脈搏波傳感器和可穿戴電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,尤其涉及一種脈搏波傳感器和可穿戴電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息設(shè)備越來越輕薄化,并且信息設(shè)備的技術(shù)方向越來越傾向于運用在人體健康方面。由此引發(fā)了可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展,比如智能手表、智能手環(huán)和智能眼鏡等。其中,利用光學(xué)方式設(shè)備來測量人體動脈和靜脈血液信息,是一種方便快捷且無創(chuàng)的人體健康信息跟蹤方式,比如通過測量靜脈血管(末梢)中光吸收率來測量人體血糖信息,通過測量動脈血管(末梢)中光吸收率測量人體血氧信息,通過測量人體動脈血管(末梢)血液的涌動時對光吸收率改變來測量人體脈搏波等。其中通過脈搏波的測試,可以實現(xiàn)人體心率測量,最新的研究也表明,通過脈搏波測試,還可以實現(xiàn)人體血壓的測量。
[0003]圖1和圖2示出了現(xiàn)有脈搏波測試模組的結(jié)構(gòu)示意圖,圖1是脈搏波測試模組去除保護(hù)蓋板后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)沿AA’點劃線剖切得到的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,并且圖2中重新顯示了保護(hù)蓋板。
[0004]現(xiàn)有脈搏波測試模組包括基板10、光學(xué)傳感器11、隔離層12、光源13、密封圈14和保護(hù)蓋板15。如圖2所示,光學(xué)傳感器11和光源13位于基板10上,而隔離層12和密封圈14不僅位于基板10上,而且位于保護(hù)蓋板15下方,即隔離層12和密封圈14位于基板10和保護(hù)蓋板15之間。結(jié)合圖1和圖2,隔離層12包圍在光學(xué)傳感器11周邊,并且隔離層12不透光,以將光學(xué)傳感器11和光源13隔開,從而防止光源13的光直接照射到光學(xué)傳感器11。而密封圈14將光學(xué)傳感器11、隔離層12和光源13等全部包圍起來,以將它們?nèi)棵芊庠诨?0和保護(hù)蓋板15之間。
[0005]在測量脈搏波時,人體的某個部位,例如手指16,(也可以是手臂等)緊貼保護(hù)蓋板15上。光源13出射光線131透過保護(hù)蓋板15后,照射進(jìn)入手指16,并經(jīng)過反射、散射和折射,有一部分光(即反射光線132)反射回來,重新透過保護(hù)蓋板15,并進(jìn)入光學(xué)傳感器11,這部分反射光線132被光學(xué)傳感器11吸收,并發(fā)生光電轉(zhuǎn)化,再通過模數(shù)轉(zhuǎn)化(ADC)形成數(shù)字信號?;?0有與系統(tǒng)板連接的引腳或引線(圖1和圖2中未畫出),通過此引腳或引線實現(xiàn)數(shù)字信號的傳輸和模組的供電。人體血液在血管中隨著心跳而發(fā)生涌動,涌動時,血管中的血液量會變化,所以,手指16對光的吸收、反射、散射、折射就會有變化,進(jìn)而使返回光132的強(qiáng)度發(fā)生變化,由此,就可以利用光學(xué)傳感器11得到的數(shù)字信號得出脈搏波的信號。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型解決的問題是提供一種脈搏波傳感器和可穿戴電子設(shè)備,以降低脈搏波傳感器成本和可穿戴電子設(shè)備成本,簡化脈搏波傳感器的結(jié)構(gòu)和可穿戴電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0007]為解決上述問題,本實用新型提供一種脈搏波傳感器,包括:
[0008]光源;
[0009]光學(xué)傳感器,所述光學(xué)傳感器位于所述光源上方,所述光學(xué)傳感器具有保護(hù)基板,所述保護(hù)基板上表面用于接觸人體的感測部位,所述保護(hù)基板下表面具有多個感光單元,所述感光單元具有透光區(qū)域和非透光區(qū)域,所述光源發(fā)出的光線能夠從所述透光區(qū)域透過所述光學(xué)傳感器。
[0010]可選的,所述感光單元包括光電二極管,所述光電二極管位于所述非透光區(qū)域。
[0011]可選的,所述脈搏波傳感器還包括位于所述光電二極管下方的第一電極層和位于所述光電二極管上方的第二電極層;所述第一電極層的材料為非透光導(dǎo)電材料,所述第二電極層的材料為透光導(dǎo)電材料;所述非透光區(qū)域包括所述第一電極層所在區(qū)域。
[0012]可選的,所述感光單元包括光電薄膜晶體管。
[0013]可選的,所述光電薄膜晶體管的溝道層位于柵極層上方;所述柵極層的材料為非透光導(dǎo)電材料;所述非透光區(qū)域包括所述柵極層所在區(qū)域。
[0014]可選的,所述光電薄膜晶體管的溝道層位于柵極層下方,所述溝道層下方還具有遮光層,所述非透光區(qū)域包括所述遮光層所在區(qū)域。
[0015]可選的,所述脈搏波傳感器還包括柔性電路板,所述柔性電路板綁定在所述保護(hù)基板內(nèi)表面的外圍連接區(qū)。
[0016]可選的,所述脈搏波傳感器還包括導(dǎo)光板,所述光源內(nèi)嵌在所述導(dǎo)光板中,所述光學(xué)傳感器位于所述導(dǎo)光板上方。
[0017]可選的,所述脈搏波傳感器還包括密封部件,所述密封部件將彎折至所述導(dǎo)光板下方的所述柔性電路板與所述保護(hù)蓋板之間密封成一個容置空間,所述光源、所述感光單元和所述導(dǎo)光板位于所述容置空間內(nèi)。
[0018]可選的,所述脈搏波傳感器還包括加強(qiáng)基板,所述加強(qiáng)基板與彎折至所述導(dǎo)光板下方的所述柔性電路板固定在一起。
[0019]可選的,所述脈搏波傳感器還包括傳感器芯片,所述傳感器芯片固定在所述柔性電路板表面。
[0020]可選的,所述脈搏波傳感器還包括導(dǎo)光板、密封部件和印刷電路板,所述光源內(nèi)嵌在所述導(dǎo)光板中,所述光學(xué)傳感器位于所述導(dǎo)光板上方,所述密封部件在所述保護(hù)蓋板與所述印刷電路板之間密封成一個容置空間,所述光源、所述感光單元和所述導(dǎo)光板位于所述容置空間內(nèi)。
[0021]可選的,所述印刷電路板與所述保護(hù)基板內(nèi)表面的外圍連接區(qū)之間具有引線鍵合結(jié)構(gòu),所述外圍連接區(qū)上具有膠層,所述膠層包覆所述引線鍵合采用的引線。
[0022]可選的,所述脈搏波傳感器還包括傳感器芯片,所述傳感器芯片固定在所述印刷電路板表面。
[0023]為解決上述問題,本實用新型還提供了一種可穿戴電子設(shè)備,包括如上所述的脈搏波傳感器。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0025]本實用新型的技術(shù)方案中,脈搏波傳感器包括光源和光學(xué)傳感器,所述光學(xué)傳感器位于所述光源上方,所述光學(xué)傳感器具有保護(hù)基板,所述保護(hù)基板上表面用于接觸人體的感測部位,所述保護(hù)基板下表面具有多個感光單元,所述感光單元具有透光區(qū)域和非透光區(qū)域,所述光源發(fā)出的光線能夠從所述透光區(qū)域透過所述光學(xué)傳感器。由于所述感光單元具有透光區(qū)域和非透光區(qū)域,因此可以將光源置于光學(xué)傳感器底部,使得這個模組結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,厚度減小,并且可靠性好,同時成本降低,適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。
[0026]進(jìn)一步,直接在光學(xué)傳感器下方直接設(shè)置光源,并且通過直接利用柔性電路板和保護(hù)基板直接密封在一起,從而進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu),減小脈搏波傳感器厚度,降低脈搏波傳感器成本。
[0027]進(jìn)一步,直接在光學(xué)傳感器下方直接設(shè)置光源,并且通過直接利用金屬導(dǎo)線、印刷電路板和保護(hù)基板直接密封在一起,從而進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu),減小脈搏波傳感器厚度,降低脈搏波傳感器成本。
【附圖說明】
[0028]圖1是現(xiàn)有脈搏波測試模組去除保護(hù)蓋板后的俯視示意圖;
[0029]圖2是圖1所示脈搏波測試模組沿AA’點劃線剖切得到的剖面示意圖;
[0030]圖3是本實用新型實施例提供的脈搏波傳感器示意圖;
[0031 ]圖4是本實用新型另一實施例提供的脈搏波傳感器俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
[0032]圖5是圖4所示結(jié)構(gòu)沿BB’點劃線剖切得到的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0033]圖6為圖4所示脈搏波傳感器中光學(xué)傳感器的電性原理圖;
[0034]圖7為圖6所示原理圖對應(yīng)器件結(jié)構(gòu)的俯視圖;
[0035]圖8為圖7所示結(jié)構(gòu)沿CC’點劃線剖切得到的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0036]圖9是本實用新型另一實施例提供的脈搏波傳感器俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
[0037]圖10是圖9所示結(jié)構(gòu)沿DD’點劃線剖切得到的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0038]圖11為圖9所示脈搏波傳感器中光學(xué)傳感器的電性原理圖;
[0039]圖12為圖11所示原理圖對應(yīng)器件結(jié)構(gòu)的俯視圖;
[0040]圖13為圖12所示結(jié)構(gòu)沿EE’點劃線剖切得到的一種剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0041]圖14為圖12所示結(jié)構(gòu)沿EE’點劃線剖切得到的另一種剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
【具體實施方式】
[0042]正如【背景技術(shù)】所述,現(xiàn)有技術(shù)中,脈搏波測試模組需要隔離層12等結(jié)構(gòu),并且,由于光學(xué)傳感器11和光源13之間被隔離層12隔開,為了保證光源的反射光線132能夠被光學(xué)傳感器11接收,需要保證光源13、手指16和光學(xué)傳感器11三者形成的夾角較小,因此要求手指16到光學(xué)傳感器11的距離較大,造成整個結(jié)構(gòu)厚度較大。同時,現(xiàn)有光學(xué)傳感器11通常采用CMOS工藝在硅晶圓上制作而成?;?0由印刷電路板(PCB)或者柔性印刷電路板(FPC