WO2000013130A2 - Sensorfeld für einen kapazitiv messenden fingerprint-sensor und verfahren zur herstellung eines derartigen sensorfeldes - Google Patents

Sensorfeld für einen kapazitiv messenden fingerprint-sensor und verfahren zur herstellung eines derartigen sensorfeldes Download PDF

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WO2000013130A2
WO2000013130A2 PCT/DE1999/002695 DE9902695W WO0013130A2 WO 2000013130 A2 WO2000013130 A2 WO 2000013130A2 DE 9902695 W DE9902695 W DE 9902695W WO 0013130 A2 WO0013130 A2 WO 0013130A2
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electrodes
sensor field
layer
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Maximilian Zellner
Jörg ZAPF
Peter Demmer
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Infineon Technologies Ag
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing

Definitions

  • Fingerprints enable people to be securely identified.
  • Fmgerpnnt sensors are therefore used to identify the authorized persons.
  • EP 0 459 808 B1 for example, such a sensor sensor is known which has a matrix of pressure-sensitive cells and triggers switching processes corresponding to the skin lines on the fingertips, which are then used for identification by means of evaluation electronics.
  • capacitance-measuring Fmgerpnnt sensors in which the sensor field detects differences in capacitance between areas lying on top and areas not lying on the fingertip, and these differences in capacitance then enable reliable identification by means of evaluation electronics.
  • the sensor field of a capacitively measuring Fmgerp ⁇ nt sensor should have a minimum size of approx. 13x13 mm for the secure detection of fingerprints and should also have a certain flexibility when using m chip cards.
  • structural finenesses of less than 100 ⁇ m are required for such sensor fields, the corresponding structures thin-film technology are built on silicon.
  • Such sensor fields can be made more flexible, within certain limits, by costly thin grinding of the silicon carrier.
  • the invention specified in claim 1 is based on the problem of creating a sensor field for a capacitively measuring Fmger-prmt sensor which is simple in construction and can be implemented in particular in inexpensive thin-film technology.
  • the invention specified in claim 10 is based on the problem of creating a method for producing a sensor field for a capacitively measuring Fmgerpnnt sensor which enables implementation as a flexible fine structure in thin film technology.
  • the sensor field according to the invention enables a simple and reliable measuring principle in which the change in the stray capacitance of two adjacent electrodes is measured by the finger-skin grooves lying thereon.
  • the sensor field m thin-film technology can be constructed on a rigid substrate or can be designed as a flexible fine structure which is suitable for use with chip cards. The latter is made possible by the method according to the invention for producing a sensor field. This method is based on the knowledge that the disadvantages associated with the processing of flexible carrier materials can be avoided if a thin base layer made of a flexible organic material can first be stuck onto a rigid one
  • auxiliary carrier and after the production of the metallic fine structures of the sensor field without detaching them from the auxiliary carrier.
  • Such gentle detachment of the base layer can be carried out by laser ablation from the back of the auxiliary carrier, provided that the auxiliary carrier consists of a material that is at least largely transparent to the laser radiation used. While in the conventional production of flexible wiring only structural dimensions of over 100 ⁇ m can be realized, the temporary use of the rigid auxiliary support enables structural finenesses of significantly less than 100 ⁇ m.
  • Preferred embodiments of the sensor field according to the invention are specified in claims 2 to 9.
  • Preferred embodiments of the method according to the invention for producing a sensor field are specified in claims 11 to 16.
  • the development according to claim 2 enables the construction of the sensor field on a base layer made of inexpensive organic material. If, according to claim 3, a flexible organic material is used, the sensor field can be broken in chip cards or the like without risk of breakage. be used.
  • the embodiment according to claim 11 enables the auxiliary carrier to be permeable to the laser radiation of approximately 90%.
  • the embodiment according to claim 12 also enables the auxiliary carrier to be permeable to the laser radiation of approximately 90%, although here the relatively low costs for an auxiliary carrier made of borosilicate glass must also be emphasized.
  • the development according to claim 13 enables an improved adhesion of the base layer during the processing of the structure by applying an adhesive layer to the auxiliary carrier.
  • an adhesive layer made of titanium, which is transparent to the laser radiation when the base layer is detached, is preferred.
  • the adhesive layer with an extremely small layer thickness can be favorably applied to the auxiliary carrier by sputtering.
  • the configuration according to claim 16 enables extremely simple and economical application of the base layer to the auxiliary carrier.
  • FIG. 1 shows a plan view of the sensor field of a capacitively measuring Fmgerprmt sensor m in a highly simplified schematic representation
  • FIG. 2 shows the equivalent circuit diagram of the sensor field shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the measuring principle of the sensor field shown in FIG. 1, FIG.
  • Figure 4 shows a section along the line IV - IV of Figure 1
  • Figure 5 is a plan view of a finished Fmgerpnnt sensor
  • FIG. 6 shows an arrangement for detaching the multilayer structure according to FIG. 4 from the auxiliary carrier.
  • FIG. 1 shows a highly simplified schematic illustration of a partial top view of the sensor field of a sensor arrangement for recording fingerprints, the multilayer structure of the sensor field being apparent from the section shown in FIG. 4 along the line IV-IV.
  • auxiliary support 1 made of borosilicate glass is assumed.
  • an adhesive layer 2 made of titanium is applied by sputtering.
  • a base layer 3 is then applied to this adhesive layer 2.
  • this base layer 3 is a film made of a thermostable polyimide, which has a thickness of 50 ⁇ m and is applied by lamination.
  • the base layer 3 is then planarized by spinning on an insulation material, this process being shown in FIG. 4 by a planarization 4 shown separately.
  • the subsequent generation of metallic fine structures in the form of a family of first conductor tracks 5 can in principle be carried out using subtractive technology, additive technology or self-additive technology.
  • the first conductor tracks 5 are produced semi-additively.
  • a photoresist (not shown in the drawing) is applied to the planarization 4, which is sputtered over the entire surface with a layer sequence of titanium and palladium, and is structured in such a way that, for example, galvanic gold or galvanic or chemical copper can be deposited. After stripping the photoresist, the areas of the layer sequence of titanium and palladium which do not correspond to the desired first conductor tracks 5 are then removed by selective etching up to the surface of the planarization 4.
  • a photostructurable first insulation layer 6 is then applied to the first conductor tracks 5, into which holes 61 which have a diameter of 25 ⁇ m, for example, are made by exposure and development.
  • a second layer of metallic fine structures in the form of first electrodes 51, second conductor tracks 7 and second electrodes 71, plated-through holes are then produced in the area of the holes 61, which connect the first electrodes 51 to associated underlying first conductor tracks 5 in an electrically conductive manner.
  • the above-mentioned second layer of metallic fine structures is described exemplary embodiment again produced semi-additively.
  • the family of first conductor tracks 5 and the family of second conductor tracks 7 cross orthogonally.
  • the second electrodes 71 are formed by flat widenings of the second conductor tracks 7 and that the first electrodes 51 and the second electrodes 71 form a kind of pixel field, the pixel grid of which is 70 ⁇ m in the exemplary embodiment shown.
  • the first conductor tracks 5 end at the end m connections for transmission lines AS, while the second conductor tracks 7 end at the end m connections for reception lines AE.
  • the sensor field is then connected to evaluation electronics via connections AS and AE.
  • Isolation of the first and second electrodes 51 and 71 also serves as a passivation layer and ß, for example, BaTiO 3 or AI2O S1O 3 consists.
  • ß for example, BaTiO 3 or AI2O S1O 3 consists.
  • Nd YAG laser down to the adhesive layer 2 separated m individual sensor fields, which, as already mentioned, should have a minimum size of about 13x13 mm. Now the layer structure is ablated from the auxiliary carrier with the aid of an excimer laser which is operated with XeF (wavelength 350 nm).
  • the laser ablation mentioned above is carried out with the aid of an arrangement shown schematically in FIG.
  • the laser radiation LS of the excimer laser is directed in the direction of arrow 9 onto a deflecting mirror 10 and via telecentric imaging lenses 11 and 12 onto the surface the auxiliary carrier 1 steered.
  • the auxiliary carrier 1 and the structure A consisting of the layers 3 to 8 are arranged on an XY table, not shown in FIG. 6, which carries out a scanning with a relative movement between the laser radiation LS and which has a rectangular beam profile the auxiliary carrier 1 enables. This scan movement is indicated in FIG. 6 by arrows 13.
  • the action of the laser radiation LS in a cold process at least largely abolishes the adhesive effect between the adhesive layer 2 and the base layer 3, so that the structure A can be detached, as indicated by the arrow 14 in FIG. 6. If the base layer 3 is applied to the adhesive layer 2 with the aid of an adhesive, the laser beam LS m cancels the effect of this adhesive in a comparable manner.
  • the auxiliary carrier 1 with the adhesive layer 2 can be reused after cleaning.
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of the sensor field shown schematically in FIG.
  • Capacities C are formed in each case between the first conductor tracks 5 and the orthogonally crossing second conductor tracks 6. These capacitances C are stray capacitances between adjacent first electrodes 51 and second electrodes 71 (cf. FIG. 1). In the exemplary embodiment described, C ⁇ 10FF.
  • the stray field between adjacent first electrodes 51 and second electrodes 71 now serves as a measurement variable when capturing fingerprints.
  • This principle also referred to as Frmgmg Field-Meßprmz p, can be seen in FIG. 3.
  • Frmgmg Field-Meßprmz p can be seen in FIG. 3.
  • Electrode 71 designated SF.
  • the fingerprint FB of a person to be identified which can be recognized above, now changes the stray field SF depending on the respective pattern of the skin lines.
  • FIG. 5 shows a plan view of a finished fingerprint sensor, in which the sensor field is denoted by S.
  • the structure of the sensor field F corresponds to the structure of the sensor field shown schematically in FIG.
  • the two sides of the sensor field S lead transmission lines SL to a chip CH arranged below the sensor field S.
  • This chip CH is the evaluation electronics of the fingerprint sensor. Starting from the lower edge of the sensor field S, receive lines EL lead to the chip CH.
  • Rectangular pulses for example, are supplied to the first electrodes 51 (see FIG. 1) of the passive sensor field S via the transmission lines SL, while the reception lines EL change the stray field SF caused by the finger pad FB between the first and second electrodes 51 and 71 (see FIG. 3) ) capture and thereby enable the chip CH to identify the corresponding person.
  • the connections AS and AE shown in Figure 1 are omitted.
  • the transmission lines SL are designed as continuations of the first conductor tracks 5 on the base layer 3.
  • the receiving lines EL are designed as continuations of the second conductor tracks 7 on the first insulation layer 6.

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Abstract

Auf eine Basisschicht (3), die vorzugsweise flexibel ist, sind nacheinander erste Leiterbahnen (5), eine erste Isolationsschicht (6), Feinstrukturen mit ersten Elektroden (51), zweiten Leiterbahnen (7) und zweiten Elektroden (71) und abschließend eine zweite Isolationsschicht (8) aufgebracht. Die ersten Elektroden (51) sind über Durchkontaktierungen mit zugeordneten ersten Leiterbahnen (5) verbunden. Durch Hautlinien einer Fingerbeere verursachte Änderungen der Streukapazität zwischen benachbarten ersten und zweiten Elektroden werden für die Erfassung von Fingerabdrücken ausgewertet.

Description

Beschreibung
Sensorfeld für einen kapazitiv messenden Fmgerpnnt-Sensor und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sensorfeldes
Fingerabdrucke ermöglichen eine sichere Feststellung der Identität von Personen. Im Zusammenhang mit der Benutzung von Kreditkarten, anderen Arten von Chipkarten, Ausweisen und dergl. werden daher Fmgerpnnt-Sensoren zur Identifikation der berechtigten Personen eingesetzt. Aus der EP 0 459 808 Bl ist beispielsweise ein derartiger Fmgerpnnt-Sensor bekannt, der eine Matrix aus druckempfindlichen Zellen aufweist und den Hautlinien an den Fingerbeeren entsprechende Schaltvorgange auslost, die dann über eine Auswerteelektronik zur Identifikation herangezogen werden. Es gibt auch bereits kapazitiv messende Fmgerpnnt-Sensoren, bei welchen das Sensorfeld Kapazitatsunterschiede zwischen aufliegenden Bereichen und nicht aufliegenden Bereichen der Fingerbeere erfaßt und diese Kapazitatsunterschiede dann über eine Auswerteelek- tronik eine sichere Identifikation ermöglichen.
Das Sensorfeld eines kapazitiv messenden Fmgerpπnt-Sensors sollte zur sicheren Erfassung von Fingerabdrucken eine Mindestgroße von ca. 13x13 mm aufweisen und bei der Verwendung m Chipkarten außerdem eine gewisse Flexibilität besitzen. Da andererseits für derartige Sensorfelder Strukturfeinheiten von weniger als 100 um erforderlich sind, werden die entsprechenden Strukturen Dünnfilmtechnik auf Silizium aufgebaut. Eine Flexibilisierung derartiger Sensorfelder kann dabei, m- nerhalb bestimmter Grenzen, durch kostenintensives Dunn- schleifen des Siliziumtragers erreicht werden.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Sensorfeld für einen kapazitiv messenden Fmger- prmt-Sensor zu schaffen, das einfach aufgebaut ist und insbesondere m kostengünstiger Dünnfilmtechnik realisiert werden kann. Der im Anspruch 10 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorfeldes für einen kapazitiv messenden Fmgerpnnt-Sensor zu schaffen, welches eine Realisierung als flexible Feinstruktur m Dünnfilmtechnik ermöglicht.
Das erfmdungsgemaße Sensorfeld ermöglicht ein einfaches und sicheres Meßprmzip, bei welchem die Änderung der Streukapa- zitat zweier benachbarter Elektroden durch die aufliegenden Finger-Hautrillen gemessen wird. Der Aufbau des Sensorfeldes m Dünnfilmtechnik kann dabei auf einem starren Substrat erfolgen oder als flexible Feinstruktur ausgeführt werden, welche für eine Anwendung m Chipkarten geeignet ist. Letzteres wird durch das erfmdungsgemaße Verfahren zur Herstellung eines Sensorfeldes ermöglicht. Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die mit der Prozessierung flexibler Tragermaterialien verbundenen Nachteile dann vermieden werden können, wenn es gelingt, eine dünne Basisschicht aus einem flexiblen organischen Material zunächst auf einen starren
Hilfstrager aufzubringen und nach der Herstellung der metallischen Feinstrukturen des Sensorfeldes ohne die Gefahr von Beschädigungen wieder vom Hilfstrager abzulösen. Eine derartige schonende Ablösung der Basisschicht kann durch La- serablation von der Ruckseite des Hilfstragers aus vorgenommen werden, sofern der Hilfstrager aus einem für die verwendete Laserstrahlung zumindest weitgehend durchlassigen Material besteht. Wahrend bei der konventionellen Herstellung von flexiblen Verdrahtungen nur Strukturdimensionen von über 100 um realisiert werden können, ermöglicht hier die temporare Verwendung des starren Hilfstragers Strukturfeinheiten von deutlich weniger als 100 um.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erf dungsgemäßen Sensorfeldes sind m den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben. Bevorzugte Ausgestaltungen des erf dungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Sensorfeldes sind m den Ansprüchen 11 bis 16 angegeben.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht den Aufbau des Sensorfeldes auf einer Basisschicht aus kostengünstigem organischem Material. Wird dabei gemäß Anspruch 3 ein flexibles organisches Material verwendet, so kann das Sensorfeld ohne Bruchgefahr in Chipkarten oder dergl . eingesetzt werden.
Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 und 16 bringen durch die Verwendung kostengünstiger handelsüblicher Folien weitere Vorteile. Gemäß Anspruch 5 wird dabei eine Folie aus einem thermostabilen Polyimid bevorzugt, zumal hierdurch der problemlose Einsatz des fertigen Sensorfeldes auch bei erhöhter Umgebungstemperatur ermöglicht wird. Die Folie kann dann gemäß Anspruch 6 durch das Aufbringen einer Planarisierung eines sehr hohe Oberflachenqualitat erhalten, welche die Ausbildung feinster metallischer Strukturen ermöglicht.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 11 ermöglicht eine Durchlässigkeit des Hilfstragers für die Laserstrahlung von etwa 90 %.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 12 ermöglicht ebenfalls eine Durchlässigkeit des Hilfetragers für die Laserstrahlung von etwa 90 %, wobei hier jedoch zusatzlich die relativ geringen Kosten für einen Hilfstrager aus Borosilicatglas zu betonen sind.
Die Weiterbildung nach Anspruch 13 ermöglicht durch das Aufbringen einer Haftschicht auf den Hilfstrager eine verbesserte Haftung der Basisschicht wahrend der Prozessierung des Aufbaues. Dabei wird gemäß Anspruch 14 eine Haftschicht aus Titan, die für die Laserstrahlung beim Ablosen der Basisschicht durchlassig ist, bevorzugt. Gemäß Anspruch 15 kann die Haftschicht mit einer äußerst geringen Schichtdicke gunstig durch Sputtern auf den Hilfstrager aufgebracht werden.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 16 ermöglicht eine äußerst einfache und wirtschaftliche Applikation der Basisschicht auf den Hilfstrager.
Im folgenden wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen naher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Draufsicht auf das Sensorfeld eines kapazitiv messenden Fmgerprmt-Sensors m stark vereinfachter schematischer Darstellung, Figur 2 das Ersatzschaltbild des m Figur 1 dargestellten Sensorfeldes,
Figur 3 das Meßprmzip des m Figur 1 dargestellten Sensorfeldes,
Figur 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV - IV der Figur 1, Figur 5 eine Draufsicht auf einen fertigen Fmgerpnnt- Sensor und
Figur 6 eine Anordnung zur Ablösung des mehrschichtigen Aufbaus gemäß Figur 4 vom Hilfstrager.
Figur 1 zeigt m stark vereinfachter schematischer Darstellung eine teilweise Draufsicht auf das Sensorfeld einer Sensoranordnung zur Erfassung von Fingerabdrucken, wobei der mehrschichtige Aufbau des Sensorfeldes dem m Figur 4 dargestellten Schnitt gemäß der Linie IV - IV zu entnehmen ist. Um eine bessere Übersicht zu ermöglichen, sind die einzelnen
Schichten des mehrlagigen Aufbaus m Figur 4 m einem auseinandergezogenen Zustand dargestellt.
Bei der Herstellung des m den Figuren 1 und 4 dargestellten Sensorfeldes wird von einem starren Hilfstrager 1 aus Borosi- licatglas ausgegangen. Um die Haftung des nachfolgenden Aufbaus auf dem Hilfstrager 1 mit Sicherheit zu gewährleisten, wird durch Sputtern eine Haftschicht 2 aus Titan aufgebracht. Auf diese Haftschicht 2 wird dann eine Basisschicht 3 aufgebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dieser Basisschicht 3 um eine Folie aus einem thermostabilen Polyimid, die eine Dicke von 50 μm aufweist und durch La inieren aufgebracht wird. Anschließend wird die Basisschicht 3 durch das Aufschleudern eines Isolationsmaterials planarisiert, wobei dieser Vorgang in Figur 4 durch eine separat dargestellte Planarisierung 4 aufgezeigt ist.
Die nachfolgende Erzeugung metallischer Feinstrukturen in Form einer Schar von ersten Leiterbahnen 5 kann grundsätzlich in Subtraktivtechnik, Additivtechnik oder Se iadditivtechnik vorgenommen werden. Im geschilderten Ausführungsbeispiel wer- den die ersten Leiterbahnen 5 semiadditiv hergestellt. Auf die ganzflächig mit einer Schichtenfolge aus Titan und Pala- dium besputterte Planarisierung 4 wird dabei ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Photoresist aufgebracht und so strukturiert, daß auf das frei entwickelte Leiterbahnbild z.B. galvanisch Gold oder galvanisch bzw. chemisch Kupfer abgeschieden werden kann. Nach dem Strippen des Photoresists werden dann die nicht den gewünschten ersten Leiterbahnen 5 entsprechenden Bereiche der Schichtenfolge aus Titan und Pa- ladium durch selektives Atzen bis zur Oberfläche der Planari- sierung 4 abgetragen.
Auf die ersten Leiterbahnen 5 wird dann eine photostruktu- rierbare erste Isolationsschicht 6 aufgebracht, in welche durch Belichten und Entwickeln Löcher 61 eingebracht werden, die beispielsweise einen Durchmesser von 25 μm aufweisen. Bei der nachfolgenden Herstellung einer zweiten Lage metallischer Feinstrukturen in Form von ersten Elektroden 51, zweiten Leiterbahnen 7 und zweiten Elektroden 71 werden dann im Bereich der Löcher 61 Durchkontaktierungen erzeugt, welche die ersten Elektroden 51 mit zugeordneten darunterliegenden ersten Leiterbahnen 5 elektrisch leitend verbinden. Die vorstehend erwähnte zweite Lage metallischer Feinstrukturen wird im ge- schilderten Ausfuhrungsbeispiel wieder semiadditiv hergestellt.
Aus der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 ist ersicht- lieh, daß sich die Schar von ersten Leiterbahnen 5 und die Schar von zweiten Leiterbahnen 7 orthogonal kreuzen. Es ist außerdem ersichtlich, daß die zweiten Elektroden 71 durch flachige Verbreiterungen der zweiten Leiterbahnen 7 gebildet sind und daß die ersten Elektroden 51 und die zweiten Elek- troden 71 eine Art Pixelfeld bilden, dessen Pixelraster im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel 70 μm betragt. Die ersten Leiterbahnen 5 munden endseitig m Anschlüsse für Sendeleitungen AS, wahrend die zweiten Leiterbahnen 7 endseitig m Anschlüsse für Empfangsleitungen AE munden. Über die An- Schlüsse AS und AE wird das Sensorfeld dann mit einer Auswerteelektronik verbunden.
Aus Figur 4 ist noch ersichtlich, daß auf die zweite Lage metallischer Femstrukturen schließlich eine zweite Isolations- schicht 8 aufgebracht wird, welche neben der elektrischen
Isolierung der ersten und zweiten Elektroden 51 und 71 auch als Passivierungsschicht dient und beispielsweise aus BaTiOß, AI2O3 oder S1O3 besteht. Nach elektrischer und optischer Prüfung wird der aus mehreren zusammenhangenden Emzelanordnun- gen bestehende Mehrlagenaufbau beispielsweise mit einem
Nd:YAG-Laser bis auf die Haftschicht 2 hinunter m einzelne Sensorfelder getrennt, die, wie bereits erwähnt wurde, eine Mindestgroße von ca. 13x13 mm aufweisen sollten. Nun erfolgt die Ablation des Schichtaufbaus vom Hilfstrager mit Hilfe ei- nes Excimer-Lasers, der mit XeF (Wellenlange 350 nm) betrieben wird.
Die vorstehend erwähnte Laserablation wird mit Hilfe einer m Figur 6 schematisch dargestellten Anordnung vorgenommen. Die Laserstrahlung LS des Excimer-Lasers wird dabei m Richtung des Pfeiles 9 auf einen Umlenkspiegel 10 gerichtet und über telezentrische Abbildungsimsen 11 und 12 auf die Oberflache des Hilfstragers 1 gelenkt. Der Hilfstrager 1 und der aus den Schichten 3 bis 8 (vgl. Figur 4) bestehende Aufbau A sind auf einem m Figur 6 nicht dargestellten XY-Tisch angeordnet, der ein Scannen mit einer Relativbewegung zwischen der ein recht- eckiges Strahlprofil aufweisenden Laserstrahlung LS und dem Hilfstrager 1 ermöglicht. Diese Scan-Bewegung ist m Figur 6 durch Pfeile 13 angedeutet.
Durch die Einwirkung der Laserstrahlung LS wird m einem kal- ten Vorgang die Haftwirkung zwischen der Haftschicht 2 und der Basisschicht 3 zumindest weitgehend aufgehoben, so daß der Aufbau A abgelöst werden kann, so wie es m Figur 6 durch den Pfeil 14 angedeutet ist. Ist die Basisschicht 3 mit Hilfe eines Klebers auf die Haftschicht 2 aufgebracht, so hebt die Laserstrahl LS m vergleichbarer Weise die Wirkung dieses Klebers auf.
Der Hilfstrager 1 mit der Haftschicht 2 (vgl. Figur 4) kann nach einer Reinigung wiederverwendet werden.
Figur 3 zeigt ein Ersatzschaltbild des m Figur 1 schematisch dargestellten Sensorfeldes. Zwischen den ersten Leiterbahnen 5 und den orthogonal kreuzenden zweiten Leiterbahnen 6 werden jeweils Kapazitäten C gebildet. Bei diesen Kapazitäten C han- delt es sich um Streukapazitaten zwischen benachbarten ersten Elektroden 51 und zweiten Elektroden 71 (vgl. Figur 1) . Im geschilderten Ausfuhrungsbeispiel ist C < lOfF.
Bei dem geschilderten Sensorfeld, das auch als passives Sen- sor-Array bezeichnet werden konnte, dient nun das Streufeld zwischen benachbarten ersten Elektroden 51 und zweiten Elektroden 71 als Meßgroße bei der Erfassung von Fingerabdrucken. Dieses auch als Frmgmg Field-Meßprmz p bezeichnete Prinzip ist aus Figur 3 ersichtlich. Hier ist das Streufeld zwischen einer ersten Elektrode 51 und einer benachbarten zweiten
Elektrode 71 mit SF bezeichnet. Die darüber erkennbare Fingerbeere FB einer zu identifizierenden Person verändert nun das Streufeld SF in Abhängigkeit von dem jeweiligen Muster der Hautlinien.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf einen fertigen Fingerprint- Sensor, bei welchem das Sensorfeld mit S bezeichnet ist. Im Bereich einer Lupe L ist zu erkennen, daß die Struktur des Sensorfeldes F der Struktur des in Figur 1 schematisch dargestellten Sensorfeldes entspricht. Auf der Basisschicht 3 führen die beiden Seiten des Sensorfeldes S Sendeleitungen SL zu einem unterhalb des Sensorfeldes S angeordneten Chip CH. Bei diesem Chip CH handelt es sich um die Auswerteelektronik des Fingerprint-Sensors . Vom unteren Rand des Sensorfeldes S ausgehend führen Empfangsleitungen EL zum Chip CH.
Über die Sendeleitungen SL werden beispielsweise Rechteckimpulse den ersten Elektroden 51 (vgl. Figur 1) des passiven Sensorfeldes S zugeführt, während die Empfangsleitungen EL die durch die Fingerbeere FB verursachte Änderung des Streufeldes SF zwischen ersten und zweiten Elektroden 51 und 71 (vgl. Figur 3) erfassen und dadurch dem Chip CH eine Identifizierung der entsprechenden Person ermöglichen.
Bei dem in Figur 5 dargestellten Fingerprint-Sensor entfallen die in Figur 1 dargestellten Anschlüsse AS und AE . Die Sende- leitungen SL sind als Weiterführungen der ersten Leiterbahnen 5 auf der Basisschicht 3 ausgebildet. In entsprechender Weise sind die Empfangsleitungen EL als Weiterführungen der zweiten Leiterbahnen 7 auf der ersten Isolationsschicht 6 ausgebildet.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorfeld für einen kapazitiv messenden Fingerprint- Sensor, mit - einer Basisschicht (3) aus einem elektrisch isolierenden Material; mehreren auf der Basisschicht (3) angeordneten ersten Leiterbahnen (5) ; einer auf die Basisschicht (3) und die ersten Leiterbahnen (5) aufgebrachten ersten Isolationsschicht (6) aus einem elektrisch isolierenden Material; mehreren auf der ersten Isolationsschicht (6) angeordneten ersten Elektroden (51), die über Durchkontaktierungen mit zugeordneten darunterliegenden ersten Leiterbahnen (5) elektrisch leitend verbunden sind; mehreren auf der ersten Isolationsschicht (6) angeordneten und die ersten Leiterbahnen (5) kreuzenden zweiten Leiterbahnen (7) ; mehreren auf der ersten Isolationsschicht (6) angeordneten zweiten Elektroden (71), die mit zugeordneten zweiten Leiterbahnen (7) elektrisch leitend verbunden sind; und mit einer auf die erste Isolationsschicht (6), die ersten Elektroden (51), die zweiten Leiterbahnen (7) und die zweiten Elektroden (71) aufgebrachten zweiten Isolations- schicht (8) .
2. Sensorfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht (3) aus einem organischen Material besteht.
3. Sensorfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht (3) aus einem flexiblen organischen Material besteht.
4. Sensorfeld nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Basisschicht (3) in Form einer Folie.
5. Sensorfeld nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Folie aus einem thermostabilen Polyimid.
6. Sensorfeld nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine auf die Basisschicht (3) aufgebrachte Planarisierung (4) aus einem elektrisch isolierenden Material.
7. Sensorfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste Isolations- schicht (6) Löcher (61) eingebracht sind, die zur Bildung der Durchkontaktierungen zwischen den ersten Leiterbahnen (5) und den zugeordneten ersten Elektroden (51) metallisiert sind.
8. Sensorfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die ersten Leiterbahnen
(5) und die zweiten Leiterbahnen (7) sich orthogonal kreuzen.
9. Sensorfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elektroden (71) durch flächige Verbreiterungen der zweiten Leiterbahnen (7) gebildet sind.
10. Verfahren zur Herstellung eines Sensorfeldes für einen kapazitiv messenden Fingerprint-Sensor mit folgenden Schrit- ten:
Aufbringen einer dünnen Basisschicht (3) aus einem flexiblen organischen Material auf einem starren Hilfsträger
(1); Erzeugung von mehreren auf der Basisschicht (3) angeordne- ten ersten Leiterbahnen (5) ;
Aufbringen einer ersten Isolationsschicht (6) auf die Basisschicht (3) und die ersten Leiterbahnen (5) ; Einbringen von Löchern (61) in die Isolationsschicht (6); Bildung von mehreren ersten Elektroden (51), von mehreren die ersten Leiterbahnen (5) kreuzenden zweiten Leiterbahnen (7) und von mehreren zweiten Elektroden (71) auf der ersten Isolationsschicht (6), wobei die ersten Elektroden (51) über eine Metallisierung der Locher (61) m der Iso- lationsschicht (6) mit zugeordneten darunterliegenden ersten Leiterbahnen (5) elektrisch leitend verbunden werden und wobei die zweiten Elektroden (71) mit zugeordneten zweiten Leiterbahnen (7) elektrisch leitend verbunden werden;
- Aufbringen einer zweiten Isolationsschicht (8) auf die ersten Isolationssc icht (6), die ersten Elektroden (51), die zweiten Leiterbahnen (7) und die zweiten Elektroden (71);
- Ablösung der Basisschicht (3) vom Hilfstrager durch Einwirkung von Laserstrahlung (LS) , die durch den Hilfstrager
(1) hindurch auf die Basisschicht (3) gerichtet wird, wobei der Hilfstrager (1) aus einem für die zur Ablösung der Basisschicht (3) verwendete Laserstrahlung (LS) zumindest weitgehend durchlassigen Material besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß em Hilfstrager (1) aus Quarzglas verwendet wird und daß für die Ablösung der Basisschicht (3) em Excimerla- ser mit einer Wellenlange der Laserstrahlung (LS) von 248 nm verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- net, daß em Hilfstrager (1) aus Borosilicatglas verwendet wird und daß für die Ablösung der Basisschicht (3) em Exci- merlaser mit einer Wellenlange der Laserstrahlung (LS) von 350 nm verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Basis- schicht (3) eine Haftschicht (2) auf den Hilfstrager (1) aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haftschicht (2) aus Titan auf den Hilfstrager (1) aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (2) durch Sputtern auf den Hilfsträger (1) aufgebracht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht (3) in Form einer Folie aufgebracht wird.
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