(57)【要約】【課題】  集積化リードフレーム及びベゼル構成体が平坦状のキャリアフレームと、複数個のボンディングパッドと、ダイパッド領域と、ベゼル構成体とを包含している。【解決手段】  該ベゼル構成体は、前記ベゼル構成体の一部が前記キャリアフレームの面の外へ折り曲げられることを容易化させるべく形状とされており且つ配設されている曲げ部分を包含している。センサＩＣを該ダイパッド領域へ固定させることが可能であり、且つワイヤボンドが該センサＩＣへの外部接続を可能とさせるために形成されている。該ベゼル構成体は、それらの上部範囲が検知表面内又はその上方にであるように折り曲げられる部分を包含している。その組立体をカプセル化し、その上部表面において、該ベゼル部分の一部及び該センサＩＣの該上部表面を露出させ、且つその底部表面上にはコンタクトパッドがある。該センサＩＣの各側部に１個又はそれ以上の２個又はそれ以上のベゼル部分を設けることが可能である。【選択図】  図１
2010130025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積化リードフレーム及びベゼル構成体のテンプレートにおいて、
センサ構成体を担持するセンサＩＣダイを受け取るダイパッド領域、
複数個のボンディングリード領域であって、各ボンディングリード領域が内側先端部分と外側コンタクト部分とを持っており、該内側先端部分が前記ダイパッド領域に近接しているように前記ボンディングリード領域が配向されている複数個のボンディングリード領域、
前記ボンディングリード及びダイパッド領域において形成されている構成体の面における一つの位置から前記面の外の一つの位置へ前記第１ベゼル領域に形成されている構成体の一部の制御された曲げを容易化させるための形状とされており且つ配設されている第１曲げ部分を包含している第１ベゼル領域、
を有しているテンプレート。
【請求項２】
請求項１において、前記べセル領域が少なくとも該センサ構成体の幅と等しい幅であるテンプレート。
【請求項３】
請求項１において、前記第１ベゼル領域が前記ダイパッド領域の第１横方向端部に近接して配設されており、且つ、更に、前記ダイパッド領域の前記第１横方向端部と反対側の前記ダイパッド領域の第２横方向端部に近接して配設されている第２ベゼル領域を有しており、前記第２ベゼル領域は、前記ボンディングリード及びダイパッド領域に形成されている構成体の面における一つの位置から前記面の外の一つの位置へ前記第２ベゼル領域に形成されている構成体の一部の制御された曲げを容易化させるための形状とされており且つ配設されている第２曲げ部分を包含している、テンプレート。
【請求項４】
指紋検知装置に使用する集積化リードフレーム及びベゼル構成体において、
平坦状のキャリアフレーム、
前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に、各々がその第一端部において、接続されており且つ前記キャリアフレームの面内に配設されている複数個のボンディングリード、
前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されており且つ前記キャリアフレームの該面内に配設されているダイパッド領域、
前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されているベゼル構成体であって、前記ベゼル構成体の一部が前記キャリアフレームの該面の外へ曲げられることを容易化させるための形状とされており且つ配設されている曲げ部分を包含しているベゼル構成体、
を有している集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項５】
請求項４において、前記ベゼル構成体が少なくとも２個のベゼル部分を有しており、その各々はそれ自身の曲げ部分を具備しており、且つ、更に、前記ベゼル部分の内の少なくとも第一のものは前記ダイパッド領域の第１側部に配設されており且つ前記ベゼル部分の第２のものは前記第１側部と反対側の前記ダイパッド領域の第２側部に配設されている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項６】
請求項４において、前記ベゼル構成体は前記キャリアフレームの面の上方に隆起されているベゼル部分を有している集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項７】
請求項６において、前記曲げ部分は、前記ベゼル部分の第１端部上に前記キャリアフレームに近接して配設されており、且つ前記ベゼル部分は、前記第１端部の反対側で前記キャリアフレームに近接して第２端部をもっており、且つ、更に、前記第２端部が前記キャリアフレームの面に向かって下方向へ丸められている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項８】
請求項６において、前記曲げ部分が前記ベゼル部分の第１端部上で前記キャリアフレームに近接して配設されており、且つ前記ベゼル部分が前記第１端部と反対側で前記キャリアフレームに近接して第２端部を持っており、且つ、更に、ベゼル部分がアーチ状断面を持っており、前記アーチが前記第１端部から前記第２端部へ延在しており、且つ前記アーチが前記キャリアフレームの面に向かって下方向に凹状である集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項９】
請求項４において、前記ベゼル部分が第１軸方向において第１幅へ延在しており、且つ前記ダイパッドが前記第１軸方向に対して実質的に平行な第２軸方向において第２幅へ延在しており、且つ、更に、前記第１幅及び前記第２幅が実質的に同じである集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１０】
請求項４において、更に、前記集積化リードフレーム及びベゼル構成体の一部の上に選択的に付与された保護コーティングを有している集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１１】
請求項４において、更に、前記ダイパッド領域へ固定されているセンサＩＣを有しており、前記センサＩＣはその中に形成されているセンサ構成体を包含しており、前記センサ構成体は検知表面を画定する最上部の平坦状表面を形成するために一つ又はそれ以上の保護層によって保護されており、前記センサＩＣは前記検知表面と反対側の前記センサＩＣの下側の平坦状の表面において前記ダイパッド領域へ固定されている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１２】
請求項１１において、前記ベゼル構成体は、前記キャリアフレームの面の外へ曲げられており且つそれにより前記検知表面へ向かう方向において前記キャリアフレームの面の上方へ隆起されているベゼル部分を有している集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１３】
請求項１２において、前記ベゼル部分の一部は前記検知表面よりも２００ミクロンを越えて下方へ一層低いものではなく且つ２００ミクロンを越えて上方へ一層高いものでもない集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１４】
請求項１２において、前記曲げ部分は、更に、該ベゼル領域へ付与される力が前記曲げ部分によって抵抗されるようなスプリングとして作用する集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１５】
請求項１２において、前記センサＩＣは、前記センサＩＣ内に形成されている電気的コンポーネントと外部回路との間の電気的接続を行うボンディングパッドを包含しており、更に、前記ボンディングパッドと前記ボンディングリードとの間に延在しており且つそれらを電気的に相互接続するワイヤボンドを有しており、且つ、更に、前記ボンディングリードのコンタクトパッド部分及び前記ベゼル部分の露出された領域を除いて、前記ボンディングリード、前記ワイヤボンド、前記ベゼル構成体、及び前記センサＩＣを実質的にカプセル化する電気的絶縁性のカプセル化物質を有している集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１６】
請求項１２において、前記カプセル化物質は、更に前記検知表面の一部を除いて、前記ボンディングリード、前記ワイヤボンド、前記ベゼル領域、及び前記センサＩＣを実質的にカプセル化している集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１７】
請求項１２において、前記ベゼル部分の上側範囲が前記検知表面の上方へ延在するように前記ベゼル部分の前記上側範囲が前記キャリアフレームの面の上方へ隆起されている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１８】
請求項１２において、前記ベゼル構成体は、各々がそれ自身の曲げ部分を具備している少なくとも２個のベゼル部分を有しており、且つ、更に、前記ベゼル部分の少なくとも第１のものは前記ダイパッド領域の第１側部に配設されており且つ前記ベゼル部分の第２のものは前記第１側部と反対側の前記ダイパッド領域の第２側部に配設されており、前記各ベゼル部分は、前記ベゼル部分が少なくとも前記検知表面へ延在するように前記キャリアフレームの面の上方へ隆起されており、前記ベゼル部分の内の前記第１のものは前記センサＩＣの第１側部に配設されており且つ前記ベゼル部分の内の前記第２のものは前記第１側部反対側の前記センサＩＣの第２側部に配設されている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項１９】
請求項１５において、前記曲げ部分は前記ベゼル部分の第１端部に前記キャリアフレームに近接して配設されており、且つ前記ベゼル部分は前記第１端部と反対側に第２端部を持っており、且つ、更に、前記第２端部は前記キャリアフレームの面に向かって下方向に丸められている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項２０】
請求項１５において、前記曲げ部分は前記ベゼル部分の第１端部に前記キャリアフレームに近接して配設されており、且つ前記ベゼル部分は前記第１端部と反対側に第２端部を持っており、且つ、更に、ベゼル部分はアーチ状断面を持っており、前記アーチは前記第１端部から前記第２端部へ延在しており、且つ前記アーチは前記キャリアフレームの面に向けて下方向に凹状であり、前記上側範囲は前記アーチの頂点である集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項２１】
請求項１５において、前記ベゼル部分が第１軸方向において第１幅へ延在しており、且つ前記センサ構成体が前記第１軸方向に対して実質的に平行な第２軸方向において第２幅へ延在しており、且つ、更に、前記第１幅と前記第２幅とが実質的に同じである集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項２２】
指紋センサ装置において、
ダイパッド、
その平坦状上部表面において又は近接して形成されているセンサ構成体を包含しているセンサＩＣであって、前記ダイパッドへ固定されており、更に、前記センサＩＣ内に形成されている電気的コンポーネントと外部回路との間に電気的接続を形成するボンディングパッドを包含しており、前記センサ構成体は検知表面を画定する最上部の平坦状の表面を形成するために一つ又はそれ以上の保護層によって保護されているセンサＩＣ、
前記センサＩＣから横方向外側へ一つの面内において延在している複数個のボンディングリード、
前記ボンディングパッドと前記ボンディングリードとの間に延在しており且つそれらを電気的に接続しているワイヤボンド、
曲げ部分とベゼル部分とを有しているベゼル構成体であって、前記ベゼル部分は前記センサＩＣに近接した第１端部及び前記曲げ部分が位置されており且つ前記第１端部と反対側の第２端部を持っており、前記ベゼル部分の上側範囲が前記検知表面へ向かって延在するように前記ベゼル部分は前記ボンディングリードの面の上方へ隆起されており、且つ前記曲げ部分が前記ボンディングリードの面へ下方へ延在しているベゼル構成体、
前記ボンディングリードのコンタクトパッド部分、前記検知表面、及び前記ベゼル部分の前記上側範囲を除いて、前記ボンディングリード、前記ワイヤボンド、前記ベゼル構成体、及び前記センサＩＣを実質的にカプセル化している電気的絶縁性のカプセル化物質、
を有している指紋センサ装置。
【請求項２３】
請求項２２において、前記ベゼル部分の前記上側範囲が前記検知表面の上方に延在するように前記ベゼル部分の前記上側範囲が前記ボンディングリードの面の上方へ隆起されている指紋センサ装置。
【請求項２４】
請求項２１において、前記ベゼル部分の前記上側範囲が前記検知表面よりも２００ミクロンを越えて下側に一層低いものではなく且つ２００ミクロンを越えて上側に一層高いものでも無いように前記ボンディングリードの面の上方に隆起されている集積化リードフレーム及びベゼル構成体。
【請求項２５】
請求項２２において、前記ベゼル構成体は各々がそれ自身の曲げ部分を具備している少なくとも２個のベゼル部分を有しており、且つ、更に、前記ベゼル部分の内の少なくとも第１のものは前記センサＩＣの第１の側部に配設されており且つ前記ベゼル部分の内の第２のものは前記第１の側部と反対側の前記センサＩＣの第２の側部に配設されており、該検知表面にわたり掃引される指先が前記第１及び第２ベゼル部分の少なくとも前記上側範囲と物理的に同時的に接触することが可能である指紋センサ装置。
【請求項２６】
請求項２２において、前記ベゼル部分は第１軸方向において第１幅へ延在しており、且つ前記センサ構成体は前記第１軸方向に対して実質的に平行な第２軸方向における第２幅へ延在しており、且つ、更に、前記第１幅及び前記第２幅が少なくとも実質的に同じである指紋センサ装置。
【請求項２７】
請求項２２において、前記ベゼル部分が第１軸方向において第１幅へ延在しており、且つ前記センサ構成体は前記第１軸方向に対して実質的に平行な第２軸方向において第２幅へ延在しており、且つ、更に、前記第２幅が前記第１幅を超えている指紋センサ装置。
【請求項２８】
センサ装置を製造する方法において、
平坦状のキャリアフレームを形成し、
各々がその第１端部において前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されており且つ前記キャリアフレームの面内に配設されている複数個のボンディングリードを形成し、
前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されており且つ前記キャリアフレームの面内に配設されているダイパッド領域を形成し、
前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されているベゼル構成体であって前記ベゼル構成体が前記キャリアフレームの面の外へ曲げられることを容易化させる形状とされており且つ配設されている曲げ部分を包含しているベゼル構成体を形成し、
前記キャリアフレームの前記面の外へベゼル部分を配設させるために前記曲げ部分において前記ベゼル構成体を折り曲げ、
その中に形成されているセンサ構成体及び検知表面を画定する最上部の平坦状の表面を形成するためにその上に形成されている一つ又はそれ以上の保護層を包含しているセンサＩＣであって、前記センサＩＣ内に形成されている電気的コンポーネントと外部回路との間に電気的接続を形成するためのボンディングパッドを包含しており、前記センサＩＣは前記折り曲げたベゼル部分が前記検知表面へ向かって延在し、前記検知表面にわたり掃引される指先が前記ベゼル部分と同時的に物理的に接触することが可能であるような高さのものであるセンサＩＣを前記ダイパッドへ固定し、
前記ボンディングパッドと前記ボンディングリードとの間に延在しており且つそれらを電気的に相互接続するワイヤボンドを形成し、
前記ボンディングリードのコンタクトパッド部分、前記検知表面の一部、前記ベゼル構成体の一部、及び前記キャリアフレームの一部を除いて、前記ボンディングリード、前記ワイヤボンド、前記ベゼル構成体、及び前記センサＩＣを実質的にカプセル化させるために電気的絶縁性のカプセル化物質を形成する、
上記ステップを有している方法。
【請求項２９】
請求項２８において、更に、前記センサ構成体をシンギュレートするステップを有している方法。
【請求項３０】
請求項２８において、前記折り曲げられたベゼル部分が該検知表面の上方に延在する上側範囲を持っている方法。
【請求項３１】
平坦状のキャリアフレームが形成されており、複数個のボンディングリードが前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されており、ダイパッド領域が前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されており、且つベゼル構成体が前記キャリアフレームへ物理的に且つ電気的に接続されており、前記ベゼル構成体は前記ベゼル構成体が前記キャリアフレームの該面の外へ折り曲げられることを容易化させる形状とされており且つ配設されている曲げ部分を包含している集積化リードフレーム及びベゼル構成体を使用してセンサ構成体を製造する方法において、
前記キャリアフレームの前記面の外へベゼル部分を配設させるために前記曲げ部分において前記ベゼル構成体を折り曲げ、
その平坦状の上部表面において又は近接して形成されており、検知表面を画定する最上部の平坦状の表面を形成するために一つ又はそれ以上の保護層によって保護されているセンサ構成体を包含しているセンサＩＣであって、前記センサＩＣ内に形成されている電気的コンポーネントと外部回路との間に電気的接続を形成するためのボンディングパッドを包含しており、前記センサＩＣは前記折り曲げたベゼル部分が前記検知表面へ向かって延在し、前記検知表面にわたり掃引される指先が前記ベゼル部分と同時的に物理的に接触することが可能であるような高さのものであるセンサＩＣを前記ダイパッドへ固定し、
前記ボンディングパッドと前記ボンディングリードとの間に延在しており且つそれらの間を電気的に相互接続させるワイヤボンドを形成し、
前記ボンディングリードのコンタクトパッド部分、前記検知表面の一部、前記ベゼル構成体の一部、及び前記キャリアフレームの少なくとも一部を除いて、前記ボンディングリード、前記ワイヤボンド、前記ベゼル構成体、及び前記センサＩＣを実質的にカプセル化させるために電気的絶縁性のカプセル化物質を形成する、
上記ステップを有している方法。
【請求項３２】
請求項３１において、更に、前記センサ構成体をシンギュレートするステップを包含している方法。
【請求項３３】
請求項３１において、更に、
該電気的絶縁性のカプセル化物質を形成する前にモールド内にセンサＩＣとワイヤボンドと共に該集積化リードフレーム及びベゼル構成体を配設し、前記モールドは下側モールド部分と上側モールド部分とを有しており、
該上側モールド部分を該下側モールド部分に対して下降させ、それにより前記上側モールド部分が所望の位置となる迄前記ベゼル部分を前記キャリアフレームの該面に向けて圧縮させ、
その際に前記ベゼル構成体の前記曲げ部分がスプリングとして作用して前記上側モールド部分による前記ベゼル部分の圧縮に抵抗する、
方法。
【請求項３４】
請求項３３において、前記ベゼル部分が該検知表面と実質的に同一面状となるように圧縮される方法。
【請求項３５】
請求項３３において、前記ベゼル部分が、該検知表面よりも２００ミクロンを越えて下側に一層低くなり且つ２００ミクロンを越えて上側に一層高くなることがないように圧縮される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路パッケージング、更に詳細には、集積化リードフレーム及びユーザの指先等を受け付けるための露出したベゼル部分を提供するリードフレーム構成体及びそれを使用する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、二つの異なる技術の十字路に存在している。これらの内の第１のものは集積回路（ＩＣ）パッケージングである。第２のものはシリコン指紋センサである。最初にＩＣパッケージングについて見てみる。歴史的に、ＩＣダイ上に形成されるデバイスの数は毎年劇的に増加している。ＩＣダイによって担持されるデバイスのデザイン及びレイアウトの両方における及びこれらのデバイスへの外部接続を構成するデザインにおける進化は、デバイス数における増加をサポートしてきている。典型的なＩＣ組立体は、しばしば、シリコンなどの半導体物質からなる本体であるダイを包含しており、その上に形成されているトランジスタ、抵抗、コンデンサ、相互接続体、等の電子要素を相互接続している。ダイは、典型的に、極めて小さく、それに対応して小さなコンタクトパッドは、ダイとプリント回路基板（ＰＣＢ）又はＩＣが使用のために取り付けられるその他のボディとの間の実際的な電気的接続を構成するための二次的構成体を使用することを必要としている。この様な二次的構成体は、リードフレーム、チップキャリア、等を包含している。通常の適用例においては、ＩＣダイは物理的にリードフレームへ接着されており、且つ微細なワイヤがＩＣダイのボンディングパッドとリードフレームのボンディングリードとの間の電気的な相互接続を構成している。リードフレームは、次のレベルのＰＣＢ等への最終的な電気的接続を構成するパッド又はピンを提供している。
【０００３】
ＩＣダイ、接続ワイヤ、及びリードフレームのボンディングリードは、典型的に、樹脂又はプラスチック等の非導電性構成体又は封止体内に封止されている。或る実施例においては、リードフレームの一部は、リードフレームに対する、且つそれによりＩＣに対する外部接続点に対しての封止の範囲を超えて延在している。その他の実施例においては、リードフレームは少なくとも二つの異なる厚さを有するためにエッチングされている。厚さのより薄い部分を有する領域は封止物質内に完全に封止されており、一方より大きな厚さを有する領域は封止物質を超えて突出し、外部コンタクトパッドを与えている。
【０００４】
封止は、機械的（例えば、衝撃及び引っ掻き）及び電気的（例えば、静電）損傷の両方からの保護を与える。封止物質は非導電性であり、内部の電気的分離を与えると共にその中のダイを不所望の外部的な電気的接触から隔離している。
【０００５】
封止したダイとリードフレームとの結合体を製造することは、リードフレームのダイパッド部分へ予め取り付けたダイを、モールドのキャビティ内に配置させ、且つ該キャビティ内に封止物質を注入させることによって最も一般的に達成される。モールドを寸法設定し且つ適切にエンジニアリングすることにより、封止物質は所望の厚さで且つリードフレーム及びＩＣダイの周りの所望の領域内に付与される。
【０００６】
次にシリコン指紋センサについて見てみる。指紋のパターンを検知するためにデザインされた装置は、使用されるセンサのタイプに基づいて、光学的、熱的、容量的等の幾つかのカテゴリに分けられる。これらのカテゴリ内において、容量的センサの場合におけるように、幾つかは、ユーザの指がセンサの一部（又はその上に付与されたコーティング）と直接的に接触することを必要とし、一方、光学的センサの場合におけるように、その他は、指がセンサ表面から離隔されて位置されることを必要とする（しかしながら、しばしば、ガラス又はプラスチックの光学的プラテン又はレンズ表面等の別の表面と直接接触する）。本開示においては、直接接触センサ装置のカテゴリと主に関連するものであるが、本発明の幾つかの側面は、当業者によって理解されるように、非直接接触センサ装置に対して有用的に適用させることが可能なものである。
【０００７】
直接接触シリコン指紋センサ装置の１例においては、コンデンサプレートがＩＣセンサダイの表面の直下に形成される。典型的なＩＣ製造技術を使用してセンサダイを形成する。指先をセンサダイの表面上に配置させる。従って、指紋の山部における皮膚表面が、谷部における皮膚表面よりも、コンデンサプレートに対して一層近くに位置される。皮膚表面はコンデンサの一方のプレートとして確立され、且つ埋設されているプレートが別のプレートとして確立される。従って、コンデンサプレート間の距離は、指紋パターンの山部と谷部との間として変化する。この距離における変化は容量における変化となり、それは指先の領域（即ち、ピクセル）に対して測定し且つ指紋輪郭及びパターンの３次元表示を形成するために使用することが可能である（その場合に、距離はピクセルグレイスケール値に対応している）。
【０００８】
直接接触容量性センサ（及び熱的等のその他の直接接触センサ技術）装置は、ユーザの検知される部分（例えば、指先）が、接触するものではないとしても、センサ装置に非常に近くに位置されることを必要とする。そのために、直接接触指紋検知用のセンサ装置は、しばしば、ＩＣセンサダイの又はその上の表面の一部が露出されているように封止物質内にパッケージされる（即ち、モールド構成体は、封止物質がＩＣダイの検知部分上に形成されることを防止するようになされている）。幾つかの適用例においては、ポリアミド又はエポキシ等の一つ又はそれ以上の薄い保護コーティングが、ウエハレベルにおいて（パッケージングの前に）、センサ及び／又はＩＣ表面へ付与され、その他の適用例においては、この様な薄い保護コーティングはパッケージングプロセス自身内において付与することが可能であり（シリコンダイを封止物質の薄い層で被覆して最も外側の検知表面を形成する）、且つ更にその他の適用例においては、付加的な保護コーティング（シリコンウエハ製造の最終ステップの内の一つとして典型的に付与される標準のパッシベーション層を超えて）は使用されず、且つシリコンセンサ表面（例えば、窒化シリコンパッシベーション層）が実際的に接触のために露出されている。一つの典型的なパッシベーションに基づく保護層を超えて付加的な保護層で薄く被覆されているか否かに拘わらず、且つこの様な保護層が封止前に配置されているか又は封止プロセスの一部として形成されるかに拘わらずに、この様な装置は、本書においては、露出型ダイセンサパッケージと呼称する。検知表面はこの様な露出型ダイセンサパッケージの最上部の表面である。
【０００９】
直接接触シリコン指紋センサ装置の更なる二つのサブカテゴリが存在しており、即ちエリアセンサ及びストリップセンサである。エリアセンサは、基本的に、その上にユーザが指を配置させる複数のセンサピクセルからなる二次元アレイである。ラスター又は同様のスキャニングプロセスを介して、センサピクセルからなるアレイは逐次的に活性化されて、検知が行われ、且つその結果は処理のために読み出される。指の運動が必要とされるものではない。正に、ひずみの無い結果を得るためには、検知フェーズ期間中に、指は比較的動きの無いように維持されねばならない。ストリップセンサは、基本的には、一次元アレイ（又は長さよりも一層大きな幅を具備するアレイ）であり、その上をユーザが指を掃引させる。そのセンサは、典型的に、平均指先の幅と同じ幅とすることが可能である。例えば、この様なセンサは、幅が５〜１０ｍｍの範囲内とすることが可能であり、且つ、典型的に、０．１〜０．４ｍｍ又は長さにおいて２〜８個のセンサ行の寸法である。指が該センサ上を通過すると、該センサアレイ（それも、幅よりもかなり少ない数のピクセルである）の長さに長さが等しい指紋の「ストリップ」に対して検知が行われる。各画像は、全体的に２次元指紋パターンの小さな基本的に１次元ストリップの構成の正確な表現である。次いで、個別的な基本的に１次元のストリップからのデータの解析及び正規化からソフトウエアによって、指紋パターンの完全な２次元画像が構成される。その際に非常にコンパクトなセンサが与えられ、それは、ポータブル（ノートブック）コンピュータ、電話（携帯電話等）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）等の多くの装置において使用されている。
【００１０】
露出型ダイセンサパッケージを生産するための多数の既存の技術が存在している。各々は、典型的に、該ダイ及びコンタクト構成体をモールドボディ内に配置させ、且つ該モールド内に樹脂又はプラスチックを注入させて該ダイを封止させることを包含している。引用により本書に取り込む米国特許第６，６８６，２２７号に開示されている一つの技術によれば、ダイを絶縁性基板（グラスファイバパネル等）へ取り付けることが可能であり、ボンディングワイヤがダイと基板との間の電気的接続を構成している。ダイ及び基板は、モールドボディが基板をクランプして該構成体を所定位置に保持するようにモールドキャビティ内に配置される。モールド上又は基板上のいずれかに位置されているシールが、モールド内に注入された如何なる導入される封止物質も露出されることが所望されるダイの領域へ付与されることを阻止すべく作用する。モールドボディから取り外すと、ダイ及び基板は保護封止物質内に封止され、該ダイの露出部分が検知動作のために提供される。
【００１１】
引用により本書に取り込む米国特許第５，８６２，２４８号に開示されている別の技術は、モールディングプロセスにおける個別的なリードを与え、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）タイプリード構成を具備する露出されたダイとなる。この技術によれば、ダイがリードフレームに取り付けられ、且つ該ダイ上のパッドはワイヤボンドによってリードフレームへ電気的に接続される。取り外し可能な物質のパターン形成された領域が該ダイ上に形成され、その場合に、該ダイの一部がモールディングの後に露出されることが所望される。次いで、該ダイ及びリードフレームがモールドのキャビティ内に位置決めされ、且つ封止物質が該キャビティ内に注入される。次いで、該取り外し可能な物質が取り外されて露出された領域を具備する封止された構成体を生じる。即ち、取り外し可能な物質で阻止された位置を除いて封止物質で完全に封止されている構成体が生産される。従って、一体的にモールドされた構成体は、リードフレーム下側（即ち、該ダイが取り付けられているのとは反対のリードフレームの側部）に封止物質を包含している。
【００１２】
引用により本書に取り込む米国特許第６，５１２，３８１号に開示されているような容量性センサ装置の別の実施例においては、変化する電圧が検知プロセス期間中に検知される指先を電気的に駆動する。前述した可変２プレート検知コンデンサを使用して、指紋山部の存在によって発生されるフリンジフィールド干渉の検知に基づいて、一層複雑な容量性センサシステム内への可変入力電荷を与えることが可能である。該センサコンデンサのフリンジフィールドと干渉すべく作用する場合に指紋の山部が有する効果を補足するために指紋山部の有無が可変電荷転送入力コンデンサとして機能するように変化する電圧で指を電気的に駆動するために外部電極を付加することにより、該センサの感度は著しく改善される。
【００１３】
ユーザの指を所望の変化する電圧で駆動させるために、指は電圧源と電気的に接触していなければならない。１実施例によれば、この接触は、該センサの周辺部全体または一部の周りに金属ベゼルを与えることによってなされる。エリアセンサ上に配置させるか又はストリップセンサ上を掃引させるかのいずれかによって、ユーザが指をセンサ表面に適用させると、該指は該ベゼルと直接的に接触される（又は、製造において、該ベゼル上に付与される導電性コーティングと接触される）。従って、該ベゼルは、該指から該センサ装置の入力コンデンサへ電荷を転送するために該指とのコンタクトとして作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６，６８６，２２７号
【特許文献２】米国特許第５，８６２，２４８号
【特許文献３】米国特許第６，５１２，３８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来、金属ベゼル、リードフレーム、及びセンサＩＣは、各々、別々の要素であり、センサ装置の組立又はパッケージングのプロセスにおいて一緒にされていた。しかしながら、ＩＣ製造の一般的な技術におけるように、コスト、部品数、及び製造ステップの数及び複雑性、及び完成した構成体の寸法、を減少させることの顕著で且つ不断の市場圧力が存在している。本発明は、センサ装置のコスト、複雑性、及び寸法を減少させ、その組立を簡単化させるなどのためにベゼル及びリードフレームに焦点を当てている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、指紋センサ装置用のコンポーネント、そのコンポーネントの構成、及びそれを製造する方法に関するものである。更に詳細には、本発明の一つの側面は集積化リードフレーム及びベゼルである。
【００１７】
本発明の一つの側面によれば、集積化リードフレーム及びベゼル構成体が開示される。この集積化リードフレーム及びベゼルは、銅、銅合金、などのシート材料から、それにより現在既知のＩＣリードフレームが形成されるものと同様の態様で型打ち、エッチング等で形成されることが可能である。該リードフレームのレイアウト及び寸法は、該リードフレームの一つ又はそれ以上の部分をベゼル領域を作成するために該シートの面から折り曲げることが可能であるように、選択される。この折り曲げは、ダイ・スタンピング又は迅速で自動化した製造のためのその他のプロセスによって達成することが可能である。
【００１８】
本発明の別の側面によれば、センサＩＣは該リードフレームのダイパッド領域へボンド即ち接着され、且つ該センサＩＣ上のボンディングパッドと該リードフレームのリード先端部との間にボンディングワイヤが付与される。そうする場合に、ベゼル領域の面は該センサＩＣの上側表面の面と平行か又は多少その上方とされる。結合されたリードフレームとベゼルとの構成体、ボンディングワイヤ、及びセンサＩＣは、次いで、ベゼル領域と、センサＩＣの上側表面と、リードフレームコンタクトパッドとが全て露出されているように、非導電性封止物質内に封止される。完成したセンサ構成体がそれにより提供される。
【００１９】
本発明の別の側面によれば、２個のこの様なベゼル領域が提供され、その各々は互いに電気的に分離されている。このことは、各ベゼルがそれ自身の分離されたコンタクトパッドを具備することを可能とさせる。各ベゼル領域は異なる電位（及び／又は異なるレートで変化する電位）を与えることが可能であり、ユーザの指の異なる領域に指の単一の適用を介して且つ任意の或る時間に異なる電位を与えることを可能としている。
【００２０】
本発明の更なる側面によれば、該ベゼル領域は可撓的に変形可能な支持体を有するように形成されている。所定位置に折り曲げられると、該ベゼルは該リードフレームのダイパッドに取り付けられているセンサＩＣの上側表面と相対的に上下に移動することが可能である。該センサＩＣの上側表面及び該ベゼルの面の相対的位置を制御することが可能であり、例えば、該センサＩＣの上側表面を基準面とし且つ該ベゼルをそれと相対的に上又は下に移動させて該二つの面の間に所望の変位を得ることが可能である。このことは、該ベゼルと該センサＩＣとの間に指によって付与される力及び／又は相対的な面積に関しての制御を与える。
【００２１】
本発明の更に別の側目によれば、該ベゼル領域は該センサＩＣに形成されているセンサ構成体の幅と少なくとも同じ幅である。ユーザの指と該ベゼル表面との間の接触面積は、全体的なパッケージの寸法を増加させること無しに最大とされている。
【００２２】
本発明の更に別の側面によれば、該集積化リードフレーム及びベゼルの領域を、例えば、導電度を向上させ、環境保護を与えるなどのために、選択的に鍍金させることが可能である。１実施例においては、該ベゼル領域は、例えば、該ベゼル領域の大気、摩擦（指の掃引）、油（指先から）等に対する露呈に起因しての磨耗、腐食等に対する向上された耐性を具備する導電性表面を提供するために、Ｎｉ−Ｓｎで鍍金させることが可能である。
【００２３】
上述したことは、本発明の多数の独特な側面、特徴、及び利点の要約である。しかしながら、この要約は網羅的なものではない。従って、本発明のこれら及びその他の側面、特徴、及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を、特許制球の範囲に鑑みて検討された場合に、一層明らかなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の１実施例に基づく集積化リードフレーム及びベゼル構成体に対するテンプレートの平面図。
【図２】ベゼル部分がキャリアフレームの面の外へ折り曲げられている図１の集積化リードフレーム及びべセル構成体に対するテンプレートの平面図。
【図３】（Ａ）は図１の集積化リードフレーム及びベゼル構成体に対するテンプレートの側面図、（Ｂ）は図２の集積化リードフレーム及びベゼル構成体に対するテンプレートの側面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は、夫々、図２の集積化リードフレーム及びベゼル構成体に対するテンプレートの実施例の変形例を示した概略図。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、図１の集積化リードフレーム及びベゼル構成体に対するテンプレートの実施例の変形例の概略図。
【図５】本発明の１実施例に基づく、センサＩＣ及びワイヤボンドと共に、集積化リードフレーム及びべセル構成体の側面図。
【図６】本発明の１実施例に基づく、センサＩＣ及びワイヤボンドと共に、集積化リードフレーム及びベゼル構成体の平面図。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の１実施例に基づく、ベゼル部分の上側範囲とセンサＩＣの上側表面の面とのアライメントを達成するためにベゼル構成体の折り曲げ部分の可撓性を使用する状態を示した各概略図。
【図８】本発明に基づく集積化リードフレーム及びべセル構成体に対するテンプレートの別の実施例の平面図。
【図９】本発明の１実施例に基づく、センサＩＣ及びワイヤボンドと共に、集積化リードフレーム及びベゼル構成体を封止するモールドの側面図。
【図１０】本発明の別の実施例に基づく、センサＩＣ及びワイヤボンドと共に、集積化リードフレーム及びベゼル構成体を封止するモールドの側面図。
【図１１】本発明の１実施例に基づく、センサＩＣ及びワイヤボンドと共に、封止した集積化リードフレーム及びベゼル構成体の一部の平面図。
【図１２】図１１のセンサＩＣ及びワイヤボンドと共に封止した集積化リードフレーム及びベゼル構成体の側面図。
【図１３】図１１のセンサＩＣ及びワイヤボンドと共に封止した集積化リードフレーム及びベゼル構成体の側面図。
【図１４】ベゼル部分への外部コンタクトをベゼル部分自身の一体的な一部ではないコンタクトパッドによるものとすることが可能な図１２に示した実施例の変形例の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の第１実施例によれば、図１に例示されているように、集積化リードフレーム及びベゼルのテンプレートが集積化リードフレーム及びベゼル１０のために与えられる。該テンプレートは、幾つかの実施例においては、リードフレーム構成体のユニットの詳細（デザイン）を表しており、その他の実施例においてはリードフレームを形成するためにシート材料をパターン形成し且つエッチングするために使用されるアートワークを表しており、更にその他の実施例においてはリードフレームを形成するために使用されるリードフレームデザインが付けられた金型又はその他のツールを表しており、且つ更にその他の実施例においてはリードフレーム構成体それ自身を表している。従って、定義上、ここで使用されるようにテンプレートとは、リードフレームのデザイン及びリードフレーム自身の両方のみならず、デザインが付けられており且つリードフレームを生産するために使用されるツールをもカバーすることが意図されている。
【００２６】
集積化リードフレーム及びベゼル１０は、キャリアフレーム１１を包含している。前記キャリアフレーム１１に物理的且つ電気的に接続されているものは、多数のボンディングリード１２、ダイパッド領域１４、及びベゼル領域１６であり、その各々については以下に更に説明する。重要なことであるが、この様な特徴部の数及び位置は、本発明の適用例に依存して異なる場合があり、従って、本発明は図１に示されている特徴部の数及び位置に制限されるものとして解釈されるべきものではない。
【００２７】
集積化リードフレーム及びベゼル１０のテンプレートは、シート材料から形成される平面状の構成体の輪郭を表している。該材料は、銅、銅合金、又は既存のＩＣリードフレーム構成体に対して既知であるようなその他の適宜の材料とすることが可能である。該集積化リードフレーム及びベゼルは、型打ち、エッチング、又は当該技術において既知のその他の手段によって形成することが可能である。
【００２８】
本発明の別の実施例によれば、集積化リードフレーム及びベゼルは、図２及び図３Ａ及び３Ｂに例示されているように、ベゼル領域を形成し、次いでリードフレームに対して面外へ曲げられるように製造される。該集積化リードフレーム及びベゼルは、曲げ部分１８が形成されており、それはベゼルが面外へ曲げられることを可能とさせる。これらの領域は、更に以下に説明する。ベゼル領域１６は、プレス・アンド・ダイ（press-and-die）又はその他の当該技術において既知の方法によってリードフレームの面外へ折り曲げることが可能である。理解されるように、本発明に基づく該集積化リードフレーム及びベゼルの形成は、大量生産技術に良く適している。従って、コンピュータ制御されたプレス・アンド・ダイ等の高速で再現性のあるプロセスが本発明の多くの適用例において望ましい。
【００２９】
次に図３Ａ乃至３Ｄを参照すると、集積化リードフレーム及びベゼルの幾つかの実施例が側面図で示されている。図３Ａは、ベゼル領域がリードフレームの残部と同一面状にあるリードフレーム及びベゼル１０を示している。オプションとして、更なる処理の前に、最終的なＩＣパッケージにおいて露出される場合にベゼル領域の保護、耐摩耗性、及び／又は向上された外観を与えるために、キャリアフレーム１１、ボンディングリード１２、及びべセル領域１６の表面上に、又はベゼル領域１６上に選択的に、保護及び美的なコーティングを付与することが可能である。この様なコーティングのために使用される物質の例は、ニッケル−錫（ＮｉＳｎ）、ニッケル−パラジウム（ＮｉＰｄ），銀（Ａｇ）等を包含している。
【００３０】
図３Ｂは、本発明の第１実施例を示しており、ベゼル領域１６は曲げ部分１８に沿って折り曲げられており、従ってベゼル領域１６の部分はリードフレームの残部の面に関して面外となっている。
【００３１】
究極的には、該集積化リードフレーム及びべセルはセンサＩＣと結合され、該センサＩＣ上のボンディングパッドをボンディングリード１２と接続させるためにボンディングワイヤが形成され、且つこれによりセンサＩＣ用の検知表面及びベゼル領域が露出されるように適宜の物質で封止（即ちカプセル化）された組立体が完成される。使用において、ユーザは、典型的に、露出されているセンサＩＣ用の検知表面及びベゼル領域を含む該構成体と接触し且つその上を指でスワイプ即ち掃引する。指の滑らかな掃引を簡単化させるために、且つ該組立体に関する損傷を回避し且つ磨耗を減少させるために、図３Ｃに例示したように、ベゼル領域の内側端部１７及び外側端部１９を丸めることが望ましい場合がある。このことは、ベゼル領域の初期的な折り曲げの一部として達成することが可能であり、又は別のステップで行うことが可能である。丸めを形成するために、プレス・アンド・ダイ又は同様の生産技術を使用することが可能である。代替的に、又は端部１７，１９において丸めを与えることに加えて、ベゼル領域１６の全体的な面外部分は、凹状又はアーチ形の断面、例えば、図３Ｄに例示されているように、半径ｒか又は同様の曲率の円形状アーチを有するように形成することが可能である。この場合も、ベゼル領域の初期的な折り曲げの一部として達成することが可能であり、又は別のステップにおいて行うことが可能であり、且つプレス・アンド・ダイ又は同様の生産技術によって達成することが可能である。該アーチの最高点、即ちアーチ頂点は、ユーザに対する触覚表面を表し、検知表面及び検知用のベゼルに対しての適切な位置に指があることの物理的表示を与える。
【００３２】
理解されるように、２個のベゼル領域１６が図１乃至３Ｄに示されているが、正に同一のデザイン原理及び機能性を２個を超える又は２個より少ないこの様な領域で与えることが可能である。例えば、図４Ａは単一のベゼル領域１６を具備する同様の構成を例示しており、且つ図４Ｂは４個のベゼル領域を具備する同様の構成を例示している。従って、集積化リードフレーム及びベゼル構成体の形態における多数の異なる変形例が可能であり且つ本開示の範囲内のものである。
【００３３】
次に図５を参照すると、センサＩＣ２０と結合されている集積化リードフレーム及びベゼル１０の側面図が示されている。更に図６を参照すると、図５のセンサＩＣ２０と結合されている集積化リードフレーム及びベゼル１０の平面図が示されている。センサＩＣ２０は、例えばエポキシ又は同様の接着剤で、ダイパッド領域１４に取り付けられている。センサＩＣ２０は外部装置及びシステムに対して電気的接続を形成するために多数のボンディングパッド２２が設けられている。
【００３４】
ボンディングパッド２２とボンディングリード１２との間の電気的接続を形成するために、微細ワイヤが、例えばワイヤボンディング装置によって、これら両者の間に接続されている。典型的に、集積化リードフレーム及びベゼル１０とそれに固定されているセンサＩＣ２０との組立体は、ワイヤボンディング装置におけるワイヤボンドヘッドに対してインデックスされ且つ位置決めされる。正確なダイ位置は、幾つかのプロセスにおいては、パターン認識技術によって見つけ出される。次いで、金又はその他の導電性ワイヤ２４がボンディングパッド２２とボンディングリード１２との間に延在され且つ取り付けられる。ワイヤボンド接続部の数は、ＩＣダイのデザインに応じて決定される。ボンディングパッド２２及び／又はボンディングリード１２は、ワイヤ取り付けステップを簡単化させるために、予め半田付けさせることが可能である。ボンディングワイヤ２２とボンディングリード１２と間のボンディングワイヤ接続部を形成するための半田付けプロセスは当該技術において良く知られている。
【００３５】
センサＩＣ２０において形成されるものは、使用するセンサのタイプに依存する１つの形式のセンサ構成体２６である。１実施例においては、センサ構成体２６は容量性ストリップセンサを有している。このタイプのセンサは、比較的圧縮された範囲の感度を持っており、許容可能な結果のためには、指先がセンサＩＣ内に埋設されているセンサプレートの頂部表面に非常に近くになければならないことを意味している。典型的なセンサＩＣは、フォトリソグラフィ又は同様のプロセスによって形成されたセンサ構成体２６を具備しているシリコン又は同様のボディ即ち本体と、センサプレートの上に位置しており且つそれを保護する窒化シリコンパッシベーション層２１のような最上部の硬質保護層と、から構成されている。付加的に、センサプレートは、更に、ポリアミド、エポキシ、又はパッケージングプロセス（モールディング）の一部として形成される保護封止物質の薄い層の形成などの付加的な保護層によって保護させることが可能である。センサＩＣ２０の頂部表面、即ちパッシベーション層、又は究極的な保護層によって形成される最も上側の表面がどのようなものであっても、それは検知表面Ｓを形成する。検知表面Ｓは、最上部の硬質保護層（即ち、パッシベーション層）＋付与された付加的な保護層（パッケージングプロセスの一部として形成される保護層を含む）の厚さに対応する量だけセンサプレートの表面の上方に位置しており、且つ指先は、その指紋パターンを検知することが可能であるためには、検知表面Ｓ上又はそれに近接していなければならない。しかしながら、前述したように、この様なセンサ構成体の１実施例においては、センサ性能を改善するためには指が検知されている場合に可変電圧で駆動させることが望ましい。ベゼル領域１６は、指をその電圧で駆動する目的のための指先とのコンタクトとして作用する。従って、指先は同時的にベゼル領域１６の両方と接触せねばならず且つ検知表面Ｓ上又はそれに近接していなければならない。このことは、高々、一方の上を掃引し且つ接触している指先が他方と接触することが阻止されることがないような小さな量だけ検知表面Ｓの面とベゼル領域１６とが究極的に高さにおいて分けられていなければならない。好適には、ベゼル領域１６の一部は検知表面Ｓよりも２００ミクロン（μｍ）を超えて上方にあるものでも２００ミクロン（μｍ）を超えて下方にあるものでもない。
【００３６】
更に以下に説明するように、本発明の１実施例によれば、パッケージングプロセスにおいて、集積化リードフレーム及びベゼル、それに固定されているセンサＩＣ，及びこれら二つを電気的に接続しているボンドワイヤは封止物質内に封止されており、該ベゼル及び検知表面Ｓは露出されている。パッケージングプロセス期間中に、封止物質等の保護物質の比較的薄い層、又はその他のオーバーコートをオプションとしてセンサＩＣ２０のダイ表面及びセンサ構成体２６上に付与することが可能である。この場合には、パッケージングプロセス自身が最も外側の保護層を形成し、それにより、結果的に、センサＩＣ２０用の究極的な検知表面を形成する。以下の説明においては、特にそうでないことを特記しない限り、特許請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなしに、ＩＣ製造において典型的である硬質の保護コーティング（パッシベーション）を超えての薄い付加的な保護層（オーバーコート）は、存在する場合も存在しない場合もあり且つパッケージングの前に、又はパッケージングプロセスの結果として、ウエハレベルにおいて付与することが可能である。
【００３７】
モールディングのためにベゼル領域を検知表面Ｓと整合させるプロセスは、或る程度のスプリング弾性を具備する曲げ部分１８を設けることによって容易化させることが可能である。このことは、図７Ａ乃至７Ｃを参照して例示する。最初に図７Ａを参照すると、ベゼル領域１６は、曲げ部分１８が位置しているその端部においてのみ固定されていることが理解される。このことは、曲げ部分１８におけるリードフレームへの取り付け点の回りに反対側の端部が屈曲するか又は回転することを可能とさせる。効果的には、文字Ｆで示したベゼル領域１６の面外部分の端部における力の付与が、ベゼル領域１６及び曲げ部分１８のスプリング定数によって抵抗されるモーメントを発生する。集積化リードフレーム及びベゼル１０を形成している物質のタイプ、集積化リードフレーム及びベゼル１０の厚さ、及びベゼル領域１６及び曲げ部分１８の寸法は、スプリング定数を決定する要素である。
【００３８】
図７Ｂ及び７Ｃを参照すると、封止モールドの上側モールド表面２８のような表面がベゼル領域１６の上側表面と接触されると、力Ｆがスプリング定数に抗して付与される。表面２８は、センサＩＣ２０の最も外側の保護表面と接触するように位置決めさせることが可能である。従って、ベゼル領域１６は圧縮され且つその際に基本的に検知表面Ｓの面内にもたらされ、且つベゼル領域１６はその後の封止のためにその位置に保持させることが可能である。
【００３９】
再度図１を参照すると、ベゼル領域１６はダイパッド領域１４程はばが広い（軸方向において）ものではないことが理解される。このことは、センサＩＣ上のボンディングパッドとリードフレームのボンディングリードとの間に接続を形成するために集積化リードフレーム及びベゼル１０の端部に或る区域を与えている。上述したこれらの実施例の変形例においては、ベゼル領域１６は、図８に例示されているように、少なくともボンディングパッド領域１４の全幅にわたり延在している。センサＩＣ２０上のボンディングパッドとボンディングリード１２との間にワイヤボンドを形成するために措置が講じられねばならないことを前提に、多くの他の構成をとることが可能である。注意すべきことであるが、常にそうであるわけではないが、典型的に、これらのボンドは、集積化リードフレーム及びベゼル１０の面外へのベゼル領域１６の折り曲げの後に、行われる。従って、ボンディングリード１２へアクセスするロボットボンディングツール等のワイヤボンドを付与する装置に対しても措置が講じられねばならない。
【００４０】
上述したように、使用において、ベゼル領域１６の面外部分の一部は、環境に露出され且つユーザの指先等と物理的に接触される。この様な露出は、汚染物、油、及びその他の物質を蓄積させる傾向となり、それらがベゼル領域を腐食させ、ベゼル領域とユーザの指先等との間の導電度と干渉する場合がある。使用において、ベゼル領域は物理的磨耗にも露呈される。又、ベゼル領域はユーザに対して可視的である。従って、先述したように、上述した実施例の変形例によれば、導電性で且つ保護用且つ美的なコーティング３０を、図１に例示したように、集積化リードフレーム及びベゼル１０に対して選択的に付与するか又はその選択した部分に付与することが可能である。
【００４１】
図６を参照すると、ワイヤボンド２４及びセンサＩＣ２０を保護するために、及びセンサＩＣを外部回路へ接続させるためにコンタクトパッドを担持する基板を与えるために、集積化リードフレーム及びベゼル１０、センサＩＣ２０、及びワイヤボンド２４の組立体の部分はモールドしたボディ内に封止されており、典型的に、リード１２の部分は該ボディの外部へ延在している。
【００４２】
図９を参照すると、ワイヤボンドした集積化リードフレーム及びベゼル１０をモールドキャビティ３２，３４間のモールディング装置内に装填されている。下部モールド半割３２及び上部モールド半割３４は特定のモールド形状を与える形状とされている。本発明の１実施例によれば、上部モールド半割３４は、ワイヤボンド２４及びリード１２の一部を包み込む（図１１に示してある）が、カプセル化（即ち、封止）物質が検知表面Ｓの一部及びベゼル領域１６の部分をカプセル化することを防止するためのカプセル化物質を受取る領域を与えている。
【００４３】
１実施例によれば、上部モールド半割３４は、ブロッキング領域３６を与える形状とされており、該領域はセンサＩＣ２０の所望の部分及びベゼル領域１６の上に載ってカプセル化物質がその上に形成されることを防止する。その他の実施例によれば、その他の方法を使用してカプセル化物質が検知表面Ｓ及びベゼル領域１６の上に形成されることを防止する。その様な一つの方法は、図１０に例示されており、摺動ピストン３８及び負荷Ｆ、又は上部モールド半割３４とは独立的に移動可能なモールディング要素の表面を検知表面Ｓ及びベゼル領域１６の所望の部分と接触させるための同様のモールディング要素を包含している。その他の実施例は、図示していないが、プラスチックフィルムでカバーしたピストン、又はピストン３８の代わりのその他のブロッキング機構を包含している。
【００４４】
前述した実施例においては、その目標とするところは、検知表面Ｓ及びベゼル領域１６の少なくとも一部の上においてカプセル化物質を完全にブロックしてこれらの領域が最終装置において露出されることであった。しかしながら、これらの実施例の変形例においては、シリコン表面を環境、磨耗等から更に保護するために最も外側の保護層を形成するためにセンサＩＣ２０の少なくとも上部表面の上にカプセル化物質の薄い層を与えることが望ましい場合がある。図示していないが、この実施例は、上部モールド半割３４、ピストン３８等をセンサＩＣ２０の上部表面の直ぐ間近に停止させ（しかしながら、ベゼル領域１６の一部とは接触している）、カプセル化物質を導入させることが可能な非常に薄い（２５〜５０μｍ）開口を与えることによって得ることが可能である。この薄い開口内に進入するカプセル化物質は完成した装置におけるセンサＩＣ２０の上に薄い付加的な保護コーティングを形成し、その際に最も外側の保護層であって、従って該装置の最終的な検知表面を形成する。この場合に、検知表面を形成するカプセル化層は、センサの動作を可能とさせるのに十分に薄いものでなければならず、一方センサＩＣ２０内のセンサを形成するシリコン又はその他の物質の機械的な保護を与えるのに十分に厚いものでなければならない。この様なカプセル化物質の保護層は、５０μｍ程度を超えることの無い厚さで一様なものであるように厳密に制御されねばならないことが典型的なＩＣパッケージングプロセスとは異なっており、ＩＣパッケージングプロセスはカプセル化物質を介して検知を行うことの条件を有するものではなく且つ典型的にシリコンダイの全表面にわたり５００μｍ又はそれ以上のカプセル化層となる。
【００４５】
上の実施例の各々において、集積化リードフレーム及びベゼル１０、センサＩＣ２０、及びワイヤボンド２４の組立体がモールド半割３２，３４内に適宜クランプされると、カプセル化物質がモールド半割３２，３４によって形成される４０などのキャビティ内に導入される。エポキシが硬化され、且つモールドを開いてパッケージ化されたＩＣ構成体を解放させる。余分のカプセル化物質が除去されて、各ＩＣダイを、その上部、底部、及び４つの側部の上にカプセル化物質で完全にカプセル化させ、リード１２へ電気的に接続させ、且つダイパッドにおいてリードフレームへ取り付ける。カプセル化させたＩＣダイを、カプセル化物質の最終的な硬化のために、炉内に配置させることが可能である。オプションとして、ＩＣをカプセル化させる物質は、インク、レーザ等によってマーク付けすることが可能である。
【００４６】
使用されるプロセスに依存して異なるが、リード１２は、典型的に、カプセル化されたダイ及びリードフレームの一部をシンギュレート（ソーイング（sawing）又はパンチング（punching））することによって分離される。シンギュレートされたカプセル化されたＩＣダイはパッケージ化されたＩＣと呼称される。良く知られているように、コンタクトパッドはモールディングプロセスの一部としてパッケージ化されたＩＣの底部表面上に露出される。最終的なパッケージ化されたＩＣが得られると、その上部表面上においては露出されているか又は薄く被覆されたセンサ構成体及びベゼル領域の露出された部分があり、且つその底部表面上には露出されたコンタクトパッドがある。
【００４７】
本発明に基づくパッケージ化されたＩＣの最終的な構成体は、検知表面Ｓの上方か又は下方に制御可能に離隔されたか又は整合されたベゼル領域の露出部分と共に、露出されたか又は薄く被覆されたセンサＩＣ表面の結合に注目すべき点がある。この様な構成体４２は図１１乃至１３に例示されている。図１１は最終的な構成体４２の平面図であって、カプセル化物質４４、及びセンサＩＣ２０の上の露出されたセンサ表面、及びベゼル領域１６の露出された部分を示している。カプセル化物質内に位置されているものは、ボンディングリード１２、ワイヤボンド２４、及びセンサＩＣ２０の一部である。
【００４８】
図１２は、最終的な構成体４２の第１断面側面図であり、センサＩＣ２０の一部、集積化リードフレーム及びベゼル１０、ベゼル領域１６、及びベゼル領域１６に対する外部接続を構成するコンタクトパッド４６を示している。カプセル化物質が２個の別個の高さを有するように形成されているこの実施例の側面も示されている。それを介してベゼル領域１６及び検知表面Ｓが露出されている第１部分は高さｈ１を有している。
【００４９】
最終的な構成体４２の第２断面側面図である図１３を参照すると、センサＩＣ２０の一部、集積化リードフレーム及びベゼル１０、ワイヤボンド２４、ボンディングリード１２、及びボンディングリード１２に対する外部接続を構成するためのコンタクトパッド４８が示されており、ワイヤボンド２４をカプセル化している第２部分が高さｈ２を有していることが理解される。これらの図を思い浮かべることを助けるために、指先は検知のために領域５０上に当てられることが注記される。
【００５０】
図１４に示した上の実施例の変形例によれば、ベゼル領域１６の一体的な一部として示されているコンタクトパッド４６の代わりに、ベゼル領域１６と別体のコンタクト６２とを接続するためにワイヤボンド６０を適用することが可能である。ワイヤボンド６０は上の説明に従って完全にカプセル化されることとなる。
【００５１】
最近の電気的装置の物理及びその生産方法は絶対的なものではなく、所望の装置及び／又は結果を発生させるための統計的努力である。プロセスの再現性、製造施設の清潔さ、開始及び処理物質の純度等に最高の注意が払われる場合であっても、変動及び不完全性が発生する。従って、本発明の説明又はその特許請求の範囲における限定、寸法、比等は絶対的なものとして読むことが可能なものでも読むべきものでもない。特許請求の範囲の限定は、これらの限定までの及びそれを包含する本発明の境界を定義することを意図したものである。このことを更に強調するために、「実質的」という用語は、本書においては、請求項の限定と関連して時折使用される場合がある（しかしながら、変動及び不完全性に対する考慮はその用語と共に使用される限定のみに制限されるものではない）。本発明自身の限定として正確に定義することは困難であるが、この用語は「大体において」、「実現可能な限り」、「技術的限界内において」等として解釈されることを意味している。
【００５２】
更に、複数の好適な例示的実施例が前述した詳細な説明において提示されているが、巨大な数の変形例が存在しており且つこれらの好適な例示的実施例は単に代表的な例であって、いかなる態様においても本発明の範囲、適用性、又は形態を制限することは意図されていないことを理解すべきである。例えば、本書においては種々の実施例にたいして単一セルについて記載されているが、本発明は、幾らかの修正を伴って或る場合においては、複数のセルが間断なく並列的に又は直列的に処理される大量製造プロセスに対して適用することが可能であることが理解される。従って、前の詳細な説明は、本発明の実施のための便利なガイドを当業者に与えるものであり、且つ記載した実施例の機能及び構成における種々の変形を特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱すること無しに行うことが可能であることを意図している。
【符号の説明】
【００５３】
１０：集積化リードフレーム及びベゼル
１１：キャリアフレーム
１２：ボンディングリード
１４：ダイパッド領域
１６：ベゼル領域
１８：曲げ部分
２０：センサＩＣ
２２：ボンディングパッド
２６：センサ構成体
３０：コーティング
４２：最終的構成体
４６：コンタクトパッド
Ｓ：検知表面
【図１】
2010130025.tif 000003
【図２】
2010130025.tif 000004
【図３】
2010130025.tif 000005
【図４】
2010130025.tif 000006
【図５】
2010130025.tif 000007
【図６】
2010130025.tif 000008
【図７】
2010130025.tif 000009
【図８】
2010130025.tif 000010
【図９】
2010130025.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010130025.tif 000014
【図１３】
2010130025.tif 000015
【図１４】
2010130025.tif 000016