專利名稱：用于提供敞口空腔低型面封裝半導(dǎo)體包裝的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，并更具體地涉及一種用于提供傳感器可接近性增加的指紋傳感器的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件日益用作數(shù)字系統(tǒng)的輸入器件。例如，在鑒別和安全應(yīng)用中，半導(dǎo)體器件用于提供用戶標識信息。一個這樣的器件就是半導(dǎo)體指紋傳感器。
圖1示出典型半導(dǎo)體指紋傳感器100的一部分。一般而言，此種傳感器用作集成電路(IC)。傳感器100包括通過粘合劑或環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑106而附著到基板104的印模(或晶片)102。印模102的傳感器表面108具有以110詳細表示的導(dǎo)電柵格，導(dǎo)電柵格用于形成電容電路，以便當傳感器表面被接觸時檢測人指紋的特征。此柵格耦合到在印模表面上的多個印模觸點部件112。
稱為引線接合的技術(shù)用于把印模觸點部件112耦合到位于基板材料上的基板觸點114，基板材料一般由金屬鉛框架構(gòu)成或由多層基板堆積而成。通常，引線接合包括在兩個觸點部件之間連接細線(金或鋁)。以116表示的毛細管器件通常用于在觸點之間接合引線。當接合引線時，毛細管器件首先用電子熄火(EFO)技術(shù)在引線120端部形成球118。一旦形成球，毛細管器件就用熱聲學(xué)工藝把球118附著到印模觸點片112上。在此工藝中，觸點被加熱，超聲波功率用于在觸點上攪動上述球，以使球弄平，從而在球和觸點之間形成以122表示的金屬間焊點。
在進行第一次焊接之后，毛細管器件116把引線120延伸到基板觸點114上，與此觸點形成焊點。為了把此引線接合到基板觸點114，形成針腳點焊(stitch weld)。針腳點焊把引線接合到基板觸點，同時切斷引線，以便毛細管器件可在引線的后續(xù)部分上形成新球，并前進到下一印模觸點。例如，針腳點焊以124表示。
引線126表示上述引線接合工藝的結(jié)果。因為引線一般在垂直方向上從球的焊點延伸到印模觸點，所以當引線延伸向基板觸點時，形成線環(huán)。線環(huán)具有超出印模表面的高度，以128表示。對于標準引線接合工藝，此線環(huán)高度在千分之六到千分之十英寸(6-10密耳)之間。如下文所述，線環(huán)高度對指紋傳感器100的操作產(chǎn)生影響。
一旦完成引線接合并且安裝所有接合引線時，就用封裝工藝保護器件，在此工藝中，諸如塑料的材料完全覆蓋在接合引線上。例如，可以使用模制工藝，在此工藝中，材料環(huán)繞器件而被模制。另一可使用的工藝稱作“團塊-頂部(glob-top)”分配，在此工藝中，材料被分配到器件的頂部并允許環(huán)繞器件側(cè)面和底部流動。
圖2示出在完成封裝工藝之后的指紋傳感器100，從而接合引線被封裝材料202完全保護。然而，對于指紋傳感器的操作而言，由封裝材料中的空腔204暴露出傳感器表面108，以允許人手指接觸傳感器表面。
為了覆蓋接合引線并依然提供對傳感器表面108的接近，封裝材料中的空腔包括至少與接合引線的線環(huán)一樣高的空腔壁206?？涨槐谛纬伤^的基座，基座具有以208表示的高度。不幸地是，由于基座的高度，人的手指不能接近傳感器表面108的某些部分。例如，用210和212表示的傳感器表面區(qū)域?qū)τ谌说氖种付跃褪遣豢捎|及的，因為不可能把手指擠進由傳感器表面和空腔壁形成的角落。
指紋傳感器一般在最大數(shù)量的柵格點被觸摸時提供最佳的操作。然而，由于基座高度的影響，部分傳感器柵格是不可觸及的，從而降低傳感器的性能。與常規(guī)指紋傳感器相關(guān)的另一問題是包裝尺寸。通常，指紋傳感器在傳感器表面的任一側(cè)上都具有印模觸點。這導(dǎo)致非常大的包裝，不適合便攜使用。
克服以上問題的一個方法是提供更大的空腔，以充分考慮傳感器表面不可觸及的部分。然而，由于印模的幾何形狀，不可能提供更大的空腔卻不暴露印模部分。進而，即使更大的空腔是可能的，但封裝的總高也是不受歡迎的，因為通常指紋傳感器的應(yīng)用包括要求最小可能尺寸的便攜式器件，如蜂窩電話。例如，一個常規(guī)指紋傳感器的尺寸大約為22×12×.4mm，此尺寸是相對較大的包裝，不適合用于便攜式應(yīng)用中。
從而，需要的是一種提供對指紋傳感器表面最大接近的方法，同時提供最小可能的尺寸，以允許器件用于各種便攜式應(yīng)用中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的系統(tǒng)，以提供對指紋傳感器表面的最大接近，同時提供最小可能的尺寸，以允許此器件用于各種便攜式應(yīng)用中。本系統(tǒng)降低由接合引線形成的線環(huán)高度，從而降低封裝的基座高度?；叨鹊慕档吞峁鞲衅鞅砻娓蟮慕咏?。因而，通過提供對指紋傳感器表面的更大接近，更多的傳感器柵格點用于產(chǎn)生傳感器讀出，這導(dǎo)致更準確的傳感器操作。本系統(tǒng)相同地應(yīng)用到靜止型指紋傳感器和掃描傳感器中。進而，通過降低封裝高度，總體器件包裝在尺寸上縮小。這導(dǎo)致節(jié)約成本，同時允許器件集成到各種小的便攜式器件中。
在本發(fā)明的一個實施例中，提供一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的方法。指紋傳感器印模包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，所述印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點，從而傳感器陣列的可用部分得到最大化。本方法包括以下步驟在接合引線的第一端形成球；在球和外部電路上所選擇的外部觸點之間形成導(dǎo)電連接；把接合引線延伸到所選擇的印模觸點，以便形成具有低線環(huán)高度的線環(huán)；在接合引線的第二端和所選的印模觸點之間形成導(dǎo)電針腳點焊連接；以及，重復(fù)以上步驟，直到一個或多個印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供一種便攜式指紋傳感器件。本器件包括指紋傳感器印模，所述指紋傳感器印模包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，所述印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點，從而傳感器陣列的可用部分得到最大化。本器件包括在印模觸點和外部觸點之間耦合的接合引線，在這，所述接合引線在傳感器陣列表面上形成線環(huán)高度非常低的線環(huán)。本器件用在傳感器陣列周圍形成空腔的封裝材料封閉，以允許人們接觸傳感器陣列。由于線環(huán)高度低的緣故，所述空腔形成較低的基座，使得傳感器陣列可被接近的量最大化。在一個或多個修改例中，所述空腔包括階梯形的、斜坡形的、和/或倒角的空腔壁，以提供更大的傳感器表面接近。


結(jié)合以下附圖并根據(jù)以下詳細描述，可以更加容易地理解本發(fā)明的前述幾個方面和相應(yīng)優(yōu)點，在附圖中圖1示出對指紋傳感器印模的典型電連接；圖2示出具有指紋傳感器印模的典型封裝應(yīng)用；圖3示出具有根據(jù)本發(fā)明接合的引線的指紋傳感器印模的一個實施例；圖4示出從圖3指紋傳感器印模所得到的封裝；圖5a-c說明封裝高度如何影響損失的傳感器面積；圖6示出解釋因封裝基座高度而損失傳感器區(qū)域的掃描型指紋傳感器；圖7示出解釋因封裝基座高度而損失傳感器區(qū)域的靜止型指紋傳感器；圖8示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的階梯形封裝；圖9示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的斜坡形封裝；圖10示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的倒角封裝部分的指紋傳感器；圖11示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的倒角封裝的掃描型指紋傳感器；圖12a-d示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的典型指紋傳感器的俯視圖、仰視圖、側(cè)視圖和軸測圖；
圖13示出指紋傳感器印模的一個實施例，其中，在印模觸點上放置球形補償器以補償印模偏差；圖14示出圖13的指紋傳感器印模，此印模具有根據(jù)本發(fā)明連接的接合引線；以及圖15示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的指紋傳感器的PDA和便攜式移動電話。
具體實施例方式
本發(fā)明包括一種用于把引線接合到指紋傳感器印模的系統(tǒng)，以提供對指紋傳感器表面的最大接近，同時提供最小可能的尺寸。本系統(tǒng)降低由接合引線而形成的線環(huán)高度，從而降低封裝材料的基座高度。因而，包括在本發(fā)明中的系統(tǒng)的各個實施例在下文中進行詳細討論。
典型實施例圖3示出根據(jù)本發(fā)明的指紋傳感器印模300的一個實施例，其中，印模300具有在印模觸點302和基板觸點304之間接合的引線。根據(jù)本發(fā)明，所示出的接合引線306、308具有非常低的線環(huán)高度310。
為了形成圖3所示的引線接合，毛細管器件312在接合引線314的端部形成球，并且此球被焊接到一個基板觸點304上。然后，引線314延伸到印模觸點，在這進行針腳點焊，把接合引線焊接到印模觸點上。因而，此焊接工藝與常規(guī)應(yīng)用相反，但是其效果是顯著的，因為與常規(guī)接合引線相比，本發(fā)明接合引線的線環(huán)高度310大大降低。此結(jié)果是有可能的，因為從球焊點垂直延伸的一部分接合引線在傳感器表面316之下，從而允許引線延伸到印模觸點302，同時形成具有非常低線環(huán)高度的線環(huán)。使用此工藝，有可能使線環(huán)高度在1-2密耳的范圍內(nèi)，此高度比常規(guī)接合技術(shù)產(chǎn)生的線環(huán)高度低得多。
圖4示出從圖3指紋傳感器印模300所得到的封裝。封裝材料402覆蓋接合引線，并提供允許指紋傳感器被用戶接近的空腔404?？涨?04由封裝材料的基座形成，由于接合引線的較低線環(huán)高度，因此，基座高度406非常低。從而，由于基座高度低，因此傳感器316上只有非常小的區(qū)域408和410是不可接近的。
傳感器表面回收包括在本發(fā)明中的一個或多個實施例用于比常規(guī)系統(tǒng)增加對傳感器表面部分的接近。例如，對于給定的傳感器類型、傳感器密度和基座高度，可以計算傳感器表面的損失量以及相應(yīng)的傳感器柵格點。
圖5a-c示出封裝高度如何影響掃描型指紋傳感器所損失的傳感器面積。圖5a示出具有傳感器表面504和封裝部分506的一部分掃描傳感器印模502，封裝部分506覆蓋連接到印模502的接合引線。示出的用戶手指508掃過傳感器表面504。由于封裝部分506的高度510，以512表示的一部分傳感器表面不能被用戶手指接觸。因而，在傳感器輸出時，此部分512不提供與用戶手指有關(guān)的信息，這導(dǎo)致傳感器性能相應(yīng)下降。
圖5b和5c示出具有封裝部分506的掃描傳感器印模502，封裝部分506具有變化的高度并且對可接近的傳感器表面區(qū)域產(chǎn)生相應(yīng)的影響。圖5b示出其高度514低于高度510的封裝部分506。所獲得的損失傳感器表面516小于512所示的損失傳感器表面。圖5c示出其高度518低于高度516的封裝部分506。所獲得的損失傳感器表面520小于516所示的損失傳感器表面。因而，封裝基座高度越低，可被用戶接近的傳感器表面面積就更大。當根據(jù)本發(fā)明連接接合引線時，可實現(xiàn)更低的封裝高度。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例構(gòu)造的一部分掃描型指紋傳感器600。當用戶的手指以選定的方向掃過傳感器表面時，掃描型指紋傳感器獲得讀出。掃描型指紋傳感器使其印模觸點620從傳感器陣列的端部移動到與傳感器陣列平行的側(cè)邊位置，從而印模觸點沿著與掃描方向正交的直線排成一列。此布置導(dǎo)致小得多的傳感器件，然而，此布置要求封裝高度非常小，否則，傳感器陣列的大部分將是不可觸及的。因而，需要根據(jù)本發(fā)明的引線接合來進行此種布置應(yīng)用。
傳感器600包括具有傳感器表面604的印模602。傳感器表面604包括形成傳感器陣列的行和列的柵格點或傳感器象素606。對于此特定的傳感器，傳感器象素之間的距離稱作間距尺寸，并假設(shè)為大約50微米。傳感器600還包括在封裝工藝過程中形成的基座部分608，基座部分608包括空腔壁610。如圖所示，基座具有高出傳感器表面604的高度(H)。
在操作過程中，用戶手指沿著箭頭612所示方向掃過傳感器表面604。由于基座的高度(H)，距空腔壁610一定距離(Px)內(nèi)的傳感器表面部分將不被用戶手指接觸。此未觸及的部分以614表示，并且，在此區(qū)域內(nèi)的象素在手指掃描過程中不對傳感器讀出貢獻任何信息。
對于掃描型指紋傳感器600，因基座高度(H)而損失的傳感器距離(Px)可表達如下Px＝HxSwLF在這，SwLF是與掃描型指紋傳感器有關(guān)的掃描損失系數(shù)，并且其值大約為3.2。因而，對于具有常規(guī)引線接合且基座高度300μm(大約11.8密耳)的掃描傳感器，損失的傳感器距離大約為960μm。對于50微米的傳感器間距，此損失的傳感器距離與損失大約19行傳感器象素相對應(yīng)。然而，在具有根據(jù)本發(fā)明接合的引線的掃描傳感器中，可獲得38μm(大約1.5密耳)的基座高度，這導(dǎo)致121μm的損失傳感器距離(Px)。因而，對于50微米的傳感器間距，損失大約3行的傳感器象素。因而示出，根據(jù)本發(fā)明的引線接合如何有利于與掃描方向正交的印模觸點布置。
圖7示出一部分靜止型指紋傳感器700。傳感器700包括具有傳感器表面704的印模702。傳感器表面704包括形成傳感器陣列的行和列的柵格點或傳感器象素。對于此特定的傳感器，間距尺寸假設(shè)為大約50微米。傳感器700還包括在封裝工藝中形成的基座部分708和710?；糠?08包括空腔壁712，并且部分710包括在圖7中不可見的空腔壁。如圖所示，兩個基座部分具有高出傳感器表面704的高度(H)。
在操作中，用戶把手指放到傳感器表面704上。由于基座部分的高度(H)，用戶手指接觸不到傳感器表面704上距基座壁一定距離之內(nèi)的兩部分。這些部分具有以714和716表示的距離。在這些區(qū)域之內(nèi)的傳感器象素不為傳感器讀出提供任何信息。
對于具有兩個基座的靜止型傳感器700，損失的傳感器距離Px可表達如下Px＝2x(HxSLF)在這，SLF是靜止型傳感器的損失系數(shù)，并且其值大約為1.8。因而，對于基座高度300μm(大約11.8密耳)的靜止型傳感器，損失的傳感器距離大約為1080μm。對于50微米的傳感器間距，此損失的傳感器距離對應(yīng)于損失大約22行傳感器象素。然而，在具有根據(jù)本發(fā)明接合的引線的指紋傳感器中，可實現(xiàn)38μm(大約1.5密耳)的基座高度，這導(dǎo)致大約137μm的損失傳感器距離(Px)。因而，對于50微米的傳感器間距，損失大約3行的傳感器象素。
從而，根據(jù)本發(fā)明接合引線的指紋傳感器導(dǎo)致較低的線環(huán)高度，這意味著更低的封裝基座。基座越低，使得用戶可觸及的傳感器表面越大，從而具有以此方式接合的引線的傳感器能利用更多的傳感器陣列，比常規(guī)接合的指紋傳感器產(chǎn)生更準確的讀出。通過提供對更多傳感器表面的接近，根據(jù)本發(fā)明的引線接合允許使用在要求小傳感器的應(yīng)用中，如在便攜式蜂窩電話應(yīng)用和其它移動便攜式器件中，使用更小的指紋傳感器。
節(jié)約成本如上所述，降低封裝高度導(dǎo)致更多可用的傳感器面積。因而，通過減少損失的傳感器面積，可生產(chǎn)具有更少材料的更小傳感器。例如，需要更少的傳感器和封裝材料。由于大規(guī)模制造指紋傳感器的潛力，可以節(jié)約巨額的成本。
其它實施例以下描述包括在本發(fā)明中的替代實施例，以便進一步降低基座高度，從而導(dǎo)致更小的指紋傳感器。
圖8示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的階梯形封裝部分804的靜止型指紋傳感器印模802。印模802包括根據(jù)本發(fā)明而針腳點焊到印模觸點806的接合引線808。因而，如上所述，接合引線形成具有上述較低線環(huán)高度的線環(huán)(未示出)。
傳感器印模802包括用于檢測用戶指紋特征(如稱作小花紋的小隆起和凹陷)的傳感器表面810。階梯形封裝部分804覆蓋由接合引線形成的線環(huán)，以便可確定在傳感器表面810上的最大封裝高度812。如上所述，與常規(guī)傳感器相比，此最大封裝高度因本發(fā)明的引線接合技術(shù)而大大降低。然而，如以下描述的，階梯形封裝有可能甚至更大地有效降低封裝的高度，以提供對傳感器表面810的更大接近。
階梯形封裝804形成一種臺階結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)一般與接合引線808在延伸到印模觸點806時的型面相符。最后一級結(jié)構(gòu)814最靠近傳感器表面，以使高出傳感器表面810的臺階高度最小化，此高度用816表示。小臺階高度的效果是提供對傳感器表面最大的接近。例如，由于臺階高度小，因此傳感器表面上不可觸及的區(qū)域(如818和820所示)最小。從而，使用階梯形封裝804有可能進一步降低基座高度，以增加用戶對傳感器表面的接近。
圖9示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的斜坡形封裝部分904的靜止型指紋傳感器印模902。印模902包括根據(jù)本發(fā)明而針腳點焊到印模觸點906的接合引線908。因而，如上所述，接合引線形成具有上述較低線環(huán)高度的線環(huán)(未示出)。
傳感器印模902包括用于檢測用戶手指特征的傳感器表面910。斜坡形封裝904覆蓋由接合引線形成的線環(huán)，以便確定在傳感器表面910上的最大封裝高度912。如上所述，與常規(guī)傳感器相比，此最大封裝高度因本發(fā)明的引線接合技術(shù)而大大降低。然而，如以下描述的，階梯形封裝有可能甚至更大地有效降低封裝的高度，以提供對傳感器表面910的更大接近。
斜坡形封裝904傾斜得覆蓋接合引線，同時提供最低的封裝高度，使得有可能允許對傳感器表面最大的接近。結(jié)果，不可接近的傳感器表面區(qū)域914、916最小。為實現(xiàn)此結(jié)果，傾角(a)選擇得使封裝部分904覆蓋接合引線和印模觸點，同時允許此封裝形成環(huán)繞印模表面910的最大可能空腔?？蛇x擇允許此封裝提供所希望保護的任意所需傾角。
本文描述的階梯形和斜坡形封裝技術(shù)相同地應(yīng)用于靜止型和掃描型指紋傳感器。從而，通過提供根據(jù)本發(fā)明的引線接合并結(jié)合上述任一種封裝技術(shù)，能實現(xiàn)限制不可接近區(qū)域的指紋傳感器，同時包括非常小的總體包裝，此包裝容易用于各種便攜式應(yīng)用中。
圖10示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的倒角形封裝部分的指紋傳感器1000。例如，指紋傳感器1000包括形成空腔1004的封裝材料1002。在空腔壁的邊緣，封裝材料形成以1006表示的倒角。
指紋傳感器1000包括根據(jù)本發(fā)明接合的接合引線1008，此引線具有較低的線環(huán)高度，從而導(dǎo)致低的封裝基座。此封裝基座具有1010所示的高度。然而，倒角區(qū)1006用于進一步降低基座高度，從而有效的基座高度用1012表示。此降低的基座高度導(dǎo)致小的傳感器陣列不可接近區(qū)域1014、1016，由于倒角1006的緣故，所述區(qū)域比沒有倒角時更小。
提供輔助倒角區(qū)1018，以進一步減小指紋傳感器包裝的總尺寸。因而，倒角區(qū)和較低接合引線一起用于增加可用傳感器陣列的數(shù)量并減小器件的總體包裝尺寸。
圖11示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的倒角封裝的掃描型指紋傳感器1100。倒角部分1102導(dǎo)致以1104表示的有效基座高度，這轉(zhuǎn)化為由1106確定的傳感器不可接近區(qū)域。此區(qū)域由上述實施例確定，然而，倒角部分1102用于產(chǎn)生比沒使用倒角1102時更小的不可接近區(qū)域。例如，沒有倒角1102時，以1108表示的基座高度用于確定傳感器表面上不可接近的區(qū)域，此區(qū)域比由1106確定的區(qū)域更大。因而，倒角用于增加可用傳感器面積。
圖12a-d示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性指紋傳感器1200的俯視圖、仰視圖、側(cè)視圖和軸測圖。指紋傳感器1200代表細間距球柵格陣列(FBGA)傳感器。
圖12a示出傳感器1200的俯視圖，并以毫米(mm)表示尺寸。由于指紋傳感器1200利用根據(jù)本發(fā)明的引線接合，因此與常規(guī)傳感器相比，傳感器1200的總尺寸大大減小。例如，傳感器1200的寬度約為4.3mm，與此相比，常規(guī)指紋傳感器的寬度為約12-13mm，是前者的四倍寬。
圖12b示出指紋傳感器1200的仰視圖，并說明用于與傳感器電接口的球柵格陣列。圖12c示出傳感器1200的側(cè)視圖，并說明根據(jù)本發(fā)明的引線接合如何導(dǎo)致較低的封裝基座高度。例如，由傳感器1200實現(xiàn)封裝高度.07mm，此高度遠遠小于常規(guī)傳感器的封裝高度，后者高度約為.4mm。最后，圖12d示出傳感器1200的軸測圖。
圖13示出指紋傳感器印模1300的一個實施例，印模1300具有設(shè)置在印模觸點上用于補償印模偏差的球形補償器1302。例如，如圖13所示，由于環(huán)氧樹脂間界1306的變化，印模1300在基板1304上有偏差。結(jié)果，基板上印模的高度不均勻。例如，以1308表示的高度比以1310表示的高度更大。
為了補償印模高度差，在引線接合工藝之前，在每個印模觸點上放置補償器球1302。例如，毛細管器件1312在引線1316的端部形成球1314，并把此球淀積在選擇的印模觸點上。對每個印模觸點重復(fù)此工藝。然后，在引線接合工藝中使用補償器球1302以補償印模高度的變化。
圖14示出圖13的指紋傳感器印模1300，印模1300具有根據(jù)本發(fā)明連接的接合引線1402。接合引線通過補償器球1302耦合到印模1300。在把接合引線耦合到印模觸點時，補償器球1302允許有一些變化。結(jié)果，印模高度因環(huán)氧樹脂間界1306而引起的變化得到補償，并且，根據(jù)本發(fā)明，接合引線1402形成線環(huán)高度1404非常低的線環(huán)。因而，補償器球1302用于補償印模偏差，同時仍然提供根據(jù)本發(fā)明的引線接合。
圖15示出具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的集成指紋傳感器的個人數(shù)字助理(PDA)1502和便攜式移動電話1504。由于指紋傳感器的小尺寸，因此，在各種小的便攜式器件中包含這些指紋傳感器是有可能的，但是，包含更大的常規(guī)傳感器則是不可能的。
在一個實施例中，在PDA 1502的側(cè)部包含以1506表示的指紋傳感器。在另一個實施例中，在PDA 1502的前部包含以1508表示的指紋傳感器。在又一個實施例中，在電話1504的鍵盤部分中包含以1510表示的指紋傳感器。因而，由于通過根據(jù)本發(fā)明的引線接合實現(xiàn)小的包裝尺寸，因此有可能在各種小的便攜式器件中包含指紋傳感器。
本發(fā)明包括一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的系統(tǒng)，以提供對指紋傳感器表面的最大接近，同時提供最小可能的尺寸，以允許所述器件用于各種便攜式應(yīng)用中。上述實施例對于本發(fā)明是說明性的，并不用于把本發(fā)明的范圍限制在所述特定實施例上。相應(yīng)地，雖然已舉例并描述本發(fā)明的一個或多個實施例，但可以理解，只要不偏離本發(fā)明的精神或基本特性，就可對本發(fā)明進行各種改變。相應(yīng)地，本文的內(nèi)容和描述是示例性的，但并不用于限制后附權(quán)利要求所述的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的方法，其中，指紋傳感器印模包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，所述印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點，使得傳感器陣列的可用部分得到最大化，本方法包括以下步驟在接合引線的第一端形成球；在球和外部電路上所選擇的外部觸點之間形成導(dǎo)電連接；把接合引線延伸到所選擇的印模觸點，以便形成具有低線環(huán)高度的線環(huán)；在接合引線的第二端和所選的印模觸點之間形成導(dǎo)電針腳點焊連接；以及重復(fù)以上步驟，直到一個或多個印模觸點被引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，延伸步驟是把接合引線延伸到所選印模觸點以便形成具有低線環(huán)高度的線環(huán)的步驟，上述線環(huán)高度基本上在1-2密耳的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括用封裝材料封裝接合引線的步驟，所述封裝材料環(huán)繞至少一部分傳感器陣列形成空腔，其中，所述空腔具有高出傳感器陣列一個高度(H)的空腔壁，其中，傳感器陣列的不可接近部分大約等于由(3.2×H)確定的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括用封裝材料封裝接合引線的步驟，所述封裝材料環(huán)繞至少一部分傳感器陣列形成空腔，其中，所述空腔具有高出傳感器陣列一個高度(H)的空腔壁，其中，傳感器陣列的不可接近部分大約等于由(1.8×H)確定的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，封裝步驟包括形成與傳感器陣列垂直的空腔壁的步驟。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，封裝步驟包括形成斜坡形空腔壁的步驟。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，封裝步驟包括形成階梯形空腔壁的步驟。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，封裝步驟包括形成倒角形空腔壁的步驟。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，H的值基本上在1-2密耳范圍內(nèi)。
10.一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的方法，其中，指紋傳感器印模包括頂部表面，此表面包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，所述印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點，本方法包括以下步驟在接合引線的第一端和所選擇的外部觸點之間形成導(dǎo)電連接；把接合引線延伸到所選擇的印模觸點，以便形成延伸出頂部表面約為1.5密耳的線環(huán)；在接合引線的第二端和所選的印模觸點之間形成導(dǎo)電連接；以及重復(fù)以上步驟，直到一個或多個印模觸點電耦合到外部電路的一個或多個外部觸點。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，指紋傳感器是靜止型指紋傳感器，并且本方法進一步包括用封裝材料封裝接合引線的步驟，所述封裝材料環(huán)繞傳感器器陣列的至少兩側(cè)形成空腔，其中，所述空腔具有高出傳感器陣列一個高度(H)的空腔壁，并且其中，傳感器陣列的不可接近部分大致等于由(1.8×H)確定的區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，封裝步驟包括形成與傳感器陣列垂直的空腔壁的步驟。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，封裝步驟包括形成斜坡形空腔壁的步驟。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，封裝步驟包括形成階梯形空腔壁的步驟。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，封裝步驟包括形成倒角形空腔壁的步驟。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，H的值基本上在1-2密耳范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，指紋傳感器是掃描型指紋傳感器，并且本方法進一步包括用封裝材料封裝接合引線的步驟，所述封裝材料環(huán)繞至少一部分傳感器器陣列形成空腔，其中，所述空腔具有高出傳感器陣列一個高度(H)的空腔壁，并且其中，傳感器陣列的不可接近部分大致等于由(3.2×H)確定的區(qū)域。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，封裝步驟包括形成與傳感器陣列垂直的空腔壁的步驟。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，封裝步驟包括形成斜坡形空腔壁的步驟。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，封裝步驟包括形成階梯形空腔壁的步驟。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，封裝步驟包括形成倒角形空腔壁的步驟。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，H的值基本上在1-2密耳范圍內(nèi)。
23.一種包括耦合到外部電路上的指紋傳感器印模的指紋傳感器，其中，指紋傳感器印模包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，并且外部電路包括一個或多個外部觸點，所述指紋傳感器包括在印模觸點和外部觸點之間耦合的一根或多根接合引線，其中，接合引線形成具有低線環(huán)高度的線環(huán)，此線環(huán)延伸出傳感器印模頂部表面的高度大約在1-2密耳的范圍內(nèi)；以及覆蓋接合引線并環(huán)繞至少一部分傳感器陣列形成空腔的封裝材料，此封裝材料使傳感器陣列的不可接近部分最小化。
24.如權(quán)利要求23所述的指紋傳感器，其中，指紋傳感器是掃描型指紋傳感器，所述空腔具有高出傳感器陣列一個高度(H)的空腔壁，并且其中，傳感器陣列的不可接近部分大致等于由(3.2×H)確定的區(qū)域。
25.如權(quán)利要求23所述的指紋傳感器，其中，指紋傳感器是靜止型指紋傳感器，所述空腔具有高出傳感器陣列一個高度(H)的空腔壁，并且其中，傳感器陣列的不可接近部分大致等于由(1.8×H)確定的區(qū)域。
26.如權(quán)利要求24所述的指紋傳感器，其中，封裝材料形成與傳感器陣列垂直的空腔壁。
27.如權(quán)利要求24所述的指紋傳感器，其中，封裝材料形成斜坡形空腔壁。
28.如權(quán)利要求24所述的指紋傳感器，其中，封裝材料形成階梯形空腔壁。
29.如權(quán)利要求24所述的指紋傳感器，其中，封裝材料形成倒角形空腔壁。
30.如權(quán)利要求24所述的指紋傳感器，其中，H的值基本上在1-2密耳范圍內(nèi)。
31.一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的方法，其中，指紋傳感器印模包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，所述印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點，從而傳感器陣列的可用部分得到最大化，本方法包括以下步驟將表面上具有印模觸點的指紋傳感器印模定位到表面上具有外部觸點的外部電路上，使得指紋傳感器印模的表面定位在高于外部電路表面的位置上；在接合引線和外部電路的所選外部觸點之間形成導(dǎo)電連接；把接合引線從外部電路的所選外部觸點延伸出外部電路的外部觸點表面；通過把接合引線延伸向指紋傳感器印模表面上的所選印模觸點而形成高度較低的接合引線線環(huán)；以及在接合引線的第二端和所選印模觸點之間形成導(dǎo)電連接。
32.一種指紋傳感器，包括表面上具有印模觸點的指紋傳感器印模；表面上具有外部觸點的外部電路，外部電路的表面定位在低于指紋傳感器印模表面的位置上；以及在印模觸點和外部觸點之間耦合的一根或多根接合引線，其中，接合引線的一端通過在接合引線的所述一端上形成的球而連接到外部電路的所選外部觸點，并且接合引線的另一端連接到所選擇的印模觸點。
33.如權(quán)利要求32所述的指紋傳感器，其中，接合引線的另一端通過位于各個所選印模觸點上的球而連接到所選印模觸點。
34.一種指紋傳感器，包括表面上具有印模觸點的指紋傳感器印模；表面上具有外部觸點的外部電路，外部電路的表面定位在低于指紋傳感器印模表面的位置上；以及在印模觸點和外部觸點之間耦合的一根或多根接合引線，其中，接合引線從外部電路的所選外部觸點沿著與外部電路表面垂直的方向延伸，然后，從接合引線垂直伸出的線環(huán)延伸向指紋傳感器印模的所選印模觸點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提供敞口空腔低型面封裝半導(dǎo)體包裝的系統(tǒng)，其中，本系統(tǒng)包括一種用于把指紋傳感器印模引線接合到外部電路的方法。指紋傳感器印模包括具有一個或多個印模觸點的傳感器陣列，所述印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點，從而傳感器陣列的可用部分得到最大化。本方法包括以下步驟在接合引線的第一端形成球；在球和外部電路上所選擇的外部觸點之間形成導(dǎo)電連接；把接合引線延伸到所選擇的印模觸點，以便形成具有低線環(huán)高度的線環(huán)；在接合引線的第二端和所選的印模觸點之間形成導(dǎo)電針腳點焊連接；以及，重復(fù)以上步驟，直到一個或多個印模觸點引線接合到外部電路的一個或多個外部觸點。
文檔編號G06K9/00GK1444176SQ03119919
公開日2003年9月24日 申請日期2003年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月9日
發(fā)明者邁克爾·曼納薩拉 申請人:富士通株式會社