KR20160032132A - 표면 센서 - Google Patents

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KR20160032132A
KR20160032132A KR1020167002479A KR20167002479A KR20160032132A KR 20160032132 A KR20160032132 A KR 20160032132A KR 1020167002479 A KR1020167002479 A KR 1020167002479A KR 20167002479 A KR20167002479 A KR 20167002479A KR 20160032132 A KR20160032132 A KR 20160032132A
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KR
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opening
dielectric layer
sensor
wire
sensing area
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KR1020167002479A
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게이르 이바르 브레드홀트
랄프 더블유 베른스타인
오이빈드 슬로게달
Original Assignee
이덱스 아사
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Abstract

본 발명은 유기 조직 대상물의 구조 및 특성을 측정하기 위한 센서 유니트, 특히 지문센서로서, 센서는: 상기 대상물과 기계적 접촉을 하도록 채택되는 접촉면과, 선택된 두께를 가지는 유전체 재료로 만들어진 제1 유전체 층과, 상기 접촉면과 대면하는 상기 유전체 층의 영역을 실질적으로 덮는 적어도 한 개의 차폐전극을 포함하고, 적어도 한 개의 차폐전극은 소정의 크기를 가지는 감지영역을 규정하는 적어도 한 개의 실질적으로 비전도성인 개구(14, 15)를 둘러싸는, 제1 도전체 층 및, 상기 제1 유전체 층에 의하여 상기 제1 도전체 층으로부터 분리되며, 상기 적어도 한 개의 개구의 아래로 적어도 부분적으로 연장되며 상기 감지 영역에 대하여 실질적으로 수직인 방향을 가지는 다수 개의 도전성 와이어를 포함하고, 각 와이어는 소정의 폭을 가지는 제2 도전체 층(11)을 포함한다.

Description

표면 센서 {SURFACE SENSOR}
본 발명은 유기 조직 또는 그의 표면의 구조 및 성질 검출용 센서, 특히 손가락 표면 및 그의 조직과의 전기적 및 기계적 결합을 위하여 선택된 위치에 선택된 수의 센서 전극을 포함하며, 손가락 조직 또는 표면의 구조, 특성, 또는 성질의 크기와 비슷한 크기를 가지는 지문센서에 관한 것이다.
최근에 들어, 생물 측정학적 방법, 그리고 특히 지문 센서는, 예를 들어 출입국 관리소, 공항은 물론 랩탑, 휴대전화, 태블릿, 패드 등과 같은 개인용 장치를 이용하여 사람의 신원을 검증하기 위한 목적으로 널리 사용되고 있다. 현재의 솔루션은 여전히 많은 단점을 갖고 있다. 공항 및 출입국 관리소에서 사용되는 지문 센서는 많은 적용분야에서 대형이고 너무 고가인 단점이 있으며, 휴대용 장치에서 볼 수 있는 소형의 센서들은 한정된 내구성, 설계의 융통성 및 비용이한 전자적 접속문제를 가지는 실리콘 기반의 해결방법이다. 그러한 센서에 대한 종래의 실리콘 제조기술은, 해결방법에 있어서 장치의 물리적인 손가락 인터페이스와 간섭하는 전기적인 접속 특성이 있게 되었다. 소비자 적용분야에서의 센서의 요홈을 가지는 장착부는 이러한 단점들을 개선하기 위하여 만들어진 것이지만 심미적 설계와 먼지 및 습기로부터의 보호에 관해서는 최적의 해결방법이 되지 못하였다. 센서 크기, 체적 및 면적의 양자는 실리콘의 단단한 특성에 따라 스마트카드와 같은 얇고도 탄성적인 적용물에 지문 장치를 통합할 수 있는 가능성을 현저하게 제한하고 있었다.
지문센서가 그 안에 장착되어 있는 제품의 표면과 동일면 상에 위치할 수 있는 지문센서는 미국 특허 제7251351호에 기술되어 있으며, 여기에서 제1 전극/센서요소의 세트들은 관통-기판-비아(via) 도전체가 마련된 절연기판의 한쪽에 위치한다. 기판은 유리, 세라믹 또는 기타 절연재료로 만들어질 수 있다. 국제특허출원 WO2011/080262 호에서는 낮은 제조단가를 위하여 탄성재료에 근거한 유사한 해결방법이 논의된다. 공지의 지문센서는 또한 US2009/0252385 및 US7099496호에 개시되어 있는데, 여기에서는 손가락 표면의 특성이 다수 개의 와이어의 끝단과 그 와이어 끝단으로부터 간격을 두고 연장되는 하나의 전극 사이의 전자계 효과에 의하여 측정된다. 전극들은 유전체 재료의 위 또는 아래에 위치될 수 있다. 이러한 해결방법은 한정된 해상도를 가지는데, 그 이유는 와이어 끝단으로부터 수직의 구동전극까지 연장되는 방사상의 주변 전자계에 의존하기 때문이며, 또한 전극의 위치에 있어서 높은 정확성을 필요로 하기 때문이다. 공기 기술의 다른 예로서는, US8224044호를 들 수 있으며, 여기에서는 회로가 손가락 표면으로부터 기판의 반대측 상에 위치한다. 이는 제조하기에는 간단하지만 해상도에 있어서 비용이 든다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 해상도를 가지며 잘 수립된, 고용량이며, 낮은 제조단가의 공정에 의하여 실현될 수 있는 저가 지문센서를 제공함에 있다. 이는, 독립 청구항에서 개시된 바와 같은 특성을 가지는 지문센서에 의하여 달성될 수 있다.
유전체 층과 대향하는 쪽에서, 와이어가 그의 상부의 도전체 층내에 규정된 개구 내로 연장되고, 센서의 해상도는 와이어의 폭 및 길이에 의존하게 되는 센서가 얻어지게 된다. 바람직한 실시예에서, 와이어는 개구의 폭을 가로질러 연장되고, 따라서 각 와이어의 감지 면적은 와이어의 폭 및 개구 폭의 직접적인 함수로 된다. 센서 유니트의 제조시, 측정이 와이어 및 개구의 폭에 의존하기 때문에 개구 및 와이어들의 정확한 위치설정은 결정적인 것은 아니며, 따라서 제조 오차에 있어서의 요구사항이 감소될 수 있으므로, 제조 단가가 감소될 수 있다. 유전체의 한 측상에서의 개구 및 유전체의 다른 측에서의 와이어의 위치설정이 비교적 큰 오차로 될 수 있음에 따라, 센서의 해상도가 감소됨이 없이도 센서 유니트가 저가로 만들어질 수 있다.
이하의 기술내용에 있어서, "전압 또는 전류의 감지"라는 용어는, 관련된 캐패시턴스, 임피던스, 전자계, 지문 또는 기타 생물측정학적, 물리적, 생리학적, 열적 또는 광학적 또는 센서의 전극 상에 놓여진 조직 또는 그의 표면의 특성이나 성질에 관한 정보의 검지 및 수집을 위한 방법으로서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 이해될 수 있다. 또한, 결합이라는 용어는, 특별히 언급되지 않은 한, 2개의 부분 사이의 전기적 갈바니 접촉(galvanic contact)뿐만 아니라 유전체 물질에 의하여 물리적으로 분리된 2개의 부분의 용량성 또는 유도성 결합도 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
도 1은 박막 상에 실시된 본 발명의 예시적 실시예를 도시한다.
도 2a, 2b는 2개의 개구 내에 2개의 감지선을 포함하는 본 발명의 일 실시예를 도시한다.
도 3a, 3b는 한개의 개구 내에 2개의 감지선을 포함하는 본 발명의 일 실시예를 도시한다.
도 4는 감지층과, 기판의 동일측 상에 실현된 개구를 포함하는 본 발명의 일 실시예의 단면도를 나타내며, 처리회로는 감지 및 개구층과 동일측 상에 장착된다.
도 5는 감지층과, 기판의 동일측 상에 실현된 개구를 포함하는 본 발명의 일 실시예의 단면도를 나타내며, 처리회로는 감지 및 개구층과 반대측 상에 장착된다.
도 6은 감지층과, 적층 공정에서 실현된 개구를 포함하는 본 발명의 일 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 7은 감지층과, 기판의 한측에 실현된 개구를 포함하는 본 발명의 일 실시예의 단면을 나타낸다. 처리회로 둘레에 단단한 밀폐를 달성하기 위하여 제2 기판은 다른 측에 장착된다.
본 발명에 따른 센서를, 예시를 목적으로 본 발명을 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 실시예는 센서 상에 위치된 손가락(1)과의 전기적 결합을 제공하도록 채택되는 감지영역(2)을 가지는 박막(5)으로 구성된다. 감지영역(2)은 바람직하게는 손가락의 폭에 상당하는 길이를 가진다. 실시예에서는, 구동전극(3)과 손가락(1)을 통한 감지영역들 사이에 가변전압을 인가함으로써 측정이 수행된다. 감지영역 및 구동전극은, 감지된 전압 또는 전류에 근거하여 지문의 임피던스를 측정하고, 따라서 시간순서에 따라서 지문(1)의 패턴에 대한 2차원적 표시를 제공하기 위한 수단을 제공하도록 채택되는 ASIC(4)에 결합된다. 박막에는, 예를 들면 표준적인 코넥터 수단을 이용하는 박막의 한 끝단에, 인터페이스 접점(6)들이 마련될 수 있다.
도 2a 및 2b는 센서 유니트의 예시적인 실시예의 감지영역의 상세를 나타내며, 여기에서 도 2a는 차폐 및 와이어 전극의 배치를 예시하는 반면, 도 2b는 도전 와이어의 방향에 따른 센서 유니트의 단면을 예시한다. ASIC(4)의 처리유니트에 결합된 다수개의 제1 센서 와이어(11)들은 유전체 층(12)의 한 측에 위치된다. 유전체 층의 다른 측 상에는 차폐전극(16)이 위치하여 센서 와이어(11) 상으로 연장된 개구(14)를 규정하게 된다. 차폐전극은 손가락에 대한 접촉면을 구성하고 손가락 표면과 차폐전극 사이의 절연층을 제공하는 제1 유전체층(도시안됨)에 의하여 덮인다. 부가적으로 센서 유니트에는 상술한 바와 같이 처리 유니트(4)에 결합된 적어도 한 개의 구동 전극(17)이 마련된다. 따라서, 전계가 구동전극(17)들 사이에서 손가락 및 개구를 통하여 센서 와이어(11)로 연장된다. 이러한 방식으로, 와이어(11) 부분의 폭 및 길이에 의하여 규정된 각 센서 와이어에 관련된 각 센서면적의 크기가 개구(14) 내에 있게 된다.
이는, 개구의 폭과 배향이 잘 규정되어 있는 한, 개구의 정확한 위치설정은 결정적인 것이 아니기 때문에, 제1 유전체 층의 상이한 측면 상의 제1 및 제2 도전층들의 위치맞춤의 문제를 해결한다.
도 2a 및 2b에 나타낸 바와 같이, 각 예시적인 센서 유니트는 각 개구 내에 놓여지고 처리 유니트(4)에 결합되는 2세트의 감지 와이어(11),(13)을 포함한다. 따라서 센서 유니트는 2개의 평행한 센서 영역(14),(15)을 포함하며, 여기에는 US7110577호로부터 공지된 바와 같이 스와이프 센서(swipe sensor)가 센서 상에서의 손가락의 움직임을 측정하는데 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서는, 감지 와이어 및 개구의 수가 증가됨으로써, 다수 개의 감지 와이어 상에 다수개의 개구를 포함하고, 예를 들어 얻어지는 판독치에 대하여 멀티플렉싱 기술을 사용하는 2차원 센서 매트릭스를 제공할 수 있다.
개구(14),(15) 내의 유전체 박막 재료(12)는 개구 바깥쪽 영역과 비교할 때 두께가 감소되거나 또는 완전히 제거될 수 있으며, 임피던스와 같은 센서 유니트의 필요한 특성에 따라서는 선택된 특성을 가지는 다른 재료가 채워질 수도 있다.
도 2a 및 2b 내의 예시적인 실시예는, 예를 들면 폴리이미드로 만들어진 유전체 박막 상에 제조될 수 있으며, 여기에서 2개의 개구의 각각은 130㎛ 의 폭을 가지고, 박막 재료의 150㎛ 만큼 분리되어 있다. 각 와이어는 20-50㎛ 의 폭을 가진다. 만약 센서가 더 두꺼운 캐리어 기판의 단일측면 상에 만들어진다면, 감지 와이어와 개구 사이의 간격은 0.1-10㎛의 범위로 실질적으로 작게 될 수 있다.
도 3a 및 3b는 단순화된 예시적인 실시예를 나타내는 것으로서, 여기에서는 단일 개구(24)가 마련되고 감지 와이어들은 개구 내로 소정의 길이만큼 연장되고 각 와이어에 대한 감지 면적은 개구 내로의 와이어의 길이 및 각 와이어의 폭에 의하여 규정된다. 와이어층과 개구층 사이의 정렬상태에 따라서는, 개구 내의 와이어들의 길이가 +/- 25㎛ 의 범위에서 가변될 수 있다.
본 발명은 유기 조직의 대상물 표면의 구조 및 성질을 측정하기 위한 센서 유니트, 특히 지문 센서에 주로 관련된 것으로서, 한 예시적인 실시예에 있어서 대상물은 선택된 방향으로 센서 유니트 위를 지나가게 된다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 대상물은 센서 상에 정지해 있거나 또는 문지르면서 지나갈 수 있다. 센서 유니트는 상기 대상물과 기계적인 접촉을 하도록 채택되는 접촉면을 가진다. 이러한 접촉면은 바람직하게는 유니트의 나머지 부분을 보호하는 유전체 층일 수 있지만, 예를 들면 구동전극(도시않됨)과 대상물 사이의 갈바니 결합을 제공하는 영역을 포함할 수 있다.
유니트는 선택된 두께를 가지는 유전체 재료로 만들어진 제1 유전체 층으로 구성된다. 제1 유전체층은 접촉면과 마주 대하는 유전체층의 한쪽에 마련되며, 여기에서 제1 도전체층은 상기 접촉면과 마주 대하는 상기 유전체 층의 영역을 실질적으로 덮는 적어도 하나의 차폐전극을 포함한다. 차폐전극은 소정의 크기를 가지는, 특히 개구를 둘러싸는 비전도성 개구를 규정한다. 하나의 예시적인 실시예는 기본적으로 선형적이며 직선형 개구의 방향은 기본적으로 소정의 문지름 방향에 대하여 수직이다. 제1 도전체 층내의 차폐전극의 개구는, 예를 들면 유전체 접촉면의 공정 내에서 유전체 재료로 채워질 수 있다.
센서 유니트는 또한, 적어도 한 개의 개구의 아래에 적어도 부분적으로 연장되는 다수 개의 도전체 와이어를 구성하는 상기 제1 유전체 층에 의하여 상기 제1 도전체 층으로부터 분리되는 제2 도전체 층을 포함한다. 바람직하게는 와이어들은 개구 아래쪽의 영역내에서 직선방향으로 연장되고, 그 방향은 개구에 의하여 규정된 상기 직선형 감지 영역에 대하여 수직이며, 각 와이어는 소정의 폭을 가진다. 와이어들은 상술한 바와 같이 적용분야에 따라서 개구에 의하여 규정된 면적을 가로질러서 또는 부분적으로 연장될 수 있고, 여기에서 첫번째 경우에 관련된 감지 면적은 개구의 폭 및 와이어의 폭에 의하여 규정되고, 나중의 경우에는 연장된 길이 및 와이어 폭에 의하여 규정된다.
이러한 방식으로 감지영역 내로 연장되는 각 와이어의 길이 및 감지면적 내의 와이어의 폭에 의하여 규정되는 각 와이어에 관한 감지면적이 있게 된다.
각 와이어는 처리 유니트에 결합되고, 상기 처리 유니트는 또한, 상기 대상물 표면과 결합하여 구동전극과 상기 감지영역 내의 상기 와이어의 사이에 가변전압을 인가하도록 결합되는 적어도 한 개의 구동전극에 결합된다. 절연의 목적상, 와이어 아래에 제2 유전체 층이 마련될 수도 있으며, 이는 의도된 용도에 따라서 강성재료나 탄성재료로 만들어진다. 해상도를 증가시키기 위하여, 처리회로 내에 한정된 수의 채널이 있을 때, 모든 제2 센서 소자는 접지 또는 고정 전위에 접속될 수 있다.
와이어들은 수 개의 상이한 실시예를 통하여 프로세서에 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, WO2011/080262 호 공보에서와 유사한 방식으로, 와이어들은 측방향에서 유전체 층을 따라 도전체로서 연장되어, 도전체들이 탄성 기판을 관통하여 도입되고 측방향으로 연장되는 탄성적인 센서 유니트를 만들 수 있다. 단단한 기판들을 포함하는 해당 해결방법들은 US7251351, US7848550 및 WO2010/023323 호에서 논의되며, 여기에서 도전체들은 기판을 관통하여 다른 측 상의 프로세서 위치로 연장된다. 프로세서는 WO2003/049012 호에 개시된 바와 같이 감지영역으로서의 도전체의 같은 측 상의 감지영역으로부터 간격을 뒤고 위치될 수도 있다. 또한 프로세서는 외부 장비와 통신하기 위한 인터페이스 수단에 전기적으로 결합될 수도 있다.
도면에 개시된 바와 같이, 센서 유니트는 2개의 개구를 포함할 수 있으며, 이들은 각각 감지영역을 나타내며 각각 상기 감지영역 내에서 감지면적을 규정하는 와이어를 포함한다. 선택적으로 한 개의 개구 만을 사용하는 2개의 감지구역이 사용될 수 있고, 여기에서 와이어는 대향하는 측으로부터 개구내로 부분적으로 연장된다. 연장 길이 및 와이어의 폭이 각 감지면적을 규정하게 된다. 양자의 경우에 2세트의 센서들이 얻어져서 센서 상의 대상물의 유효성을 측정하기 위한 수단을 제공하게 된다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 감지 와이어 및 개구의 수는 2차원 센서 매트릭스를 제공하도록 증가될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 처리 유니트는 시계열로 개별적인 센서면적 내의 특성을 측정하고, 그 개별적인 측정 면적 내의 측정시간 내의 측정된 차이에 근거하여 센서 유니트 상을 움직이는 표면의 움직임을 계산한다. 다른 예시적인 실시예는, 멀티플렉싱 기술을 사용함으로써 개별 센서 면적을 측정하도록 채택된 처리 유니트이다.
개구 내에서, 유니트의 임피던스를 조절하기 위하여 제1 유전체는 주변구역과 비교할 때 두께가 줄어들 수 있다. 개구 내에서 유전체 재료가 완전히 제거된 경우에는, 와이어가 기판층에 의하여 지지된다.
구동전극은 상기 제1 도전체 층의 일부에 의하여 구성되어, 상기 차폐전극으로부터 전기적으로 절연되고 중간의 유전체 층을 통하여 또는 대상물과의 직접적인 갈바니 접촉으로 상기 표면에 전기적으로 결합된다. 구동전극은 유전체 층을 통하여 또는 외부에서 프로세서에 결합된다.
탄성적인 센서를 제공하기 위하여, 제1 유전체 층은 폴리이미드와 같은 탄성재료로 만들어질 수도 있다. 선택적으로, 단단한 센서를 제공하기 위하여 SiO2 또는 바람직하게는 FR_4 로 만들어질 수 있다.
본 발명은 또한 한 개의 개구 및, 그 개구에 대하여 수직배향을 가지는 와이어를 포함하는 한 개의 센서 요소의 기능에 관한 것이다. 보다 상세하게는 센서 요소는 대상물의 표면 임피던스를 측정하기 위하여 마련된다. 센서 요소는 구동전극과 센서요소 사이의 대상물에 가변전압을 인가하기 위하여 임피던스 측정수단에 결합되는 측정 유니트에 결합된다. 센서요소는, 유전체 개구를 가지는 제1 도전체 층과, 제1 도전체 층을 제2 도전체 층과 분리하는 유전체 층과, 상기 개구에 적어도 부분적으로 인접하여 연장되는 직선형 도전체를 포함하는 제2 도전체 층을 포함하며, 직선형 도전체는 상기 임피던스 측정수단에 결합된다.
도 4에 나타낸 선택적인 실시예에 따르면, 감지층(11)과 개구층(16)(단순화를 위하여, 개구층에는 단 한개의 개구만이 도시되며, 처리유니트에 대한 이 층의 결합은 도시하지 않았다)은 기판(20)의 동일 측상에 놓여진다. 2개의 도전체 층을 분리시키기 위하여 한 개의 유전체 층(12)만이 있게 되며, 부가적으로 개구층의 기계적인 보호 및 전기전 분리를 위한 보호 유전체 층(22)가 있을 수 있다. 보호 유전체 층(22)은 유사 다이아몬드 코팅(DLC)과 같은 것을 포함할 수 있다. 가능하다면, 도 4, 도 5 및 도 6에서 나타낸 실시예에서와 같이 접촉패드(26)용 개구가 마련된 것과 유사한 보호 유전체 층이 기판의 반대쪽에 마련된다.
처리회로(23)는 감지 도전체(11)에 결합된 기판(20)과 같은 쪽에 결합된다. 이러한 해결방법은 기판 비아(via) 가능성이 없는 일측면 처리기술에 대해서는 자연스러운 것이다. 이러한 해결방법은 센서의 집적을 위해서도 바람직하다.
I/O 콘택의 예를 참조부호(24)로 나타내며, 이것은 감지전극과 동일측 상에 놓여진다. 기판 비아 가능성을 가진 처리를 위하여, I/O 콘택은 뒤쪽에 위치될 수도 있다.
도 5에 개시된 본 발명의 선택적인 실시예는, 기판(20)의 한측에 놓인 감지층(11) 및 개구층(16)과, 반대측에 놓인 처리 유니트(23)를 보여준다. 이는, 원하는 기판 특성에 따라서, 예를 들어 US7251351, WO2010/023323 또는 WO2011/080262 등에서 논의된 것과 같은, 베이스 기판 내에 비아 가능성이 있는 처리에서 실현될 수 있다. 더 이상의 기능성을 이용하기 위하여 또는 필요한 라우팅을 만드는데 부가적인 층이 필요한 경우 기판의 한쪽 또는 양쪽에 더 많은 도전용 재분배층을 만들 수 있다.
도 6에 나타낸 본 발명의 선택적인 실시예에 있어서는, 다층 공정에서 실현된 것을 나타내고 있다. 기판은 도전체를 라우팅하기 위한 도전체 층(25) 및 프로세서에 결합하기 위한 결합 패드(26)를 향하여 절연층을 관통하는 비아 도전체를 포함하는 다수 개의 층으로 만들어진다. 감지층(11) 및 개구층(16)은, 가능하게는 보호층(22)에 의하여 손가락으로부터 떨어져서, 손가락(10)에 가장 가까운 층에 위치된다. 처리회로(도시않됨) 내로의 가능한 라우팅을 만들기 위하여, 기능성을 더하기 위하여, 또는 더욱 집적이 가능해지도록, 하나 이상의 부가적인 층들이 부가된다.
본 발명의 패키지 개념을 나타내는 선택적인 실시예를 도 7에 나타내었다. 센서 패드(26)에 결합된 처리회로(23)를 둘러싸는 기판(20)의 뒤쪽에 있는 구성(29)은 또한, 센서 기판(20)에 의하여 도전체(27)로부터의 IO 신호들에 결합할 가능성이 마련되어 있다. 그 목적은 결합수단(28)을 취급하고 장착하는 것이 편하도록 뒤쪽을 평탄하게 하기 위함이다. 그러한 패키지를 제조하기 위한 여러 개의 공지된 방법이 있다. 하나의 방법은, 프레임을 PCB 기술(FR_4 또는 기타 재료)로 만드는 것이다. 그리고 그 PCB 프레임은 센서 기판에 대하여 스트립 또는 패널의 형식으로 감지 기판에 결합될 수 있다. 만약 I/O 접속이 센서 기판과 프레임 사이에서 지원되어야 한다면, 그 접속은 납땜, ACF(Anisotropic Conductive Film: 이방성 도전막) 또는 기타 접속기술로 만들어질 수 있다. 그러한 실시방법의 장점은, EMS(Electronics Manufacturing Services) 시설에서 전세계적으로 이용가능한 통상적인 SMT 조립법을 사용할 수 있다는 점이다. 그러한 패키지를 제조할 수 있는 제2 의 방법은 웨이퍼-레벨-팬아웃(WLFO) 패키지로서, ASIC 웨이퍼 다이들이 웨이퍼 폼 내에 분산되어 있고 프레임은 플라스틱 금형재료로 만들어진다. 감지층들은 플라스틱의 상부에 만들어진다. 이러한 방법은 OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) 회사에 의하여 제공된 고용량의 진보된 패키지 방법이다. 이 공정은 고도로 자동화된 것이고 비용이 낮다는 장점이 있다. 그러한 형상 요소를 가지는 패키지를 제조하는 제3 의 가능한 방법은 실리콘 칩(처리 회로)을 PCB 공정에서 매립하는 기술을 사용하는 것이다. 이 기술은 진보된 PCB 제조영역에서 사용되고 낮은 재료단가 및 대형 패널크기로 적층하는 것에 근거하므로, 단가를 낮추는 것이 가능하다.

Claims (17)

  1. 유기 조직 대상물의 구조 및 특성을 측정하기 위한 센서 유니트, 특히 지문센서로서, 상기 센서는:
    - 상기 대상물과 기계적 접촉을 하도록 채택되는 접촉면과,
    - 선택된 두께를 가지는 유전체 재료로 만들어진 제1 유전체 층과,
    - 상기 접촉면과 대면하는 상기 유전체 층의 영역을 실질적으로 덮는 적어도 한 개의 차폐전극을 포함하고, 적어도 한 개의 차폐전극은 소정의 크기를 가지는 감지영역을 규정하는 적어도 한 개의 실질적으로 비전도성인 개구를 둘러싸는, 제1 도전체 층, 및
    - 상기 제1 유전체 층에 의하여 상기 제1 도전체 층으로부터 분리되며, 상기 적어도 한 개의 개구의 아래로 적어도 부분적으로 연장되며 상기 감지 영역에 대하여 실질적으로 수직인 방향을 가지는 다수 개의 도전성 와이어를 포함하고, 각 와이어는 소정의 폭을 가지는 제2 도전체 층을 포함하며,
    - 각 와이어와 관련된 감지 면적은 감지 영역으로 연장되는 와이어 부분의 폭 및 길이에 의하여 규정되는 센서 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 와이어는 처리 유니트에 결합되고, 상기 처리 유니트는, 상기 대상물의 표면과 갈바니 또는 용량적으로 결합되고 상기 감지 영역에서 구동전극과 상기 와이어 사이에 가변전압을 인가하도록 위치되는 적어도 한 개의 구동전극과 결합되는 센서 유니트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    적어도 한 개의 개구가 실질적으로 선형인 감지 영역을 규정하는 센서 유니트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    와이어들이 상기 감지 영역의 폭을 가로질러 연장되는 센서 유니트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 개구를 포함하며, 각 개구는 감지 영역을 나타내고, 상기 감지 영역내의 감지 면적을 규정하는 와이어를 포함하는 센서 유니트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 처리 유니트는 시계열로 개별 감지 영역 내의 특성을 측정하고 센서 유니트 상으로 이동하는 표면의 움직임을 계산하도록 채택되는 센서 유니트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어들은 상기 개구 내에서 선택된 길이만큼 연장되고, 그 연장된 길이 및 와이어의 폭은 감지면적을 규정하는 센서 유니트.
  8. 제 3 항에 있어서,
    와이어들은 개구 내로 개구 폭의 절반 이하만큼 연장되고, 유니트는 그 개구의 폭을 가로지르는 방향으로 그 개구의 양측으로부터 연장되는 와이어들을 포함함으로써, 상기 개구 내에 2개의 선형 검지 유니트를 규정하는 센서 유니트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 개구 아래의 제1 유전체 층은 적어도 부분적으로 감소된 두께를 가지는 유전체 재료를 포함하는 센서 유니트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    제1 유전체 층은 상기 적어도 하나의 개구 아래에서 완전히 제거되는 센서 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동전극은 상기 제1 도전체 층의 일부에 의하여 구성되고, 상기 차폐전극으로부터 전기적으로 절연되며 상기 표면에 전기적으로 결합되는 센서 유니트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 층은 폴리이미드와 같은 탄성 재료로 만들어지는 센서 유니트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 층은 FR_4 와 같은 강성 재료로 만들어지는 센서 유니트.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉면은 상기 제1 도전체 층을 덮는 절연층을 포함하는 센서 유니트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 도전체 층에 의하여 제1 유전체 층과는 분리된 제2 유전체 층을 포함하는 센서 유니트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 외부 장비와 통신하기 위한 인터페이스 수단에 전기적으로 결합된 센서 유니트.
  17. 대상물의 표면 임피던스를 측정하기 위한 센서 요소로서, 구동전극와 센서 요소의 사이의 대상물에 가변전압을 인가하기 위한 임피던스 측정수단에 결합된 측정 유니트에 결합되고, 센서 요소는, 유전성 개구를 가지는 제1 도전체 층과, 제1 도전체 층을 제2 도전체 층으로부터 분리하는 유전체 층 및, 상기 개구에 적어도 부분적으로 인접하게 연장되고 상기 임피던스 측정수단에 결합되는 선형 도전체를 포함하는 제2 도전체 층을 포함하는 센서 요소.
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