NO316776B1 - Package solution for fingerprint sensor - Google Patents

Package solution for fingerprint sensor Download PDF

Info

Publication number
NO316776B1
NO316776B1 NO20016008A NO20016008A NO316776B1 NO 316776 B1 NO316776 B1 NO 316776B1 NO 20016008 A NO20016008 A NO 20016008A NO 20016008 A NO20016008 A NO 20016008A NO 316776 B1 NO316776 B1 NO 316776B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
conductors
sensor device
sensor
electrodes
finger
Prior art date
Application number
NO20016008A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20016008D0 (en
NO20016008L (en
Inventor
Jon Nysaether
Original Assignee
Idex Asa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idex Asa filed Critical Idex Asa
Priority to NO20016008A priority Critical patent/NO316776B1/en
Publication of NO20016008D0 publication Critical patent/NO20016008D0/en
Priority to PCT/NO2002/000467 priority patent/WO2003049012A2/en
Priority to AU2002364494A priority patent/AU2002364494A1/en
Publication of NO20016008L publication Critical patent/NO20016008L/en
Publication of NO316776B1 publication Critical patent/NO316776B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1306Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

Pakkeløsning, særlig for fingeravtrykksensor Package solution, especially for the fingerprint sensor

Denne oppfinnelsen angår en sensorinnretning for utførelse av målinger på en i det minste delvis ledende overflate. Mer spesifikt angår den en pakkeløsning for en i det vesentlige lineær, AC-impedansbasert fingeravtrykksensor. Et eksempel på en slik sensor er presentert i norsk patent nr. 304 766 (tilsvarende internasjonal patentsøknad nr. PCT/NO98/00182) i tillegg til internasjonale patentsøknader nr, PCT/NOO1/00238 and PCT/NOO 1/00239. This invention relates to a sensor device for carrying out measurements on an at least partially conductive surface. More specifically, it relates to a package solution for a substantially linear, AC impedance based fingerprint sensor. An example of such a sensor is presented in Norwegian patent no. 304 766 (corresponding to international patent application no. PCT/NO98/00182) in addition to international patent applications no. PCT/NOO1/00238 and PCT/NOO 1/00239.

Pakkeløsningen for denne typen fingeravtrykksensorer er viktig siden innpakningen, mens den skal ivareta alle de "vanlige" funksjonene for en elektronikkpakke, i de fleste tilfellene også fungerer som kontaktflate mellom følerelementene og fingeren. Mens den tillater kontakt mellom fingeren og sensoren må pakken derfor beskytte sensorelementet og de signalprosesserende elektroniske kretsene (forsterkere, signalbehandling, logikk) inne i pakken mot eksterne påvirkninger som slitasje, mekaniske krefter, fuktighet, kjemikalier, ESD utladninger osv. The package solution for this type of fingerprint sensor is important since the packaging, while it must take care of all the "usual" functions of an electronics package, in most cases also acts as a contact surface between the sensor elements and the finger. While allowing contact between the finger and the sensor, the package must therefore protect the sensor element and the signal processing electronic circuits (amplifiers, signal processing, logic) inside the package against external influences such as wear, mechanical forces, moisture, chemicals, ESD discharges, etc.

Gjenkjennings-prinsipper for fingeravtrykk krever imidlertid ofte at det følsomme elementet, ofte en silisiumbrikke eller en substrat-type, er direkte i kontakt med fingeren. Siden silisiumkrystallen er skjør kan den brekke langs krystallplanene hvis en konsentrert belastning påføres flaten. Selv om overflaten normalt er dekket av et beskyttende lag kan slitasje og riper også være et problem. However, recognition principles for fingerprints often require that the sensitive element, often a silicon chip or a substrate type, is in direct contact with the finger. Since the silicon crystal is fragile, it can break along the crystal planes if a concentrated load is applied to the surface. Although the surface is normally covered by a protective layer, wear and scratches can also be a problem.

For kapasitive sensorer kan slitasje i det øvre dielektrikumet (som ofte utgjør det følsomme kapasitans-dielektrikumet) kan i tillegg endre den målte kapasitansen og dermed sensorens karakteristikk. For capacitive sensors, wear in the upper dielectric (which often constitutes the sensitive capacitance dielectric) can additionally change the measured capacitance and thus the sensor's characteristic.

Patentsøknad nr PCT/NO98/00182 beskriver en mekanisk robust pakkeløsning dere forsterkerkretsen (silisiumbrikken, "ASIC") er plassert borte fra fingeren slik at brikken er godt beskyttet fra ekstern påvirkning. I dette prisnippet er det en-dimensjonale arrayet realisert som to arrayer av ledere dannet på hver sin side av det trykte kretskortet. Disse lederne fører fra den delen av sensorene som er i nær kontakt med fingeren til inngangspartiene til silisiumbrikken. Patent application no. PCT/NO98/00182 describes a mechanically robust package solution in which the amplifier circuit (the silicon chip, "ASIC") is placed away from the finger so that the chip is well protected from external influences. At this price point, the one-dimensional array is realized as two arrays of conductors formed on opposite sides of the printed circuit board. These conductors lead from the part of the sensors that is in close contact with the finger to the input parts of the silicon chip.

For kapasitive sensorer som bruker denne pakkeløsninger er det spesifisert at overflaten til lederendene må være dekket av et dielektrisk materiale. Siden dette materialet vil slites ned over tid ved bruk av sensoren, vil den karakteristikken til sensoren endres. For capacitive sensors that use this package solution, it is specified that the surface of the conductor ends must be covered by a dielectric material. Since this material will wear down over time when using the sensor, the characteristic of the sensor will change.

Dette problemet blir unngått i den resistive varianten av sensoren, der lederendene er direkte eksponert for fingeroverflaten. Siden lederne er orientert normalt på sensoroverflaten vil den galvaniske kontakten med fingeren beholdes til tross for slitasje på overflaten. This problem is avoided in the resistive variant of the sensor, where the conductor ends are directly exposed to the finger surface. Since the conductors are oriented normal to the sensor surface, the galvanic contact with the finger will be maintained despite wear on the surface.

Sensorer av denne typen, men galvanisk kobling mellom fingeren og en leder, som igjen er koblet til en elektronisk krets, har imidlertid flere ulemper. For eksempel, hvis en shunt-impedans ikke er tilkoblet mellom fingeren og forsterkende, kan strømmen eller spenningen i inngangssignalet til forsterkerne bli svært avhengige av fingerens resistivitet, som kan variere flere størrelsesordener avhengig av fingerens fuktighet osv. En så stor variasjon er uønsket fra et signalbehandlings-perspektiv på grunn av det store dynamiske forsterkningsområdet som trengs for å dekke alle fuktighetsnivåene. Sensors of this type, but galvanic connection between the finger and a conductor, which in turn is connected to an electronic circuit, have several disadvantages. For example, if a shunt impedance is not connected between the finger and the amplifier, the current or voltage in the input signal to the amplifiers can become very dependent on the resistivity of the finger, which can vary several orders of magnitude depending on the moisture of the finger, etc. Such a large variation is undesirable from a signal processing perspective due to the large dynamic gain range needed to cover all humidity levels.

For å minimere forskjellen mellom forskjellige fuktighetsnivåer bør shuntimpenans-serien være i omtrent samme størrelsesorden som mellom innsiden av en finger og sensorelementet med den minst ledende fingeren som skal måles. Dette sikrer at en dominant eller i det minste signifikant del av spenningen fra fingeren til forsterkeren alltid faller over måleshunten, slik at signalet ikke bestemmes av resistiviteten til fingeren alene. Effekten av det øvre dielektriske laget på mange kapasitive sensorer er nettopp å tjene som en målende shunt impedans. To minimize the difference between different humidity levels, the shunt impedance series should be approximately the same order of magnitude as between the inside of a finger and the sensor element with the least conductive finger to be measured. This ensures that a dominant or at least significant part of the voltage from the finger to the amplifier always falls across the measurement shunt, so that the signal is not determined by the resistivity of the finger alone. The effect of the upper dielectric layer on many capacitive sensors is precisely to serve as a measuring shunt impedance.

En mulig løsning kan være å implementere en kapasitans eller shunt impedans på den elektroniske kretsen. Imidlertid, side en dominerende del av spenningsfallet fra fingeren til forsterkeren kan falle over denne impedansen vil dette bety at lederne opererer på en ganske signifikant AC spenning. Siden lange, parallelle ledere med relativt liten innbyrdes avstand alltid er koblet kapasitivt kan dette føre til uholdbart høye nivåer på krysstale mellom forskjellige kanaler. A possible solution could be to implement a capacitance or shunt impedance on the electronic circuit. However, since a dominant part of the voltage drop from the finger to the amplifier can fall across this impedance, this means that the conductors operate at a fairly significant AC voltage. Since long, parallel conductors with a relatively small mutual distance are always connected capacitively, this can lead to unsustainably high levels of crosstalk between different channels.

For å redusere krysstale må derfor shunt impedansen plasseres så nær fingeroverflaten som mulig. For å eliminere slitasjen bør den imidlertid, som diskutert over, fortrinnsvis ikke realiseres som en kapasitans hvis dielektriske lag er i direkte kontakt med fingeren. To reduce crosstalk, the shunt impedance must therefore be placed as close to the finger surface as possible. To eliminate the wear, however, as discussed above, it should preferably not be realized as a capacitance if the dielectric layer is in direct contact with the finger.

Den foreliggende oppfinnelsen angår en pakkeløsning for en AC impedans basert på en fingeravtrykksensor som beskrevet i de ovennevnte patentsøknadene, med galvanisk kontakt mellom fingeren og sensorelementet (ledningsenden), og omfattende en målende shunt-impedans som kan være plassert passende nær sensoroverflaten slik at krysstale kan minimeres. Fremgangsmåten tilveiebringer en måte å mekanisk isolere silisiumoverflaten fra fingeren, mens den nødvendige elektriske koblingen mellom sensoren og fingeren beholdes. Videre sikrer metoden at slitasje på overflaten ikke endrer de elektriske egenskapene til sensoren. The present invention relates to a package solution for an AC impedance based on a fingerprint sensor as described in the above-mentioned patent applications, with galvanic contact between the finger and the sensor element (wire end), and comprising a measuring shunt impedance which can be placed suitably close to the sensor surface so that crosstalk can is minimized. The method provides a way to mechanically isolate the silicon surface from the finger while maintaining the necessary electrical coupling between the sensor and the finger. Furthermore, the method ensures that wear on the surface does not change the electrical properties of the sensor.

Denne oppfinnelsen angår dermed en sensorenhet som beskrevet over for utførelse av målinger på en i det minste delvis ledende flate omfattende elektriske kretser og en AC strømkilde, der innretningen har en ytre overflate for kontakt med den i det minste delvis ledende flaten. Sensorinnretningen omfatter et antall ytre ledere som strekker seg fra den ytre overflaten, der de ytre lederne er koblet til måleelektroder via en shunt impedans ved en indre ende av lederne, der de ytre lederne er adskilt av et isolerende materiale. Mer presist er oppfinnelsen kjennetegnet slik som angitt i krav 1. This invention thus relates to a sensor unit as described above for carrying out measurements on an at least partially conductive surface comprising electrical circuits and an AC current source, where the device has an outer surface for contact with the at least partially conductive surface. The sensor device comprises a number of outer conductors extending from the outer surface, where the outer conductors are connected to measuring electrodes via a shunt impedance at an inner end of the conductors, where the outer conductors are separated by an insulating material. More precisely, the invention is characterized as stated in claim 1.

Pakkekonseptet er velegnet for masseproduksjon og kan realiseres ved bruk av en kombinasjon av pakketeknologi som allerede er vanlig i elektronikk-industrien, slik som plaststøping og "wirebonding"-teknikker. The packaging concept is suitable for mass production and can be realized using a combination of packaging technology that is already common in the electronics industry, such as plastic molding and "wire bonding" techniques.

Sensoren kan derfor produseres med lave kostnader. Dette er et viktig trekk som gjøre sensoren velegnet for konsumentprodukter slik som mobiltelefoner og PDA'er. Oppfinnelsen gir også muligheten for å oppnå en sensor med svært lav profil, i motsetning til sensorprinsippet beskrevet i patentsøknad nr. PCT/NO98/00182. The sensor can therefore be produced at low costs. This is an important feature that makes the sensor suitable for consumer products such as mobile phones and PDAs. The invention also provides the possibility of obtaining a sensor with a very low profile, in contrast to the sensor principle described in patent application No. PCT/NO98/00182.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor med henvisning til de vedlagte tegningene, som illustrerer oppfinnelsen ved hjelp av eksempler: The invention will be described below with reference to the attached drawings, which illustrate the invention by means of examples:

Figur 1 viser et tverrsnitt av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Figure 1 shows a cross-section of a preferred embodiment of the invention.

Figur 2 viser et tverrsnitt av en alternativ utførelse av oppfinnelsen. Figure 2 shows a cross-section of an alternative embodiment of the invention.

Figur 3a viser et tverrsnitt av en ytterligere utførelse av oppfinnelsen plassert i en Figure 3a shows a cross-section of a further embodiment of the invention placed in a

sensorenhet. sensor unit.

Figur 3b viser sensorenheten i figur 3a vist ovenfra. Figure 3b shows the sensor unit in Figure 3a seen from above.

Figur 4 viser en detalj av tverrsnittet vist i figur 3a. Figure 4 shows a detail of the cross-section shown in Figure 3a.

Figur 5 viser nok en alternativ utførelse av oppfinnelsen. Figure 5 shows yet another alternative embodiment of the invention.

Med henvisning til figur 1 er hovedidéen bak konseptet å tilføre tynne ledende tråder 2, for eksempel laget av gull, mellom sensoroverflaten (finger/sensor kontaktflaten) og måle-shuntimpedanser 3, som er definert på en overdekket, i det vesentlige plan flate, der shuntimpedansene 3 også er koblet til With reference to figure 1, the main idea behind the concept is to add thin conductive wires 2, for example made of gold, between the sensor surface (finger/sensor contact surface) and measuring shunt impedances 3, which are defined on a covered, essentially flat surface, where the shunt impedances 3 are also connected

interrogeringselektrodene på sensorbrikken 4. the interrogation electrodes on the sensor chip 4.

I figur 1 er shuntimpedansene plassert på sensorbrikken 4, for eksempel en silisiumbrikke, der silisiumbrikken er plassert på ete substrat eller kretskort 6. Både brikken 4, shuntimpedansene 3 og de ytre lederne 2 er lagt inn i et slitesterkt plastmateriale 5. Sensorbrikken 4 er fortrinnsvis en integrert krets forsynt med forsterkere og andre kretser. In Figure 1, the shunt impedances are placed on the sensor chip 4, for example a silicon chip, where the silicon chip is placed on a thin substrate or circuit board 6. Both the chip 4, the shunt impedances 3 and the outer conductors 2 are embedded in a wear-resistant plastic material 5. The sensor chip 4 is preferably an integrated circuit provided with amplifiers and other circuits.

Lederne 2 er fortrinnsvis plassert slik at de er perpendikulært på den plane flaten. Som nevnt over er lederne deretter støpt inn i for eksempel et holdbart og slitesterkt plastmateriale slik at de strekker seg i det minste opp til den øvre flaten på støpen. Lederne tilveiebringer dermed galvanisk kontakt mellom fingerstrukturene og shuntimpedansene, for eksempel en metallisk topp-plate av måle-kapasitanser. The conductors 2 are preferably placed so that they are perpendicular to the flat surface. As mentioned above, the conductors are then molded into, for example, a durable and wear-resistant plastic material so that they extend at least up to the upper surface of the casting. The conductors thus provide galvanic contact between the finger structures and the shunt impedances, for example a metallic top plate of measuring capacitances.

Det følsomme og skjøre substratet og/eller brikken er nå begravet under et lag av plast som beskytter det mot slitasje og mekaniske påvirkninger. I tillegg vil all slitasje på sensorflaten fra fingeren nå bare føre til en kortere leder, dere den galvaniske kontakten med fingeren opprettholdes og sensorens egenskaper vil ikke endres. The sensitive and fragile substrate and/or chip is now buried under a layer of plastic that protects it from wear and mechanical influences. In addition, any wear and tear on the sensor surface from the finger will now only lead to a shorter conductor, the galvanic contact with the finger is maintained and the sensor's properties will not change.

Hvis overflaten er et substrat 6, som illustrert i 2, 3 og 4, og ikke en elektronisk krets, er de ledende banene 7 laget på eller gjennom substratet for å koble shuntimpedansene til inngangskanalene eller interrogeringselektrodene på ASICen 4. Shunt-impedansene 4 er fortrinnsvis kapasitanser danner, for eksempel med en planteknologi på overflaten (for eksempel tynn- eller tykkfilm-teknologi), men de kan også være resistorer eller en kombinasjon av disse. Ved bruk av en kombinasjon av kapasitorer og resistorer kan det gis en mulighet for å endre impedansen ved å endre AC frekvensen. Figur 2 illustrerer en flat sensortype i hvilken lederne 2 og de elektroniske kretsene 4 er montert på forskjellige steder på et substrat 6. Interne ledende baner (ikke vist) kan dannes i et elektrisk ledende lag på substratet 6. Figurene 3a og 3b illustrerer en sensor som er basert på løsningene diskutert i patentsøknadene No PCT7NO98/00182, PC17NO01/00238 og PCT/NO01/00239, omfattende stimuleringselektroder 8 for å tilveiebringe en varierende strøm eller spenning til en finger som beveges over sensoren. I dette tilfellet er sensoren med substratet 6, den elektroniske brikken 4 fullstendig innkapslet i et plastmateriale, og lar bare ledere 2,8 for utførelse av målingene og de eksterne koblingene 13 for tilkobling av eksternt utstyr være i kontakt med omgivelsene. Koblingene mellom de eksterne koblingene 13 og ASICen er standardteknikker og er ikke vist i tegningene. If the surface is a substrate 6, as illustrated in 2, 3 and 4, and not an electronic circuit, the conductive paths 7 are made on or through the substrate to connect the shunt impedances to the input channels or interrogation electrodes of the ASIC 4. The shunt impedances 4 are preferably capacitances form, for example with a planar technology on the surface (for example thin or thick film technology), but they can also be resistors or a combination of these. By using a combination of capacitors and resistors, it is possible to change the impedance by changing the AC frequency. Figure 2 illustrates a flat sensor type in which the conductors 2 and the electronic circuits 4 are mounted at different locations on a substrate 6. Internal conductive paths (not shown) can be formed in an electrically conductive layer on the substrate 6. Figures 3a and 3b illustrate a sensor which is based on the solutions discussed in the patent applications No PCT7NO98/00182, PC17NO01/00238 and PCT/NO01/00239, comprising stimulation electrodes 8 to provide a varying current or voltage to a finger which is moved over the sensor. In this case, the sensor with the substrate 6, the electronic chip 4 is completely encapsulated in a plastic material, leaving only conductors 2,8 for carrying out the measurements and the external connectors 13 for connecting external equipment to be in contact with the environment. The connections between the external connectors 13 and the ASIC are standard techniques and are not shown in the drawings.

Figur 4 viser et detaljert bilde av trådene 2 med tilhørende deler vist i figur 3a. De ytre lederne 2 strekker seg fra sensorflaten gjennom plaststøpen S til shunt-impedansene3. shuntimpedansene utgjøres av lederendene på de ytre lederne 2 og i dette tilfellet de interne lederne 7 separert av et isolerende lag 9. Et ytterligere ledende lag 11 kan være tilveiebragt for å tilføre spenning til stimuleringselektrodene 8 eller være koblet til jord. Figure 4 shows a detailed image of the threads 2 with associated parts shown in Figure 3a. The outer conductors 2 extend from the sensor surface through the plastic mold S to the shunt impedances 3. the shunt impedances are made up of the conductor ends of the outer conductors 2 and in this case the internal conductors 7 separated by an insulating layer 9. A further conductive layer 11 can be provided to supply voltage to the stimulation electrodes 8 or be connected to ground.

De interne lederne 7 er også koblet til ASICen og kan, som beskrevet i PCT/NOO 1/00238, utgjøres av ledere som strekker seg gjennom substratet 6, i tillegg til ledende baner som vist i figur 2 hvis posisjonene til sensorpunktene er definert av de ytre endene av de yte lederne 2 er forskjellige fra inngangsposisjonene i ASICen 4. Som beskrevet i PCT/NOO 1/00238 kan de interne lederne 7 kobles til ASICen ved å bruke såkalte "soldering bumps" 10. The internal conductors 7 are also connected to the ASIC and can, as described in PCT/NOO 1/00238, consist of conductors extending through the substrate 6, in addition to conductive paths as shown in Figure 2 if the positions of the sensor points are defined by the the outer ends of the outer conductors 2 are different from the entry positions in the ASIC 4. As described in PCT/NOO 1/00238, the internal conductors 7 can be connected to the ASIC by using so-called "soldering bumps" 10.

I utførelsen vist i figur 1 og diskutert i PCT/NO01/00239 kan shunt impedansene 3 kobles direkte til inngangene på ASICen 4, eller via ledende baner i et ledende lag tilsvarende det som er illustrert i figur 2. In the embodiment shown in figure 1 and discussed in PCT/NO01/00239, the shunt impedances 3 can be connected directly to the inputs of the ASIC 4, or via conductive paths in a conductive layer corresponding to what is illustrated in figure 2.

Stimuleringselektroden 8 kan være koblet direkte til de eksterne koblingene 13 eller til ASICen på en hvilken som helst kjent måte og er ikke viktig for denne oppfinnelsen. Som nevnt i PCT/NO01/00238 og PCT/NOO1/00239 kan ytterligere lag, for eksempel koblet til jord, også tilveiebringes. The stimulation electrode 8 may be connected directly to the external connectors 13 or to the ASIC in any known manner and is not important for this invention. As mentioned in PCT/NO01/00238 and PCT/NOO1/00239, additional layers, for example connected to earth, can also be provided.

Noen ganger kan det være fordelaktig med en sensorflate som er buet for å passer bedre til fingeroverflaten, som illustrert i figur 5. Imidlertid er overflaten til de fleste sensorelementene flate. Med den foreslåtte metoden kan en buet overflate lages basert på en enkel variasjon av lengden til de ledende trådene. Sometimes it can be beneficial to have a sensor surface that is curved to better fit the finger surface, as illustrated in Figure 5. However, the surface of most sensor elements is flat. With the proposed method, a curved surface can be created based on a simple variation of the length of the conductive wires.

Figur 5 illustrerer en utførelse av oppfinnelsen basert på samme løsning som utførelsene vist i figur 3a, 3b og 4, men også omfattende en buet overflate 12 som dermed er innrettet til å skaffe et bilde som dekker en større del av fingeroverflaten. Figure 5 illustrates an embodiment of the invention based on the same solution as the embodiments shown in Figures 3a, 3b and 4, but also comprising a curved surface 12 which is thus arranged to obtain an image that covers a larger part of the finger surface.

Sensoroverflatens krumning kan velges i henhold til en generell fingerform. For å oppnå denne formen uten å ha for stor variasjon i lengden til de ytre lederne 2 mellom overflaten 12 og shuntimpedansen 3 kan substratet ha en tykkelse som varierer trinnvis. En slik trinnvis overflate kan lages i såkalt lavtemperature "Cofired" keramikkteknologi. En annen løsning som er mer komplisert i produksjon er et substrat som har tilsvarende krumning som overflaten 12. The curvature of the sensor surface can be selected according to a general finger shape. In order to achieve this shape without having too much variation in the length of the outer conductors 2 between the surface 12 and the shunt impedance 3, the substrate can have a thickness that varies in steps. Such a step-by-step surface can be made in so-called low-temperature "Cofired" ceramic technology. Another solution that is more complicated in production is a substrate that has the same curvature as the surface 12.

Den interne lederen 7 i figur 5 strekker seg gjennom substratet 6 og langs det ledende laget (ikke vist) frem til ASICen 4. The internal conductor 7 in Figure 5 extends through the substrate 6 and along the conductive layer (not shown) to the ASIC 4.

Plaststøping av elektronisk utstyr og mikrosensorer, for eksempel "transfer moulding" er velkjent og mye brukt pakke prosesser som kombinerer lave kostnader med høy pålitelighet. Plaststøping er ofte kombinert med en ledende ramme teknologi der lederkoblingene trekkes fra innretningen til loddbare og metall-ledningkompatible ledere før støpeprosessen. Etter støpingen strekker lederne seg ut av siden på pakken og kan brukes til å lodde innretningen fast i et PCT-kort eller lignende. Plastic molding of electronic equipment and microsensors, for example "transfer moulding" are well-known and widely used packaging processes that combine low costs with high reliability. Plastic molding is often combined with a conductive frame technology where the conductor connections are pulled from the device to solderable and metal-wire compatible conductors before the molding process. After molding, the conductors extend out of the side of the package and can be used to solder the device to a PCT card or similar.

For å lage metalledeme kan flere prosesser brukes, inkludert "stud bumps", "electroplating" eller feste av en plastdel som allerede er forsynt med innstøpte ledere. Det siste kan for eksempel brukes ved bruk av såkalt anisotropt ledende lim for å danne kontakt med shuntimpedansene. Alle disse metodene er standardmetoder bruk i elektronikkindustrien. For eksempel blir det i "stud bump" metoden brukt ganske korte, vertikalt båndede ledere lagt på metallfester på en IC eller en sensorbrikkes overflate. Metallfestene kan for eksempel være topp-platene til sensorkapasitansene eller være koblet til disse gjennom ledende baner osv. To make metal parts, several processes can be used, including "stud bumps", "electroplating" or attaching a plastic part that is already provided with embedded conductors. The latter can be used, for example, by using so-called anisotropic conductive glue to form contact with the shunt impedances. All these methods are standard methods used in the electronics industry. For example, in the "stud bump" method, rather short, vertically banded conductors are used placed on metal mounts on an IC or a sensor chip's surface. The metal mounts can, for example, be the top plates of the sensor capacitances or be connected to these through conductive paths, etc.

Den foreslåtte metoden virker like bra der sensorelementet har følgende egenskaper: 1. Sensorelementet er en integrert krets 4 som illustrert i figur 1 og i internasjonal patentsøknad nr. PCT/NO01/00239. 2. Sensorelementet er et substrat 6 med utlesningselektroder 4 montert på baksiden slik som illustrert i figurene 3a, 3b og 4, i tillegg til PCT/NO01/00238. 3. Sensorelementet er et substrat 5 med innlesningselektroder 4 montert på oversiden, slik som illustrert i figur 2. 4. Sensorelementet er et substrat 6 med utlesningselektronikk koblet til ledninger osv. The proposed method works equally well where the sensor element has the following properties: 1. The sensor element is an integrated circuit 4 as illustrated in figure 1 and in international patent application No. PCT/NO01/00239. 2. The sensor element is a substrate 6 with reading electrodes 4 mounted on the back as illustrated in figures 3a, 3b and 4, in addition to PCT/NO01/00238. 3. The sensor element is a substrate 5 with readout electrodes 4 mounted on the upper side, as illustrated in figure 2. 4. The sensor element is a substrate 6 with readout electronics connected to wires, etc.

Det beskrevne konseptet er ikke begrenset til fingeravtrykksensorer, men kan også brukes på andre typer AC impedansbaserte sensorer som gjør bruk av topologien til en fingeroverflate, for eksempel for navigasjon eller peker/mus-fUnksjonalitet på en skjerm slik som beskrevet i internasjonale søknader nr PCT/NOO1/00243 og PCT/NO01/00244. The described concept is not limited to fingerprint sensors, but can also be used on other types of AC impedance-based sensors that make use of the topology of a finger surface, for example for navigation or pointer/mouse functionality on a screen as described in international applications no PCT/ NOO1/00243 and PCT/NO01/00244.

Claims (10)

1. Sensorinnretning for utførelse av målinger på en i det minste delvis ledende overflate omfattende elektroniske kretser med et antall interrogeringselektroder for måling av impedansen mellom elektrodene og en kraftforsyning, der innretningen har en ytre overflate for kontakt med den i det minste delvis ledende flaten, omfattende et antall ytre elektroder forløpende fra den ytre overflaten med en ytre ende, der den ytre enden er innrettet til elektrisk kobling til den ledende overflaten, og der de ytre lederne er adskilt fra hverandre av et isolerende materiale, karakterisert ved at den indre enden av de ytre lederne er koblet til interrogeringselektrodene via shunt impedanser plassert elektrisk mellom den indre enden av hver av de nevnte ytre lederne og den korresponderende interrogeringselektroden i de elektroniske kretsene.1. Sensor device for carrying out measurements on an at least partially conductive surface comprising electronic circuits with a number of interrogating electrodes for measuring the impedance between the electrodes and a power supply, where the device has an outer surface for contact with the at least partially conductive surface, comprising a number of outer electrodes extending from the outer surface with an outer end, wherein the outer end is arranged for electrical connection to the conductive surface, and where the outer conductors are separated from each other by an insulating material, characterized in that the inner end of the outer conductors are connected to the interrogation electrodes via shunt impedances placed electrically between the inner end of each of said outer conductors and the corresponding interrogation electrode in the electronic circuits. 2. Sensorinnretning ifølge krav 1, der shunt impedansen utgjøres av et dielektrisk lag.2. Sensor device according to claim 1, where the shunt impedance consists of a dielectric layer. 3. Sensorinnretning ifølge krav 1, der en indre elektrisk leder er tilveiebragt mellom shunt impedansen og interrogeringselektrodene på de elektroniske kretsene.3. Sensor device according to claim 1, where an internal electrical conductor is provided between the shunt impedance and the interrogation electrodes on the electronic circuits. 4. Sensorinnretning ifølge krav 1, omfattende et antall eksterne ledere for kobling til eksternt utstyr, der innretningen er innkapslet i det isolerende materialet bortsett fra antallet ytre ledere og eksterne ledere.4. Sensor device according to claim 1, comprising a number of external conductors for connection to external equipment, where the device is encapsulated in the insulating material apart from the number of external conductors and external conductors. 5. Sensorinnretning ifølge krav 1, også omfattende en stimuleringselektrode for tilføring av en varierende spenning til overflaten som skal måles og innrettet til elektrisk kobling mot overflaten.5. Sensor device according to claim 1, also comprising a stimulation electrode for supplying a varying voltage to the surface to be measured and arranged for electrical connection to the surface. 6. Sensorinnretning ifølge krav 1, der de ytre ledeme er plassert i en i det vesentlige lineær rekke.6. Sensor device according to claim 1, where the outer members are placed in an essentially linear row. 7. Sensorinnretning ifølge krav 1, der de ytre lederne er plassert i et i det vesentlige lineært array, med et antall ytre elektroder plassert på utsiden av denne linjen og ved valgte avstander fra linjen for måling av hastighet og retning på overflaten som måles.7. Sensor device according to claim 1, where the outer conductors are placed in an essentially linear array, with a number of outer electrodes placed on the outside of this line and at selected distances from the line for measuring speed and direction on the surface being measured. 8. Sensorinnretning ifølge krav 1, der de ytre lederne er plassert i et to-dimensjonalt mønster.8. Sensor device according to claim 1, where the outer conductors are placed in a two-dimensional pattern. 9. Sensorinnretning ifølge krav 1, der de ytre lederne er plassert perpendikulært på den yte overflaten.9. Sensor device according to claim 1, where the outer conductors are placed perpendicular to the outer surface. 10. Sensorinnretning ifølge krav 1, der den ytre overflaten er buet.10. Sensor device according to claim 1, where the outer surface is curved.
NO20016008A 2001-12-07 2001-12-07 Package solution for fingerprint sensor NO316776B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20016008A NO316776B1 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Package solution for fingerprint sensor
PCT/NO2002/000467 WO2003049012A2 (en) 2001-12-07 2002-12-06 Packaging solution, particularly for fingerprint sensor
AU2002364494A AU2002364494A1 (en) 2001-12-07 2002-12-06 Packaging solution, particularly for fingerprint sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20016008A NO316776B1 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Package solution for fingerprint sensor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20016008D0 NO20016008D0 (en) 2001-12-07
NO20016008L NO20016008L (en) 2003-06-10
NO316776B1 true NO316776B1 (en) 2004-05-03

Family

ID=19913126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20016008A NO316776B1 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Package solution for fingerprint sensor

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002364494A1 (en)
NO (1) NO316776B1 (en)
WO (1) WO2003049012A2 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7697729B2 (en) 2004-01-29 2010-04-13 Authentec, Inc. System for and method of finger initiated actions
US7831070B1 (en) 2005-02-18 2010-11-09 Authentec, Inc. Dynamic finger detection mechanism for a fingerprint sensor
US8231056B2 (en) 2005-04-08 2012-07-31 Authentec, Inc. System for and method of protecting an integrated circuit from over currents
NO20083766L (en) * 2008-09-01 2010-03-02 Idex Asa surface Sensor
NO20093601A1 (en) 2009-12-29 2011-06-30 Idex Asa surface Sensor
US8421890B2 (en) 2010-01-15 2013-04-16 Picofield Technologies, Inc. Electronic imager using an impedance sensor grid array and method of making
US8866347B2 (en) 2010-01-15 2014-10-21 Idex Asa Biometric image sensing
KR102245293B1 (en) 2012-04-10 2021-04-28 이덱스 바이오메트릭스 아사 Biometric Sensing
NO20131423A1 (en) 2013-02-22 2014-08-25 Idex Asa Integrated fingerprint sensor
NO336318B1 (en) 2013-07-12 2015-08-03 Idex Asa surface Sensor
WO2015127046A1 (en) 2014-02-21 2015-08-27 Idex Asa Sensor employing overlapping grid lines and conductive probes for extending a sensing surface from the grid lines
US9342727B2 (en) 2014-03-04 2016-05-17 Apple Inc. Field shaping channels in a substrate above a biometric sensing device
US9779280B2 (en) 2014-12-24 2017-10-03 Idex Asa Fingerprint sensor employing an integrated noise rejection structure
US11023702B2 (en) 2016-12-15 2021-06-01 Fingerprint Cards Ab Fingerprint sensing module and method for manufacturing the fingerprint sensing module
US10395164B2 (en) * 2016-12-15 2019-08-27 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
US10713461B2 (en) 2017-09-19 2020-07-14 IDEX Biometrtics ASA Double sided sensor module suitable for integration into electronic devices
EP3543897A1 (en) * 2018-03-19 2019-09-25 Nxp B.V. Fingerprint sensing device
WO2022047760A1 (en) * 2020-09-06 2022-03-10 深圳市汇顶科技股份有限公司 Capacitive fingerprint identification apparatus, preparation method, and electronic device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4024335B2 (en) * 1996-01-26 2007-12-19 ハリス コーポレイション Integrated circuit device having an opening exposing die of integrated circuit and manufacturing method thereof
US5920640A (en) * 1997-05-16 1999-07-06 Harris Corporation Fingerprint sensor and token reader and associated methods
NO304766B1 (en) * 1997-06-16 1999-02-08 Sintef fingerprint Sensor
US6512381B2 (en) * 1999-12-30 2003-01-28 Stmicroelectronics, Inc. Enhanced fingerprint detection

Also Published As

Publication number Publication date
NO20016008D0 (en) 2001-12-07
AU2002364494A1 (en) 2003-06-17
NO20016008L (en) 2003-06-10
WO2003049012A2 (en) 2003-06-12
AU2002364494A8 (en) 2003-06-17
WO2003049012A3 (en) 2003-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO316776B1 (en) Package solution for fingerprint sensor
JP7065094B2 (en) Fingerprint detection module and its method
NO316796B1 (en) Sensor module for painting structures in a surface, especially a finger surface
EP2332095B1 (en) Surface sensor
JP4708671B2 (en) Sensor chip especially for fingerprint sensor
EP3168774B1 (en) Semiconductor fingerprint recognition sensor and manufacturing method therefor
JP2020503606A5 (en)
CN103376279B (en) Humidity sensor apparatus
EP2975554A2 (en) Surface sensor
CN106092387B (en) For detecting the integrated piezoelectric sensor of the power in the planes such as impact, acceleration, rotary force
US10061966B2 (en) Fingerprint identification apparatus
JPH05501159A (en) Integrated capacitive pressure sensor and its manufacturing method
US10013596B2 (en) Fingerprint recognition apparatus
US8264074B2 (en) Device for use as dual-sided sensor package
US11768122B2 (en) Liquid detection in a sensor environment and remedial action thereof
EP2230507A1 (en) Humidity or gas sensor
US20160209344A1 (en) Complex sensor and method of manufacturing the same
US8122768B2 (en) Pressure sensor module and electronic component
US9818014B2 (en) Surface sensor
KR20170039700A (en) Sensor
US20220163415A1 (en) Piezosensitive Sensor Having Criss-Crossed Electrodes
CN104267858A (en) Sensing chip, manufacturing method thereof and electronic device provided with sensing chip
FI20185027A1 (en) A force and/or pressure sensor with at least two layers of electrodes
US11288476B2 (en) Fingerprint sensor package
CN108024736A (en) The inspection method of pressure pulse wave sensor and the manufacture method of pressure pulse wave sensor

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: IDEX ASA, NO

MM1K Lapsed by not paying the annual fees