KR20130043161A - 감지 영역 위에 캡슐화 층을 포함하는 핑거 센서 및 관련 방법 - Google Patents

감지 영역 위에 캡슐화 층을 포함하는 핑거 센서 및 관련 방법 Download PDF

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KR20130043161A
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매튜 살라티노
안토니 이안토스카
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오쎈테크, 인코포레이티드
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Abstract

지문 센서는 기판 및, 기판상에 있고 인접한 손가락의 감지를 위하여 상부 표면 상에 핑거 감지 영역을 포함하는, 핑거 감지 IC를 포함할 수 있다. 지문 센서는, 핑거 감지 IC상에 있고 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화 물질 및, 핑거 감지 영역에 인접하고 캡슐화 층의 가장 위의 표면상에 있는 베젤을 포함할 수 있다.

Description

감지 영역 위에 캡슐화 층을 포함하는 핑거 센서 및 관련 방법{FINGER SENSOR INCLUDING ENCAPSULATING LAYER OVER SENSING AREA AND RELATED METHODS}
본 발명은 전자기술 분야, 더욱 상세하게는, 핑거 감지 집적 회로들(finger sensing integrated circuits)을 포함하는 핑거 센서 분야 및, 관련된 제조 방법들에 관한 것이다.
센서의 환경 내에서 객체의 물성(physical properties)을 직접적으로 감지하는 집적 회로(IC)들을 포함하는 센서들은 전자 기기에서 광범위하게 사용되기 시작하였다. 이 IC들은 그들이 측정하는 외부 환경에 매우 근접하는 것이 바람직하지만, 외부 환경이 가할 수 있는 기계적 및/또는 전기적 이벤트들에 의하여 손상되지 않아야 한다.
이러한 감지의 하나의 유형은, 개인의 식별 또는 인증에 대하여 신뢰할 수 있고 널리 사용되는 기술이 된, 핑거 감지 및 관련된 매칭(matching)이다. 특히, 지문 식별에 대한 보통의 접근법은 샘플 지문 또는 그것의 이미지를 스캔하는 것과, 이미지 및/또는 지문 이미지의 독특한 특징을 저장하는 것을 포함한다. 샘플 지문의 특징은, 검증 목적을 위한 것과 같은, 개인의 적절한 식별을 결정하기 위하여, 이미 데이터베이스에 있는 참조 지문에 대한 정보와 비교될 수 있다.
지문 감지에 대한 특히 유리한 접근법은, 본 출원의 양수인에게 양도된, 미국 특허 번호 5,963,679 및 6,259,804에 개시되어 있으며, 이들의 모든 내용은 참조에 의하여 본 문서에 포함되어 있다. 지문 센서는, 사용자의 손가락으로 전기장 신호를 구동하고, 집적 회로 기판상의 전기장 감지 픽셀들의 어레이로 전기장을 감지하는, 집적 회로 센서이다. 추가적인 핑거 감지 집적 회로들 및 방법들은, 또한 본 출원의 양수인에게 양도된, "Multi-biometric finger sensor including electric field sensing pixels and associated methods"이라는 제목의 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0089202에 개시되어 있으며, 이것의 모든 내용은 참조에 의하여 본 문서에 포함되어 있다.
다수의 인용 참증들은 IC 센서들의 다양한 패키징 유형을 개시한다. 예를 들면, Wu 등에 의한 미국 특허 번호 6,646,316은, 상면에 본드 패드가 있는 감지 다이(die)를 포함하는 광학 센서를 개시한다. 연성(flexible) 회로 기판은 본드 패드들에 결합되고, 감지 표면 위에 개구(opening)를 가진다. 투명한 유리 층은 연성 회로 기판 내의 개구를 덮는다. Manansala에 의한 미국 특허 번호 6,924,496은 지문 센서에 부착한 유사한 연성 회로를 개시하지만, 표면 위의 영역을 개방된 채로 남겨둔다.
Kasuga 등에 의한 미국 특허 번호 7,090,139는 얇은 배선막(wiring film)에 부착된 본드 패드를 갖는 지문 센서를 포함하고, 또한 감지 표면 위에 윈도우 또는 개구를 포함하는, 스마트 카드를 개시한다. Kozlay에 의한 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0139685는 지문 센서에 대한 유사한 배열을 개시한다.
일부 지문 센서들은, Bustgens 등에 의한 미국 특허 출원 공개 번호 2006/0050935에 개시된 것과 같은, 박막 기술에 기초한다. 다른 지문 센서들은, Benkley, III에 의한 미국 특허 번호 7,099,496에 개시된 것과 같은, 연성 기판 상에 감지 요소들을 포함할 수 있다. 이러한 센서들은 집적 회로 기반 센서들보다 약간 더 견고할 수 있지만, 성능상 결점을 가질 수 있다.
Ryhanen 등에 의한 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0031174는 용량성 전극(capacitive electrode) 지문 감지를 위하여 주문형 집적 회로(ASIC)를 덮는 연성 회로 기판을 개시하며, 본 감지 전극들은 연성 기판의 표면 위에 있고 얇은 보호 폴리머 층(polymer layer)으로 덮여 있다. 일부 실시예들에서, 볼 그리드(ball grid) 형태로 회로 기판에 부착하기 위하여, 센서는 ASIC의 후면까지 연성 회로를 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 양수인에게 양도된, 미국 특허 번호 5,887,343은, 핑거 감지 IC의 핑거 감지 영역 위의 층을 포함하는, 지문 센서 패키지의 실시예를 개시한다. 감지 영역에 대한 개구를 가지는 칩 캐리어(chip carrier)는, 용량성으로 또는 전기적으로, 투명 층의 주변 영역들을 거쳐서 IC 위의 본드 패드들에 결합된다.
핑거 감지 IC들은 사용자 식별을 위한 지문을 캡쳐하고 메뉴 네비게이션(menu navigation)을 위한 손가락 움직임을 캡쳐하기 위하여 현재 일부 휴대 전화 핸드셋들에 사용된다. 실리콘 칩을 완전히 둘러싸는 표준 IC 패키징 방법들은, 지문을 측정하기 위하여 센서들이 사용하는 감지장(sensing fields)(예를 들면 전기장, 열장(thermal fields) 등등)이 패키지를 효율적으로 통과하지 않기 때문에, 이러한 센서들과 사용되지 않는다. 오늘날의 시스템에서의 이러한 센서들에 대하여, IC 또는 칩은 일반적으로 판독 동작(reading operation) 동안에 손가락이 직접적으로 칩 표면 위의 패시베이션 층(passivation layer)에 접촉할 수 있도록 패키지 되어 있다. 보관이나 이동하는 동안(주머니 또는 지갑 안)에 물리적 손상으로부터 보호하기 위하여 핸드셋들은 일반적으로 작동중이지 않을 때 접혀서 닫혀있도록(fold closed) 디자인됨으로써, 접혀진 디바이스의 내부 표면 상에 실장된 센서 어셈블리를 보호한다.
그러나 핸드셋의 보호되지 않은 외부 표면 상에 센서를 실장할 수 있는 것이 바람직할 수 있는 많은 상황이 있다. 이는 뚜껑이 달린 핸드셋(clamshell handset)을 열지 않고 센서가 사용될 수 있도록 하며, IC 센서가 접어서 닫지 않는 이른바 "캔디바(candy bar)" 폰으로 불리는 핸드셋에서 사용될 수 있도록 한다.
유감스럽게도, 디바이스의 외부 표면에 노출된 핑거 감지 IC의 사용은 센서가, 보관 동안에 그 위에 접이식 커버(folding cover)를 갖는 센서에서는 볼 수 없는, 기계적 및/또는 전기적 스트레스를 받을 수 있을 것이다. 예를 들면, 주머니 또는 지갑 안에 있는 디바이스는 스크래치, 마모, 접점 충격(point impact), 계속된 접점 압박 및 전단 충격력(shear impact forces)을 받을 것이다. 닫을 수 있는 케이스 내의 센서들에 사용되는 패키징 기술들은 실리콘 칩에 대하여 적절한 보호를 제공할 것 같지 않다.
앞서 말한 배경기술을 고려하여, 따라서 강화된 패키징 특성이 있는 핑거 센서 및 관련 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명에 따른 이러한 및 다른 목적, 특성 및 장점들은, 기판 및, 기판 상에 있고 인접한 손가락의 감지를 위하여 상부 표면 상에 핑거 감지 영역을 포함하는 핑거 감지 IC를 포함할 수 있는, 지문 센서에 의하여 제공된다. 지문 센서는 또한 핑거 감지 IC상에 있고 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화 물질(encapsulating material) 및, 핑거 감지 영역에 인접하고 캡슐화 층의 가장 위의 표면에 있는 베젤(bezel)을 포함할 수 있다. 유리하게는, 지문 센서는 축소된 패키징 및 기계적 견고성(robustness)을 가질 수 있다.
더욱 구체적으로, 캡슐화 물질은 핑거 감지 영역을 덮는 몸통 부분 및, 몸통 부분의 주변으로부터 확장되는 플랜지 부분(flange portion)을 포함할 수 있고, 베젤은 플랜지 부분 상에 있다. 베젤의 외부 표면은 완전히 노출될 수 있으며, 핑거 감지 영역은 캡슐화 물질에 의하여 완전히 덮여질 수 있다.
일부 실시예들에서, 핑거 감지 영역은 핑거 감지 IC의 상부 표면에 탑재된 전기장 감지 전극들의 어레이를 포함할 수 있다. 베젤이 구동 전극(drive electrode)을 정의(define)하도록 지문 센서는 베젤에 결합되는 적어도 하나의 구동 회로(drive circuit)를 더 포함할 수 있다. 베젤이 또한 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD) 전극을 정의하도록 지문 센서는 또한 베젤에 결합되는 적어도 하나의 ESD 회로를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예들에서, 지문 센서는, 기판상에 있고 커넥터 부분(connector portion)을 포함하는, 연성 회로 층을 포함할 수 있다. 연성 회로 층은 핑거 감지 IC의 것과 반대쪽인 기판의 주요 표면상에 있을 수 있다. 지문 센서는 또한 연성 회로 층에 탑재된 스위치를 포함할 수 있다.
예를 들면, 베젤은 솔리드(solid) 금속 링을 포함할 수 있다. 대안적으로, 베젤은 캡슐화 물질 위에 전기 전도성(electrically conductive) 층을 포함할 수 있다. 지문 센서는, 기판과 핑거 감지 IC의 결합과 캡슐화 물질 내의 내장을 위하여, 복수의 본드 와이어들, 팬아웃 회로 인터커넥션(fan out circuitry interconnection), 플립 칩 인터커넥션 및 칩-온-테이프(chip-on-tape) 인터커넥션 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면은 지문 센서의 제조 방법에 관한 것이다. 방법은, 기판 위에 있고 인접한 손가락을 감지하기 위한 상부 표면 상의 핑거 감지 영역을 포함하는 핑거 감지 IC를 배치하는 단계, 핑거 감지 IC 위에 있고 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화 물질을 형성하는 단계 및, 핑거 감지 영역에 인접하고 인접한 손가락의 구동을 위한 캡슐화 층의 꼭대기에 베젤을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 핑거 센서를 포함한 휴대 전화의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 핑거 센서의 투시도이다.
도 3은 도 2의 핑거 센서의 평면도이다.
도 4는 도 2의 핑거 센서의 측면도이다.
도 5는 라인 5-5를 따라 취해진 도 3의 핑거 센서의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 핑거 센서의 또 다른 실시예의 투시도이다.
도 7은 라인 7-7을 따라 취해진 도 6의 핑거 센서의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 핑거 센서의 또 다른 실시예의 투시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 핑거 센서의 또 다른 실시예의 투시도이다.
본 발명은 이제 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 더욱 완벽하게 이하에 기술될 것이다. 그러나 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 명시된 실시예에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 실시예들이 제공되어 본 개시물이 철저하고 완벽하게 될 것이며, 본 발명의 범위를 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 완벽하게 전달할 수 있다. 유사한 번호들이 전체에 걸쳐서 유사한 요소들을 가리키고, 대안적인 실시예들에서 유사한 요소들을 표시하기 위해 프라임 표기법(prime notation)이 사용된다.
처음에 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 핑거 센서(30)의 실시예들이 지금 기술된다. 핑거 센서(30)는 예시적으로 캔디바 타입 휴대 전화(20)의 노출된 표면 위에 실장된다. 도시된 캔디바 타입 휴대 전화(20)는 비교적 소형이며, 플립 커버(flip cover) 또는, 다른 형태의 휴대 전화들에서 할 수 있는 바와 같은, 핑거 센서(30)를 보호하는 다른 장치를 포함하지 않는다. 물론, 핑거 센서(30)는, 당업자가 인식하는 것처럼, 이러한 다른 보호 형태의 휴대 전화들과도 사용될 수 있다. 핑거 센서(30)는 또한 다른 휴대용 및 고정 전자 디바이스들과도 사용될 수 있다. 핑거 센서(30)의 내구성 및 견고성 증가는 노출시에도 광범위한 사용을 가능하게 할 수 있다.
휴대 전화(20)는 하우징(housing)(21), 하우징에 탑재된 디스플레이(22) 및, 또한 하우징에 탑재되고 디스플레이와 핑거 센서(30)에 접속되는 프로세서/구동 회로(23)를 포함한다. 통상적인 휴대 전화 다이얼링 및 당업자가 인식하는 다른 애플리케이션들을 위해 제공되고 사용되는, 입력 키들(24)의 배열이 또한 도시된다.
핑거 센서(30)는, 지문 이미지의 시퀀스(sequence)를 생성하기 위하여 사용자의 손가락(26)이 감지 영역 위에 슬라이드하는, 슬라이드 타입으로 될 수 있다. 대안적으로, 핑거 센서(30)는, 사용자가 지문 이미지를 생성하기 위하여 단순히 그의 손가락(26)을 감지 표면 위에 두는 정적 배치 타입으로 될 수 있다. 물론 핑거 센서(30)는, 내부에 내장되고/내장되거나, 당업자가 인식하는 바와 같은 메뉴 네비게이션 및 선택 기능들을 제공하기 위하여 프로세서/구동 회로(23)와 협력하는, 회로도 포함할 수 있다.
아마도 도 2 내지 도 5에 가장 잘 도시된 것처럼, 핑거 센서(30)는 예시적으로 기판(35), 기판 위에 실장된 핑거 감지 IC(34) 및 기판과 핑거 감지 IC를 결합하는 본드 와이어들(32)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 본드 와이어들(32)은 팬 아웃 회로, 플립 칩 또는 칩 온 테이프와 같은 다른 인터커넥션 방법들로 대체되거나 보충될 수 있다. 핑거 감지 IC(34)는 예시적으로 상부 표면 위에 핑거 감지 영역을 포함한다. 핑거 감지 영역은, 예를 들면 그의 모든 내용은 참조에 의하여 본 문서에 포함되어 있는 미국 특허 번호 5,963,679 및 6,259,804에 개시되어 있는 바와 같이 전기장 핑거 감지를 위해서와 같은, 핑거 감지 IC(34)의 상부 표면에 탑재된 감지 전극들의 어레이를 포함할 수 있다.
핑거 센서(30)는 예시적으로 핑거 감지 IC(34)를 캡슐화하고 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화 층(33)을 포함한다. 즉 핑거 감지 IC(34)는 캡슐화 층(33)을 통하여 사용자의 지문을 감지한다. 이를 위해, 캡슐화 층(33)은 예시적으로 사용자의 손가락을 받아들이기 위한 오목한 부분(37)을 포함한다. 특히, 오목한 부분(37)은 이를 통한 감지를 가능하게 하도록 얇다. 예를 들면, 두께는 2 내지 500 마이크로미터 범위에 있을 수 있으며, 더욱 바람직하게는 10 내지 250 마이크로미터 범위에 있을 수 있다. 캡슐화 층(33)은 또한 예시적으로, 기판(35) 위에 있으며 핑거 감지 IC(34) 및 본드 와이어들(32)을 둘러싸는, 주변 플랜지 부분(38)을 포함한다. 또한, 캡슐화 층(33)은 예시적으로 플랜지 부분과 오목한 부분(37)을 결합하는 양각의 램프 범프 부분(raised ramp bump portion)(40)을 포함하며, 이는 사용자의 손가락을 적절한 위치에 두는 것을 도와주고 본드 패드(bond pads), 와이어 본드(wire bonds) 또는 다른 인터커넥션 디바이스로의 ESD 결합(coupling)에 대한 보호를 제공한다.
도시된 실시예에 나타난 것처럼, 양각의 램프 범프 부분(40)은 오목한 부분(37)과 비교될 정도로 증가된 두께를 갖고, 그것에 의하여 본드 와이어들(32)을 전기적 결합으로부터 보호한다. 다른 실시예들에서, 양각의 램프 범프 부분(40)은 오목한 부분(37)과 동일한 두께를 가질 수 있으며, 즉 양각의 범프 부분이 없을 수 있다. 또한, 플랜지 부분(38)은 예시적으로 내부 블록 부분을 포함하며, 이는 베젤(31)에 대한 구조상의 지지를 제공한다. 일부 실시예들에서, 캡슐화 층(33)은 기판에 용접 밀봉(hermetic seal)을 제공하며, 그것에 의하여 오염 물질로부터 핑거 센서에 대한 추가의 보호를 더하고 또한 기계적 손상 보호(또는 기계적 견고성)를 제공한다.
핑거 센서(30)는 예시적으로 캡슐화 층(38) 상에, 즉, 캡슐화 층의 꼭대기에 베젤(31)을 포함한다. 더욱 구체적으로, 베젤은 플랜지 부분(38) 위에 놓여 있으며, 그들 사이에 있는 접착층 또는 기계적 간섭 장치(mechanical interference arrangement)를 사용하여 그것에 부착될 수 있다.
전기장 감지 전극을 사용하는 핑거 센서(30)의 실시예들에서, 베젤은(31) 사용자의 손가락을 구동하기 위한 구동 전극의 역할을 하기 위하여 회로에 결합될 수 있다. 또한, 핑거 센서(30)는 예시적으로 베젤(31)을 그것에 연결하기 위하여 기판(35) 위에 전도성 트레이스(conductive traces)(36)를 포함한다. 즉, 이러한 실시예들에서, 핑거 센서(30)는 베젤(31)에 결합된 어떠한 와이어도 포함하지 않으며, 이는 디바이스의 기계적 강도를 강화시킨다. 예를 들면, 베젤(31)은 금속 또는 다른 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, ESD 보호 회로는 베젤(31)에 결합될 수 있다.
핑거 센서(30)는 기판(35)에 탑재되는 적어도 하나의 전자 부품을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 전자 부품은 개별 구성요소 및 다른 IC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
핑거 센서(30)는 외부 회로로의 접속을 제공하기 위하여 기판(35)의 반대쪽에 전도성 트레이스(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 전도성 트레이스는 예를 들면 랜드 그리드 어레이(land grid array) 또는 볼 그리드 어레이(ball grid array) 패키지를 형성할 수 있다.
유리하게는, 핑거 센서(30)는 축소된 크기의 패키징을 제공한다. 예를 들면, 핑거 센서(30)는 8.0mm x 8.0mm x 1.2mm의 치수들(dimensions)을 가질 수 있다. 베젤(31)은 10-30mm2의 면적을 가질 수 있다.
또한, 전기장 감지 전극을 사용하는 핑거 센서(30)의 실시예들에서, 핑거 센서는 예시적으로 ESD 보호 회로(51), 구동 회로(52) 및, 기판(35) 상의 전도성 트레이스(36)를 통하여 핑거 감지 IC(34)에 결합된, e-필드 감지 회로(53)를 포함한다. 이러한 회로들은 사용자의 지문을 감지하고 ESD 보호를 제공하기 위하여 핑거 감지 IC(34) 및 베젤(31)과 협력한다.
이제 도 6과 도 7을 참조하여, 핑거 센서(30)의 다른 실시예가 지금 기술된다. 핑거 센서(30')의 본 실시예에서, 도 1 내지 도 5에 관하여 이미 위에서 논의된 요소들에는 프라임 표기법이 주어지며 대부분은 여기에서 더 이상의 논의가 필요하지 않다. 본 실시예는 핑거 센서(30')가 분리된 전도성 베젤을 포함하지 않는다는 점에서 이전 실시예와 다르다. 대신에, 본 실시예에서, 핑거 센서(30')는 예시적으로, 구동 링 및/또는 ESD 전극을 제공하기 위하여, 캡슐화 층(38') 위에 전기 전도성 도금 층(39')을 포함한다. 또한, 캡슐화 층(38')의 표면은 전기 전도성 도금 층(39')에 대한 더 나은 부착을 가능하게 하도록 패터닝되거나 텍스쳐링될(textured) 수 있다. 전기 전도성 도금 층(39')은, 당업자가 인식하는 것처럼, 본드 와이어 접속들에 대하여 양호한 ESD 보호를 제공하기 위하여 본드 와이어들(32')을 넘어 확장한다. 또한, 캡슐화 층(38')은 핑거 감지 IC(34') 위에 시닝(thinning)이 없으며, 즉, 위의 실시예들에서와 같은 오목한 부분이 없다.
전기 전도성 도금 층(39')은 캡슐화 층(38')의 반경처리된 에지(radiused edge) 및 플랜지 부분(38')을 넘어 확장한다. 핑거 센서(30')는 또한 예시적으로, 전기 전도성 도금 층(39')을 기판(35')상의 전도성 트레이스에 결합하는 전극(54') 및, 접속에 대해 기계적 강도를 제공하는 전도성 에폭시(55')를 포함한다. 유리하게는, 이것은 핑거 센서(30') 패키지의 꼭대기로부터 바닥부까지 낮은 저항 회로를 제공한다.
이제 도 8을 참조하여, 핑거 센서(30)의 다른 실시예가 지금 기술된다. 핑거 센서(30'')의 본 실시예에서, 도 1 내지 도 5에 관하여 이미 위에서 논의된 요소들에는 이중 프라임 표기법(double prime notation)이 주어지며 대부분은 여기에서 더 이상의 논의가 필요하지 않다. 본 실시예는 핑거 센서(30'')가 기판(35'')에 결합된 연성 회로(41'')를 더 포함한다는 점에서 이전의 실시예와 다르다. 당업자가 인식하는 것처럼, 연성 회로(41'')는 표면 실장 기술(surface mounted technology)을 사용하여, 예를 들면 기판(35'')에 결합된다. 연성 회로(41'')는 예시적으로 플렉스 부분(42''), 및 거기에 결합된 커넥터 부분(43'')을 포함한다. 커넥터 부분(43'')은 예시적으로, 무삽입력(ZIF; zero insertion force) 커넥터 인터페이스와 같은 외부 접속을 제공하기 위하여, 그 위에 복수의 전도성 트레이스들(44a''-44b'')을 포함한다.
특정 실시예들에서, 휴대 전화의 하우징(도시되지 않음)은 핑거 센서(30'')를 수용하기 위하여 오목한 부분 및, 연성 회로(41'')를 수용하기 위하여 그 안에 개구를 포함할 수 있으며, 이는 내부에 탑재된 내부 IC 보드에 결합될 것이다.
이제 도 9를 참조하여, 핑거 센서(30)의 다른 실시예가 지금 기술된다. 핑거 센서(30''')의 본 실시예에서, 도 8에 관하여 이미 위에서 논의된 요소들에는 삼중 프라임 표기법(triple prime notation)이 주어지며 대부분은 여기에서 더 이상의 논의가 필요하지 않다. 본 실시예는 핑거 센서(30''')가 연성 회로(41''') 위에 실장된 제2 기판(46''') 및 제2 기판의 반대 편에 있는 기계 버튼 스위치(45''')를 더 포함한다는 점에서 이전의 실시예와 다르다. 예를 들면, 기계 버튼 스위치(45''')는, 파워 온/오프 또는 당업자가 인식하고 있는 다른 기능들을 제공할 수 있는, 용접 밀봉된 버튼 스위치(또는 통기된(vented) 버튼 스위치)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 제2 기판(46''')은 동일하게 연성 회로(41''')에 결합되기 위하여 전도성 트레이스들을 그 위에 포함할 수 있다.
특정 실시예들에서, 휴대 전화의 하우징(도시되지 않음)은 핑거 센서(30'')를 실장하기 위하여 오목한 부분을 포함할 수 있다. 핑거 센서(30''')는, 기계 버튼 스위치(45''')의 선택적인 누름을 위해 오목한 부분 안에 놓이기 때문에, 사용자에 의하여 수직으로 움직이며 옮겨질 수 있다. 즉, 사용자는 핑거 센서(30''')를 통상적인 기계 스위치로서 조작할 수 있다. 또한, 다른 실시예들에서, 커넥터 부분(43''')은, 기계 버튼 스위치(45''')를 외부 회로에 결합하기 위하여, 복수의 전도성 트레이스들(44a'''-44b''')을 포함할 수 있다.
본 발명의 많은 수정과 다른 실시예들이 앞서 말한 기술들과 관련 도면들에 제시된 교시의 이득을 갖는 당업자의 생각에 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예에 국한되지 않으며, 수정들 및 실시예들은 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해할 것이다.

Claims (22)

  1. 지문 센서로서,
    기판;
    상기 기판 상에 있으며, 인접한 손가락의 감지를 위하여 상부 표면 상에 핑거 감지 영역을 포함하는 핑거 감지 집적 회로(IC);
    상기 핑거 감지 IC 상에 있으며, 상기 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화(encapsulating) 물질; 및
    상기 핑거 감지 영역에 인접하며, 상기 캡슐화 층의 가장 위의 표면 상에 있는 베젤(bezel)
    을 포함하는 지문 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캡슐화 물질은, 상기 핑거 감지 영역을 덮는 몸통 부분 및, 상기 몸통 부분의 주변으로부터 확장되는 플랜지 부분(flange portion)을 포함하고, 상기 베젤은 상기 플랜지 부분 상에 있는 지문 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베젤의 외부 표면들은 완전히 노출되고, 상기 핑거 감지 영역은 상기 캡슐화 물질에 의하여 완전히 덮여지는 지문 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 핑거 감지 영역은, 상기 핑거 감지 IC의 상기 상부 표면에 탑재되는(carried by) 전기장 감지 전극들의 어레이를 포함하는 지문 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베젤이 구동 전극을 정의(define)하도록 상기 베젤에 결합되는 적어도 하나의 구동 회로를 더 포함하는 지문 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베젤이 또한 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD) 전극을 정의하도록 상기 베젤에 결합되는 적어도 하나의 ESD 회로를 더 포함하는 지문 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 있고 커넥터 부분을 포함하는 연성 회로 층 - 상기 연성 회로 층은 상기 핑거 감지 IC의 것과 반대쪽인 상기 기판의 주요 표면상에 있음 -; 및
    상기 연성 회로 층에 탑재된 스위치
    를 더 포함하는 지문 센서.
  8. 제1항에 있어서, 상기 베젤은 솔리드(solid) 금속 링을 포함하는 지문 센서.
  9. 제1항에 있어서, 상기 베젤은 상기 캡슐화 물질 상에 전기 전도성 층을 포함하는 지문 센서.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판과 상기 핑거 감지 IC의 결합 및 상기 캡슐화 물질 내의 내장을 위하여, 복수의 본드 와이어들(bond wires), 팬아웃 회로 인터커넥션(fan out circuitry interconnection), 플립 칩 인터커넥션(flip chip interconnection), 및 칩 온 테이프 인터커넥션(chip-on-tape interconnection) 중 적어도 하나를 더 포함하는 지문 센서.
  11. 지문 센서로서,
    기판;
    상기 기판 상에 있으며, 인접한 손가락의 감지를 위하여 상부 표면에 핑거 감지 영역을 포함하는 핑거 감지 집적 회로(IC) - 상기 핑거 감지 영역은 전기장 감지 전극들의 어레이를 포함함 -;
    상기 핑거 감지 IC 상에 있으며, 상기 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화 물질;
    상기 핑거 감지 영역에 인접하며, 상기 캡슐화 층의 가장 위의 표면 상에 있는 베젤; 및
    상기 베젤이 정전기 방전(ESD) 전극을 정의하도록 상기 베젤에 결합되는 적어도 하나의 ESD 회로
    를 포함하는 지문 센서.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캡슐화 물질은 상기 핑거 감지 영역을 덮는 몸통 부분 및 상기 몸통 부분의 주변으로부터 확장되는 플랜지 부분을 포함하고, 상기 베젤은 상기 플랜지 부분 상에 있는 지문 센서.
  13. 제11항에 있어서, 상기 베젤의 외부 표면들은 완전히 노출되고, 상기 핑거 감지 영역은 상기 캡슐화 물질에 의하여 완전히 덮여지는 지문 센서.
  14. 제11항에 있어서, 상기 베젤이 또한 구동 전극을 정의하도록 상기 베젤에 결합되는 적어도 하나의 구동 회로를 더 포함하는 지문 센서.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기판 상에 있고 커넥터 부분을 포함하는 연성 회로 층 - 상기 연성 회로 층은 상기 핑거 감지 IC의 것과 반대쪽인 상기 기판의 주요 표면상에 있음 -; 및
    상기 연성 회로 층에 탑재된 스위치
    를 더 포함하는 지문 센서.
  16. 제11항에 있어서, 상기 베젤은 상기 캡슐화 물질 상에 전기 전도성 층을 포함하는 지문 센서.
  17. 지문 센서의 제조 방법으로서,
    기판 상에 핑거 감지 집적 회로(IC)를 배치하는 단계 - 상기 핑거 감지 IC는 인접한 손가락의 감지를 위하여 상부 표면 상에 핑거 감지 영역을 포함함 -;
    상기 핑거 감지 IC 상에 있으며, 상기 핑거 감지 영역을 덮는 캡슐화 물질을 형성하는 단계; 및
    상기 핑거 감지 영역에 인접하도록 하며, 상기 캡슐화 층의 가장 위의 표면 상에 있도록 베젤을 배치하는 단계
    를 포함하는, 지문 센서의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 캡슐화 물질을 형성하는 단계는, 상기 핑거 감지 영역을 덮는 몸통 부분 및 상기 몸통 부분의 주변으로부터 확장되는 플랜지 부분을 포함하도록 상기 캡슐화 물질을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 베젤은 상기 플랜지 부분 상에 배치되는, 지문 센서의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 베젤을 배치하는 단계는 상기 베젤의 외부 표면들이 완전히 노출되도록 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 캡슐화 물질을 형성하는 단계는, 상기 핑거 감지 영역이 완전히 덮여지도록 상기 캡슐화 물질을 형성하는 단계를 포함하는, 지문 센서의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 베젤이 구동 전극을 정의하도록, 상기 베젤에 적어도 하나의 구동 회로를 결합하는 단계를 더 포함하는, 지문 센서의 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 베젤이 또한 ESD 전극을 정의하도록, 상기 베젤에 적어도 하나의 ESD 회로를 결합하는 단계를 더 포함하는, 지문 센서의 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 기판 상에 있고, 커넥터 부분을 포함하는 연성 회로 층을 결합하는 단계 - 상기 연성 회로 층은 상기 핑거 감지 IC의 것과 반대쪽인 상기 기판의 주요 표면상에 있음 -; 및
    상기 연성 회로 층에 탑재되도록 스위치를 배치하는 단계
    를 더 포함하는, 지문 센서의 제조 방법.
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