一種指紋識別蓋板、其制備方法及指紋識別模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于指紋識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種指紋識別蓋板、其制備方法及指紋識別模組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對智能手機安全性能的需求，以及互聯(lián)網(wǎng)支付平臺的逐步發(fā)展和完善，除密碼交易外，指紋識別支付功能越來越受到國內(nèi)外手機廠商的青睞，會給手機支付帶來更加可靠的安全性和便捷性；指紋識別部件未來將逐步成為智能手機的標(biāo)配部件。因此，采用何種材料去制作指紋識別按鍵保護蓋板可以滿足指紋識別相應(yīng)速度和靈敏度的需求，這已成為手機廠和基板加工廠的技術(shù)研究課題之一。
[0003]IPhone 5S/6智能手機目前已采用C面藍寶石晶片作為其指紋識別按鍵(Home鍵)的蓋板材料；(:面藍寶石晶體通過切磨拋加工，并經(jīng)過激光切割、絲印和鍍膜后被制作成保護蓋板成品，組裝廠將其安裝在指紋識別按鍵的最外面作為保護蓋板。圖1為IPhone5S/6智能手機指紋識別模組組成示意圖，如圖1所示，從左到右依次為觸摸開關(guān)、觸摸式傳感器、檢測環(huán)和保護蓋板。
[0004]IPhone 5S/6智能手機采用C面藍寶石晶片作為指紋識別按鍵的蓋板材料，是由于藍寶石材料硬度高耐劃傷，并且C面藍寶石介電常數(shù)相比玻璃、樹脂等其他材料要高，更適合于應(yīng)用在指紋識別按鍵上，但是隨著近來手機互聯(lián)網(wǎng)支付功能的迅速發(fā)展，用戶對指紋識別響應(yīng)速度的需求會相應(yīng)提升，采用C面藍寶石蓋板的響應(yīng)速度(0.52s)已逐漸無法滿足用戶的更高需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種指紋識別蓋板、其制備方法及指紋識別模組，本發(fā)明提供的指紋識別蓋板的響應(yīng)速度更快。
[0006]本發(fā)明提供一種指紋識別蓋板，其特征在于，所述指紋識別蓋板的材質(zhì)為Μ面藍寶石。
[0007]優(yōu)選的，所述指紋識別蓋板由Μ面藍寶石晶片制得，所述Μ面藍寶石晶片的翹曲度為0?15 μ m0
[0008]本發(fā)明提供一種指紋識別蓋板的制備方法，包括以下步驟:
[0009]將Μ面藍寶石晶棒依次進行線切割、研磨、化學(xué)機械拋光和激光切割后，得到指紋識別蓋板；
[0010]所述線切割的線速度為360?380mm/min，所述線切割的工作臺速度為16?16.8mm/ 小時；
[0011 ] 所述激光切割的功率為15?30 % ;所述激光切割的頻率為500?700Hz ;所述激光切割的脈沖寬度為0.1?0.2ms ;所述激光切割的切割速度為4?6mm/s。
[0012]優(yōu)選的，所述線切割的線張力為30?40N ;
[0013]所述線切割的搖動角度為4?6° /min。
[0014]優(yōu)選的，所述激光切割在保護氣體氣氛下進行，所述保護氣體的濃度為99.9?99.999% ；
[0015]所述保護氣體的壓力為6.7?7.2MPa。
[0016]優(yōu)選的，所述化學(xué)機械拋光采用氧化硅拋光液，所述氧化硅拋光液中氧化硅的平均粒徑為100?130nm ；
[0017]所述氧化硅拋光液的pH值為11.5?12.5。
[0018]優(yōu)選的，所述化學(xué)機械拋光依次包括初步拋光和整修拋光。
[0019]優(yōu)選的，所述初步拋光的壓力為400?460g/cm2;
[0020]所述初步拋光的轉(zhuǎn)速為55?65rpm。
[0021]優(yōu)選的，所述整修拋光的壓力為200?250g/cm2;
[0022]所述整修拋光的轉(zhuǎn)速為30?38rpm。
[0023]本發(fā)明提供一種指紋識別模組，其特征在于，所述保護蓋板為上述指紋識別蓋板。
[0024]本發(fā)明提供了一種指紋識別蓋板，所述指紋識別蓋板的材質(zhì)為Μ面藍寶石。本發(fā)明采用Μ面藍寶石為指紋識別蓋板的材料，在采用相同指紋識別模組芯片和相同厚度蓋板的情況下，能夠提高指紋識別蓋板的響應(yīng)速度。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的Μ面藍寶石指紋識別蓋板的響應(yīng)速度為0.43s。
[0025]本發(fā)明還提供了一種指紋識別蓋板的制備方法，本發(fā)明通過在合理的范圍內(nèi)降低線切割速度，有利于切割線均勻消耗，有效降低晶片的翹曲度；本發(fā)明還通過優(yōu)化激光切割的工藝條件，有效改善了鏡片邊緣的連續(xù)鋸齒狀崩邊和連續(xù)灼傷點的情況，提高了加工良率。實驗結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的制備方法得到的指紋識別蓋板的翹曲度在15μπι以下，加工良率提高至95%以上。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為IPhone 5S/6智能手機指紋識別模組組成示意圖；
[0028]圖2為監(jiān)寶石晶體的俯視圖；
[0029]圖3為藍寶石晶體的側(cè)視圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實施例1中指紋識別蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5為本發(fā)明實施例1中2英寸Μ面藍寶石的翹曲度示意圖。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明提供了一種指紋識別蓋板，所述指紋識別蓋板的材質(zhì)為Μ面藍寶石。
[0033]本發(fā)明提供的指紋識別蓋板具有更快的響應(yīng)速度。
[0034]在本發(fā)明中，所述指紋識別蓋板的材質(zhì)為Μ面藍寶石，藍寶石晶面結(jié)構(gòu)以及Μ面、C面和Α面的對應(yīng)關(guān)系如圖2?3所不，圖2為監(jiān)寶石晶體的俯視圖，圖3為監(jiān)寶石晶體的側(cè)視圖，所述Μ面藍寶石的莫氏硬度為9級，具有優(yōu)良的防刮傷性能和透光性。在本發(fā)明中，所述指紋識別蓋板由Μ面藍寶石晶片制得，所述Μ面藍寶石晶片的翹曲度為0?15 μ m，優(yōu)選為1?14 μ m，更優(yōu)選為2?13 μ m ;所述Μ面藍寶石晶片的規(guī)格為2英寸；所述指紋識別蓋板的介電常數(shù)優(yōu)選為11?12，更優(yōu)選為11.52 ;所述指紋識別蓋板的響應(yīng)速度為0.43s。
[0035]本發(fā)明對所述指紋識別蓋板的尺寸和形狀沒有特殊的限制，可以是長方形、正方形或圓形，具體的，在本發(fā)明的實施例中，可以為圖3所示的形狀，圖3為本發(fā)明實施例1中指紋識別蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；所述指紋識別蓋板的面積優(yōu)選為0.1?20cm2，更優(yōu)選為0.2?18cm2，最優(yōu)選為0.5?15cm2;所述指紋識別蓋板的厚度優(yōu)選為0.152?0.43mm，更優(yōu)選為0.26mm ;當(dāng)所述指紋識別蓋板為長方形或正方形時，所述指紋識別蓋板四周具有R倒角，所述R倒角優(yōu)選為1?2mmο
[0036]本發(fā)明還提供了一種指紋識別蓋板的制備方法，包括以下步驟:
[0037]將Μ面藍寶石晶棒依次進行線切割、研磨、化學(xué)機械拋光和激光切割后，得到指紋識別蓋板；
[0038]所述線切割的線速度為360?380mm/min，所述線切割的工作臺速度為16?16.8mm/ 小時；
[0039]所述激光切割的功率為15?30 % ;所述激光切割的頻率為500?700Hz ;所述激光切割的脈沖寬度為0.1?0.2ms ;所述激光切割的切割速度為4?6mm/s。
[0040]本發(fā)明優(yōu)選在所述線切割之前，先檢驗Μ面藍寶石晶棒，并對所述Μ面藍寶石進行粘料，然后在對所述Μ面藍寶石進行線切割，在本發(fā)明中，所述線切割的線速度為360?380mm/min，優(yōu)選為365?375mm/min ;所述線切割的工作臺速度為16?16.8mm/小時，優(yōu)選為16.3?16.5mm/小時；所述線切割的線張力優(yōu)選為30?40N，更優(yōu)選為35?38N ;所述線切割的搖動角度優(yōu)選為4?6° /min，更優(yōu)選為5° /min。在本發(fā)明中，經(jīng)所述線切割得到的Μ面藍寶石晶片為2英寸的Μ面藍寶石晶片，其翹曲度為0?15 μ m。
[0041]在本發(fā)明中，所述Μ面藍寶石相比C面藍寶石在線切割時，產(chǎn)生的翹曲度會偏大，會直接影響后續(xù)研磨和化學(xué)機械拋光的加工品質(zhì)，本發(fā)明在合理范圍內(nèi)的下降切割速度有利于切割線均勻消耗，晶片的翹曲度(warp可達15 μ m以下)，厚度散差均能夠得到較大改善，可以滿足后工序的加工品質(zhì)要求。
[0042]完成線切割后，本發(fā)明優(yōu)選將所述線切割后的Μ面藍寶石晶片依次進行清洗和倒邊，然后在進行研磨，得到研磨后的Μ面藍寶石晶片。在本發(fā)明中，所述清洗和倒邊均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，所述研磨優(yōu)選為雙面研磨，所述雙面研磨為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常用加工方法。
[0043]完成所述研磨后，本發(fā)明優(yōu)選將研磨后的Μ面藍寶石晶片依次進行清洗、退火、清洗、上蠟、銅拋和清洗，然后在將其進行化學(xué)機械拋光。在本發(fā)明中，所述研磨后、化學(xué)機械拋光前所進行的清洗、退火、清洗、上蠟、銅拋和清洗均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，在此不再贅述。
[0044]在本發(fā)明中，所述化學(xué)機械拋光(CMP拋光)優(yōu)選依次包括初步拋光和整修拋光，在初步拋光之前，本發(fā)明優(yōu)選先用鉆石錠對拋光布進行修正，具體為:先順時針干修6min，在加水逆時針修6min，然后在進行后續(xù)的初步拋光和整修拋光。在所述初步拋光和整修拋光的過程中，優(yōu)選采用氧化硅拋光液，所述氧化硅拋光液中氧化硅的平均粒徑優(yōu)選為100?130nm，更優(yōu)選為110?120nm，所述氧化娃拋光液的pH值優(yōu)選為11.5?12.5，更優(yōu)選為12。在本發(fā)明中，所述初步拋光的拋光壓力優(yōu)選為400?460g/cm2，更優(yōu)選為410?450g/cm2,最優(yōu)選為420?440g/cm2;所述初步拋光的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為55?65rpm，58?63rpm ；所述初步拋光的溫度優(yōu)選為50?60°C，更優(yōu)選為51?57°C，最優(yōu)選為53?55°C ;所述整修拋光的拋光壓力優(yōu)選為200?250g/cm2，更優(yōu)選為210?240g/cm2，最優(yōu)選為220?230g/cm2;所述整修拋光的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為30?38rpm，更優(yōu)選為33?35rpm ;所述整修拋光的溫度優(yōu)選為50?60 °C，更優(yōu)選為51?57 °C，最優(yōu)選為53?55 °C
[0045]本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，Μ面藍寶石相比C面藍寶石更加耐腐蝕，導(dǎo)致采用常規(guī)的藍寶石拋光工藝很難去除尺寸(即很難拋亮)，移除速率過低(平均0.5 μ m/h)，拋光時間過長，加工成本過高。本發(fā)明采用特殊的盤面修整方式和工藝參數(shù)，使Μ面藍寶石拋光效率得到大幅提升，平均可達到2.5 μ m/h,是傳統(tǒng)工藝效率的5倍，且表面質(zhì)量良好，從而降低其加工成本。
[0046]完成所述化學(xué)機械拋光后，本發(fā)明優(yōu)選將所述化學(xué)機械拋光過的Μ面藍寶石晶片進行清洗和檢驗，再進行激光切割。在本發(fā)明中，所述激光切割優(yōu)選在保護氣體氣氛下進行，所述保護氣體優(yōu)選為氮氣、氦氣、氖氣和氬氣中的一種或幾種；所述保護氣體的濃度優(yōu)選為99.9?99.999%;所述保護氣體的壓力優(yōu)選為6.7?7.2MPa，更優(yōu)選為6.8?7.0MPa。在該濃度和該壓力的保護氣體氣氛下進行激光切割有利于改善Μ面藍寶石鏡片邊緣的連續(xù)鋸齒狀崩邊和