對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Y10、YlK未標(biāo)示)。
[0223]所述控制電路21再單獨(dú)對第二行的傳感單元231進(jìn)行第二次掃描，其中，傳感單元a22中的第三晶體管N3與傳感單元a23中的第三晶體管N3組成差分對管，傳感單元a24中的第三晶體管N3與傳感單元a25中的第三晶體管N3組成差分對管，所述控制電路21分別獲得感測信號Y12、Y13 (未標(biāo)示)。
[0224]控制電路21對獲得的感測信號Y10、Y12、Yl1、Y13依次做減法運(yùn)算，分別獲得感測差值Λ Υ8、Λ Υ9、Λ YlO (未標(biāo)示)。
[0225]接下來，控制電路21同時(shí)對第二行和第三行的傳感單元231進(jìn)行掃描。
[0226]按照如上掃描方式，對掃描區(qū)塊內(nèi)Jl的其它行的傳感單元231進(jìn)行掃描，類似地，對其它掃描區(qū)塊J2、J3、J4的傳感單元231進(jìn)行掃描，從而完成對所有傳感單元231的掃描，獲得多組感測差值Λ Υ1、Λ Υ2，…，所述控制電路21比較獲得的多組感測差值來獲知指紋圖像信息。
[0227]需要說明的是，為了感測更精準(zhǔn)，對于掃描區(qū)塊Jl邊緣的傳感單元231的:還需要與其它相鄰掃描區(qū)域J2、J3的傳感單元231的第三晶體管Ν3組成差分對管，獲得感測信號。例如，以傳感單元a55為例:傳感單元a55中的第三晶體管N3與傳感單元a56與a65中的傳感單元a55再分別組成差分對管。
[0228]上面對控制電路21控制傳感單元231執(zhí)行掃描操作做了一般性的說明，然，本發(fā)明電容式傳感裝置2的掃描方式并不限于以上所述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，其在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本發(fā)明上述說明內(nèi)容所做出的其它變更實(shí)施方式均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0229]由于本發(fā)明電容式傳感器23的傳感單元231輸出的電流信號，所述電流信號穩(wěn)定，不易受電路中寄生電容(如控制電極C3與接地線133之間的寄生電容、第二、第三信號線G22、G23與接地線133之間的寄生電容等)的影響，故，所述電容式傳感器23輸出的感測信號較強(qiáng)且穩(wěn)定。相應(yīng)地，所述電容式傳感裝置2的控制電路21接收的是來自電容式傳感器23的感測信號為電流信號，因此，所述電容式傳感裝置2的感測精度可以得到提高，從而有利于提升用戶體驗(yàn)。
[0230]請參閱圖18，圖18為本發(fā)明電容式傳感裝置的其它變更實(shí)施方式的示意圖。在圖18中，僅示出一傳感單元的電路圖。其中，傳感單元331包括感測電極34和與感測電極連接的傳感電路35。所述傳感電路35用于轉(zhuǎn)換感測電極34因目標(biāo)物體的接近或觸摸所引起參考信號的變化量為相應(yīng)的電流信號，并通過輸出端Al輸出給信號線(圖未示)，所述信號線傳輸電流信號給控制電路(圖未示)，所述控制電路根據(jù)所述電流信號獲知相應(yīng)的感測信息?？梢?，傳感單元331輸出的感測信號為電流信號，此感測信號為一絕對值。
[0231]具體地，所述傳感電路包括轉(zhuǎn)換電路351和開關(guān)單元353。所述轉(zhuǎn)換電路351包括運(yùn)算放大器36、晶體管37、和電阻R。感測電極34連接運(yùn)算放大器36的同相端，所述運(yùn)算放大器36的反相端用于通過電阻R連接至地。開關(guān)單元353包括晶體管38和晶體管39，二者形成二級開關(guān)，其各自的控制端E1、E2用于響應(yīng)掃描信號而對應(yīng)控制晶體管38、39是否導(dǎo)通。其中，晶體管37與晶體管38連接。所述傳感電路35產(chǎn)生的感測信號通過開關(guān)單元353輸出到輸出端Al。
[0232]需要再說明的是，本發(fā)明上述的各種實(shí)施方式的電容式傳感裝置優(yōu)選采用自電容方式執(zhí)行感測操作，然，本發(fā)明并非以此為限，對于上述的各種實(shí)施方式的電容式傳感裝置也可采用互電容方式執(zhí)行感測操作。對于采用互電容方式執(zhí)行感測操作時(shí)，所述各種實(shí)施方式的電容式傳感裝置進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)電極，如環(huán)繞所述電容式傳感器的驅(qū)動(dòng)環(huán)，所述驅(qū)動(dòng)電極用于接收驅(qū)動(dòng)信號，所述感測電極用于輸出感測信號。當(dāng)目標(biāo)物體觸摸電容式傳感裝置時(shí)，可以觸摸到驅(qū)動(dòng)電極，從而將驅(qū)動(dòng)信號傳輸給目標(biāo)物體，進(jìn)而作用于與目標(biāo)物體形成電容耦合的感測電極，從而形成互電容感測。關(guān)于電容式傳感裝置的其它元件的工作原理與上述所述工作原理類似，此處不再贅述。
[0233]電容式傳感裝置-芯片組
[0234](一)電容式傳感裝置
[0235]目前，現(xiàn)有的電容式傳感裝置，如指紋傳感裝置，一般是基于硅晶圓上制作CMOS集成電路。然，由于電容式傳感器的面積一般占到整個(gè)電容式傳感裝置的面積的約80%，因此，電容式傳感裝置所需消耗的硅晶圓的材料較多，導(dǎo)致制造成本較高，另外，電容式傳感器的面積較大，也會受到硅晶圓制造廠的產(chǎn)能限制，從而影響電容式傳感裝置的產(chǎn)能。
[0236]尤其地，對于指紋傳感裝置，其相比其它類傳感裝置(如觸控傳感裝置)而言，面積相對較大，約為30?50平方毫米，因此，單顆指紋傳感裝置使用的硅晶圓材料相對較多，從而提尚了制造成本。
[0237]正由于存在如上所述的技術(shù)問題，本發(fā)明對應(yīng)提出了一種電容式傳感器，是采用于絕緣基板上形成包括有薄膜晶體管(TFT)的集成電路的工藝來制作，相對地，所述控制電路集成為一控制芯片，所述控制芯片是采用于硅晶圓上形成包括有互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管的集成電路的工藝來制作，因此，電容式傳感器與控制電路二者分開制作，形成兩顆芯片，相應(yīng)地，包括所述兩顆芯片的電容式傳感裝置為一芯片組(Chipset)。其中，所述絕緣基板如為玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板等。
[0238]此處發(fā)明思想適用上述提及的電容式傳感裝置I與電容式傳感裝置2。下面以電容式傳感裝置I為例進(jìn)行說明，當(dāng)然，下面所述的技術(shù)方案同樣適用電容式傳感裝置2，然，相關(guān)內(nèi)容不再贅述。
[0239]相應(yīng)地，電容式傳感器13的第一至第八晶體管Tl?T8均為薄膜晶體管，且優(yōu)選低溫多晶硅薄膜晶體管，然，非晶硅薄膜晶體管、金屬氧化物(如:IGZ0)薄膜晶體管、石墨烯薄膜晶體管均是適用的。在本實(shí)施方式中，所述絕緣基板采用玻璃基板，即，基板130為玻璃基板。所述控制電路11集成為控制芯片15 (見圖20)，所述控制芯片15優(yōu)選通過玻璃上芯片(COG)的方式壓合在所述絕緣基板上。
[0240]可變更地，在其它實(shí)施方式中，若采用塑料基板時(shí)，電容式傳感器13對應(yīng)可采用卷對卷(roll to roll)工藝制作形成。進(jìn)一步地，在其它實(shí)施方式中，所述控制芯片15通過一中間連接件(圖未示)與所述電容式傳感器13連接，所述中間連接件如為軟性電路板；或者，所述控制芯片15與所述電容式傳感器13形成在基板130的相對二側(cè)；或者，所述控制電路11集成到電子設(shè)備的其它芯片中，如電源管理芯片或顯示驅(qū)動(dòng)芯片。
[0241]請參閱圖19，圖19為在一片玻璃基板上形成多個(gè)電容式傳感裝置I的示意圖。所述玻璃基板17的厚度為0.4mm，面積為4cmX4cm。將所述玻璃基板17劃分為16個(gè)大小相等的區(qū)域，即，每個(gè)區(qū)域面積約為50平方毫米?；赥FT制造工藝，在每個(gè)區(qū)域上形成電容式傳感器13的集成電路中的薄膜晶體管。所述電容式傳感器13的集成電路包括多個(gè)傳感單元131、以及掃描線群組G1、信號線群組G2、參考信號線R、和接地線133 (請一并參閱圖1與圖2)。所述控制芯片15的集成電路包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管、或/和電阻、或/和電容等電子元件。然后，將集成有控制電路11的控制芯片15采用COG的方式壓合在玻璃基板17上，并與所述多個(gè)傳感單元131連接。其中，所述控制芯片15與所述多個(gè)傳感單元131位于玻璃基板17的同側(cè)。
[0242]切割所述玻璃基板17成16小片，從而，形成16個(gè)電容式傳感裝置I。被切割的每一小片玻璃基板即為電容式傳感器13的基板130。類似地，所述玻璃基板17的面積也可為40cmX40cm，對應(yīng)可以形成1600個(gè)電容式傳感裝置I。需要說明的是，在將控制芯片15壓合在玻璃基板17之后，切割玻璃基板17成16小片之前，優(yōu)選地，將載有所述控制芯片15以及電容式傳感器13的集成電路的玻璃基板17放置在一注塑模具中，將環(huán)氧樹脂類材料注塑入模具腔體內(nèi)，對所述控制芯片15以及電容式傳感器13的集成電路進(jìn)行封裝。
[0243]由于電容式傳感器13采用在絕緣基板上形成包括薄膜晶體管的集成電路工藝制作而成，絕緣基板較硅基板的價(jià)格便宜，且絕緣基板較硅基板不易受8寸的限制，因此，包括所述電容式傳感器13的電容式傳感裝置I的制造成本較低，且控制芯片15的產(chǎn)能也可以得到相應(yīng)提高。
[0244]優(yōu)選地，在玻璃基板17上進(jìn)一步形成導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層與所述多個(gè)傳感單元131位于所述玻璃基板17的相對二側(cè)。在切割所述玻璃基板17之后，每一電容式傳感裝置I的電容式傳感器13進(jìn)一步包括導(dǎo)電層135 (見下面圖20)，所述導(dǎo)電層135為形成在玻璃基板17上的導(dǎo)電層的一部分。
[0245]所述導(dǎo)電層135用于與所述接地線133傳輸相同的信號。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層135用于連接所述電子設(shè)備的調(diào)制地NGND，傳輸調(diào)制信號，從而，相較于所述調(diào)制信號處于接地信號，當(dāng)所述調(diào)制信號處于驅(qū)動(dòng)信號時(shí)，所述控制電路11傳輸給電容式傳感器13的信號的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度變高，對于電容式傳感裝置I為指紋傳感裝置時(shí)，進(jìn)而能夠較易感測到指紋圖像。另外，所述導(dǎo)電層135也可在一定程度上起到屏蔽的作用。
[0246]可變更地，在其它實(shí)施方式中，所述接地線133、所述導(dǎo)電層135、和所述接地端110均用于連接所述電子設(shè)備的設(shè)備地，接收來自設(shè)備地的接地信號，所述接地信號為恒定電壓信號。
[0247]請參閱圖20，圖20為圖19所示的一電容式傳感裝置I的側(cè)視示意圖。所述基板130包括相對的第一面A與第二面B。所述多個(gè)傳感單元131設(shè)置在所述第一面A上。所述基板130的第一面A上設(shè)置一綁定區(qū)137 (Bonding Area)。所述導(dǎo)電層135設(shè)置在所述第二面B。
[0248]所述控制芯片15設(shè)置在所述綁定區(qū)137。優(yōu)選地，所述控制芯片15壓合(bonding)在所述綁定區(qū)137，并與所述電容式傳感器13連接。所述電容式傳感器13延伸出多條導(dǎo)線(圖未示)，通過所述多條導(dǎo)線與所述控制芯片15連接。所述多條導(dǎo)線如為前述的第一、第二、第三信號線G21、G22、G23、參考信號線R、第一、第二、第三、第四掃描線G11、G12、G13、G14 等。
[0249]在本實(shí)施方式中，所述電容式傳感器13與所述控制芯片15均為裸芯片。所述電容式傳感器13與所述控制芯片15通過注塑封裝工藝封裝于一體，從而節(jié)省制造成本。然，可變更地，在其它實(shí)施方式中，所述電容式傳感器13和/或所述控制芯片15為封裝過的芯片，而非裸芯片。需要說明的是，為了裸芯片能方便地電氣連接，在其鋁電極上要預(yù)先形成高約15微米的金凸點(diǎn)(Au bump)。
[0250]可以理解地，所述導(dǎo)電層135包括至少一金屬層或金屬網(wǎng)格層。在其它實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電層135采用透明導(dǎo)電材料制成，其中，透明導(dǎo)電材料如為ΙΤ0、IZO材料，通過ITO靶材濺射在所述基板130的第二面B上，制成ITO導(dǎo)電膜層。為了防止ITO薄膜在生產(chǎn)過程脆裂而脫落，可以進(jìn)一步地在所述ITO導(dǎo)電薄膜形成一保護(hù)層(圖中未示)。
[0251]請參閱圖21和圖22，圖21和圖22為電容式傳感裝置I的其它變更實(shí)施方式的側(cè)視圖。其中，圖21、圖22與圖20的主要區(qū)別在于:所述綁定區(qū)137設(shè)置在基板130的第二面B上。在所述基板130上形成多個(gè)過孔139，所述多條導(dǎo)線138穿過所述過孔139從第一面A延伸至第二面B上的綁定區(qū)137。圖22與圖21的主要區(qū)別在于:所述多條導(dǎo)線138繞所述基板130的一側(cè)邊沿從第一面A延伸至第二面B上的綁定區(qū)137。
[0252]( 二 )芯片組
[0253]基于上述電容式傳感裝置的技術(shù)思想，其它合適類型的芯片也可采用上述技術(shù)思想形成芯片組，而并非限制于電容式傳感裝置。相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種新型芯片組的結(jié)構(gòu)，說明如下。
[0254]請參閱圖23，圖23為本發(fā)明芯片組的一較佳實(shí)施方式的示意圖。所述芯片組8包括第一芯片81和第二芯片83。所述第一芯片81包括絕緣基板811和設(shè)置在所述絕緣基板811上的第一集成電路813。所述第二芯片83包括半導(dǎo)體基板831和設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板831上的第二集成電路833。
[0255]所述絕緣基板811為玻璃基板、塑料基板、和陶瓷基板中的任意一種；所述半導(dǎo)體基板831包括硅基板。
[0256]所述第一芯片81與第二芯片83相關(guān)聯(lián)。所述第二芯片83設(shè)置在所述第一芯片81的絕緣基板811上，并與所述第一芯片81的第一集成電路813相連接。優(yōu)選地，所述第二芯片83壓合在所述絕緣基板811上，并與所述第一集成電路813均位于所述絕緣基板811的同側(cè)。例如，當(dāng)絕緣基板811為玻璃基板時(shí)，所述第二芯片83通過玻璃上芯片(COG)的方式壓合在所述玻璃基板上。
[0257]所述第一集成電路813包括一個(gè)或多個(gè)晶體管，所述一個(gè)或多個(gè)晶體管均為薄膜晶體管。S卩，所述第一芯片81采用于絕緣基板811上形成包括薄膜晶體管的集成電路。
[0258]所述第二集成電路833包括一個(gè)或多個(gè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。S卩，所述第二芯片83采用于半導(dǎo)體基板831上形成包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的集成電路。
[0259]由于芯片組8包括第一芯片81與第二芯片83，第一芯片81采用絕緣基板811上形成包括薄膜晶體管的集成電路，因此，所述芯片組81的成本較低，同時(shí)也能提高第二芯片83的制造產(chǎn)能。
[0260]進(jìn)一步地，在本實(shí)施方式中，所述第一芯片81用于輸出差分信號給所述第二芯片81。優(yōu)選地，所述差分信號為差分電流信號?？勺兏?，所述第一芯片81用于輸出電流信號給所述第二芯片81。然，本發(fā)明并非限定所述第一芯片81傳輸差分信號或電流信號給第二芯片81，可變更地，在其它實(shí)施方式中，所述第一芯片81也可以傳輸非差分電壓信號等信號給第二芯片83。
[0261]所述第一芯片81如為傳感器，所述第二芯片83如為控制芯片，所述第二芯片83用于控制第一芯片81執(zhí)行相應(yīng)的感測功能。所述第一芯片81用于響應(yīng)目標(biāo)物體的接近或觸摸而對應(yīng)輸出相應(yīng)的感測信號給所述第二芯片83，所述第二芯片83進(jìn)一步根據(jù)所述感測信號獲知相應(yīng)的感測信息。優(yōu)選地，所述感測信號為電流信號。更優(yōu)選地，所述感測信號為差分電流信號。所述感測信息為目標(biāo)物體的預(yù)定生物信息。
[0262]基于與上述電容式傳感裝置I相同或相似的理由，所述芯片組8的成本較低。另夕卜，所述芯片組8的第二芯片接收的是電流信號或差分信號，因此所述芯片組8的所提供的信息較準(zhǔn)。
[0263]電容式感測系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)
[0264]請參閱圖24，圖24為本發(fā)明電容式感測系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。所述電容式感測系統(tǒng)3包括電容式傳感裝置30和電源管理芯片35。所述電源管理芯片35連接于所述電容式傳感裝置30與一主控芯片(Host)9之間，用于為所述電容式傳感裝置30供電，以及在所述主控芯片5與所述電容式傳感裝置30之間建立信息通信。所述主控芯片5如為電子設(shè)備的CPU，所述主控芯片5用于根據(jù)所述電容式感測系統(tǒng)3所感測的信息對應(yīng)控制電子設(shè)備執(zhí)彳T相應(yīng)的功能，如解屏、支付等等。
[0265]在本實(shí)施方式中，所述電容式傳感裝置30為一芯片組，包括電容式傳感器31與控制芯片33。所述控制芯片33用于控制所述電容式傳感器31執(zhí)行感測操作。其中，所述電容式傳感器31也為一芯片。
[0266]優(yōu)選地，所述電容式傳感裝置30如為前述所述各實(shí)施方式的電容式傳感裝置1、2等，所述電容式傳感裝置1、2的控制電路11、21分別集成在控制芯片中，例如，所述控制芯片33為前述控制芯片15。然，所述電容式傳感裝置30也可為其它合適類型的電容式傳感駐習(xí)
目.0
[0267]所述電源管理芯片35用于為所述電容式傳感器31提供第一電源電壓，為所述控制芯片33提供第二電源電壓，其中，第一電源電壓不同于第二電源電壓。
[0268]由于電容式傳感裝置30的電容式傳感器31與控制芯片33為兩顆芯片，相應(yīng)地，電源管理芯片35可提供不同的電源電壓給所述電容式傳感器31和控制芯片33，從而能夠提尚廣品設(shè)計(jì)的靈活性。
[0269]優(yōu)選地，所述第一電源電壓高于第二電源電壓。
[0270]當(dāng)所述第一電源電壓高于第二電源電壓時(shí)，電容式傳感器31的信噪比(SNR)變高，從而有利于提供較強(qiáng)的感測信號給控制芯片33，提高感測精度。另外，電容式傳感器31較控制芯片33的面積大，因此，通過提高給電容式傳感器31的電源電壓，從而可以采用與控制芯片33不同的制造工藝制造電容式傳感器31，降低電容式傳感器31的生產(chǎn)成本。如，電容式傳感器31與控制芯片33均可以采用硅晶圓襯底上形成集成電路的工藝來制作，然，控制芯片33采用較電容式傳感器31較高級的工藝來制作，如，控制芯片33中的集成電路的最小特征線寬為0.13nm(納米)，相對地，電容式傳感器31中的集成電路的最小特征線寬為 0.35nm。
[0271]優(yōu)選地，所述電容式傳感器31是采用于絕緣基板上形成包括有薄膜晶體管的集成電路的工藝制成，所述控制芯片33是采用于半導(dǎo)體基板上形成包括有互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管的集成電路的工藝制成。進(jìn)一步地，所述薄膜晶體管優(yōu)選為低溫多晶硅薄膜晶體管。所述控制芯片33優(yōu)選通過玻璃上芯片(COG)的方式壓合在電容式傳感器31的絕緣基板上。所述電容式傳感器31的絕緣基板如為玻璃基板、塑料基板、或陶瓷基板等。所述半導(dǎo)體基板如為硅基板等。
[0272]具體地，所述電容式傳感器31包括第一電源輸入端311和接地端312。所述控制芯片33包括第二電源輸入端331和接地端333。所述電源管理芯片35包括第一電源輸出端351、第二電源輸出端353、調(diào)制端355、和接地端357。其中，所