(57)【要約】【課題】本発明は、従来のパッケージシステムに存在する制約及び制限なしに、素子が共に接続されることを可能にするパッケージングシステムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、フレキシブル相互接続パッケージシステムを提供する。本システムは、基板に搭載される指紋センサに接続される内部トレースを含むところのフレキシブル基板材料を含む。指紋センサのボンディングパッドは、ワイヤボンディング、ボール／バンプ法、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）その他集積回路に適切な任意のボンディング手法のような技術を利用して、内部トレースの導電性トレースパッドに接続される。最終的なパッケージは、開放空間を形成するプレモールドパッケージを包含し、これにより、指紋センサのセンサ表面をユーザのアクセス用に露出させることが可能になる。【選択図】　図３
2004006889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子に接続するためのフレキシブル相互接続装置であって、前記電気素子が少なくとも１つのコンタクトパッドを有し、当該フレキシブル相互接続装置が：
フレキシブル基板；及び
前記フレキシブル基板における少なくとも１つの導電性トレース；
より成り、前記少なくとも１つの導電性トレースが、少なくとも１つのコンタクトパッドに電気的に直接接続される露出したコンタクト領域を有することを特徴とするフレキシブル相互接続装置。
【請求項２】
電気素子を基板材料に接続するためにフレキシブル相互接続機構を設ける方法であって、前記電気素子が少なくとも１つのコンタクトパッドを有し、及び前記基板材料が露出したコンタクト領域を有する少なくとも１つの導電性トレースを有し、当該方法が：
前記電気素子を前記基板材料に取り付けるステップ；及び
前記露出したコンタクト領域に少なくとも１つのダイコンタクトをワイヤボンディングするステップ；
より成ることを特徴とする方法。
【請求項３】
指紋センサを外部回路にフレキシブルに接続するフレキシブル相互接続装置であって：
一端でコネクタを形成する１つ又はそれ以上の導電性トレースを有するフレキシブル基板であって、前記コネクタが、前記外部回路に接続される対応するコネクタに適合するところのフレキシブル基板；
前記基板に取り付けられ、センサ表面を有し、前記導電性トレースにワイヤボンディングされるセンサコンタクトを有する指紋センサ；及び
前記指紋センサ下部の前記基板の底部に接続され、前記指紋センサのセンサ表面を、ユーザによるアクセスのために露出させる上部開放空間を形成するモールドパッケージ；
より成ることを特徴とするフレキシブル相互接続装置。
【請求項４】
前記指紋センサがセルラ電話の筐体に搭載され、前記センサ表面が前記筐体の外部表面に露出し、前記外部回路が前記筐体内で主要ＰＣＢに設けられることを特徴とする請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願は、２００２年３月９日に出願され、出願番号１０／０９４，９５４の“ＳＹＳＴＥＭ　ＦＯＲ　ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ　ＡＮ　ＯＰＥＮ−ＣＡＶＩＴＹ　ＬＯＷ　ＰＲＯＦＩＬＥ　ＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＥＤ　ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ　ＰＡＣＨＡＧＥ”と題する米国特許出願に関連する。
【０００２】
本発明は、一般にパッケージングシステム（ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ）に関し、特にフレキシブル相互接続（ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）パッケージングシステムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
多くの消費者電子装置の小型化により、パッケージングシステムは益々重要になっている。例えば、セルラ電話機は、持ち運びに便利な軽量の携帯電話機に対する消費者の要請を満たすために、益々小型化されている。そのような装置は、消費者が要求する総ての特性及び機能を発揮する必要がある。セルラ電話機にとって、キーパッド、ディスプレイ及び音声生成器を備えることは一般的である。新たな電話機は、赤外線（ＩＲ）インターフェース、映像機能、及び付加的なセキュリティ用の指紋センサを備えるであろうことが予想される。更に、進んだ機能と共に、益々小型化される消費者装置の進展は、セルラ電話機の技術分野を超えて、パーソナルディジタル支援装置（ＰＤＡ）やノートブックコンピュータのような技術分野にも及んでいる。
【０００４】
益々小さな装置に移行するには、装置筐体内に様々な内部システム要素を共に一体化するのに使用される様々なパッケージングシステムが非常に重要になってくる。しかしながら、従来のパッケージング技術は、素子を保全し及び素子同士を共に接続するために硬い回路基板（ｒｉｇｉｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｂｏａｒｄ）を利用している。そのため、各素子がハウジング（筐体）内の何処にどのように配置され得るかについて、及びそれらがハウジングの外部表面にて消費者にどのように与えられるかについての制約が生じる。
【０００５】
電子パッケージングで最も重要な事項の１つは、集積回路（ＩＣｓ）を収容すること及び相互接続を行うことに関するものである。ＩＣは電子システムの熱源であり、ＩＣは一般的には電気的、機械的、物理的及び化学的な影響を受けやすいので、それらはパッケージング技術により適切に配慮される必要がある。このように、ＩＣパッケージングは、今日のシステムを形成するプロセスに重要な技術（ｍｉｄｄｌｅ　ｌｉｎｋ）である。
【０００６】
図１は、３段階の電子パッケージングを示す。パッケージング（ＩＣパッケージング）の第１段階では、ＩＣチップ１２０がＩＣパッケージ１２２内に組み込まれる。ＩＣパッケージはハウジング（筐体）であり、これは、ＩＣチップに対する環境的な保護を保証し、相互接続の次段階に対する完全検査（ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ）及び高歩留まりアセンブリを与える。ＩＣパッケージは、ＩＣチップに対する相互接続の最初の指図（ｆｉｒｓｔ　ｏｒｄｅｒ）を与える。ＩＣチップは、ワイヤボンディング、テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）により、又はフリップチップバンプ手法を利用して外部パッケージピンに接続される。
【０００７】
パッケージングの第２段階は、キャリア回路基板１２４へのＩＣパッケージアセンブリとして説明され得る。キャリア回路基板は、典型的には単一の又は複数の層の硬い（ｒｉｇｉｄ）基板であり、本来のプリント回路基板（ＰＣＢ）又はバックプレーン１２６に対する相互接続の次の段階に備えるためにＩＣパッケージを搬送するように設計される。
【０００８】
ＩＣパッケージ１２２及びキャリア回路基板１２４の間の相互接続部は、典型的には、はんだボール、ＩＣソケット及び／又ははんだ接続パッドにより形成され得る。パッケージングの第３段階は、キャリア回路基板１２４が最終的に本来の（ＰＣＢ）１２６に接続されることで完了する。このように、現在のパッケージングシステムは、電子部品を収容及び相互接続するために、硬いパッケージ構造システムを利用する。
【０００９】
図２は、電子部品を主要な回路基板に接続するために使用される他の従来技術を示す。例えば、電子部品は指紋センサであり得る。電子部品１０２は、コネクタ１０６を包含する小さな硬いプリント回路基板１０４に搭載される。主要な回路基板１０８も、コネクタ１１０を包含する。インターフェースケーブル１１２は、小さな回路基板１０４を主要な回路基板１０８に接続する。インターフェースケーブル１１２は、コネクタ１０６，１１０にそれぞれ適合する（ｍａｔｅ）嵌合コネクタ１１４，１１６を含む。このように、小さな回路基板１０４及び関連するコネクタ１０６，１１４は、部品１０２を主要な回路基板１０８に接続するために使用される。
【００１０】
上述した従来のパッケージシステムに関し、いくつかの制限が存在することが容易に理解される。例えば、主要な回路基板１０８に素子１０２を接続することは高くつく、というのは、インターフェースケーブル１１２に合わせるために、素子１０２及びコネクタ１０６を搭載する小さな回路基板１０４を必要とするためである。更に、この手法は大きさ及び柔軟性を制限することになる、というのは、回路基板１０４及び関連するコネクタ（１１６，１１４）のサイズは、素子１０２がハウジング内で何処にどのように設けられるか、及びそのような素子が装置の外部表面にてユーザにどのように提示されるか等を制限するためである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来のパッケージシステムに存在する制約及び制限なしに、素子が共に接続されることを可能にするパッケージングシステムを得ることが望まれている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フレキシブル相互接続パッケージシステムを包含する。本システムは、主要な（ｍａｉｎ）基板材料としてフレキシブルプリント回路基板を利用する。一実施例にあっては、標準的なダイ取り付け接着剤（導電性又は非導電性）を利用して、素子が搭載又は取り付けられる。ワイヤボンディング、ボール／バンプ法、テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）その他集積回路に適用可能な接続手法を利用して、素子の接続パッドはフレキシブル基板の導電性トレースパッドに接続される。パッケージングでは、物理的な支持及び保護を与えるプレモールドパッケージ（ｐｒｅ−ｍｏｌｄｅｄ　ｐａｃｋａｇｅ）の形式におけるプラスチックトランスファモールドが行われ、素子及び基板の間で信頼性のある接続を可能にする。
【００１３】
本発明に包含されるパッケージシステムを利用することで、従来のシステムより優れたいくつかの利点が得られる。従来のシステムでは、ＩＣ装置は一般に主要回路基板の向きに合わせる必要がある。しかしながら、本発明によるパッケージシステムは、回路が曲がることを許容するので、装置を事実上任意の方向で設ける手法を与える。例えば、素子は主要回路基板から離れて、主要回路基板に対して事実上任意の方向に方向付けることが可能である。例えば、素子はセルラ電話機に使用される指紋センサであり得る。本発明によるパッケージングシステムは、指紋センサが主要回路基板から離れて位置付けられ方向付けられ、セルラ電話機の外部表面に現われることを可能にし、セルラ電話機ユーザが使用するのに最適なセンサの位置を与える。
【００１４】
更に、パッケージングシステムは、回路基板に設けられた単独のソケットコネクタを利用して、素子が主要回路基板に接続されることを可能にし、これによりアクセスを容易にし、装置と回路との速やかな接続及び分離を可能にする。このことは、装置を製造業者に返還することなしに、ユーザが容易に置換することを可能にする。本パッケージングシステムは、電子装置、光装置、接触／感圧素子その他任意の形式のセンサ又は電気素子に適用することが可能である。
【００１５】
従って、所与の収容体（セルラ電話、ＰＤＡ等）へのセンサ配置に関する制限は軽減される。例えば、本発明の１つ又はそれ以上の実施例により得られる利点によれば、セルラ電話機の設計者は、収容体の任意の場所にセンサ素子用の搭載場所を選択する自由度を有する。主要回路基板に関するパッケージングシステムの容易な接続及び分離に起因して、センサは、末端ユーザ（エンドユーザ）により又はフィールドサービス場所にて取り替えられることが可能である。従って、その装置はサービスセンタに返却される必要はなく、ユーザは装置を修理するまで何日も待つ必要がない。
【００１６】
本発明に包含される一態様によれば、電気素子に接続するためのフレキシブル相互接続装置が提供される。電気素子は、少なくとも１つのコンタクトパッドを有し、当該フレキシブル相互接続装置は、フレキシブル基板、及びフレキシブル基板における少なくとも１つの導電性トレースを有し、少なくとも１つの導電性トレースが、少なくとも１つのコンタクトパッドに電気的に直接接続される露出したコンタクト領域を有する。
【００１７】
本発明の他の実施例によれば、フレキシブル相互接続装置は、指紋センサを外部回路に柔軟に接続するよう設けられる。本相互接続装置は、一端でコネクタを形成する１つ又はそれ以上の導電性トレースを有するフレキシブル基板を包含する。このコネクタは、外部回路に接続される対応するコネクタに適合する。指紋センサは、基板に取り付けられ、センサ面を有する。指紋センサは、導電性トレースにワイヤ接続されるセンサコンタクトを有する。また、本装置は、指紋センサ下部の基板の底部に接続されたモールドされたパッケージを包含し、そのモールドされたパッケージは、指紋センサのセンサ面を、ユーザによるアクセス用に露出させる上部開放空間を形成する。
【００１８】
本発明の更なる態様及び付随する利点は、添付図面に関連する以下の詳細な説明を参照することで、よりいっそう明瞭になるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、従来のパッケージシステムの制限を克服するフレキシブル相互接続パッケージシステムを含む。例えば、一実施例にて与えられるフレキシブルパッケージシステムは、フレキシブル基板、及び指紋センサを受け入れるための開放空間を形成する事前モールド又は事後アセンブリモールド（ｐｏｓｔ−ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｍｏｌｄｅｄ）プラスチックパッケージを包含する。そのようなフレキシブルパッケージシステムは、セルラ電話その他の携帯用電子装置のハウジング内で、センサの向きとは異なる向きを有する内部回路基板にセンサを電気的に接続しつつ、装置ハウジングの外部表面にセンサを設けるために使用可能である。
【００２０】
上述したように本パッケージシステムは、非常に小さな形状因子（ｆｏｒｍ　ｆａｃｔｏｒ）装置に適しており、比較的低コストで生産可能である。更に、本パッケージシステムは、センサに損傷が生じた場合に容易に置換可能である。例えば、指紋センサは、セルラ電話を持ち運ぶのと同じポケットに入れられる鍵やコインのような硬い物質により損傷を受け得る。
【００２１】
【実施例】
図３は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステム２００の一実施例を示す。本システム２００は、全体的に２０２で示される基板材料を含む。基板２０２は、上部基板部２０４及び底部基板部２０６より成る。電子素子２０８は、図示されるように上部基板部２０４に取り付けられる。一実施例では、素子２０８は、（導電性又は非導電性の）高温ダイ接着エポキシを利用して基板２０４に取り付けられる。他の実施例では、素子２０８は、導電性又は非導電性の高温接着テープを利用して取り付けられる。しかしながら、基板２０４に素子２０８を取り付けるために、適切な任意の取付手段が利用され得る。
【００２２】
全体的に２１０で示される導線性トレース一式（ｓｅｔ）が、上部２０４及び下部２０６基板部の間に設けられる。導電性トレースは、素子２０８及び端部コネクタ２１２の間で電気信号を送信する。端部コネクタ２１２は、主要回路基板に設けられたコネクタ（図示せず）に接続されるよう形成される。導電性トレースは銅その他の適切な導電性材料より成る。一実施例では、トレースは上部及び下部基板部の間に積層される。しかしながら、導電性トレースを基板に組み込むために他のプロセスを利用することも可能である。例えば、単独の基板部に導電性トレースを埋め込むことも可能である。
【００２３】
図３に示される実施例では、導電性トレース１層のみが存在している。しかしながら、導電性トレースの複数層を組み込み、付加的な基板材料その他適切な柔軟性のある材料により各層が分離及び／又は絶縁されるようにすることも可能である。従って、異なる層にトレースを電気的に接続するための導電性ビアを有する導電性トレースの複数層を利用して、信号を配信する複雑な回路を形成することが可能である。
【００２４】
端部コネクタ２１２では、上部基板部は、導電性トレースのコンタクト領域２１４を露出させるために部分的に除去される。コンタクト領域２１４は、適合するコネクタの対応するコンタクト領域に合わせられ、電気信号が、パッケージシステム２００から主要回路基板に送信されることを可能にする。端部コネクタ２１２は、コンタクト領域２１４の下側の底部基板部２０６に取り付けられるところの芯（ｓｔｉｆｆｅｎｅｒ）を含む。この芯は、端部コネクタを強化し、それを比較的平坦に又はまっすぐに維持するよう機能する。
【００２５】
上部基板部は、２１８で示されるように、上部基板の一部が除去された欠落部（ｂｒｅａｋ）も有する。上部基板２０４の除去された部分は、トレースパッド２２０と呼ばれるトレース２１０の領域を露出させる。上部基板部の除去された部分は、素子２０８に密接に隣接して設けられる。
【００２６】
素子２０８は、素子２０８の内部回路に接続され及び他の回路に対するインターフェースに使用されるコンタクトパッド２２２を含む。本発明の一実施例では、接続ワイヤ２２４は、コンタクトパッド２２２及びトレースパッド２２０の間で接続される。接続ワイヤは一般的な接続技術を利用して接続される。ワイヤボンディング技術は、いくつかの理由で装置接続の好ましい手法である。第１に、接続毎の金ワイヤのコストは他の相互接続手法に比べて最も安価であるので、ボンディングワイヤは低コストである。第２に、金ワイヤには柔軟性があり、所望のループシーケンス、ループ高さや、他の手法では得られない形状により整形又は適合され得る。第３に、ボンディングパッドが、めっきされ得る。フレキシブル基板上の銅パッドは、金めっき又は成膜に非常に適している。これは、金ワイヤとの１００％の両立性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を可能にし、サーモソニック（ｔｈｅｒｍｏｓｏｎｉｃ）プロセスを通じて行われる金−金接続が非常に信頼性高くなるようにする。最後に、ボンディング装置は非常に利用しやすい、というのは、それらは所与の組み立て工場で標準的に利用可能な装置であり、そのプロセスは一般的であって低コストであり、量産性を制限しないことが促される。
【００２７】
接続プロセスの温度条件に備えるために、フレキシブル基板部２０４，２０６は高温基板材料より成る。一実施例では、基板部はポリイミド材料より成る。例えば、そのポリイミド材料は、摂氏約−２００乃至＋３００度の使用温度範囲を有する「カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）」として知られる材料とすることができる。フレキシブル基板部２０４，２０６に適切な他の材料は、「非接着性カプトン（Ａｄｈｅｓｉｖｅｌｅｓｓ　Ｋａｐｔｏｎ）」と呼ばれるものである。この材料は、摂氏約−２００乃至＋３５０度の使用温度範囲を有する。しかしながら、フレキシブル基板材料は上記の材料に限定されず、ある使用温度範囲を有する、ワイヤボンディングプロセス又ははんだプロセスに耐え得る任意のフレキシブル材料より成り得る。一実施例では、フレキシブル基板材料は、基本的には、シリコンデバイス及び外部エッジコンタクト間の銅トレースより成る積層を有するポリイミド基板材料である。
【００２８】
ボンディングワイヤが設けられた後に、ボンディングワイヤ２２４、コンタクトパッド２２２及びトレースコンタクト２２０を被覆及び保護する封止部（図示せず）が設けられる。この封止については、本明細書の他の部分で詳細に説明される。更に、図３のパッケージングシステムはスケールを示してはおらず、２２４に示されるパッケージシステムの一部は、図示されているよりも非常に長くすることが可能であり、これにより、エッジコネクタ２１２から様々な距離に素子を設けることを可能にする。基板部はフレキシブルであり、折り曲げる及びねじることが可能なので、パッケージシステムが最大の柔軟性を与えることを可能にし、素子２２２はエッジコネクタ２１２の方向とは無関係の所望の方向に向けられることが可能になる。
【００２９】
図４は、本発明により形成されたパッケージシステム３００の一例の側断面図を示す。パッケージシステム３００は、上部及び底部基板部３０２，３０４を包含する。また、システム３００は、導電性トレース領域３０６、静電放電（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）領域３０８及びプレモールドパッケージ３１０を含む。
【００３０】
パッケージシステム３００はセンサ素子３１２を含む。一実施例では、センサ素子は、指紋センサであり、センサ領域３１４及び１つ又はそれ以上のセンサコンタクト３１６を包含する。１つ又はそれ以上のセンサコンタクト３１６は、センサ領域から得られたデータが、他の回路に伝送されることを可能にする。センサ素子は、所望の他の形式のＩＣセンサにより形成することも可能である。
【００３１】
導電性トレース領域３０６は、１つ又はそれ以上のトレースコンタクト３１８を有する１つ又はそれ以上の導電性トレース３２６を包含する。例えば、上部基板部３０２は、１つ又はそれ以上のトレースコンタクトを露出させる開口を有する。センサコンタクト及びトレースコンタクトは、ボンディングワイヤ３２０と共に接続される。その結果、指紋センサからの信号は、導電性トレース３２６を介して伝送するために、ボンディングワイヤ３２０を通じて、センサコンタクト３１６からトレースコンタクト３１８に伝送される。
【００３２】
導電性トレース３２６は、エッジコネクタ３２２の一部を形成するエッジコンタクト３２０を包含し、これは、パッケージシステム３００が、他の回路の一部であるコネクタに適合するように接続されることを可能にする。従って、指紋センサからの信号が、エッジコネクタを通じて他の回路に伝送されることが可能である。エッジコネクタ３２２は、エッジコネクタ３２２の整列性（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を支援する芯（図示せず）をも包含する。
【００３３】
プレモールドパッケージ３１０は、従来のパッケージプロセスにおける様々な制約及び問題を解消する。フレキシブル基板直下のパッケージ３１０により与えられる付加的な強化支援部に起因して、全体的なチップボンディング表面領域及び接続可能なトレースコンタクト３１８が良好に支持される。これは、ボンディングプロセス中に生じ得る柔軟な動作に対抗するよう機能し、以下に説明するような厳しいパッケージ及び／又は組み立て品質の問題を回避する。
【００３４】
Ａ）　フレキシブル基板にワイヤボンディングする場合に遭遇するワイヤボンディング欠陥及び不具合であって、これは、金属リードフレーム及び有機基板ＰＣボードのような従来の他の硬い基板と比較して「柔軟な」（ｓｏｆｔｎｅｓｓ）材料表面に起因する。例えば、毛細管（ｃａｐｉｌｌａｒｙ）ワイヤボンディングツールがフレキシブル基板ボンディングパッドに接触した場合に、シリコンチップ接続パッドから良好なワイヤボンド相互接続を形成しようとすることに起因して、フレキシブル基板の柔軟性により、ワイヤボンド毛細管の頂部からの「はね返り（ｂｏｕｎｃｉｎｇ）」動作を本来的に受ける。この現象は、「毛細管はね返り」と呼ばれ、切断されたワイヤ、パッドに通じていないこと、砕けたボールボンド、大きすぎるサイズのボールその他の望まれないボール等のような様々な程度及び形状で知られているワイヤ接続不良及び品質劣化を招く虞がある。
【００３５】
Ｂ）　本発明により説明されるような補強又は芯材料なしに、装置がフレキシブル基板に搭載される場合のパッケージ組み立てプロセスにおけるハンドリングの問題である。フレキシブル基板に接続されるデバイスの、突発的な衝突、衝撃、又は単独若しくは複数のストリップの誤送に起因するデバイスへの悪影響の危険性は、フレキシブル基板を変形させる、曲げる及びしわを寄せる虞がある。従って、デバイスのハンドリング及び誤送に関するいくつかの品質劣化は、デバイスの信頼性不具合に直結し得る。
【００３６】
本発明に包含されるプレモールドパッケージは、装置及び基板間の信頼性の高い接続が達成されるように、上記の欠点を軽減又は除去するよう機能する。プレモールドパッケージ３１０は、基板材料の底部及び側部を支持することで、その目的を達成する。実際には、プレモールドパッケージ３１０は、基板の上部に素子が搭載されることを可能にする開放部を備える。この開放部を設けることで、素子は、ユーザが触ったときにユーザデータを読みとる指紋センサのようなセンサ装置となり得る。センサ表面に何らアクセスできないようにプレモールドパッケージが基板材料を完全に封止する場合には、そのようなセンサを搭載することは不可能になってしまう。
【００３７】
パッケージシステム３００に包含されるものは、ボンディングワイヤ３２０、センサコンタクト３１６、及びトレースコンタクト３１８を被覆及び保護する封止領域３２４である。封止部３２４は、プラスチックエポキシ（グロブトップ（ｇｌｏｂ　ｔｏｐ）、モールド等）その他適切な材料より成り得る。パッケージシステム３００は、フレキシブル基板を利用して指紋センサ３１２を収容し、及び別個の回路基板及び付加的なインターフェースコネクタを利用することなしに、センサを他の回路に電気的に接続する手法を与える。基板部３０２，３０４及びコンタクト３０６領域の長さは、エッジコネクタ３２２の向きとは別の所望の位置に指紋センサを方向付けるために、折り畳み及びねじりを収容するように選択され得る。
【００３８】
本発明によれば、パッケージシステム３００は、最終的な製品組み立てアセンブリ（即ち、セルラ電話、ＰＤＡ、遠隔キーロック（ｋｅｙ　ｌｏｃｋ）等）に搭載する用意をする組み立て済みのセンサパッケージを与える利点を有する。パッケージの構成は、指紋掃引式センサ装置の側部及び底部表面周囲に設けられた補強部を含むので、最終的な搭載は、所与の装置の筐体の任意の部分に容易に位置決め及び固定することが可能である。例えば、プレモールドパッケージは、センサ表面が筐体にて露出することを可能にする装置筐体に設けられたスロット内に、固定され、保全され、又は取り付けられ得る。プレモールドパッケージの特徴的な構成は、パッケージシステムにおける指紋センサの利用を可能にする、というのは、本パッケージは、センサへのアクセスを許容しない装置の完全な封止の代りに、センサへのアクセスを与える「開放上部空間（ｏｐｅｎ　ｔｏｐ　ｃａｖｉｔｙ）」モールドプロセスを行うためである。
【００３９】
図５は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステム４００の他の例を示す。本システム４００は、上部４０２及び底部４０４基板部、並びに導電性トレース領域４０６を包含する。本システム４００は、センサ領域４１０及びセンサコンタクト４１２を有する指紋センサ素子４０８を柔軟に収容するために使用される。トレースコンタクト４１４は、上部基板部４０２の一部分内における欠落部により露出される。
【００４０】
接続ワイヤ４１６は、センサコンタクト４１２をトレースコンタクト４１４に接続するために使用される。封止材料４１８は、接続ワイヤ及び関連するコンタクトを被覆及び保護するために使用される。指紋センサ４０８からの信号がセンサコンタクト４１２、接続ワイヤ４１６及びトレースコンタクト４１４を通じて伝送され、導電性コンタクト４２０を通じて外部回路に伝送されるように、導電性コンタクト４２０が設けられる。
【００４１】
図６は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステム５００の他の実施例を示す。本実施例では、指紋センサ素子をフレキシブル相互接続パッケージに接続するために、金ボールバンプ技術が利用される。
【００４２】
本システム５００は、導電性トレース５０６を包囲するフレキシブル基板部５０２，５０４を含む。トレース領域５０６は、５０８，５１０に示されるようなトレースコンタクトを包含する。トレース領域は、対応するトレースコンタクトを共に接続する内部導電性トレースを含む。例えば、ある導電性トレースは、５１０に示されるあるトレースコンタクトを、５０８に示されるあるトレースコンタクトに接続する。
【００４３】
フレキシブルパッケージに搭載される素子５１２は、素子コンタクト５１４を含む。素子コンタクト５１４は、導電性ボール５１６技術を利用して、トレースコンタクト５１０に接続される。封止部５１８は、素子及びトレースコンタクトを被覆し、フレキシブルパッケージに対する素子の密着性を補強する。
【００４４】
フレキシブルパッケージシステム５００は、５２０に示されるエッジコネクタを形成する。一実施例では、エッジコネクタ５２０は芯（図示せず）により補強される。エッジコネクタ５２０は、外部回路に接続された適合コネクタ（ｍａｔｉｎｇ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）に接続する。例えば、適合コネクタは、主要処理回路を含む主要回路基板上にあり得る。素子コンタクト及び導電性トレースを通じて素子から伝送された信号は、エッジコネクタを通じて外部回路に入力される。パッケージシステム５００はフレキシブルであるので、基板部５０２，５０４及び導電性トレース領域５０６は、折り畳まれ、曲げられ、又はねじられて、素子５１２が主要回路基板に関して事実上任意の向きに方向付けられることを可能にする。従って、ハウジング（例えば、セルラ電話機筐体）内の素子の位置は、主要回路基板の場所及び向きによって制限されない。更に、フレキシブルパッケージシステム５００は素子に接続するための小さな回路基板を必要としないので、余分なサイズ、スペース及びコストを節約することが可能になる。
【００４５】
図７は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステム６００の他の実施例を示す。図７は、フレキシブルパッケージシステムが、パッケージシステム自身の中で相互に接続された複数の素子からどのようにして形成されるかを示す。
【００４６】
本システム６００は、フレキシブル導電性トレース領域６０６を包囲する上部６０２及び底部６０４フレキシブル基板より成る。素子６０８，６１０は、上部基板６０２に取り付けられる。素子は、素子からの情報信号を伝送するために使用される素子コンタクト６１２を包含する。
【００４７】
導電性トレース領域６０６は、全体的に６２６にて示される、素子からエッジコネクタへ信号を伝送するために使用される導電性トレース６１６を包含する。６２４に示されるように、導電性トレースのトレースパッド６１４を露出させるために、上部基板の一部は除去される。
【００４８】
システム６００では、導電性トレース６１８はトレースパッド６２０をトレースパッド６２２に接続するように図示されている。トレースパッド（６１４，６２０，６２２）は、ボンンディングワイヤを通じてコンタクトパッド６１２に接続される。素子へ又は素子から流れる信号は、ボンディングワイヤを通じて流れる。
【００４９】
トレース６１８に関し、このトレースは素子６０８，６１０間の信号を結合するよう機能する。例えば、トレースパッド６２２を通じて素子６０８から伝送される信号は、トレースパッド６２０を通じて素子６１０に流れる。本発明により形成されるフレキシブルパッケージは、複数の素子の間で信号を配信するよう機能し得る。従って、フレキシブル相互接続パッケージに複数の素子を搭載し、特定の機能を実行させるためにそれら素子の間で信号を配信することが可能である。例えば、本発明により形成されるフレキシブル相互接続パッケージに、マイクロフォン素子及び関連する前段増幅器（ｐｒｅ−ａｍｐ）回路を搭載することが可能である。このようなフレキシブルマイクロフォンパッケージは、例えばセルラ電話機筐体内で、主要回路基板に又はそれから容易に接続又は分離され得る。フレキシブルパッケージは、マイクロフォンを、主要回路基板の向きによらず、筐体内の任意の場所に設けることを可能にする。
【００５０】
図８は、本発明によるフレキシブル相互接続パッケージシステムを利用する３つの装置を示す。例えば、上記の任意の実施例に説明されたようなパッケージシステムは、指紋センサを、セルラ電話、ＰＤＡ及びスマートカード内の主要回路基板に接続するために使用され得る。これら総ての装置にて、フレキシブル相互接続パッケージは、センサを、主要回路基板とは独立して方向付けることを可能にし、装置外部表面にてユーザに所望の提示を行うことを可能にする。
【００５１】
一実施例にあっては、プレモールドパッケージは、セルラ電話筐体における指紋センサを搭載するために、フレキシブルパッケージシステムに包含される。そのプレモールドパッケージは、指紋センサをフレキシブル基板に接続するワイヤボンディングプロセスの際に、フレキシブル基板を支持するよう機能する。プレモールドパッケージは、指紋センサのセンサ表面に対するユーザのアクセス性を確保する一方、指紋センサがフレキシブル基板に搭載されることを可能にする上部開放空間を含む。フレキシブルパッケージシステムは、指紋センサが、セルラ電話筐体における事実上任意の位置に搭載されることを可能にし、ユーザによるアクセスのための露出したセンサ表面を有する。フレキシブル基板は、それが接続される主要内部回路基板に関連する向きとは無関係に、指紋センサを搭載することを可能にする。
【００５２】
本発明はフレキシブル相互接続パッケージシステムを包含する。上述した実施例は、本発明の例示であり、説明した特定の実施例に本発明の範囲を限定することを意図しない。本発明の１つ又はそれ以上の実施例が図示及び説明されたが、その精神又は本質から逸脱することなしに様々な変形がなされ得ることは、理解されるであろう。従って、ここにおける開示及び説明は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するものではなく、例示であることを意図する。
【００５３】
以下、本発明による課題を解決する手段を列挙する。
【００５４】
（付記１）　電気素子に接続するためのフレキシブル相互接続装置であって、前記電気素子が少なくとも１つのコンタクトパッドを有し、当該フレキシブル相互接続装置が：
フレキシブル基板；及び
前記フレキシブル基板における少なくとも１つの導電性トレース；
より成り、前記少なくとも１つの導電性トレースが、少なくとも１つのコンタクトパッドに電気的に直接接続される露出したコンタクト領域を有することを特徴とするフレキシブル相互接続装置。
【００５５】
（付記２）　前記電気素子が集積回路であり、前記少なくとも１つのコンタクトパッドが少なくとも１つのダイコンタクトより成ることを特徴とする付記１記載の装置。
【００５６】
（付記３）　前記露出したコンタクト領域が、前記少なくとも１つのダイコンタクトにワイヤ接続されることを特徴とする付記２記載の装置。
【００５７】
（付記４）　前記露出したコンタクト領域が、ボール／バンプ法を利用して前記少なくとも１つのダイコンタクトに接続されることを特徴とする付記２記載の装置。
【００５８】
（付記５）　前記露出したコンタクト領域が、テープ自動ボンディング法を利用して前記少なくとも１つのダイコンタクトに接続されることを特徴とする付記２記載の装置。
【００５９】
（付記６）　更に、前記露出したコンタクト領域及びダイコンタクトを被覆する封止材料より成ることを特徴とする付記２記載の装置。
【００６０】
（付記７）　前記封止材料が、プレモールドパッケージであることを特徴とする付記６記載の装置。
【００６１】
（付記８）　前記封止材料が、トランスファモールであることを特徴とする付記６記載の装置。
【００６２】
（付記９）　前記フレキシブル基板が、適合コネクタに適合するよう形成された第２コンタクト領域を含むことを特徴とする付記２記載の装置。
【００６３】
（付記１０）　前記フレキシブル基板が、第２コンタクト領域及び第３コンタクト領域を有し、前記第２及び第３コンタクト領域が、対応する適合コネクタに適合するよう形成されることを特徴とする付記２記載の装置。
【００６４】
（付記１１）　電気素子を基板材料に接続するためにフレキシブル相互接続機構を設ける方法であって、前記電気素子が少なくとも１つのコンタクトパッドを有し、及び前記基板材料が露出したコンタクト領域を有する少なくとも１つの導電性トレースを有し、当該方法が：
前記電気素子を前記基板材料に取り付けるステップ；及び
前記露出したコンタクト領域に少なくとも１つのダイコンタクトをワイヤボンディングするステップ；
より成ることを特徴とする方法。
【００６５】
（付記１２）　ワイヤボンディングするステップが、ＴＡＢを利用して、前記少なくとも１つのダイコンタクトを前記露出したコンタクト領域に接続するステップより成ることを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６６】
（付記１３）　ワイヤボンディングするステップが、ボール／バンプ法を利用して、前記少なくとも１つのダイコンタクトを前記露出したコンタクト領域に接続するステップより成ることを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６７】
（付記１４）　更に、前記少なくとも１つのダイコンタクト及び前記露出したコンタクト領域を封止材料で被覆するステップより成ることを特徴とする付記１１記載の方法。
【００６８】
（付記１５）　指紋センサを外部回路にフレキシブルに接続するフレキシブル相互接続装置であって：
一端でコネクタを形成する１つ又はそれ以上の導電性トレースを有するフレキシブル基板であって、前記コネクタが、前記外部回路に接続される対応するコネクタに適合するところのフレキシブル基板；
前記基板に取り付けられセンサ表面を有し、前記導電性トレースにワイヤボンディングされるセンサコンタクトを有する指紋センサ；及び
前記指紋センサ下部の前記基板の底部に接続され、前記指紋センサのセンサ表面を、ユーザによるアクセスのために露出させる上部開放空間を形成するモールドパッケージ；
より成ることを特徴とするフレキシブル相互接続装置。
【００６９】
（付記１６）　前記指紋センサがセルラ電話の筐体に搭載され、前記センサ表面が前記筐体の外部表面に露出し、前記外部回路が前記筐体内で主要ＰＣＢに設けられることを特徴とする付記１５記載の装置。
【００７０】
（付記１７）　前記指紋センサが、筐体に設けられ、前記主要ＰＣＢに関連する方向とは独立した方向を有することを特徴とする付記１６記載の装置。
【００７１】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、電子パッケージに関する３つの段階を示す図である。
【図２】図２は、従来のパッケージシステムを示す図である。
【図３】図３は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステムの一実施例を示す図である。
【図４】図４は、本発明により形成されたパッケージシステムの一実施例に関する側断面図を示す。
【図５】図５は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステムの第３実施例を示す図である。
【図６】図６は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステムの第４実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステムの第５実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明により形成されたフレキシブル相互接続パッケージシステムを利用する３つの装置を示す図である。
【符号の説明】
１０２　電気素子
１０４　硬く小さな印刷回路基板
１０６　コネクタ
１０８　主要回路基板
１１０　コネクタ
１１２　インターフェースケーブル
１１４，１１６　適合コネクタ
１２０　ＩＣチップ
１２２　ＩＣパッケージ
１２４　キャリア回路基板
１２６　主要印刷回路基板
２００　フレキシブル相互接続パッケージシステム
２０２　基板材料
２０４　上部基板部
２０６　底部基板部
２０８　電気素子
２１０　導電性トレース
２１２　エッジコネクタ
２１４　コンタクト領域
２１６　芯又は補強部
２１８　上部基板除去部
２２０　トレースパッド
２２２　コンタクトパッド
２２４　ボンディングワイヤ
３００　パッケージシステム
３０２　上部基板部
３０４　底部基板部
３０６　導電性トレース領域
３０８　静電放電領域
３１０　プレモールドパッケージ
３１２　センサ素子
３１４　センサ領域
３１６　センサコンタクト
３１８　トレースコンタクト
３２０　ボンディングワイヤ
３２２　エッジコネクタ
３２６　導電性トレース
４００　フレキシブル相互接続パッケージシステム
４０２　上部基板部
４０４　底部基板部
４０６　導電性トレース領域
４０８　指紋センサ素子
４１０　センサ領域
４１２　センサコンタクト
４１４　トレースコンタクト
４１６　ボンディングワイヤ
４１８　封止材料
４２０　導電性コンタクト
５００　フレキシブル相互接続パッケージシステム
５０２　上部基板部
５０４　底部基板部
５０６　導電性トレース領域
５０８　トレースコンタクト
５１０　トレースコンタクト
５１２　素子
５１４　素子コンタクト
５１６　導電性ボール
５１８　封止部
５２０　エッジコネクタ
６００　フレキシブル相互接続パッケージシステム
６０２　上部基板部
６０４　底部基板部
６０６　導電性トレース領域
６０８，６１０　素子トレースコンタクト
６１２　素子コンタクト
６１４，６２０，６２２　トレースパッド
６１８　トレース
６２４　上部基板除去部
６２６　エッジコネクタ
６３２　ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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