(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指で直接接触するための誘電体層と、該誘電体層に対向する表面部分とを有する集積回路のダイと、
該集積回路のダイの該表面部分を含みつつ該集積回路のダイを取り囲み、ユーザの指が該誘電体層と直接接触することを可能にするため、該誘電体層の表面に隣接して、該集積回路のダイの該誘電体層を露出する開口部を有する一体的に成形されるカプセル化材料の本体部と、
該ユーザの指が該誘電体層に位置されるときに該ユーザの指が導電性部材に直接接触するために、該カプセル化材料の本体部の中の該開口部に隣接しつつ該誘電体層に隣接して該カプセル化材料の本体部に設けられる導電性部材と、
該導電性部材を該集積回路のダイに電気的に接続するための相互接続手段とを備え、
該相互接続手段は、
該導電性部材と該集積回路のダイとの間の導電性接着剤の層と、
該集積回路のダイにおける少なくとも１つのビアと、
該少なくとも１つのビアに設けられる導電性材料の層と、
を備える指紋検知装置。
【請求項２】
該導電性部材は、該カプセル化材料の本体部における該開口部のフレームの少なくとも１部を画定するために位置される、
請求項１記載の指紋検知装置。
【請求項３】
該導電性部材の電圧をクランプするために、該導電性部材に電気的に接続される電圧クランプ手段をさらに備える、
請求項１記載の指紋検知装置。
【請求項４】
該集積回路のダイは、該カプセル化材料の本体部に覆われる複数の接合パッドをさらに備え、該複数の接合パッドを腐食から保護するための接合パッド封止手段をさらに備える、
請求項１記載の指紋検知装置。
【請求項５】
該接合パッドのそれぞれは、第一の金属層をさらに備え、該接合パッド封止手段は、該第一の金属層の上に障壁金属層を有し、該障壁金属層の上に金の層を有する、
請求項４記載の指紋検知装置。
【請求項６】
ユーザの指で直接接触するための誘電体層と、該誘電体層に対向する表面部分とを有する集積回路のダイを設けるステップと、
ユーザの指が該誘電体層と直接接触することを可能にするため、該誘電体層の表面に隣接して、該集積回路のダイの該誘電体層を露出する開口部を有する一体的に成形されるカプセル化材料の本体部により、該集積回路のダイの該表面部分を含みつつ該集積回路のダイを取り囲むステップと、
該ユーザの指が該誘電体層に位置されるときに該ユーザの指が導電性部材に直接接触するために、該カプセル化材料の本体部の中の該開口部に隣接しつつ該誘電体層に隣接する該導電性部材を該カプセル化材料の本体部に設けるステップと、
該導電性部材を該集積回路のダイに電気的に接続するための相互接続手段を設けるステップとを備え、
該相互接続手段を設けるステップは、
該導電性部材と該集積回路のダイの間に導電性接着剤からなる層を設けるステップと、
該集積回路のダイにおいて少なくとも１つのビアを設けるステップと、
該少なくとも１つのビアにおいて導電性材料からなる層を設けるステップと、
を備える指紋検知装置を製造する方法。
【請求項７】
該導電性部材は、該カプセル化材料の本体部における該開口部のフレームの少なくとも１部を画定するために位置される、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
該導電性部材の電圧をクランプするために、該導電性部材に電気的に接続される電圧クランプ手段を設けるステップをさらに備える、
請求項６記載の方法。
【請求項９】
該カプセル化材料の本体部により覆われる複数の接合パッドを該集積回路のダイに設けるステップを備え、該複数の接合パッドを腐食から保護するための接合パッド封止手段を設けるステップをさらに備える、
請求項６記載の方法。
【請求項１０】
該接合パッドのそれぞれに第一の金属層を設けるステップを備え、該接合パッド封止手段を設けるステップは、該第一の金属層の上に障壁金属層を設けるステップと、該障壁金属層の上に金の層を設けるステップとを備える、
請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の分野に係り、特に、集積回路装置及びそのパッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
幾つかの応用は、ヒト又はヒトの部位との直接的な接触のためアクセスできるように、集積回路のダイの最も外側表面が周囲に晒されることを必要とする。例えば、ある種の医学的な応用は、血液の化学的性質を測定するため剥き出しの集積回路を血流内に置く。幸運にも、かかる応用において、回路の動作寿命は限定され、回路は廃棄される前に１回しか使用されない。従って、長期間の信頼性は、典型的に重要な問題ではない。
【０００３】
一方、感知素子の集積回路配列に基づく指紋センサは、指による集積回路のダイとの直接的な接触を必要とする。指紋検知及びマッチングは、個人識別又は衝合のための高信頼性、かつ、広く使用される技術である。
典型的な電子指紋センサは、可視光、赤外光、又は超音波放射を用いて指の表面を照明することに基づく。反射されたエネルギーは、例えば、ある種のカメラで捕捉され、得られた画像は、フレーム化、ディジタル化され、静止ディジタル画像として記憶される。例えば、米国特許第４，２１０，８９９号明細書には、人がある場所に入るのを許可し、或いは、コンピュータ端末へのアクセスを与えるような安全なアクセスの応用のため中央処理ステーションと協働する光学走査式指紋読み取り器が開示されている。米国特許第４，５２５，８５９号明細書には、指紋画像を捕捉するビデオカメラが開示され、基準指紋のデータベースとのマッチを判定するため、指紋の詳細、即ち、指紋の隆起の枝及び末端部が使用される。
【０００４】
米国特許第４，３５３，０５６号明細書は、生の指紋を検知する別の方法を開示する。米国特許第５，３２５，４４２号明細書は、複数の感知電極を含む指紋センサを開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コンピュータワークステーション、器具、車両、及び信用データの許可されていない使用を可能にさせるため、識別及び照合用の指紋検知及びマッチングの大きな進歩が望まれる。
本発明の目的は、集積回路のダイに対する信頼性の高い環境の封止を行うため、ユーザの指のような検知される媒体により集積回路のダイの直接的な接触を可能にさせる集積回路装置及び関連した方法を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、大規模かつ比較的低コストの製造を容易に行う集積回路装置及び関連した方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の指紋検知装置は、ユーザの指で直接接触するための誘電体層と、該誘電体層に対向する表面部分とを有する集積回路のダイと、該集積回路のダイの該表面部分を含みつつ該集積回路のダイを取り囲み、ユーザの指が該誘電体層と直接接触することを可能にするため、該誘電体層の表面に隣接して、該集積回路のダイの該誘電体層を露出する開口部を有する一体的に成形されるカプセル化材料の本体部と、該ユーザの指が該誘電体層に位置されるときに該ユーザの指が導電性部材に直接接触するために、該カプセル化材料の本体部の中の該開口部に隣接しつつ該誘電体層に隣接して該カプセル化材料の本体部に設けられる導電性部材と、該導電性部材を該集積回路のダイに電気的に接続するための相互接続手段とを備え、該相互接続手段は、該導電性部材と該集積回路のダイとの間の導電性接着剤の層と、該集積回路のダイにおける少なくとも１つのビアと、該少なくとも１つのビアに設けられる導電性材料の層とを備えるものである。
【０００８】
また、該導電性部材は、該カプセル化材料の本体部における該開口部のフレームの少なくとも１部を画定するために位置されるものである。
また、該導電性部材の電圧をクランプするために、該導電性部材に電気的に接続される電圧クランプ手段を更に備えるものである。
また、該集積回路のダイは、該カプセル化材料の本体部に覆われる複数の接合パッドを更に備え、該複数の接合パッドを腐食から保護するための接合パッド封止手段をさらに備えるものである。
さらに、該接合パッドのそれぞれは、第一の金属層を更に備え、該接合パッド封止手段は、該第一の金属層の上に障壁金属層を有し、該障壁金属層の上に金の層を有するものである。
【０００９】
本発明の指紋検知装置を製造する方法は、ユーザの指で直接接触するための誘電体層と、該誘電体層に対向する表面部分とを有する集積回路のダイを設けるステップと、ユーザの指が該誘電体層と直接接触することを可能にするため、該誘電体層の表面に隣接して、該集積回路のダイの該誘電体層を露出する開口部を有する一体的に成形されるカプセル化材料の本体部により、該集積回路のダイの該表面部分を含みつつ該集積回路のダイを取り囲むステップと、該ユーザの指が該誘電体層に位置されるときに該ユーザの指が導電性部材に直接接触するために、該カプセル化材料の本体部の中の該開口部に隣接しつつ該誘電体層に隣接する該導電性部材を該カプセル化材料の本体部に設けるステップと、該導電性部材を該集積回路のダイに電気的に接続するための相互接続手段を設けるステップとを備え、該相互接続手段を設けるステップは、該導電性部材と該集積回路のダイの間に導電性接着剤からなる層を設けるステップと、該集積回路のダイにおいて少なくとも１つのビアを設けるステップと、該少なくとも１つのビアにおいて導電性材料からなる層を設けるステップとを備えるものである。
【００１０】
また、該導電性部材は、該カプセル化材料の本体部における該開口部のフレームの少なくとも１部を画定するために位置されるものである。
また、該導電性部材の電圧をクランプするために、該導電性部材に電気的に接続される電圧クランプ手段を設けるステップを更に備えるものである。
また、該カプセル化材料の本体部により覆われる複数の接合パッドを該集積回路のダイに設けるステップを備え、該複数の接合パッドを腐食から保護するための接合パッド封止手段を設けるステップを更に備えるものである。
さらに、該接合パッドのそれぞれに第一の金属層を設けるステップを備え、該接合パッド封止手段を設けるステップは、該第一の金属層の上に障壁金属層を設けるステップと、該障壁金属層の上に金の層を設けるステップとを備えるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１乃至図３を参照して、最初に指紋センサ３０を説明する。図示されたセンサ３０は、筐体又はパッケージ５１と、指の配置表面を提供するパッケージの上部表面に露出した誘電体層５２と、複数の信号伝導体又はリード線５３とを含む。誘電体層５２の周辺を取り囲む伝導性の小片又は電極５４は、以下に詳細に説明するように指の接触電極を提供する。センサ３０は、パッケージに組み込まれた処理のレベルに依存した精巧なレベルの範囲の出力信号を供給する。
【００１２】
指紋センサ３０は、キーボード３６と付随した折りたたみ式表示スクリーン３７とを含むノートブックコンピュータ３５（図１）のようなコンピュータワークステーションにアクセスを許可するため使用される。換言すれば、ノートブックコンピュータの情報及びプログラムに対するユーザのアクセスは、所望又は予め登録された指紋が最初に検知されたときに限り許可される。
【００１３】
センサ３０は、コンピュータ情報システム４０の一定のワークステーション４１に対するアクセスを許可又は拒絶するため使用される。システムは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）４２により接続された複数のワークステーション４１を含み、ローカルエリアネットワーク４２は、指紋識別サーバ４３と、総合的な中央コンピュータ４４とに接続される。
【００１４】
図４乃至図１０を参照するに、センサ３０は、おそらく図４及び図５に最も良く示されているように、配列パターンに配置された複数の個別の画素又は感知素子３０ａを含む。当業者により容易に理解されるように、感知素子は非常に小さいので、典型的な指紋の尾根５９及びその間にある谷６０（図４）を検知し得る。更に当業者により認められるように、本発明により電界センサ３０から得られるような生の指紋の読み取り値は、尾根及び谷のパターン状の指の皮膚の伝導を、例えば、基板上の指紋画像、或いは、指の３次元モデルでさえ模擬することが非常に困難であるため、光学式検知よりも信頼性が高い。
【００１５】
センサ３０は、基板６５と、基板上の１層以上の活性半導体層６６とを含む。例示された実施例において、接地面電極層６８は、活性層６６の上にあり、絶縁層６７により活性層から隔離される。駆動電極層７１は、他の誘電体層７０の上にあり、励起駆動増幅器７４に接続される。励起駆動信号は、典型的に、約１ｋＨｚ乃至１ＭＨｚの範囲内に収まり、配列の全体に亘ってコヒーレントに伝達される。従って、駆動又は励起電極は、かくして、比較的に単純化され、かつ、センサ３０の全体のコストは低下させられ、一方、信頼性は向上する。
【００１６】
別の絶縁層７６は駆動電極層７１の上にあり、例えば、円形状の感知電極７８は絶縁層７６の上にある。概略的に図解され、当業者により容易に認められるように、感知電極７８は、活性層６６に形成された感知電子部品７３に接続してもよい。
環状のシールド電極８０は、隙間のある関係で感知電極７８を取り囲む。当業者により容易に認められるように、感知電極７８及びその周囲のシールド電極８０は、例えば、画素又は感知素子３０ａの接近して詰め込まれた配置又は配列を容易に実現するため、例えば、六辺形のような他の形状でもよい。シールド電極８０は、電界エネルギーの集中を助け、更に、これにより、近接した電極の駆動の必要性を低減させるため、増幅器回路７３の出力の一部により駆動された活性シールドである。従って、各感知素子が個別に駆動されることが要求された従来技術のセンサとは明らかに対照的に、センサ３０は全ての感知素子がコヒーレント駆動信号により駆動されることを可能にさせる。
【００１７】
更に図８乃至図１０を参照するに、励起電極７１は、間隔ｄ１の感知電極７８との間に第１の電界を発生させ、間隔ｄ２の感知電極７８と指の表面７９との間に第２の電界を発生させる。即ち、第１のキャパシタ８３（図９）は励起電極７１と感知電極７８との間に画成され、第２のキャパシタ８５は指の皮膚７９と接地との間に画成される。第２のキャパシタ８５の容量は、感知電極７８が指紋の尾根又は谷のどちらに近接するかに依存して変化する。従って、センサ３０は容量性分圧器としてモデル化できる。単位利得の電圧フォロワ又は増幅器７３により検知された電圧は、間隔ｄ２が変化すると共に変化する。
【００１８】
一般的に言うと、感知素子３０ａは、非常に低電流及び非常に高インピーダンスで動作する。例えば、各感知電極７８からの出力信号は、ノイズの影響を軽減し、かつ、更なる信号の処理を行うため、約５乃至１０ミリボルトが望ましい。シールド電極８０の外径により画成されるような各感知素子３０ａの近似的な直径は、約０．００２乃至０．００５インチである。励起誘電体層７６及び表面誘電体層５４は、約１μｍの範囲の厚さを有することが望ましい。接地面電極６８は、励起電極７１から活性電子装置をシールドする。比較的厚い誘電体層６７は、上記二つの構造の間の容量を低下させ、これにより、励起電極を駆動するため必要とされる電流を低下させる。電極７８、８０用の伝導体を通して活性電子回路に伝えられる種々の信号は、当業者により理解されるように容易に形成される。
【００１９】
センサ３０の接触又は感知表面の全体は、縦横の寸法が約０．５インチずつであることが望ましく、この寸法は製造が容易であり、かつ、正確な指紋検知及び照合のため十分に大きい表面が得られる。本発明によるセンサ３０は、作動しない画素又は感知素子３０ａをかなり許容する。典型的なセンサ３０は、縦横が約２５６個ずつの画素又は感知素子の配列を含むが、本発明によれば、他の配列の寸法も考慮されている。センサ３０は、製造コストを著しく低下させるため、主として、従来の半導体製造技術を用いて同時に製造される。
【００２０】
更に図１１を参照して、指紋センサ３０のパッケージングを説明する。当業者により容易に理解されるように、集積回路指紋センサは、走査又は検知される指によって接触される必要があるので、特別なパッケージングの困難さが生じる。典型的に、従来の集積回路の製造において集積回路の接触は、汚れの可能性が幾分あるので、回避することが望ましい。問題の主要な汚れは、ナトリウム及び他のアルカリ金属である。上記のイオン性の汚れは、典型的に集積回路を保護膜処理するため使用されるＳｉＯ2 層内で非常に高い移動性を有する。結果として生じた酸化電荷は、特に、ＭＯＳ技術のデバイス特性を劣化させる。
【００２１】
移動性イオンの汚れを制御する従来の一つの方法は、集積回路上の燐がドープされた保護膜層と共に封止パッケージングを使用することである。燐のドープ処理は、当業者により容易に理解されるように、トラップ機構により汚れの移動性を低下させる。プラスチックパッケージングは、より広まり始め、窒化珪素又は炭化珪素の保護膜層はプラスチックパッケージングと共に使用される。窒化珪素又は炭化珪素は、ユーザの指と集積回路との間の直接的な接触を許容するため、汚れの浸透性を著しく低下させる。従って、窒化珪素又は炭化珪素は、好ましくは、本発明に従って指紋センサ３０の保護層として使用される。
【００２２】
指紋センサ３０のような集積回路装置は、幾つかの固有のパッケージング要求を生じさせる。即ち、パッケージは、指とセンサのダイとの接触を可能にさせるため開く必要があり、パッケージは、乱暴な使用に耐えるため物理的に強くなければならず、パッケージとダイは、洗い落としを含む洗浄剤及び／又は消毒液による繰り返しの清掃に耐え得る必要があり、ダイは、広範囲の有機及び無機汚染物との接触に耐え得る必要があり、かつ、磨耗に耐え得る必要があり、最終的にパッケージングは比較的低価格でなければならない。
【００２３】
パッケージ５１は、上記のパッケージングの問題を扱う。パッケージ５１は、パッケージのカプセル化材料の本体部９４を形成するため射出成形中にリードフレーム９３に取付けられた集積回路のダイ９１を含む。接続は、外側に延在するリード線５３への接合ワイヤ９７及びリードフレーム９３により形成される。パッケージ５１の上側表面は、ダイ９１への接触を可能にさせる一体的に成形された開口部９８を含む。より詳細に言うと、例示された実施例において、開口部９８は、電極５４としての機能を行うフレーム部材又は導電性部材により画成される。電極５４は、例えば、以下により詳しく説明するように、センサ３０の製造の際に利点が得られる導電性接着剤９５によりダイ９１の下側にある部分と接続される。
【００２４】
電極５４の内側の露出した側面は僅かに角度が付けられる。フレーム部材又は電極５４は、プラスチック材料の針と、対応した電極内の溝との間の連結する嵌め合いにより周囲のカプセル化部材の本体９４内の適当な場所に機械的に保持される。勿論、当業者は、本体部９４と電極５４との間の中間面に他の連結手段の配置を認める。
【００２５】
電極５４は、集積回路のダイ９１内の回路に相互接続された方が有利である。特に、図１２を更に参照するに、導体充填ビア１０４は、電極５４’を接続するため使用される。図１２に示されているように、他の機械的固定配置を、カプセル化材料の本体部９４’と電極５４’との間の中間面に設けてもよい。例示された電極５４’はＬ字形の断面を有し、当業者は、他の断面形状が可能であり、かつ、本発明により考慮されることを認める。
【００２６】
更に、図１２には、電極９４’が開口部９８’から引き込められた形で設けられた本発明の一実施例が示される。より詳細に言うと、以下に詳細に説明されるように、支柱１０５は、成形中に開口部を形成するため、除去可能な材料の本体部を維持すべく使用される。換言すれば、１本以上の支柱が、フレーム部材又は電極５４’と成形中に除去可能な材料との間に隙間を画成する。従って、プラスチックの内面部９４ａは、射出成形中に電極５４’の内側に形成される。
【００２７】
図１２は、電極５４’の電圧のクランプに関係する。より詳しく言うと、当業者により容易に理解されるように、ユーザの指の上の静電電圧は、適切に放散されなければ、集積回路のダイ９１’の部品を損傷する。更に、駆動回路１０９から電極５４’に加えられた電圧は、ユーザに不慮の衝撃を与えないように所定のレベルを超えないことが望ましい。従って、本発明は、ツェナーダイオード１１１と抵抗１１２の対により設けられた例示された電圧クランプ回路１０８を含む方が有利である。指紋センサ又は他の集積回路装置のある種の実施例において、身体が指紋センサに対する大きいキャパシタとして機能するので、接地電極は必要ではない。しかし、例示された電極５４’は、クランプ回路１０９と協働して静電放電を放散させるため、指と接触する導体を与える方が有利である。本発明の他の実施例によれば、電極５４は最終的な集積回路装置において必要ではない。
【００２８】
図１３を参照して、本発明の他の面を説明する。付加的な接合パッド保護が本発明の実施例において与えられる。例示された構造の場合、例えば、アルミニウム製の接合パッド１２０は、ダイの外側表面上に形成される。第１の保護膜層１２２は、上側のダイの表面全体に形成され、接合パッド１２０の縁部を覆う。好ましくはより薄い第２の保護膜層１２３は、第１の保護膜層１２２の上に塗布される。障壁金属層１２４は、第２の層１２３内の開口部に形成され、下にあるアルミニウム接合パッド１２０と接触する。障壁金属は、下にある比較的腐食しやすいアルミニウムを保護するため、チタン／タングステンの層、チタン／タングステン窒化物、及びチタン／タングステンよりなる合金である。金の層１２６は、障壁金属層１２４の上に形成され、当業者により容易に認められように、その金の層に接合ワイヤ９７”が接続される。当業者は、疑いのある接合パッド１２０が水又は他の汚染に晒されたとき、腐食又は崩壊から保護する他の類似した構造を認めるであろう。
【００２９】
外側の保護膜層１２３は、上記の理由のため、窒化珪素により構成される。更に、別の保護膜は、耐磨滅性及び物理的保護に利点が得られるポリイミド又はＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））のような有機材料からなる。炭化珪素又はアモルファスダイヤモンドのような無機膜は、外側層１２３に使用され、特に、研磨粒子に対する耐磨耗性を非常に強化する。更に、外側の保護膜層１２３の材料は、例えば、接合パッドのエッチングを行うため、標準的な集積回路パターン画成方法と互換性のあることが好ましい。
【００３０】
図１２を参照するに、集積回路のダイ９１”は、複数の金属層１３１と、かなり剛性のあるシリコン基板上に支持された介在する誘電体層１３０とを含む。従来の焼き鈍しされたアルミニウムは、典型的に、比較的柔らかく、比較的大きな厚さで堆積させられる。金属層１３１は、かなり薄く、かつ、かなり剛性のある難溶性の金属又はその合金により与えられる。例えば、難溶性金属には、タングステン、モリブデン、チタン又はそれらの合金が含まれる。他の難溶性金属又は非難溶性の金属は、比較的剛性があり、かつ、比較的薄い層の形に形成されるならば、使用してもよい。例えば、ＣＶＤタングステンに対し、厚さは、好ましくは、約０．１μｍよりも厚く、かつ、好ましくは、約１．０μｍよりも薄い。他の方法を考慮するならば、金属層は、アルミニウムを全く含まない方が好ましい。かくして、集積回路のダイ９１”は、例えば、ユーザの指による直接の物理的な接触により生じるような損傷に対しより強い抵抗力がある。
【００３１】
ここで説明する図１３に記載された接合パッド封止手段は、接着的に固定された電極５４により設けられた中間面の封止と組み合わせて使用した方が有利であることを当業者は容易に認めるであろう。接合パッド封止手段は、図１４に示されているように、ある種の実施例では単独で使用され、中間面、或いは、その一部分だけの範囲に対し開口部９８”に近接したままの状態の電極はない。更に図１４に示されるように、腐食検知手段１３５は、接合パッド、又は、カプセル化された装置の他の部分の失敗の前に、腐食を検知するため、集積回路のダイ９１”上、又は、そこから離れた制御論理回路を使用可能状態にするため設けられる。腐食検知手段１３５は、当業者により容易に理解されるように、値の変化が周期的に監視される抵抗回路網により設けられる。
【００３２】
図１５には、指紋センサ３０””の他の実施例が示され、同図において、集積回路のダイは、ユーザによる携帯用のカード１３９を画成するプラスチック材料内にカプセル化される。例示されたセンサ３０””は、一般的に矩形状の開口部の一部に沿って延在する単一の電極５４””だけを含む。上記の他の実施例において、電極又はフレーム部材は、矩形のような閉じた幾何学形状を画成する。カード１３９は、例えば、データを収容する磁気の縞１３８を含み、当業者により容易に理解されるように指紋センサ３０””と共に動作する。カード１３９は、データ処理及び記憶が行えるように１個以上の集積回路のダイを有する。
【００３３】
図１６乃至図１８を参照して、本発明の方法の面を説明する。図１６に示されているように、電極５４と、除去可能な材料の本体部１５１と、電極の下側にある粘着層９５とを含む組立体１５０は、集積回路のダイ９１の上に整列、配置され、集積回路のダイ９１は、リードフレーム９３に固定、接続されている。かくして形成された構造体は、従来の集積回路パッケージ射出成形型１６０（図１７）内に配置され、カプセル化プラスチック材料の本体部９４が形成される。図１８に示されるように、上記構造体は、例えば、水のような液体溶媒１６６を含む槽１６５内に配置されるので、除去可能な材料の本体部は、開口部９８を集積回路のダイ９１の下にある部分に残して溶解される。更に、除去可能な材料を分解するため溶媒スプレーが使用される。
【００３４】
図１９及び図２０を参照して、集積回路装置３０’”（図１４）を製造する本発明による他の方法を説明する。上記実施例において、上側の型部１７１は、本体部１７３と、そこから下方に延在する突起部１７２とを含む。上側の型部１７１は、下側の型部１７４と共に合わされ、プラスチック製のカプセル化材料９４’”が図２０に示されたかくして画成された型の空洞内に射出される。突起部１７２は、均質ではなく、むしろ中空である。他の素子は、３重のプライム記号が付けられている。
【００３５】
当業者により容易に理解されるように、射出成形中に集積回路のダイ９１に対する突起部１７２のバイアスを確保するための装備が設けられる。上側及び下側の型部は、集積回路装置３０’”を解放するため分けられる。
本発明は、特に、ユーザの指との直接的な接触が行われる指紋センサ３０に適当である。本発明は、更に、集積回路のダイを検知される媒体に直接的に露出させることが望ましく、かつ、ダイの他の部分はかかる露出から保護されることが望ましい気体又は液体センサのような他のセンサにも適用される。
【００３６】
指紋センサ３０の種々の実施例と、その関連した処理回路は、多数の従来の指紋マッチングアルゴリズムの何れかを使用する。
指紋の詳細部、即ち、枝又は分岐、及び、指紋の尾根の端点は、サンプル指紋と基準指紋データベースとの間の適合を判定するため屡々使用される。かかる詳細部のマッチングは、処理回路により容易に実現される。例えば、米国特許第３，８５９，６３３号及び第３，８９３，０８０号明細書は、指紋の詳細部のマッチングに基づく指紋識別に向けられている。米国特許第４，１５１，５１２号明細書は、抽出された尾根の輪郭データを使用する指紋分類方法を開示する。米国特許第４，１８５，２７０号明細書は、詳細部に基づく符号化及び照合の処理を開示する。米国特許第５，０４０，２２４号明細書は、後の詳細部パターンによるマッチングのため、各指紋画像の核の位置を正確に決めるべく、指紋を前処理する方法を開示する。
【００３７】
本発明による集積回路装置は、集積回路のダイと、上記集積回路のダイを取り囲み、上記集積回路のダイの一部を露出させる開口部を有するカプセル化材料の本体部と、上記開口部に近接した上記カプセル化材料の本体部に取付けられた導電性部材又はフレームとを有する指紋検知装置を含む。上記導電性材料は、上記集積回路のダイに接着的に固定される。従って、接着剤及び導電性部材は、上記カプセル化材料の本体部と上記ダイとの間の中間面に対する封止としての機能を行う。接着剤及び導電性部材は、更に、製造の中間段階の間に、除去可能な材料の本体部を取り囲むフレームを画成する。上記の組立体をカプセル化するためプラスチックが射出成形されると共に、上記除去可能な材料の本体部とそのフレームは上記集積回路のダイ上に配置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ノートブックコンピュータと結合された指紋センサの概略構成図である。
【図２】  コンピュータワークステーションと結合された指紋検出器と、関連する情報処理コンピュータ及びローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の概略構成図である。
【図３】  集積回路指紋センサの一実施例の略平面図である。
【図４】  一部が非常に拡大された集積回路指紋センサ及び上に重なる指紋パターンの略平面図である。
【図５】  上部誘電体層が除去された集積回路指紋センサの拡大部分平面図である。
【図６】  集積回路指紋センサの略部分斜視図である。
【図７】  集積指紋センサの略部分断片図である。
【図８】  電界を例示する部分断面略側面図である。
【図９】  集積指紋センサの一部の概略回路図である。
【図１０】  電界を例示する更なる部分断面拡大略側面図である。
【図１１】  図３のライン１１−１１による僅かに拡大された略断面図である。
【図１２】  集積回路装置の他の実施例の非常に拡大された部分断面略図である。
【図１３】  集積回路装置の一実施例による接触パッド部の非常に拡大された部分断面略図である。
【図１４】  集積回路装置の他の実施例の非常に拡大された部分断面略図である。
【図１５】  携帯カードに組み込まれた集積回路指紋センサの平面図である。
【図１６】  製造中の集積回路装置の略断面図である。
【図１７】  製造中の集積回路装置の略断面図である。
【図１８】  製造中の集積回路装置の略断面図である。
【図１９】  他の製造処理中の集積回路装置の略断面図である。
【図２０】  他の製造処理中の集積回路装置の略断面図である。
【符号の説明】
３０，３０’，３０”，３０’”，３０””
指紋センサ
３０ａ   感知素子
３０ｂ   画像セル
３５     ノートブックコンピュータ
３６     キーボード
３７     表示スクリーン
３９     スピーカ
４０     コンピュータ情報システム
４１     ワークステーション
４２     ローカルエリアネットワーク
４３     指紋識別サーバ
４４     中央コンピュータ
５１     パッケージ
５２，７０   誘電体層
５３，５３’”      リード線
５４，５４’，５４””     電極
５９     指紋の尾根
６０     指紋の谷
６５     基板
６６     活性半導体層
６７，７６     絶縁層
６８     接地面電極層
７１     駆動電極層
７３     感知電子部品
７４     励起駆動増幅器
７８     感知電極
７９     指の表面
８０     シールド電極
８３     第１のキャパシタ
８５     第２のキャパシタ
９１，９１’，９１”，９１’”     ダイ
９３，９３’”     リードフレーム
９４，９４’，９４’”     カプセル化材料の本体部
９４ａ     プラスチックの内面部
９５     導電性接着剤
９７，９７”，９７’”     接合ワイヤ
９８     開口部
１０４   導体充填ビア
１０５   支柱
１０８   電圧クランプ回路
１０９   駆動回路
１１１   ツェナーダイオード
１１２   抵抗
１２０   接合パッド
１２２   第１の保護膜層
１２３   第２の保護膜層
１２４   障壁金属層
１２６   金の層
１３０   誘電体層
１３１   金属層
１３５   腐食検知手段
１３８   磁気の縞
１３９   カード
１５０   組立体
１５１   除去可能な材料の本体部
１６０   集積回路パッケージ射出成形型
１６５   槽
１６６   液体溶媒
１７１   上側の型部
１７２   突起部
１７３   本体部
１７４   下側の型部
【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２０】
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