DE19857674C1 - Capacitive measurement sensors testing device especially for finger print sensors - Google Patents

Capacitive measurement sensors testing device especially for finger print sensors

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Abstract

A device for testing capacitive measurement sensors includes a carrier i.e. a substrate (1) or a semiconductor body or a semiconductor chip on which are mounted the pads (2) required for the test and preferably the electronic components for controlling and evaluating the measurement results are integrated. A dielectric layer (4) is provided between the surface and the pads. The dielectric layer is made of a material whose dielectric constant (relative permittivity) is so heavily dependent on an electric field present in the material that a measurable change in capacitance takes place, when a potential difference between the pads and the conductors arranged over the surface is varied in order to drive the device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Testen kapazitiv mes­ sender Sensoren, insbesondere Fingerabdrucksensoren.The present invention relates to capacitive testing transmitter sensors, especially fingerprint sensors.

Ein mögliches Meßverfahren bei kapazitiv messenden Sensoren, insbesondere Fingerabdrucksensoren, besteht darin, die Kapa­ zität von Leiterflächen des Sensors gegenüber einem auf eine Oberfläche des Sensors aufgebrachten Gegenstand zu bestimmen. Ist dieser Gegenstand, z. B. eine Fingerbeere, auf der Ober­ seite des Sensors vorhanden, wird die gemessene Kapazität groß. Mit wachsendem Abstand des Gegenstandes von der Ober­ seite des Sensors nimmt die Kapazität entsprechend ab. Auf diese Weise können z. B. die Stege und Furchen eines Finger­ abdrucks beim Aufliegen einer Fingerbeere auf der Oberseite des Sensors kapazitiv erfaßt und ausgewertet werden. Derarti­ ge Sensoren müssen auf Funktionsfähigkeit geprüft werden. Zu diesem Zweck können z. B. geeignet ausgebildete Prüfgegen­ stände auf die Oberfläche des Sensors gebracht werden und ein von dem Sensor erfaßtes Meßsignal mit einem theoretisch vor­ gegebenen Signal verglichen werden. Bei einem solchen Test tritt das Problem auf, daß der für den Test verwendete Gegen­ stand in vorgesehener Weise an der Oberseite des Sensors an­ gebracht und befestigt werden muß. Wegen der feinen Struktur des zu messenden Gegenstandes treten dabei mechanisch beding­ te, z. B. durch Verunreinigung hervorgerufene Schwierigkeiten auf.A possible measuring method with capacitively measuring sensors, especially fingerprint sensors, is the Kapa of conductor surfaces of the sensor compared to one on one Determine the surface of the sensor applied object. Is this object, e.g. B. a fingertip on the upper side of the sensor, the measured capacity large. With increasing distance of the object from the upper side of the sensor the capacity decreases accordingly. On this way z. B. the ridges and furrows of a finger imprint when a finger pad rests on the top of the sensor can be capacitively detected and evaluated. Derarti ge sensors must be checked for functionality. To for this purpose, e.g. B. suitably trained test counter be brought to the surface of the sensor and a measurement signal detected by the sensor with a theoretically before given signal can be compared. In such a test the problem arises that the counter used for the test was in the intended manner at the top of the sensor brought and attached. Because of the fine structure the object to be measured occurs mechanically te, e.g. B. difficulties caused by pollution on.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, wie auf zuverlässige, reproduzierbare und einfache Weise ein zuverlässiger Test für kapazitiv messende Sensoren durchgeführt werden kann. The object of the present invention is one possibility specify how to be reliable, reproducible and simple A reliable test for capacitive measuring sensors can be carried out.  

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung zum Testen mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder 2, mit der Anordnung zum Te­ sten mit den Merkmalen des Anspruches 3 oder 4 bzw. mit dem Verfahren zum Testen mit den Merkmalen des Anspruches 5 oder 6 gelöst. Außerdem wird die Verwendung eines kapazitiv mes­ senden Sensors zum Testen eines kapazitiv messenden Sensors entsprechend den Merkmalen des Anspruches 7 angegeben.This task is accomplished with the device for testing with the Features of claim 1 or 2, with the arrangement for Te most with the features of claim 3 or 4 or with the Method for testing with the features of claim 5 or 6 solved. It also uses a capacitive mes send sensors to test a capacitively measuring sensor indicated according to the features of claim 7.

Erfindungsgemäß wird zum Testen der Sensoren eine Vorrichtung verwendet, die einem solchen Sensor ähnlich ausgestaltet ist. Statt auf die Oberseite des zu testenden Sensors einen geeig­ net strukturierten Gegenstand aufzubringen, wird die Testvor­ richtung dort so angeordnet, daß durch Erzeugung geeigneter elektrischer Felder ein Testobjekt simuliert werden kann. Vorzugsweise besteht die Vorrichtung in einem Testchip, der mit einem Stempel so auf die Oberfläche des zu testenden Sen­ sors gesetzt wird, daß die für die Messungen vorgesehenen Leiterflächen des zu testenden Sensors und des Testchips ein­ ander direkt gegenüberliegen. Durch Anlegen geeigneter Poten­ tialdifferenzen zwischen die einander gegenüberliegenden Lei­ terflächen kann das Vorhandensein eines strukturierten Testobjektes vorgetäuscht werden.According to the invention, a device is used to test the sensors used, which is similar to such a sensor. Instead of a suitable on the top of the sensor to be tested The test pre Direction there so arranged that by generating more suitable electrical fields a test object can be simulated. The device preferably consists of a test chip which with a stamp on the surface of the sen to be tested is set that the intended for the measurements Conductive surfaces of the sensor to be tested and the test chip face each other directly. By creating suitable pots tial differences between the opposite lei the presence of a structured surface Test object are faked.

Es folgt eine genauere Beschreibung der Erfindung anhand ty­ pischer Beispiele, die mit den Fig. 1-4 erläutert werden.The following is a more detailed description of the invention using typical examples which are explained with FIGS . 1-4.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Anord­ nung im Querschnitt. Fig. 1 shows a device or arrangement according to the invention in cross section.

Fig. 2 zeigt ein Schema zur Erläuterung des Meßprinzips. Fig. 2 shows a diagram for explaining the measuring principle.

Fig. 3 und 4 zeigen Meßdiagramme zum erfindungsgemäßen Verfahren. FIGS. 3 and 4 show measurement diagrams for the process of this invention.

In Fig. 1 ist eine für den Test eines kapazitiv messenden Sensors geeignete Vorrichtung und die Anordnung dieser Vor­ richtung mit einem zu testenden Sensor bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Querschnitt gezeigt. Die Vor­ richtung umfaßt einen Träger, d. h. ein Substrat 1 oder einen Halbleiterkörper oder Halbleiterchip, auf dem die für den Test vorgesehenen Leiterflächen 2 angebracht sind und vor­ zugsweise elektronische Bauelemente zur Ansteuerung und Aus­ wertung von Meßergebnissen integriert sind. Die Leiterflächen 2, die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellt sind, sind spie­ gelsymmetrisch zu den entsprechenden Leiterflächen eines zu testenden Sensors angeordnet. Die Leiterflächen der Sensoren sind auf einem Raster geeigneter Abmessungen so angeordnet, daß die Struktur eines Meßobjektes in ausreichender Genauig­ keit (Auflösungsvermögen) erfaßt werden kann. Zum Testen des Sensors 5 werden die Oberseiten der zum Testen verwendeten Vorrichtung und des zu testenden Sensors einander gegenüber angeordnet. Die Leiterflächen 2 der Vorrichtung und die Lei­ terflächen 6 des zu testenden Sensors sind dabei elektrisch voneinander isoliert, da üblicherweise die Oberseite des Sen­ sors über den Leiterflächen mit einer dielektrischen Passi­ vierung abgedeckt ist. Vorzugsweise ist die zum Testen ver­ wendete Vorrichtung ebenfalls mit einer solchen dielektri­ schen Abdeckung versehen. Zwischen den Leiterflächen 2, 6 be­ findet sich daher bei der zum Testen vorgenommenen Anordnung in jedem Fall mindestens eine dielektrische Schicht.In Fig. 1, a device suitable for testing a capacitively measuring sensor and the arrangement of this device with a sensor to be tested are shown in cross section when carrying out the method according to the invention. Before the device comprises a carrier, ie a substrate 1 or a semiconductor body or semiconductor chip, on which the conductor surfaces 2 intended for the test are attached and are preferably integrated in front of electronic components for controlling and evaluating measurement results. The conductor surfaces 2 , which are shown in cross section in FIG. 1, are arranged mirror-symmetrically to the corresponding conductor surfaces of a sensor to be tested. The conductor surfaces of the sensors are arranged on a grid of suitable dimensions so that the structure of a measurement object can be detected with sufficient accuracy (resolution). To test the sensor 5 , the top sides of the device used for testing and the sensor to be tested are arranged opposite one another. The conductor surfaces 2 of the device and the conductor surfaces 6 of the sensor to be tested are electrically insulated from one another, since usually the top of the sensor is covered with a dielectric passivation over the conductor surfaces. Preferably, the device used for testing is also provided with such a dielectric cover. Between the conductor surfaces 2 , 6 there is therefore at least one dielectric layer in any case in the arrangement made for testing.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist entsprechend Fig. 1 zwischen den Leiterflächen 2 der Vorrichtung und der dem Sen­ sor 5 gegenüber angeordneten Oberseite 3 der Vorrichtung eine dielektrische Schicht 4 vorhanden, die aus einem Material ist, dessen Dielektrizitätszahl (früher auch als relative Dielektrizitätskonstante bezeichnet) sich in Abhängigkeit von einem in dem Material vorhandenen elektrischen Feld ändert.In a preferred embodiment, according to FIG. 1, a dielectric layer 4 is present between the conductor surfaces 2 of the device and the upper side 3 of the device arranged opposite the sensor 5 , which is made of a material whose dielectric constant (formerly also referred to as the relative dielectric constant) is different changes depending on an electric field present in the material.

Zur Erläuterung des Tests ist in Fig. 2 ein Schema für die Anordnung zweier einander gegenüberliegender Leiterflächen 2, 6 dargestellt. Die elektrische Kapazität zwischen der Leiter­ fläche 2 der Vorrichtung und der Leiterfläche 6 des Sensors wird durch drei in Reihe zueinander angeordnete Anteile be­ stimmt, nämlich durch die Kapazität CPT des dielektrischen Materiales zwischen der Leiterfläche 2 und der Grenzfläche 30 der Schicht 4, die variable Kapazität CDM der dielektrischen Schicht 4 sowie die Kapazität CPS des dielektrischen Materia­ les zwischen der Leiterfläche 6 des Sensors und dessen Ober­ seite 3. Je nach angelegter Spannung UPP zwischen den Leiter­ flächen 2, 6 wird das elektrische Feld zwischen den Leiter­ flächen geändert und somit auch die Dielektrizitätszahl des Materiales der dielektrischen Schicht 4. Durch eine Verände­ rung der angelegten Spannung kann daher auf rein elektrischem Wege jede beliebige Struktur eines Meßobjektes nachgebildet werden. Es kann daher ein im Prinzip beliebiges Meßobjekt auf dem zu testenden Sensor simuliert werden.To explain the test, a diagram for the arrangement of two mutually opposite conductor surfaces 2 , 6 is shown in FIG. 2. The electrical capacitance between the conductor surface 2 of the device and the conductor surface 6 of the sensor is determined by three parts arranged in series to one another, namely by the capacitance C PT of the dielectric material between the conductor surface 2 and the interface 30 of the layer 4 , the variable Capacitance C DM of the dielectric layer 4 and the capacitance CPS of the dielectric materia les between the conductor surface 6 of the sensor and its upper side 3 . Depending on the applied voltage U PP between the conductor surfaces 2 , 6 , the electrical field between the conductor surfaces is changed and thus also the dielectric constant of the material of the dielectric layer 4 . By changing the applied voltage, any structure of a test object can therefore be reproduced in a purely electrical way. Therefore, in principle any measurement object can be simulated on the sensor to be tested.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem für eine beliebige Rich­ tung längs einer Reihe von Leiterflächen des Sensors die Wer­ te von UPP und CDM eingezeichnet sind. Trotz fehlender Propor­ tionalität zwischen UPP und CDM ist es möglich, durch lokale Variation der Spannung UPP ein Meßobjekt zu simulieren, das als realer Gegenstand eine bestimmte vorgegebene Kapazitäts­ verteilung über den Leiterflächen des Sensors hervorrufen würde. Fig. 3 shows a diagram in which the values of U PP and C DM are plotted for any direction along a number of conductor surfaces of the sensor. Despite the lack of proportionality between U PP and C DM , it is possible to simulate a measurement object by locally varying the voltage U PP , which as a real object would cause a certain predetermined capacitance distribution over the conductor surfaces of the sensor.

Die Ausführung der zum Testen verwendeten Vorrichtung und der beim Testen verwendeten Anordnung entsprechend Fig. 1 kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend angepaßt werden. Insbesondere kann sich die dielektrische Schicht 4 aus dem Material variabler Dielektrizitätszahl bis zu den Leiterflä­ chen 2 der Vorrichtung hin erstrecken. Diese Leiterflächen 2 können z. B. auch vollständig in das Material variabler Di­ elektrizitätszahl eingebettet sein. Zur besseren Handhabung der Vorrichtung kann auch die Oberseite der dielektrischen Schicht 4, die auf die Oberseite des zu testenden Sensors aufgesetzt wird, mit einer weiteren dielektrischen Schicht aus einem anderen Material passiviert und geschützt sein. We­ sentlich für diese Ausgestaltung der Erfindung ist nur, daß zwischen den Leiterflächen 2, 6 der Vorrichtung und des Sen­ sors eine Schicht aus einem dielektrischen Material vorhanden ist, dessen Dielektrizitätszahl sich unter dem Einfluß des vorhandenen elektrischen Feldes, das wiederum durch die ange­ legte Potentialdifferenz erzeugt wird, verändert.The design of the device used for testing and the arrangement used for testing according to FIG. 1 can be adapted to the respective requirements. In particular, the dielectric layer 4 made of the material of variable dielectric constant can extend to the conductor surface 2 of the device. These conductor surfaces 2 can, for. B. also completely embedded in the material variable Di electricity number. For better handling of the device, the upper side of the dielectric layer 4 , which is placed on the upper side of the sensor to be tested, can be passivated and protected with a further dielectric layer made of a different material. We essential for this embodiment of the invention is only that between the conductor surfaces 2 , 6 of the device and the sensor a layer of a dielectric material is present, the dielectric constant of which is influenced by the existing electric field, which in turn is due to the potential difference is generated, changed.

Eine alternative Möglichkeit, den Test durchzuführen, besteht darin, zwischen den Leiterflächen 2, 6 nur dielektrisches Ma­ terial einer konstanten Dielektrizitätszahl anzubringen. Es sollte dabei nach Möglichkeit zumindest in einem Schichtan­ teil auch ein Material vorhanden sein, das eine besonders ho­ he Dielektrizitätskonstante aufweist, so daß die Kapazität zwischen den Leiterflächen 2, 6 möglichst groß ist. Falls die für die Kapazität CDM verantwortliche dielektrische Schicht 4 vorhanden ist, wird für diese Schicht 4 bei dieser Ausführung der Erfindung ein Material hoher konstanter Dielektrizitäts­ zahl verwendet, so daß die Kapazität CDM hier konstant auf einem hohen Wert gehalten wird. Der kapazitiv messende Sensor wird im Betrieb in der Regel mit einer getakteten Wechsel­ spannung betrieben. Zum Testen wird außer dieser getakteten Wechselspannung UPS an den zu testenden Sensor eine weitere Wechselspannung UPT gleicher Taktrate an die gegenüber ange­ ordnete Leiterfläche 2 der Vorrichtung angelegt. Sind die Spannungen UPS und UPT in Phase, erfolgt keine Umladung des durch die Leiterflächen 2, 6 gebildeten Kondensators, dessen Kapazität durch die in Reihe angeordneten Anteile CPT, gege­ benenfalls CDM, und CPS bestimmt ist. Eine große Umladung des durch die Leiterflächen 2, 6 gebildeten Kondensators erfolgt aber, wenn die beiden angelegten Spannungen UPS und UPT gegen­ phasig zueinander getaktet werden (Phasenverschiebung um 180°).An alternative way of carrying out the test is to attach only dielectric material with a constant dielectric constant between the conductor areas 2 , 6 . If possible, at least one layer should also be provided with a material that has a particularly high dielectric constant, so that the capacitance between the conductor surfaces 2 , 6 is as large as possible. If the dielectric layer 4 responsible for the capacitance C DM is present, a material of high constant dielectric constant is used for this layer 4 in this embodiment of the invention, so that the capacitance C DM is kept constant at a high value here. The capacitively measuring sensor is usually operated with a pulsed AC voltage during operation. For testing, in addition to this clocked alternating voltage U PS , a further alternating voltage U PT of the same clock rate is applied to the sensor to be tested on the opposite conductor surface 2 of the device. If the voltages U PS and U PT are in phase, the capacitor formed by the conductor areas 2 , 6 is not recharged, the capacitance of which is determined by the components C PT , where appropriate C DM , and C PS . A large charge reversal of the capacitor formed by the conductor surfaces 2 , 6 takes place, however, if the two applied voltages U PS and U PT are clocked against each other in phase (phase shift by 180 °).

Fig. 4 zeigt zwei übereinander angeordnete Zeit-Spannungs- Diagramme. In dem oberen Diagramm ist die getaktete Wechsel­ spannung UPS an dem Sensor über der Zeit aufgetragen; in dem unteren Diagramm ist die an der zum Testen verwendeten Vor­ richtung anliegende Wechselspannung UPT aufgetragen, wobei im linken Teil des Diagrammes der Fall gleichphasiger Spannungen und im rechten Teil des Diagrammes der Fall gegenphasiger Spannungen dargestellt ist. Mittels einer von Leiterfläche zu Leiterfläche unterschiedlichen Wahl der relativen Phasen der Wechselspannungen kann daher auch hier ein Meßobjekt auf dem Sensor simuliert werden. Fig. 4, two superposed time-voltage diagrams showing. In the upper diagram, the clocked alternating voltage U PS is plotted on the sensor over time; In the lower diagram, the AC voltage U PT applied to the device used for testing is plotted, the case of in-phase voltages being shown in the left part of the diagram and the case of antiphase voltages being shown in the right part of the diagram. A measurement object on the sensor can therefore also be simulated here by means of a choice of the relative phases of the alternating voltages from conductor surface to conductor surface.

Eine einfache Möglichkeit, das erfindungsgemäße Testverfahren durchzuführen, besteht darin, als Vorrichtung für den Test einen Sensor zu verwenden, der eine zum zu testenden Sensor gleichartige Struktur aufweist. In besonders einfachen Fällen kann ein gleichartiger Sensor als Vorrichtung zum Testen ver­ wendet werden, insbesondere wenn das Raster, auf dem die Lei­ terfläche angeordnet ist, gleichförmig ist, z. B. ein Recht­ eckraster oder ein hexagonales Raster. Es braucht dann nur eine entsprechende Ansteuerschaltung vorgesehen zu werden, die es gestattet, die erforderlichen elektrischen Potentiale an die Leiterflächen des zum Testen verwendeten Sensors anzu­ legen. Falls keine Zwischenschicht aus dielektrischem Materi­ al variabler Dielektrizitätszahl erforderlich ist, kann als dielektrisches Material zwischen den Leiterflächen unmittel­ bar das ohnehin als Passivierung oder Schutzschicht über den Leiterflächen vorgesehene Material verwendet werden. Grund­ sätzlich können aber auch die Leiterflächen der für das Te­ sten vorgesehenen Vorrichtung an der Oberseite blank sein, so daß sie von den Leiterflächen des zu testenden Sensors nur durch die dielektrische Passivierung dieses Sensors elek­ trisch isoliert sind. An der prinzipiellen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ändert sich dadurch nichts.A simple possibility, the test method according to the invention to perform is as a device for the test to use a sensor that is one to the sensor to be tested has the same structure. In particularly simple cases a similar sensor can be used as a device for testing be applied, especially if the grid on which the Lei surface is arranged, is uniform, for. B. a right corner grid or a hexagonal grid. Then it only needs to be provided with a corresponding control circuit, which allows the required electrical potentials to the conductor surfaces of the sensor used for testing lay. If there is no intermediate layer of dielectric material al variable dielectric constant is required can be as dielectric material between the conductor surfaces immediately bar that as a passivation or protective layer over the Material provided for the conductor surfaces. Reason In addition, the conductor surfaces for the Te Most provided device to be bare on the top, so that they are only from the conductor surfaces of the sensor to be tested through the dielectric passivation of this sensor elec trically isolated. On the principle implementation of the The method according to the invention does not change anything as a result.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäß durchgeführten Testverfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß keine mit feinen Strukturierungen versehene Test­ vorrichtung auf die Oberseite des zu testenden Sensors aufge­ bracht werden muß. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einer ebenen Oberseite versehen sein, so daß die Oberseiten des Sensors und der Vorrichtung eng und flach aufeinander aufliegend angeordnet werden können und so die Toleranzen bei der Durchführung des Tests auf ein Minimum beschränkt werden können. Schwierigkeiten durch auftretende Verunreinigungen können damit weitestgehend beseitigt werden. Außerdem steht eine praktisch unbegrenzte Vielzahl simulierbarer Meßobjekte zur Verfügung. Die für den Test verwendete Vorrichtung braucht dazu nicht ausgewechselt zu werden; die Veränderung der Meßobjekte geschieht auf rein elektronischem Weg.A major advantage of the performed according to the invention Test method and the device according to the invention in that no test with fine textures device on the top of the sensor to be tested must be brought. The device according to the invention can be used be provided on a flat top so that the tops of the sensor and the device close to each other and flat can be arranged on top and so the tolerances  the conduct of the test to a minimum can. Difficulties due to contamination can be largely eliminated with it. It also says a practically unlimited number of simulated objects to disposal. The device used for the test does not need to be replaced; the change the objects to be measured are purely electronic.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Testen kapazitiv messender Sensoren
mit einem Substrat (1),
mit in einer Ebene angeordneten Leiterflächen (2),
mit einer zu der Ebene der Leiterflächen koplanaren Oberseite (3) und
mit einer dielektrischen Schicht (4) zwischen der Oberseite und den Leiterflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht aus einem Material ist, dessen Di­ elektrizitätszahl von einem in dem Material vorhandenen elek­ trischen Feld so stark abhängt, daß eine meßbare Kapazitäts­ änderung bewirkt wird, wenn eine zwischen den Leiterflächen und über der Oberseite angeordneten Leitern anliegende Poten­ tialdifferenz in einer für den Betrieb der Vorrichtung vorge­ sehenen Weise geändert wird.
1. Device for testing capacitively measuring sensors
with a substrate ( 1 ),
with conductor surfaces ( 2 ) arranged in one plane,
with a top surface ( 3 ) and coplanar with the plane of the conductor surfaces
with a dielectric layer ( 4 ) between the upper side and the conductor surfaces, characterized in that the dielectric layer is made of a material whose dielectric constant depends so strongly on an electrical field present in the material that a measurable change in capacitance is brought about, when a poten tialdifferenz lying between the conductor surfaces and arranged above the top of the conductors is changed in a manner provided for the operation of the device.
2. Vorrichtung zum Testen kapazitiv messender Sensoren
mit einem Substrat (1),
mit in einer Ebene angeordneten Leiterflächen (2) und
mit einer zu der Ebene der Leiterflächen koplanaren Oberseite (3), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, mit denen zu vorgegebenen oder vorgeb­ baren getakteten Wechselspannungen bestimmter Taktrate an die Leiterflächen unabhängig voneinander Wechselspannungen ange­ legt werden können, die dieselbe Taktrate besitzen und je­ weils vorgegebene oder vorgebbare relative Phasenlagen zu ei­ ner jeweils vorgegebenen Wechselspannung besitzen.
2. Device for testing capacitively measuring sensors
with a substrate ( 1 ),
with conductor surfaces ( 2 ) and arranged in one plane
with a to the plane of the conductor surfaces coplanar top ( 3 ), characterized in that means are available with which alternating voltages can be applied to the circuit surfaces independently of one another with predetermined or predeterminable clocked alternating voltages of certain clock rate that have the same clock rate and each because have predetermined or predeterminable relative phase positions to a given alternating voltage.
3. Anordnung zum Testen kapazitiv messender Sensoren, umfas­ send eine Vorrichtung
mit einem Substrat (1),
mit in einer Ebene angeordneten Leiterflächen (2),
mit einer zu der Ebene der Leiterflächen koplanaren Oberseite (3) und
mit einer dielektrischen Schicht (4) zwischen der Oberseite und den Leiterflächen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die dielektrische Schicht aus einem Material ist, dessen Di­ elektrizitätszahl von einem in dem Material vorhandenen elek­ trischen Feld abhängt,
eine Oberseite eines zu testenden Sensors (5) und die Ober­ seite der Vorrichtung einander gegenüber angeordnet sind und die Leiterflächen in der Vorrichtung eine Anordnung aufwei­ sen, die zu einer Anordnung von Leiterflächen (6) in dem zu testenden Sensor spiegelsymmetrisch ist.
3. Arrangement for testing capacitively measuring sensors, comprising a device
with a substrate ( 1 ),
with conductor surfaces ( 2 ) arranged in one plane,
with a top surface ( 3 ) and coplanar with the plane of the conductor surfaces
with a dielectric layer ( 4 ) between the top and the conductor surfaces,
characterized in that
the dielectric layer is made of a material whose dielectric constant depends on an electrical field present in the material,
an upper side of a sensor to be tested ( 5 ) and the upper side of the device are arranged opposite one another and the conductor surfaces in the device have an arrangement which is mirror-symmetrical to an arrangement of conductor surfaces ( 6 ) in the sensor to be tested.
4. Anordnung zum Testen kapazitiv messender Sensoren, umfas­ send eine Vorrichtung
mit einem Substrat (1),
mit in einer Ebene angeordneten Leiterflächen (2) und
mit einer zu der Ebene der Leiterflächen koplanaren Oberseite
dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel vorhanden sind, mit denen zu vorgegebenen oder vorgeb­ baren getakteten Wechselspannungen bestimmter Taktrate an die Leiterflächen unabhängig voneinander Wechselspannungen ange­ legt werden können, die dieselbe Taktrate besitzen und je­ weils vorgegebene oder vorgebbare relative Phasenlagen zu ei­ ner jeweils vorgegebenen Wechselspannung besitzen,
eine Oberseite eines zu testenden Sensors (5) und die Ober­ seite der Vorrichtung einander gegenüber angeordnet sind und die Leiterflächen in der Vorrichtung eine Anordnung aufwei­ sen, die zu einer Anordnung von Leiterflächen (6) in dem zu testenden Sensor spiegelsymmetrisch ist.
4. Arrangement for testing capacitively measuring sensors, comprising a device
with a substrate ( 1 ),
with conductor surfaces ( 2 ) and arranged in one plane
with an upper side coplanar to the plane of the conductor surfaces
characterized in that
Means are available with which alternating voltages can be applied to the conductor surfaces independently of one another at predetermined or predeterminable clocked alternating voltages of certain clock rate, which have the same clock rate and each have predetermined or predeterminable relative phase positions to a respectively predetermined alternating voltage,
an upper side of a sensor to be tested ( 5 ) and the upper side of the device are arranged opposite one another and the conductor surfaces in the device have an arrangement which is mirror-symmetrical to an arrangement of conductor surfaces ( 6 ) in the sensor to be tested.
5. Verfahren zum Testen kapazitiv messender Sensoren,
bei dem eine Oberseite eines zu testenden Sensors (5) mit Leiterflächen (6), die für die kapazitive Messung vorgesehen sind, einer Vorrichtung gegenüber angeordnet wird, die Lei­ terflächen (2) aufweist, die spiegelsymmetrisch zu den Lei­ terflächen des zu testenden Sensors angeordnet sind und an die unterschiedliche elektrische Potentiale angelegt werden können,
wobei zwischen den Leiterflächen des Sensors und den Leiter­ flächen der Vorrichtung eine dielektrische Schicht (4) ange­ ordnet wird, die aus einem Material ist, dessen Dielektrizi­ tätszahl von einem in dem Material vorhandenen elektrischen Feld abhängt, und
bei dem eine Probemessung mittels des Sensors durchgeführt wird, indem zur Simulation eines Meßobjektes unterschiedliche Potentialdifferenzen zwischen je eine Leiterfläche des Sen­ sors und eine dazu gegenüber angeordnete Leiterfläche der Vorrichtung angelegt werden.
5. A method for testing capacitively measuring sensors,
in which an upper side of a sensor to be tested ( 5 ) with conductor surfaces ( 6 ), which are provided for the capacitive measurement, is arranged opposite a device which has conductor surfaces ( 2 ) which are arranged mirror-symmetrically to the conductor surfaces of the sensor to be tested and to which different electrical potentials can be applied,
wherein between the conductor surfaces of the sensor and the conductor surfaces of the device, a dielectric layer ( 4 ) is arranged, which is made of a material whose dielectric constant depends on an electrical field present in the material, and
in which a test measurement is carried out by means of the sensor by applying different potential differences between a conductor surface of the sensor and a conductor surface of the device arranged opposite thereto in order to simulate a measurement object.
6. Verfahren zum Testen kapazitiv messender Sensoren,
bei dem eine Oberseite eines zu testenden Sensors (5) mit Leiterflächen (6), die für die kapazitive Messung vorgesehen sind, einer Vorrichtung gegenüber angeordnet wird, die Lei­ terflächen (2) aufweist, die spiegelsymmetrisch zu den Lei­ terflächen des zu testenden Sensors angeordnet sind und an die unterschiedliche elektrische Potentiale angelegt werden können,
wobei zwischen den Leiterflächen des Sensors und den Leiter­ flächen der Vorrichtung eine Schicht aus einem dielektrischen Material angeordnet wird und
bei dem eine Probemessung mittels des Sensors durchgeführt wird, indem der Sensor mit einer getakteten Wechselspannung bestimmter Taktrate betrieben wird und zur Simulation eines Meßobjektes zwischen je eine Leiterfläche des Sensors und ei­ ne dazu gegenüber angeordnete Leiterfläche der Vorrichtung eine Wechselspannungen angelegt wird, die dieselbe Taktrate besitzt und jeweils eine vorgegebene relative Phasenlage zu der an der jeweiligen Leiterfläche des Sensors anliegenden Wechselspannung besitzt.
6. Procedure for testing capacitively measuring sensors,
in which an upper side of a sensor to be tested ( 5 ) with conductor surfaces ( 6 ), which are provided for the capacitive measurement, is arranged opposite a device which has conductor surfaces ( 2 ) which are arranged mirror-symmetrically to the conductor surfaces of the sensor to be tested and to which different electrical potentials can be applied,
wherein a layer of a dielectric material is arranged between the conductor surfaces of the sensor and the conductor surfaces of the device and
in which a test measurement is carried out by means of the sensor, in that the sensor is operated with a clocked alternating voltage of a certain clock rate and an AC voltage is applied between a conductor surface of the sensor and an opposite conductor surface of the device, which has the same clock rate, to simulate a measurement object and each has a predetermined relative phase position to the AC voltage present on the respective conductor surface of the sensor.
7. Verwendung eines kapazitiv messenden Sensors zum Testen eines kapazitiv messenden Sensors, indem
der zum Testen verwendete Sensor einem zu testenden Sensor (5) gegenüber so angeordnet wird, daß Leiterflächen (2, 6) der Sensoren jeweils einander gegenüber und voneinander elek­ trisch isoliert angeordnet sind, und
die einander gegenüber angeordneten Leiterflächen jeweils mit elektrischen Spannungen beaufschlagt werden, so daß mittels des zum Testen verwendeten Sensors ein Meßobjekt simuliert wird.
7. Using a capacitive measuring sensor to test a capacitive measuring sensor by
the sensor used for testing a sensor to be tested ( 5 ) is arranged opposite that conductor surfaces ( 2 , 6 ) of the sensors are each arranged opposite one another and electrically isolated from each other, and
the mutually opposite conductor surfaces are each subjected to electrical voltages, so that a measurement object is simulated by means of the sensor used for testing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088471A (en) * 1997-05-16 2000-07-11 Authentec, Inc. Fingerprint sensor including an anisotropic dielectric coating and associated methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7864992B2 (en) 2004-06-18 2011-01-04 Fingerprint Cards Ab Fingerprint sensor element

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