351和開關單元353。所述轉換電路351包括運算放大器36、晶體管37、和電阻R。感測電極34連接運算放大器36的同相端，所述運算放大器36的反相端用于通過電阻R連接至地。開關單元353包括晶體管38和晶體管39，二者形成二級開關，其各自的控制端El、E2用于響應掃描信號而對應控制晶體管38、39是否導通。其中，晶體管37與晶體管38連接。所述傳感電路35產生的感測信號通過開關單元353輸出到輸出端A1。當開關單元353導通時，所述開關單元353所在的傳感單元331被激活。
[0226]需要再說明的是，本實用新型上述的各種實施方式的電容式傳感裝置優選采用自電容方式執行感測操作，然，本實用新型并非以此為限，對于上述的各種實施方式的電容式傳感裝置也可采用互電容方式執行感測操作。對于采用互電容方式執行感測操作時，所述各種實施方式的電容式傳感裝置進一步包括驅動電極，如環繞所述電容式傳感器的驅動環，所述驅動電極用于接收驅動信號，所述感測電極用于輸出感測信號。當目標物體觸摸電容式傳感裝置時，可以觸摸到驅動電極，從而將驅動信號傳輸給目標物體，進而作用于與目標物體形成電容耦合的感測電極，從而形成互電容感測。關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。
[0227]電容式傳感裝置-芯片組
[0228](一)電容式傳感裝置
[0229]目前，現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能限制，從而影響電容式傳感裝置的產能。
[0230]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。
[0231]正由于存在如上所述的技術問題，本實用新型對應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金屬氧化物半導體(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。
[0232]此處實用新型思想適用上述提及的電容式傳感裝置1與電容式傳感裝置2。下面以電容式傳感裝置1為例進行說明，當然，下面所述的技術方案同樣適用電容式傳感裝置2，然，相關內容不再贅述。
[0233]相應地，電容式傳感器13的第一至第八晶體管T1?T8均為薄膜晶體管，且優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優選通過玻璃上芯片(C0G)的方式壓合在所述絕緣基板上。
[0234]可變更地，在其它實施方式中，若采用塑料基板時，電容式傳感器13對應可采用卷對卷(roll to roll)工藝制作形成。進一步地，在其它實施方式中，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；或者，所述控制電路11集成到電子設備的其它芯片中，如電源管理芯片或顯示驅動芯片。
[0235]請參閱圖19，圖19為在一片玻璃基板上形成多個電容式傳感裝置1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個大小相等的區域，即，每個區域面積約為50平方毫米。基于TFT制造工藝，在每個區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金屬氧化物半導體晶體管、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C0G的方式壓合在玻璃基板17上，并與所述多個傳感單元131連接。其中，所述控制芯片15與所述多個傳感單元131位于玻璃基板17的同側。
[0236]切割所述玻璃基板17成16小片，從而，形成16個電容式傳感裝置1。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，對應可以形成1600個電容式傳感裝置1。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，將環氧樹脂類材料注塑入模具腔體內，對所述控制芯片15以及電容式傳感器13的集成電路進行封裝。
[0237]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1的制造成本較低，且控制芯片15的產能也可以得到相應提高。
[0238]優選地，在玻璃基板17上進一步形成導電層，所述導電層與所述多個傳感單元131位于所述玻璃基板17的相對二側。在切割所述玻璃基板17之后，每一電容式傳感裝置1的電容式傳感器13進一步包括導電層135 (見下面圖20)，所述導電層135為形成在玻璃基板17上的導電層的一部分。
[0239]所述導電層135用于與所述接地線133傳輸相同的信號。優選地，所述導電層135用于連接所述電子設備的調制地NGND，傳輸調制信號，從而，相較于所述調制信號處于接地信號，當所述調制信號處于驅動信號時，所述控制電路11傳輸給電容式傳感器13的信號的驅動強度變高，對于電容式傳感裝置1為指紋傳感裝置時，進而能夠較易感測到指紋圖像。另外，所述導電層135也可在一定程度上起到屏蔽的作用。
[0240]可變更地，在其它實施方式中，所述接地線133、所述導電層135、和所述接地端110均用于連接所述電子設備的設備地，接收來自設備地的接地信號，所述接地信號為恒定電壓信號。
[0241]請參閱圖20，圖20為圖19所示的一電容式傳感裝置1的側視示意圖。所述基板130包括相對的第一面A與第二面B。所述多個傳感單元131設置在所述第一面A上。所述基板130的第一面A上設置一綁定區137 (Bonding Area)。所述導電層135設置在所述第二面B。
[0242]所述控制芯片15設置在所述綁定區137。優選地，所述控制芯片15壓合(bonding)在所述綁定區137，并與所述電容式傳感器13連接。所述電容式傳感器13延伸出多條導線(圖未示)，通過所述多條導線與所述控制芯片15連接。所述多條導線如為前述的第一、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。
[0243]在本實施方式中，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，從而節省制造成本。然，可變更地，在其它實施方式中，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，在其鋁電極上要預先形成高約15微米的金凸點(Au bump)。
[0244]可以理解地，所述導電層135包括至少一金屬層或金屬網格層。在其它實施方式中，所述導電層135采用透明導電材料制成，其中，透明導電材料如為ΙΤΟ、ΙΖ0材料，通過ΙΤ0靶材濺射在所述基板130的第二面B上，制成ΙΤ0導電膜層。為了防止ΙΤ0薄膜在生產過程脆裂而脫落，可以進一步地在所述ΙΤ0導電薄膜形成一保護層(圖中未示)。
[0245]請參閱圖21和圖22，圖21和圖22為電容式傳感裝置1的其它變更實施方式的側視圖。其中，圖21、圖22與圖20的主要區別在于:所述綁定區137設置在基板130的第二面B上。在所述基板130上形成多個過孔139，所述多條導線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137。圖22與圖21的主要區別在于:所述多條導線138繞所述基板130的一側邊沿從第一面A延伸至第二面B上的綁定區137。
[0246]( 二 )芯片組
[0247]基于上述電容式傳感裝置的技術思想，其它合適類型的芯片也可采用上述技術思想形成芯片組，而并非限制于電容式傳感裝置。相應地，本實用新型提供了一種新型芯片組的結構，說明如下。
[0248]請參閱圖23，圖23為本實用新型芯片組的一較佳實施方式的示意圖。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包括半導體基板831和設置在所述半導體基板831上的第二集成電路833。
[0249]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；所述半導體基板831包括硅基板。
[0250]所述第一芯片81與第二芯片83相關聯。所述第二芯片83設置在所述第一芯片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。例如，當絕緣基板811為玻璃基板時，所述第二芯片83通過玻璃上芯片(C0G)的方式壓合在所述玻璃基板上。
[0251]所述第一集成電路813包括一個或多個晶體管，所述一個或多個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。
[0252]所述第二集成電路833包括一個或多個互補金屬氧化物半導體晶體管。S卩，所述第二芯片83采用于半導體基板831上形成包括互補金屬氧化物半導體晶體管的集成電路。
[0253]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，同時也能提高第二芯片83的制造產能。
[0254]進一步地，在本實施方式中，所述第一芯片81用于輸出差分信號給所述第二芯片81。優選地，所述差分信號為差分電流信號。可變更地，所述第一芯片81用于輸出電流信號給所述第二芯片81。然，本實用新型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。
[0255]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執行相應的感測功能。所述第一芯片81用于響應目標物體的接近或觸摸而對應輸出相應的感測信號給所述第二芯片83，所述第二芯片83進一步根據所述感測信號獲知相應的感測信息。優選地，所述感測信號為電流信號。更優選地，所述感測信號為差分電流信號。所述感測信息為目標物體的預定生物信息。
[0256]基于與上述電容式傳感裝置1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。
[0257]電容式感測系統的電路結構
[0258]請參閱圖24，圖24為本實用新型電容式感測系統的第一實施方式的結構示意圖。所述電容式感測系統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如為電子設備的CPU，所述主控芯片5用于根據所述電容式感測系統3所感測的信息對應控制電子設備執彳丁相應的功能，如解屏、支付等等。
[0259]在本實施方式中，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執行感測操作。其中，所述電容式傳感器31也為一芯片。
[0260]優選地，所述電容式傳感裝置30如為前述所述各實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
目.ο
[0261]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。
[0262]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計的靈活性。
[0263]優選地，所述第一電源電壓高于第二電源電壓。
[0264]當所述第一電源電壓高于第二電源電壓時，電容式傳感器31的信噪比(SNR)變高，從而有利于提供較強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。
[0265]優選地，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是采用于半導體基板上形成包括有互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管的集成電路的工藝制成。進一步地，所述薄膜晶體管優選為低溫多晶硅薄膜晶體管。所述控制芯片33優選通過玻璃上芯片(C0G)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。所述半導體基板如為硅基板等。
[0266]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、調制端355、和接地端357。其中，所述第一電源輸出端351與第一電源輸入端311連接，所述第二電源輸出端353與所述第一電源輸入端311連接。所述調制端355與所述接地端312和接地端333分別連接。所述接地端357用于連接電子設備的設備地GND，接收接地信號。所述接地端357通過一調制電路359與所述調制端355連接。所述調制端355如用作電子設備的調制地NGND或者與調制地NGND連接。
[0267]所述電源管理芯片35通過第一電源輸出端351輸出第一電源電壓給所述第一電源輸入端311，以及通過第二電源輸出端353輸出第二電源電壓給所述第二電源輸入端331。所述調制電路359接收接地端357的接地信號以及一驅動信號，對應產生所述調制信號。所述調制信號包括接地信號和驅動信號，驅動信號高于接地信號。優選地，所述調制信號如為接地信號與驅動信號交替出現的周期性方波信號。所述驅動信號如為電源管理芯片35內部產生或外部電路提供。所述調制電路359如包括控制單元和二晶體管，所述控制單元分別控制所述二晶體管交替輸出接地信號與驅動信號來形成所述調制信號。
[0268]所述電源管理芯片35通過所述調制端355輸出調制信號給所述接地端312和接地端333，其中，所述第一電源輸入端311接收到的第一電源電壓隨所述調制信號的變化而變化，所述第二電源輸入端331接收到的第二電源電壓隨所述調制信號的變化而變化。
[0269]優選地，所述第一電源電壓和第二電源電壓均隨所述調制信號的升高而升高、隨所述調制信號的降低而降低。
[0270]所述第一電源電壓經所述調制信號調制后成為一第三電源電壓，所述第二電源電壓經所述調制信號調制后成為一第四電源電壓。
[0271]對應地，所述電容式傳感器31中的集成電路的各點電壓(如前面所述的感測電極14、24所加載的參考信號)均隨調制信號的變化而變化，從而，相較于所述調制信號處于接地信號，當所述調制信號處于驅動信號時，電容式傳感器31中的集成電路的各點電壓對應變高。類似地，所述控制芯片33中的集成電路的各點電壓均隨調制信號的變化而變化，從而，在調制信號處于驅動信號時，控制芯片33中的集成電路的各點電壓對應變高。
[0272]優選地，所述電容式感測系統3進一步包括第一保護電路37和第二保護電路38。其中，所述第一保護電路37設置在所述第一電源輸出端351和第一電源輸入端311之間，所述第一保護電路37用于在第三電源電壓高于第一電源輸出端351處的第一電源電壓時，斷開第一電源輸出端351與第一電源輸入端311之間的連接。所述第二保護電路38設置在所述第二電源輸出端353和第二電源輸入端331之間，所述第二保護電路38用于在第四電源電壓高于第二電源輸出端353處的第二電源電壓時，斷開第二電源輸出端353與第二電源輸入端331之間的連接。
[0273]