指纹识别模组结构（产品结构设计·指纹产品模组结构设计规范）

指纹识别在当前的电子产品中已经是屡见不鲜，甚至在目前的智能手机产品中都已经是标配的功能，下面的文章就结合网友共享的部分资料分享指纹模组的相关结构设计规范。

基本介绍

指纹识别解决方案是基于电容检测原理而自主开发的按压式指纹识别技术，如下图所示，当Finger与Cover接触时，指纹的嵴与峪与Pixel Array间会形成不同的耦合电容，驱动信号有指纹芯片的信号驱动模块产生，通过检测Finger与Sensor所形成的耦合电容，将采集的数据发送给Host，从而根据不同信号耦合量，探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。

指纹识别模组简介

如下图，为一款典型的按压式指纹识别模组及分解图，一个完整的指纹识别模组主要由:Cover、Ring，指纹识别Chip和承载ChiP的FPC组成。

零组件简介

Cover : 主要功能为适配整机 ID，实现不同的外观效果，同时起到保护 Sensor 的作用。

根据客户需求，可选用不同应用材质，主要有 Glass、Coating等，本篇只就 Coating 这种 Cover 进行说明。

Coating: 材料为酯类的 PU 或 UV 型高硬度混合体或复合体涂料;可根据客户 ID 进行不同配色。

Ring : 材质可根据设计需求选择不锈钢或铝合金，外观面需根据 ID 意图及材料表面处理工艺选择，加工方式可采用 CNC 或冲压工艺等。

Chip : 指纹识别模组核心组件，Goodix 指纹芯片采用 LGA 封装，可根据客户 ID 切割成各种形状，具体方案特点请见各芯片方案规格书。

FPC : 柔性印刷电路板，承载指纹芯片和 Ring 环的主要组件，通过印刷导电线路和连接器连接 Host 端，需具备高强度耐弯折性。材质建议选用压延铜，具体厚度、硬度及耐弯折强度要求根据客户需求与供应商一同制定。

模组零件装配简介

Cover 与 Chip 装配

Coating 方案：直接在 Chip 表面加工，涂层厚度及平整度需受控；

Chip 与 FPC 装配

通过 SMT 将 Chip 焊接在 FPC 上，焊锡高度及平整度需受控。

Ring 与 FPC 装配

一般通过导电银胶将 Ring 粘合到 FPC 焊盘上，也可通过 SMT 方式用焊锡焊接。其中两组件间的接触电阻与银胶（或焊锡）厚度及倾斜度需受控。

结构设计指南

模组叠构设计

指纹模组的叠构，通过 Ring 环的不同设计方案，可以分为直通式和下压式两种方式。

• 直通式

Ring为直通式

优点：

Ring加工方式简单

组装流程简单

缺点：

Ring和Cover平面平整度需要

控制，否则影响手感

建议：

装配时需要管控Chip叠装公差，SMT倾斜度

• 下压式

Ring为下压式

优点：无缝隙问题，外观好

缺点：Ring与Cover的结合区存在台阶，影响手感

建议：需控制好Chip与Cover的组装正公差，防止对 Ring 的组装造成干涉，导致 Ring 与 FPC 接触不良；Ring 可以用冲压和抛光实现

Ring环设计

Ring环各结构部位示意图

• Ring 环各结构部位设计要点

• Ring 加工公差建议

说明：图示组装尺寸，仅供参考，其余公差根据客户需求确认，其中尺寸e为适配TP或后盖开孔尺寸，需根据客户需求设计。

Ring 与 FPC 的连接说明

Ring 分为两种，一种是功能 Ring，一种是装饰 Ring：

功能 Ring： Ring 是有电气功能的，其设计上连接到驱动信号；

装饰 Ring：装饰 Ring 是没有电气功能，仅起装饰作用；如装饰 Ring 为金属材质，要求其接 GND 处理。

对于功能 Ring 及金属材质装饰 Ring 连接要求：

• 银胶工艺：接触焊盘面积要求大于 1 mm²，建议焊盘长度大于 2mm，接触阻抗<10Ω；

金属材质一般较常选用不锈刚与铝合金：

• 不锈钢：可使用导电银胶连接 Ring 与 FPC 焊盘（TX 或 GND），银胶需注意氧化问题。
• 铝合金：仅能使用导电银胶连接，连接区域需镭雕去除阳极保护膜。

Ring环焊接前表面处理要求

Cover设计

• Coating方案设计方式

Coating涂层均匀喷涂在Chip表面，具体要求请参考下表：

Coating 实物图 左：玫瑰金 右：哑光银

FPC 及其补强设计

外形根据 Ring 环外观和客户结构空间而定，厚度一般在 0.1~0.15mm 间;

Coating 方案堆叠

• Coating-直通式叠构方案

Coating-直通式叠构方案示意图

• Coating-下压式叠构方案：

Coating-下压式叠构方案方案示意图

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