KR20170082539A - 지문감지장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지문감지장치 및 이런 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 장치는 판독회로를 가진 기판, 및 기판 상에 설비된 감지칩을 포함한다. 감지칩은 감지면을 정의하는 표면을 갖고, 각 감지소자는 감지소자와 감지장치 상에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 제공하도록 구성된 복수의 감지소자들; 감지칩을 판독회로에 각각 전기연결하기 위해 상기 기판 상의 상기 감지칩에 위치된 본드패드들 간에 설비된 본드와이어를 포함한다. 본드와이어의 일부가 상기 칩 위로 돌출하고 상기 칩 위로 돌출한 본드와이어의 일부가 접착물에 심어지도록 상기 감지칩을 커버하기 위해 접착물이 감지칩 상에 설비된다. 보호 플레이트는 접착물에 의해 상기 감지칩에 부착된다. 보호 플레이트는 장치의 외부면을 형성한다.
Description
본 발명은 감지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 지문감지장치 및 이런 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
신원검증용 생체측정장치, 및 특히 지문감지장치의 발전으로 장치들이 더 작고, 더 저렴하며, 더 에너지 효율적이게 됨에 따라, 이런 장치들에 대한 가능한 애플리케이션들이 증가하고 있다.
특히 지문감지는 가령 작은 폼팩터, 상대적으로 유리한 비용/성능 요인 및 높은 사용자 수용으로 인해 소비자 전자장치들에서 점점더 채택되어왔다.
이런 감지장치들은 고정확도로 지문을 식별할 수 있으면서 작고 에너지 효율적으로 제조될 수 있기 때문에, 지문감지요소 및 보조논리회로를 제공하기 위한 CMOS 기술을 기반으로 제조된 정전용량식 지문감지장치가 점점더 인기가 있다. 이로써, 정전용량식 지문센서들은 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 및 휴대폰, 가령 스마트폰과 같은 소비자 전자장치에 이점적으로 사용된다.
지문감지칩은 일반적으로 다수의 감지구조물들과 지문센서의 표면에 대어지는 손가락 간에 정전용량을 나타내는 수치를 제공하는 정전용량식 감지요소 어레이를 포함한다. 감지칩은 감지요소 어레이의 어드레싱을 다루기기 위한 논리회로를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 감지칩은 종종 판독회로를 포함한 별개의 판독기판에 마운팅되며, 와이어본딩 수단을 통해 판독기판의 해당 접촉패드들에 전기연결을 가능하게 하기 위해 감지칩의 접촉패드들이 제공된다. 판독기판은 가령 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
그러나, 와이어본드는 통상적으로 와이어본드 루프 높이라고 하는 본드의 높이에 더하여 본드와이어의 곡률에 해당하는 거리로 감지칩의 표면 위에 돌출해 있다. 따라서, 돌출한 와이어본드들은 지문센서의 어셈블리와 디자인에 제약을 야기한다. 특히, 많은 애플리케이션에서, 평평한 지문감지장치를 제공하는 것이 바람직한데, 이는 심미적 이유와 감지표면에서 솟은 부분들로 손가락이 돌출부 부근에서 부분적으로 들어올려질 수 있기 때문이다.
평평한 감지면을 달성하기 위해, 돌출한 와이어본드가 덮여지고, 이로써 평평한 외부면을 형성하도록 충분히 두꺼운 상단 코팅층을 제공할 수 있다. 그러나, 두꺼운 코팅으로 인해 표면에 놓이는 손가락과 코팅 아래에 놓인 감지소자 간에 정전용량적 결합이 약해지게 되며, 이는 감지장치의 정확도를 떨어뜨리게 한다.
US2011/0254108은 플레이트의 표면 상에 손가락과 보호 플레이트 바로 아래에 위치된 감지소자 간에 정전용량 결합을 강화하는 유전체 속성들을 갖는 보호 플레이트를 제공함으로써 정전용량 결합을 개선하는 상술한 문제가 해결되는 지문감지장치를 개시하고 있다.
그러나, 정전용량 결합을 높이기 위해 지문감지장치의 표면과 감지구조물 간에 거리를 줄이는 것이 여전히 바람직하다.
지문감지장치의 상술한 바람직한 속성들과 종래기술의 상술한 결함들 및 다른 결함들을 고려해, 본 발명의 목적은 향상된 지문감지장치 및 이런 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 제 1 태양에 따르면,
판독회로를 포함한 기판;
감지소자를 각각 갖는 복수의 감지구조물을 포함하고 상기 기판 상에 설비된 감지칩;
상기 감지칩을 상기 판독회로에 전기연결하기 위해 상기 감지칩 상에 위치된 제 1 본드패드와 상기 기판 상에 위치된 제 2 본드패드 간에 설비된 본드와이어;
상기 감지면 위에 돌출한 상기 본드와이어의 일부가 접착물에 심어지도록 상기 감지칩을 커버하게 상기 감지칩 상에 설비된 접착물; 및
상기 접착물에 의해 상기 감지칩에 부착되고 지문감지장치의 외부면을 형성하는 보호 플레이트를 구비하고,
상기 감지소자의 표면은 감지면을 정의하며, 각 감지소자는 상기 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성되고,
상기 제 1 본드패드는 상기 감지면에 위치되고 상기 본드와이어의 일부가 상기 감지면 위로 돌출한 지문감지장치가 제공된다.
감지칩은 본 문맥에서 각 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 정전용량 결합을 형성할 수 있으며, 일반적으로 어레이로 설비되는, 도전성 플레이트들 또는 패드들의 형태로 복수의 감지소자들을 포함한 칩으로 이해되어야 한다. 각 감지소자에 대한 정전용량 결합의 판독을 통해, 지문의 골과 마루는 정전용량 결합의 거리 의존의 결과로 감지될 수 있다. 충분한 해상도를 가진 지문 이미지를 얻기 위해, 감지소자들은 일반적으로 손가락의 특징들(골과 마루)보다 실질적으로 더 작다. 일반적으로, 칩을 또한 다이라고 한다.
보호 플레이트는 일반적으로 플레이트에 놓이는 손가락과 감지칩의 감지소자들 간에 양호한 정전용량 결합을 제공하기 위해 유전체 재료를 포함한다. 특히, 보호 플레이트는 이점적으로 화학적 강화유리, ZrO2, 또는 사파이어와 같은 유리 또는 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 상기 재료들은 모두 단단하고 내마모성 및 내파열성이 있고, 보호 플레이트의 표면에 놓이는 손가락과 감지장치의 감지소자 간에 양호한 정전용량 결합을 제공함으로써 유전적인 점에서 이점적인 속성들을 제공한다. 본 명세서에 기술된 보호 플레이트는 통상적으로 지문감지장치의 외부면을 형성한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 감지장치는 종래의 강체 PCB 기판 상에 형성될 수 있거나 가요성 타입의 기판을 이용해 구현될 수 있다.
와이어 본드를 본 명세서에서 본 출원에 사용하기 적절한 임의의 타입의 와이어본드라 하며 기능에 있어 특별한 본딩기술에 국한되지 않는다. 예컨대, 와이어본드는 볼범프들(즉, 스터드 범프들)이 감지칩에 형성되는 볼 와이어 본드일 수 있다. 와이어본드를 또한 감지칩 상에 와이어본드의 높이를 줄이기 위해 볼 범프가 기판에 형성되는 역 와이어본드라 할 수 있다. 와이어본드 루프 높이는 감지면에서 볼 때 본드와이어 루프의 가장 높은 지점으로 정의되며, 이는 본딩패드들이 위치된 동일 면에 있는 것으로 간주된다. 더욱이, 본드패드들을 또한 랜딩패드라 한다.
접착물이 감지칩을 커버하도록 설비된다는 것은 접착물이 감지칩과 보호 플레이트 간에 균일한 전기적 속성들고 균일한 접착을 제공하기 위해 바람직한 감지칩의 전체 면적을 실질적으로 커버하도록 설비되는 것을 말한다.
본 발명은 보호 플레이트를 감지칩에 부착하기 위해 사용된 접착물에 본드와이어를 심어넣음으로써 감지면과 센서 표면 간에 거리를 줄일 수 있는 구현을 기초로 한다. 감소된 거리를 통해 정전용량 결합이 향상되고 센서 감도가 증가된다. 더욱이, 본드와이어 루프 높이를 보상하기 위해 스페이서층 등이 전혀 필요치 않고, 본드와이어의 위치들에서 접착물의 변형이 전혀 필요치 않기 때문에 전체 감지칩 표면 위에 균일한 접착물을 또한 사용할 수 있다. 추가적 이점은 본 발명에 따른 지문감지장치가 몰딩을 필요로 하지 않고, 이로써 고가의 제조단계를 제거한다는 점이다.
본 발명의 다른 이점은 공칭 두께로 고정확도 및 감지칩 면적을 측면으로 가로질러 높은 균일도를 가진 접착물이 제공될 수 있다는 것이다. 센서장치의 전반적인 정확도 및 균일도에 대한 엄격한 요건들이 있는 게 통상적이므로, 접착물의 두께에 있어 고정확도는 보호 플레이트의 하부 평탄화를 고려하고, 이로써 덜 평탄한/덜 정확한 보호 플레이트를 이용하면서도 두께 변화에 대해 전체 허용오차를 유지할 수 있게 하며, 이는 차례로 더 큰 표면 거칠기를 갖고 이로써 비용을 절감한 보호 플레이트의 사용을 가능하게 한다. 더욱이, 몰딩 공정에 비해, 본 발명의 개념은 다이의 정확한 배치나 웨이퍼의 백그라인딩 허용오차에 의존하지 않는다.
게다가, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 감지장치는 감지칩 상에 본드패드를 설비하기 위해 에지 트렌치를 이용하는 것과 같이 감지소자와 손가락 간에 거리를 줄이기 위한 다른 방안들보다 이점을 제공한다. 특히, 에지 트렌치를 이용함으로써 감지면적 외부로 소정 면적이 차지되는 반면, 본 발명에 따른 감지장치는 본드패드를 위치하는데 있어 더 큰 융통성을 제공하고 이로써 더 효율적인 면적 이용을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 접착물은 바람직하게는 감지면 위로 돌출한 본드와이어의 일부 높이와 적어도 동일한 두께를 가질 수 있다. ESD(정전기 방전) 현상과 관련한 교란 위험을 줄이기 위해 보호 플레이트와 본드와이어 간에 이격을 유지하는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 본드와이어의 루프 높이보다 더 두꺼운 접착물은 본드와이어와 보호 플레이트 간에 접촉이 전혀 없는 것을 보장한다.
본 발명의 일실시예로, 접착물은 이점적으로 감지소자와 접촉해 설비된 제 1 접착층, 중간 캐리어층, 및 상기 보호 플레이트와 접촉해 설비된 제 2 접착층을 포함한 접착필름일 수 있다. 중간 캐리어층은 여전히 가요성이 있으면서 접착필름에 기계적 안정성을 제공하도록 작용한다. 이로써, 제 1 접착층의 두께가 본드와이어 루프 높이보다 더 낮게 선택되면, 중간 캐리어층은 필름이 감지칩 상에 놓일 경우 본드와이어를 아래로 밀어내도록 동작할 수 있어 와이어본드 루프 높이가 감소된다. 이는 와이어본드 루프 높이가 제 1 접착층의 두께에 의해 정의되고, 와이어본드와 보호 플레이트 간의 거리가 제 2 접착층의 두께로 정의되며, 감지면과 보호 플레이트 간의 거리가 테이프의 전체 두께에 의해 정의되는 잘 정의된 장치를 제공하기 때문에 이점적이다. 상술한 접착필름을 또한 양면접착필름 또는 양면 테이프라 한다. 두께 및 균일함에 있어 고정확도를 갖는 본 출원에 사용하기 적합한 이런 양면테이프는 상업적으로 구매가능하다.
본 발명의 일실시예로, 중간 캐리어층은 이점적으로 유전체 재료를 포함할 수 있다. 접착물은 바람직하게는 높은 전기장 항복강도를 갖는 절연물이다. 따라서, 높은 전기장 항복강도를 갖는 접착물은 감지소자를 정전기 방전으로부터 보호한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 중간 캐리어층은 이점적으로 적어도 100V/㎛, 바람직하게는 적어도 200V/㎛의 전기장 항복강도를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 원칙적으로, 가능한 한 높은 전기장 항복강도를 갖는 것이 바람직하다.
일실시예로, 유전체 재료는 폴리이미드 필름일 수 있다. 전기적 항복에 큰 내성을 갖는 유전체 필름 형태로 중간 캐리어층을 이용함으로써, 본드와이어에 닿는 ESD 방전 위험이 줄어들어, 본드와이어와 보호 플레이트 간에 거리를, 즉, 접착물 테이프의 제 2 접착층의 두께를 줄임으로써 거리를 줄일 수 있다. 원칙적으로, 제 2 접착층의 두께는 상기 두께가 보호 플레이트와 감지칩 간에 적절한 신뢰할 수 있는 접착을 제공하기에 충분해야 하는 것을 의미하는 접착 속성에 의해서만 제한된다. 폴리이미드는 이점적인 ESD 속성을 갖는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지문감지장치는 기판 상에 설비되고 감지칩을 둘러싸는 프레임을 더 포함할 수 있고, 상기 프레임은 감지칩의 높이보다 큰 기판으로부터의 높이와 감지칩과 접착물의 결합된 높이 이하의 높이를 가지며, 기판 본드패드는 감지칩과 프레임 사이에 위치된다. 프레임은 풀 또는 테이프와 같은 접착물에 의해 기판에 기계적으로 부착될 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 지문감지장치는 프레임과 보호 플레이트 간에 설비된 씰링재료를 더 포함할 수 있고, 상기 씰링재료는 프레임과 보호 플레이트 간에 갭을 밀봉하도록 구성된다.
더욱이, 본 발명의 일실시예로, 지문감지장치는 감지칩과 프레임 간의 공간을 채우며 감지칩과 프레임 간에 설비된 충진재료를 더 포함할 수 있다. 프레임은 상기 프레임과 칩 사이에 형성된 공간에 액체 형태로 분주되는 충진재료의 사용을 허용하는 배리어로서 작용한다. 분주 후, 충진재료는 본드와이어와 기판 상에 본드패드의 보호를 제공하도록 경화된다. 특히, 본드와이어들을 기판의 본드패드에 물리적 연결은 둘러싼 재료에 적절히 박히지 못할 경우 기계적 충격으로 인해 쉽게 손상받을 수 있다. 액체충진재료의 사용을 가능하게 하기 위해, 프레임은 감지칩이 프레임에 의해 둘러싸이도록 감지칩의 전체 외주를 따라 배열된다.
본 발명의 일실시예로, 접착물은 상기 충진재료를 커버하도록 이점적으로 설비될 수 있다. 이로써, 접착물은 본드와이어가 원칙적으로 상기 접착물과 충진재료의 결합에 의해 완전히 박히도록 감지칩의 면적 밖으로 확장된다. 따라서, 기계적 충격의 경우 또는 부식으로 인한 본드와이어에 대한 손상 위험이 더 감소된다. 더욱이, 충진재료를 또한 커버하도록 접착물을 확장시킴으로써, 보호 플레이트에 대한 추가 기계적 지지 및 추가 접착이 제공되며, 이는 또한 감지칩 면적 밖으로 확장될 수 있다. 이상적으로, 충진재료는 감지칩의 전체 높이에 닿는다. 그러나, 실제로, 충진재료는 감지칩의 높이보다 약간 더 작을 수 있다. 이런 이유로, 충진재료와 감지칩 간의 높이 차를 보상하기 위해 기판의 표면 아래로 접착물이 불룩나오도록 가압할 수 있는 접착물을 사용하는 것이 이점적일 수 있다. 이로써, 본드와이어는 접착물 및 충진재료에 의해 완전히 심어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 프레임은 이점적으로 보호 플레이트를 수용하도록 구성된 내부가 오목한 레지를 갖는 베젤형일 수 있다. 베젤 형태의 프레임을 이용하면 베젤의 레지에 놓일 경우 상기 플레이트는 측면 이동에 국한되기 때문에 베젤에 보호 플레이트를 정확히 배치하기가 쉬워진다. 베젤은 또한 보호 플레이트와 둘러싼 표면 간의 틈새로 센서에 침투하는 오물 및 습기로부터 추가보호를 제공한다.
베젤은 또한 지문센서의 보호 플레이트를 둘러싼 프레임을 제공하기 때문에 심지적 용도로도 바람직할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 보호 플레이트는 이점적으로 상기 보호 플레이트와 프레임을 포함한 어셈블리를 형성하도록 프레임에 기계적으로 부착될 수 있다. 보호 플레이트는 가령 프레임에 용융 또는 접착될 수 있다. 어셈블리는 보호 플레이트를 감지칩에 부착하는 감지칩 상에 설비된 접착물에 의해 적소에 마운팅될 수 있다. 어셈블리를 감지칩에 설비한 후, 디자인에 의해 또는 실제로 제조공정시 허용오차로 인해 프레임과 기판 간에 에어갭이 있을 수 있다.
기계적 부착을 위해 그리고 감지칩에 닿는 오염물과 습기의 가능성을 제거하도록 어셈블리와 감지칩 간에 갭을 밀봉하기 위해 프레임과 기판 사이에 접착물을 설비하는 것이 이점적일 수 있다. 접착물은 가령 어셈블리가 마운팅될 때 기판에 사전설비될 수 있어, 어셈블리의 보호 플레이트가 감지칩에 부착되는 동시에 어셈블리의 프레임이 기판에 부착된다. 대안으로, 어셈블리를 마운팅 한 후에 접착물이 밖에서 프레임과 기판 간의 에어갭으로 분주될 수 있다. 이런 에어갭에 접착물을 분주하는데 앵글 디스펜서가 이점적으로 사용될 수 있다. 어셈블리의 프레임부와 기판 간에 접착물을 설비함으로써, 감지칩은 어셈블리에 의해 완전히 밀봉되고, 따라서 오염물과 습기가 본드와이어 또는 감지칩에 닿을 수 없게 보장한다. 이로써, 캡슐화가 부식, 오염물 및/또는 습기로부터 본드와이어를 보호하도록 작용할 것이므로 원칙적으로 감지칩과 프레임 간에 충진재료를 이용할 필요가 전혀 없다. 기판과 본드범프들 상에 본드패드들이 기계적 충격으로부터 본드를 보호하기 위해 "글로브-탑(glob-tob)"과 같이 에폭시 재료로 된 액적(液滴)에 둘러싸일 수 있다. 센서칩과 프레임 간에 충진재료의 필요성을 제거함으로써, 복잡하고 고가의 제조단계가 방지될 수 있다. 대안으로, 충진재료가 엄격히 요구되거나 바람직한 애플리케이션에서, 충진재료는 "후면"에서, 즉, 기판의 개구를 통해 분주될 수 있다. 감지장치를 제조하기 위한 방법와 관련해 보호 플레이트를 프레임에 기계적으로 부착하는 것과 관련된 다른 이점들을 하기에 언급할 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 프레임은 이점적으로 지문감지장치에 대한 ESD 보호를 제공하기 위해 전기 도전적일 수 있다. 도전경로를 기판에 제공하는 전기 도전성 프레임은 감지칩 및 판독회로에 있는 부품들에 손상을 야기할 수 있는 전하가 본드와이어 및/또는 감지소자들 및 감지칩에 닿는 것을 방지하도록 안전하게 끌어내질 수 있게 정전기 방전용 도체로서 작용한다. 프레임은 가령 기판의 도전부 상에 프레임을 설비하고 도전성 접착물로 상기 프레임을 기판에 부착시킴으로써 전기적으로 기판에 연결될 수 있다. 도전성 접착물은 가령 도전성 에폭시 재료일 수있다.
더욱이, 프레임은 도전성 및 비도전성 접착제의 조합으로 기판에 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 적절한 ESD 보호를 달성하기 위해, 프레임과 기판 간에 선택위치에만 도전성 접착물을 설비하는 것으로 충분할 수 있는 한편, 나머지 부분들은 도전성 접착물이 비도전성 접착물보다 더 고가이므로 이점적인 비도전성 접착물로 채워질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지문감지장치는 기판으로부터 돌출하고 프레임과 접촉해 기판에 설비된 복수의 본드와이어들을 더 포함할 수 있어, 본드와이어에 의해 기판과 프레임 간에 전기연결이 형성된다. 가령 기판 위에 소정의 기설정된 높이를 갖는 본드와이어 루프를 포함한 본드와이어들을 기판 상에 설비함으로써, 도전성 접착제를 사용하지 않고도 프레임과 기판 간에 전기연결이 이루어질 수 있다. 프레임과 기판 간에 갭을 밀봉하는 것이 바람직한 경우, 비도전성 접착제가 상술한 바와 같이 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 보호 플레이트는 이점적으로 감지칩의 기하학적 형태와 다른 기하학적 형태를 가질 수 있다. 접착물이 감지칩에 설비된 후 보호플레이트가 마운팅되기 때문에, 보호 플레이트는 어떤 특정한 기하학적 모양 또는 크기를 가질 필요가 없다. 즉 보호 플레이트의 기하학적 모양이 감지칩 또는 접착물의 기하학적 모양에 의해 결정되지 않음으로써, 자유로운 형태의 보호 플레이트의 사용을 허용한다. 따라서, 센서의 임의의 능동부분들을 변경할 필요없이 임의의 모양과 크기를 갖도록 보호 플레이트가 제조될 수 있는 지문감지장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지문감지장치는 보호플레이트의 일체형 부분인 프레임을 더 포함할 수 있고, 프레임은 감지칩과 프레임 사이에 기판 본드패드가 위치되도록 감지칩을 둘러싸게 보호 플레이트와 기판으로부터 확장된다. 프레임이 보호 플레이트의 일체형 부분인 것은 보호 플레이트와 프레임이 하나 및 동일한 재료로 하나의 피스로 제조되는 것을 뜻하는 것으로 해석되어야 한다. 플레이트 및 프레임은 바람직한 모양을 제공하기 위해 몰딩 또는 에칭될 수 있는 가령 세라믹 또는 유리재료로 제조될 수 있다. 소정의 ESD 편향속성들을 제공하기 위해 프레임 및/또는 보호 플레이트의 선택부들이 연이어 금속화될 수 있다. 금속화는 당업자가 알고 있는 종래 금속화 기술을 이용해 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 지문감지장치는 손가락과 감지구조물 간에 전위차의 변화로 인해 발생한 감지구조물에 의해 전달된 전하의 변화를 나타내는 감지신호를 제공하기 위해 한 전하증폭기가 각각의 감지구조물들에 연결된 복수의 전하증폭기들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면,
감지면을 정의하는 표면을 갖고, 각각이 상기 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성된 복수의 감지소자들을 포함하는 감지칩을 제공하는 단계;
판독회로를 포함한 기판 상에 상기 감지칩을 설비하는 단계;
본드와이어에 의해 상기 감지칩을 상기 기판의 해당 본드패드에 연결하도록 와이어본딩을 수행하는 단계;
감지면 위로 돌출한 상기 본드와이어의 일부가 접착물에 들어가 있게 상기 감지칩을 커버하도록 상기 감지칩 상에 접착물을 설비하는 단계; 및
보호 플레이트가 상기 감지칩에 부착되도록 상기 접착필름 상에 보호 플레이트를 설비하는 단계를 포함하고,
상기 감지칩의 상기 본드패드는 상기 감지면에 위치되어, 상기 본드와이어의 일부가 상기 감지면 위로 돌출하며,
상기 보호 플레이트는 상기 지문감지장치의 외부면을 형성하는 지문감지장치 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 태양의 많은 효과 및 특징들은 본 발명의 제 1 태양과 연계해 상술한 효과 및 특징들과 대개 유사하다. 그러나, 하기에서 제조방법에 관한 특별한 이점들을 언급할 것이다.
특허청구된 제조방법의 이점은 접착물의 기하학적 형태가 보호 플레이트의 기하학적 형태와 일치하지 않는 효과를 가지며 접착물이 감지칩에 설비된다는 것이다. 이로써, 보호 플레이트의 모양은 자유로운 형태의 보호 플레이트의 사용을 가능하게 하며 독립적으로 선택될 수 있다. 비교로, 공지의 제조방법들은 전체 웨이퍼 또는 더 큰 기판에 접착물이 라미네이트되고 복수의 보호 플레이트들이 연이어 웨이퍼로부터 형성되는 라미네이션 기술을 종종 이용한다. 종래 소잉 기술들은 보호 플레이트의 기하학적 형태를 정사각형 또는 직사각형에 국한시킨다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 접착물을 설비하는 단계는 상기 접착물의 액체유리 전이온도(Tg) 이상의 온도에서 이점적으로 수행될 수 있다. 이로써, 접착물은 (자유롭게 유동하지 않고) 충분히 연화되므로 접착물이 감지칩 상에 배치될 경우 본드와이어를 쉽게 둘러싸게 된다. 더욱이, 접착물은 본 발명의 다양한 실시예와 관련해 상술한 바와 같이 감지칩의 외부로 확장하도록 설비될 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면,
감지면을 정의하는 표면을 갖고, 각각이 상기 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성된 복수의 감지소자들을 포함하는 감지칩을 제공하는 단계;
판독회로를 포함한 기판 상에 상기 감지칩을 설비하는 단계;
본드와이어에 의해 상기 감지칩의 본드패드를 상기 기판의 해당 본드패드에 연결하도록 와이어본딩을 수행하는 단계;
감지면 위로 돌출한 상기 본드와이어의 일부가 접착물에 들어가 있게 상기 감지소자와 접촉해 상기 감지칩 상에 접착물을 설비하는 단계;
보호 플레이트부 및 상기 보호 플레이트로부터 돌출한 프레임부를 포함한 커버를 형성하는 단계; 및
상기 보호 플레이트부가 상기 접착물에 의해 상기 감지칩에 부착되도록 상기 감지칩과 상기 기판 상에 상기 커버를 설비하는 단계를 포함하고,
상기 감지칩의 상기 본드패드는 상기 감지면에 위치되어, 상기 본드와이어의일부가 상기 감지면 위로 돌출하고,
상기 커버가 상기 감지칩과 상기 기판 상에 설비될 경우 상기 프레임부는 상기 감지칩을 둘러싸도록 구성되는 지문감지장치 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 태양의 많은 효과 및 특징들은 본 발명의 제 1 및 제 2 태양과 연계해 상술한 효과 및 특징들과 대개 유사하다.
특허청구범위와 하기의 명세서를 연구하면 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 명백해질 것이다. 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 하기에 기술된 실시예들과 다른 실시예들을 만들기 위해 본 발명의 다른 특징들이 조합될 수 있음을 안다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 첨부도면을 참조로 본 발명의 이들 및 다른 태양들을 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 포함한 휴대용 전자장치를 개략 도시한 것이다.
도 2a-b는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 9a-b는 본 발명에 따른 지문감지장치의 실시예에 포함된 감지소자들의 예시적인 구성을 개략 도시한 것이다.
도 10a-d는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다.
도 11a-d는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다.
도 12a-c는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 포함한 휴대용 전자장치를 개략 도시한 것이다.
도 2a-b는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 개략 도시한 것이다.
도 9a-b는 본 발명에 따른 지문감지장치의 실시예에 포함된 감지소자들의 예시적인 구성을 개략 도시한 것이다.
도 10a-d는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다.
도 11a-d는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다.
도 12a-c는 본 발명의 실시예에 따른 지문감지장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다.
본원의 상세한 설명에서, 본 발명에 따른 지문감지장치의 다양한 실시예들은 정전용량식 지문감지장치에 관해 주로 언급된다. 지문감지장치 제조방법도 또한 언급된다.
도 1은 지문감지장치(102)를 포함한 휴대용 전자장치(100)의 개략도이다. 지분감지장치(102)는 가령 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터 또는 사용자를 식별 및/또는 인증하는 방법을 필요로 하는 임의의 다른 전자장치에 사용될 수 있다.
도 2a는 기판(104)을 포함한 지문감지장치(102)를 분해도 형태로 개략 도시한 것이다. 기판은 기판(104)에 설비된 지문감지칩(106)에 의해 제공된 정보를 판독하기 위한 판독회로(미도시)를 포함한다. 기판(104)은 인쇄회로기판(PCB), 가요성 기판, 또는 장래 애플리케이션에 사용하는데 적합 임의의 다른 타입의 기판 또는 캐리어일 수 있다.
감지칩(106)은 감지면을 정의하는 표면을 갖는 복수의 감지소자들(108)을 더 포함한다. 각 감지소자(108)는 지문감지장치(102)의 외부면(110)에 놓이는 손가락과 감지소자 간에 전자기적 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성된다. 감지칩(106)에 위치된 각각의 제 1 본드패드 세트(114)와 기판(104)에 위치된 각각의 제 2 본드패드 세트(116) 간에 설비되고, 이로써 감지칩(106)을 기판(104)의 판독회로에 전기연결하는 복수의 본드와이어들(112)에 의해 상기 신호가 기판의 판독회로에 제공된다.
도 2a에서 그리고 도 2b의 횡단면도로 더 상세히 알 수 있는 바와 같이, 각 본드와이어(112)의 일부가 감지칩(106)의 감지면 위로 돌출해 있다. 본드범프(202)가 기판(104)에 있으나 감지칩(106)에 없는 소위 역 와이어본드가 도 2b에 도시되어 있다. 따라서, 역 와이어본드는 낮은 전반적 와이어본드 루프 높이를 용이하게 할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다양한 이점들은 다른 타입의 와이어본드들이 사용되는 실시예에서도 똑같이 적용될 수 있다. 도 2a 및 도 2b는 보호 플레이트(120)를 감지칩(106)에 기계적으로 부착시키기 위한 접착물(118)을 더 도시한다. 도 2a에서, 접착물은 감지칩(106)과 크기 및 모양이 같은 것으로 도시되어 있고, 도 2b에서, 접착물은 감지면 위에 돌출한 본드와이어(112)의 일부가 상기 접착물에 들어 있도록 상기 감지칩(106)을 덮게 설비되어 있다. 도 2b에서, 접착물(118)에 들어 있는 본드와이어(112)의 일부가 감지칩(106) 바로 위에 있는 와이어의 일부이다. 접착물(118)은 본드와이어(112)가 보호 플레이트(120)와 접촉하는 것을 방지하기 위해 본드와이어(112) 루프 높이보다 더 큰 두께를 갖는다. 보호 플레이트(120)는 지문감지장치에서 표면을 형성하는 상단층으로 사용하는데 적합한 세라믹 재료, SiO2, ZrO2, 사파이어, 또는 화학적 강화유리와 같은 임의의 타입의 절연재료를 구성할 수 있다.
도 2b는 감지칩(106)과 서라운딩 프레임(122) 사이 공간에 설비된 충진재료(204)를 더 포함한다. 충진재료(204)는 본드와이어(112)와 본드범프(202)가 부식될 수 있는 습기와 오염을 막도록 하고 본드와이어가 기계적 충격에 더 탄성있게 할 수 있다. 프레임(122)이 도 2a에 도시된 바와 같이 감지칩(106)을 완전히 둘러싸 감싼다는 것은 충진재료(204)가 액체형채로 제공될 수 있고 차례로 공간이 완전히 채워지는 점에서 양호한 충진속성들을 보장한다는 것을 말한다. 감지칩(106)과 프레임(122) 간에 공간은 하나의 연속공간으로 도시되어 있으나, 공간은 충진재료(204)로 별도로 채워질 수 있는 격막들로 동일하게 잘 분할될 수 있다. 제조공정에서의 부정확성으로 인해, 감지칩(106)과 접착물(118)의 결합된 높이와 정확이 똑같게 프레임(122)을 제조할 수 없다. 따라서, 프레임(122)은 감지칩(106)과 접착물(118)의 결합된 높이를 초과하지 않고, 이로써 가능하게는 프레임(122)과 보호 플레이트(120) 간에 작은 갭(208)을 두게 보장하도록 제조될 수 있다. 프레임(122)을 때때로 베젤이라 한다.
프레임(122)은 바람직하게는 감지칩(106)과 본드와이어(112)가 정전기 방전(ESD)으로부터 보호하도록 작동할 수 있도록 도전성 재료롤 제조된다. 손가락과 감지장치(102)의 표면(110) 간에 형성된 정전기 전하는 도전성 프레임(122)에 의해 프레임이 접지전위와 같은 공지의 전위를 갖는 기판(104)의 하나 이상의 전극들에 연결된 기판(104), 또는 전용 ESD 회로 아래로 가이드될 것이다.
도 3은 많은 면에서 도 2b의 장치(102)와 유사한 지문감지장치(302)를 개략 도시한 것이다. 그러나, 도 3에서, 접착물은 3개 층들을 포함한 접착필름(304) 형태로 제공된다. 상기 접착필름(304)을 또한 접착 테이프, 및 특히 양면 접착테이프라고 할 수 있다. 접착필름(304)은 감지칩(106)의 표면과 접촉하게 설비된 제 1 접착층(306), 중간 캐리어층(308) 및 보호 플레이트(120)와 접촉하게 설비된 제 2 접착층(310)을 포함한다. 상술한 타입의 접착필름이 사용되면, 제 1 접착층(306)은 와이어본드 루프 높이보다 적은 두께를 갖도록 선택될 수 있다. 그런 후 중간 캐리어층(308)은 와이어본드 루프 높이가 감소되게 접착필름(304)이 감지장치(106)에 놓일 경우 본드와이어(112) 위에서 밀어내리도록 작동한다. 이로써, 접착물의 전체 두께가 감소될 수 있고, 이는 차례로 감지장치의 표면(110)에 놓이는 손가락과 감지소자들 간에 거리를 줄여 더 나은 정전용량 결합을 이끈다. 더욱이, 접착물은 손가락과 감지소자들 간에 정전용량 결합을 더 강화하기 위해 높은 유전상수를 이점적으로 가질 수 있다.
실제 예로, 본드와이어 루프 높이는 50㎛이며 허용오차가 ±20㎛이고, 제 1 접촉층(306)은 두께가 40㎛이다. 중간 캐리어층(308)은 바람직하게는 본드와이어(112)가 보호 플레이트(120)에 너무 가깝거나 보호 플레이트에 닿는 것을 방지하도록 충분히 단단하면서 캐리어층(308)이 본드와이어(112)와 접촉시 약간 휘어지게 충분히 유연할 수 있다. 하기의 예시적인 실시예들은 주로 중간 캐리어층(308)을 포함한 접착필름(304) 형태의 접착물에 대하여 주로 언급될 것이나, 단층 접착물을 이용할 경우에도 예시적인 실시예들의 많은 이점 및 특징이 동일하게 적용될 수 있다.
더욱이, 중간 캐리어층은 유전체 재료를 포함하고, 유전체 재료는 바람직하게는 적어도 100V/㎛, 및 더 바람직하게는 적어도 200V/㎛의 전기장 항복강도를 갖는다. 유전체 재료로 제조된 중간 캐리어층(308)은 접착필름(304)을 통해 감지장치에 도달하는 ESD의 위험을 감소시킨다. 대신, 임의의 정전기 전하는 기판(104)에 더 낮은 저항경로를 제공하는 감지장치(106)를 둘러싼 도전성 프레임(122)을 통해 편향되고 방전될 가능성이 더 커진다. 특히, 보호 플레이트(120)의 표면(110)에 또는 표면 부근에 위치된 손가락으로부터의 방전은 보호 플레이트(120) 면의 공기를 통해 프레임(122)에 닿을 가능성이 더 큰데, 이는 공기가 접착필름(304)의 캐리어층(308)과 보호 플레이트(120)의 전기장 항복강도 보다 상당히 더 낮은 전기장 항복강도를 갖기 때문이다. 캐리어층(308)의 유전체 재료는 가령 높은 전기장 항복강도를 갖고 이로써 이점적인 ESD 속성을 갖는 것으로 알려진 폴리이미드일 수 있다.
도 3은 보호 플레이트(120)와 프레임(122) 간에 갭(208)에 설비된 씰링재료(312)를 더 도시한 것으로 상기 씰링재료는 감지칩(120)과 본드와이어(112)가 프레임(122)과 보호 플레이트(120)에 의해 완전히 캡슐화되도록 장치를 밀봉하게 작용한다. 씰링재료(310)는 가령 보호 플레이트(120)를 마운팅하기 전에 프레임(122)에 설비되는 에폭시 재료일 수 있다.
도 4는 접착필름(404)이 감지칩(106)의 영역 외부로 뻗어 있어 또한 충진재료(204)의 적어도 일부를 커버하는 지문감지장치(402)를 도시한 것이다. 도 4로부터 알 수 있듯이, 본드와이어(112)는 상기 본드와이어(112) 전체가 오염, 부식 및 기계적 손상으로부터 완전히 보호되도록 접착물(306) 및 충진재료(204)에 의해 거의 완전히 둘러싸인다. 접착필름(404)은 또한 제 1 접착층(306)이 도 4에 도시된 바와 같이 감지칩(106)의 표면 아래로 불룩해져 이로써 충진재료(204)가 감지칩(106)의 높이에 완전히 닿지 않을 경우 본드와이어(122)의 더 큰 부분 또는 모두를 가득 두르도록 약간 압축성있게 제조될 수 있다. 이는 충진재료(204)가 분주될 경우와 같이 제조공정시 부정확성이 있을 경우에 발생할 수 있다. 감지장치(106)에 접착층을 배열하기 전에 충진재료가 분주되는 실시예에서, 충진재료(204)는 어떠한 충진재료(204)도 감지칩(106)의 감지소자들(108)에 있지 않도록 보장하기 위해 감지칩(106)의 높이에 완전히 닿지 않게 의도적으로 제공될 수 있다.
도 5는 접착물(504)이 감지칩 영역(106) 외부로 그리고 또한 충진재료(204)와 프레임(122) 모두를 커버하도록 충진재료(204) 밖으로 확장되도록 설비된 지문감지장치(502)의 실시예를 개략 도시한 것이다. 프레임(122)은 그런 후 보호 플레이트의 더 큰 면적 부분이 지지되고 부착되기 때문에 보호 플레이트의 더 나은 접착을 위해 추가 기계적 지지물을 제공할 수 있다. 더욱이, 프레임(122)이 감지칩(106) 표면에서 약간 아래에 있더라도 접착물이 프레임(122)과 접촉할 수 있기 때문에 압축성 접착물을 이용함으로써 프레임 높이의 제조 부정확성이 완화될 수 있다.
도 6은 레지(606)가 보호 플레이트(120)를 수용하도록 구성된 베젤형 프레임(604)을 갖는 지문감지장치(602)의 실시예를 개략 도시한 것이다. 이런 수용 레지(606)를 갖는 프레임(604)을 베젤(604)이라 한다. 베젤을 이용함으로써 때로 심미적 이유로 바람직한 시각적 프레임에 의해 지문센서가 둘러싸일 수 있는 효과가 있다. 더욱이, 베젤(604)로 오염물 및 습기가 본드와이어(112)에 닿기 더 어려워지기 때문에 본드와이어(112)에 대한 추가적 보호가 제공한다. 베젤을 이용하는 추가적 이점은 가능한 ESD가 더 쉽게 도전성 베젤(604)에 도달해, 이로써 향상된 ESD 보호를 제공한다 것이다.
도 7은 보호 플레이트(120)와 프레임(122)이 어셈블리(704)를 형성하도록 함께 결합된 감지장치(702)를 개략 도시한 것이다. 대표적으로, 어셈블리(704)는 상기 어셈블리(704)를 기판(104) 및 감지칩(106)에 마운팅하기 전에 형성된다. 프레임(122)과 보호 플레이트는 가령 어셈블리(704)를 형성하기 위해 함께 용융되거나 접착될 수 있다. 어셈블리(704)가 2개의 별개의 부재들, 즉 프레임(122)과 보호 플레이트(120)로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 프레임이 보호 플레이트의 완전한 부분이게 가령 몰딩에 의해 일체의 재료로 어셈블리를 또한 형성할 수 있다. 도 7은 어셈블리(704)의 프레임(122)과 기판(104) 간에 설비된 씰링재료(706)를 또한 나타낸다. 씰링재료(706)는 어셈블리(704)를 마운팅하기 전에 기판(104)에 사전 배치될 수 있거나, 어셈블리(704)가 앵글 디스펜서(angled dispenser)를 이용해 실장된 후에 분주될 수 있다. 어셈블리(704)는 감지칩(106)과 어셈블리(704)의 보호 플레이트(120)부 간에 설비된 접착물(118)에 의해 감지칩(106)에 탁월하게 부착되는 것도 또한 주목되어야 한다.
씰링재료(706)에 의해, 프레임(122)과 본드와이어(122)가 위치된 감지칩(106) 간의 공간은 완전히 밀봉될 수 있어, 오염물이나 습기가 본드와이어(112)에 전혀 닿을 수 없게 보장한다. 따라서, 충진재료가 필요치 않고 이로써 제조공정이 더 간단해진다. 그러나, 특히 본드와이어(112)가 기판(104)과 만나는 위치에, 즉, 본드범프(202)에, 기계적 충격으로 인해 발생한 손상으로부터 본드와이어(11)를 보호할 필요가 여전히 있다. 이런 보호는 본드범프(202)를 둘러싼 씰링재료(708)를 배치함으로써 달성될 수 있다. 씰링재료(708)는 가령 글로브-탑(glob-top) 코팅과 같은 에폭시 재료일 수 있다. 프레임과 ESD용 기판 간에 양호한 전기연결을 제공하기 위해, 씰링재료(706)는 이점적으로 도전성 에폭시와 같은 도전성 재료를 포함한다. 이는 또한 프레임의 외주를 따라 선택 위치에만 도전성 씰링재료를 이용할 수 있고, 위치들은 접지면 또는 전용 ESD-회로에 연결된 기판(104)상의 연결패드들과 일치할 수 있다. 나머지 부분들은 비도전성 씰링재료로 채워질 수 있다. 대안으로 또는 조합으로, 프레임(122)이 본드와이어 루프를 통해 기판(104)과 전기접촉을 하도록 선택 위치에서 기판(104)으로부터 돌출한 본드와이어 및/또는 본드와이어 루프(미도시)가 기판(104)에 제공될 수 있다. 루프들은 기판(104) 위로 충분히 높이 돌출해 프레임이 마운트될 경우 상기 프레임에 의해 루프들이 아래로 밀려져 충분한 접촉을 보장하게 된다. 이로써, 프레임(122)은 도전성 씰링재료를 필요로 하지 않고도 접지면 또는 ESD-회로에 전기연결될 수 있다.
더욱이, 어셈블리(704)를 이용함으로써 사용된 다른 부품들의 공정 변화들에 대한 발생가능한 문제들이 완화된다. 실제로, 충분한 정확도로 프레임(122)의 높이를 제어하는 것이 어렵고/어렵거나 고가일 수 있다. 상술한 바와 같이 프레임과 기판(104) 간에 어셈블리(704)와 씰링재료(706)를 이용함으로써, 보호 플레이트(120)와 감지칩(106) 간에 최적의 결합이 가능해지는데, 이는 프레임(122)의 제조 허용오차를 고려할 필요가 없기 때문이다. 어셈블리(704)를 이용함으로써 프레임(122)과 기판(104) 간에 결합 및 보호 플레이트의 표면(110)과 프레임(122) 간에 최소 거리로 인해 이점적인 ESD 속성들이 또한 제공된다.
상술한 바와 같이 어셈블리를 이용함으로써 완전히 둘러싸인 본드와이어들을 달성할 수 있더라도, 프레임과 감지칩(106) 간의 공간에 충진재료를 이용하는 것이 여전히 바람직할 수 있다. 도 8은 기판(104)에 있는 개구들(806)을 통해 장치의 후면으로부터 충진재료(804)가 제공될 수 있는 지문센서장치(802)를 개략 도시한 것이다. 개구들(806)은 기판(104)의 본드패드들을 교차하지 않게 배열되어 있다.
도 9a-b를 참조로 지문센서의 상술한 실시예들에 포함된 감지소자들(108)의 예시적인 구성(904)을 설명한다. 명확히 하기 위해, 감지장치의 접착층과 보호 플레이트는 미도시되어 있다.
도 9a에서 알 수 있는 바와 같이, 감지소자들(108)은 3개 도전층들; 즉, 상단에 도전층(M3), 가운데 도전층(M2) 및 아래 도전층(M1), 각각의 상기 도전층(M3, M2, M1) 아래에 절연 유전체 재료로 된 제 1 층(51), 제 2 층(52), 및 제 3층(53), 및 상기 도전층(M3) 위에 설비된 절연층(50)을 포함한 층구조로 형성된다. 도전층들에 대한 재료의 예로는 일반적으로 구리, 알루미늄 및 도핑된 다결정질 실리콘이다. 절연층에 대한 재료의 예로는 일반적으로 SiO2, SiN, SiNOx 및 스핀-온 글래스이다.
또한, 감지소자들(108)을 형성하는데 사용된 층구조는 센서 접지전위(VL)에 대해 소정의 아날로그 전압전위(AVdd)로 유지되는 전기도전층으로 구성된 제 4 층(P2)(제 2 폴리실리콘)을 포함할 수 있다. 더욱이, 전기적 실딩으로서 작동하며 센서 접지전위(VL)로 유지되는 전기도전층으로 또한 구성된 제 5 층(P1)(제 1 폴리실리콘)이 있다. 이들 층들(P2, P1) 중 각 하나 아래에 절연 유전체 재료로 된 제 4 층(63) 및 제 5 층(64)이 있다. 하단에, 전하 증폭기(54)와 같이 능동부품들을 포함한 반도체 기판층(D1)이 있다. 도전층(P2,P1) 뿐만 아니라 상술한 하부 도전층(M1)은 가령 전기연결부, 저항기 및 전기 실딩의 라우팅에 사용될 수 있다. 도전층들(P2, P1) 중 하나는 제 2 금속층(M2) 대신 각 감지소자(904)의 하부전극(55)을 이루는데 또한 사용될 수 있다.
도 9a에 도시된 감지소자(108)는 상단 도전층(M3)에 형성된 감지구조물(70)을 포함한다. 감지구조물(70)은 전하증폭기(54), 하부전극(55), 리셋스위치(56), 및 샘플홀드회로(65)를 포함한 감지소자회로(72)에 연결된다.
도 7a에서 알 수 있는 바와 같이, 감지구조물(70)은 전하증폭기(54)의 음의 입력단자(58)에 연결된다. 전하증폭기(54)의 양의 입력단자(59)는 센서 접지전위(VL)에 연결된다. 따라서, 전하증폭기(54)에 의해, 전하증폭기(54)의 입력단자(58, 59)를 통한 전압이 거의 0이기 때문에, 해당 감지구조물(70)은 사실상 접지(센서 접지)된다. 전하증폭기의 회로 구현에 따라 연산증폭기의 양의 입력단자(58)와 음의 입력단자(59) 간에 CMOS 트랜지스터의 게이트 전압과 같이 실질적으로 작은 상수 전압이 있을 수 있다.
도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 각 감지구조물(70)은 상단 도전층(M3)에 형성된 실드 프레임(60)에 의해 둘러싸일 수 있고, 상기 실드 프레임(60)은 인접한 감지구조물들(15b) 간에 측면 기생 정전용량을 방지하도록 도전성 실딩으로서 센서 접지전위(VL)에 연결되어, 이로써 감지소자들(104) 간에 소위 누화(crosstalk)를 방지하거나 적어도 줄인다. 실드 프레임(60)은 또한 다른 적절한 전위에 연결될 수 있다.
또한, 도 7a 및 도 2a를 다시 참조하면, 정전기방전(ESD)과 외부 마모로부터 감지소자들(108)을 보호하기 위해 각각의 감지구조물(70)을 커버하는 커버구조물(14)이 있다. 커버구조물은 본 명세서에서 접착물(118)과 보호 플레이트(120)를 포함한 것으로 기술되어 있다. 보호 플레이트(120)의 상부면(110) 부근에 닿은 손가락(12)으로 상기 손가락(12)과 감지구조물(70) 간에 정전용량(Cfinger)이 발생된다.
도 7a에서 알 수 있는 바와 같이, 감지소자회로(72)에 포함된 하부전극(55)이 중간 도전층(M2)에 형성된다. 하부전극(55)은 전하증폭기(54)의 출력단자(80)에 연결된다. 감지구조물(70)과 각 하부전극(55) 간에 피드백 정전용량(Cref)이 형성되고, 피드백 정전용량(Cref)은 전하증폭기(54)의 음의 입력단자(58)와 출력단자(80) 간에 연결된다.
보조 하부전극(90)도 또한 하부전극(55)에 인접한 중간 도전층(M2)에 형성된다. 보조 하부전극(90)은 센서 접지전위(VL)에 연결되고 여분의 실딩으로서 사용되는데, 이는 하부전극(55)이 일반적으로 감지구조물(70)보다 면적이 더 작을 수 있기 때문이다.
하부전극(55)은 센서소자회로(72)에 대한 소정의 이득을 달성하도록 구성될 수 있다. 특히, 하부전극(55)의 크기는 적절히 선택될 수 있는데, 이는 이득이 피드백 정전용량(Cref)에 따르고, 차례로 감지구조물(70). 하부전극(55), 및 제 1 절연층(51)의 물리적 치수에 따르기 때문이다. 보조 하부전극(90)의 크기는 하부전극(55) 곁에 끼워지도록 조절될 수 있다.
상술한 바와 같이, 손가락(12)의 전위에 대해 센서 접지전위(VL)를 스윙함으로써 각 감지구조물(70)과 손가락(12) 간에 전압이 변할 것이며, 이는 차례로 감지구조물(70)에 의해 전달된 전하가 변하게 될 것이다.
감지구조물(70)에 의해 전달된 전하의 변화는 피부와 감지구조물(70) 간에 정전용량(Cfinger)에 비례한다. 감지구조물(70)은 센서 접지전위(VL)에 대해 사실상 접지되어 있기 때문에, 전하는 전하증폭기(54)에 의해 하부전극(55)으로 전달된다. 다음과 같이 전하증폭기(54)로부터 출력된 전압을 계산할 수 있다:
Uout = (Cfinger/Cref)Uin
출력전압(Uout)은 바람직하게는 공통모드 노이즈의 저주파수 성분을 제거하기 위해 상관된 더블샘플링을 이용해 샘플홀드회로(65)에 의해 샘플화된다.
샘플홀드회로(65)는 제어신호에 의해 제어되고 감지구조물(70)과 손가락(12) 간에 정전용량 결합을 나타내는 픽셀신호(Spixel)를 아날로그-디지털 컨버터(미도시)에 출력한다.
도 10-12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 지문센서장치를 제조하는 방법을 개략 도시한 것이다. 제조방법은 3개층들, 즉 제 1 접착층(306), 중간 캐리어층(308) 및 제 2 접착층(310)을 포함한 접착필름(304)에 대해 예시된다. 그러나, 당업자가 쉽게 인식하는 바와 같이, 상술한 제조방법은 단층 접착재료를 이용해 똑같이 적용될 수 있다.
먼저, 도 10a에서, 복수의 감지소자들을 포함한 감지칩(106)이 가령 접착필름 또는 테이프일 수 있는 접착물에 의해 기판(104)에 설비된다. 다음, 도 10b에 도시된 바와 같이, 감지칩(106)의 감지소자들을 기판(104) 상의 판독회로에 연결하기 위해 와이어본딩이 수행된다. 본드범프(202)가 기판에 위치되도록 역 와이어본딩이 사용되며, 이는 감지칩(106)에서 와이어본드의 높이를 줄이는데 도움을 준다. 도 10c에서, 보호 씰링재료(708)가 기판(104) 상에 본드범프(202)를 커버하도록 설비되고 접착필름(304)이 감지칩에 설비된다. 마지막으로, 도 10d에서, 상단 보호 플레이트(120)가 감지칩(106)에 설비되고 접착필름(304)과 접촉하게 된다. 접착필름(304)은 상기 필름이 접착물의 유리전이온도(Tg) 이상으로 가열되는 가열 스테이지에 도포되어 상기 필름의 제 1 및 제 2 접착층들(306,310)이 유동하기 시작하게 된다. 따라서, 접착필름(304)이 감지칩(106)에 놓일 경우 감지칩(106)의 표면 위로 돌출한 본드와이어(112)의 일부가 쉽게 제 1 접착층(106)에 들어가게 된다. 보호 플레이트(120)가 동일한 가열 스테이지에서 접착필름(304)에 놓이고 접착필름(304)이 130℃에서 한시간 동안 경화되는 후경화 단계가 연이어 수행된다.
도 11a-d에 도시된 제조방법에서, 도 10a-d에 대해 언급된 단계들이 도 10b와 똑같은 도 11a로 나타낸 바와 같이 동일한 방식으로 수행된다. 다음, 프레임(122)은 감지칩을 둘러싸도록 배열된다. 프레임(122)은 도전성 접착물 또는 비도전성 접착물, 또는 상술한 바와 같이 이들의 조합을 이용해 기판(104)에 부착된다. 다음, 도 11c에서, 충진재료(204)가 프레임(122)과 감지칩 간의 공간에 분주되어 본드와이어(112)를 보호한다. 마지막으로, 도 11d에서, 보호필름이 감지칩(106)에 설비되고 상단 보호 플레이트(120)가 감지칩(106)에 설비되고 접착필름(304)과 접촉하게 된다.
프레임은 감지칩(106)과 보호필름(104)의 결합된 높이보다 크지 않는 것이 중요한데, 이는 보호 플레이트와 감지칩(106) 간에 접착이 충분치 않게 될 수 있기 때문이다. 프레임(122)의 제조 부정확성으로 인해, 프레임(122)은 사실상 프레임의 높이가 감지칩(106)과 접착필름(304)의 결합된 높이 미만인 것을 확실하도록 제조된다.
도 12a-c는 프레임부(122)와 보호 플레이트부(120)를 포함한 어셈블리(704)를 이용한 제조공정을 개략 도시한 것이다. 도 12a는 감지칩을 기판에 연결하는 본드와이어(112)와 함께 기판(104)상에 설비된 감지칩(106)을 도시한 것이다. 제조단계들은 도 10 및 도 11에 대해 언급된 바와 같이 동일한 방식으로 수행된다.
도 12b에서, 어셈블리(704)는 감지칩(106)과 기판(104) 상에 설비된다. 프레임의 접착은 주로 접착필름(304)에 의해 보호 플레이트(120)와 감지칩(106) 사이에 달성된다.
도 12c는 감지칩(106), 어셈블리(704), 및 기판(104)에 의해 형성된 닫힌 공간에 액체충진재료(804)를 분주하는 단계를 도시한 것이다. 그러나, 충진재료(804)의 사용은 원칙적으로 선택적인데, 이는 본드와이어(112)가 완전히 캡슐화되고 이로써 어셈블리(704)와 씰링재료(706)에 의해 보호되기 때문이다. 본드범프(202)를 보호하기 위해, 씰링재료(706)는 도 7 및 도 10c에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.
본 발명은 특정 예시적인 실시예들에 대해 기술하였으나, 다른 많은 대안, 변경 등이 당업자에 명백할 것이다. 또한, 장치의 일부가 다양한 방식으로 생략, 상호교환, 또는 배열될 수 있고, 센서장치는 여전히 본 발명의 기능을 수행할 수 있음에 유의해야 한다.
추가로, 개시된 실시예에 대한 변형들이 도면, 명세서 및 특허청구범위의 연구로부터 특허청구된 발명을 실시하는 당업자에 의해 이해되고 달성될 수 있다. 특허청구범위에서, "포함하는"이라는 용어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 부정관사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 소정의 수치가 상호 다른 종속항들에 언급된 사실로 이들 측정치의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지 않는다.
Claims (26)
- 판독회로를 포함한 기판;
감지소자를 각각 갖는 복수의 감지구조물을 포함하고 상기 기판 상에 설비된 감지칩;
상기 감지칩을 상기 판독회로에 전기연결하기 위해 상기 감지칩 상에 위치된 제 1 본드패드와 상기 기판 상에 위치된 제 2 본드패드 간에 설비된 본드와이어;
상기 감지면 위에 돌출한 상기 본드와이어의 일부가 접착물에 심어지도록 상기 감지칩을 커버하게 상기 감지칩 상에 설비된 접착물; 및
상기 접착물에 의해 상기 감지칩에 부착되고 지문감지장치의 외부면을 형성하는 보호 플레이트를 구비하고,
상기 감지소자의 표면은 감지면을 정의하며, 각 감지소자는 상기 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성되고,
상기 제 1 본드패드는 상기 감지면에 위치되고 상기 본드와이어의 일부가 상기 감지면 위로 돌출한 지문감지장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 접착물은 상기 감지면 위로 돌출한 상기 본드와이어의 상기 부분의 상기 높이와 적어도 동일한 두께를 갖는 지문감지장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 접착물은:
상기 감지소자와 접촉해 설비된 제 1 접착층;
중간 캐리어층; 및
상기 보호 플레이트와 접촉해 설비된 제 2 접착층을 포함한 접착필름인 지문감지장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 접착층은 상기 감지면 위로 돌출한 상기 본드와이어의 상기 부분의 높이와 적어도 동일한 두께를 갖는 지문감지장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 중간 캐리어층은 유전체 재료를 포함하는 지문감지장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 중간 캐리어층은 적어도 100V/㎛, 바람직하게는 적어도 200V/㎛의 전기장 항복강도를 갖는 재료를 포함하는 지문감지장치. - 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간 캐리어층은 폴리이미드 필름을 포함하는 지문감지장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 상에 설비되고 상기 감지칩을 둘러싸는 프레임을 더 포함하고,
상기 프레임은 상기 감지칩의 높이보다 큰 기판으로부터의 높이와 상기 감지칩과 상기 접착물의 결합된 높이 이하의 높이를 가지며,
상기 기판 상에 위치된 상기 제 2 본드패드는 상기 감지칩과 상기 프레임 사이에 위치되는 지문감지장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 프레임과 상기 보호 플레이트 사이의 갭을 밀봉하도록 구성된 상기 프레임과 상기 보호 플레이트 사이에 설비된 씰링재료를 더 포함하는 지문감지장치. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 감지칩과 상기 프레임 간에 공간을 채우며 상기 감지칩과 상기 프레임 간에 설비된 충진재료를 더 포함한 지문감지장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 접착물이 상기 충진재료를 커버하도록 설비되고 구성되는 지문감지장치. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착물이 상기 프레임을 커버하도록 설비되고 구성되는 지문감지장치. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임은 상기 보호 플레이트를 수용하도록 구성된 내부 오목 레지를 갖는 베젤형인 지문감지장치. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 플레이트는 상기 프레임에 기계적으로 부착되는 지문감지장치. - 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임은 전기 도전적인 지문감지장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 프레임을 상기 기판에 연결하는 도전성 접착물을 더 포함하는 지문감지장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 기판에 설비된 복수의 본드와이어들을 더 포함하고, 상기 본드와이어는 상기 기판으로부터 돌출하고 상기 본드와이어에 의해 상기 기판과 상기 프레임 간에 전기연결이 형성되도록 상기 프레임과 접촉되는 지문감지장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 플레이트의 일체형 부분인 프레임을 더 포함하고, 상기 프레임은 상기 기판의 상기 본드패드가 상기 감지칩과 상기 프레임 간에 위치되도록 상기 감지칩을 둘러싸기 위해 상기 보호 플레이트로부터 상기 기판을 향해 뻗어 있는 지문감지장치. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 플레이트는 상기 감지칩의 기하학적 형태와 다른 기하학적 형태를 갖는 지문감지장치. - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지칩은 손가락과 감지구조물 간에 전위차의 변화로 인해 발생한 감지구조물에 의해 전달된 전하의 변화를 나타내는 감지신호를 제공하기 위해 하나의 전하증폭기가 상기 감지구조물들 각각에 연결된 복수의 전하증폭기들을 더 포함하는 지문감지장치. - 감지면을 정의하는 표면을 갖고, 각각이 상기 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성된 복수의 감지소자들을 포함하는 감지칩을 제공하는 단계;
판독회로를 포함한 기판 상에 상기 감지칩을 설비하는 단계;
본드와이어에 의해 상기 감지칩을 상기 기판의 해당 본드패드에 연결하도록 와이어본딩을 수행하는 단계;
감지면 위로 돌출한 상기 본드와이어의 일부가 접착물에 들어가 있게 상기 감지칩을 커버하도록 상기 감지칩 상에 접착물을 설비하는 단계; 및
보호 플레이트가 상기 감지칩에 부착되도록 상기 접착필름 상에 보호 플레이트를 설비하는 단계를 포함하고,
상기 감지칩의 상기 본드패드는 상기 감지면에 위치되어, 상기 본드와이어의 일부가 상기 감지면 위로 돌출하며,
상기 보호 플레이트는 상기 지문감지장치의 외부면을 형성하는 지문감지장치 제조방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 감지칩 상에 접착물을 설비하는 단계는 상기 감지소자와 접촉한 제 1 접착층, 중간 캐리어층, 및 상기 보호 플레이트와 접촉하도록 구성된 제 2 접착층을 포함하는 지문감지장치 제조방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 중간 캐리어층은 유전체 재료를 포함하는 지문감지장치 제조방법. - 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
접착물을 설비하는 단계는 감지칩의 전체 표면적을 커버하는 접착물을 설비하는 단계를 포함하는 지문감지장치 제조방법. - 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
접착물을 설비하는 단계는 상기 접착물의 액체유리 전이온도(Tg) 이상의 온도에서 수행되는 지문감지장치 제조방법. - 감지면을 정의하는 표면을 갖고, 각각이 상기 감지소자와 지문감지장치의 외부면에 놓이는 손가락 간에 전자기 결합을 나타내는 신호를 제공하도록 구성된 복수의 감지소자들을 포함하는 감지칩을 제공하는 단계;
판독회로를 포함한 기판 상에 상기 감지칩을 설비하는 단계;
본드와이어에 의해 상기 감지칩의 본드패드를 상기 기판의 해당 본드패드에 연결하도록 와이어본딩을 수행하는 단계;
감지면 위로 돌출한 상기 본드와이어의 일부가 접착물에 들어가 있게 상기 감지소자와 접촉해 상기 감지칩 상에 접착물을 설비하는 단계;
보호 플레이트부 및 상기 보호 플레이트로부터 돌출한 프레임부를 포함한 커버를 형성하는 단계; 및
상기 보호 플레이트부가 상기 접착물에 의해 상기 감지칩에 부착되도록 상기 감지칩과 상기 기판 상에 상기 커버를 설비하는 단계를 포함하고,
상기 감지칩의 상기 본드패드는 상기 감지면에 위치되어, 상기 본드와이어의일부가 상기 감지면 위로 돌출하고,
상기 커버가 상기 감지칩과 상기 기판 상에 설비될 경우 상기 프레임부는 상기 감지칩을 둘러싸도록 구성되는 지문감지장치 제조방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190016007A (ko) * | 2017-08-07 | 2019-02-15 | 크루셜텍 (주) | 커버부를 가진 방수 지문 센서 모듈 |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8485442B2 (en) | 2009-07-02 | 2013-07-16 | Biometric Payment Solutions | Electronic transaction verification system with biometric authentication |
| US9582704B2 (en) * | 2013-08-23 | 2017-02-28 | Fingerprint Cards Ab | Connection pads for a fingerprint sensing device |
| CN105260043A (zh) * | 2014-06-13 | 2016-01-20 | 宸鸿科技(厦门)有限公司 | 具有指纹识别功能的触控面板 |
| CN105468187A (zh) * | 2014-06-18 | 2016-04-06 | 宸鸿科技(厦门)有限公司 | 具有指纹识别功能的触控面板 |
| CN104809448B (zh) * | 2015-05-08 | 2017-03-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 指纹传感器及显示装置 |
| EP3413238B1 (en) * | 2016-07-01 | 2020-11-11 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Waterproof fingerprint recognition module and electronic device |
| CN206178863U (zh) * | 2016-08-12 | 2017-05-17 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 指纹按键、发光提示结构及终端设备 |
| US10551951B2 (en) * | 2016-08-16 | 2020-02-04 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Input assembly with fingerprint identification chip arranged between a touch panel and flexible circuit board |
| CN106295590A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 指纹模组、指纹模组制作方法及移动终端 |
| US10395164B2 (en) * | 2016-12-15 | 2019-08-27 | Fingerprint Cards Ab | Fingerprint sensing module and method for manufacturing the fingerprint sensing module |
| US11023702B2 (en) * | 2016-12-15 | 2021-06-01 | Fingerprint Cards Ab | Fingerprint sensing module and method for manufacturing the fingerprint sensing module |
| US11610429B2 (en) * | 2016-12-15 | 2023-03-21 | Fingerprint Cards Anacatum Ip Ab | Fingerprint sensing module and method for manufacturing the fingerprint sensing module |
| CN108205650B (zh) * | 2016-12-20 | 2021-11-30 | 致伸科技股份有限公司 | 指纹辨识模块 |
| TWI597671B (zh) * | 2017-03-01 | 2017-09-01 | 映智科技股份有限公司 | 指紋偵測方法及電路 |
| WO2018164634A1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Fingerprint Cards Ab | Fingerprint sensor module and a method for manufacturing such a fingerprint sensor module |
| CN108629253B (zh) * | 2017-03-24 | 2022-07-19 | 敦泰电子有限公司 | 指纹辨识装置 |
| FR3069081B1 (fr) * | 2017-07-17 | 2021-08-20 | Safran Identity & Security | Carte electronique comprenant un capteur d'empreinte et procede de fabrication d'une telle carte |
| CN109427696B (zh) * | 2017-08-25 | 2020-06-05 | 致伸科技股份有限公司 | 指纹感测芯片封装结构 |
| TWI626599B (zh) * | 2017-09-26 | 2018-06-11 | 速博思股份有限公司 | 小曲率半徑指紋偵測器結構 |
| CN107979669B (zh) * | 2017-12-12 | 2023-10-03 | 江苏凯尔生物识别科技有限公司 | 用于智能手机的触控指纹组件 |
| KR102415468B1 (ko) | 2018-02-14 | 2022-07-01 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이의 아래에 배치된 생체 센서와 디스플레이 사이의 공간을 채우기 위한 충진재를 포함하는 전자 장치 |
| KR102658176B1 (ko) * | 2018-04-24 | 2024-04-18 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 |
| JP7071234B2 (ja) * | 2018-06-29 | 2022-05-18 | キヤノン株式会社 | 電子機器 |
| WO2020237546A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别装置和电子设备 |
| CN110692135B (zh) * | 2019-06-14 | 2021-03-19 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 芯片封装结构和电子设备 |
| WO2021095193A1 (ja) * | 2019-11-14 | 2021-05-20 | 株式会社ティエーブル | イメージセンサモジュール、及び、イメージセンサモジュールの製造方法 |
| CN111709403A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-09-25 | 神盾股份有限公司 | 指纹感测装置 |
| FR3111215B1 (fr) * | 2020-06-04 | 2022-08-12 | Linxens Holding | Module de capteur biométrique pour carte à puce et procédé de fabrication d’un tel module |
| US11495042B1 (en) * | 2021-05-10 | 2022-11-08 | Image Match Design Inc. | Voltage sensing fingerprint recognition device and fingerprint recognition method thereof |
| CN114745850A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-12 | 业成科技（成都）有限公司 | 指纹识别装置和指纹识别装置的制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140053408A (ko) * | 2011-09-25 | 2014-05-07 | 오쎈테크, 인코포레이티드 | 손가락 센서를 포함하는 전자 장치 및 관련 방법들 |
| KR20140052539A (ko) * | 2012-10-24 | 2014-05-07 | 크루셜텍 (주) | 지문센서 패키지 및 이를 구비한 휴대용 전자기기 |
| KR20140123919A (ko) * | 2013-04-15 | 2014-10-23 | 주식회사 아이피시티 | 지문센서 모듈, 이를 구비한 휴대용 전자기기 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6028773A (en) | 1997-11-14 | 2000-02-22 | Stmicroelectronics, Inc. | Packaging for silicon sensors |
| AU2001253547A1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-12-03 | Atmel Corporation | Integrated ic chip package for electronic image sensor die |
| US6653723B2 (en) * | 2002-03-09 | 2003-11-25 | Fujitsu Limited | System for providing an open-cavity low profile encapsulated semiconductor package |
| TWI250591B (en) * | 2004-03-18 | 2006-03-01 | Advanced Semiconductor Eng | Sliding type fingerprint sensor package |
| US7545365B2 (en) * | 2004-04-14 | 2009-06-09 | Tyco Electronics Corporation | Acoustic touch sensor |
| US7071708B2 (en) * | 2004-04-16 | 2006-07-04 | Lightuning Tech. Inc. | Chip-type sensor against ESD and stress damages and contamination interference |
| TWI310521B (en) * | 2005-06-29 | 2009-06-01 | Egis Technology Inc | Structure of sweep-type fingerprint sensing chip capable of resisting electrostatic discharge (esd) and method of fabricating the same |
| TWI328776B (en) * | 2006-12-26 | 2010-08-11 | Egis Technology Inc | Sweep-type fingerprint sensing device and method of packaging the same |
| JP5647726B2 (ja) | 2010-04-15 | 2015-01-07 | オーセンテック，インコーポレイテッド | 容量性レンズを含む指センサ及びこれに関連する方法 |
| US9437478B2 (en) | 2010-05-11 | 2016-09-06 | Xintec Inc. | Chip package and method for forming the same |
| US8952501B2 (en) * | 2010-05-11 | 2015-02-10 | Xintec, Inc. | Chip package and method for forming the same |
| TWI541968B (zh) * | 2010-05-11 | 2016-07-11 | 精材科技股份有限公司 | 晶片封裝體 |
| CN103038782A (zh) * | 2010-06-18 | 2013-04-10 | 奥森泰克公司 | 包括在感测区域上的包封层的手指传感器和相关方法 |
| JP5406161B2 (ja) * | 2010-10-20 | 2014-02-05 | アルプス電気株式会社 | 入力装置及び入力装置の製造方法 |
| CN103207984A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-07-17 | 鹤山世达光电科技有限公司 | 指纹传感装置和方法 |
| US9582704B2 (en) * | 2013-08-23 | 2017-02-28 | Fingerprint Cards Ab | Connection pads for a fingerprint sensing device |
| TWI534962B (zh) * | 2013-12-09 | 2016-05-21 | 茂丞科技股份有限公司 | 具有外觀隱藏的耦合電極之近接式感測器及其製造方法 |
| CN104051367A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-17 | 苏州晶方半导体科技股份有限公司 | 指纹识别芯片封装结构和封装方法 |
-
2015
- 2015-10-29 US US14/926,327 patent/US9576177B2/en active Active
- 2015-11-10 TW TW104136978A patent/TWI630532B/zh active
- 2015-12-09 EP EP15867305.3A patent/EP3230924B1/en active Active
- 2015-12-09 WO PCT/SE2015/051318 patent/WO2016093763A1/en active Application Filing
- 2015-12-09 CN CN201580008560.4A patent/CN106030611B/zh active Active
- 2015-12-09 KR KR1020177013484A patent/KR101868859B1/ko active IP Right Grant
- 2015-12-09 JP JP2017528516A patent/JP2017538933A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140053408A (ko) * | 2011-09-25 | 2014-05-07 | 오쎈테크, 인코포레이티드 | 손가락 센서를 포함하는 전자 장치 및 관련 방법들 |
| KR20140052539A (ko) * | 2012-10-24 | 2014-05-07 | 크루셜텍 (주) | 지문센서 패키지 및 이를 구비한 휴대용 전자기기 |
| KR20140123919A (ko) * | 2013-04-15 | 2014-10-23 | 주식회사 아이피시티 | 지문센서 모듈, 이를 구비한 휴대용 전자기기 및 그 제조방법 |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20190016007A (ko) * | 2017-08-07 | 2019-02-15 | 크루셜텍 (주) | 커버부를 가진 방수 지문 센서 모듈 |
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