(57)【要約】【課題】樹脂封止を必要とせず、小型化、薄型化が可能で、半導体チップ表面に損傷を与えにくく、実装不良が起こりにくく、はんだ時等の耐熱性が高く、曲面等にも実装できる、動作面露出型の半導体パッケージ及びその実装構造を提供する。【解決手段】動作面露出型の半導体の１例の指紋センサチップ１は、そのセンサ部１ａに対応する開口部をもつフレキシブルプリント基板２に、フェイスアップでフリップチップ実装される。フレキシブルプリント基板２は、指紋センサチップ１の上側から、開口部がセンサ部１ａに重なるように配置され、パッケージ材として指紋センサチップ１のセンサ部以外の部分を覆って保護するとともに、センサ部１ａの有効面積を損なうことがない。フレキシブルプリント基板２は、全体ではＵの字形に折り返され、内側の面に、指紋センサチップ１の金属バンプ５と下部側に設けられた端子ランド４を結ぶ配線パターン６が形成されている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの動作面を露出させた状態で前記半導体チップを保持したパッケージにおいて、前記半導体チップがフレキシブルプリント基板に接続され、前記フレキシブルプリント基板が、少なくとも前記動作面の主要部は被覆しないパッケージ材として用いられていることを特徴とする、半導体パッケージ。
【請求項２】
前記動作面が前記半導体チップのセンサ部として形成され、前記半導体チップが前記フレキシブルプリント基板に対しフリップチップ実装されている、請求項１に記載した半導体パッケージ。
【請求項３】
少なくとも前記半導体チップの端子電極部が、前記フレキシブルプリント基板との間に設けられた絶縁材で被覆されている、請求項２に記載した半導体パッケージ。
【請求項４】
前記センサ部の外周部において、前記半導体チップとは反対側で、前記フレキシブルプリント基板を構成するフレキシブル絶縁基板上に接地手段が設けられている、請求項２に記載した半導体パッケージ。
【請求項５】
前記接地手段が導電体のプリントパターン又は導電体プレートである、請求項４に記載した半導体パッケージ。
【請求項６】
前記半導体チップ又は前記接地手段を接続した配線パターンが、前記フレキシブルプリント基板を構成するフレキシブル絶縁基板上で外部回路との接続端子まで導かれている、請求項１又は４に記載した半導体パッケージ。
【請求項７】
前記フレキシブルプリント基板が所定形状に屈曲され、前記接続端子にて配線基板に接続されている、請求項６に記載した半導体パッケージ。
【請求項８】
前記接続端子が前記配線基板の電極に対して着脱可能になっている、請求項６に記載した半導体パッケージ。
【請求項９】
前記フレキシブルプリント基板がケース内に収納されている、請求項６に記載した半導体パッケージ。
【請求項１０】
前記ケースが配線基板に固定されると共に、前記配線基板に対する接続端子の接続が行われる、請求項９に記載した半導体パッケージ。
【請求項１１】
前記フレキシブルプリント基板に前記の半導体チップ以外のチップ部品が接続されている、請求項１に記載した半導体パッケージ。
【請求項１２】
前記半導体チップが指紋センサを構成している、請求項１に記載した半導体パッケージ。
【請求項１３】
半導体チップの動作面を露出させた状態で前記半導体チップを保持したパッケージが配線基板に実装された実装構造において、前記半導体チップが、少なくとも前記動作面の主要部は被覆しないパッケージ材としてのフレキシブルプリント基板に接続され、前記半導体チップを接続した配線パターンが、前記フレキシブルプリント基板を構成するフレキシブル絶縁基板上で外部回路との接続端子まで導かれ、前記接続端子が前記配線基板に接続されていることを特徴とする、半導体パッケージの実装構造。
【請求項１４】
前記動作面が前記半導体チップのセンサ部として形成され、前記半導体チップが前記フレキシブルプリント基板に対しフリップチップ実装されている、請求項１３に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項１５】
少なくとも前記半導体チップの端子電極部が、前記フレキシブルプリント基板との間に設けられた絶縁材で被覆されている、請求項１４に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項１６】
前記センサ部の外周部において、前記半導体チップとは反対側でフレキシブル絶縁基板上に接地手段が設けられている、請求項１４に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項１７】
前記接地手段が導電体のプリントパターン又は導電体プレートである、請求項１６に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項１８】
前記半導体チップ又は前記接地手段を接続した配線パターンが、前記フレキシブルプリント基板を構成するフレキシブル絶縁基板上で外部回路との接続端子まで導かれている、請求項１３又は１６に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項１９】
前記フレキシブルプリント基板が所定形状に屈曲され、前記接続端子にて配線基板に接続されている、請求項１８に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項２０】
前記接続端子が前記配線基板の電極に対して着脱可能になっている、請求項１８に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項２１】
前記フレキシブルプリント基板がケース内に収納されている、請求項１８に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項２２】
前記ケースが配線基板に固定されると共に、前記配線基板に対する接続端子の接続が行われる、請求項２１に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項２３】
前記フレキシブルプリント基板に前記の半導体チップ以外のチップ部品が接続されている、請求項１３に記載した半導体パッケージの実装構造。
【請求項２４】
前記半導体チップが指紋センサを構成している、請求項１３に記載した半導体パッケージの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージ及びその実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯端末をはじめとする携帯用小型電子機器の普及と発展にともない、電子機器の携帯利便性や高性能化等が求められ、それらに使用される半導体装置も小型軽量化、あるいは多機能化や低コスト化が求められている。このため、小型、高密度実装技術を使用したＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）パッケージへの要求が強くなってきている。
【０００３】
一方、ある種の半導体装置には、半導体チップの動作面の少なくとも一部を外界に対して露出させた状態で保持することが必要なものがある。例えば、物体や人体との直接的な接触を通じて、その物性や状態を検知するセンサ等である。そのような半導体装置の１つに、指でその動作面に直接触れて指紋を読み取らせる接触型指紋センサがある。
【０００４】
セキュリティへの関心の高まりとともに、指紋検知による個人識別及び指紋の登録データとの照合による個人認証は、広く使用される技術になっており、そのための小型ＩＣパッケージ化された接触型指紋センサが開発されている。
【０００５】
図９は、接触型指紋センサの原理を示す概略説明図である。シリコンチップ４１の表面の電極４２に対向して、層間膜４３を隔てて微細なアルミニウム電極４４が多数、２次元マトリックス上に配置されており、その上に保護層である絶縁膜４５が積層されている。図９（ａ）に示すように、絶縁膜４５の上からシリコン表面４２に直接触れることにより、指紋の隆起部４６と谷部４７との違いが、アルミニウム電極４４と皮膚との間に形成される容量５１の違いとして読み取られる。
【０００６】
図９（ｂ）は、アルミニウム電極４４と皮膚との間に形成される可変容量５１を信号出力電圧５６として読み取る回路の１例である。可変容量５１は基準容量５２と直列に接続され、その全体に励起電圧５３が印加される。励起電圧５３は、可変容量５１と基準容量５２の大きさに応じて分圧されるから、この分圧された電圧５４を増幅器５５を介して読み出せば、可変容量５１を求めることができる。多数のアルミニウム電極４４は順次走査され、２次元指紋情報は、時系列データとして出力される。
【０００７】
図９の接触型指紋センサの接地に関しては、実際に人体及びセンサの接地端子を地面と電気的に接続する必要はない。人体全体は大きな容量を持ち、人体の電位を実質的な基準電位と見なすことができるので、人体とセンサの接地端子とを接触させ、両者を同電位に保てば、実質的な接地が行われたことになる。
【０００８】
従来、このような接触型指紋センサでは、指が触れる半導体チップの動作面は外界に対して露出させた状態で保持するものの、他の部分はモールド樹脂等で樹脂封止するパッケージのみが提案されてきた。
【０００９】
例えば、指紋センサチップの端子電極とインナリードとをワイヤボンディングによって接続し、指紋センサチップの一部をパッケージ外に露出させて、残る部分をモールド樹脂封止した構造をもつ樹脂封止型パッケージ（特許文献１参照。）や、リードフレームを省略し、指紋センサチップの端子電極と基板上の端子とをワイヤボンディングによって接続するようにした樹脂封止型パッケージ（特許文献２参照。）等である。
【００１０】
なお、「半導体チップの動作面を露出させる。」といっても、図９（ａ）に示した指紋センサ表面の絶縁体膜４５のように、半導体チップの表面が、その機能を維持するのに必要不可欠な保護層等でコーティングされているのは当然である。本明細書で言う「半導体チップの動作面の露出」とは、そのような保護層等を除けば、パッケージ材等で被覆されていないということを意味するものとする。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−２８９２６８
【特許文献２】
特開２００１−１９６５０５
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら指紋センサ等の、動作面を露出させた半導体装置に用いられる樹脂封止型の半導体パッケージ及びその実装構造には、その構造上、次の１〜５等の問題点がある。
【００１３】
＜１．パッケージの小型化、薄型化に限界がある。＞
特許文献１のパッケージでは、指紋センサチップの端子電極とインナリードとをワイヤボンディングによって接続した後、アウタリード以外を樹脂封止し、周辺回路との接続はアウタリードを介して行っている。このため、金属ワイヤのループ高さ、モールド樹脂の厚み、及びモールド樹脂端からリード端子までの距離が一定限度以上必要であり、小型化、薄型化は難しい。
【００１４】
特許文献２のパッケージでは、基板を用いてリードフレームを省略しているため、リードフレームに起因する問題点は解消されているが、金属ワイヤのループ高さやモールド樹脂の厚みに起因する問題点は解消されておらず、やはり小型化、薄型化に限界がある。
【００１５】
＜２．半導体チップ表面に傷やダメージを生じやすい。＞
特許文献１及び２では、トランスファー・モールド封入法等によってパッケージを樹脂封止する際に、金型で半導体チップ表面を押さえ、クランプするため、半導体チップ表面に傷やダメージを与えやすい。
【００１６】
＜３．半導体チップ表面に応力が加わりやすく、この応力によってチップ表面の傷やダメージを更に悪化させる危険がある。＞
特許文献１及び２では、半導体チップの周囲をモールド樹脂で覆っているため、半導体チップとモールド樹脂の熱膨張係数の違いによって、半導体チップの表面に応力が発生している。半導体チップ表面に応力、特に引張り応力が存在すると、微小な傷やクラックが応力によって大きな傷やクラックに進行する恐れがある。
【００１７】
＜４．パッケージ反りによる基板実装不良が発生しやすい。＞
上記のようにパッケージに応力が発生すると、パッケージに反りが生じることがある。パッケージの反りは、マザーボード基板へのはんだ付け実装の際、パッケージの端子とマザーボード基板ランドとの距離を増大させ、電気的な接続を不可能にする恐れがある。
【００１８】
＜５．はんだ付け実装時の耐熱性が低い。＞
特許文献１及び２では、半導体チップの周囲をモールド樹脂で覆っているため、はんだ付けによって半導体チップを基板に実装する際、はんだ付けに伴う温度上昇により、半導体チップとモールド樹脂の熱膨張係数の違いによって、半導体チップとモールド樹脂との接合界面にせん断応力が発生し、接合界面に剥離が発生する場合がある。
【００１９】
剥離が発生すると、例えば水分の侵入により、金属細線を接合させる半導体チップのアルミ電極が腐食し、電気回路が正常に動作しなくなるという問題が生じる。
【００２０】
上記のように、接触型指紋センサをはじめとする、動作面を露出させた樹脂封止型の半導体装置の問題点の多くは、モールド樹脂等で樹脂封止したことに主な原因がある。
【００２１】
本発明の目的は、上記のような実情に鑑み、モールド樹脂等による樹脂封止を必要とせず、小型化、薄型化が可能で、半導体チップ表面に損傷を与えにくく、実装不良が起こりにくく、はんだ時等の耐熱性が高く、曲面等にも実装できる、動作面露出型の半導体パッケージ及びその実装構造を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、半導体チップの動作面を露出させた状態で前記半導体チップを保持したパッケージにおいて、前記半導体チップがフレキシブルプリント基板に接続され、前記フレキシブルプリント基板が、少なくとも前記動作面の主要部は被覆しないパッケージ材として用いられていることを特徴とする半導体パッケージに係わるものである。
【００２３】
また、本発明は、半導体チップの動作面を露出させた状態で前記半導体チップを保持したパッケージが配線基板に実装された実装構造において、前記半導体チップが、少なくとも前記動作面の主要部は被覆しないパッケージ材としてのフレキシブルプリント基板に接続され、前記半導体チップを接続した配線パターンが、前記フレキシブルプリント基板を構成するフレキシブル絶縁基板上で外部回路との接続端子まで導かれ、前記接続端子が前記配線基板に接続されていることを特徴とする、半導体パッケージの実装構造に係わるものである。
【００２４】
本発明によれば、前記フレキシブルプリント基板が、配線パターンによる配線機能や電気的な接続機能を有すると共に、少なくとも前記動作面の主要部は被覆しないパッケージ材としても用いられて、前記半導体チップの要所を保護するので、モールド樹脂等による樹脂封止を必要としない半導体パッケージを提供することができる。
【００２５】
従って、小型化、薄型化が可能で、半導体チップ表面に傷やダメージを与えにくく、半導体チップ表面に応力が加わりにくく、パッケージ反りによる実装不良が発生しにくく、はんだ時等の耐熱性が高く、フレキシブルで曲面にも実装できる、動作面露出型の半導体パッケージを提供することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記フレキシブルプリント基板において、前記半導体チップを接続した配線パターンが外部回路との接続端子まで導かれ、前記接続端子が前記配線基板に接続されているので、わずかな工程でコンパクトに実装でき、はんだ時等の耐熱性が高く、フレキシブルで曲面にも実装できる、半導体パッケージの実装構造を提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明において、前記動作面が前記半導体チップのセンサ部として形成され、前記半導体チップが前記フレキシブルプリント基板に対しフリップチップ実装されているのがよい。ワイヤボンディングではなく、フリップチップ実装することにより、コンパクトに、しかも、モールド樹脂を用いずに実装することができる。
【００２８】
前記半導体チップの好ましい具体例として、例えば、指紋センサチップが考えられるが、これに限られるものではなく、前記動作面が露出するものなら何でもよい。例えば、流体が接触する流量センサチップや物体の近接を感じる近接センサチップ等や、物体との接触を全くともなわない、例えば、超音波センサチップやイメージセンサチップや各種受光素子であってもよい。
【００２９】
本発明において、少なくとも前記半導体チップの端子電極部が、前記フレキシブルプリント基板との間に設けられた絶縁材で被覆されているのがよい。より好ましくは、前記センサ部の外周部が、前記フレキシブルプリント基板との間に設けられた絶縁材で切れ目なく被覆されているのがよい。前記絶縁材は、半導体チップの要所を被覆して保護するパッケージ材として機能するが、使用部が限られているので、モールド樹脂のような不都合を生じることは少ない。
【００３０】
また、前記センサ部の外周部において、前記半導体チップとは反対側でフレキシブル絶縁基板上に接地手段が設けられていて、前記接地手段が導電体のプリントパターン又は導電体プレートであるのがよい。
【００３１】
例えば、特に指紋センサの場合、指紋の検知や識別をしようとする人が、高い電位の静電気を帯電している場合がある。この場合には、半導体チップにその人の指が接触すると、半導体チップが静電破壊を起す危険性があり、その結果、電気回路が正常に動作しなくなるという問題点がある。そのため、その人の指が半導体チップに触れる前に、帯電している静電気を取り除く必要がある。
【００３２】
このように、半導体チップの動作面を露出させた状態で保持するパッケージでは、人体やその他の帯電した物が半導体チップを静電破壊するのを防ぐ、静電気対策の構造が必要である。
【００３３】
従来の指紋センサでは、特別にこのような構造を設ける必要があったが、本発明に基づけば、前記接地手段を前記フレキシブルプリント基板の回路パターンの一部として容易に設けることができる。
【００３４】
本発明において、前記半導体チップ又は前記接地手段を接続した配線パターンが、前記フレキシブルプリント基板を形成するフレキシブル絶縁基板上で外部回路との接続端子まで導かれているのがよい。これにより、わずかな工程で容易に、コンパクトに外部回路との接続を行うことができる。
【００３５】
また、前記フレキシブルプリント基板が所定形状に屈曲され、前記接続端子にて配線基板に接続されているのがよい。また、前記接続端子が前記配線基板の電極に対して着脱可能になっているのがよい。
【００３６】
また、前記フレキシブルプリント基板がケース内に収納されているのがよい。
前記ケースが配線基板に固定されると共に、前記配線基板に対する接続端子の接続が行われるのがよい。
【００３７】
外部回路との接続や前記フレキシブルプリント基板の実装形態は、前記フレキシブルプリント基板のフレキシビリティを生かして様々な形態が考えられる。
【００３８】
また、前記フレキシブルプリント基板に前記の半導体チップ以外のチップ部品が接続されているのがよい。例えば、指紋センサチップ１と指紋照合ＬＳＩ（大規模集積回路）、必要なメモリーチップと、チップ部品等を組合せ、１つのシステムを前記フレキシブルプリント基板上に構築できる。
【００３９】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に具体的に説明する。ここでは、説明を分かりやすくするため、半導体チップとして図９に示した接触型指紋センサチップを例として説明するが、半導体チップの動作面、例えばセンサ部がパッケージ外に露出する型のパッケージであれば何でもよいのは、先述した通りである。
【００４０】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に基づく指紋センサの概略平面図であり、（ａ）が表側平面図、（ｂ）が裏側平面図である。また、図２（ａ）は、図１に示したＡ−Ａ線に沿う指紋センサの概略断面図である。
【００４１】
接触型指紋センサでは、指紋センサチップ１は、指との接触を直接行えるようにするため、指紋センサチップ１のセンサ部１ａをパッケージ外部へ露出させる必要がある。
【００４２】
本実施の形態では、指紋センサチップ１は、フェイスアップで設置され、センサ部１ａに対応する形状の開口部をもつフレキシブルプリント基板２に実装することで指紋センサチップ１の外部露出を可能にする。
【００４３】
また、薄いフレキシブルプリント基板２を用い、ワイヤボンディングに比べて低い高さで電気的接続ができるフリップチップ実装によって実装することで、パッケージの薄型化を実現している。フレキシブルプリント基板２を形成するフレキシブル絶縁基板として、ポリイミド又はポリエチレンテレフタラートを用いるのがよい。これら、特にポリイミドは、機械的強度や耐熱性に優れている。
【００４４】
図１（ａ）の表側平面図では、指紋センサチップ１はセンサ部１ａのみが見えている。センサ部１ａが長方形である場合、フレキシブルプリント基板２は、これと同じ長方形の開口部をもち、指紋センサチップ１の上側から、開口部がセンサ部１ａにちょうど重なるように配置されるのがよい。こうすることで、フレキシブルプリント基板２は、パッケージ材として指紋センサチップ１のセンサ部以外の要所を覆って指紋センサチップ１を保護するとともに、センサ部１ａの有効面積を損なうことがない。
【００４５】
図２（ａ）に示すように、フレキシブルプリント基板２は、全体ではＵの字形に折り返され、内側の面に、指紋センサチップ１の金属バンプ５とフリップチップ接続を行う接続部６ａから下部側に設けられる端子ランド４に至る配線パターン６が引き回されている。
【００４６】
図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、フレキシブルプリント基板２の上には、開口部を取り囲んで放電パターン３が設けられている。放電パターン３は導電体からなり、静電気を帯びた人体や物体が指紋センサチップ１のセンサ部１ａに接近しようとするとき、センサ部１ａに触れる前に捕捉して、人体や物体が帯びている静電気を接地して除く役割をもつ。従って、帯電したものが近づいても、この放電パターン３を通じて放電されるので、指紋センサチップ１が静電破壊されることがない。
【００４７】
この放電パターン３は、フレキシブルプリント基板２に設けられる導電体パターンの一部として形成されるのが望ましい。そして、スルーホール９を通じてフレキシブルプリント基板２の内側の面に設けられた配線パターン６に接続され、最終的には指紋センサの接地端子に接続される。このようにしておくと、指などの人体の一部が放電パターン３に触れるだけで、人体と指紋センサの接地端子とが同電位に保たれ、両者が実質的に接地されることになる。
【００４８】
なお、フレキシブルプリント基板２に設けられる導電体パターン、即ち、放電パターン３、指紋センサチップ１の金属バンプ５とフリップチップ接続を行う接続部６ａ、接続部６ａから端子ランド４に至る配線パターン６、及び端子ランド４を、１つのフレキシブルプリント基板２にまとめることで、パッケージの構造がシンプルになり、余計な製造工程が不要になるため、製造コストが抑えられるという利点がある。
【００４９】
また、図２（ａ）に示すように、指紋センサチップ１の端子電極である金属バンプ５は、配線パターン６の末端に設けられた接続部６ａに接合され、配線パターン６を通じて端子ランド４に接続されている。金属バンプ５と接続部６ａとの接合は、ワイヤボンディングではなく、フリップチップ実装することにより、コンパクトに、モールド樹脂を用いないで実装することができる。
【００５０】
フレキシブルプリント基板２に指紋センサチップ１をフリップチップ実装する方法は、例えば指紋センサチップ１電極パッドにＡｕスタッドバンプ等の金属バンプ５を形成し、Ａｕメッキされた接続部６ａと超音波接合したり、同じくＡｕスタッドバンプを打ち、異方性導電膜や異方性導電フィルムを用いて熱圧着する方法等がある。
【００５１】
また、信頼性の向上を目的として、フレキシブルプリント基板２と指紋センサチップ１の間に絶縁性樹脂７を封入する。この時、従来の金型によるモールド樹脂封止では、チップ表面を金型でクランプしていたのに対し、本方法では金型を使わず、絶縁性樹脂７を封入するだけなので、指紋センサチップ１表面との接触がなく、表面に傷やダメージを与えにくい。
【００５２】
更に、従来のパッケージでは指紋センサチップ１側面や裏面までモールド樹脂で覆っていたのに対し、本実施の形態では、フレキシブルプリント基板２と指紋センサチップ１の間を絶縁性樹脂で覆うだけなので、覆う面積が小さい分、絶縁性樹脂と指紋センサチップ１の熱膨張係数の違いからくるパッケージ内部応力を低減できる。
【００５３】
もちろん、フレキシブルプリント基板２という柔らかい材料を使用したことで、応力の発生は元々低く抑えることができる。加えて、パッケージ内部応力の低減はそのままパッケージ反りの低減につながり、パッケージ反りが原因の基板実装不良も同時に低減できる。
【００５４】
フレキシブルプリント基板２は、全体では、図２（ａ）に示すようにＵの字形に折り返され、下側部分は指紋センサチップ１の下面に接着材８で貼り付けられている。この下側部分の配線パターン６の端部には、端子ランド４が設けられていて、端子ランド４は、例えば格子状に配列されている。
【００５５】
指紋センサは、図２（ｂ）に示すように、端子ランド４を用いてマザーボード基板１０上にはんだ付け実装されるので、コンパクトな実装を容易に低コストで実現できる。
【００５６】
実施の形態２
図３は、本発明の実施の形態２に基づく指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＢ−Ｂ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【００５７】
本実施の形態は、静電気による破壊をより効果的に防ぐために、放電パターン３にかえて放電プレート３ａを設けた点のみが実施の形態１と異なっている。或いは、放電パターン３はそのまま残し、その上に放電プレート３ａを追加するようにしてもよい。
【００５８】
放電プレート３ａは、放電パターン３に比べて高さも幅もより大きく作られており、静電気を帯びた人体や物体が指紋センサチップ１のセンサ部１ａに接近しようとするとき、センサ部１ａに触れる前に確実に捕捉できる。そして、それらの人体や物体が帯びている静電気を接地して除く役割をもつ。
【００５９】
従って、万が一、帯電したものが近づいても、放電プレート３ａを通じて放電されるので、指紋センサチップ１が静電破壊されることがない。放電プレート３ａの材料は、金属等の導電性のもので、腐食に強いものであれば何でもよい。
【００６０】
放電プレートは、フレキシブルプリント基板２上にはんだ等のロウ材又は導電性接着剤１９で実装され、スルーホール９ａを通じてフレキシブルプリント基板２の内側の面に設けられた配線パターン６に接続され、最終的には指紋センサの接地端子に接続される。このようにしておくと、指などの人体の一部が放電プレート３ａに触れるだけで、人体と指紋センサの接地端子とが同電位に保たれ、両者が実質的に接地されることになる。
【００６１】
本実施の形態は、その他の点では実施の形態１と同じであるから、実施の形態１と同様の特徴、即ち、次の１〜７等の特徴を有するのは言うまでもない。
【００６２】
動作面露出型の半導体パッケージ及びその実装構造において、
１．半導体パッケージの小型化、薄型化が実現できる。
２．半導体チップ表面に傷やダメージが加わりにくい。
３．半導体チップ表面に応力が加わりにくく、チップ表面の傷やダメージを更に悪化させることがない。
４．半導体パッケージの反りによる基板実装不良が発生しにくい。
５．はんだ付け実装時等の耐熱性が高い。
６．簡単に静電対策がとれる。
７．フレキシブルで曲面にも実装できる。
【００６３】
実施の形態３
図４は、本発明の実施の形態３に基づく指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＣ−Ｃ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【００６４】
本実施の形態は、端子ランド４の代わりにフレキシブルプリント基板２末端に接続端子１１を設けた点が実施の形態１と異なっている。接続端子１１は、マザーボード基板等に設けられた接触端子１５やコネクタ１６等に接続する。
【００６５】
接続端子１１を用いる方法は、はんだ付け実装を行わないので、指紋センサが故障した時などに、指紋センサパッケージを取りかえて修理することを容易に行える利点がある。はんだ付け実装では、指紋センサをいったん基板に実装してしまうと、これを基板から剥がし、交換品を再実装して修理することは難しい。
【００６６】
指紋センサは、図４（ｃ）の状態で実装することも可能であるが、ケース１３に収納した状態で実装してもよい。図５は、本発明の実施の形態３に基づく指紋センサをケース１３に収納した状態を示す概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＤ−Ｄ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【００６７】
ケース１３内で、フレキシブルプリント基板２は折り返された状態で収納されるので、図５の指紋センサのフレキシブルプリント基板２は、図４の指紋センサのフレキシブルプリント基板２に比べて長めに作られている。指紋センサチップ１の裏面をフレキシブルプリント基板２に接着する必要はない。
【００６８】
図４（ｃ）に示すように、配線パターン６は、フレキシブルプリント基板２の下面に形成され、末端部で上面に形成された接続端子１１にスルーホ−ル１２を介して接続されている。接続端子１１をフレキシブルプリント基板２の上面に形成する理由は、図５（ｃ）に示すように、フレキシブルプリント基板２を折り返した時、接続端子１１が下側に来るようにするためである。
【００６９】
図６は、指紋センサをケースに収納してマザーボード基板１０へ実装した状態を示す概略断面図である。マザーボード基板１０への実装は、はんだ付け実装を使わず、ケース１３の爪状突起（係止片）１４をマザーボード１０上に設けられた孔にはめ込むことで機械的に固定し、接続端子１１を接触端子１５（図６（ａ））やコネクタ１６（図６（ｂ））等に電気的に接続する。接触端子１５を用いると、爪状突起（係止片）１４をマザーボード１０上の孔にはめ込んでケース１３を固定すると、同時に、端子の弾性によるスプリング性接触により電気的接続が自動的に完成されるようにすることができる。
【００７０】
ケース１３には、指紋センサチップ１に対する保護機能に加えて、マザーボード基板１０と指紋センサチップ１との位置決め機能を持たせることもできる。また、ケース１３の材料として導電性材料を用いれば、放電パターン３や放電プレート３ａに代わる接地手段として用いることもできる。
【００７１】
本実施の形態は、その他の点では実施の形態１と同じであるから、実施の形態１と同様の特徴、即ち、前記した１〜７等の特徴を有するのは言うまでもない。
【００７２】
実施の形態４
図７及び８は、本発明の実施の形態４に基づく指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＥ−Ｅ線又はＦ−Ｆ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【００７３】
本実施の形態は、指紋センサチップ１以外のチップ部品もフレキシブルプリント基板２上に実装した点が実施の形態３と異なっている。図７は実装するチップ部品が少ない場合である。図８は、より多くのチップ部品を実装できるように、フレキシブルプリント基板２を多層構造にした場合である。
【００７４】
フレキシブルプリント基板２をパッケージの構成材料として用いたことで、図７及び８のように、複数のＩＣチップ３１やチップ部品３２を搭載することを容易に実現できる。このため、指紋センサチップ１と指紋照合ＬＳＩ、必要なメモリーチップと、チップ部品等を組合せ、１つのシステムをフレキシブルプリント基板２上に構築できる。
【００７５】
本実施の形態は、その他の点では実施の形態３と同じであるから、実施の形態３と同様の特徴、即ち、前記した１〜７等の特徴に加えて、半導体パッケージの取りかえが容易であるという利点を有する。
【００７６】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００７７】
【発明の作用効果】
本発明によれば、フレキシブルプリント基板が、配線パターンによる配線機能や電気的な接続機能を有すると共に、少なくとも前記動作面の主要部は被覆しないパッケージ材としても用いられて、前記半導体チップの要所を保護するので、モールド樹脂等による樹脂封止を必要としない半導体パッケージを提供することができる。
【００７８】
従って、小型化、薄型化が可能で、半導体チップ表面に傷やダメージを与えにくく、半導体チップ表面に応力が加わりにくく、パッケージ反りによる実装不良が発生しにくく、はんだ付け実装時等の耐熱性が高く、フレキシブルで曲面にも実装できる、動作面露出型の半導体パッケージを提供することができる。
【００７９】
また、本発明によれば、フレキシブルプリント基板において、半導体チップを接続した配線パターンが外部回路との接続端子まで導かれ、接続端子が配線基板に接続されているので、わずかな工程でコンパクトに実装でき、はんだ時等の耐熱性が高く、フレキシブルで曲面にも実装できる、半導体パッケージの実装構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に基づく指紋センサの概略平面図であり、（ａ）が表側平面図、（ｂ）が裏側平面図である。
【図２】同、本発明の実施の形態１に基づく指紋センサの、図１に示したＡ−Ａ線に沿う概略断面図（ａ）及びマザーボードへの実装状態を示す概略断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の実施の形態２に基づく指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＢ−Ｂ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【図４】本発明の実施の形態３に基づく指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＣ−Ｃ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【図５】同、指紋センサをケースに収納した状態を示す概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＤ−Ｄ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【図６】同、指紋センサをケースに収納してマザーボードへ実装した状態を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に基づく指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＥ−Ｅ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【図８】同、指紋センサの概略平面図（（ａ）が表側、（ｂ）が裏側）、及びＦ−Ｆ線に沿う概略断面図（ｃ）である。
【図９】接触型指紋センサの原理を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１…指紋センサチップ、１ａ…指紋センサチップセンサ部、
２…フレキシブルプリント基板、３…放電パターン、４…端子ランド、
５…金属バンプ、６…配線パターン、
６ａ…配線パターン６の、金属バンプ５との接続部、７…絶縁性樹脂、
８…接着材、９…放電パターンを接地するためのスルーホール、
９ａ…放電プレートを接地するためのスルーホール、
１０…マザーボード基板、１１…接続端子、１２…スルーホール、
１３…ケース、１４…爪状突起（係止片）、１５…接触端子、１６…コネクタ、１８…はんだ、１９…はんだ又は導電性接着材、３１…ＩＣチップ、
３２…チップ部品、３３…絶縁層、４１…シリコンチップ、
４２…電極、４３…層間膜、４４…アルミニウム電極、４５…絶縁膜、
４６…指紋の隆起部、４７…指紋の谷部、
５１…アルミニウム電極と皮膚との間に形成される容量（可変容量）、
５２…基準容量、５３…励起電圧、５４…増幅器、
５５…可変容量５１と基準容量５２によって分圧された電圧、
５６…信号出力電圧
【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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【図９】
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