JP4169395B2

JP4169395B2 - ソリッドステート指紋センサーパッケージング装置及び方法

Info

Publication number: JP4169395B2
Application number: JP18724898A
Authority: JP
Inventors: カルニツスキーアレクサンダー; クレイマーアラン
Original assignee: Upek Inc
Current assignee: Upek Inc
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: US6011859A; EP0889521A3; DE69825367D1; EP0889521A2; JPH11123186A; EP0889521B1; DE69825367T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋画像検知、採取即ち、例えばうねの終端及び分岐等の指紋の詳細を検知する技術分野に関するものであって、更に詳細には、新規で且つ独特のパッケージング構造及び構成を有するソリッドステートマルチピクセル容量型指紋センサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公知の如く、人の指紋は分岐部分と急な終端即ち端点の両方を有するライン即ちうね（山）から構成されている。これらの分岐部分や終端は指紋の詳細部分として知られている。指紋はこれらの詳細部分の位置とそれらの間の関係とによって識別される。
【０００３】
指紋検知は従来犯人捜査に使用されているが、例えば、クレジットカードを使用する場合の安全性を改善するため、保護区域、コンピュータ及びバンクシステムに対するアクセスを制御するため、及び家又は自動車の鍵に対する代替物として個人的な鍵又はシグナチャ即ち署名としても使用されている。
【０００４】
本発明は、本発明に基づいて独特の態様でパッケージングした容量距離／指紋センサーに関するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、刊行物「センサー及びアクチュエータ（ＳＥＮＳＯＲＳＡＮＤＡＣＴＵＡＴＯＲＳ）」、１９８９年１月／２月、Ｎｏ．１／２、１４１−１５３頁は、「内在的輪郭検知オプションを有する集積化触覚撮像器（ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤＴＡＣＴＩＬＥＩＭＡＧＥＲＷＩＴＨＡＮＩＮＴＲＩＮＳＩＣＣＯＮＴＯＵＲＤＥＴＥＣＴＩＯＮＯＰＴＩＯＮ）」という題名で、ソリッドステート及びアクチュエータに関する第４回国際会議（トランスデューサーズ’８７）、１９８７年６月２日−５日東京日本において発表されている文献を包含している。この文献は集積化容量触覚イメージングセンサーについて記載しており、それは底部セラミック支持体、シリコンウエハ集積回路上に設けられている９行／９列のアレイからなる正方形のアルミニウム電極、天然ゴムから構成されている柔軟性があり且つ分離用の中間層、薄い導電性ゴム層、頂部保護層を有している。この装置においては、容量は天然ゴム層の局所的な変形に依存する。この装置の８１個の個別的なアルミニウム電極は天然ゴム層内の窪みパターンの容量測定を与え、この窪みは頂部保護層に作用する圧力分布によって発生される。
【０００６】
指紋の詳細を検知するために容量型センサーを使用することも公知である。
【０００７】
例えば、ＩＥＥＥエレクトロン・デバイス・レターズ、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．１、１９９７年１月、１９−２０頁は、「ガラス及びポリマ基板のポリシリコンＴＦＴを使用した新規な指紋走査用アレイ（ＮＯＶＥＬＦＩＮＧＥＲＰＲＩＮＴＳＣＡＮＮＩＮＧＡＲＲＡＹＳＵＳＩＮＧＰＯＬＹＳＩＬＩＣＯＮＴＦＴ’ＳＯＦＧＬＡＳＳＡＮＤＰＯＬＹＭＥＲＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ）」という題名の文献を包含している。この文献は、４０，０００個の個別的なピクセルから構成されている二次元（２Ｄ）２００×２００容量検知アレイについて記載している。該アレイの各ピクセスは２個の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と１個のコンデンサプレートとを有している。各アレイピクセルはアレイ行とアレイ列との交差点に存在しており、且つ各アレイピクセルは行ドライバ回路と列ドライバ回路とによって個別的にアドレス可能である。
【０００８】
与えられたピクセルに関連している２個のＴＦＴ（以後、ＴＦＴ−ＡとＴＦＴ−Ｂとして呼称する）について検討すると、ＴＦＴ−Ａ及びＴＦＴ−Ｂのドレイン電極はピクセルのコンデンサプレート、ゲート電極へ接続しており、且つＴＦＴ−Ａのソース電極は該ピクセルと関連している行導体へ接続しており、ＴＦＴ−Ｂのゲートは次続の行導体へ接続しており、且つＴＦＴ−Ｂのソースは該ピクセルと関連している列導体へ接続している。
【０００９】
薄い（０．１μｍ）窒化シリコン絶縁体が各アレイピクセルのコンデンサプレートの上側に存在している。指紋のうねが該コンデンサプレートの上に直接的に載っていると、コンデンサプレートと指との間にコンデンサが形成される。このコンデンサは行パルス（８乃至１０ＶＤＣ及び１０乃至１００マイクロ秒の期間）がこのピクセルに関連している行導体とＴＦＴ−Ａとによって該ピクセルに印加されると、充電される。その後に、この格納された電荷は、行パルスが次続の行電極へ印加されると、ＴＦＴ−Ｂを介してピクセルの列導体上へ転送される。更に興味のある刊行物としては、１９９７ＩＥＥＥインターナショナル・ソリッド・ステート・サーキッツ・コンフェレンスがあり、それは「フィードバック容量検知方法に基づいた３９０ＤＰＩ生の指紋撮像器（Ａ３９０ＤＰＩＬＩＶＥＦＩＮＧＥＲＰＲＩＮＴＩＭＡＧＥＲＢＡＳＥＤＯＮＦＥＥＤＢＡＣＫＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥＳＥＮＳＩＮＧＳＣＨＥＭＥ）」という題名の２００頁から始まっている文献を包含している。この文献は単一チップの２００×２００要素アレイの２金属デジタルＣＭＯＳ技術センサーについて記載しており、それはフィードバック容量検知に基づくものであり、且つ指の皮膚表面によって誘起される電界変動を検知すべく動作する。該アレイの各要素において、２つの水平方向に離隔された金属プレートがパッシベーション酸化膜によって指の皮膚表面の上側に存在し且つ隣接する部分から離隔されている。指の皮膚とセンサーの表面との間の距離が指紋のうね及び谷が存在することを識別するので、複数個の要素からなるアレイが完全な指紋パターンを提供する。
【００１０】
該アレイの各要素において、該２つの金属プレートは夫々高利得インバータの入力端及び出力端へ接続しており、それにより電荷積分器を形成している。動作について説明すると、該電荷積分器は、最初に、該インバータの入力端と出力端とを短絡させることによってリセットされる。次いで、固定した量の電荷が該入力端から吸い込まれ、指紋のうねと谷の距離に逆比例するフィードバック容量値に逆比例して出力電圧をスイングさせる。従って、複数個のセル又はセンサーからなるアレイは完全な指紋パターンを提供する。指を該アレイから取除くと、指紋画像は消失する。
【００１１】
引用によって本明細書に取込む米国特許第４，３５３，０５６は、容量型指紋センサーに関するものであって、その場合に指紋うねと谷とを読むためにセンサーの表面上に指を押圧させるものであるということにおいて興味がある。センサー表面はそれと関連する小型の物理的寸法の多数のコンデンサを有している。２個のセンサーについて説明する。第一のタイプのセンサーにおいては、電気的絶縁体が多数の柔軟性があり且つ水平方向に離隔されている湾曲した金属電極を担持しており、それらの内で２個の隣接する金属電極が１個のコンデサを構成している。保護用の絶縁膜が該電気的絶縁体の上側に存在しており、且つ指をこの保護用絶縁膜と物理的に接触状態とさせた場合に、該金属電極は物理的に変形され、それにより指紋のうね／谷パターンに従って多数のコンデンサの容量を選択的に変化させる。２番目のタイプのセンサーにおいては、剛性のある支持体の頂部表面が多数の水平方向に離隔され且つ平坦な金属電極を固定した位置に担持している。該金属電極の面の上に、可撓性のある絶縁体、可撓性のある電極、可撓性のある保護用メンブレンの逐次的な構成が配置されている。頂部の可撓性のある電極と下側の固定した位置にある平坦な金属電極の各々との間にコンデンサが形成される。指の端部を該可撓性のあるメンブレンと接触状態とさせると、該可撓性のある電極は指紋のうね／谷パターンに従って波状となる。
【００１２】
更に、引用によって本明細書に取込む米国特許第５，３２５，４４２号は、約１００μｍのピッチを有する複数個の行／列検知用要素からなる平坦状のアレイを有する検知パッドを具備する容量型指紋センサーに関するものである。各検知用要素は行導体と列導体との交差点に位置されており、且つ各検知用要素において、検知用コンデンサが検知用電極の上側に存在する絶縁膜によって指表面から離隔されている平坦な検知用電極から構成されている。該アレイを構成する複数個の検知用電極は規則的に離隔されており且つ等しい寸法の矩形である。
【００１３】
該検知用要素はホトリソグラフィプロセスを使用して製造され、且つ各個別的な検知用要素は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の形態での薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有している。各ＦＥＴゲートは行導体へ接続されており、各ＦＥＴソースは列導体へ接続しており、且つ各ＦＥＴドレインは検知用電極へ接続している。
【００１４】
１実施例においては、各検知要素は検知用電極と指との間に形成される検知用コンデンサを有している。別の実施例においては、各検知用要素は電気的に分離されている導通パッドを有しており、それは物理的に指によって係合される。
【００１５】
上述したような従来の装置は、通常、それらの制限された意図の下での使用のためには有用なものであるかもしれないが、センサーアレイの動作を向上させるような態様で通常ソリッドステート処理技術を使用してセンサーアレイを組立て且つパッケージングし、同時に、指をセンサーアレイの活性上表面と物理的接触状態とされる場合に汚染の発生を防止するか又は最小とさせるようなソリッドステート容量型指紋検知用アレイを提供することが所望されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、改良したソリッドステート指紋センサー装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明はパッケージの頂部表面上に物理的に配置させた指先の指紋パターンを検知するために一体的に動作する複数個の容量性センサーセルからなる独特のパッケージ化した集積回路（ＩＣ）アレイを提供している。該ＩＣアレイは、大略、矩形状で且つ平坦状であり、且つ該ＩＣアレイはアレイの複数個の行と複数個の列の中に位置されている比較的多数の個別的なセンサーセル即ちピクセルを有している。
【００１８】
内部的に収納されたＩＣアレイはパッケージの頂部表面に向かって突出し、そこで、該アレイは低誘電率を有する柔軟性のあるメンブレンで被覆されると共に保護されており、従って指紋パターンを検知するためにその動作期間中において指先に対する容易なアクセスを提供している。
【００１９】
本発明の１実施例においては、ＩＣアレイの各個別的なセンサーセルは信号反転回路を有しており、その入力／出力はＭＯＳトランジスタの形態での通常開リセットスイッチによって架橋されている。各センサーセルは、更に、一対の平坦又は平坦状の水平方向に離隔され且つ通常最上層である金属プレートを有している。これら２個の金属プレートは電気的に指先の皮膚と共同して２個の直列接続したコンデンサを形成し、それは該信号反転回路の出力端から入力端への負のフィードバックを与え、この負フィードバックはそのセルの金属プレートに対するそのセルの皮膚の部分の距離の近接度の関数である。
【００２０】
動作について説明すると、全てのセンサーセルは、最初に、各センサーセルに対して１個づつ設けられている全てのリセットスイッチを瞬間的に閉成させることによって放電させる。次いで、指先を該アレイの頂部のパッシベーションした表面上に物理的に配置させる。各センサーピクセル即ちセンサーセルに対して一対づつ金属プレート対の種々のものを横断して指紋の皮膚のうねが存在すると、指紋の谷と関連しているプレート対と比較して、これらのプレート対の種々のものの間には向上された容量結合が誘起される。次いで、隣接するピクセルの容量値における差を検知することによって指紋パターンがデジタル化される。
【００２１】
指先をアレイの頂部表面と直接的に物理的に近接して位置させねばならないので、従来のパッケージング技術は該アレイをパッケージングするために通常適したものではない。本発明装置／方法は、２つの垂直方向に配向しており且つ壁状のチップカードキャリアを包含するパッケージングに関して説明する。然しながら、本発明はセンサーアレイの静止的な据付けを必要とする適用例においても有用なものである。
【００２２】
本発明は水平な頂部表面トポグラフィを有するパッケージング構成及び配列を提供しており、それは内部半田ボンディングパッド及び内部回路経路を物理的に分離させ、物理的に保護し、且つセンサーの頂部指先接触表面より下側で、通常、頂部表面トポグラフィの境界部分を取囲み且つその上側に存在する上側チップカードキャリアの下側の所望の距離に配置させることを可能とする。
【００２３】
この結果は、通常矩形状のシリコン基板の頂部表面の４つの端部即ち境界を薄くすることによって達成されており、その中心に位置されているほぼ矩形状で且つ上方に延在しているドーム形状をした平坦な頂部表面は上述したマルチセルアレイを担持する。この構成及び配列は、良好にテーパ形状とされたシリコン基板の頂部表面遷移領域を提供し、それは端部に位置している薄い基板領域と中心に位置しているドーム形状の厚い基板領域との間に存在しており、それにより処理期間中にこの薄い／テーパ形状をした／厚い基板頂部表面トポグラフィの上に妥当な膜段差被覆を与えることを可能としている。
【００２４】
該基板の頂部表面は金属間誘電体層によって被覆されており、且つ電気的接続が１つ又はそれ以上の金属導体経路によってセンサーアレイに対して形成されており、該導体経路はこの平坦化層の上をシリコン基板の薄い領域からシリコン基板のテーパ領域に沿って延在しており、頂部に位置しているセンサーアレイの境界即ち端部へ電気的に終端し且つ接続している。
【００２５】
該シリコン基板、センサーアレイ、平坦化層、及び電気的接続組立体の上にパッシベーション層を配置させる。
【００２６】
シリコン基板の大略平坦な底部水平表面は、幾分大型で且つ大略相補的で矩形状の剛性で且つ電気的に非導電性のプラスチックから構成されている支持積層体によって支持されている。該シリコン基板は、通常、この支持積層体の頂部表面上に中心位置決めされており、且つ大略矩形状で且つ２個の部品からなるチップキャリア壁状構成体がこの支持積層体の露出された頂部表面によって支持されると共にそれに対してシールされており、それによりシリコン基板を取囲み且つ保護し、シリコン基板の薄い部分をオーバーハングさせ、且つ比較的小さく中心に配設し且つ大略矩形状の開口を設け、それを介して、シリコン基板の中心に位置したドーム及びそのセンサーアレイのみが周囲の壁状の構成体の頂部とほぼ一致して上方へ突出している。
【００２７】
薄い大略矩形状で柔軟性のある低誘電率で且つ電気的に非導電性の保護積層体をチップキャリア壁状構成体の頂部へ結合させ、それにより汚染物等から該組立体をシール即ち封止する。
【００２８】
該チップキャリア壁状構成体は大きな面積の下側部材及び小さな面積の上側部材から構成されている。該アレイへの電気的接続は該下側部材と上側部材との間に位置されている内部的に露出されており且つ外部的に露出されている金属層によって与えられる。
【００２９】
本発明の目的とするところは、平坦状で、ほぼ矩形状で、マルチピクセルの指紋検知アレイであって水平に配設し且つ大略矩形状のシリコン基板部材のほぼ中心から上方へ延在するドームの水平で且つほぼ矩形状の頂部表面上に装着しているアレイを有するソリッドステート指紋センサーパッケージング装置及び方法を提供することである。該ドームは４つの上方へ延在し且つ傾斜している即ちテーパ上の側壁表面によって形成されており、そのうちの少なくとも１つの壁は検知用アレイへ接続している電気的回路経路を担持している。大略矩形状の壁状カードキャリア組立体が基板部材を取囲んでいる。該カードキャリア組立体はほぼ中心に位置された開口を具備するほぼ水平な上表面を有しており、該開口を介して、該ドーム及び検知アレイのみが物理的にアクセス可能である。該カードキャリア組立体の底部表面は上方へ延在するドームを除いてその他の全てを取囲み且つ保護するような態様でシリコン基板部材の端部部分に装着されている。低誘電率を有する非常に薄い柔軟性のあるメンブレン即ち積層体がカードキャリア組立体の頂部表面にシールされており、検知アレイの上方に柔軟性がある保護層を形成している。この柔軟性のあるメンブレンは該アレイの頂部表面と親密な物理的接触状態にある。柔軟性のあるメンブレンのこの親密な接触状態及びその誘電率が低い特性は指先が該アレイピクセルの容量値を容易に変調させることを可能としている。該カードキャリア組立体は外部部分と、内部電気回路経路へ接続する内部部分とを具備する回路経路を有しており、該外部部分は内部に収納されている検知アレイへの電気的接続を与えるべく作用している。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１はＩＣ装置１の平面図を示しており、それは大略平坦状で複数個のピクセル、複数個の行／列からなるアレイ３を有しており、該アレイは比較的多数のソリッドステート容量センサーセル２を有しており、該セルは本発明の１つの側面に従って動作し、複数個のピクセルからなる指紋パターンを有する電気的出力１０を供給する。図示した如く、図１はＸＹ面にとったものである。アレイ３は、Ｎ個の水平方向即ちＸ方向に延在する行を有しており、該行は個別的な容量センサーセル２から構成されており、各行はその中にＭ個の個別的なセンサーセル２を有しており、且つアレイ３はＭ個の垂直方向即ちＹ方向に延在する個別的な容量センサーセル２からなる列を有しており、各列はその中にＮ個の個別的なセンサーセル２を有しており、その場合にＮ及びＭは整数であって、それらは等しいものであっても等しくないものであってもよい。アレイ３内の個別的なピクチャ要素即ちピクセル又はセル２の数は極めて大きく、且つＭ×Ｎの積に等しい。１例はアレイ３内において５１２×５１２個のピクセル即ちセル２が存在しており、アレイ３は約２０ミリメートル×約２５ミリメートルの物理的寸法のものである。
【００３１】
本発明はその多数の個別的な検知用セル２を有するアレイ３が通常ソリッドステート処理技術を使用してアレイ３の動作を向上させ、同時に、図２の指先１８がアレイ３の上側且つ活性表面１２５と物理的接触状態とされた場合にグリース、湿気及び凝縮汚染等を最小とするか又は防止するような態様で、組立てるか又はパッケージ化されているソリッドステートパッケージング装置／方法に関するものである。
【００３２】
アレイ３内の各個別的なセンサーアレイ２は、そのセルがアレイ３の行及び列の交差点に物理的に位置されていることによってアドレス可能である。アレイ３の個別的なセンサーアレイ２がアドレスされ且つ指紋パターンをデジタル化させるために読取る態様は当業者にとって公知であり、本発明を何等制限するようなものではない。
【００３３】
図１は本発明に従ってパッケージ化されるべき集積回路チップ装置１を示している。ＩＣ装置１は水平走査段乃至はネットワーク６と、所定の走査パターンに従って一度に１個のセル２を逐次的に検査するか即ち読取るための垂直走査段即ちネットワーク５を有している。好適には、段５及び６はセル２の図２の出力１７を逐次的にチェックすべく動作するシフトレジスタ又はデコーダを有している。
【００３４】
ＩＣ装置１は、更に、供給／論理段乃至はネットワーク７を有しており、それはセル２の全てを包含するＩＣ装置コンポーネントに必要な動作電圧を供給し且つＩＣ装置１の動作に必要なステップからなるシーケンスを制御すべく動作する。特に、ＤＣ電圧源１２はＤＣ基準電圧Ｖｒを供給する。バッファ８は全てのセル２の出力端１７へ接続している。バッファ８の出力端１０はＩＣ装置１の逐次的に配列された出力を有しており、出力段１０の信号は走査段５及び６の動作によって制御される。
【００３５】
図２は図１のアレイ３の単一のセル２の回路を模式的に示しており、全てのセル２は構成及び配列が通常同一である。各セル２は約１０００乃至約２０００の例示的な利得を有する低パワー信号反転用増幅器１３を有している。端子２１はセル２の回路への入力端を有しており、且つ端子２１及び入力コンデンサ２０は増幅器１３の入力端１６へ接続している。端子１７はセル２及び増幅器１３の出力端を構成している。各セル２は、更に、２個のＸＹ平坦状接片即ちほぼ等しい面積で且つ共通のＸＹ水平面内において互いに水平方向即ちＸ方向に離隔されている金属コンデンサプレート２３，２４を有している。薄い誘電体層２５がコンデンサプレート２３，２４を被覆しており、且つ層２５の上側水平面１２５は指紋を検知即ち決定すべき指の皮膚表面１８によって物理的に接触される活性アレイ表面を提供している。誘電体層２５はアレイ３及びその個々のセル２を包含するＩＣ装置１の上側部分の全表面を被覆することが可能である。
【００３６】
動作について説明すると、指先１８をアレイ３の誘電体層２５の上表面１２５の上に配置させる。それにより、皮膚表面１８がコンデンサプレート２３，２４の頂部ＸＹ平坦表面と対向しその垂直上方に位置している接片即ち電極を形成する。皮膚表面１８はプレート２３，２４と共に、図３の第一コンデンサ３４と図３の第二コンデンサ３３とを画定すべく作用し、それらの直列接続されているコンパウンドコンデンサ３３，３４は増幅器出力端１７から増幅器入力端１６へ負のフィードバック形態で接続されている。
【００３７】
各セル２は、更に、通常開のスタート、リセット又は制御スイッチ１９を有しており、それは好適には、ＭＯＳスイッチの形態である。スイッチ１９は選択的に且つ瞬間的に動作して増幅器入力端１６を増幅器出力端１７に対して短絡させる。スイッチ１９は図１の供給及び論理ユニット７によって供給される制御信号Ｒによって制御される。指紋採取動作の開始において、全てのアレイセル２のスイッチ１９が瞬間的に閉成されて、且つ全てのセルの入力端２１における電圧レベルが一定の大きさに維持される。このように、全てのセル２の入力電圧がセルの出力の電圧と同一の電圧とされる。
【００３８】
そのすぐ後で、供給及び論理ユニット７が動作して全てのリセットスイッチ１９を開成させ且つ全てのセル入力端２１へ基準電圧Ｖｒと大きさが等しいステップ電圧を供給する。従って、セル入力コンデンサ２０の各々において電荷が誘起され、従ってセルのコンデンサプレート２３，２４とそのセルの上側に存在する皮膚表面１８との間に存在する局所的で且つ個別的なＺ方向のセル距離ｄの読取りを行なうことを可能とする。
【００３９】
図１の走査段５，６が動作してアレイ３内の多数のセル２の読取りを逐次的に行なうことを可能とする。このように、バッファ８は動作して一連のグレイレベルの電圧の形態における出力１０を逐次的に供給し、それは現在アレイ３の頂部表面１２５上に存在する指の皮膚表面１８の三次元的な読取り及びディスプレイを与える。
【００４０】
図３は図２に示した単一セルと等価な回路である。増幅器１３の入力容量は参照番号３０で示してあり、増幅器１３の出力容量は参照番号３１で示しており、且つ上述した２つの直列接続されており皮膚感応性のコンデンサを参照番号３３，３４で示してある。
【００４１】
図４は本発明に基づくソリッドステートパッケージング装置の底部基板部分４１の概略斜視図であり、且つ図５は底部部分４１の側面図である。
【００４２】
参照番号４２は平坦即ち水平底部表面５４を具備するほぼ矩形状のシリコン基板部材を示している。図４及び５に示したように、シリコン基板４２の頂部表面の一部は公知の態様で処理して薄くさせた４個の端部即ち境界部を有している。これら４つの端部部分４３−４６は同一面状であり且つほぼ水平である。このように、ほぼ中心に位置されており上方へ延在しており且つほぼ矩形状の頂部を有するドーム４７が設けられる。ドーム４７は平坦で且つほぼ水平の頂部表面４８を有しており、それは、好適には、ＩＣ装置１のＸＹ平坦区域と相補的な面積であり且つＩＣ装置１及びそのマルチセルアレイ３を担持する。当業者に明らかなように、ＩＣ装置１はシリコン基板部材４１と一体的に形成することが可能であり、又はＩＣ装置１は別の装置であって、基板の中心に位置されている上方へ延在するドーム４７の頂部表面へ装着し且つ固着させることが可能である。本発明の好適実施例においては、基板表面５４及び４８は平行であり、且つ基板表面４３−４６は同一面状であり且つ表面５４，５８と平行である。
【００４３】
この独特の構成及び配列は、水平の端部に位置されており且つ薄い基板領域４３−４６と水平の中心に位置されており且つドーム形状の厚い基板領域４７との間に存在する４個の上方へテーパ形状となっている壁４９−５２によって形成されている良好なテーパ形状とされた頂部表面遷移領域を有するシリコン基板４２を提供しており、それにより処理期間中にシリコン基板４２の薄い／テーパ形状をした／厚い頂部表面トポグラフィの上に妥当な膜段差被覆を与えることを可能としている。参照番号５３は壁４９−５２の４つ全てがＸＹ面に対して傾斜即ちテーパ状である角度を示している。この角度は約３０度乃至約７０度の範囲内とすることが可能である。
【００４４】
シリコン基板４２のほぼ平坦な底部表面５４は、剛性で且つ電気的に非導電性のプラスチックから構成されている幾分より大きく且つほぼ相補的な矩形状の支持積層体部材５６のほぼ平坦な頂部表面５５によって支持されている。図示した如く、シリコン基板４２は、支持積層体５６の頂部表面５５上のほぼ中心に位置されている。一例として、支持積層体は約３０平方ミリメートルから公知のクレジットカードの大きさにほぼ等しい寸法までである。
【００４５】
明らかなように、シリコン基板部材４２の上方へ延在するドーム４７は指先１８によって係合される突出した検知表面を与えており、一方その他の以下に説明するパッケージング組立体の外部部分は本発明に基づく指紋検知装置の更に内部部分をシールし且つ保護している。
【００４６】
底部積層体部材５６に対してシリコン基板部材４２及びそのＩＣ装置１を取付けるまえに基板部材４２を図６及び７を参照して説明するように処理する。
【００４７】
（１）低同一面状且つ取囲み境界区域４３−４６、（２）ほぼ中心に位置されており且つ上方にテーパした区域４９−５２、（３）最も上側のドーム区域４８を有するトポグラフィであるシリコン基板部材４２の頂部表面トポグラフィはドーム４７の頂部表面４８において物理的に支持されている上述したＩＣ装置１に対する柔軟性のある保護用のカバーを与える柔軟性があり低誘電率で且つ保護用の積層体７６（後に説明する）によって形成される頂部センサー表面の下側の保護した距離において半田ボンディングパッド、回路接続部等を配置させることを可能としている。
【００４８】
図６に示した配列の構成においては、ドーム４７の頂部表面４８、即ち図２の検知用セル２及び回路からなる上述したアレイ３を包含する表面をマスクし、次いでエッチングによって処理し、それにより、中間誘電体層５７を付着形成する前に、境界区域４２−４５及び傾斜区域４９−５２においてシリコン基板４２を凹設させる。
【００４９】
層５７の付着形成は、低温酸化膜（例えば、ＴＥＯＳ又はシランをベースとした化学物質）からなる第一層を付着形成し、この第一酸化物層をスピンオンガラス（ＳＯＧ）のコーティングによって平坦化させ、次いでＳＯＧ及び低温酸化物からなる第一層をほぼ同一の速度でエッチングする化学物質を使用してエッチバックし、次いでそのようにして平坦化された表面を低温酸化膜からなる第二層でキャッピングすることによって実施することが可能である。層５７の最終的なＺ方向の厚さは約０．６乃至約２．０μｍの範囲内である。
【００５０】
次に従来の方法によって層５７にビア（貫通孔）を開口させる。
【００５１】
図６のプロセスにおける次のステップとして、多数の金属導体経路５８を設ける。図６はこのような２つの導体経路５８を示しており、一方図７の平面図は別法の４つの導体経路５８を使用する場合を示している。公知の如く、導体経路５８は上述した図２の回路及びセンサーアレイ３に対する必要とされる電気的接続を与えるのに充分な数設ける。基板４２の凹設された部分４３−４６上を延在する導体経路５８の部分はボンディングパッドを画定するために使用される。
【００５２】
上述した組立体の上にパッシベーション層６０をコーティングさせ、この層は従来の電気メッキによって形成されるボンディングパッド又は半田バンプ６７の数に等しい数の開口６１を有している。図６及び７に示したように、１個の半田バンプ６７は各導体経路５８に対して設けられている。パッシベーション層６０は、好適には、窒化物から形成し、且つ層６０はＺ方向における厚さが約０．３乃至０．７μｍの範囲内である。
【００５３】
図６，７のプロセス且つオプションのステップとして、基板部材４２の底部表面５４を従来の背面研磨技術を使用して薄くさせることが可能である。
【００５４】
図８は本発明に従って最終的にパッケージングした装置の分解側面図を示している。図８は図４及び５を参照して説明した支持積層体５６から垂直方向に離隔させた図６の上述した構成を示している。図８は、更に、２つの部品からなるチップカードキャリア組立体７０，７２、金属導体層７１、薄く柔軟性があり且つ低い誘電率の保護積層体７６を示しており、それらは図６の組立体を保護するためにシールし且つ取囲むべく一体となって作用する。図９は図８と同様な側面図であるが、本発明に基づくパッケージ又は装置の種々の部品は組立てた状態にある。
【００５５】
チップカードキャリア組立体は３つの部品からなる組立体と考えることが可能であり、即ち、それは、上側の小さな面積のカードキャリア部材７０と、上側のカードキャリア部材７０の底部表面７３へ固定されている中間金属層７１と、金属層７１の底部表面へ固定されている下側の大きな面積のカードキャリア部材７２とである。従って、組立体７０，７１，７２は３つの機能的部品を有し、比較的大きな面積で且つほぼ矩形状の底部開口７５を有し、且つ比較的小さな面積で且つほぼ矩形状の上部開口７４を有する３つの機能的部品を具備する一体的な組立体を有している。本発明の好適実施例においては、ＸＹ平坦区域７４，７５は例えば、正方形の相補的な矩形状である。
【００５６】
カードキャリア部材７０及び７２は臨界的でない電気的非導電性であり且つ剛性の構造型プラスチックで、例えば、クレジットカードを製造する公知のプラスチックから構成されている。
【００５７】
金属層７１は２つの誘電体部材７０，７２の間に挟持される金属導体相互接続パターン線を形成する。公知の如く、パターン形成した線７１は半田バンプ６７及び金属導体経路５８と共に共同してＩＣ装置、そのアレイ３及びその多数の検知用セル２にとって必要な外部対内部電気的接続を与える。
【００５８】
上側カードキャリア部材７０は、上から見た場合に且つＸＹ面内において、矩形断面を有する矩形状のバンドの形態をしており、且つそれは中心のＺ方向のスルーホール７４を有しており、それは基板ドーム４７の頂部表面４８及び／又はドーム４７の頂部表面４８によって担持されている種々のＩＣ検知用部材を収容するのに充分な大きさである。
【００５９】
下側カードキャリア部材７２は、上側から見た場合に且つＸＹ面内において、矩形断面を有する相補的な矩形状のバンドの形態にある。然しながら、下側カードキャリア部材７２によって画定される矩形状のバンドは上側カード部材７０によって画定されるものよりも一層大きい。従って、カードキャリア部材７２は比較的大きな面積の中心Ｚ方向スルーホール７５を与え、それは図６に示した組立体全体を保護するために取囲むのに充分に大きなものである。
【００６０】
更に、下側カードキャリア部材７２の頂部ＸＹ平坦表面部分１７１は金属導体層７０の外部に露出した部分に対する支持を与えており、それにより図９に示した組立てたパッケージの内部電気的部分に対する外部電気的接続を構成することを可能としている。
【００６１】
上側カードキャリア部材７０、メタリゼーション層７、下側カードキャリア部材７２の組立てたＺ方向厚さは、図６組立体の上側部分を除いた全てが開口７４及び７５によって画定される内部空洞内に収納され且つそれによって保護されるように選択され、且つ図６組立体の中央の検知用ドーム部分のみが上側カードキャリア部材７０の頂部表面７７のＸＹ面へ延在するように選択される。
【００６２】
図８は、更に、図８の組立体全体の上側に存在する薄く可撓性があり低誘電率で且つ保護用の積層体７６を示している。積層体７６はポリエチレン又は同様の柔軟性のあるプラスチック物質から形成することが可能である。積層体７６は例えば接着剤を使用して上側カードキャリア部材７０の頂部表面７７へ固定させる。
【００６３】
図６組立体の中央の検知用ドーム部分４７はスルーホール７４の上側端部のＸＹ面とほぼ一致すべく上方へ突出しているので、積層体７６はアレイ３内の各セル２の頂部表面と指先１８との間に親密な物理的接触を与え、従って指紋１８のうね及び谷がアレイ３内のセル２の容量値を変調すべく動作可能であることを確保している。
【００６４】
積層体７６の上側表面７９は指紋を検知すべき指の指先１８によって物理的に係合されるべき活性表面を構成される。図９の組立体の例示的なＺ方向の高さは約１．０ｍｍである。
【００６５】
柔軟性のある積層体７６、上側カードキャリア７０、金属層７１、下側カードキャリア７２を有する複数個の部品からなる組立体は、ソルダーバンプ６７によって図６の組立体へ固定され、一方基板部材４２の底部表面５４及び下側カードキャリア７２の底部表面８０は接着剤型の取付けによって剛性の積層体部材５６の頂部表面５５へ固定させる。
【００６６】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な概略平坦状で複数個のピクセル複数個の行／列からなる距離検知用アレイであって、本発明に基づいてマルチピクセル指紋パターンを構成する電気的出力を与えるべく一体的に動作する複数個のソリッドステート容量センサーを具備するアレイのＸＹ面においてとった概略平面図。
【図２】図１のアレイであって、全てのアレイセルが物理的及び電気的構成及び配列においてほぼ同一である図１のアレイの単一のセルの回路構成を示した概略図。
【図３】図２に示した単一セル回路の等価回路を示した概略図。
【図４】本発明に基づくパッケージング装置の底部シリコン基板部分を示した概略斜視図。
【図５】図４の構造の概略側面図。
【図６】図１に示したＩＣ装置への電気的接続を与える２個の導体／半田バンプ対を使用する状態を示しており且つ図４，５，６の底部剛性積層体部材に対して基板部材を取付ける前の図４及び５のシリコン基板部材の処理を説明するための概略側面図。
【図７】図１に示したＩＣ装置へ電気的接続を与える４個の導体／半導体バンプ対を使用する別の実施例を示した概略平面図。
【図８】図４及び５に示した支持積層体から垂直方向に分離させた図６の構成を示しており且つ２つの部品からなるチップカードキャリア組立体、金属導体層、最も上側の薄く且つ柔軟性のある保護用積層体であってそれらが全てが図６の組立体を保護すべく取囲む状態を示した本発明に基づく最終的にパッケージ化した装置を示した分解側面図。
【図９】本発明に基づく最終的にパッケージ化した装置を示した組立てた状態の概略側面図。
【符号の説明】
２ソリッドステート容量型センサーセル
３アレイ
４１底部基板部分
４２シリコン基板部材
４７ドーム
５８導体経路
６０パッシベーション層
６７半田バンプ
７０，７２カードキャリア組立体
７６保護用積層体

Claims

物理的に且つ環境的に保護するための容量指紋検知アレイをパッケージングする方法において、
容量指紋検知アレイを用意し、
取囲みベース区域と、前記ベース区域から上方へ延在するドームと、前記ドーム上の頂部区域であって前記ベース区域の上方において与えられた距離に位置している頂部区域とを具備する剛性の基板組立体を用意し、
前記検知アレイを前記頂部区域上に配置させ、
前記ベース区域に対して相補的でほぼ平坦な底部表面と、前記底部表面上方において前記ほぼ与えられた距離に位置されているほぼ平坦な頂部表面とを具備する剛性で且つ連続的な壁部材を用意し、
前記壁部材の前記底部表面を前記ベース区域へ装着し、
低誘電率で且つ柔軟性のあるメンブレン部材を用意し、
前記メンブレン部材を前記壁部材の前記頂部表面へ装着し、
その際に指紋パターンを検知すべき指先と物理的に関連する低誘電率頂部表面を提供する、
上記各ステップを有することを特徴とする方法。
請求項１において、
前記基板組立体上で且つ前記検知アレイに接続して第一電気的導体経路を設け、
前記壁部材を貫通して延在し且つ前記第一電気的導体経路へ接続して第二電気的導体経路を設け、それにより、前記第一電気的導体経路への外部電気的接続部を与える、
上記各ステップを有することを特徴とする方法。
容量指紋センサーアレイを物理的に取囲む閉じた空洞を与えるパッケージング装置において、
容量指紋センサーアレイ、
ベース区域と、前記ベース区域によって取囲まれるように前記ベース区域から上方へ延在するほぼ中央に位置したドームと、前記容量指紋センサーアレイを収容する最も上部に位置させたドーム区域とを具備しており、それにより、前記容量指紋センサーアレイを前記ベース区域上方の与えられた距離に支持する剛性の基板組立体、
頂部表面と底部表面とを具備しており前記頂部表面がほぼ前記底部表面上方の前記与えられた距離に位置しているスルーホールを与える取囲み空洞壁を画定する剛性で且つ連続的な壁部材、
前記基板組立体を前記壁部材内に位置させるために前記スルーホール底部表面を前記ベース区域上に装着する第一装着手段、
低誘電率及び可撓性のあるメンブレン部材、
前記メンブレン部材を前記スルーホール頂部表面上に装着させてその際にその存在が検知されるべき物体と物理的に関連する下方へ屈曲可能で且つ低誘電率の表面を有する上部表面を具備する閉じた空洞を与える第二装着手段、
を有することを特徴とする装置。
請求項３において、
前記空洞の内部であり且つ前記容量指紋センサーアレイへ接続している第一電気的導体経路、
前記壁部材を貫通して延在する第二電気的導体経路、を有しており、前記第二電気的導体経路が前記第一電気的導体経路へ接続している内部部分を有すると共に、前記第一電気的導体経路への電気的接続を与える外部部分とを具備することを特徴とする装置。
請求項３において、
前記壁部材が頂部表面と底部表面とを具備する下側取囲み壁を有しており、前記下側取囲み壁は前記基板組立体を収容するのに充分な第一寸法を持った下側空洞部分を与えており、
前記下側取囲み壁の前記底部表面は前記ベース区域上に装着されており、前記壁部材は頂部表面と底部表面とを具備する上側取囲み壁を有しており、前記上側取囲み壁は前記第一寸法よりも小さく且つ前記ドームを取囲むのに充分な第二寸法を持った上側空洞部分を与えており、前記上側取囲み壁の前記底部表面は前記下側取囲み壁の前記頂部表面上に装着されており、且つ
前記メンブレン部材が前記上側取囲み壁の前記頂部表面上に装着されている、ことを特徴とする装置。
請求項５において、
前記空洞の内部で且つ前記容量指紋センサーアレイへ接続している第一電気的導体経路、
前記壁部材を貫通して延在している第二電気的導体経路、
を有しており、前記第二電気的導体経路が前記第一電気的導体経路へ接続している第一部分と、前記第一電気的導体経路への電気的接続を与える外部部分とを具備している、
ことを特徴とする装置。
請求項６において、前記第二電気的導体経路が前記上側及び下側取囲み壁の間に位置されている金属経路を有しており、前記金属経路が前記第一電気的導体経路へ接続している内部金属部分と、前記電気的接続を与える外部金属部分とを具備していることを特徴とする装置。
請求項３において、前記壁部材が頂部表面と底部表面とを具備する薄い下側取囲み壁であって、前記基板組立体を収容するのに充分な第一空洞区域を具備する下側空洞部分を画定する下側取囲み壁と、頂部表面と底部表面とを具備している厚い上側取囲み壁であって、前記第一空洞寸法よりも小さく且つ前記ドームを収容するのに充分な第二空洞寸法を持った上側空洞部分を与える上側取囲み壁とを有しており、前記上側取囲み壁の前記底部表面の外側部分は前記下側取囲み壁の前記頂部表面の内側部分上に装着されており、前記上側取囲み壁の前記底部表面の内側部分が前記ベース区域からオーバーハングした空洞部分を形成している、ことを特徴とする装置。
容量指紋パターン決定用アレイを物理的に取囲み、封止し且つ保護する閉じた空洞を与える装置において、
第一水平面を占有するベース区域を具備する剛性の基板組立体が設けられており、
前記基板組立体は前記ベース区域で取囲まれるように前記基板組立体のほぼ中心から垂直上方へ延在するドームを具備しており、
前記ドームは前記アレイを収容し且つ前記第一水平面に対してほぼ平行な第二水平面を占有する頂部ドーム区域を具備しており、
前記第二水平面は前記第一水平面の垂直上方の与えられた距離に位置されており、
頂部の平坦且つ水平な表面と底部の平坦且つ水平な表面とを具備する垂直に延在するスルーホールを取囲む垂直空洞壁を画定する連続的な壁部材が設けられており、
前記頂部スルーホール表面は前記底部スルーホール表面とほぼ平行であり、
前記頂部スルーホール表面は前記与えられた距離とほぼ等しい距離だけ前記底部スルーホール表面の垂直上方に位置されており、
前記基板組立体を前記垂直な空洞壁で取囲むために前記底部スルーホール表面を前記ベース区域上に装着させる第一シール手段、
低誘電率で且つ柔軟性のあるメンブレン部材が設けられており、
前記基板組立体を被覆し且つ指紋パターンを決定すべき指先と物理的に関連する低誘電率で柔軟性のある表面を与えるために前記頂部スルーホール表面上に前記メンブレン部材を装着する第二シール手段が設けられている、
ことを特徴とする装置。
請求項９において、
第一電気的導体経路が前記基板組立体と関連し且つ前記アレイへ接続しており、
第二電気的導体経路が前記壁部材を貫通して延在しており、
前記第二電気的導体経路は前記第一電気的導体経路へ接続している空洞内部部分を具備しており、
前記第二電気的導体経路は前記第一電気的導体経路への電気的接続を与える空洞外部部分を具備している、
ことを特徴とする装置。
請求項９において、前記壁部材が、
幅狭の水平方向厚さと、幅狭の頂部表面と、幅狭の底部表面とを具備する下側取囲み壁であって、前記基板組立体を収容するのに充分な水平区域を具備する下側空洞部分を画定する下側取囲み壁と、
幅広水平方向厚さと、幅広頂部表面と、幅広底部表面とを具備する上側取囲み壁であって、前記ドームを収容するのに充分な水平区域を具備する上側空洞部分を与える上側取囲み壁と、
を有しており、
前記上側取囲み壁の前記幅広底部表面の水平方向外側部分が前記下側取囲み壁の前記幅狭頂部表面の内側部分上に装着されており、
前記上側取囲み壁の前記幅広底部表面の水平方向内側部分が前記ベース区域を垂直方向にオーバーハングする水平空洞壁を形成している、
ことを特徴とする装置。
請求項１１において、
第一電気的導体経路が前記基板組立体と関連すると共に前記アレイへ接続しており、
第二電気的導体経路が上側壁と下側壁との間を延在しており、
前記第二電気的導体経路は前記第一電気的導体経路へ接続している空洞内部部分を具備しており、
前記第二電気的導体経路は前記第一電気的導体経路への電気的接続を与える空洞外部部分を具備している、
ことを特徴とする装置。
容量指紋センサーアレイを物理的に保護する内部空洞を与える装置において、
第一寸法の頂部水平表面を具備する平坦な支持部材が設けられており、
前記第一寸法より小さな第二寸法の底部水平表面を具備する半導体基板が設けられており、
前記支持部材の前記頂部水平表面の露出された端部部分を与えるために前記基板の前記底部水平表面を前記支持部材の前記頂部水平表面上にほぼ中心に装着させる第一装着手段が設けられており、
前記基板は水平且つ平坦な端部表面を与える頂部表面トポグラフィを具備すると共に、容量指紋センサーアレイを収容するほぼ中心に配設された平坦且つ頂部の水平ドーム表面において終端する上方にテーパの付いた表面を具備しており、
前記平坦なドーム表面は前記支持部材の前記頂部水平表面の前記露出された端部部分上方の与えられた距離に位置されており、
垂直に延在し且つ連続的な壁部材が頂部水平面と底部水平面とを具備するスルーホールを与える取囲み空洞壁を画定しており、前記頂部表面は前記底部表面上方のほぼ前記与えられた距離に位置しており、
前記装着手段が前記スルーホール底部表面を前記支持部材の前記頂部水平面の前記露出された端部部分の上に装着させてそれにより前記基板及び前記容量指紋センサーアレイを前記スルーホール内に位置させており、
低誘電率メンブレンが設けられており、
第三装着手段が前記メンブレンを前記スルーホール頂部表面上に装着させてそれにより前記容量指紋センサーアレイの上側に近接して位置されている低誘電率で且つ下方向へ屈曲可能な表面を与えている、
ことを特徴とする装置。
請求項１３において、
第一電気的導体経路が前記基板の前記上方へテーパした表面上に設けられており且つ前記容量指紋センサーアレイへ電気的に接続しており、
第二電気的導体経路が前記空洞壁を貫通して延在しており、
前記第二電気的導体経路が前記第一電気的導体経路へ接続している内側部分を具備しており、
前記第二電気的導体経路が前記第一電気的導体経路への電気的接続を与える外部部分を具備している、
ことを特徴とする装置。
請求項１４において、前記空洞壁が、
水平頂部表面と水平底部表面とを具備する下側取囲み壁であって、前記基板組立体を収容するのに充分な第一寸法を持った下側空洞部分を与え、前記底部水平表面が前記支持部材の前記頂部水平表面の前記端部の露出された部分上に装着されている下側取囲み壁と、
頂部水平表面と底部水平表面とを具備する上側取囲み壁であって、前記第一寸法より小さく且つ前記上方へテーパした表面と前記頂部水平ドーム表面とを収容するのに充分な第二寸法を持った上側空洞部分を与え、前記底部水平表面が前記下側取囲み壁の前記頂部水平表面上に装着されている上側取囲み壁と、
を有しており、前記メンブレンが前記上側取囲み壁の前記頂部水平表面上に装着されている、ことを特徴とする装置。
請求項１５において、前記第二電気的導体経路が、前記上側及び下側取囲み壁の中間に位置している金属経路を有しており、前記金属経路が前記第一電気的導体経路へ接続している内部金属部分を具備しており、前記金属経路が外部金属部分を具備している、ことを特徴とする装置。
請求項１４において、前記空洞壁が、
頂部水平表面と底部水平表面とを具備する下側の水平方向に幅狭の取囲み壁であって、前記基板を収容するのに充分な第一水平空洞区域を具備する下側空洞部分を画定する下側水平幅狭取囲み壁と、
頂部水平表面と底部水平表面とを具備する上側水平幅広取囲み壁であって、前記第一空洞寸法より小さく且つ前記上方へテーパした表面及び前記頂部水平ドーム表面を収容するのに充分である第二水平空洞寸法を具備する上側空洞部分を画定する上側水平幅広取囲み壁と、
を有しており、
前記幅広取囲み壁の前記底部表面の水平外側部分が前記幅狭取囲み壁の前記頂部表面の水平内側部分の上に装着されており、
前記幅狭取囲み壁の前記底部表面の水平内側部分が前記基板の前記水平且つ平坦な端部表面から垂直にオーバーハングする水平に延在する空洞壁を形成している、
ことを特徴とする装置。
請求項１７において、
第一電気的導体経路が前記基板の前記上方へテーパした表面上に設けられており且つ前記容量指紋センサーアレイへ電気的に接続しており、
第二電気的導体経路が前記幅広取囲み壁と前記壁狭取囲み壁との間において水平方向に延在しており、
前記第二電気的導体経路が前記第一電気的導体経路へ接続した内部部分を具備しており、
前記第二電気的導体経路が前記第一電気的導体経路への電気的接続を与える外部部分を具備している、
ことを特徴とする装置。
ソリッドステート容量指紋パターン決定アレイを物理的に取囲み且つ保護する空洞を与える装置において、
第一水平面を占有するベース表面を具備する剛性の支持部材が設けられており、
前記ベース表面のほぼ中心から垂直上方へ延在する頂部が平坦なドームが設けられており、
前記頂部が平坦なドームは前記ソリッドステートアレイを収容しており且つ前記第一水平面に対してほぼ平行であり且つ前記第一水平面の垂直上方において与えられた距離に位置されている第二水平面を占有しており、
頂部水平且つ平坦な表面と底部水平且つ平坦な表面とを具備する垂直に延在するスルーホールを与える取囲み壁部材が設けられており、
前記頂部スルーホール表面は前記底部スルーホール表面とほぼ平行であり、且つ前記頂部スルーホール表面は前記与えられた距離とほぼ等しい距離だけ前記底部スルーホール表面の垂直上方に位置しており、
第一シール手段が前記底部スルーホール表面を前記ベース区域上に装着しそれにより前記頂部が平坦なドームを取囲んでおり、
低誘電率で且つ柔軟性のあるメンブレン部材が設けられており、
第二シール手段が前記メンブレン部材を前記頂部スルーホール表面上に装着しておりそれにより前記頂部が平坦なドームを被覆し且つ指紋パターンを決定すべき指先と物理的に関連するための低誘電率で柔軟性のある表面を与えており、
第一電気的導体経路が前記ベース部材及び前記頂部が平坦なドームと関連すると共に前記ソリッドステートアレイと接続しており、
誘電性のパッシベーション層が前記第一電気的導体経路及び前記ソリッドステートアレイを被覆しており、
前記第一電気的導体経路の一部を物理的に露出させるためにビアが前記誘電性パッシベーション層内に形成されており、
第二電気的導体経路が前記取囲み壁部材を貫通して延在しており、
前記第二電気的導体経路が前記ベース部材に隣接して終端する部分を具備しており、
電気的接続手段が前記第一電気的経路の前記部分から前記第二電気的経路の前記部分へ延在している、
ことを特徴とする装置。