JP2002246488A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2002246488A
JP2002246488A JP2001036321A JP2001036321A JP2002246488A JP 2002246488 A JP2002246488 A JP 2002246488A JP 2001036321 A JP2001036321 A JP 2001036321A JP 2001036321 A JP2001036321 A JP 2001036321A JP 2002246488 A JP2002246488 A JP 2002246488A
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semiconductor device
protection
functional surface
fingerprint recognition
sensor
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JP2001036321A
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Japanese (ja)
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Mamoru Shinohara
衛 篠原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect a functional surface such as a sensor surface of a fingerprint sensor from mechanical damage, due to collision of outside foreign matters and damage due to static electricity. SOLUTION: A protection pins 105, which project freely in the periphery of a fingerprint recognition surface 101, are dispersed and energized in a projection direction by a coil spring 106. When it is not used, a fingerprint recognition surface is mechanically protected from an unexpected approaching finger or a foreign matter by the protection pin 105 projecting in the periphery of a fingerprint recognition surface. Furthermore, a finger print sensor can be protected from electrostatic discharge damage by discharging the static electricity charged on a body from a finger 109 through the pins 105. Moreover, it is constituted to operate a power supply switch 108 of a finger print sensor, in conjunction with the vertical movements of the pins 105. Thereby, it is possible to eliminate complicated switch operations, when a finger print recognizing semiconductor device is operated and to prevent a power supply from being carelessly turned 'on', when it is not used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の一部
を外部に露出させて構成した機能面を有する各種機能素
子において、機能面を機械的及び電気的に保護する機能
を有する半導体装置に関し、例えば指紋センサに適用し
て有効な半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a function of mechanically and electrically protecting a functional surface in various functional devices having a functional surface formed by exposing a part of a semiconductor element to the outside. For example, the present invention relates to a semiconductor device which is effective when applied to a fingerprint sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、入退出管理などの用途に利用され
ることが多かった指紋照合システムは、近年ではコンピ
ュータネットワーク上のセキュリティシステムや、携帯
端末などにおける本人承認ルーツとして注目されてきて
いる。そして、このような指紋照合システムを用いる指
紋検出方法として、例えば特開平4−281803号公
報等に開示されているような静電容量式検出法が提案さ
れている。この静電容量検出法は、指紋センサの電極と
指との間の静電容量値(以下、単に容量値ともいう)を
検知する方法であり、携帯端末などに搭載するには、従
来の光学式検出式に比べて装置を小型化しやすい静電容
量式が有利であるため、静電容量式指紋センサの開発が
積極的に進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, fingerprint collation systems, which have often been used for entry / exit management, have recently attracted attention as security systems on a computer network and personal authentication roots in portable terminals and the like. As a fingerprint detection method using such a fingerprint collation system, for example, an electrostatic capacitance detection method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-281803 has been proposed. This capacitance detection method is a method of detecting a capacitance value (hereinafter simply referred to as a capacitance value) between an electrode of a fingerprint sensor and a finger. Since the capacitance type, in which the device is easily miniaturized, is advantageous as compared with the detection type, the development of the capacitance type fingerprint sensor has been actively promoted.

【0003】図6は、このような静電容量式の指紋セン
サを構成する指紋認識用半導体装置の構造を示す断面図
であり、図7は、図6に示す指紋認識用半導体装置にお
ける内部の構造を拡大して示す部分断面図である。ま
た、図8は、図6に示す指紋認識用半導体装置における
検出信号の取り出し部の構成を示す回路図である。この
半導体装置は、指紋認識用の半導体チップ51を有する
ものであり、この半導体チップ51は、内部に指紋セン
サを構成するトランジスタなどの各種半導体素子を形成
した半導体基板10にTiなどからなるバリアメタル2
0を形成し、その上層に電荷蓄積電極52及びパッド電
極52aを設け、さらにパッシべーション膜などの絶縁
保護膜53によってパッケージ化したものである。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a fingerprint recognition semiconductor device constituting such a capacitance type fingerprint sensor, and FIG. 7 is an internal view of the fingerprint recognition semiconductor device shown in FIG. It is a fragmentary sectional view which expands and shows a structure. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a detection signal extracting unit in the semiconductor device for fingerprint recognition shown in FIG. This semiconductor device has a semiconductor chip 51 for fingerprint recognition. This semiconductor chip 51 is formed on a semiconductor substrate 10 on which various semiconductor elements such as a transistor constituting a fingerprint sensor are formed on a barrier metal made of Ti or the like. 2
No. 0 is formed, a charge storage electrode 52 and a pad electrode 52a are provided thereon, and further packaged with an insulating protective film 53 such as a passivation film.

【0004】電荷蓄積電極52は、例えばアルミニュウ
ムなどからなり、マトリクス状に配置されたものであ
り、基板内の半導体素子に接続されている。そして、こ
の電荷蓄積電極52がマトリクス状に並べられている領
域が指紋センサの指紋認識面として構成されている。ま
た、パッド電極52aは、電荷蓄積電極52と同一工程
で形成されている。絶縁保護膜53は、電荷蓄積電極5
2及びパッド電極52aの上面を被覆しているが、パッ
ド電極52aの上面部分には開口部が形成されている。
以上のような構成の指紋認識用半導体チップ51は、さ
らにリード55を有するリードフレームのダイパッド
(図示せず)上に固定されており、パッド電極52aと
ワイヤボンディング54により接続されている。そし
て、この指紋認識用半導体チップ51の指紋認識面を露
出させた状態で、指紋認識用半導体チップ51とリード
55とを接続するワイヤボンディング54の部分を例え
ば熱硬化樹脂などからなるモールド樹脂56により封止
する。
[0004] The charge storage electrodes 52 are made of, for example, aluminum or the like, are arranged in a matrix, and are connected to semiconductor elements in a substrate. A region where the charge storage electrodes 52 are arranged in a matrix is configured as a fingerprint recognition surface of the fingerprint sensor. The pad electrode 52a is formed in the same step as the charge storage electrode 52. The insulating protection film 53 is formed of the charge storage electrode 5.
2 and the upper surface of the pad electrode 52a, but an opening is formed in the upper surface portion of the pad electrode 52a.
The fingerprint recognition semiconductor chip 51 configured as described above is further fixed on a die pad (not shown) of a lead frame having leads 55, and is connected to the pad electrode 52a by wire bonding. In a state where the fingerprint recognition surface of the fingerprint recognition semiconductor chip 51 is exposed, a portion of the wire bonding 54 connecting the fingerprint recognition semiconductor chip 51 and the lead 55 is formed by a molding resin 56 made of, for example, a thermosetting resin. Seal.

【0005】次に、このような従来の指紋認識用半導体
装置の動作について説明する。図7に示すように、指紋
認識用半導体装置の指紋認識面上に指7が触れると、電
荷蓄積電極52と絶縁保護膜53と指7の間でキャパシ
タが形成される。ここで、絶縁保護膜53は、キャパシ
タ絶縁膜の一部として機能する。そして、各電荷蓄積電
極52と指7との距離d(例えばd1、d2)は、指紋
の凹凸70に応じて変動する。従って、指紋センサを構
成するマトリクス状に配列されたキャパシタの容量に差
が生じることになり、各電荷蓄積電極52に蓄積された
電荷を基板10に形成されたトランジスタなどの半導体
素子により読み出し、検出することで、指紋の認識を行
うことが可能となっている。ここで、各電荷蓄積電極5
2は指紋認識用半導体装置の指紋認識面の単位セルを構
成することになる。そして、この電極52が構成するキ
ャパシタは、指が指紋認識面に接触していない状態で
は、指紋認識用半導体装置の指紋認識面の全単位セルに
おいて、dは無限大となり、従って全単位セルで静電容
量値Cs=0となる。
Next, the operation of such a conventional semiconductor device for fingerprint recognition will be described. As shown in FIG. 7, when the finger 7 touches the fingerprint recognition surface of the fingerprint recognition semiconductor device, a capacitor is formed between the charge storage electrode 52, the insulating protective film 53, and the finger 7. Here, the insulating protective film 53 functions as a part of the capacitor insulating film. Then, the distance d (for example, d1, d2) between each charge storage electrode 52 and the finger 7 fluctuates according to the unevenness 70 of the fingerprint. Therefore, a difference occurs in the capacitance of the capacitors arranged in a matrix that constitute the fingerprint sensor, and the charges stored in each charge storage electrode 52 are read out and detected by a semiconductor element such as a transistor formed on the substrate 10. By doing so, it is possible to perform fingerprint recognition. Here, each charge storage electrode 5
2 constitutes a unit cell of the fingerprint recognition surface of the semiconductor device for fingerprint recognition. When the finger is not in contact with the fingerprint recognition surface, d is infinite in all the unit cells of the fingerprint recognition surface of the fingerprint recognition semiconductor device when the finger is not in contact with the fingerprint recognition surface. The capacitance value Cs = 0.

【0006】一方、指が指紋認識面に接触している状態
では、図8に示すように、n番目の単位セルにおいて、
電荷蓄積電極52と絶縁保護膜53と指7との間で静電
容量値Csnのキャパシタが形成される。上記の静電容
量値Csnは、 Csn=ε・ε0・S/dn と表される。ここで、Sは各電極のキャパシタに寄与す
る面積、dnはn番目の単位セルの電極と指との距離
(例えばd1、d2)、nは各単位セルの番号(n=
1、2、、・・・)である。また、上述した各単位セル
における静電容量値Csnを読み出す構成として、各単
位セルの電荷蓄積電極52と絶縁保護膜53と指7の間
で形成されるキャパシタは、例えばワード線WL(WL
1、WL2、・・・)によりゲート制御されるトランジ
スタのソース・ドレイン拡散層に接続しており、他方の
ソース・ドレイン拡散層はビット線BL(BL1、BL
2、・・・)に接続し、さらにビット線BLに静電容量
値CBのキャパシタが接続している構成とする。上記構
成において、ビット線BLにVccが印加された状態
(Vccプレチャージ)で指が接触することにより、 △Vn=〔Csn/(CB+Csn)〕・Vcc で表されるビット線BLの電位変化が生じる。この電位
変化△Vnを各セルにおいて検出することで、各単位セ
ル毎の静電容量値Csnを算出し、画像処理などを行っ
て指紋の認識を行う。
On the other hand, when the finger is in contact with the fingerprint recognition surface, as shown in FIG.
A capacitor having a capacitance value Csn is formed between the charge storage electrode 52, the insulating protective film 53, and the finger 7. The above-mentioned capacitance value Csn is represented by Csn = ε · ε0 · S / dn. Here, S is the area contributing to the capacitor of each electrode, dn is the distance between the electrode of the n-th unit cell and the finger (eg, d1, d2), and n is the number of each unit cell (n =
1, 2, ...). In the configuration for reading out the capacitance value Csn in each unit cell described above, a capacitor formed between the charge storage electrode 52, the insulating protective film 53, and the finger 7 in each unit cell may be, for example, a word line WL (WL
1, WL2,...) Are connected to the source / drain diffusion layers of the transistors whose gates are controlled, and the other source / drain diffusion layers are connected to the bit lines BL (BL1, BL
2,...), And a capacitor having a capacitance value CB is further connected to the bit line BL. In the above configuration, when a finger comes into contact with Vcc applied to the bit line BL (Vcc precharge), the potential change of the bit line BL represented by ΔVn = [Csn / (CB + Csn)] · Vcc is generated. Occurs. By detecting the potential change ΔVn in each cell, the capacitance value Csn of each unit cell is calculated, and the fingerprint is recognized by performing image processing or the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の指紋認識用半導体装置では、一般の半導体装置と異
なりパッケージ等に囲われることなく指紋認識面が剥き
出しで使用されるため、異物が指紋認識面に衝突した
り、擦れたりして、指紋認識面にキズを付けてしまい、
指紋認識用半導体装置としての信頼性の低下をもたらし
たり、程度が悪い場合には、指紋認識用半導体装置とし
ての機能自体を失わせてしまうという問題があった。ま
た、指紋認識用半導体装置には指が直接接触するので人
体に帯電した静電気が上記電荷蓄積電極52に放電し、
電荷蓄積電極52を通じて同一基板上に形成された検出
回路(図8)に大電流が流れて回路を破壊し、指紋認識
用半導体装置としての機能を失わせてしまうという問題
もあった。一方、指紋認識用半導体装置における表面の
保護膜は、上述のように電極と絶縁保護膜と指の間で形
成されるキャパシタのキャパシタ絶縁膜の一部として機
能することから、外部からの機能的衝撃による指紋認識
面の破損や静電気の放電による回路の損傷を防止するた
めに、絶縁保護膜の膜厚を厚くしたり、その材質を変更
するという対応をむやみに行うことができないという問
題がある。
However, in the above-described conventional semiconductor device for fingerprint recognition, unlike a general semiconductor device, the fingerprint recognition surface is used without being surrounded by a package or the like, so that foreign matter is not present on the fingerprint recognition surface. Colliding or rubbing on the fingerprint recognition surface
There has been a problem in that the reliability of the semiconductor device for fingerprint recognition is reduced, or the function itself as the semiconductor device for fingerprint recognition is lost when the degree is low. In addition, since the finger directly contacts the fingerprint recognition semiconductor device, static electricity charged on the human body is discharged to the charge storage electrode 52,
There is also a problem that a large current flows through the detection circuit (FIG. 8) formed on the same substrate through the charge storage electrode 52 to break the circuit and lose its function as a semiconductor device for fingerprint recognition. On the other hand, the protective film on the surface of the semiconductor device for fingerprint recognition functions as a part of the capacitor insulating film of the capacitor formed between the electrode, the insulating protective film, and the finger as described above, so that the external functional film is not provided. In order to prevent damage to the fingerprint recognition surface due to impact and damage to the circuit due to static electricity discharge, there is a problem that it is not possible to take measures such as increasing the thickness of the insulating protective film or changing the material. .

【0008】そこで本発明の目的は、上記問題に鑑みて
なされたものであり、その目的は、半導体による機能面
を外部要因による機械的損傷や静電破壊から有効に保護
することができる半導体装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of effectively protecting a functional surface of a semiconductor from mechanical damage and electrostatic damage due to external factors. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、半導体素子の一部を外部に露出させて構成し
た機能面を有する半導体装置において、前記機能面を露
出させた状態で前記半導体素子を保持する保持部材と、
前記機能面の周辺部に分散して配置され、前記機能面よ
り突出した状態で配置される複数の保護部材と、前記保
持部材に形成されて前記保護部材を収納するとともに、
前記保護部材を機能面より出没する方向に移動可能にガ
イドする複数の保護部材収納部と、前記複数の保護部材
を突出方向に付勢する付勢部材と、前記保護部材に生じ
た静電気を外部に排出する導通手段とを有し、前記複数
の保護部材により、前記機能面に外部から当接する物体
の当接方向を規制するとともに当接時の衝撃を吸収し、
かつ、前記機能面またはその近傍に発生する静電気を除
去することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device having a functional surface in which a part of a semiconductor element is exposed to the outside. A holding member for holding the semiconductor element,
A plurality of protective members arranged in a state of being distributed in a peripheral portion of the functional surface and protruding from the functional surface, and formed on the holding member to house the protective member,
A plurality of protection member storage portions for guiding the protection member so as to be movable in and out of the functional surface; an urging member for urging the plurality of protection members in a protruding direction; And a conducting means for discharging to the, by the plurality of protective members, regulates the contact direction of an object that comes into contact with the functional surface from the outside and absorbs the impact at the time of contact,
In addition, static electricity generated on or near the functional surface is removed.

【0010】本発明の半導体装置において、機能面の周
辺部に出没可能な複数の保護部材を分散配置し、各保護
部材を突出方向に付勢するとともに、各保護部材を導通
手段に接続することにより、複数の保護部材によって機
能面に外部から当接する物体の当接方向を規制するとと
もに当接時の衝撃を吸収し、かつ、機能面またはその近
傍に発生する静電気を除去するようにした。したがっ
て、例えば半導体装置の非使用時に期せずして異物が機
能面に衝突して機能面を破損することを防止できる。ま
た、異物が静電気などで帯電している場合、機能面に接
触または近接する前に電荷を放電させて半導体素子に電
気的ダメージを与えることを防止できる。
[0010] In the semiconductor device of the present invention, a plurality of protective members which can protrude and retract in the peripheral portion of the functional surface are dispersed and urged in the protruding direction, and each protective member is connected to the conducting means. Thus, the contact direction of an object that comes into contact with the functional surface from the outside is restricted by the plurality of protective members, the impact at the time of contact is absorbed, and static electricity generated on or near the functional surface is removed. Therefore, for example, it is possible to prevent foreign matter from colliding with the functional surface and damaging the functional surface unexpectedly when the semiconductor device is not used. Further, when the foreign matter is charged by static electricity or the like, it is possible to prevent the semiconductor element from being electrically damaged by discharging the charge before contacting or approaching the functional surface.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体装置の
実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実
施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好
ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、
以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載が
ない限り、これらの態様に限定されないものとする。本
実施の形態による半導体装置は、機能面の周辺に複数の
保護ピン(保護部材)を設け、この保護ピンをバネで付
勢することにより、機能面に外部から当接する物体の当
接方向を規制し、また、当接時の衝撃を吸収すること
で、機能面を機械的に保護する。また、保護ピンを導電
性の材料で形成し、グランドまたは電源に接続すること
により、機能面またはその近傍に発生する静電気を除去
し、機能面を静電破壊より保護するものである。また、
機能素子を動作させるときに必ず何らかの物体(例えば
指等)を機能面に近接させて使用するような場合に、上
述した保護ピンをスイッチに連動させることにより、機
能素子の使用時にだけ自動的にスイッチが入るように
し、無駄な消費電力を節約できるようにしたものであ
る。
Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below. Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are added.
In the following description, unless otherwise specified, the present invention is not limited to these embodiments. In the semiconductor device according to the present embodiment, a plurality of protection pins (protection members) are provided around the function surface, and the protection pins are urged by a spring to change the contact direction of an object that comes into contact with the function surface from outside. By restricting and absorbing the shock at the time of contact, the functional surface is mechanically protected. Further, by forming the protection pin with a conductive material and connecting it to ground or a power supply, static electricity generated on or near the functional surface is removed, and the functional surface is protected from electrostatic breakdown. Also,
In the case where an object (such as a finger) is always used close to the functional surface when operating the functional element, the above-described protection pin is linked to the switch so that the function element is automatically used only when the functional element is used. The switch is turned on to save unnecessary power consumption.

【0012】このような本実施の形態による構成を有効
に活用することが可能な機能素子の代表的なものとして
は、指紋センサが挙げられる。すなわち、この指紋セン
サのセンサ面の周辺に上述した保護ピンを配置すること
により、指以外の異物が予期せずセンサ面に接触しそう
になっても、保護ピンがその異物の動きを遮蔽し、セン
サにキズやダメージを与えてしまうことを防止できる。
また、この保護ピンを導電性の材料で形成し、グランド
または電源に接続することにより、指紋を認識させると
きには、指がこのピンを押し下げてセンサ面に接触する
構造とする。
A typical example of a functional element capable of effectively utilizing the configuration according to the present embodiment is a fingerprint sensor. That is, by arranging the above-described protection pin around the sensor surface of the fingerprint sensor, even if foreign matter other than a finger unexpectedly comes into contact with the sensor surface, the protection pin blocks the movement of the foreign matter, Scratches or damage to the sensor can be prevented.
Further, when the protection pin is formed of a conductive material and is connected to a ground or a power source, when a fingerprint is recognized, the finger is pressed down to make contact with the sensor surface.

【0013】これにより、指がセンサ面に到達する前
に、指は保護ピンに接触することになるので、この指
(人体)に帯電している電荷が保護ピンを通して放電さ
れる。したがって、静電気が指紋センサに放電して指紋
センサ自体を破壊することを防止できる。さらに、保護
ピンの下部に指紋センサの電源スイッチを設置し、保護
ピンを押し下げると指紋センサの電源がオンするように
構成することで、指がセンサ面に接触するときだけ電源
が入るように構成する。このようにすれば、指紋認証時
にだけスイッチが入るので、使用時にスイッチをオン・
オフにする手間を省くことができ、同時に使用時以外の
無駄な消費電力を消費しないで済むようにできる。
Thus, before the finger reaches the sensor surface, the finger comes into contact with the protection pin, so that the electric charge charged on this finger (human body) is discharged through the protection pin. Therefore, it is possible to prevent the static electricity from discharging to the fingerprint sensor and destroying the fingerprint sensor itself. In addition, a power switch for the fingerprint sensor is installed below the protection pin, and the power of the fingerprint sensor is turned on when the protection pin is pressed down, so that the power is turned on only when the finger touches the sensor surface I do. In this way, the switch is turned on only at the time of fingerprint authentication.
The trouble of turning off the power can be saved, and at the same time, unnecessary power consumption other than during use can be avoided.

【0014】以下、本発明による半導体装置を指紋セン
サに適用した具体的実施例について図面に基づき説明す
る。図1は、本実施例による静電容量式指紋センサをセ
ンサ面側から見た状態を示す平面図である。また、図
2、図3は、図1に示す指紋センサの内部構造を示す断
面図であり、図2は図1のA−A線断面図、図3は図1
のB−B線断面図である。さらに、図4は、図3の保護
ピンを設けた部分を拡大して示す部分断面図である。こ
の指紋センサは、図6に示す従来の指紋センサと同様の
指紋認識用半導体チップ101を有し、この指紋認識用
半導体チップ101の指紋認識面(以下、センサ面とも
いう)101Aを露出させた状態で、指紋認識用半導体
チップ101とリード103とを接続するワイヤボンデ
ィングの部分を例えば熱硬化樹脂などからなるモールド
樹脂102により封止したものである。
Hereinafter, a specific embodiment in which a semiconductor device according to the present invention is applied to a fingerprint sensor will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a state in which the capacitance type fingerprint sensor according to the present embodiment is viewed from the sensor surface side. 2 and 3 are cross-sectional views showing the internal structure of the fingerprint sensor shown in FIG. 1. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing a portion provided with the protection pin of FIG. This fingerprint sensor has the same fingerprint recognition semiconductor chip 101 as the conventional fingerprint sensor shown in FIG. 6, and a fingerprint recognition surface (hereinafter, also referred to as a sensor surface) 101A of the fingerprint recognition semiconductor chip 101 is exposed. In this state, a portion of the wire bonding connecting the semiconductor chip 101 for fingerprint recognition and the lead 103 is sealed with a mold resin 102 made of, for example, a thermosetting resin.

【0015】指紋認識用半導体チップ101の指紋認識
面101Aの周辺のモールド樹脂102には、保護部材
収納部としての収納孔104が開孔されており、この収
納孔104内には、保護部材としての保護ピン105が
収納されている。保護ピン105は、金属等の導電性材
料によって形成されたものであり、収納孔104の内周
部にガイドされ、指紋認識面に対して垂直方向(機能面
より出没する方向)に移動可能な状態で装着されてい
る。保護ピン105の先端部は外部方向に突出してお
り、保護ピン105の基端には抜け止め部105Aが設
けられている。また、収納孔104の内部には、付勢部
材としての圧縮コイルバネ106が配置されている。こ
の圧縮コイルバネ106は、保護ピン105の外周部に
配置されており、保護ピン105の軸方向にバネ力を付
与し、保護ピン105を突出する方向に付勢している。
In the mold resin 102 around the fingerprint recognition surface 101A of the fingerprint recognition semiconductor chip 101, a storage hole 104 as a protection member storage portion is opened. Protection pins 105 are stored. The protection pin 105 is formed of a conductive material such as a metal, is guided by the inner peripheral portion of the storage hole 104, and is movable in a direction perpendicular to the fingerprint recognition surface (a direction in which the protection surface comes out of the function surface). It is mounted in a state. The distal end of the protection pin 105 protrudes outward, and the base end of the protection pin 105 is provided with a retaining portion 105A. Further, a compression coil spring 106 as an urging member is disposed inside the storage hole 104. The compression coil spring 106 is arranged on the outer periphery of the protection pin 105, applies a spring force in the axial direction of the protection pin 105, and urges the protection pin 105 in a protruding direction.

【0016】また、保護ピン105の基端部には、導通
手段としてのアース線107が接続されており、図示し
ないグランド端子に接続されている。また、収納孔10
4の底部には、電源スイッチ108が設けられている。
この電源スイッチ108は、保護ピン105が指等によ
って操作され、没する方向に移動することにより、この
保護ピン105の基端部によって押下されてオンし、指
紋センサの電源をオンする。また、保護ピン105の操
作が解除された状態では、圧縮コイルバネ106のバネ
力によって保護ピン105が突出した状態に保持され、
電源スイッチ108がオフした状態となる。なお、この
ような電源スイッチ108は、全ての収納孔104に設
けるのではなく、例えば1つおきに設けるようにしても
よい。
A ground wire 107 as a conducting means is connected to the base end of the protection pin 105, and is connected to a ground terminal (not shown). The storage hole 10
A power switch 108 is provided at the bottom of the power switch 4.
When the protection pin 105 is operated by a finger or the like and moves in a direction of being immersed, the power switch 108 is pressed and turned on by the base end of the protection pin 105 to turn on the power supply of the fingerprint sensor. In a state where the operation of the protection pin 105 is released, the protection pin 105 is held in a protruding state by the spring force of the compression coil spring 106,
The power switch 108 is turned off. Note that such power switches 108 may not be provided in all the storage holes 104 but may be provided, for example, every other one.

【0017】次に、以上のような指紋センサの動作につ
いて説明する。図5は、この指紋センサを指で操作した
場合の状態を示す断面図である。まず、指紋認識動作時
には、図5に示すように、指109をセンサ面101A
に接触させるので、このときセンサ面101Aの周辺の
保護ピン105は、指109に押し下げられている。押
し下げられた保護ピン105は、スイッチ108の突起
部を押し下げて、指紋センサの電源をオン状態にしてい
る。また、指109が近付けられたとき、指109は最
初に保護ピン105に触るので、仮に人体に静電気が蓄
積している場合においても、蓄積電荷は保護ピン105
を通して放電される。したがって、半導体チップ101
を静電気によって破壊してしまうことはない。また、指
紋認識時以外の時には、保護ピン105はセンサ面より
上方に突き出ているので、期せずして指や異物がセンサ
面101Aに垂直な動き以外の接近の仕方をした場合に
は、保護ピン105に妨げられてセンサ面101Aに接
触することはない。すなわち、期せずして指や異物がセ
ンサ面101Aに接触してセンサ面101Aを傷付けた
りダメージを与えたりする可能性を大幅に減じることが
できる。
Next, the operation of the fingerprint sensor as described above will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the fingerprint sensor is operated with a finger. First, during the fingerprint recognition operation, as shown in FIG.
At this time, the protection pin 105 around the sensor surface 101A is pressed down by the finger 109. The pushed down protection pin 105 pushes down the projection of the switch 108 to turn on the fingerprint sensor. Further, when the finger 109 approaches, the finger 109 first touches the protection pin 105. Therefore, even if static electricity is accumulated in the human body, the accumulated charge is reduced to the protection pin 105.
Is discharged through. Therefore, the semiconductor chip 101
Is not destroyed by static electricity. Also, at times other than fingerprint recognition, since the protection pin 105 protrudes above the sensor surface, if a finger or a foreign substance unexpectedly approaches other than movement perpendicular to the sensor surface 101A, The protection pin 105 does not interfere with the sensor surface 101A. That is, the possibility that a finger or a foreign substance unexpectedly contacts the sensor surface 101A and damages or damages the sensor surface 101A can be greatly reduced.

【0018】以上に説明したように、本形態による指紋
認識用半導体装置によれば、未使用時においては指紋認
識面の周辺に突き出た保護ピン105によって期せずし
て接近した指109や異物が指紋認識面101Aに意図
に反して衝突することがなくなり、指紋認識面101A
に傷などの機械的ダメージを発生することを防止でき
る。また、使用時において、指109に静電気が帯電し
ている場合であっても、指109がピン105を押し下
げる時点で蓄積電荷がピン105を通して放電されるの
で、静電気によって指紋認識用半導体チップ101に電
気的ダメージを与えてしまうトラブルも防止できる。さ
らに、保護ピン105の上下方向の動きに連動して指紋
認識用半導体装置の電源スイッチ108を動作させるよ
うに構成することで、指紋認識用半導体装置を動作させ
るときのスイッチ操作の煩わしさを除去でき、しかも未
使用時に不用意に電源がオン状態でになってしまうとい
う問題を解決できる。なお、以上は本発明を指紋センサ
に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定
されず、半導体素子の一部を外部に露出させて構成した
機能面を有する半導体装置に広く適用し得るものであ
る。また、保護部材や保護部材収納部の具体的構造につ
いても、上述した実施例に限定されるものではなく、適
宜変形し得るものである。
As described above, according to the semiconductor device for fingerprint recognition according to the present embodiment, when not in use, the finger 109 or the foreign matter accidentally approached by the protection pin 105 protruding around the fingerprint recognition surface. No longer collides against the fingerprint recognition surface 101A unintentionally.
It is possible to prevent mechanical damages such as scratches from being generated. In use, even when the finger 109 is charged with static electricity, the accumulated charge is discharged through the pin 105 when the finger 109 pushes down the pin 105, so that the fingerprint recognition semiconductor chip 101 is charged by the static electricity. Troubles that cause electrical damage can also be prevented. Further, by configuring the power switch 108 of the semiconductor device for fingerprint recognition to operate in conjunction with the vertical movement of the protection pin 105, the troublesome operation of the switch when operating the semiconductor device for fingerprint recognition is eliminated. It is possible to solve the problem that the power is inadvertently turned on when not in use. In the above, an example in which the present invention is applied to a fingerprint sensor has been described. However, the present invention is not limited to this, and is widely applied to a semiconductor device having a functional surface configured by exposing a part of a semiconductor element to the outside. What you get. Also, the specific structures of the protection member and the protection member storage section are not limited to the above-described embodiment, but can be appropriately modified.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
では、機能面の周辺部に出没可能な複数の保護部材を分
散配置し、各保護部材を突出方向に付勢するとともに、
各保護部材を導通手段に接続することにより、複数の保
護部材によって機能面に外部から当接する物体の当接方
向を規制するとともに当接時の衝撃を吸収し、かつ、機
能面またはその近傍に発生する静電気を除去するように
した。したがって、例えば半導体装置の非使用時に期せ
ずして異物が機能面に衝突して機能面を破損することを
防止できる効果がある。また、異物が静電気などで帯電
している場合、機能面に接触または近接する前に電荷を
放電させて半導体素子に電気的ダメージを与えることを
防止できる効果がある。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, a plurality of protective members which can protrude and retract in the peripheral portion of the functional surface are distributed, and each protective member is urged in the projecting direction.
By connecting each protection member to the conducting means, the plurality of protection members regulate the contact direction of the object that comes into contact with the functional surface from the outside, absorb the impact at the time of contact, and close the functional surface or the vicinity thereof. The generated static electricity was removed. Therefore, for example, there is an effect that it is possible to prevent a foreign substance from unexpectedly colliding with the functional surface and damaging the functional surface when the semiconductor device is not used. Further, when the foreign matter is charged by static electricity or the like, there is an effect that electric charge can be discharged before contacting or approaching the functional surface to prevent electrical damage to the semiconductor element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による静電容量式指紋センサ
をセンサ面側から見た状態を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a state in which a capacitance type fingerprint sensor according to an embodiment of the present invention is viewed from a sensor surface side.

【図2】図1に示す指紋センサの内部構造を示すA−A
線断面図である。
FIG. 2 is an AA diagram showing the internal structure of the fingerprint sensor shown in FIG. 1;
It is a line sectional view.

【図3】図1に示す指紋センサの内部構造を示すB−B
線断面図である。
FIG. 3 is a BB diagram showing the internal structure of the fingerprint sensor shown in FIG. 1;
It is a line sectional view.

【図4】図3の保護ピンを設けた部分を拡大して示す部
分断面図である。
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing a portion provided with a protection pin of FIG. 3;

【図5】図1に示す指紋センサを指で操作した場合の状
態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state when the fingerprint sensor shown in FIG. 1 is operated with a finger.

【図6】従来の静電容量式指紋センサの構造を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional capacitance fingerprint sensor.

【図7】図6に示す指紋センサにおける内部構造を拡大
して示す部分断面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing an enlarged internal structure of the fingerprint sensor shown in FIG. 6;

【図8】図6に示す指紋センサにおける検出信号の取り
出し部の構成を示す回路図である。
8 is a circuit diagram showing a configuration of a detection signal extracting unit in the fingerprint sensor shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101……半導体チップ、101A……指紋認識面(セ
ンサ面)、102……モールド樹脂、103……リー
ド、104……収納孔、105……保護ピン、106…
…圧縮コイルバネ、107……アース線、108……電
源スイッチ、109……指。
Reference numeral 101: semiconductor chip, 101A: fingerprint recognition surface (sensor surface), 102: mold resin, 103: lead, 104: storage hole, 105: protection pin, 106
... compression coil spring, 107 ... ground wire, 108 ... power switch, 109 ... finger.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体素子の一部を外部に露出させて構
成した機能面を有する半導体装置において、 前記機能面を露出させた状態で前記半導体素子を保持す
る保持部材と、 前記機能面の周辺部に分散して配置され、前記機能面よ
り突出した状態で配置される複数の保護部材と、 前記保持部材に形成されて前記保護部材を収納するとと
もに、前記保護部材を機能面より出没する方向に移動可
能にガイドする複数の保護部材収納部と、 前記複数の保護部材を突出方向に付勢する付勢部材と、 前記保護部材に生じた静電気を外部に排出する導通手段
とを有し、 前記複数の保護部材により、前記機能面に外部から当接
する物体の当接方向を規制するとともに当接時の衝撃を
吸収し、かつ、前記機能面またはその近傍に発生する静
電気を除去する、 ことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a functional surface in which a part of a semiconductor element is exposed to the outside, a holding member for holding the semiconductor element in a state where the functional surface is exposed, and a periphery of the functional surface A plurality of protection members that are arranged in a distributed manner and protruded from the functional surface; and a direction in which the protection member is formed on the holding member and accommodates the protection member, and the protective member protrudes and retracts from the functional surface. A plurality of protection member storage portions that movably guide the plurality of protection members, a biasing member that biases the plurality of protection members in a protruding direction, and a conduction unit that discharges static electricity generated in the protection member to the outside, The plurality of protection members regulate the contact direction of an object that comes into contact with the functional surface from the outside, absorb an impact at the time of contact, and remove static electricity generated on or near the functional surface, Wherein a and.
【請求項2】 前記保護部材はピン状に形成され、前記
保護部材収納部にピンの軸方向に移動可能に収納されて
いることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the protection member is formed in a pin shape, and is housed in the protection member housing so as to be movable in an axial direction of the pin.
【請求項3】 前記機能面が静電容量式指紋センサのセ
ンサ面であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said functional surface is a sensor surface of a capacitance type fingerprint sensor.
【請求項4】 前記付勢部材がコイルバネであることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said urging member is a coil spring.
【請求項5】 前記導通手段は、前記保護部材をグラン
ドまたは電源に電気的に接続する部材であることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said conduction means is a member for electrically connecting said protection member to ground or a power supply.
【請求項6】 前記保護部材の移動によって作動するス
イッチを有することを特徴とする請求項1記載の半導体
装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a switch that is activated by moving the protection member.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633993B1 (en) 2004-06-11 2006-10-16 주식회사 팬택 ESD induction apparatus for a communication mobile terminal having a fingerprint-recognition function and mobile communication terminal having the same
JP2008045999A (en) * 2006-08-16 2008-02-28 Fujitsu Ltd Surface shape sensor and manufacturing method therefor
EP2224482A3 (en) * 2008-11-27 2012-07-04 UPEK, Inc. Integrated leadframe and bezel structure and device formed from same
CN107844754A (en) * 2015-10-19 2018-03-27 广东欧珀移动通信有限公司 A kind of decision method and device of Terminal fingerprints sensor surface foreign matter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633993B1 (en) 2004-06-11 2006-10-16 주식회사 팬택 ESD induction apparatus for a communication mobile terminal having a fingerprint-recognition function and mobile communication terminal having the same
US7630183B2 (en) 2004-06-11 2009-12-08 Pantech Co., Ltd. ESD inducing apparatus in mobile communication terminal with fingerprint recognition function
JP2008045999A (en) * 2006-08-16 2008-02-28 Fujitsu Ltd Surface shape sensor and manufacturing method therefor
EP2224482A3 (en) * 2008-11-27 2012-07-04 UPEK, Inc. Integrated leadframe and bezel structure and device formed from same
US9235747B2 (en) 2008-11-27 2016-01-12 Apple Inc. Integrated leadframe and bezel structure and device formed from same
CN107844754A (en) * 2015-10-19 2018-03-27 广东欧珀移动通信有限公司 A kind of decision method and device of Terminal fingerprints sensor surface foreign matter

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