JP2008146217A - 被写体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的応力に対して耐久性が高く、かつ静電耐圧に強い被写体検出装置を提供する。
【解決手段】被写体検出装置は、電気実装基板１、撮像センサ２、保護部材１３、第１の導電部材５、及び第２の導電部材を有する。撮像センサ２は、電気実装基板１上に配置され、被写体の指１８の指紋を検出する。保護部材１３は、撮像センサ２上に設けられ、被写体の指１８と接する。第１の導電部材５は、保護部材１３の外縁に設けられる。第２の導電部材６は、第１の導電部材５上に設けられ、電気実装基板１の基準電位（接地電位）に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体像を検出する被写体検出装置に係り、とくに被写体の指紋を特定する指紋認識センサ等のセンサを人体に蓄積された静電気から保護するための実装パッケージを有する指紋認証装置等の被写体検出装置に関する。

近年、例えばインターネットの如き情報伝達手段の発達、普及に伴い、これらの利便性を悪用した犯罪の増加が懸念されている。このような犯罪は、情報の伝達における匿名性を悪用し、他人へのなりすましや、架空名義による情報発信を行うことを基盤として実行される。

したがって、このような犯罪を未然に防止するための手段としては、個人を識別、認証することに基づくセキュリティ手段が考えられる。そして、個人の識別、認証を行う装置として、従来、指紋認識装置が提案されている。

この指紋認識装置には、半導体センサ上に置かれた指の凹凸で生じる電位差を利用して静電容量を計測し、指紋を認識する静電容量方式タイプや、２次元イメージセンサを用いて、指紋を認識する光学方式タイプなどが挙げられる。いずれの方式も、半導体チップのセンサ部に指を置いて指紋パターンを取得するため、人体に蓄積された多量の電荷がセンサ部の半導体素子に瞬時に流れ込み、いわゆる静電破壊を起すという課題があった。

その対策として、従来、金属もしくは導電性プラスチックからなる枠状のカバーをセンサ部外周に接地し、枠状カバーは実装パッケージのピンと導電性接着剤で接合するという技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−２１３９１１号公報

しかしながら、前述した従来技術では、金属もしくは導電性プラスチックからなる枠状カバーがセンサ面に直接接しているので、撮像時に枠状カバーに指が接触すると、センサ面に局所的に圧力が加わり、半導体素子や配線層が破損する問題がある。また、静電容量タイプの指紋センサは、一般に静電気に弱いといった欠点もある。これらの問題は、指紋認識装置に限らず、同様の構造を有し、指紋以外の他の被写体像を検出する被写体検出装置についても同様である。

本発明の目的は、これらの問題を解消して、機械的応力に対して耐久性が高く、かつ静電耐圧に強い被写体検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る被写体検出装置は、電気実装基板と、前記電気実装基板上に配置され、被写体像を検出するセンサと、前記センサ上に設けられ、被写体と接する保護部材と、前記保護部材の外縁に設けられ、柔軟性を有する第１の導電部材と、前記第１の導電部材上に設けられ、基準電位に接続された第２の導電部材と、を有することを特徴とする。

前記第１の導電部材は、前記保護部材より柔軟性を有することが望ましい。前記第１の導電部材は、前記保護部材外周にある電極を保護する封止樹脂の流れ止め材であってもよい。

前記保護部材は、絶縁性を有してもよい。前記保護部材は、ファイバープレートであってもよい。

前記第１の導電部材は、導電性ゴムで構成されてもよい。前記第１の導電部材は、ばね形状の金属で構成されてもよい。

前記第２の導電部材は、板状の金属で構成されてもよい。前記第２の導電部材は、ステンレス鋼で構成されてもよい。

前記センサは、前記被写体像として指紋を認識する指紋認識センサであることが好ましい。前記指紋認識センサは、光センサで構成され、前記電気実装基板に設けられ、光を照射する光照射手段と、前記電気実装基板に設けられ、前記光を導く導光体とをさらに備えてもよい。前記指紋認識センサは、静電容量を計測して前記指紋を読み取る半導体センサで構成されてもよい。

本発明によれば、機械的応力に対して耐久性が高く、かつ静電耐圧に強い被写体検出装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る被写体検出装置の概略断面図である。図１に示す被写体検出装置は、被写体の指紋を認証する認証センサに適用したもの、電気実装基板１上に被写体を撮像する撮像センサ２が配置される。撮像センサ２は、電気実装基板１と電気的接続がなされ、電極３の機械的保護や電食防止のための封止材４が設けられる。撮像センサ２上には、静電気及び機械的保護のための保護部材１３が配置され、保護部材１３上に被写体の指１８が置かれる。第１の導電部材５は、保護部材１３上の外縁に配置され、指１８を置くエリアを開口部にした枠形状に形成されている。さらに、第１の導電部材５上には、開口部を有する形状をした第２の導電部材６が配置されている。第２の導電部材６は、電気実装基板１の基準電位（本実施形態では接地電位）用のＧＮＤ（接地）端子に接続され、そのＧＮＤ端子を介して接地されている。

本実施の形態によれば、保護部材１３の外縁に第１の導電部材５を置き、さらに電気実装基板１の基準電位に接続した第２の導電部材６を第１の導電部材５上に配置している。こうすることで、被写体から保護部材１３へ帯電した電荷が保護部材１３表面を沿面放電して第１及び第２の導電部材５、６を通って電気実装基板１内の基準電位へ落ちることが可能となり、検出装置の静電耐圧を向上することができる。

以下、本発明に係る被写体検出装置を指紋認証装置（「指紋認識装置」、「指紋画像入力装置」、「認証センサ」等とも呼ぶ。）に適用した実施例について、図面を用いて詳細に説明する。以下の第１〜第３、第５、第６の実施例では、光学方式タイプ（指内散乱光読取方式）の指紋認証装置、第４の実施例では、静電容量方式タイプの指紋認証装置にそれぞれ適用している。ただし、本発明は、これらに限定されず、他の方式の指紋認証装置でも適用可能である。

図２は、本発明による被写体検出装置を適用した指紋認証装置の第１の実施例を示す斜視図、図３は図２中のＡ−Ａ線に沿った模式的な断面図である。図４は、図２の指紋認証装置の後述するライトガイドと第１及び第２の導電部材を取り外した場合の斜視図である。図５は、図２の指紋認証装置の後述するライトガイドと第２の導電部材を取り外した場合の斜視図である。図６は、図２の指紋認証装置の後述するライトガイドを取り外した場合の斜視図である。

本実施例の指紋認証装置は、図２〜図６に示すように、光センサ１２上に置かれた被写体の指１８に光を照射し、その指１８内で散乱する光を検出し、その指１８の指紋を読み取る、いわゆる指内散乱光読取方式を適用したものである。光センサ１２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像センサから構成される。この指紋認証装置には、図２〜図６に示すように、電気実装基板１０上に、光センサ１２のほか、ＬＥＤ（light Emitting Diode）１１が配置されている。ＬＥＤ１１は、光照射手段を構成している。電気実装基板１０上には、図２及び図４〜図６に示すように、光センサ１２やＬＥＤ１１の駆動または指紋認証を行うためのＩＣ（半導体集積回路）等の電子部品１５も配置されている。

光センサ１２は、図３及び図４に示すように、ボンディングワイヤ１６で電気実装基板１と電気的接続がなされ、ボンディングワイヤ１６の機械的保護や電食防止のためにボンディングワイヤ１６を覆うように封止材４が設けられている。ボンディングワイヤ１６には、金ワイヤを用いている。光センサ１２の端子部からボンディングワイヤ１６のＴＯＰ位置の高さは、１００〜２５０［μｍ］のループ形状となっている。また、光センサ１２外周には、図４〜図６に示すように、ある距離をおいてＬＥＤ１１が複数個設けられている。光センサ１２上には、図３〜図６に示すように、静電気及び機械的保護のため保護部材１３が配置され、図２及び図３に示すように、保護部材１３上に被写体の指１８が置かれる。

本実施例では、保護部材１３にファイバープレートを用いている。ファイバープレートは、ガラスからなる絶縁材料であり、複数の光ファイバがその光軸が略平行になるように配列されて１体化されたシート形状の光学素子である。このファイバープレートは、板厚が厚くても解像度が低下しない特徴があり、本実施例では、製造上の取り扱いを考慮して０．５〜１．０［ｍｍ］の厚みとしている。

第１の導電部材５は、図２及び図５に示すように、保護部材１３を構成するファイバープレート上に位置し、指１８を置くエリアを開口部にした枠形状をしている。第１の導電部材５は、ファイバープレートより柔軟性を有する材質からなり、導電層の機械的破壊防止及びファイバープレートと第１の導電部材５との隙間をなくして接地面積を増やしている。第１の導電部材５で用いる柔軟性を有する材料としては、プラスチックフィルムやゴム材料が最適であり、特にゴム硬度が５０以下の材料が好ましい。また、第１の導電部材５の導電性の目安として、表面抵抗率は１０^９（１０の９乗）［Ω］以下が好ましい。上記条件を満足する第１の導電部材５の材料として、本実施例では導電性ゴム（三菱樹脂株式会社製、商品名：導電性珪樹）を採用し、０．１〜０．３［ｍｍ］厚みのゴムシートから打ち抜き加工で枠形状を作製した。

第２の導電部材６は、図２及び図６に示すように、第１の導電部材５上に位置し、第１の導電部材５と同様に指１８を置くエリアを開口部にした枠形状をなしている。さらに第２の導電部材６は、後述するライトガイド１４の内部にあり、照明手段であるＬＥＤ１１と光センサ１２の間にあって、ファイバープレートからなる保護部材１３の周囲を囲うように設けてある。本実施例では、第２の導電部材６にＳＵＳ（ステンレス鋼）などの板金（板状の金属）を用いている。第２の導電部材６は、ＬＥＤ１１と光センサ１２との遮光手段も兼ねている。不要光が光センサ１２に入らないようにするためのものである。この場合の不要光とは、ＬＥＤ１１からの、指１８に照射されずに光センサ１２に入る光や、指１８側あるいはライトガイド１４周囲からの外光である。第２の導電部材６によって、不要光が除去でき、高Ｓ／Ｎの指紋画像の読み取りが可能となる。
第２の導電部材６は、第１の導電部材５と接触しており、第１の導電部材５が柔軟性を有する材質からなるため、第２の導電部材６とも隙間なく接地されている。第２の導電部材６は、図６に示すようにアース電位接地用の足７が設けられ、電気実装基板１のアース端子とネジ固定などで電気的に接続されている。

第２の導電部材６上には、図２及び図３に示すように、ＬＥＤ１１からの光を導く導光体として、ライトガイド１４が設けられている。ライトガイド１４は、ＬＥＤ１１を覆い、放射された光をファイバープレートからなる保護部材１３上に置かれた指１８へ導く役割を果たす。ライトガイド１４は、ポリカーボネート、アクリル等の透過率が高い材質のものが好ましく、樹脂成形で形成することができる。ライトガイド１４は、導光体として機能するとともに、ＬＥＤ１１や光センサ１２の機械的保護部材として、さらに指１８の指先を光センサ１２上の所定の位置に置かせるための指ガイドとしても機能する。

本実施例の指紋認証装置では、保護部材１３を構成するファイバープレート上に指１８を置くと、ＬＥＤ１１から発光された光がライトガイド１４を通じて指１８に照射される。指１８に照射された光は、指１８内を透過散乱し、指紋のある指先表面を透過して光センサ１２に入射し、光センサ１２で指紋の隆線（指紋の凹凸）に起因した光強度パターンが検出される。この光強度パターンから指紋のしわの端などの特徴点を抽出し、この特徴点の位置と予め登録してある指紋データの指紋とを照合することで本人であるかどうかの認証を行うことができる。

次に、本実施例における指紋認証装置の製造方法を以下に述べる。

図７〜図１３は、本製造方法の各工程フローに対応する概略構造断面図である。以下、各工程ごとに説明する。

１）ＬＥＤ及びＩＣ等の部品搭載工程
図７に示すように、本工程では、電気実装基板１０に液状の導電ペースト樹脂をスクリーン版で印刷する。そして、電気実装基板１０上の導電ペースト樹脂部に、光照射手段としてのＬＥＤ１１や、光センサ１２やＬＥＤ１１の駆動又は指紋認証を行うためのＩＣ等の電子部品１５を部品搭載機のコレットで吸着して載せる。その後、所望の温度で加熱して導電ペースト樹脂を硬化させてＬＥＤ１１やＩＣを電気実装基板１０上に接合させる。

２）ダイボンド工程
図８に示すように、本工程では、部品が搭載された電気実装基板１０上にシリコン樹脂からなる液状のダイボンディングペースト樹脂を転写印刷する。そして、光センサ１２を角錐コレットで吸着して、電気実装基板１０上のペースト部分に載せ、所望の温度で加熱してダイボンディングペースト樹脂を硬化させて光センサ１２を電気実装基板１０上に接合させる。

３）ワイヤーボンド工程
図９に示すように、本工程では、キャピラリを使って、ボンディングワイヤ１６を構成する金ワイヤで、光センサ１２端にある端子部と、電気実装基板１０の光センサ１２周囲にある端子部とを接続させる。センサ端子部からボンディングワイヤ１６のＴＯＰ位置の高さは、１００〜２５０［μｍ］で設計されている。

４）ファイバープレート貼り工程
図１０に示すように、本工程では、ディスペンサを使って、光センサ１２上に透明性の接着材８を塗布し、その上に保護部材１３を構成するファイバープレートを載せる。その後、所望の温度で加熱して透明性の接着材８を硬化させて、ファイバープレートを光センサ１２上に接合させる。接着材８は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などを用いる。ファイバープレートを載せるときに接着材８中に気泡を巻き込むので、プレートを１［ｋｇｆ／ｃｍ^２］（９８，０６６．５［Ｐａ］）の圧力で押して気泡を追い出す。気泡を追い出すには、接着材８は流れ性が良いほうが好ましく、粘度は１０［Ｐ］以下が望ましい。また、製品使用環境温度内でファイバープレートが光センサ１２から剥がれないように、接着材８の厚みは最低でも５［μｍ］以上は必要である。その程度の厚みがあれば、熱膨張係数差による応力を緩和することが可能となるためである。

５）ワイヤーボンディング封止工程
図１１に示すように、本工程では、ディスペンサ装置で、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの液状の封止材４をボンディングワイヤ１６と、光センサ１２の端部と、電気実装基板１０の端子部とを覆うように塗布する。ファイバープレートは、０．５〜１．０ｍｍ厚あるため封止樹脂のダム材の役割を果たし、ファイバープレート表面に封止樹脂がまわらないようにしている。塗布された樹脂は、所望の温度で加熱あるいはＵＶ光（紫外線）を照射させて硬化させる。本実施例では、接着材８と封止材４は、別々の材料としているが同一材料でも構わない。また、ファイバープレート貼り時に接着材８を多量にはみ出させてボンディングワイヤ、光センサ１２の端部と電気実装基板１０の端子部を封止しても良い。

６）第１の導電部材貼り工程
図１２に示すように、本工程では、両面に導電性粘着材を有する第１の導電部材５をテフロン（登録商標）製のコレットで吸着して、保護部材１３を構成するファイバープレート上にのせて固定させる。

７）ライトガイド及び第２の導電部材貼り工程
図１３に示すように、本工程では、第２の導電部材６を嵌めたライトガイド１４を第１の導電部材５に載せる。ライトガイドには位置決めピンが突設され、このピンは電気実装基板１０に設けられた孔に挿入される。電気実装基板１０裏面に突き出されたピン部分を溶融して、ライトガイド１４と電気実装基板１０とを固定する。

以上の各工程により、本実施例の指紋認証装置が製造される。

したがって、本実施例によれば、保護部材１３外縁に第１の導電部材５を置き、さらに電気実装基板１０の基準電位に接続した第２の導電部材６を第１の導電部材５上に配置している。こうすることで、被写体から保護部材１３へ帯電した電荷が保護部材１３表面を沿面放電して第１及び第２の導電部材５、６を通って電気実装基板１０内の基準電位へ落ちることが可能となり、検出装置の静電耐圧を向上することができる。

さらに、第１の導電部材５に柔軟性を有する材料を用いることで、第２の導電部材６に指が接触してもセンサ面に局所的にかかる圧力が低減され、半導体素子や配線層の破壊が少なくなる。また、第１の導電部材５に柔軟性を有する材料を用いるため、保護部材１３と第１の導電部材５との隙間がなくなる。これにより、保護部材１３表面を沿面した電荷が第１の導電部材５と保護部材１３の隙間を通って第１の導電部材５近傍にある電極へ放電することが解消される。

さらに、電極を保護する封止材４が保護部材１３上の指紋認識エリアに付着しないように、第１の導電部材５が流れ止めの役割を果たし、画像欠陥を低減することができる。

なお、本実施例では、第１の導電部材で用いる柔軟性を有する材料として、導電性ゴムを採用しているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、ばね形状の金属でも適用可能である。すなわち、応力を受けた場合の形状変化量が、金属や導電性プラスチックに比べて大きい部材であれば良く、本願ではそれを「柔軟性」と表現する。

図１４は、本発明による被写体検出装置を適用した指紋認証装置の第２の実施例を示す構造断面図である。本実施例の特徴を以下述べるが、第１の実施例と重複する箇所は説明を省略する。

本実施例の特徴として、保護部材１３に均一な屈折率と透過率を有する透明材料（薄板ガラス）を用いている。この透明材料には、ＳｉＯ_２やＳｉＮなどの無機材料、ＰＥＴ（ポリエステル）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、エポキシ、アクリルなどの有機材料があり、いずれも絶縁性を有する。本実施例の保護部材１３で用いる薄板ガラスは、ファイバープレートと比較して、製造工程が簡潔であり、汎用材料であるため、低コストである。ただし、ファイバープレートは、板厚を増しても解像度が劣化しないのに対し、これら材料は劣化する。屈折率１．４〜１．６の材料であれば、厚み１００［μｍ］以下であれば、指紋認証に十分な画像が得られる。また、保護部材１３が薄くなったことで、封止材４の流れ止めに第１の導電部材５を利用している。

図１５〜図２１は、本実施例の指紋認証装置の製造方法の各工程フローに対応する概略構造断面図である。

本実施例では、保護部材１３に薄板ガラスを用いて説明する。第１の実施例と比較し、第１の導電部材貼り工程とワイヤーボンディング封止工程とが入れ替わっている。なお、１）ＬＥＤ及びＩＣ等の部品搭載工程（図１５）、２）ダイボンド工程（図１６）、３）ワイヤーボンド工程（図１７）は、第１の実施例（図７〜図９）と同様であるため、それ以降の工程について説明する。

４）薄板ガラス貼り工程
図１８に示すように、本工程では、保護部材１３を構成する薄板ガラスは、バッググラインド後のハンドリング性を考慮して、板厚を８０［μｍ］とした。接着材８の厚みは、熱膨張係数差による応力を緩和と、指紋認証に十分な解像度が得られることを考慮しなくてはならない。接着材８の屈折率は１．４〜１．６なので、薄板ガラスと接着材８の厚みの合計が１００［μｍ］以下であることが望ましい。また、熱応力緩和のために接着材８の厚みは５［μｍ］以上必要なので、本実施例では２０［μｍ］とした。

５）第１の導電部材貼り工程
図１９に示すように、本工程では、厚み１［ｍｍ］を有する両面導電性粘着材付き第１の導電部材５をテフロン（登録商標）製のコレットで吸着して、保護部材１３を構成する薄板ガラス上にのせて固定させる。

６）ワイヤーボンディング封止工程
図２０に示すように、本工程では、ディスペンサ装置で、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂などの液状の封止材４をボンディングワイヤ１６と、光センサ１２の端部と、電気実装基板１０の端子部とを覆うように塗布する。光センサ１２の端子部からボンディングワイヤ１６のＴＯＰ位置の高さは１００［μｍ］で設計されている。保護部材１３を構成する薄板ガラスの上面は、光センサ１２の端子部から１００μｍの位置にあり、ボンディングワイヤ１６のＴＯＰ位置と同位置になる。封止材４の流れ止めには、少なくとも薄板ガラスの上面は高い位置になくてはならない。そこで、第１の導電部材５の上面は、光センサ１２の端子部から１．１［ｍｍ］の高さに位置するので、第１の導電部材５に封止材４の流れ止めの役割をもたせた。

７）ライトガイド及び第２の導電部材貼り工程
図２１に示すように、本工程では、第２の導電部材６を嵌めたライトガイド１４を第１の導電部材５に載せる。ライトガイド１４には位置決めピンが突設され、このピンは電気実装基板１０に設けられた孔に挿入される。電気実装基板１０裏面に突き出されたピン部分を溶融して、ライトガイド１４と電気実装基板１０とを固定する。

本工程は、保護部材１３として採用する透明材料の種類によって製造方法が変わる。下記にいくつかの例を挙げる。

ａ）透明材料として、ＰＥＴ、ＰＥＮやＰＩなどの有機フィルムを用いる場合は、電気実装基板１０上に光センサ１２をダイボンドした後に、ホットメルトなどの接着層が付けられた有機フィルムを光センサ１２上にローラーで加熱加圧ラミネートして接合させる。

ｂ）透明材料として、感光性ポリイミド膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ_２膜などの薄膜材料を用いる場合は、ウェハーレベルでスピンコート、真空蒸着などの成膜プロセスで保護部材１３を形成する。そして、そのウェハーをダイシングして小片にした光センサ１２を電気実装基板１０上にダイボンディングする。

以上の各工程により、本実施例の指紋認証装置が製造される。

本実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加え、保護部材１３に均一な屈折率と透過率を有する透明材料（薄板ガラス）を用いたため、ファイバープレートと比較して、製造工程が簡潔であり、汎用材料であるため、低コストで提供できるという利点がある。

図２２は、本発明による被写体検出装置を適用した指紋認証装置の第３の実施例を示す構造断面図である。以下、第２の実施例との相違点について説明する。

本実施例の特徴として、第２の導電部材６の開口部が第１の導電部材５の開口部より狭くなっており、同図の貼り出し部９に示すように第１の導電部材５の側面に第２の導電部材６が張り出している。ただし、第２の導電部材６の張り出し部９は、保護部材１３とは接触していない。

本実施例によれば、第２の実施例（図８）と同様に保護部材１３に薄板ガラスを用いて、第１の導電部材５が厚くなったことで、指１８が第１の導電部材５と接触しやすくなった。第１の導電部材５は、封止材４を介してボンディングワイヤ１６部と接触しているため、第１の導電部材５に指１８が触れると、ボンディングワイヤ１６部にも負荷が生じて断線する可能性がある。そこで、第２の導電部材６は、ＳＵＳなどの剛体材料を用いており、張り出し部９を設けて間接的にボンディングワイヤ１６部を機械的破壊に対し保護している。

図２３は、本発明による被写体検出装置を適用した指紋認証装置の第４の実施例を示す構造断面図である。以下、第１〜第３の実施例との相違点について説明する。

本実施例では、指紋認識センサに静電容量方式タイプのセンサ２２を用いている。このセンサ２２は、指１８の凹凸で生じる電位差を利用して静電容量を計測し、指紋パターンを読み取る静電容量方式タイプの半導体センサを適用したものである。このセンサ２２と電気実装基板１０とは、貫通電極１７と裏面バンプ１９を介して接続を行っている。センサ２２の貫通電極１７部は、電食防止のために封止材４で少なくともセンサ表面を覆っている。封止材４の厚みは、ワイヤーボンディングがないので薄膜上にして良いが、静電容量タイプは、数千［Å］（数百［ｎｍ］）程度のＳｉＯ_２もしくはＳｉＮ等の絶縁性を有する保護部材なので、封止材４の流れ止めにするには厚みが不十分である。したがって、第１の導電部材５を封止材４の流れ止めとして利用している。

なお、本実施例では、静電容量方式タイプのセンサ２２を用いたため、前述の光学方式で用いたＬＥＤ１１は不要となり、さらにライトガイド１４に代えて、支持部材２４が設けられている。支持部材２４は、光センサ１２の機械的保護部材として、さらに指１８の指先を光センサ１２上の所定の位置に置かせるための指ガイドとしても機能する。

本実施例によれば、指紋認識センサに静電容量方式タイプのセンサ２２を用いた場合でも、第１〜第３の実施例と同様の効果を奏することができる。

本実施例は、基本構成は第２の実施例と同様であるため、相違点のみ説明する。

第２の実施例では、保護部材１３として、屈折率１．４〜１．６の可視光に対して透明な材料について述べてきたが、ＬＥＤ１１が赤外光であれば、保護部材１３は、その赤外光を透過する材料であれば、透明である必要はない。

本実施例では、この場合の赤外光を透過する材料として、シリコン基板を用いている。シリコン基板は、外部からの可視光をカットし、情報として必要なＬＥＤ１１から指１８を透過した赤外光だけを通すことができるので、ノイズの少ない画像を得ることができるからである。本実施例の保護部材１３で用いるシリコン基板は、半導体であるが高抵抗のため、絶縁性を有する材料として定義する。また、更に静電耐圧を挙げるには、シリコン基板の上面或いは下面に更に抵抗の高い絶縁材料を設けても良い。

本実施例は、基本構成は第２の実施例と同様であるため、相違点のみ説明する。

第２の実施例では、保護部材１３に均一な屈折率と透過率を有する透明材料を用いたが、拡散材料でも良い。拡散材料の利点は、保護部材表面の反射率が高くなるので指紋の谷部から保護部材内へ透過する光量が減少することにある。指紋稜線は、拡散部材と接触しているため、殆ど光量が減少することなく拡散部材内へ光が透過する。したがって、指紋稜線と谷部のコントラストが大きくなり、コントラストのつきにくい乾燥指などの認証率が高くなる。ただ、拡散材は、材料内で光の指向性が減少し解像度が低下する問題があるが、膜厚を薄くすれば、解像度の低下は問題にならないレベルとなる。

本実施例では、上記の保護部材１３で用いる拡散材料として、エポキシ樹脂にシリカ系のフィラーが混合されたシート形状のものを用いている。この材料は、エポキシ樹脂に粒径０．１〜１０［μｍ］のシリカ系フィラーが質量百分率で８５［ｗｔ％］充填されたもので、シート厚みは３０〜５０［μｍ］程度である。また、シリカ系フィラーが含有されているため、通常のエポキシ樹脂と比較して硬度が高く、鉛筆硬度で５Ｈ以上を有する。このシートでの製造方法として、該シートはＢステージ化しているので、光センサ１２上にローラーで加熱加圧ラミネートして接合することができる。

本実施例では、保護部材１３に３０［μｍ］厚みの拡散部材を用いた被写体検出装置を製造し、その検出装置に静電気試験を行った。その結果、放電電圧±１２［ｋＶ］の接触放電の試験で素子破壊は確認されなかった。

なお、上記の各実施例では、被写体検出装置として指紋認証装置に適用しているが、本発明は指紋に限らず、他の被写体像、例えば指の静脈や手のひらの静脈などの血管像を検出する被写体検出装置にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る指紋認証装置の概略構造を示す断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置を示す斜視図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の概略構造を示す断面図である。 図２の指紋認証装置のライトガイドと第１及び第２の導電部材を取り外した場合の斜視図である。 図２の指紋認証装置のライトガイドと第２の導電部材を取り外した場合の斜視図である。 図２の指紋認証装置のライトガイドを取り外した場合の斜視図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのＬＥＤ及びＩＣ等の部品搭載工程を説明する概略構造断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのダイボンド工程を説明する概略構造断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのワイヤーボンド工程を説明する概略構造断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのファイバープレート貼り工程を説明する概略構造断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのワイヤーボンディング封止工程を説明する概略構造断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちの第１の導電部材貼り工程を説明する概略構造断面図である。 第１の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのライトガイド及び第２の導電部材貼り工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の概略構造を示す断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのＬＥＤ及びＩＣ等の部品搭載工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのダイボンド工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちのワイヤーボンド工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造方法を用いた各工程のうちの薄板ガラス貼り工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造フローを用いた各工程のうちの第１の導電部材貼り工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造フローを用いた各工程のうちのライトガイド及び第２の導電部材貼り工程を説明する概略構造断面図である。 第２の実施例に係る指紋認証装置の製造フローを用いた各工程のうちのＬＥＤ及びＩＣ等の部品搭載工程を説明する概略構造断面図である。 第３の実施例に係る指紋認証装置の概略構造を示す断面図である。 第４の実施例に係る指紋認証装置の概略構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 電気実装基板
２ 指紋認識センサ
３ 電極
４ 封止材
５ 第１の導電部材
６ 第２の導電部材
７ アース端子
８ 透明接着材
９ 第２の導電部材の張り出し部
１０ 電気実装基板
１１ ＬＥＤ
１２ 光センサ
１３ 保護部材
１４ ライトガイド
１５ 電子部品
１６ ボンディングワイヤ
１７ 貫通電極
１８ 指
１９ バンプ
２２ センサ（静電容量方式タイプ）
２４ 支持部材

Claims (12)

1. 電気実装基板と、
   前記電気実装基板上に配置され、被写体像を検出するセンサと、
   前記センサ上に設けられ、被写体と接する保護部材と、
   前記保護部材の外縁に設けられ、柔軟性を有する第１の導電部材と、
   前記第１の導電部材上に設けられ、基準電位に接続された第２の導電部材と、
   を有することを特徴とする被写体検出装置。
2. 前記第１の導電部材は、前記保護部材より柔軟性を有することを特徴とする請求項１に記載の被写体検出装置。
3. 前記第１の導電部材は、前記保護部材外周にある電極を保護する封止樹脂の流れ止め材であることを特徴とする請求項１に記載の被写体検出装置。
4. 前記保護部材は、絶縁性を有することを特徴とする請求項１に記載の被写体検出装置。
5. 前記保護部材は、ファイバープレートであることを特徴とする請求項１に記載の被写体検出装置。
6. 前記第１の導電部材は、導電性ゴムで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の被写体検出装置。
7. 前記第１の導電部材は、ばね形状の金属で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の被写体検出装置。
8. 前記第２の導電部材は、板状の金属で構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被写体検出装置。
9. 前記第２の導電部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の被写体検出装置。
10. 前記センサは、前記被写体像として指紋を認識する指紋認識センサであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被写体検出装置。
11. 前記指紋認識センサは、光センサで構成され、
    前記電気実装基板に設けられ、光を照射する光照射手段と、
    前記電気実装基板に設けられ、前記光を導く導光体とをさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の被写体検出装置。
12. 前記指紋認識センサは、静電容量を計測して前記指紋を読み取る半導体センサで構成されることを特徴とする請求項１０に記載の被写体検出装置。