(57)【要約】【課題】指紋センサ装置の半導体チップ内に搭載されるセンサ、周辺回路、パッド電極の配置を工夫することで、指紋認識精度を向上させること、ウエハ上における半導体チップの収率を高めること、およびパッケージに反りを防止することを可能とする。【解決手段】指紋を検出するセンサ２１と、センサ２１を駆動する周辺回路２２と、周辺回路２２に接続された電極パッド群２３とを備えた指紋センサ装置１であって、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置され、センサ２１表面は、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜３０表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるものであり、その傾斜角は３度以上３０度以下としたものである。【選択図】図１
2005338980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋を検出するセンサと、
前記センサを駆動する周辺回路と、
前記周辺回路に接続された電極パッド群とを備えた指紋センサ装置であって、
前記センサと前記周辺回路と前記電極パッド群とは、前記センサで読み取られる指の移動方向にそって配置され、
前記センサ表面は、前記周辺回路および前記電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面上に配置される
ことを特徴とする指紋センサ装置。
【請求項２】
前記センサ、前記周辺回路および前記電極パッド群は一体のチップに設けられ、
前記チップを基板に対して傾斜させて配置することにより前記センサの表面を傾斜面とし、
前記周辺回路および前記電極パッド群上を前記絶縁膜で被覆する
ことを特徴とする請求項１記載の指紋センサ装置。
【請求項３】
前記傾斜面は、少なくとも前記絶縁膜表面に対して傾斜を有し、その傾斜角度は３度以上３０度以下である
ことを特徴とする請求項１記載の指紋センサ装置。
【請求項４】
前記センサ表面と、前記センサのうち前記周辺回路側を除く前記絶縁膜表面とは、同一高さに形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の指紋センサ装置。
【請求項５】
前記センサ表面は曲面で形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の指紋センサ装置。
【請求項６】
前記絶縁膜は、前記センサと前記周辺回路との間より前記周辺回路および前記電極パッドを被覆するように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の指紋センサ装置。
【請求項７】
指紋を検出するセンサと、
前記センサを駆動する周辺回路と、
前記周辺回路に接続された電極パッド群とを備えた指紋センサ装置の製造方法であって、
前記センサと前記周辺回路と前記電極パッド群とを、前記センサで読み取られる指の移動方向にそって配置し、
前記センサを、前記周辺回路および前記電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面上に配置する
ことを特徴とする指紋センサ装置の製造方法。
【請求項８】
前記センサ、前記周辺回路および前記電極パッド群を、一体のチップに設け、
前記チップを基板に対して傾斜させて配置することにより前記センサの表面を傾斜面とし、
前記センサ表面を露出させた状態で前記周辺回路および前記電極パッド群上を被覆するように絶縁膜を形成する
ことを特徴とする請求項７記載の指紋センサ装置の製造方法。
【請求項９】
前記センサ表面と、前記センサのうち前記周辺回路側を除く前記絶縁膜表面とを、同一高さに形成する
ことを特徴とする請求項７記載の指紋センサ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記センサ表面を曲面に形成する
ことを特徴とする請求項７記載の指紋センサ装置の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁膜を、前記センサと前記周辺回路との間より前記周辺回路および前記電極パッド群を被覆するように形成する
ことを特徴とする請求項７記載の指紋センサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋センサ装置のセンサ表面に対して指のスウィープが容易な指紋認識精度の高い指紋検出装置および指紋センサ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電子機器の発展により、小型／高密度実装技術を使用した製品の要求が強くなってきている。また、セキュリティーへの関心も高まっており、指紋センサを利用した個人認証技術が注目されている。指紋センサ用の小型ＩＣパッケージとしては、指を移動（スウィープ）させて指紋画像を再構築することで、チップサイズやパッケージサイズを小型化する方法がある。例えば図１７に示すように、半導体チップ１０１表面に形成されたセンサ部１０２を露出させるように半導体チップ１０１の周囲を半導体チップ１０１表面からの厚さｔが２００μｍ程度となる封止樹脂部１１０で封止するとともにセンサ部１０２の指の移動方向には長さＳ＝０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、厚さが７０μｍ〜１５０μｍのモールドフラッシュ１１１が形成されているパッケージ構造の指紋センサ装置１００が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記のような従来のスウィープ型の指紋センサ装置の詳細を、図１８によって説明する。図１８において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した概略構成斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（４）は（２）図中のＢ−Ｂ線断面図である。さらに（５）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図であり、（６）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図である。
【０００４】
図１８に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置２００は、インターポーザ基板２１０上にダイボンド材２１１を介して半導体チップ２２０が搭載されている。この半導体チップ２２０にはその表面にセンサ部２２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２２０にはセンサ部２２１の周辺にセンサ部２２１を駆動させるための周辺回路２２２が形成され、その周辺回路２２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッド２２３が形成されている。各電極パッド２２３には金属ワイヤ２２４がインターポーザ基板２１０の電極（図示せず）に接続されている。またセンサ部２２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２２０を被覆する封止樹脂部２３０が上記インターポーザ基板２１０上に形成されている。
【０００５】
上記封止樹脂部２３０は、センサ部２２１表面に対して指のスウィープ方向（図面矢印サ方向）の封止樹脂部２３０Ｈの段差が低くなるように形成され、指のスウィープ方向（図面矢印方向）に沿った部分の封止樹脂部２３０Ｖはセンサ部２２１表面より例えば２００μｍ程度の厚さに盛り上げられて形成されている。この厚く形成されている封止樹脂部２３０Ｖの半導体チップ２２１側の傾斜面２３０Ｓは、半導体チップ２２０表面に対して角度θを有するきつい傾斜角で形成されている。そのため、指が接触可能な領域２２１Ｔは、センサ部２２１表面における２点鎖線で示す領域となる。
【０００６】
また、上記インターポーザ基板２１０の裏面には複数の外部接続端子２４０が形成されている。
【０００７】
次に、指紋情報の取り込み方式について説明する。指紋の凹凸情報を検出する方式には、半導体チップ上のセンサと指紋間の容量として検出する静電容量方式があり、この他の方式としては、電位感知方式、熱感知方式などがある。いずれの方式も、半導体チップに搭載されたセンサに指を接触させる必要がある。
【０００８】
読み込んだ指紋情報を認証する方法の一つである特徴点抽出法について、図１９の概念図によって説明する。図１９に示すように、これは、指紋の紋様中の特徴的な形状を示す部分の位置情報を比較する。例えば指紋の端点や分岐点を比較して、本人確認を行う。他にパターンマッチング法のように、指紋イメージをそのまま比較して本人確認する方法もある。いずれも、確実に本人確認を行うためには、図２０に示すように、指３００の第１関節より先の指紋情報が取り込めるセンサであることが望ましい。
【０００９】
また、指紋センサ装置による個人認証は、携帯電話などのモバイル機器に広がっており、このため、センサパッケージの小型化が急務となっている。これにともない、従来、センサ領域が１０数ｍｍ×２０ｍｍ程度あったセンサＩＣチップは、指をスウィープさせることで指紋画像を再構築するタイプに置き換わり、センサ領域が数ｍｍ×１０数ｍｍのタイプへと大幅な小型化を果たした。
【００１０】
大幅な小型化を実現したスウィープ型の指紋センサ装置だが、反面、センサ領域が小さくなったことで、指への接触が確実に行われないと、認証ができなくなる可能性も大きくなった。また、図２１に示すように、指紋センサの半導体チップ２２０は、センサ２２１の周辺に周辺回路２２２が形成されている。この周辺回路２２２は、確実な動作のために機械的保護や遮光をされていることが望ましい。
【００１１】
しかしながら、上記スウィープ型の指紋センサ装置のＩＣパッケージは、その構造上、指がセンサー領域にうまく接触できない、指がセンサ表面上において動かしずらい、センサ部を搭載した半導体チップが細長くなるというような問題があった。
【００１２】
例えば、指がセンサーエリアにうまく接触できないという問題では、図２２に示すように、半導体チップ２２０に形成されたセンサ部２２１表面と封止樹脂部２３０の傾斜面との角度θが４５度以上ときつく、段差があるため、センサ部２２１表面において指３００が触れる部分２２１Ｔと指３００が触れない部分２２１Ｎができてしまう。スウィープ（移動）型の指紋センサ装置２００は、指３００をスウィープすることを前提に、半導体チップ２２０のセンサ部２２１が占める領域を小さくしており、センサ部２２１表面に指３００が触れない部分２２１Ｎがあると、指紋認識精度が低下する恐れがある。
【００１３】
指が動かしづらいという問題では、スウィープ型の指紋センサ装置では、指を一定方向に移動する必要がある。このため、指の移動方向に段差があると、指を円滑に動かしづらいという問題があった。指がある程度一定の速度で移動されないと、指紋画像の再構築に支障をきたし、結果的に指紋認識精度が低下する恐れがある。
【００１４】
また、ＩＣチップが細長くなるという問題では、スウィープ型の指紋センサ装置は、センサ領域のサイズから、指のスウィープ方向に２ｍｍ〜３ｍｍ、指のスウィープ方向に対して直角方向には指の幅に合わせて１０数ｍｍ程度の長さが必要である。一方、前記図２１の回路ブロック図および前記図１８（５）に示すように、指紋センサ装置２００の半導体チップ２２０は、センサ部２２１以外に周辺回路２２２が存在する。この周辺回路２２２部分の面積は、回路構成にもよるが、長さ３ｍｍ〜６ｍｍ、幅１０数ｍｍ程度必要であり、通常はセンサ領域の外周に配置されることが多い。また、指紋センサ装置２００の半導体チップ２２０とインターポーザ基板２１０との電気的接続を行うための電極パッド２２３が、さらに半導体チップ２２０の短手方向に並ぶため、元々細長いセンサ部２２１を搭載した半導体チップ２２０が、さらに細長くなる。
【００１５】
このように、半導体チップ２２０が細長くなると、ウエハ（図示せず）上における半導体チップ２２０の収率が低くなって、半導体チップ２２０のコストが高くなり、また、パッケージも細長くなるため、パッケージ（インターポーザ基板２１０、封止樹脂部２３０等）の反りが発生しやすくなる。パッケージの反りは、マザーボードへの基板実装の際、はんだ付け不良を発生させる可能性がある。
【００１６】
【特許文献１】特開２００３-２３５８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
解決しようとする問題点は、スウィープ型の指紋センサ装置のＩＣパッケージは、その構造上、指がセンサ部にうまく接触できないために、センサ部表面に指が触れない領域ができることから指紋認識精度が低下する恐れがある点である。また、指がセンサ表面上において動かしずらいために、指紋画像の再構築に支障をきたして指紋認識精度が低下する恐れがある点である。さらに、センサ部を搭載した半導体チップが細長くなるために、ウエハ上における半導体チップの収率が低くなって、半導体チップのコストが高くなる点、また、パッケージが細長くなるためにパッケージに反りが発生しやすくなり、マザーボードへの基板実装の際、はんだ付け不良を発生させる可能性がある点である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の指紋センサ装置は、指紋を検出するセンサと、前記センサを駆動する周辺回路と、前記周辺回路に接続された電極パッド群とを備えた指紋検出装置であって、前記センサと前記周辺回路と前記電極パッド群とは、前記センサで読み取られる指のスウィープ方向にそって配置され、前記センサは、前記周辺回路および前記電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面に配置されることを最も主要な特徴とする。
【００１９】
本発明の指紋センサ装置の製造方法は、指紋を検出するセンサと、前記センサを駆動する周辺回路と、前記周辺回路に接続された電極パッド群とを備えた指紋センサ装置の製造方法であって、前記センサと前記周辺回路と前記電極パッド群とを、前記センサで読み取られる指の移動方向にそって配置し、前記センサを、前記周辺回路および前記電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面上に配置することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のセンサ装置は、センサと周辺回路と電極パッド群とがセンサで読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップの収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサは、周辺回路および電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるので、指が確実にセンサーエリアに接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、センサ領域を露出させたまま、周辺回路部を確実に封止樹脂で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路部を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。
【００２１】
本発明のセンサ装置の製造方法は、センサと周辺回路と電極パッド群とをセンサで読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置するため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップの収率が向上する。これによって、製造コストの低減が図れる。また、周辺回路および電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面上に、センサを配置するので、指が確実にセンサーエリアに接触するようになるとともに、指がスウィープ（移動）し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、センサ領域を露出させたまま、周辺回路部を確実に封止樹脂で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路部を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
指をセンサ部に対して移動させた際、センサ部に対して指を動かし易くすることにより、指がセンサ部全域に触れるようにして、指紋認識精度を向上させること、センサ部を搭載した半導体チップが細長くなるのを防止して、ウエハ上における半導体チップの収率を高めること、およびパッケージに反りが発生するのを防止することという目的を、センサ部、周辺回路部、電極パッド電極部の配置を工夫するとともに、周辺回路および電極パッド群上を被覆する絶縁膜表面に対して角度を有する傾斜面上にセンサを配置することで実現した。
【実施例１】
【００２３】
本発明の指紋センサ装置に係る第１実施例を、図１によって説明する。図１において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（４）は（２）図中のＢ−Ｂ線断面図である。さらに（５）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図であり、（６）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図である。
【００２４】
図１に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置１は、基板１０（以下、一例としてインターポーザ基板１０として説明する）上にダイボンド材４１、傾斜面を有するスペーサ４２、ダイボンド材４３等を介して半導体チップ２０が搭載されている。この半導体チップ２０にはその表面に指紋を検出するセンサ２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２０にはセンサ２１の周辺にセンサ２１を駆動させるための周辺回路２２が形成され、その周辺回路２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッドからなる電極パッド群２３が形成されている。上記センサ２１と上記周辺回路２２と上記電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置されている。また電極パッド群２３の各電極パッドには金属ワイヤ２４がインターポーザ基板１０の電極（図示せず）に接続されている。またセンサ２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２０を被覆する絶縁膜（以下、封止樹脂部という）３０が上記インターポーザ基板１０上に形成されている。
【００２５】
上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は角度θなる傾斜面に配置されている。このセンサ２１表面の傾斜角は、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角が３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００２６】
またセンサ２１の周辺回路２２側を除く周囲の封止樹脂部３０の表面は、センサ２１表面と同一平面上、もしくはセンサ２１表面よりも下部側に傾斜する面に形成されている。これにより、センサ２１の指紋検出領域へ指が確実に接触できるようになる。
【００２７】
上記のように、センサ２１表面を傾斜面に配置するには、インターポーザ基板１０表面に対してダイボンド材４１で傾斜面を有するスペーサ４２を固定し、さらにスペーサ４２の傾斜面にダイボンド材４３でセンサ２１が搭載された半導体チップ２０を固定すればよい。また、封止樹脂部３０Ａは、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２との境界から周辺回路２２、電極パッド群２３を被覆するように形成されればよい。この時、周辺回路２１上を封止する封止樹脂部３０Ａ表面に対するセンサ２１表面の傾斜角度θが大きくならないように、上記範囲に設定される。実際には、インターポーザ基板１０に第１ボンド（ボールボンド）、半導体チップ２０上の電極パッド群２３上に第２ボンド（ウェッジボンド）を行う（リバースボンド）ことにより、半導体チップ２０上の金属ワイヤー２４のループ高さを、１００〜１５０μｍ程度に低く抑えることができるため、この部分の半導体チップ２０上の樹脂厚を２００μｍとすると、半導体チップサイズから換算して、θは３度とすることが可能である。
【００２８】
また、上記インターポーザ基板１０の裏面には複数の外部接続端子４０が形成されている。
【００２９】
本発明の指紋センサ装置１は、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とがセンサ２１で読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ２０の形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップ２０の収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサ２０は、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜（封止樹脂部）３０表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるので、指が確実にセンサ２１の指紋検出領域に接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、指紋検出領域を露出させたまま、周辺回路２２を確実に封止樹脂部３０で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路２２を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。
【００３０】
次に、上記第１実施例で説明したスウィープ型の指紋センサ装置１による指紋検出方法を、図２によって説明する。図２は、（１）に指を移動する方向について示し、（２）に指を移動する方向に対して直角となる方向ついて示した。
【００３１】
図２に示すように、指紋センサ装置１では、周辺回路２２上を被覆する封止樹脂部３０Ａ表面よりセンサ２１方向に、指５０の第１間接より指５０の先端を矢印ア方向に移動（スウィープ）させることで、センサ２１によって指５０の第１間接より指５０の先端に至る指表面の指紋を検出する。このとき、センサ２１の周辺回路２２側を除く３辺側における封止樹脂部３０は、センサ２１表面と同一平面上もしくはセンサ２１表面を基準にして下部側に傾斜する面に形成されているため、その部分の封止樹脂部３０によって、指５０のセンサ２１表面への接触が妨げられることはない。このように、指５０の移動方向、および指５０の移動方向の側方において、センサ２１への指の接触を妨げることがなくなったので、指紋認識精度が高められ、誤判定を無くすことができるようになった。
【００３２】
次に、本発明の指紋センサ装置に係る第２実施例を、図３によって説明する。図３において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（４）は（２）図中のＢ−Ｂ線断面図である。さらに（５）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図であり、（６）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図である。
【００３３】
図３に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置２は、インターポーザ基板１０上にダイボンド材４１、傾斜面を有するスペーサ４２、ダイボンド材４３等を介して半導体チップ２０が搭載されている。この半導体チップ２０にはその表面に指紋を検出するセンサ２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２０にはセンサ２１の周辺にセンサ２１を駆動させるための周辺回路２２が形成され、その周辺回路２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッドからなる電極パッド群２３が形成されている。上記センサ２１と上記周辺回路２２と上記電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置されている。また電極パッド群２３の各電極パッドには金属ワイヤ２４がインターポーザ基板１０の電極（図示せず）に接続されている。またセンサ２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２０を被覆する絶縁膜（以下、封止樹脂部という）３０が上記インターポーザ基板１０上に形成されている。
【００３４】
上記封止樹脂部３０は、その表面３０Ａに対してセンサ２１表面は傾斜面にかつ凸状に湾曲させた状態に配置されている。この湾曲方向は、指の移動方向とする。また指の移動方向に対して直角方向にも湾曲させてもよい。その曲率は、チップサイズにもよるが、例えば、半導体チップ２０と封止樹脂部３０との間に段差を生じ、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、センサ２１の指紋検出領域に指が接触しない領域が発生することのないような曲率半径とすることが好ましい。またセンサ２１の周辺回路２２側を除く周囲の封止樹脂部３０の表面は、センサ２１表面と同一平面上、もしくはセンサ２１表面よりも下部側に傾斜する面に形成されている。これにより、センサ２１の指紋検出領域へ指が確実に接触できるようになる。
【００３５】
そして上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は、封止樹脂部３０のセンサ２１側端辺において角度θなる傾斜面に配置されている。このセンサ２１表面の傾斜角は、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角が３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００３６】
また、上記インターポーザ基板１０の裏面には複数の外部接続端子４０が形成されている。
【００３７】
本発明の指紋センサ装置２は、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とがセンサ２１で読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ２０の形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップ２０の収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサ２０は、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜（封止樹脂部）３０表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるので、指が確実にセンサ２１の指紋検出領域に接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、指紋検出領域を露出させたまま、周辺回路２２を確実に封止樹脂部３０で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路２２を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。さらに、半導体チップ２０表面が凸状に湾曲していることから、半導体チップ２０（特にセンサ２１）表面と封止樹脂部３０Ｈ表面との角度θをより小さくできるため、センサ２１の指紋検出領域への指の接触、移動がさらに容易になる。
【００３８】
次に、本発明の指紋センサ装置に係る第３実施例を、図４によって説明する。図４において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（４）は（２）図中のＢ−Ｂ線断面図である。さらに（５）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図であり、（６）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図である。
【００３９】
図４に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置３は、インターポーザ基板１０上にダイボンド材４１を介して半導体チップ２０が搭載されている。この半導体チップ２０にはその表面に指紋を検出するセンサ２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２０にはセンサ２１の周辺にセンサ２１を駆動させるための周辺回路２２が形成され、その周辺回路２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッドからなる電極パッド群２３が形成されている。上記センサ２１と上記周辺回路２２と上記電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置されている。また電極パッド群２３の各電極パッドには金属ワイヤ２４がインターポーザ基板１０の電極（図示せず）に接続されている。またセンサ２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２０を被覆する絶縁膜（以下、封止樹脂部という）３０が上記インターポーザ基板１０上に形成されている。
【００４０】
上記センサ２１表面に対して上記封止樹脂部３０Ａ表面は角度θなる傾斜面に形成されている。この封止樹脂部３０Ａ表面の傾斜角は、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角が３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープし易くするためには、上記センサ２１表面に対する上記封止樹脂部３０Ａ表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００４１】
またセンサ２１の周辺回路２２側を除く周囲の封止樹脂部３０の表面は、センサ２１表面と同一平面上、もしくはセンサ２１表面よりも下部側に傾斜する面に形成されている。これにより、センサ２１の指紋検出領域へ指が確実に接触できるようになる。
【００４２】
また、上記インターポーザ基板１０の裏面には複数の外部接続端子４０が形成されている。
【００４３】
本発明の指紋センサ装置３は、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とがセンサ２１で読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ２０の形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップ２０の収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサ２１表面に対して、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜（封止樹脂部）３０Ａ表面が傾斜面に形成されているので、指が確実にセンサ２１の指紋検出領域に接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、指紋検出領域を露出させたまま、周辺回路２２を確実に封止樹脂部３０で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路２２を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。また、本実施例によれば、比較的簡単なプロセスで製造できるため、組立コストが抑制できる。
【００４４】
次に、本発明の指紋センサ装置に係る第４実施例を、図５によって説明する。図５において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（４）は（２）図中のＢ−Ｂ線断面図である。さらに（５）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図であり、（６）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図である。
【００４５】
図５に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置４は、インターポーザ基板１０上にダイボンド材４１、傾斜面を有するスペーサ４２、ダイボンド材４３等を介して半導体チップ２０が搭載されている。この半導体チップ２０にはその表面に指紋を検出するセンサ２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２０にはセンサ２１の周辺にセンサ２１を駆動させるための周辺回路２２が形成され、その周辺回路２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッドからなる電極パッド群２３が形成されている。上記センサ２１と上記周辺回路２２と上記電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置されている。また電極パッド群２３の各電極パッドには金属ワイヤ２４がインターポーザ基板１０の電極（図示せず）に接続されている。またセンサ２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２０を被覆する絶縁膜（以下、封止樹脂部という）３０が上記インターポーザ基板１０上に形成されている。
【００４６】
上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は角度θなる傾斜面に配置されている。このセンサ２１表面の傾斜角は、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角が３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００４７】
またセンサ２１の周辺回路２２側を除く周囲の封止樹脂部３０の表面は、センサ２１表面と同一平面上、もしくはセンサ２１表面よりも下部側に傾斜する面に形成されている。これにより、センサ２１の指紋検出領域へ指が確実に接触できるようになる。
【００４８】
上記のように、センサ２１表面を傾斜面に配置するには、インターポーザ基板１０表面に対してダイボンド材４１で傾斜面を有するスペーサ４２を固定し、さらにスペーサ４２の傾斜面にダイボンド材４３でセンサ２１が搭載された半導体チップ２０を固定すればよい。また、封止樹脂部３０Ａは、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２との境界から周辺回路２２、電極パッド群２３を被覆するように形成されればよい。この時、周辺回路２１上を封止する封止樹脂部３０Ａ表面に対するセンサ２１表面の傾斜角度θが大きくならないように、上記範囲に設定される。実際には、インターポーザ基板１０に第１ボンド（ボールボンド）、半導体チップ２０上の電極パッド群２３上に第２ボンド（ウェッジボンド）を行う（リバースボンド）ことにより、半導体チップ２０上の金属ワイヤー２４のループ高さを、１００〜１５０μｍ程度に低く抑えることができるため、この部分の半導体チップ２０上の樹脂厚を２００μｍとすると、半導体チップサイズから換算して、θは３度とすることが可能である。
【００４９】
さらに、上記スペーサ４２は、その一部分が上記封止樹脂部３０表面に露出するように形成されている。例えば、スペーサ４２の一部は、センサ２１に対して周辺回路２２側とは反対側の封止樹脂部３０表面に露出されている。上記スペーサ４２は、例えば、金属のような導電性材料で形成されていて、導電性のダイボンド材４１を介してインターポーザ基板１０の外部接続端子４０へ接続し、マザーボード（図示せず）のＧＮＤ端子と接続する。また、上記インターポーザ基板１０の裏面には複数の外部接続端子４０が形成されている。
【００５０】
本発明の指紋センサ装置４は、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とがセンサ２１で読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ２０の形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップ２０の収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサ２０は、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜（封止樹脂部）３０表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるので、指が確実にセンサ２１の指紋検出領域に接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、指紋検出領域を露出させたまま、周辺回路２２を確実に封止樹脂部３０で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路２２を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。
【００５１】
さらに、上記スペーサ４２は、その一部分が上記封止樹脂部３０表面に露出するように形成されていることにより、図６に示すように、万が一、指紋を検出させようとする指５０が帯電していても、上記スペーサ４２、ダイボンド材４１、インターポーザ基板１０の外部接続端子（図示せず）、マザーボード（図示せず）のＧＮＤ端子というような経路で指５０に帯電した電荷が放電されるため、センサ２１が搭載された半導体チップ２０が帯電のダメージを受けることがない。
【００５２】
次に、本発明の指紋センサ装置に係る第５実施例を、図７によって説明する。図７において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図であり、（４）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図であり、（５）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（６）は（３）図中のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５３】
図７に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置５は、半導体チップを搭載する領域を傾斜させたリードフレームダイパッド６０上にダイボンド材４１を介して半導体チップ２０が搭載されている。この半導体チップ２０にはその表面に指紋を検出するセンサ２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２０にはセンサ２１の周辺にセンサ２１を駆動させるための周辺回路２２が形成され、その周辺回路２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッドからなる電極パッド群２３が形成されている。上記センサ２１と上記周辺回路２２と上記電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置されている。また電極パッド群２３の各電極パッドには金属ワイヤ２４がリードフレームダイパッド６０の各外部接続端子４０に接続されている。この各外部接続端子４０は、エリアアレイ状ではなく、ペリフェラル（パッケージ外周に１列に並ぶ）状に形成されている。また、リードフレームダイパッド６０の半導体チップ２０を搭載する領域は、予めダイパッド６０を金型等で斜めに成形しておくことにより形成される。またセンサ２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２０を被覆する絶縁膜（以下、封止樹脂部という）３０が上記リードフレームダイパッド６０を被覆するように形成されている。
【００５４】
上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は角度θなる傾斜面に配置されている。このセンサ２１表面の傾斜角θは、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角θが３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角θが３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の傾斜角θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の傾斜角θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００５５】
またセンサ２１の周辺回路２２側を除く周囲の封止樹脂部３０の表面は、センサ２１表面と同一平面上、もしくはセンサ２１表面よりも下部側に傾斜する面に形成されている。これにより、センサ２１の指紋検出領域へ指が確実に接触できるようになる。
【００５６】
上記のように、センサ２１表面を傾斜面に配置するには、リードフレームダイパッド６０の半導体チップ２０を搭載する表面を傾斜面に形成し、その傾斜面にダイボンド材４１でセンサ２１が搭載された半導体チップ２０を固定すればよい。また、封止樹脂部３０Ａは、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２との境界から周辺回路２２、電極パッド群２３を被覆するように形成されればよい。この時、周辺回路２１上を封止する封止樹脂部３０Ａ表面に対するセンサ２１表面の傾斜角度θが大きくならないように、上記範囲に設定される。
【００５７】
本発明の指紋センサ装置１は、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とがセンサ２１で読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ２０の形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップ２０の収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサ２０は、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜（封止樹脂部）３０表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるので、指が確実にセンサ２１の指紋検出領域に接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、指紋検出領域を露出させたまま、周辺回路２２を確実に封止樹脂部３０で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路２２を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。さらに、予めリードフレームダイパッド６０を金型等で斜めに成形しておくことにより、低コストなリードフレームダイパッド６０を用いてパッケージが構成されるので、組立コストが抑制できる。
【００５８】
次に、本発明の指紋センサ装置に係る第６実施例を、図８によって説明する。図８において、（１）はスウィープ型の指紋センサ装置の外観を示した斜視図であり、（２）はスウィープ型の指紋センサ装置の平面図であり、（３）は（２）図中のＡ−Ａ線断面図であり、（４）は（２）図中のＢ−Ｂ線断面図である。さらに（５）はスウィープ型の指紋センサ装置の背面図であり、（６）はスウィープ型の指紋センサ装置の内部構造を示した平面図である。
【００５９】
図８に示すように、スウィープ型の指紋センサ装置６は、傾斜面を有するスペーサ４２上にダイボンド材４３を介して半導体チップ２０が搭載されている。この半導体チップ２０にはその表面に指紋を検出するセンサ２１が露出する状態に形成されている。また半導体チップ２０にはセンサ２１の周辺にセンサ２１を駆動させるための周辺回路２２が形成され、その周辺回路２２上には信号出力を外部に出力する複数の電極パッドからなる電極パッド群２３が形成されている。上記センサ２１と上記周辺回路２２と上記電極パッド群２３とは、センサ２１で読み取られる指の移動方向にそって配置されている。また電極パッド群２３の各電極パッドは金属バンプ２５を介してフレキシブル基板７０の電極（図示せず）に接続されている。またセンサ２１表面を露出するようにして、上記半導体チップ２０およびスペーサ４２を被覆する絶縁膜（以下、封止樹脂部という）３０が形成されている。
【００６０】
上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は角度θなる傾斜面に配置されている。このセンサ２１表面の傾斜角は、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角が３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００６１】
またセンサ２１の周辺回路２２側を除く周囲の封止樹脂部３０の表面は、センサ２１表面と同一平面上、もしくはセンサ２１表面よりも下部側に傾斜する面に形成されている。これにより、センサ２１の指紋検出領域へ指が確実に接触できるようになる。
【００６２】
上記のように、センサ２１表面を傾斜面に配置するには、傾斜面を有するスペーサ４２の傾斜面にダイボンド材４３でセンサ２１が搭載された半導体チップ２０を固定すればよい。また、封止樹脂部３０Ａは、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２との境界から周辺回路２２、電極パッド群２３を被覆するように形成されればよい。この時、周辺回路２１上を封止する封止樹脂部３０Ａ表面に対するセンサ２１表面の傾斜角θが大きくならないように、上記範囲に設定される。
【００６３】
また、上記インターポーザ基板１０の裏面には複数の外部接続端子４０が形成されている。
【００６４】
本発明の指紋センサ装置６は、センサ２１と周辺回路２２と電極パッド群２３とがセンサ２１で読み取られる指の移動（スウィープ）方向にそって配置されるため、従来の指紋センサ装置よりも半導体チップ２０の形状やパッケージ形状が細長くならないので、ウエハにおける半導体チップ２０の収率を向上させることができ、また製造コストの低減が図れる。また、センサ２０は、周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する絶縁膜（封止樹脂部）３０表面に対して角度を有する傾斜面上に配置されるので、指が確実にセンサ２１の指紋検出領域に接触するようになるとともに、指が移動し易くなるため、指紋認識精度が向上するという利点がある。さらに、指紋検出領域を露出させたまま、周辺回路２２を確実に封止樹脂部３０で被覆することができることから、指紋認識精度が向上するとともに、周辺回路２２を確実に保護できるので誤動作（例えば光電効果による誤動作）の防止が図れる。
【００６５】
また、半導体チップ２０とフレキシブル基板７０との電気的接続に金属バンプ２５を用いることができるので、金属ワイヤーを用いた場合に比べて、周辺回路２２上の封止樹脂部３０の膜厚を小さく抑えることができる。このため、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との傾斜角θをより小さくすることができる。したがって、指紋検出領域への指の接触、移動がさらに容易になり、パッケージ全体を薄くすることができる。また、外部接続端子４０がフレキシブル基板７０上に配置されるため、特に携帯電話等の小型機器でのマザーボード（図示せず）実装の際に自由度がある。
【００６６】
次に、本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第１実施例を、図９および図１０の製造工程断面図によって説明する。図９および図１０に示した指紋センサ装置の製造工程は、前記図１によって説明した第１実施例の指紋センサ装置の製造工程を示す図面である。
【００６７】
図９（１）に示すように、インターポーザ基板１０を用意する。
【００６８】
次に、図９（２）に示すように、インターポーザ基板１０にダイボンド材４１を用いて傾斜面を有する例えば三角柱形状のスペーサ４２を固着する。スペーサ４２は必要に応じで金属等の導電部材か、弾性を有する樹脂素材を用いてもよい。上記スペーサ４２の傾斜面は例えば３度以上３０度未満となるように形成しておく。このような傾斜に形成しておくことによって、後に形成される封止樹脂部３０Ａ表面に対して半導体チップ２０のセンサ２１表面の傾斜角が、所望の３度以上３０度以下にすることができる。このような傾斜角とする理由は、前記指紋センサ装置の第１実施例で述べた通りである。
【００６９】
次に、図９（３）に示すように、スペーサ４２の傾斜面上にダイボンド材４３を介して、指紋を検出するセンサ２１、センサ２１を駆動する周辺回路２２、外部電極端子との接続を行う電極パッド群２３等が形成された半導体チップ２０を固着する。
【００７０】
次に、図９（４）に示すように、ワイヤーボンディング工程を行う。すなわち、金属ワイヤー２４によって半導体チップ２０に形成された電極パッド群２３の各電極パッドとインターポーザ基板１０に形成された外部電極端子４０とを接続する。
【００７１】
次に、図１０（５）に示すように、半導体チップ２０が搭載されたインターポーザ基板１０を樹脂封止金型（下型）８５上に載置するとともに、半導体チップ２０と樹脂封止金型（上型）８０との間に絶縁性樹脂シート９０を介して、上記樹脂封止金型（上型）８０と樹脂封止金型（下型）８５とを押圧して、半導体チップ２０と絶縁性樹脂シート９０との間において樹脂封止を行う。
【００７２】
この結果、図１０（６）に示すように、半導体チップ２０に封止樹脂部３０が形成される。このとき、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は角度θなる傾斜面に配置されるように、封止樹脂部３０を形成する。この傾斜角θは、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角θが３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００７３】
次に、ダイシングカットを行う。その結果、図１０（７）に示すように、各半導体チップ２０が個片化される。
【００７４】
上記工程において、センサ２１と周辺回路２２との境界部分には封止樹脂部３０のフラッシュバリが発生しやすい。そのため、図１１に示すように、樹脂封止金型（上型）８０のセンサ２１と周辺回路２２との境界部分に位置する部分に、高さｈ＝５０〜８０μｍ程度のノッチ８２を設け、８０〜１００μｍ程度の絶縁性樹脂シート９０を介して樹脂封止を行うことで、バリ発生を抑止する。この場合、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２の境界部分には、１０μｍ〜３０μｍの微小な段差を生じる可能性があるが、指の移動やセンサ２１の指紋検出領域への指の接触には支障を来すことはない。このノッチ８２により、バリがセンサ２１の一部分たりとも覆うことなくなり、また確実に周辺回路２２を封止樹脂部３０で覆うことが可能となる。以上のような構成のパッケージにすることで、少なくともセンサ２１外周のうち、周辺回路２２に隣り合わない３辺については、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との高さがそろっており、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との角度θを３度以上３０度以下とすることができるので、センサ２１の周辺に指の接触や移動を妨げるような段差がなくなり、指が確実にセンサ２１に接触し、かつ円滑に移動させることができる指紋センサ装置１を形成することができる。
【００７５】
次に、本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第３実施例を、図１２および図１３の製造工程断面図によって説明する。図１２および図１３に示した指紋センサ装置の製造工程は、前記図４によって説明した第３実施例の指紋センサ装置の製造工程を示す図面である。
【００７６】
図１２（１）に示すように、インターポーザ基板１０を用意する。
【００７７】
次に、図１２（２）に示すように、インターポーザ基板１０にダイボンド材４１を形成する。
【００７８】
次に、図１２（３）に示すように、上記インターポーザ基板１０に上記ダイボンド材４１を介して、指紋を検出するセンサ２１、センサ２１を駆動する周辺回路２２、外部電極端子との接続を行う電極パッド群２３等が形成された半導体チップ２０を固着する。
【００７９】
次に、図１２（４）に示すように、ワイヤーボンディング工程を行う。すなわち、金属ワイヤー２４によって半導体チップ２０に形成された電極パッド群２３の各電極パッドとインターポーザ基板１０に形成された外部電極端子４０とを接続する。
【００８０】
次に、図１３（５）に示すように、半導体チップ２０が搭載されたインターポーザ基板１０を樹脂封止金型（下型）８５上に載置するとともに、半導体チップ２０と樹脂封止金型（上型）８０との間に絶縁性樹脂シート９０を介して、上記樹脂封止金型（上型）８０と樹脂封止金型（下型）８５とを押圧して、半導体チップ２０と絶縁性樹脂シート９０との間において樹脂封止を行う。
【００８１】
この結果、図１３（６）に示すように、半導体チップ２０に封止樹脂部３０が形成される。このとき、上記センサ２１表面に対して上記封止樹脂部３０Ａ表面は角度θなる傾斜面に配置されるように、封止樹脂部３０を形成する。この傾斜角θは、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角θが３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００８２】
次に、ダイシングカットを行う。その結果、図１３（７）に示すように、各半導体チップ２０が個片化される。
【００８３】
上記工程において、センサ２１と周辺回路２２との境界部分には封止樹脂部３０のフラッシュバリが発生しやすい。そのため、図１４に示すように、樹脂封止金型（上型）８０のセンサ２１と周辺回路２２との境界部分に位置する部分に、高さｈ＝５０〜８０μｍ程度のノッチ８３を設け、８０〜１００μｍ程度の絶縁性樹脂シート９０を介して樹脂封止を行うことで、バリ発生を抑止する。この場合、封止樹脂部３０には、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２の境界部分に１０μｍ〜３０μｍの微小な段差を生じる可能性があるが、この程度の断さでは指の移動やセンサ２１の指紋検出領域への指の接触には支障を来すことはない。このノッチ８３により、バリがセンサ２１の一部分たりとも覆うことなくなり、また確実に周辺回路２２を封止樹脂部３０で覆うことが可能となる。以上のような構成のパッケージにすることで、少なくともセンサ２１外周のうち、周辺回路２２に隣り合わない３辺については、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との高さがそろっており、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との角度θを３度以上３０度以下とすることができるので、センサ２１の周辺に指の接触や移動を妨げるような段差がなくなり、指が確実にセンサ２１に接触し、かつ円滑に移動させることができる指紋センサ装置１を形成することができる。
【００８４】
次に、本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第３実施例を、図１５および図１６の製造工程断面図によって説明する。図１５および図１６に示した指紋センサ装置の製造工程は、前記図７によって説明した第５実施例の指紋センサ装置の製造工程を示す図面である。
【００８５】
図１５（１）に示すように、リードフレーム６１を用意する。
【００８６】
次に、図１５（２）に示すように、リードフレーム６１の表面側にダイパッド６２を固着してリードフレームダイパッド６０を形成する。上記ダイパッド６２の半導体チップが搭載される面は傾斜面に形成しておき、その傾斜面は例えば３度以上３０度未満となるように形成しておく。このような傾斜に形成しておくことによって、後に形成される封止樹脂部表面に対して半導体チップのセンサ表面の傾斜角が、所望の３度以上３０度以下にすることができる。このような傾斜角とする理由は、前記指紋センサ装置の第１、第５実施例等で述べた通りである。
【００８７】
次に、図１５（３）に示すように、リードフレームダイパッド６０（リードフレーム６１）の裏面側にリードフレームテープ６３を形成し、リードフレームダイパッド６０を保持する。
【００８８】
次に、図１５（４）に示すように、リードフレームダイパッド６０の傾斜面上にダイボンド材４１を介して、指紋を検出するセンサ２１、センサ２１を駆動する周辺回路２２、外部電極端子との接続を行う電極パッド群２３等が形成された半導体チップ２０を固着する。
【００８９】
次に、図１５（５）に示すように、ワイヤーボンディング工程を行う。すなわち、金属ワイヤー２４によって半導体チップ２０に形成された電極パッド群２３の各電極パッドとリードフレームダイパッド６０に形成された外部電極端子４０とを接続する。
【００９０】
次に、図１６（６）に示すように、半導体チップ２０が搭載されたリードフレームダイパッド６０を樹脂封止金型（下型）８５上に載置するとともに、半導体チップ２０と樹脂封止金型（上型）８０との間に絶縁性樹脂シート９０を介して、上記樹脂封止金型（上型）８０と樹脂封止金型（下型）８５とを押圧して、半導体チップ２０と絶縁性樹脂シート９０との間において樹脂封止を行う。上記樹脂封止金型（上型）８０は、センサ２１に絶縁性樹脂シート９０を介して密着する領域はセンサ２１表面と同様な傾斜面に形成され、周辺回路２２および電極パッド群２３に対向する領域はセンサ２１表面が周辺回路２２および電極パッド群２３上を被覆する封止樹脂部表面に対して３度以上３０度以下の傾斜面になるような面に、例えば水平に形成される。
【００９１】
この結果、図１６（７）に示すように、半導体チップ２０に封止樹脂部３０が形成される。このとき、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対して上記センサ２１表面は角度θなる傾斜面に配置されるように、封止樹脂部３０を形成する。この傾斜角θは、３度以上３０度以下に設定される。この傾斜角θが３度未満であると、封止樹脂部３０に被覆される周辺回路２２の封止樹脂部３０の膜厚が不足し、例えば、封止樹脂部３０によって周辺回路２２の機械的に保護することが困難になる。また、周辺回路２２に対する遮光性が不十分になり、光電効果による誤動作の原因となる。さらに半導体チップ２０に形成された電極パッド群２３に接続される金属ワイヤ２４が露出してしまうという不具合が生じるようになる。また、傾斜角が３０度を超えるようになると、センサ２１表面に指をスウィープさせたときに、従来と同様に、センサ２１の検出領域に指が完全に接触できずに不使用部分が生じるようになる。したがって、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上３０度以下に設定される。また、さらに指をスウィープしやすくするためには、上記封止樹脂部３０Ａ表面に対する上記センサ２１表面の角度θは３度以上１０度以下にすることが好ましい。
【００９２】
次に、リードフレーム６１からリードフレームテープ６３を剥離する。
【００９３】
次に、図１６（８）に示すように、ダイシングカットを行う。その結果、各半導体チップ２０が個片化される。
【００９４】
上記工程においても前記製造方法の第１実施例と同様に、樹脂封止金型（上型）８０にノッチ８２を設けたものを用いることで、バリ発生を抑止することができる。この場合、センサ２１の指紋検出領域と周辺回路２２の境界部分には、１０μｍ〜３０μｍの微小な段差を生じる可能性があるが、指の移動やセンサ２１の指紋検出領域への指の接触には支障を来すことはない。このノッチ８２により、バリがセンサ２１の一部分たりとも覆うことなくなり、また確実に周辺回路２２を封止樹脂部３０で覆うことが可能となる。以上のような構成のパッケージにすることで、少なくともセンサ２１外周のうち、周辺回路２２に隣り合わない３辺については、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との高さがそろっており、半導体チップ２０表面と封止樹脂部３０表面との角度θを３度以上３０度以下とすることができるので、センサ２１の周辺に指の接触や移動を妨げるような段差がなくなり、指が確実にセンサ２１に接触し、かつ円滑に移動させることができる指紋センサ装置５を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の指紋センサ装置および指紋センサ装置の製造方法は、携帯端末に限らず各種機器の個人識別装置という用途にも適用できる。例えば、部屋入口や自動車のドアに設置される個人識別装置、各種携帯機器の個人識別装置等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の指紋センサ装置に係る第１実施例を示した図面である。
【図２】第１実施例の指紋センサ装置による指紋検出方法を示した図面である。
【図３】本発明の指紋センサ装置に係る第２実施例を示した図面である。
【図４】本発明の指紋センサ装置に係る第３実施例を示した図面である。
【図５】本発明の指紋センサ装置に係る第４実施例を示した図面である。
【図６】第４実施例の指紋センサ装置による指紋検出時の効果を説明する図面である。
【図７】本発明の指紋センサ装置に係る第５実施例を示した図面である。
【図８】本発明の指紋センサ装置に係る第６実施例を示した図面である。
【図９】本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第１実施例を示した製造工程図である。
【図１０】本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第１実施例を示した製造工程図である。
【図１１】樹脂封止金型（上型）のノッチを示した概略構成断面図である。
【図１２】本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第２実施例を示した製造工程図である。
【図１３】本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第２実施例を示した製造工程図である。
【図１４】樹脂封止金型（上型）のノッチを示した概略構成断面図である。
【図１５】本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第３実施例を示した製造工程図である。
【図１６】本発明の指紋センサ装置の製造方法に係る第３実施例を示した製造工程図である。
【図１７】従来の指紋センサ装置を示した概略構成断面図である。
【図１８】従来の指紋センサ装置の詳細を示した説明図である。
【図１９】読み込んだ指紋情報を認証する方法の一つである特徴点抽出法を示した概念図である。
【図２０】指紋情報の取り込み部位を説明する図面である。
【図２１】指紋センサ装置の回路ブロック図である。
【図２２】従来の指紋センサ装置の指紋検出時における問題点を示した説明図である。
【符号の説明】
【００９７】
１…指紋センサ装置、２１…センサ、２２…周辺回路、２３…電極パッド群、３０…絶縁膜（封止樹脂部）、θ…傾斜角
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２０】
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