面形成有所述觸控顯示器的多個(gè)觸控電極。優(yōu)選的，所述生物傳感器模塊更包含一感測(cè)電路晶片，其中所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元具有相同的材料且同時(shí)形成，所述多個(gè)觸控電極的尺寸及節(jié)距大于所述多個(gè)感測(cè)元的尺寸及節(jié)距，且所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元電連接至所述感測(cè)電路晶片，所述感測(cè)電路晶片提供所述耦合信號(hào)至所述多個(gè)感測(cè)元，并提供一驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述觸控顯示器操作。
優(yōu)選的，所述耦合電極是形成于所述軟性電路板上并貼合至所述殼體的所述第一表面。優(yōu)選的，所述耦合信號(hào)從所述生物傳感器被提供至所述耦合電極。優(yōu)選的，所述生物傳感器模塊更包含一驅(qū)動(dòng)電路，耦接至所述耦合電極，并提供所述耦合信號(hào)至所述耦合電極。本實(shí)用新型亦提供一種電子設(shè)備，其包含上述生物傳感器模塊、一顯示器及一處理器。顯示器裝設(shè)于殼體，用來(lái)顯示圖片或資訊，以與一使用者進(jìn)行互動(dòng)。處理器設(shè)置在殼體中，并電連接至所述生物傳感器及顯示器，用于控制生物傳感器及顯示器的操作。本實(shí)用新型又提供一種生物傳感器組件，其包含一軟性電路板、一生物傳感器、多條打線以及一封膠層。生物傳感器包含一感測(cè)面、一非感測(cè)面、一凹陷平面、一側(cè)面、多個(gè)連接墊、多個(gè)焊墊以及多條連接導(dǎo)線。感測(cè)面具有多個(gè)排列成陣列的感測(cè)元，用于感測(cè)生物信息。非感測(cè)面位于感測(cè)面反側(cè)。非感測(cè)面設(shè)置于軟性電路板上。凹陷平面位于感測(cè)面與非感測(cè)面之間。側(cè)面連接該感測(cè)面及所述凹陷平面。連接墊位于感測(cè)面上。焊墊位于凹陷平面上。連接導(dǎo)線分別將此等連接墊連接至此等焊墊。此等打線分別焊接至此等焊墊及軟性電路板的多個(gè)電連接部。封膠層覆蓋此等打線、生物傳感器及軟性電路板。通過(guò)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、隱藏式且具有高感測(cè)靈敏度的傳感器，并將其應(yīng)用于電子設(shè)備中，提供美觀的外觀，且能有效防止臟污卡在傳感器與電子設(shè)備的殼體的交界處。為讓本實(shí)用新型的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖1顯示一種傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0033]圖2A顯示一種傳統(tǒng)的電容式指紋傳感器的局部感測(cè)電極的示意圖。圖2B顯不一種傳統(tǒng)的行動(dòng)電話的外觀圖。圖3顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置的局部感測(cè)電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的示意圖。圖5顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置的單一感測(cè)元及其對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路的不意圖。圖6顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置的單一感測(cè)元及其對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路的電路不意圖。圖7顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置的單一感測(cè)元的控制時(shí)序圖。圖8顯示依據(jù)本實(shí)用新型的應(yīng)用例的電子設(shè)備的示意圖。圖9顯示沿著圖8的線9-9的剖面圖。圖10顯示依據(jù)本實(shí)用新型的應(yīng)用例的另一電子設(shè)備的示意圖。圖1lA顯示依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的電子設(shè)備的示意圖。圖1lB顯示沿著圖1lA的線11B-11B的局部剖面圖。圖12A與12B顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電子設(shè)備的兩個(gè)例子的局部剖面圖?！D13與14顯示本實(shí)用新型生物傳感器與軟性電路板的組合的兩種例子的俯視圖。圖15與16分別顯示依據(jù)本實(shí)用新型第三及第四實(shí)施例的電子設(shè)備的局部剖面圖。圖17A至17D分別顯示依據(jù)本實(shí)用新型第五至第九實(shí)施例的電子設(shè)備的觸控顯示器的局部剖面圖。圖18A至18D分別顯示依據(jù)本實(shí)用新型第十至第十三實(shí)施例的電子設(shè)備的觸控顯示器的局部剖面圖。圖18E顯示依據(jù)本實(shí)用新型第十四實(shí)施例的電子設(shè)備的觸控顯示器的局部俯視圖。圖19顯示依據(jù)本實(shí)用新型的生物傳感器組件的局部剖面圖。附圖標(biāo)號(hào):Cf:感測(cè)電容Ch:電容器Chl-CHn:參考電容器Cpl:寄生電容Cp2、Cp22:寄生電容F:物體GND:接地電壓PHO:重置開(kāi)關(guān)S、T0、Tl:開(kāi)關(guān)[0062]SI至Sn:參考開(kāi)關(guān)S740:耦合信號(hào)Vdrive:1禹合信號(hào)Vout:輸出信號(hào)Vref:參考電壓1、IA:電容式感測(cè)陣列裝置10:感測(cè)電極IIB-1IB:線20:遮蔽導(dǎo)體層30:擎禹合信號(hào)源40:固定電壓源50:開(kāi)關(guān)模塊60:讀取電路61:運(yùn)算放大器
6IA:正輸入端6IB:負(fù)輸入端61C:輸出端62:可調(diào)式電容器62A:第一端62B:第二端65:半導(dǎo)體基板66:第二焊墊67:感測(cè)元70:封裝基板71:第一焊墊72:連接線73:封裝保護(hù)層74:外露表面80:參考開(kāi)關(guān)控制器200、200A:電子設(shè)備210:本體220:顯示器230:殼體240:處理器500:電容式指紋傳感器510:指紋感測(cè)芯片511:半導(dǎo)體基板512:芯片保護(hù)層513:芯片表面[0101]514:感測(cè)元515:芯片焊墊520:封裝基板523:封裝面525:封裝焊墊530:連接線540:封裝保護(hù)層600:電容式指紋傳感器610:感測(cè)電極700、701、701’ >702,703:電子設(shè)備700M:生物傳感器模塊704A:生物傳感器組件710:殼體/上 層711:第一表面712:第二表面713:凹部715,715':觸控電極720:生物傳感器720A:感測(cè)元部720B:感測(cè)電路晶片721:感測(cè)面721R、730R:區(qū)域722:感測(cè)元723:非感測(cè)面724:凹陷平面725 MM726:連接墊727:焊墊728:連接導(dǎo)線730:耦合電極/導(dǎo)電層740:驅(qū)動(dòng)電路750:軟性電路板751:電連接部752:線路760:顯示器765:處理器770:打線780:封膠層790、791、792、793、794、795、796、797、798:觸控顯示器[0140]790A:觸控面板結(jié)構(gòu)790B:顯示器790B1:下玻璃基板790B2:液晶分子層790B3:彩色濾光層790B4:上玻璃基板800:某板801:電路元件區(qū)802:溝槽803:絕緣保護(hù)層804:窗口805:金屬層806:溝槽820:感測(cè)晶片2000: 行動(dòng)電話2010:外殼2015:開(kāi)口2020:滑道2025:空隙。
具體實(shí)施方式
圖3顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置I的局部感測(cè)電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的示意圖。圖5顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置I的單一感測(cè)元及其對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路的示意圖。如圖3至5所示，本應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置I包括多個(gè)感測(cè)電極10、一遮蔽導(dǎo)體層20、一稱合信號(hào)源30、一固定電壓源40、多個(gè)開(kāi)關(guān)模塊50、一個(gè)半導(dǎo)體基板65、一封裝基板70、多條連接線72以及一封裝保護(hù)層73。此等感測(cè)電極10、遮蔽導(dǎo)體層20、耦合信號(hào)源30、固定電壓源40以及此等開(kāi)關(guān)模塊50可以構(gòu)成一個(gè)感測(cè)元67的一部分或全部，且形成于半導(dǎo)體基板65中，在此，施加于所述半導(dǎo)體基板的制造工藝包括了一完整的前段及后段半導(dǎo)體制造工藝，例如晶體管元件制作以及連接導(dǎo)線，所述半導(dǎo)體制造工藝(例如CMOS制造工藝)是在本應(yīng)用例被利用來(lái)完成這些結(jié)構(gòu)的制作，使得制造成本可以大幅降低。半導(dǎo)體基板65設(shè)置于封裝基板70上。利用打線接合的方式，可以利用此等連接線72將封裝基板70的多個(gè)第一焊墊71電連接至半導(dǎo)體基板65上的多個(gè)第二焊墊66，以利于封裝產(chǎn)品的信號(hào)及電源的輸出輸入用。封裝保護(hù)層73是利用一般封裝所用的模塑料，覆蓋半導(dǎo)體基板65、此等連接線72、此等第一焊墊71及此等第二焊墊66。于一個(gè)例子中，封裝保護(hù)層73的材料是使用環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)作為模塑料(molding compound),且其厚度為大于或等于IOOum,硬度大于5H,因此能提供耐磨損、耐靜電放電破壞(ESD)以及耐沖擊等特性。此外，封裝保護(hù)層73具有與一物體F接觸的外露表面74，外露表面74為一個(gè)平面，且整個(gè)外露表面74作為電容式感測(cè)陣列裝置I的一個(gè)完整的上部平面，而不再有如圖1所是的起伏，故能適合全平面裝置的需求。涉及感測(cè)元67的細(xì)部構(gòu)造方面，這些感測(cè)電極10彼此隔開(kāi)地排列成一陣列，包括但不限于一維陣列或二維陣列。各感測(cè)電極10與物體F形成一感測(cè)電容Cf。于此的物體是以手指作為例子作說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并未受限于此，舉凡利用電容式感測(cè)原理運(yùn)作的裝置，都可以應(yīng)用本實(shí)用新型的感測(cè)陣列裝置。遮蔽導(dǎo)體層20位于此等感測(cè)電極10下方，遮蔽導(dǎo)體層20與各感測(cè)電極10形成一垂直寄生電容Cpl。遮蔽導(dǎo)體層20可以是一大片的導(dǎo)體層，也可以是多片導(dǎo)體層，可以利用一對(duì)一、一對(duì)多或多對(duì)一的型式對(duì)應(yīng)于感測(cè)電極10，用于提供固定的寄生電容。在圖4中，中間的感測(cè)電極10與四周的感測(cè)電極10亦形成水平寄生電容Cp22。這些水平寄生電容Cp22在圖5中被等效為一水平寄生電容Cp2。因此，此感測(cè)電極10與周?chē)母袦y(cè)電極10之間形成水平寄生電容Cp2。遮蔽導(dǎo)體層20與感測(cè)電極10可以利用半導(dǎo)體制造工藝的金屬制造工藝來(lái)完成，至于遮蔽導(dǎo)體層20與感測(cè)電極10之間的材料可以是單層或多層的金屬間介電層(inter-metal dielectrics, I MD)。利用半導(dǎo)體制造工藝的多道金屬及IMD制造工藝，即可完成感測(cè)兀的制作。稱合信號(hào)源30稱合至物體F,并提供一稱合信號(hào)Vdrive稱合至物體F。稱合信號(hào)Vdrive可以直接或間接I禹合至物體F,直接f禹合可以是利用一與物體F接觸的I禹合電極將耦合信號(hào)傳送至物體F，亦或者所述耦合電極與物體F之間仍有一介電層，稱之為間接耦合，其為電路的已知技術(shù)，故于此不作特別限制。固定電壓源40提供一固定電壓至遮蔽導(dǎo)體層20，使遮蔽導(dǎo)體層20與各感測(cè)電極10形成穩(wěn)定的垂直寄生電容Cpl。于本應(yīng)用例中，是以O(shè)V的接地電壓(GND)當(dāng)作固定電壓，然而，本實(shí)用新型并未`受限于此，亦可以使用3.3V、5V或其他固定電壓來(lái)達(dá)成本實(shí)用新型的效果，惟必須注意的是，所述固定電壓源必須要相當(dāng)穩(wěn)定，且不易受外界干擾而浮動(dòng)，因?yàn)槟菚?huì)降低感測(cè)元的靈敏度。這些開(kāi)關(guān)模塊50,在圖4與5中僅以TO及Tl表不,且這些開(kāi)關(guān)模塊50 —對(duì)一的電連接至這些個(gè)感測(cè)電極10及固定電壓源。當(dāng)選取一個(gè)感測(cè)電極10進(jìn)行感測(cè)時(shí)，設(shè)定所述開(kāi)關(guān)模塊50使得感測(cè)電極10與固定電壓源40之間成斷路(open circuit),同時(shí)使得其余感測(cè)電極10與固定電壓源40之間成短路(short circuit),使選取的感測(cè)電極10與其余感測(cè)電極10之間形成穩(wěn)定的水平寄生電容Cp2，俾能使電容式感測(cè)陣列裝置I的輸出與水平寄生電容Cp2及垂直寄生電容Cpl無(wú)關(guān)(請(qǐng)參見(jiàn)以下的公式推導(dǎo))。開(kāi)關(guān)模塊50可以用晶體管或其他適當(dāng)手段來(lái)實(shí)施，本實(shí)用新型并不特別作限制。在圖4與5中，當(dāng)中間的感測(cè)電極10被選取以進(jìn)行感測(cè)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊TO呈現(xiàn)斷路，而開(kāi)關(guān)模塊Tl呈現(xiàn)短路，也就是導(dǎo)通狀態(tài)。如此一來(lái)，周遭的感測(cè)電極10都是接地(或耦合至固定電壓)，同時(shí)也將底部的遮蔽導(dǎo)體層20設(shè)定成接地狀態(tài)(或耦合至固定電壓)，如此一來(lái)可以提供一穩(wěn)定屏蔽環(huán)境(shielding environment),將所述感測(cè)電極完全包覆在其中，雖然所述感測(cè)電極與四周的屏蔽環(huán)境間仍然存在一相當(dāng)大的寄生電容，但是不同于已知設(shè)計(jì)，此一寄生電容為一固定且穩(wěn)定值，此舉是有利于感測(cè)電路的設(shè)計(jì)的。如圖5所示，電容式感測(cè)陣列裝置I可以更包括多個(gè)讀取電路60，分別電連接至此等感測(cè)電極10，并分別輸出多個(gè)輸出信號(hào)Vout。在本應(yīng)用例中，為了避免每一感測(cè)電極的信號(hào)傳輸太遠(yuǎn)而被干擾，因而設(shè)計(jì)每一感測(cè)元有一運(yùn)算放大器與感測(cè)電極相連結(jié)，用于就近放大感測(cè)信號(hào)，因而不怕傳輸線太長(zhǎng)的干擾，因此，各讀取電路60包括一運(yùn)算放大器61、一可調(diào)式電容器62以及一重置開(kāi)關(guān)ΡΗ0。運(yùn)算放大器61可以全部或部分制作于感測(cè)電極10的正下方，而且一個(gè)感測(cè)電極10可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)運(yùn)算放大器61，當(dāng)然也可以多個(gè)感測(cè)電極10對(duì)應(yīng)于一個(gè)運(yùn)算放大器61。運(yùn)算放大器61具有一正輸入端61A、一負(fù)輸入端61B及一輸出端61C,負(fù)輸入端61B電連接至感測(cè)電極10，正輸入端61A電連接至一參考電壓Vref?？烧{(diào)式電容器62的第一端62A電連接至負(fù)輸入端61B，其第二端62B電連接至輸出端61C。于此例子中，可調(diào)式電容器62是由一電容器Ch與一開(kāi)關(guān)S所構(gòu)成。于本例子中，由于只有一個(gè)電容器Ch,所以可以移除開(kāi)關(guān)S。重置開(kāi)關(guān)PHO與可調(diào)式電容器62并聯(lián)連接。依據(jù)圖5的電路圖，可以通過(guò)電荷守恒原理，推導(dǎo)出輸出信號(hào)Vout如下。當(dāng)Vdrive=O時(shí)，重置開(kāi)關(guān)PHO為短路，節(jié)點(diǎn)A的電荷Ql可以表示如下:Ql=CfX (Vref-Vdrive) +Cp X Vref = Cf X Vref+Cp X Vref當(dāng)Vdrive=高(high)時(shí),重置開(kāi)關(guān)PHO為斷路,節(jié)點(diǎn)A的電荷Q2可以表示如下:Q2=CfX (Vref-Vdrive)+Cp X Vref+Ch X (Vref-Vout)依據(jù)電荷守恒原理，Q1=Q2也就是Cf X Vref+Cp X Vref = Cf X Vref-Cf X Vdrive+Cp X Vref+Ch X Vref-Ch X Vout可以簡(jiǎn) 化為Cf X Vdrive-Ch X Vref = -ChXVout然后得到Vout=Vref- (Cf/Ch) XVdrive其中，Cp=Cpl+Cp2，由以上公式可以發(fā)現(xiàn)輸出信號(hào)Vout與寄生電容Cpl及Cp2無(wú)關(guān)，如前所言，本實(shí)用新型應(yīng)用例的特色就是將寄生電容這一項(xiàng)變動(dòng)值(因?yàn)橹茉猸h(huán)境是變動(dòng)的)，通過(guò)設(shè)計(jì)將其穩(wěn)定，才能在運(yùn)算放大器感測(cè)電路的特性下，自然地將其忽略。其中Cf/Ch為增益值，在實(shí)際設(shè)計(jì)上，Ch是越小越好，因?yàn)槿绱丝梢宰尭袦y(cè)信號(hào)在每一個(gè)獨(dú)立感測(cè)元內(nèi)就被放大，更可以避免在傳輸線中被干擾而影響信號(hào)品質(zhì)。在本實(shí)用新型的一應(yīng)用例中，Vdrive為3.3V，Vref為1.8V，Ch為I 4fF，然而并不以此為限。圖6顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置I的單一感測(cè)元及其對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路的示意圖。如圖6所示，本應(yīng)用例類(lèi)似于第一應(yīng)用例，不同之處在于可調(diào)式電容器62包括多個(gè)參考電容器Chl-CHn，分別通過(guò)多個(gè)參考開(kāi)關(guān)SI至Sn而并聯(lián)連接于負(fù)輸入端61B及輸出端61C之間，通過(guò)控制此等參考開(kāi)關(guān)SI至Sn的斷路及短路，以調(diào)整可調(diào)式電容器62的電容值。于此例子中，電容式感測(cè)陣列裝置I可以更包括一參考開(kāi)關(guān)控制器80，電連接至此等參考開(kāi)關(guān)SI至Sn，并控制此等參考開(kāi)關(guān)SI至Sn的斷路及短路。參考開(kāi)關(guān)控制器80可以一次導(dǎo)通此等參考開(kāi)關(guān)SI至Sn的其中一個(gè)，于此情況下，此等參考電容器Chl-CHn最好被設(shè)計(jì)成具有多個(gè)電容值。或者，參考開(kāi)關(guān)控制器80可以也可以一次導(dǎo)通此等參考開(kāi)關(guān)SI至Sn的其中多個(gè)，于此情況下，這些參考電容器Chl-CHn具有同一個(gè)電容值，當(dāng)然也可以具有不同的電容值。參考開(kāi)關(guān)SI至Sn的短路或斷路可以通過(guò)另一組控制單元來(lái)控制。[0185]這種自我增益調(diào)整是存在于每個(gè)感測(cè)元中，并非是全部的感測(cè)元共用一個(gè)增益調(diào)整單元，所以可以長(zhǎng)距離傳輸而不受外部線路所造成的雜訊干擾。并且由于制造公差的存在，IOOum的保護(hù)層的厚度有可能是在80至130um之間，通過(guò)自我增益調(diào)整，可以消除制造差異所造成的問(wèn)題，有效加強(qiáng)圖像的均勻度及感測(cè)的靈敏度調(diào)整，這對(duì)任何感測(cè)元陣列都是最重要的，各感測(cè)元都可以獨(dú)立的調(diào)整增益，以達(dá)到均勻的圖像及信號(hào)強(qiáng)度。圖7顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二應(yīng)用例的電容式感測(cè)陣列裝置I的單一感測(cè)元的控制時(shí)序圖。如圖7所示，于時(shí)間t0至tl期間，設(shè)定開(kāi)關(guān)TO為斷路、開(kāi)關(guān)Tl為短路，并且設(shè)定開(kāi)關(guān)PHO為短路，此時(shí)耦合信號(hào)Vdrive為低準(zhǔn)位(在本應(yīng)用例為0V)，此階段為感測(cè)元運(yùn)算放大器的前充電動(dòng)作(pre-charge)。然后，于時(shí)間tl至t2期間，設(shè)定Vdrive到高準(zhǔn)位(在本應(yīng)用例為3.3V)，開(kāi)關(guān)TO持續(xù)斷路，開(kāi)關(guān)Tl持續(xù)短路，但開(kāi)關(guān)PHO此時(shí)轉(zhuǎn)換為斷路，此階段通過(guò)電荷重分配(charge sharing),開(kāi)始進(jìn)行對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)TO的感測(cè)電極10的感測(cè)，經(jīng)由單一感測(cè)元內(nèi)部運(yùn)算放大器放大而得到Vout。以此類(lèi)推，接著下一組感測(cè)元亦實(shí)行如同前述的動(dòng)作，便可以將完整感測(cè)元陣列的信號(hào)讀出。Vout輸出信號(hào)即代表每單一感測(cè)元與待測(cè)物體F運(yùn)算的情況。至此為止，本實(shí)用新型應(yīng)用例是為提出一具有高感測(cè)靈敏度的電容感測(cè)裝置，以適合本實(shí)用新型以下的實(shí)施例應(yīng)用，然而本實(shí)用新型之實(shí)施例并不以此為限。圖8顯示依據(jù)本實(shí)用新型的應(yīng)用例的電子設(shè)備200實(shí)施例的示意圖。圖9顯示沿著圖8的線9-9的剖面圖。如圖8與9所示，本實(shí)用新型的電子設(shè)備200包括一本體210、一顯示器220、一電容式感測(cè)陣列裝置1、一殼體230以及一處理器240。顯示器220安裝至本體210，用于顯示畫(huà)面。電容式感測(cè)陣列裝置I安裝至本體210。殼體230安裝于本體210上并覆蓋顯示器220及電容式感測(cè)陣列裝置I。電容式感測(cè)陣列裝置I隔著殼體230感測(cè)物體F的圖案。處理器240電連接至電容式感測(cè)陣列裝置I及顯示器220，用于處理物體F的圖案，并通過(guò)顯示器220與一使用者互動(dòng)。殼體230可以是透明或不透明的，也可以是整個(gè)電子設(shè)備的上蓋、下蓋或側(cè)蓋，于此不作特別限制。圖10顯示依據(jù)本實(shí)用新·型的應(yīng)用例的另一實(shí)施例電子設(shè)備200A的示意圖。如圖10所示，電子設(shè)備200A類(lèi)似于圖8的電子設(shè)備200，不同之處在于電容式感測(cè)陣列裝置IA是設(shè)置于一按鈕內(nèi)部(也是隱藏式的概念)，當(dāng)作電子設(shè)備200A的主按鍵及方向鍵用，當(dāng)然該按鍵更可以包括一機(jī)械按壓開(kāi)關(guān)，使其除了感測(cè)功能外，也具有按壓功能，方便讓使用者辨識(shí)那邊是按鍵區(qū)。因此，除了提供對(duì)物體的感測(cè)功能以外，電容式感測(cè)陣列裝置更可以提供按鍵功能，用于供使用者輸入一控制指令，包括但不限于選取、移動(dòng)等指令。通過(guò)本實(shí)用新型的電容式感測(cè)陣列裝置的設(shè)計(jì)，即使手指與電容式感測(cè)陣列裝置有保護(hù)層及殼體的覆蓋，仍能具有高感測(cè)靈敏度，且不會(huì)被寄生電容影響到感測(cè)結(jié)果，更能依據(jù)自我增益調(diào)整，來(lái)提升感測(cè)所得的圖像的均勻度。圖1lA顯示依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的電子設(shè)備700的示意圖。圖1lB顯示沿著圖1lA的線11B-11B的局部剖面圖。如圖1lA與IlB所示，本實(shí)施例的電子設(shè)備700至少包含一殼體710、一生物傳感器720、一稱合電極(或稱為導(dǎo)電層)730、一顯不器760及一處理器765。顯示器760裝設(shè)于殼體710，用來(lái)顯示圖片或資訊，以與使用者進(jìn)行互動(dòng)。處理器765設(shè)置在殼體710中，并電連接至生物傳感器720及顯示器760，用于控制生物傳感器720及顯示器760的操作。值得注意的是，在從電子設(shè)備700移除殼體710、顯示器760、處理器765及相關(guān)元件以后，就可以獲得一個(gè)主動(dòng)隱藏式生物傳感器模塊700M。亦即生物傳感器模塊700M與一個(gè)殼體710、顯示器760及處理器765及相關(guān)元件以后，可獲得電子設(shè)備700。因此，生物傳感器模塊700M包含生物傳感器720及耦合電極730，以及殼體的一部分或全部。殼體710具有相對(duì)的一第一表面711及一第二表面712。殼體710可以是譬如行動(dòng)電話的前面板、后背板，甚至是側(cè)背板。殼體710可以是透明或不透明的。生物傳感器720具有一感測(cè)面721。感測(cè)面721設(shè)置于殼體710的第一表面711，譬如是透過(guò)粘膠而粘貼至第一表面711。感測(cè)面721具有多個(gè)排列成陣列的感測(cè)元722，用來(lái)感測(cè)譬如手指的物體F的紋路的圖案，當(dāng)然也可以用來(lái)感測(cè)手指的皮下組織、血管圖案等。在本實(shí)施例中，其為用來(lái)感測(cè)手指紋路(簡(jiǎn)稱指紋)，其技術(shù)特征為，手指紋路需要該感測(cè)元陣列的解析度達(dá)到300dpi以上，方能清楚解析以利指紋演算法處理，這樣的感測(cè)技術(shù)需求，其感測(cè)技術(shù)難度遠(yuǎn)高于目前習(xí)知的投射式觸控面板技術(shù)的約5dpi。耦合電極730設(shè)置于殼體710的第一表面711。于一例子中，可以采用銦錫氧化物(Ι )制作于第一表面711上以形成透明導(dǎo)電薄膜。于其他實(shí)施例中，亦可以采用其他具有導(dǎo)電特性的材料來(lái)形成耦合電極730。一耦合信號(hào)S740可從一驅(qū)動(dòng)電路740被提供至耦合電極730并直接或間接耦合至一物體F，使生物傳感器720的此等感測(cè)元722用以感測(cè)一個(gè)接觸殼體10之第二表面712的物體F的生物信息。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路740是設(shè)置于生物傳感器(感測(cè)晶片)720中，在另一實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)電路740是可以獨(dú)立設(shè)置(也就是位于生物傳感器720的外部并耦合至耦合電極730，參見(jiàn)圖16)，抑或者與其他IC整合例如顯示器的驅(qū)動(dòng)IC等。同時(shí)本實(shí)用新型的感測(cè)晶片由于感測(cè)原理與觸控面板相似，故也可以設(shè)計(jì)與該觸控面板IC整合成單晶片，或與顯示器驅(qū)動(dòng)IC整合成單晶片，更可以將三者整合成單晶片。感測(cè)面721與耦合電極730投影到殼體710的第二表面712的兩個(gè)區(qū)域721R、730R彼此不重迭。于本實(shí)施例中，在`感測(cè)面721正上方的第一表面711是沒(méi)有被耦合電極730遮蔽的。導(dǎo)電層(其為前述應(yīng)用例的耦合電極)730只是提供一個(gè)間接耦合至物體F的耦合信號(hào)S740，至于位于感測(cè)面721正上方的手指F不能被耦合電極730遮蔽，以免影響感測(cè)。此外，本實(shí)施例的電子設(shè)備700更包含一軟性電路板750。在本實(shí)施例中，軟性電路板750直接電連接至生物傳感器720及直接或間接電連接至耦合電極730。位于感測(cè)面721反側(cè)之生物傳感器720的一非感測(cè)面723是安裝于軟性電路板750上，非感測(cè)面723無(wú)感測(cè)物體的生物特征的圖案的功能。圖12A與12B顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電子設(shè)備701的兩個(gè)例子的局部剖面圖。于圖12A中，結(jié)構(gòu)是類(lèi)似于第一實(shí)施例，差異點(diǎn)在于殼體710具有一凹部713，生物傳感器720是埋入至凹部713中。如此一來(lái)，生物傳感器720與物體F的距離更近，可以提升感測(cè)效果及穩(wěn)定度。如圖12B所示，電子設(shè)備701’是類(lèi)于電子設(shè)備701，差異在于位于感測(cè)面721反側(cè)的生物傳感器720的非感測(cè)面723是安裝于并電連接至軟性電路板750上，耦合電極730設(shè)置于軟性電路板750與殼體710之間。如此一來(lái)，可以透過(guò)軟性電路板750將生物傳感器720更穩(wěn)固地安裝于殼體710上，在本實(shí)施例中，該耦合電極730可以設(shè)計(jì)成是軟性電路板所裸露的部分金屬層，直接貼附于第一表面711上。[0201]圖13與14顯示本實(shí)用新型生物傳感器與軟性電路板的組合的兩種例子的俯視圖。在圖13中，具有排列成二維陣列的感測(cè)元722的生物傳感器720是譬如利用粘膠而裝設(shè)于軟性電路板750上，并電連接至軟性電路板750上的線路752。值得注意的是，生物傳感器可以先被封裝好了，再透過(guò)表面粘著技術(shù)(SMT)粘接于軟性電路板上。或者，生物傳感器可以先透過(guò)打線來(lái)與軟性電路板上的連接墊連接。圖14的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖13，差異點(diǎn)在于耦合電極730形成于軟性電路板750上。因此，將圖14的結(jié)構(gòu)應(yīng)用至圖12B，及可將耦合電極730貼合至殼體710的第一表面711。如此一來(lái)，圖14的結(jié)構(gòu)可以當(dāng)作一個(gè)模塊來(lái)生產(chǎn)制造販?zhǔn)郏⒖梢灾苯颖皇褂?。圖15與16分別顯示依據(jù)本實(shí)用新型第三及第四實(shí)施例的電子設(shè)備的局部剖面圖。如圖15所示，第三實(shí)施例的電子設(shè)備702是類(lèi)似于第一實(shí)施例，差異點(diǎn)在于耦合電極730位于殼體710的第二表面712，而物體F直接耦合至耦合電極730。軟性電路板750也可以依據(jù)需求而電連接至耦合電極730。如圖16所示，第四實(shí)施例的電子設(shè)備703是類(lèi)似于第三實(shí)施例，不同之處在于生物傳感器720是埋入至凹部713中，以縮短物體F與生物傳感器720的距離，另一不同點(diǎn)在于圖16的驅(qū)動(dòng)電路740是屬于外掛式，也就位于生物傳感器720的外部。圖17A至17D分別顯示依據(jù)本實(shí)用新型第五至第八實(shí)施例的電子設(shè)備的觸控顯示器的局部剖面圖。如圖17A所示，觸控顯示器790是為一觸控面板結(jié)構(gòu)790A與一顯示器790B組裝而成，觸控面板結(jié)構(gòu)790A至少包含殼體710及多個(gè)觸控電極715，觸控面板結(jié)構(gòu)為一習(xí)知技術(shù)，在此僅就與本實(shí)用新型有關(guān)的部分結(jié)構(gòu)描述，其于不贅述。殼體710在本實(shí)施例為觸控顯不器790的觸控面板結(jié)構(gòu)790A的一上層,殼體710的第一表面711上形成有多個(gè)觸控電極715及耦合電極730。顯示器790B由下而上至少包含一下玻璃基板790B1、一液晶分子層790B2、一彩色濾光層790B3及一上玻璃基板790B1，當(dāng)然此種顯示器結(jié)構(gòu)僅是目前習(xí)知技術(shù)的一種，其余 例如OLED等顯示器結(jié)構(gòu)也可以適用本實(shí)用新型。觸控顯示器790可以取代圖1的顯示器760。這種顯示器稱為是單元上(on-cell)觸控顯示器。在此實(shí)施例最大的特色是，耦合電極730是與觸控面板的電極同時(shí)利用例如ITO材料制作，因此可以節(jié)省成本。于圖17B中，觸控顯示器791是一種單元內(nèi)(in-cell)觸控顯示器，其包含一薄膜電晶體(TFT)玻璃基板719、一彩色濾光(CF)玻璃基板710以及位于其間的顯示分子(未顯示)。由于彩色濾光(CF)玻璃基板710直接與手指接觸，所以亦可被視為是殼體710。因此，殼體710為一觸控顯不器791的上層,殼體710的第一表面711上面形成有觸控顯不器790的多個(gè)觸控電極715。亦即，顯示器790具有上層710及下層719，中間有用以顯示圖案的顯示分子，譬如是液晶分子，于此的上層710達(dá)成顯示功能的不可或缺的元件。由于這種單元內(nèi)觸控顯示器已經(jīng)是屬于習(xí)知技術(shù)，故于此不再詳述及細(xì)部結(jié)構(gòu)，當(dāng)然其余例如OLED等顯示器結(jié)構(gòu)也可以適用本實(shí)用新型。圖17C的觸控顯示器792是類(lèi)似于圖17A的觸控顯示器790，不同之處在于觸控顯示器792的耦合電極730是設(shè)置在第二表面712上，所以耦合電極730對(duì)手指提供直接耦合的效果。其余細(xì)節(jié)部分已經(jīng)詳述于上，故于此不作贅述。圖17D的觸控顯示器793是類(lèi)似于圖17B的觸控顯示器791，不同之處在于觸控顯示器793的耦合電極730是設(shè)置在第二表面712上，所以耦合電極730對(duì)手指提供直接耦合的效果。其余細(xì)節(jié)部分已經(jīng)詳述于上，故于此不作贅述。圖18A至18D分別顯示依據(jù)本實(shí)用新型第九至第十三實(shí)施例的電子設(shè)備的觸控顯示器的局部剖面圖。如圖18A所示，第七實(shí)施例類(lèi)似于第五實(shí)施例，不同之處在于本實(shí)施例的生物傳感器模塊將如圖4中的感測(cè)電極10與感測(cè)電路完全分開(kāi)，該感測(cè)電極722與觸控面板的電極715同時(shí)制作，差別是在為了作為例如指紋感測(cè)，其解析度必須高達(dá)300dpi以上，而觸控電極解析度僅為約5dpi，且觸控顯示器794更包含一感測(cè)電路晶片720B。此等觸控電極715與此等感測(cè)元(感測(cè)電極)722具有相同的材料且同時(shí)形成。此等感測(cè)電極722與此等觸控電極715與電連接至感測(cè)電路晶片720B。此等觸控電極715的尺寸及節(jié)距大于此等感測(cè)元722的尺寸及節(jié)距。感測(cè)電路晶片720B提供耦合信號(hào)S740至耦合電極730。亦即，生物傳感器被拆開(kāi)成兩個(gè)部分，一個(gè)是感測(cè)元部720A，另一個(gè)是感測(cè)電路晶片720B。感測(cè)元部720A的感測(cè)元722與觸控電極715是由相同材料于同一制程同時(shí)完成，可以省去相當(dāng)多的制造成本。再者，本實(shí)用新型之感測(cè)電路晶片720B更可以與其他IC整合例如顯示器的驅(qū)動(dòng)IC等。同時(shí)本實(shí)用新型的感測(cè)晶片由于感測(cè)原理與觸控面板相似，故也可以設(shè)計(jì)與該觸控面板IC整合成單晶片，或與顯示器驅(qū)動(dòng)IC整合成單晶片，更可以將三者整合成單晶片。如圖18B所示，第八實(shí)施例的觸控顯示器795是類(lèi)似于第七與第六實(shí)施例，也就是屬于第七與第六實(shí)施例的組合，熟習(xí)本項(xiàng)技藝者可以輕易從圖18B輕易理解內(nèi)容，故于此不再贅述。圖18C的觸控顯示器796類(lèi)似于圖18A的觸控顯示器794，不同之處在于觸控顯示器796的耦合電極730是設(shè)置在第二表面712上，所以耦合電極730對(duì)手指提供直接耦合的效果。其余細(xì)節(jié)部分已經(jīng)詳述于上，故于此不作贅述。圖18D的觸控顯示器797是類(lèi)似于圖18B的觸控顯示器795，不同之處在于觸控顯示器797的耦合電極730是設(shè)置在第 二表面712上，所以耦合電極730對(duì)手指提供直接耦合的效果。其余細(xì)節(jié)部分已經(jīng)詳述于上，故于此不作贅述。值得注意的是，在圖17A至18D中的殼體710不限于單層構(gòu)造。于一例子中，殼體710可以是透明基板加上保護(hù)膜的組合、透明基板加上偏光片的組合、透明基板加上其他功能片的組合等等。因?yàn)樗由系谋Ｗo(hù)膜、偏光片或功能層都是屬于絕緣層，不會(huì)影響到電容的感測(cè)，再加上譬如玻璃的透明基板的是越來(lái)越薄，所以電容的感測(cè)靈敏度是越來(lái)越高。因此，本實(shí)用新型并未對(duì)殼體710作特別限制。同時(shí)，在圖17A至18D中，感測(cè)電極722與耦合電極730與觸控電極715在幾何區(qū)域呈現(xiàn)分開(kāi)狀態(tài)，但是本實(shí)用新型另一實(shí)施例，如圖18E所示，是可以將此兩個(gè)感測(cè)區(qū)域相互重迭的，也就是說(shuō)在觸控螢?zāi)粎^(qū)域，設(shè)計(jì)一個(gè)密度高(>300dpi)的感測(cè)電極，可以同時(shí)執(zhí)行觸控功能(僅觸發(fā)約5dpi的感測(cè)電極)，也可以執(zhí)行指紋感測(cè)。因此，于此例子中，觸控顯示器798的感測(cè)電極722所組成的13*13的陣列可以執(zhí)行指紋感測(cè)，而6*6個(gè)感測(cè)電極722可以組成一個(gè)觸控電極715’，利用6*6個(gè)感測(cè)電極722當(dāng)作觸控電極715’可以執(zhí)行觸控功能。至于其他的觸控電極15，仍維持不變，因?yàn)槠鋬H需要達(dá)成觸控功能即可。然而，感測(cè)電極722及觸控電極的數(shù)目與尺寸并未受限于圖中所繪制的數(shù)目及尺寸。一般而言，感測(cè)電極722的陣列至少要100*100以上，每個(gè)觸控電極的間距(或稱為節(jié)距(Pitch))大約5至6mm，而指紋感測(cè)電極722的間距至少是50至80um。[0213]圖19顯示依據(jù)本實(shí)用新型的生物傳感器組件704A的局部剖面圖，其是為了提供一可以與殼體平面貼合的感測(cè)面，若無(wú)此平面貼合的設(shè)計(jì)，如圖1的傳統(tǒng)封裝，則傳感器會(huì)增加一多余的厚度而使靈敏度大幅降低。生物傳感器組件與部份的殼體結(jié)合后，即可形成生物傳感器模塊。如圖19所示，生物傳感器組件704A包含軟性電路板750、生物傳感器720、多條打線770以及一封膠層780。生物傳感器720包含感測(cè)面721及非感測(cè)面723，且更包含一凹陷平面724、一側(cè)面725、多個(gè)連接墊726、多個(gè)焊墊727以及多條連接導(dǎo)線728。感測(cè)面721上面更可以形成一保護(hù)層(未顯示)，用來(lái)保護(hù)感測(cè)面721免于濕氣、臟污等干擾。在圖19中，生物傳感器720的表面是平坦的，且只有原來(lái)半導(dǎo)體制程時(shí)所產(chǎn)生的保護(hù)材料。生物傳感器720可以利用粘膠先粘著于軟性電路板750上，再進(jìn)行打線制程。凹陷平面724位于感測(cè)面721與非感測(cè)面723之間。側(cè)面725連接感測(cè)面721及凹陷平面724。連接墊726位于感測(cè)面721上。焊墊727位于凹陷平面724上。連接導(dǎo)線728分別將此等連接墊726連接至此等焊墊727。于本例子中，焊墊727與連接導(dǎo)線728是利用習(xí)知的半導(dǎo)體制程制作連接，為此領(lǐng)域之人員熟悉的技術(shù)，在此不贅述。然而，本實(shí)用新型并未受限于此。焊墊727與連接導(dǎo)線728也可以是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。打線770分別焊接至多個(gè)焊墊727及軟性電路板750的多個(gè)電連接部751。封膠層780覆蓋此等打線770、生物傳感器720及軟性電路板750。通過(guò)本實(shí)用新型的上述實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、隱藏式且具有高感測(cè)靈敏度的傳感器，并將其應(yīng)用于電子設(shè)備中，提供美觀的外觀，且能有效防止臟污卡在傳感器與電子設(shè)備的殼體的交界處。在較佳應(yīng)用例的詳細(xì)說(shuō)明中所提出的具體應(yīng)用例僅方便說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，而非將本實(shí)用新型狹義地限制于上述應(yīng)用例，在不超出本實(shí)用新型的精神及申請(qǐng)專(zhuān)利范圍的情況，所做 的種種變化實(shí)施，皆屬于本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊包含: 一殼體，具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面； 一生物傳感器，具有一感測(cè)面，所述感測(cè)面設(shè)置于所述殼體的所述第一表面，且所述感測(cè)面具有多個(gè)排列成陣列的感測(cè)元；以及 一耦合電極，設(shè)置于所述殼體的所述第一表面或所述第二表面，所述感測(cè)面與所述耦合電極投影到所述殼體的所述第二表面的兩個(gè)區(qū)域彼此不重迭，其中 一耦合信號(hào)被提供至所述耦合電極并直接或間接耦合至一物體，使所述生物傳感器的所述多個(gè)感測(cè)元用以感測(cè)一接觸所述殼體的所述第二表面的所述物體的生物信息。
2.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊更包含: 一軟性電路板，電連接至所述生物傳感器及所述耦合電極，其中位于所述感測(cè)面反側(cè)的所述生物傳感器的一非感測(cè)面是安裝于所述軟性電路板上，所述非感測(cè)面無(wú)感測(cè)功能。
3.如權(quán)利要求2所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器更包含: 一凹陷平面，位于所述感測(cè)面與所述非感測(cè)面之間； 一側(cè)面，連接所述感測(cè)面及所述凹陷平面； 多個(gè)連接墊，位于所述感測(cè)面 上； 多個(gè)焊墊，位于所述凹陷平面上；以及 多條連接導(dǎo)線，分別將所述多個(gè)連接墊連接至所述多個(gè)焊墊。
4.如權(quán)利要求3所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊更包含: 多條打線，分別焊接至所述多個(gè)焊墊及所述軟性電路板的多個(gè)電連接部；以及 一封膠層，覆蓋所述多個(gè)打線、所述生物傳感器及所述軟性電路板。
5.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述殼體具有一凹部，所述生物傳感器是埋入至所述凹部中。
6.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述耦合電極位于所述殼體的所述第二表面，而所述物體直接耦合至所述耦合電極。
7.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述耦合電極位于所述殼體的所述第一表面，而所述物體間接耦合至所述耦合電極。
8.如權(quán)利要求7所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊更包含: 一軟性電路板，電連接至所述生物傳感器及所述耦合電極，其中位于所述感測(cè)面反側(cè)的所述生物傳感器的一非感測(cè)面是安裝于并電連接至所述軟性電路板上，所述耦合電極是設(shè)置于所述軟性電路板與所述殼體之間。
9.如權(quán)利要求7所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述殼體為一觸控顯示器的一上層，所述殼體的所述第一表面上形成有多個(gè)觸控電極及所述耦合電極。
10.如權(quán)利要求9所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊更包含一感測(cè)電路晶片，其中所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元具有相同的材料且同時(shí)形成，所述多個(gè)觸控電極的尺寸及節(jié)距大于所述多個(gè)感測(cè)元的尺寸及節(jié)距，且所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元電連接至所述感測(cè)電路晶片，所述感測(cè)電路晶片提供所述耦合信號(hào)至所述耦合電極。
11.如權(quán)利要求7所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述殼體為一觸控顯示器的一上層，所述殼體的所述第一表面上面形成有所述觸控顯示器的多個(gè)觸控電極。
12.如權(quán)利要求11所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊更包含一感測(cè)電路晶片，其中所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元具有相同的材料且同時(shí)形成，所述多個(gè)觸控電極的尺寸及節(jié)距大于所述多個(gè)感測(cè)元的尺寸及節(jié)距，且所述多個(gè)觸控電極與所述多個(gè)感測(cè)元電連接至所述感測(cè)電路晶片，所述感測(cè)電路晶片提供所述耦合信號(hào)至所述多個(gè)感測(cè)元，并提供一驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述觸控顯示器操作。
13.如權(quán)利要求8所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述耦合電極是形成于所述軟性電路板上并貼合至所述殼體的所述第一表面。
14.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述耦合信號(hào)從所述生物傳感器被提供至所述耦合電極。
15.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器模塊，其特征是，所述生物傳感器模塊更包含一驅(qū)動(dòng)電路，耦接至所述耦合電極，并提供所述耦合信號(hào)至所述耦合電極。
16.一種電子設(shè)備，其特征是，所述電子設(shè)備包含: 如權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的生物傳感器模塊； 一顯示器，裝設(shè)于所述殼體，用來(lái)顯示圖片或資訊，以與一使用者進(jìn)行互動(dòng)；以及一處理器，設(shè)置在所述殼體中，并電連接至所述生物傳感器及所述顯示器，用于控制所述生物傳感器及所述顯示器的操作。
17.—種生物傳感器組件，其特征是，所述生物傳感器組件包含: 一軟性電路板； 一生物傳感器，其包含: 一感測(cè)面，具有多個(gè)排列成陣列的感測(cè)元，用于感測(cè)生物信息； 一非感測(cè)面，位于所述感測(cè)面反側(cè)，所述非感測(cè)面設(shè)置于所述軟性電路板上； 一凹陷平面，位于所述感測(cè)面與所述非感測(cè)面之間； 一側(cè)面，連接所述感測(cè)面及所述凹陷平面； 多個(gè)連接墊，位于所述感測(cè)面上； 多個(gè)焊墊，位于所述凹陷平面上；以及 多條連接導(dǎo)線，分別將十多個(gè)連接墊連接至所述多個(gè)焊墊； 多條打線，分別焊接至所述多個(gè)焊墊及所述軟性電路板的多個(gè)電連接部；以及 一封膠層，覆蓋所述多個(gè)打線、所述生物傳感器及所述軟性電路板。
專(zhuān)利摘要一種生物傳感器模塊包含一殼體、一生物傳感器以及一耦合電極。殼體具有相對(duì)的一第一表面及一第二表面；生物傳感器具有一感測(cè)面，感測(cè)面設(shè)置于殼體的第一表面，且感測(cè)面具有多個(gè)排列成陣列的感測(cè)元。耦合電極設(shè)置于殼體的第一表面或第二表面。感測(cè)面與耦合電極投影到殼體的第二表面的兩個(gè)區(qū)域彼此不重迭。一耦合信號(hào)被提供至耦合電極并直接或間接將耦合信號(hào)耦合至一物體，使生物傳感器的所述多個(gè)感測(cè)元用以感測(cè)一接觸殼體的第二表面的物體的生物信息。本實(shí)用新型提供的一種主動(dòng)隱藏式生物傳感器模塊、組件及使用其的電子設(shè)備，此生物傳感器能被隱藏于電子設(shè)備的殼體中，藉以提供高感測(cè)靈敏度且不影響電子設(shè)備的外觀。
文檔編號(hào)G06K9/00GK203102316SQ20132002995
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者周正三 申請(qǐng)人:周正三