本申請要求于2015年8月28日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/211,632的優(yōu)先權(quán)，通過其整體的參考將其全部內(nèi)容并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開普遍涉及電容性傳感器以及，更具體地，涉及利用互電容感測原理的指紋傳感器陣列。

背景技術(shù)：

包括接近傳感器裝置（通常也稱為觸摸墊或者觸摸傳感器裝置）的輸入裝置被廣泛應(yīng)用于多種電子系統(tǒng)中。輸入裝置也包括指紋傳感器和其他生物計(jì)量傳感器裝置。傳感器裝置典型地包括感測區(qū)，其通常由表面區(qū)分，在其中傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置、運(yùn)動、和/或特征。傳感器裝置可用于為電子系統(tǒng)提供接口。例如，傳感器裝置經(jīng)常作為輸入裝置（諸如集成在或外設(shè)于筆記本或桌上型電腦的不透明觸摸墊和指紋傳感器）用于較大計(jì)算系統(tǒng)中。傳感器裝置也經(jīng)常用于較小計(jì)算系統(tǒng)（諸如集成在蜂窩電話中的觸摸屏）中。

為檢測輸入對象，許多傳感器裝置利用電容性感測原理。電容性傳感器，包括基于跨電容的那些，提供多種相對其他感測技術(shù)的優(yōu)勢。然而，電容性地感測指紋特征和其他精細(xì)特征是項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。盡管現(xiàn)存的傳感器能夠提供足夠的性能，但它們經(jīng)常受到低信號質(zhì)量的困擾。改進(jìn)信號質(zhì)量能提供多個好處，諸如更精確的生物計(jì)量匹配以及在將傳感器集成在多種應(yīng)用（例如，在電容性傳感器之上具有更厚的覆蓋層的那些）中的提高的靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個實(shí)施例提供一種電容性傳感器，包括：包括在第一層中的多個傳感器電極行，包括在第二層中的多個傳感器電極列，其中多個傳感器電極列與多個傳感器電極行正交排列，以形成二維感測陣列；以及包括在布置于第一層與第二層之間的第三層中的多個導(dǎo)電元件，其中，對于多個導(dǎo)電元件中的每個導(dǎo)電元件，導(dǎo)電元件的第一端電連接至多個傳感器電極行中的一傳感器電極，而導(dǎo)電元件的第二端電容性地耦合至多個傳感器電極列中的一傳感器電極，以形成二維感測陣列的一跨電容性感測像素。

另一個實(shí)施例提供一種制作電容性傳感器的方法。該方法包括：在第一絕緣層上形成第一導(dǎo)電層，其中第一導(dǎo)電層包括多個傳感器電極行；在第一導(dǎo)電層上方形成第二絕緣層；在第二絕緣層上方形成第二導(dǎo)電層，其中第二導(dǎo)電層包括多個傳感器電極列，并且多個傳感器電極列與多個傳感器電極行正交排列，以形成二維感測陣列；以及，在位于第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間的第二絕緣層中形成多個導(dǎo)電通孔，其中對于多個導(dǎo)電通孔中的每個導(dǎo)電通孔，導(dǎo)電通孔的第一端電連接至多個傳感器電極行中的一傳感器電極，而導(dǎo)電通孔的第二端電容性地耦合至多個傳感器電極列中的一傳感器電極，以形成二維感測陣列的一跨電容性感測像素。

又一個實(shí)施例提供一種電容性傳感器，包括：包括多個發(fā)射器電極行的第一層；布置于第一層之上的第二層，其包括多個接收器電極列，其中多個發(fā)射器電極列與多個接收器電極行重疊，以形成具有配置成捕獲輸入的特征的分辨率的二維感測陣列；位于第一層至第二層之間的多個導(dǎo)電通孔，多個導(dǎo)電通孔包括布置于二維感測陣列的一感測像素處的一導(dǎo)電通孔，其中該導(dǎo)電通孔具有電容性地耦合至多個接收器電極列中的一接收器電極的第一端，以及電連接多個發(fā)射器電極行中的一發(fā)射器電極的第二端；布置于第二層上方的覆蓋層，其中覆蓋層包括形成用于輸入的輸入表面的頂面，以及將頂面與導(dǎo)電通孔及第二層分離的絕緣體；連接至發(fā)射器電極的驅(qū)動器電路，其中驅(qū)動器電路配置成將發(fā)射器信號驅(qū)動至發(fā)射器電極上；以及，連接至接收器電極的接收器電路，其中接收器電路配置成處理對應(yīng)于發(fā)射器信號的所產(chǎn)生信號，其中所產(chǎn)生信號基于覆蓋層的頂面處的輸入的存在而變化。

附圖說明

包含在說明書中且構(gòu)成其部分的附圖，示出了本公開的數(shù)個方面并且，連同詳細(xì)描述一起，用于解釋本公開的原理。

圖1是依照本公開的實(shí)施例的、包括輸入裝置和處理系統(tǒng)的、系統(tǒng)的示例的框圖。

圖2A是依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器的示意圖。

圖2B示出依照本公開的一個實(shí)施例的、包括覆蓋層的電容性傳感器的剖面圖。

圖2C示出依照本公開的一個實(shí)施例的、電容性傳感器的電場線。

圖3描繪依照本公開的實(shí)施例的、用于傳感器電極的示例菱形圖案。

圖4A – 4D描繪依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器架構(gòu)。

圖5描繪依照本公開的實(shí)施例的、具有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電容性傳感器架構(gòu)。

圖6 – 7描繪依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器的各種備選實(shí)現(xiàn)。

圖8描繪依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器的另一種備選實(shí)現(xiàn)。

圖9A – 9C描繪依照本公開的一些實(shí)施例的、具有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電容性傳感器。

圖10是依照本公開的實(shí)施例的、用于制作電容性傳感器的方法1000的方法步驟的流程圖。

盡管本公開連同某些優(yōu)選實(shí)施例一起描述，不存在將其限定于那些實(shí)施例的意圖。相反地，意圖是涵蓋包括在由所附權(quán)利要求所定義的、本公開的精髓和范圍內(nèi)的、所有備選、修改和等同方式。

具體實(shí)施方式

下列詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不意圖限制本公開或本公開的應(yīng)用以及使用。此外，不存在由之前技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、簡要說明、或以下詳細(xì)描述中提出的任何已表達(dá)或暗示的理論所約束的意圖。

本公開的各種實(shí)施例提供促進(jìn)改良的可用性的輸入裝置及方法。在一些電容性傳感器構(gòu)建中，將接收器電極層堆疊在發(fā)射器電極層之上（或下方），在其之間采用絕緣層。當(dāng)輸入，諸如手指，提供給電容性傳感器時，檢測到發(fā)射器電極層與接收器電極層之間的電磁場的變化。然而，由于發(fā)射器電極和接收器電極在不同層，系統(tǒng)可能受到低圖像質(zhì)量的困擾，因?yàn)榇嬖谳斎肱c缺少輸入之間的電磁場差異可能很小。

本公開的實(shí)施例通過將發(fā)射器電極提升到與接收器電極相同的水平，改進(jìn)此類電容性傳感器的圖像質(zhì)量。同樣地，指紋觸摸位置與其中電磁場是最強(qiáng)的場合中的發(fā)射器電極-接收器電極電磁場平行。所產(chǎn)生的電磁場檢測相對于傳統(tǒng)方法得以改進(jìn)。本公開的實(shí)施例通過提升信號強(qiáng)度水平來解決信號對噪聲虛弱問題。強(qiáng)的信號強(qiáng)度提供更高分辨率的指紋圖像，從而圖像質(zhì)量得以極大地改進(jìn)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是依照本公開的實(shí)施例的、包括諸如傳感器102的輸入裝置和處理系統(tǒng)104的、電子系統(tǒng)或裝置100的框圖。正如此文檔中使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”（或“電子裝置”）廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有尺寸和形狀的個人計(jì)算機(jī)，諸如桌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板、網(wǎng)頁瀏覽器、電子書籍閱讀器，和個人數(shù)字助手（PDA）。另外的示例電子裝置包括復(fù)合輸入裝置，諸如物理鍵盤和獨(dú)立的操縱桿或按鍵開關(guān)。進(jìn)一步的示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置（包括遠(yuǎn)程控制和鼠標(biāo)），和數(shù)據(jù)輸出裝置（包括顯示屏和打印機(jī)）的外圍設(shè)備。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭，和視頻游戲機(jī)（例如，視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置等）。其他示例包括通信裝置（包括蜂窩電話，諸如智能電話），和媒體裝置（包括錄制器、編輯器、和諸如電視的播放器、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī)）。另外，電子裝置100可以是傳感器102的主機(jī)或從機(jī)。

傳感器102能夠被實(shí)現(xiàn)為電子裝置100的物理部件，或者能與該電子裝置100物理地分離。適當(dāng)情況下，傳感器102能使用下列方式的任一個或多個與電子裝置100的部件通信：總線、網(wǎng)絡(luò)，和其他有線或無線互連。示例包括I²C、SPI、PS/2、通用串行總線（USB）、藍(lán)牙、RF和IRDA。

裝置100可以利用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測感測區(qū)中的用戶輸入。裝置100包括一個或多個用于檢測用戶輸入的感測元件。例如，裝置100可使用電容性技術(shù)，在其中施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入對象導(dǎo)致電場的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化而被檢測。

一種示例性電容性技術(shù)利用基于在傳感器電極之間的電容性耦合的變化的“互電容”（或“跨電容”）感測方法。在各種實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極之間的電場，從而改變量得的電容性耦合。在一個實(shí)現(xiàn)中，互電容感測方法通過檢測在一個或多個發(fā)射器傳感器電極（也是“發(fā)射器電極”或“Tx電極”）與一個或多個接收器傳感器電極（也是“接收器電極”或“Rx電極”）之間的電容性耦合，來進(jìn)行操作。發(fā)射器傳感器電極可相對于參考電壓來調(diào)制以傳送發(fā)射器信號。參考電壓可以是各種實(shí)施例中大體上恒定的電壓，或者參考電壓可以是系統(tǒng)地。發(fā)射器電極相對于接收器電極來調(diào)制以傳送發(fā)射器信號，以及促進(jìn)所產(chǎn)生信號的接收。所產(chǎn)生信號可包括對應(yīng)于一個或多個發(fā)射器信號，和/或?qū)?yīng)于一個或多個環(huán)境干擾源（例如，其他電磁信號）的效應(yīng)。

應(yīng)領(lǐng)會，本公開的實(shí)施例也可用于利用“自電容”技術(shù)的環(huán)境?！白噪娙荨保ɑ颉敖^對電容”）感測方法是基于在傳感器電極和輸入對象之間的電容性耦合的變化。在各種實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極附近的電場，從而改變量得的電容性耦合。在一個實(shí)現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對于參考電壓（例如，系統(tǒng)地）調(diào)制傳感器電極，以及通過檢測傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合，來進(jìn)行操作。在另一個實(shí)現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過調(diào)制驅(qū)動環(huán)、或者與輸入對象歐姆地或電容性地耦合的其他導(dǎo)電元件，以及通過檢測傳感器電極與輸入對象之間的所產(chǎn)生電容性耦合，來進(jìn)行操作。參考電壓可以是大體上恒定的電壓或是變化的電壓，并且在各種實(shí)施例中，參考電壓可以是系統(tǒng)地。

在某些實(shí)施例中，傳感器102是生物計(jì)量傳感器，其利用一個或多個各種電子感測技術(shù)來捕獲諸如用戶的指紋、掌印、手印、或者甚至血管圖案的生物計(jì)量圖案的圖像。在某些實(shí)施例中，生物計(jì)量傳感器是電容性指紋傳感器，其利用處于第二模式的、傳感器電極之間的互電容感測技術(shù)來檢測在感測區(qū)域中的手指或其他生物計(jì)量對象的存在。在指紋傳感器實(shí)施例中，例如，當(dāng)檢測到手指時，指紋傳感器可以使用互電容或自電容感測技術(shù)，利用處于第一模式的、傳感器電極的全陣列來捕獲感測區(qū)域中的指紋的圖像。作為示例，用于在第二模式下檢測手指的存在的傳感器電極可以是獨(dú)立存在感測電極，或者它們可以是用于捕獲指紋圖像的電極的所選子集。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1中的處理系統(tǒng)104，在捕獲和存儲用戶指紋圖像期間所使用的電子裝置100的基本功能組件被示出。處理系統(tǒng)104包括處理器106、內(nèi)存108、模板存儲器110、操作系統(tǒng)（OS）112、和電源114。處理器106、內(nèi)存108、模板存儲器110、操作系統(tǒng)112和電源114中的每一個物理地、通信地、和/或操作性地經(jīng)互連以用于組件間通信。

如所示，處理器106配置成實(shí)現(xiàn)功能性，和/或處理用于在電子裝置100和處理系統(tǒng)104內(nèi)的執(zhí)行的指令。例如，處理器106執(zhí)行儲存在內(nèi)存108中的指令，或者儲存在模板存儲器110上的指令。內(nèi)存108，其可以是非暫時性的、計(jì)算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)，配置成在操作期間儲存電子裝置100內(nèi)的信息。在一些實(shí)施例中，內(nèi)存108包括臨時內(nèi)存，一種適用于在電子裝置100關(guān)閉時不被維持的信息的區(qū)域。此類臨時內(nèi)存的示例包括，諸如隨機(jī)存取存儲器RAM、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器（DRAM）及靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM）之類的非永久性存儲器。內(nèi)存108也維持程序指令，以供由處理器106執(zhí)行。

模板存儲器110包括一個或多個非暫時性的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。模板存儲器110通常配置成為用戶的指紋存儲指紋圖像的登記視圖。模板存儲器110可進(jìn)一步配置用于信息的長期儲存。在一些示例中，模板存儲器110包括非易失性存儲元件。非易失性存儲元件的非限制示例包括磁性硬盤、光盤、軟盤、閃存、或者電可編程存儲器（EPROM）或電可擦除及可編程存儲器（EEPROM）的形式。

處理系統(tǒng)104也主持操作系統(tǒng)112。操作系統(tǒng)112控制處理系統(tǒng)104的組件的操作。例如，操作系統(tǒng)112促進(jìn)處理器106、內(nèi)存108與模板存儲器110之間的交互。

處理系統(tǒng)104包括一個或多個電源114，以向電子裝置100提供電力。電源114的非限制性示例包括單次使用電源、可再充電電源、和/或從鎳-鎘、鋰-離子或其他合適的材料所研發(fā)的電源。

取決于它們的操作原理，指紋傳感器有時候被稱為滑動(swipe)傳感器或置位(placement)傳感器。典型地，滑動傳感器通過當(dāng)用戶在感測區(qū)域上滑動或者以其他方式移動其手指時捕獲一系列指紋的掃描，來捕獲比感測區(qū)域更大的圖像。處理系統(tǒng)隨后將掃描重建成一個更大的圖像。由于圖像是由一系列的掃描重建而來，這允許感測陣列被制作得較小，諸如小的二維陣列或甚至與單個線狀陣列一樣小，而仍可捕獲一系列能夠被重建成較大面積圖像的掃描。置位傳感器通常通過在手指被放置或以其他方式保持在感測區(qū)域之上時捕獲指紋的掃描，來捕獲對應(yīng)于感測區(qū)域的尺寸的圖像。通常，置位傳感器包括一個二維傳感器陣列，其能夠在單次掃描中就捕獲足夠面積的指紋，從而允許指紋圖像被捕獲到、而不需要用戶必須在圖像捕獲過程期間移動手指。

圖2A是依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器的示意圖。如所示，傳感器102配置為包括形成像素的二維陣列的多個電極200的電容性傳感器。在圖2A的傳感器102中，多個接收器電極行202與多個發(fā)射器電極列204重疊，以形成基于在每個重疊位置的電容性耦合的像素。在一種實(shí)現(xiàn)中，接收器電極202和發(fā)射器電極204在同一襯底上形成。在另一種實(shí)現(xiàn)中，它們在不同的襯底上形成。在任一種情況下，絕緣體可以在每個重疊位置分隔發(fā)射器電極集合204和接收器電極集合202，以及集合中的一個可能更接近手指或其它對象被放置的感測區(qū)域。在一種實(shí)現(xiàn)中，接收器電極202更靠近電容性傳感器102的感測區(qū)域來布置。

在圖2A中所示的實(shí)施例中，發(fā)射器電極204和接收器電極202被分別描繪為條和帶的集合。發(fā)射器電極204各自彼此平行地延伸，并且接收器電極202也按與發(fā)射器電極不同的方向彼此平行地延伸，以形成像素的二維陣列。在圖示的實(shí)施例中，發(fā)射器電極204和接收器電極202彼此正交延伸。發(fā)射器電極204和接收器電極202可以形成，例如，在單獨(dú)的相應(yīng)襯底上、或同一襯底的相對側(cè)，并且在任一種情況下，襯底材料可以分隔發(fā)射器電極204和接收器電極202，以在每個重疊位置形成它們之間的電容性間隙。

圖2B示出了依照本公開的實(shí)施例的、包括一個覆蓋層206的電容性傳感器的剖面圖。覆蓋層206保護(hù)感測電路，并且也能夠使傳感器電極歐姆地絕緣以免與輸入對象140，諸如手指，相接觸。不幸的是，在發(fā)射器電極204和接收器電極202之間的間隔距離，以及來自覆蓋層206的附加間隔，使得從輸入對象140捕獲高質(zhì)量信號變得困難，因?yàn)橐粋€相對較弱的電場延伸到覆蓋層206上面的感測區(qū)中。如圖2B-2C所示，輸入對象140的存在，在本示例中，手指和手指的更具體的指紋特征（諸如脊和谷），與電場線208交互并改變在接收器電極（Rx）所觀察到的電容性耦合（見在圖2C中針對感測像素的子集所示的示例電場線208）。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，信號可以通過使發(fā)射器電極（Tx）和接收器電極（Rx）處于同一平面中或以其他方式使它們更靠近在一起而得以改進(jìn)，因?yàn)檫@改進(jìn)延伸到感測區(qū)域中的電場。一個可能的解決方案是為傳感器電極使用一個菱形圖案。在圖3中描繪一個示例菱形圖案。

在圖3所示的實(shí)施例中，發(fā)射器電極304和接收器電極302被描繪為形成一個菱形傳感器圖案。在此實(shí)施例中，多個接收器電極行與多個發(fā)射器電極列重疊。具體來說，發(fā)射器電極304的每個都由互連菱形的集合組成，并且發(fā)射器電極的每個彼此平行地延伸。類似地，接收器電極302的每個由互連菱形的集合組成，并且接收器電極的每個與發(fā)射器電極正交而彼此平行地延伸。在所示的實(shí)施例中，接收器電極沿著每個電極的長度在更窄的部分與發(fā)射器電極重疊。圖3的菱形傳感器圖案可按多種方式形成。例如，接收器電極和發(fā)射器電極可以形成在同一層中，在絕緣襯底的同一側(cè)上。少量的絕緣體可以在發(fā)射器電極304的更窄部分上使用，以使得每個接收器電極的菱形能夠與發(fā)射器電極上方的導(dǎo)電材料互連，而無需在接收器電極和發(fā)射器電極之間創(chuàng)建歐姆接觸。菱形圖案也可以采用其中接收器電極和發(fā)射器電極位于單獨(dú)襯底上、或者位于同一襯底的相對側(cè)上的方式，來形成，如上所述。

應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本文所述原理的情況下，其他的傳感器陣列圖案都是有可能的。例如，在不背離本文所述的某些原理的情況下，除了菱形圖案、條和帶之外的其他電極形狀都是可能的。類似地，在不背離本文所述的某些原理的情況下，除了正交的行和列之外的其他電極定向也是可能的。同時應(yīng)當(dāng)理解的是，發(fā)射器信號可以被驅(qū)動到發(fā)射器電極304的每個上并且所產(chǎn)生信號可以使用多種調(diào)制方案而在接收器電極302的每個上被檢測，以便捕獲感測區(qū)域的圖像。在一種實(shí)現(xiàn)中，發(fā)射器信號一個接一個地按順序、每次一個地被驅(qū)動到發(fā)射器電極304的每個上。在另一種實(shí)現(xiàn)中，發(fā)射器信號同時被驅(qū)動到多個發(fā)射器電極上，和/或所產(chǎn)生信號使用碼分復(fù)用（CDM）或時分復(fù)用（TDM）感測方案同時在接收器電極的每個上被檢測。

現(xiàn)在來看圖4A-4D，其中根據(jù)本公開的一個實(shí)施例描繪一種電容性傳感器架構(gòu)。圖4A描繪了一個平面圖，圖4B描繪了沿著圖4A中所示虛線403的剖面圖，圖4C描繪了一個側(cè)面透視圖，圖4D描繪了從上述架構(gòu)產(chǎn)生的示例性電場線。圖4A-4D中的電容性傳感器架構(gòu)描述了形成感測像素的二維陣列的一個互電容傳感器，其中感測像素的二維陣列由多個發(fā)射器（Tx）電極404的行和多個接收器（Rx）電極402的列之間的電容性耦合來形成。發(fā)射器電極404和接收器電極402由絕緣體分隔開，以在每個感測像素位置形成對應(yīng)于發(fā)射器電極404與接收器電極402之間的有效電容器的感測像素。輸入對象140的存在，在本示例中，手指或手指的更具體指紋特征（諸如脊和谷），與電場線交互并改變在接收器電極402上所觀察到的電容性耦合（見在圖4D中針對感測像素的子集所示的示例電場線）。

圖4A-4D的實(shí)施例包括導(dǎo)電元件或結(jié)構(gòu)410（在圖4A-4D中的實(shí)施例中示出為導(dǎo)電矩形“柱”），其在每個接收器電極402位置連接到發(fā)射器電極404以使發(fā)射器電極404處于或接近與接收器電極402相同的水平。如圖4D所示，手指接觸位置可以平行于其中EM場是最強(qiáng)的場合中的接收器電極-發(fā)射器電極電磁（EM）場。作為結(jié)果，圖像質(zhì)量可以大幅改進(jìn)。這也可以提供一個方式，來使用比其他備選方法更低成本的材料和/或制造工藝使發(fā)射器電極404和接收器電極402更靠近彼此或更靠近同一水平。

圖5描繪了根據(jù)本公開的實(shí)施例的、一個帶有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)510的電容性傳感器架構(gòu)。在圖5中的電容性傳感器架構(gòu)描繪了形成感測像素的二維陣列的一個互電容傳感器，其中感測像素的二維陣列由多個發(fā)射器（Tx）電極504的行與多個接收器（Rx）電極502的列之間的電容性耦合來形成。如圖4A的實(shí)施例中所示，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)410可以是延伸發(fā)射器電極404的寬度的導(dǎo)電矩形柱。在另一個實(shí)施例中，如圖5所示，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)510可包括通孔506和板508。通孔506沒有延伸與其電連接的、給定發(fā)射器電極510的寬度。在一個實(shí)施例中，每個板508包括一金屬墊，其電連接在單個通孔506的頂部且可能具有矩形形狀。在一些實(shí)施例中，板508可能與接收器（Rx）電極502處于同一平面（參見，例如，下圖9A-9B）。在圖5所示實(shí)施例中，通孔506為圓形，但是其他形狀也在本公開范圍之內(nèi)。板508的其他形狀也在本公開范圍之內(nèi)。而且，板508在一些實(shí)施例中是可選的并且不要求作為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的部分（例如，如下圖9C所示）。

圖6-7描繪了依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器的各種備選實(shí)現(xiàn)。在圖6-7所描繪的實(shí)施例中，來自第二金屬層的各個發(fā)射器電極使用在第一接收器電極層上的板以及對應(yīng)的通孔被連接。在圖6-7所示的實(shí)施例中，板包括電連接通孔的金屬跡線，其中這些通孔被連接到不同的電極。在圖6所示的示例中，兩個電極602、604經(jīng)由金屬跡線606來連接。在圖7所示的示例中，三個電極710，712，714經(jīng)由金屬跡線708來連接。

圖8描繪了依照本公開的實(shí)施例的、電容性傳感器的另一備選實(shí)現(xiàn)。在圖8的實(shí)施例中，描繪一個指紋封裝，其包括指紋控制器820，以及多層襯底，多層襯底包括多個導(dǎo)電層和導(dǎo)電布線（以黑色示出）。在本示例中，第一金屬層包括多個接收器電極（Rx）802的列，而第二金屬層包括多個發(fā)射器電極（Tx）804的行。第一層還包括通孔810，其將第一金屬層連接到第二金屬層，以使發(fā)射器電極804與接收器電極平面相水平。同時還存在一個或多個附加金屬層，用以布線、屏蔽、或到控制器820的其他連接。在一個實(shí)施例中，指紋控制器820包括形成在半導(dǎo)體模具(die)中的集成電路（IC）。多種不同的襯底類型和材料可能被使用。在一個實(shí)施例中，襯底是一個多層印刷電路板（PCB）。在一個實(shí)施例中，覆蓋層806包括顯示器的鏡頭蓋或玻璃蓋。通孔810和用以布線的附加金屬層可以形成在傳感器襯底中來改善信號，而無需通孔810和附加金屬層形成在覆蓋層806中或貫穿其從而影響到玻璃的結(jié)構(gòu)完整。

圖9A-9B描繪了依照本公開的實(shí)施例的、具有包括通孔911和板912的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)910的電容性傳感器。如所示，發(fā)射器電極904形成在絕緣層900之上的層中，其可以是襯底中多個介入層中的一層（參見，例如，圖8）。之后絕緣層908形成在發(fā)射器電極904的層之上。通孔911在絕緣層908中形成。之后接收器電極902形成在絕緣層908之上的層中。另外，板912形成在與接收器電極902相同的層中，其中板912被電連接到通孔911以形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)910。在圖9A-9B所示實(shí)施例中，板912包括金屬墊。同樣，發(fā)射器電極904經(jīng)由在發(fā)射器電極904、通孔911和板912之間的電連接被提升到與接收器電極902相同的平面。覆蓋層906隨后可形成在接收器電極902和板912之上。

圖9C描繪了依照本公開的實(shí)施例的、具有包括通孔911的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)910的電容性傳感器。如所示，發(fā)射器電極904形成在絕緣層900之上的層中，其可以是襯底中多個介入層中的一層（參見，例如，圖8）。之后絕緣層908形成在發(fā)射器電極904的層之上。通孔911在絕緣層908中形成。之后接收器電極902形成在絕緣層908之上的層中。然而，與圖9A所示實(shí)施例相對照的是，圖9C中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)910包括通孔911，但是沒有板形成在與接收器電極902相同的層中。

圖10是依照本公開的實(shí)施例的、用于制作電容性傳感器的方法1000的方法步驟的流程圖。在步驟1002，形成第一絕緣層。在步驟1004，第一導(dǎo)電層形成于第一絕緣層上。第一導(dǎo)電層可包括多個傳感器電極行。

在步驟1006，形成在第一導(dǎo)電層上方的第二絕緣層。在步驟1008，第二導(dǎo)電層在第二絕緣層上方形成。第二導(dǎo)電層可包括多個傳感器電極列，且該多個傳感器電極列與該多個傳感器電極行正交排列以形成二維感測陣列。

在步驟1010，多個導(dǎo)電通孔形成在第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間的第二絕緣層中。對于多個導(dǎo)電通孔中的每個導(dǎo)電通孔，導(dǎo)電通孔的第一端電連接到多個傳感器電極行中的一傳感器電極，而導(dǎo)電通孔的第二端電容性地耦合到多個傳感器電極列中的一傳感器電極，以形成二維感測陣列的一跨電容性感測像素。

在一個實(shí)施例中，形成多個導(dǎo)電通孔包括在二維陣列中每個跨電容性感測像素處向第一導(dǎo)電層中的一傳感器電極鉆一直通孔以及在二維陣列中每個跨電容性感測像素處電鍍該直通孔。在另一個實(shí)施例中，形成多個導(dǎo)電通孔包括在二維陣列中每個跨電容性感測像素處從第一導(dǎo)電層中的一傳感器電極建立一通孔，并且其中形成第二絕緣層包括在二維陣列中每個跨電容性感測像素處將絕緣體填充在導(dǎo)電通孔之間。

在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層進(jìn)一步包括多個板，其中板的每個都電連接到一個導(dǎo)電通孔且電容性地耦合到多個傳感器電極列中的一傳感器電極。

在步驟1012，覆蓋層形成在第二導(dǎo)電層和多個導(dǎo)電通孔上方。放置在覆蓋層上或其附近的輸入對象，諸如手指，改變多個傳感器電極列附近的電場。

盡管上述實(shí)施例描繪了連接到發(fā)射器電極以使得它們與接收器電極相水平或更靠近的柱體，在其他實(shí)施例中可以反過來，柱體可以連接到接收器電極以使得它們與發(fā)射器電極更靠近。類似地，盡管上述實(shí)施例描繪了接收器電極布置于發(fā)射器電極上方（即，接收器電極更靠近在覆蓋層上方的感測區(qū)域），這可以反過來，使得發(fā)射器電極能夠布置在接收器電極上方。類似地，圖10描繪的工藝步驟也可以反過來。

因此，提出本文闡述的實(shí)施例和示例以便最好地解釋本公開和其特定應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并使用本公開。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，前述描述和示例僅為了例示和示例的目的而提出。所闡述的描述并不意在是窮舉性的或?qū)⒈竟_限定到所公開的精確形式。

在本文引用的所有參考，包括出版物、專利申請、和專利，通過相同程度的引用而由此合并，就像每個參考被單獨(dú)地并且明確地指示來通過引用進(jìn)行合并，并且以其整體在本文提出。

在描述本公開的上下文中（尤其在下列權(quán)利要求的上下文中）的術(shù)語“一”及“一個”及“所述”及“至少一個”以及類似對象的使用應(yīng)被解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在本文中以其他方式指出或者明顯由上下文否認(rèn) 。術(shù)語“至少一個”隨后接著一個或多個項(xiàng)目的列表的使用（例如，A和B的至少一個）應(yīng)被解釋為表示從所列出項(xiàng)目（A或B）中選出的一個項(xiàng)目或者所列出項(xiàng)目（A和B）的兩個或多個的任何組合，除非在本文中以其他方式指出或者明顯由上下文否認(rèn)。術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”以及“包含”應(yīng)被解釋為開放式(open-ended)術(shù)語（即，表示“包括，但不限于”），除非以其他方式注明。本文數(shù)值的范圍的記載僅旨在用作單獨(dú)提及落在該范圍內(nèi)的每一個單獨(dú)值的速記方法，除非在本文中以其他方式指出，并且每個單獨(dú)值被并入說明書中，就好像它在本文中單獨(dú)記載一樣。本文描述的所有方法可以以任何合適的順序執(zhí)行，除非在本文中以其他方式指出或者明顯由上下文否認(rèn)。本文提供的任何及所有實(shí)例、或者示范性語言（例如，“諸如”）的使用，僅旨在更好地闡述本公開而不對本公開的范圍施加限定，除非以其他方式聲明。在說明書中的語言不應(yīng)被解釋為指示任何未聲明的、對本公開的實(shí)踐必不可少的元素。

本文描述本公開的優(yōu)選實(shí)施例，包括用于實(shí)現(xiàn)本公開的發(fā)明人已知的最優(yōu)模式?；陂喿x上述描述，那些優(yōu)選實(shí)施例的變形對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。發(fā)明人期望本領(lǐng)域技術(shù)人員適當(dāng)?shù)厥褂眠@樣的變形，并且發(fā)明人想要本公開可以按與本文所具體描述的相不同的方式來實(shí)施。因此，這個公開包括由適用法律所允許的、在所附權(quán)利要求中記載的、該主題的所有修改和等同。此外，按其所有可能的變形的、上述元件的任何組合由本公開所包含，除非在本文中以其他方式指示或者明顯由上下文否認(rèn)。