SE519304C2 - Anordning för avkänning av fingeravtrycksinformation - Google Patents

Description

yiuan »,a»a .usa- 10 15 20 25 30 . - o - .- 519 304 runtom kretsen. En nackdel med sådana typer av skydd är att de vid en elektromagnetisk urladdning kommer att leda värme genom kretsen.

Ytterligare en nackdel med jordade ledande strukturer som skydd är att vissa typer av mätmetoder inte tillåter fingret att vara jordat vid mätningen.

En känd typ av skydd för bondtràdarna innefattar olika typer av formsprutade material, vilket medför svårigheter att enbart täcka bondtràdarna utan att oavsiktligt täcka även del av sensorytan. En annan typ av skydd för bondtràdarna innefattar att man täcker dem med ett dielektriskt material, så kallad glob-top. En nackdel med glob-top är att det är mycket svårt att täcka enbart bondtràdarna utan att inkräkta på själva chipet, med andra ord själva sensorytan.

Förutom de ovan nämnda nackdelarna med kända typer av skyddsanordningar finns det ytterligare en inneboende nackdel i det faktum att man förser en anordning med dessa olika typer av skyddsanordningar: den resulterande anordningen riskerar att bli relativt stor och klumpig, vilket ofta är en nackdel då man vill att anordningen skall kunna integreras i bärbara utrustningar. Att anordningen utrustas med flera olika typer av skyddsutrustningar är dessutom en kostnadsdrivande faktor.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det föreligger således ett behov av att på ett bättre sätt än tidigare kunna förse en integrerad krets avsedd för avkänning av fingeravtrycksinformation med medel för att tillse att bondtràdarna ej kommer i galvanisk kontakt med varandra, samt med medel för miljöskydd av bondtràdarna, medel för att skydda sensorn från elektrostatiska urladdningar, samt med medel för att skydda sensorn från mekaniskt slitage vid beröring.

Detta behov tillgodoses av föreliggande uppfinning genom att den tillhandahåller en anordning för avkänning av fingeravtrycksinformation, innefattande en integrerad krets och en yta för avkänning av »usaa »tlna 111); 10 15 20 25 30 u ø n q .o 519 304 . - - - u » v v a. fingeravtrycksinformation, en bärare som uppbär kretsen, samt ett antal bondtràdar för förbindning av den integrerade kretsen och yttre utrustning, vidare innefattande : - medel för att tillse att bondtrådarna ej kommer i galvanisk kontakt med varandra, - medel för miljöskydd av bondtràdama, - medel för att skydda sensorn från elektrostatiska urladdningar, samt - medel för att skydda sensorn från mekaniskt slitage vid beröring.

Enligt uppfinningen används en och samma anordning som ovan nämnda medel för - att tillse att bondtrådarna ej kommer i kontakt med varandra, - miljöskydd av bondtrådarna, - att skydda sensorn från elektrostatiska urladdningar, samt - att skydda sensorn från mekaniskt slitage vid beröring.

Eftersom en och samma anordning enligt uppfinningen används för skydd av bondtrådarna och för skydd av själva sensorn elimineras problemet med att avgränsa bondtràdarnas skyddsmedel gentemot själva sensorytan. Vidare uppnås kostnadsmässiga fördelar med hjälp av uppfinningen, samtidigt som samutnyttjandet av olika skyddsmedel gör att konstruktionen kan hållas liten.

FlGURBESKRlVNlNG Uppfinnlngen kommer at beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till de bifogade ritningarna, där Fig 1 visar en lC-krets för fingeravtrycksigenkänning sedd fràn ovansidan, och Fig 2 visar lC-kretsen fràn fig 1 sedd i genomskärning frän sidan, och Fig 3 visar beläggning av en IC-krets med skydd enligt uppfinningen, och Fig 4 visar en lC-krets med skydd enligt uppfinningen, och Fig 5 och 6 visar en alternativ utföringsform av uppfinningen sedd från ovansidan respektive från sidan i genomskärning. 111m; 11111 11111 10 15 20 25 30 519 304 Éïfïš ~ ?..?fII=-ï..5¿ï* UTFÖRINGSFORMER I fig 1 visas en 100 avsedd för fingeravtrycksinformation. Anordningen 100 innefattar en integrerad krets anordning avkänning av 110 med en sensoryta 130 för avkänning av fingeravtrycksinformation, en bärare 120 som uppbär kretsen, samt ett antal bondtràdar 140 för förbindning av den integrerade kretsen 110 med yttre utrustning. Anordningen 100 visas i fig 1 från den sida som är avsedd att kontakteras av en användares finger.

I fig 2 visas anordningen 100 fràn flg 1, sedd från sidan, med en användares finger F schematiskt inritat.

Ytan 130 är avsedd att kontakteras av en användares finger vid avkänning av fingeravtrycksinformation, antingen för att registrera informationen, eller för verifiering av användaren, med andra ord att jämföra informationen med tidigare lagrad information för att avgöra om användaren är behörig att utföra en viss handling, såsom exempelvis att använda en bärbar dator eller men mobiltelefon, eller att utföra en finansiell transaktion. Denna avsiktliga och upprepade beröring av ytan 130 medför en klar skillnad mellan de krav som ställs på kretsen 110 och de flesta andra kretsar, vilka enbart är avsedda att sitta inne i olika typer av anordningar, och inte är avsedda för direkt beröring av en användare.

Eftersom ytan 130 är avsedd för beröring av en användares finger är det av stor vikt att anordningen 100 är skyddad mot de elektrostatiska urladdningar som kan ske vid beröring. Ett sätt att lösa detta hittills har varit att förse ytan 130 och eller kretsen 110 med ett rutnät eller annan konstruktion av ett ledande material, för att fungera som "àskledare" vid beröring. Detta medför emellertid ett antal nackdelar som har nämnts tidigare, exempelvis att vissa typer av mätmetoder försvåras, samt att det vid urladdning kommer att bildas relativt mycket värme i kretsen. m-»n »nian 10 15 20 25 30 s 19 zoéïïfiïï: Ett annat problem som måste lösas i en anordning av den typ som visas i fig 1 och 2 är att bondtrådarna dels måste skyddas mekaniskt och miljömässigt, och att de dessutom måste skyddas mot att komma i galvanisk kontakt med varandra, vilket kan orsakas av den upprepade beröringen.

Ett traditionellt sätt att åstadkomma det önskade skyddet av bondtrådama är att kapsla in trådarna i ett dielektriskt material, exempelvis så kallat glob-top, vilket stelnar, och därigenom håller isär trådarna från varandra, samt skyddar dem från annan typ av påverkan. En nackdel med detta är att det är svårt att enbart täcka bondtrådarna, utan att täckningsmaterialet kommer in på andra delar av IC-kretsen än de avsedda, ett problem som är speciellt allvarligt i den typ av kretsar och sensorer som berörs här, eftersom glob-top kan komma att inkräkta på den yta 130 som skall användas som sensoryta.

Bondtrådarna måste givetvis även skyddas från elektrostatiska urladdningar, mekanisk påverkan, samt från andra typer av påverkan.

Enligt uppfinningen uppnås de önskade skyddsfunktionerna med hjälp av en och samma skyddsanordning, vilken därmed kommer att fungera som medel för att tillse att bondtrådarna ej kommer i galvanisk kontakt med varandra, som miljöskydd av bondtrådarna, som skydd av sensorn från elektrostatiska urladdningar, samt att den kommer att skydda sensorn från mekaniskt slitage vid beröring.

Detta uppnås lämpligen genom en skyddsanordning som utgörs av ett sammanhängande heltäckande lager av ett skyddande och fixerande material, vilket täcker både bondtrådarna och hela sensorytan, varigenom de önskade skyddsfunktionerna uppnås. Genom materialets fixerande egenskaper kommer bondtrådarna att hållas på plats, och genom att materialet är heltäckande kommer det att fungera som miljöskydd både för bondtrådarna och för sensorytan, samtidigt som det skyddar sensorn från mekaniskt slitage vid beröring. Om materialet dessutom väljs med rätt mun: 10 15 20 25 30 n ø o o no s 19 so 4 - ï::= - dielektriska egenskaper kommer det dessutom att ge den önskade skyddsfunktionen mot elektrostatisk urladdning.

Lämpliga material att välja är olika typer av polymermaterial, exempelvis så kallat ParyleneTM, men andra polymermaterial är också tänkbara, såsom exempelvis polyuretan eller polyester. Även härdplaster är lämpliga, exempelvis epoximaterial.

Nedan kommer att beskrivas ett sätt att lägga på en skyddsanordningen enligt uppfinningen: l fig 3 ses anordningen 100 från fig 1 och 2, sedd från samma håll som i fig 2, anordnad i en tät kammare 300. Behållaren vakuumpumpas först, så att ingen luft blir kvar i den. Därefter värms ett granulat av det avsedda skyddsmaterialet upp så att det förångas, varefter ångan leds in i behållaren 300. Granulatångan kommer att konformt täcka anordningen 100, varvid den mängd granulatånga som leds in kammaren 300, i kombination med den tid som anordningen 100 förvaras i behållaren 300 kommer att avgöra tjockleken på den slutliga skyddsanordningen.

När anordningen 100 har varit i behållaren under avsedd tid tas den ut, och granulatångan stelnar till den önskade skyddsanordningen, vilken kommer att vara ett sammanhängande heltäckande lager av ett skyddande och fixerande material, vilket täcker både bondtràdarna och hela sensorytan, varigenom de önskade skyddsfunktionerna uppnås. Således kan med andra ord både en yttre yta (bontrådarna och deras kontaktpunkter på kretsen) och en inre yta (sensorytan) på en och samma krets skyddas med hjälp av samma skyddsanordning, vilket är ytterst fördelaktigt i ett flertal avseenden. Den resulterande anordningen, inklusive en skyddsanordning 400, visas schematiskt i fig 4. Som antyds i fig 4 kommer skyddsanordningen 400 att täcka bondtràdarna runt varje tråds hela fria yta.

Genom bruk av lämpligt material, exempelvis ett polymermaterial, företrädesvis Parylene, kan skydd mot elektrostatiska urladdningar och til>a 10 15 20 25 30 a c c - a. 519 so 4 - ï::= - i mekanisk påverkan erhållas, utan att skyddsanordningen behöver göras så tjock att den inverkar negativt på sensoregenskaperna. En lämplig tjocklek på skyddsanordningen ligger i området 10-100 mikrometer, med 25-50 mikrometer som ett särskilt lämpligt intervall Hur det material som används i skyddsanordningen anbringas pà anordningen är givetvis inte av väsentlig betydelse för uppfinningen, det finns ett stort antal andra tänkbara metoder utöver den som har skildrats ovan i anslutning till fig 3. Bland tänkbara metoder kan nämnas conformal coating, dip coating, powder coating, spray coating och så kallad spin coating. l fig 5 och 6 visas schematiskt ett sätt att ytterligare förhöja skyddet och vissa andra funktioner hos en anordning 500 enligt uppfinningen: En ram 510 av ett elektriskt ledande material placeras över chipet 110, på ett sådant vis att ramen kommer att täcka den eller de delar av chipet där bondtrådarna 140 är fastgjorda, samt så att den ramar in sensorn med minsta möjliga inskränkning av den tillgängliga sensorytan.

Ramen 510 kommer härvid att skydda bondtrådarna 140 från mekanisk påverkan vid ett fingers beröring av anordningen, och kommer dessutom, genom att den är utförd i ett ledande material, att kunna fungera som "àskledare", med andra ord kommer ett finger som är elektrostatiskt uppladdat att laddas ur genom ramen 510, vilket minskar den skadliga inverkan på själva chipet. För att ytterligare förhöja ramens ”åskledande” verkan förbinds den lämpligen med en jordningspunkt, vilket exempelvis kan ske via en zenerdiod 550. Zenerdioden gör att ramens jordförbindelse enbart aktiveras om fingrets potential överstiger en viss förutbestämd nivå.

Ramen kan även förses med en ytterligare funktion, som också visas i fig 5: I samband med vissa typer av mätmetoder kan det vara önskvärt att skicka en elektrisk puls genom det finger som mätningen görs pà. För detta ändamål kan ramen förbindas med en anordning 560 för att sända pulser av :annu 0111» 1111» 10 519 3 0 4 - 'f *f * elektromagnetisk energi genom en användares finger i samband med ett mätförlopp. Pulserna som sänds ut via den ledande ramen kommer att ”lyfta upp” signalnivàn till en nivå där den ger ett bättre signal/brusförhàllande i de mätande sensorelementen.

I fig 6 visas anordningen från fig 5 i genomskärning från sidan. Av denna ritning framgår tydligt hur ramen enbart täcker den del av chipet där det finns bondtràdar, och lämnar så stor del som möjligt av chipets sensoryta öppen.

Ramen har ytterligare en funktion, som kan ses i fig 5 och 6: Ramen underlättar för en användare att orientera sitt finger i anordningen.

Claims (7)

10 15 20 25 30 1519 304' PATENTKRAV

1. Anordning (100,500) för innefattande en integrerad krets (110) och en yta (130) för avkänning av avkänning av fingeravtrycksinformation, fingeravtrycksinformation, en bärare (120) som uppbär kretsen, samt ett antal bondtrådar (140) för förbindning av den integrerade kretsen och yttre utrustning, vidare innefattande : - medel (400) för att tillse att bondtrådarna (140) ej kommer i galvanisk kontakt med varandra, - medel (400) för miljöskydd av bondtrådarna, - medel (400) för att skydda kretsen (110) från elektrostatiska urladdningar, samt - medel (400) för att skydda kretsen (110) från mekaniskt slitage vid beröring, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att en och samma skyddsanordning (400) används som ovan nämnda medel för - att tillse att bondtrådarna (140) ej kommer i galvanisk kontakt med varandra, - miljöskydd av bondtrådarna (140), - att skydda kretsen (110) från elektrostatiska urladdningar, samt - att skydda kretsen (110) från mekaniskt slitage vid beröring, varvid skyddsanordningen (400) är ett sammanhängande heltäckande lager av ett skyddande och fixerande material, vilket täcker både bondtrådarna (140) och hela sensorytan (130), varigenom de önskade skyddsfunktionerna uppnås.

2. Anordning enligt krav 1, i vilken skyddsanordningen (400) är pålagd med hjälp av så kallad conformal coating.

3. Anordning enligt krav 1, i vilken skyddsanordningen (400) är pålagd med hjälp av så kallad dip coating. 10 519304; 10

4. Anordning enligt krav 1, i vilken skyddsanordningen (400) är pålagd med hjälp av så kallad powder coating.

5. Anordning enligt krav 1, i vilken skyddsanordningen (400) är pålagd med hjälp av så kallad spray coating.

6. Anordning enligt krav 1, i vilken skyddsanordningen (400) är pålagd med hjälp av så kallad spin coating.

7. Anordning enligt något av föregående krav, i vilken skyddsanordningen (400) innefattar ett polymermaterial.