專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置以及觸摸感測(cè)器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，以及特別是涉及一種用于單頻道觸摸感 測(cè)器系統(tǒng)的半導(dǎo)體裝置，此單頻道觸摸感測(cè)器系統(tǒng)包括一具有觸摸墊
(touch pad)的半導(dǎo)體封裝，以及涉及一種以菊鏈(daisy-chain)通信模式進(jìn) 行操作且持續(xù)傳送每個(gè)半導(dǎo)體裝置的觸摸信息的觸摸感測(cè)器裝置。
背景技術(shù)：
觸摸墊是一種代替鼠標(biāo)(mouse)而廣泛使用的數(shù)據(jù)輸入裝置。此觸摸 墊包括按矩陣方式排列在一平面上的觸點(diǎn)，以偵測(cè)用戶(hù)觸摸的地方與點(diǎn)接 觸的移動(dòng)方向?，F(xiàn)有習(xí)知地，目前已使用的有多種觸摸墊。例如，觸摸墊可 包括排列在平面上的電開(kāi)關(guān)、電容器式感測(cè)器、電阻器式或晶體管式感測(cè)器。
在現(xiàn)有習(xí)知觸摸墊中，使用電容器式感測(cè)器的觸摸墊通常用來(lái)控制筆 記型電腦中指標(biāo)(cursor)的移動(dòng)。使用電容器式感測(cè)器的觸摸墊的表面 用一絕緣層覆蓋，水平線與垂直線以規(guī)則間距排列在絕緣層下面。電容器 作為等效電路配置在這些水平線與垂直線之間。水平線構(gòu)成第一電極，而垂 直線構(gòu)成第二電極。
當(dāng)作為導(dǎo)體的手指接觸觸摸墊表面時(shí)，對(duì)應(yīng)于接觸點(diǎn)的水平線與垂直
線之間的電容不同于其他線之間的電容，這樣一來(lái)就可以施加電壓信號(hào)給 水平線，且讀取偏離垂直線的電容變化，藉此來(lái)偵測(cè)接觸點(diǎn)。
圖l是一種現(xiàn)有習(xí)知電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)的電路圖。請(qǐng)參閱圖l所示，現(xiàn) 有習(xí)知電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)包括多個(gè)觸摸墊10-1到IO-N、 一半導(dǎo)體裝置20 以及一主機(jī)(host computer) 30。半導(dǎo)體裝置20包括多個(gè)輸入/輸出端與 多個(gè)感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器20-1到20-N。半導(dǎo)體裝置20的輸入/輸出端分別向外 連接到電源電壓、接地電壓以及接觸墊10-1到10-N。而且，半導(dǎo)體裝置 20的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器20-1到20-N內(nèi)部具有輸入端，經(jīng)由半導(dǎo)體裝置20 的輸入/輸出端分別連接到觸拔墊10-1到10-N;以及輸出端，經(jīng)由半導(dǎo)體 裝置20的輸入/輸出端而連接到主機(jī)30。
當(dāng)例如手指之類(lèi)的觸摸物體接觸觸摸墊10-1到10-N時(shí)，觸摸墊10-1 到10-N產(chǎn)生表示電性狀態(tài)變化的觸摸信號(hào)，其中觸摸物體可視為具有一定 導(dǎo)電程度的電阻性裝置。
半導(dǎo)體裝置20的輸入/輸出端分別連接到電源電壓、接地電壓以及觸摸墊10-1到10-N以形成多個(gè)頻道,使得半導(dǎo)體裝置20能夠適當(dāng)控制觸摸 墊10-1到IO-N所產(chǎn)生的觸摸信號(hào)以及需要此觸摸信號(hào)的系統(tǒng)。
在此情形下，多個(gè)相鄰頻道中難免會(huì)產(chǎn)生寄生電容(parasitic capacitance )。這樣一來(lái)，相鄰頻道之間就會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)，且頻道之間 會(huì)產(chǎn)生觸摸靈敏度差異。因此，觸摸感測(cè)器系統(tǒng)各自具有不同尺寸的觸摸 墊和半導(dǎo)體裝置以及不同的電特性。所以，現(xiàn)有習(xí)知的每個(gè)觸摸感測(cè)器系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都涉及額外的調(diào)諧制程，以調(diào)節(jié)各別頻道的靈敏度，使這些頻道 的特性相同。
圖2是圖1所示的電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)中的觸摸墊與電觸摸感測(cè)控制器 的方框圖。請(qǐng)參閱圖2所示，電觸摸感測(cè)控制器包括一參考信號(hào)產(chǎn)生單元 21、 一第一信號(hào)產(chǎn)生單元23、 一第二信號(hào)產(chǎn)生單元22以及一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生 單元24。
下面將分別描述各方框的作用。
參考信號(hào)產(chǎn)生單元21產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)(clock signal)作為參考信號(hào) ref_sig,且將此時(shí)脈信號(hào)施加于第一信號(hào)產(chǎn)生單元23與第二信號(hào)產(chǎn)生單 元22。
不管觸摸物體是否接觸電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)，第一信號(hào)產(chǎn)生單元23都將 參考信號(hào)ref—sig延遲第一時(shí)間，并且產(chǎn)生第一信號(hào)sigl。
第二信號(hào)產(chǎn)生單元22包括觸摸墊IO-N，接觸物體與此觸摸墊10-N接 觸。這樣一來(lái)，當(dāng)接觸物體沒(méi)有接觸觸摸墊10-N時(shí)，第二信號(hào)產(chǎn)生單元22 將參考信號(hào)ref -s ig延遲比第一時(shí)間短的時(shí)間，當(dāng)接觸物體接觸觸摸墊10-N 時(shí)，第二信號(hào)產(chǎn)生單元22將參考信號(hào)ref — sig延遲比第一時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間，并 且產(chǎn)生第二信號(hào)sig2。
換言之，當(dāng)觸摸物體沒(méi)有接觸觸摸墊10-N時(shí)，第二信號(hào)產(chǎn)生單元22 產(chǎn)生的第二信號(hào)sig2具有超前(lead)于第一信號(hào)sigl的相位，而當(dāng)觸 摸物體接觸觸摸墊10-N時(shí)，第二信號(hào)產(chǎn)生單元22產(chǎn)生的第二信號(hào)sig2具 有滯后(lag)于第一信號(hào)sigl的相位。
在此情形下，觸摸物體可以是具有預(yù)定電容的任意物體，例如可積聚大 量電荷的人體。
感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元30與第一信號(hào)sigl同步，取樣并閂鎖(latch)第 二信號(hào)sig2，以及產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)con—sig。
在此情形下，如果觸摸感測(cè)器系統(tǒng)與多個(gè)觸摸墊10-1到IO-N之間有 一段距離，且觸摸感測(cè)器系統(tǒng)與觸摸墊10-l到IO-N之間形成多個(gè)頻道，那 么要使各頻道的靈敏度相同就會(huì)非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
7本發(fā)明的目的是提供一種適用于單頻道觸摸感測(cè)器系統(tǒng)的半導(dǎo)體裝
置，其包括一具有觸摸墊的半導(dǎo)體封裝(semiconductor package),使得在 多頻道觸摸感測(cè)器系統(tǒng)的制程中調(diào)節(jié)各頻道的觸摸靈敏度的制程可以簡(jiǎn) 化。
此外，本發(fā)明的目的是提供一種適用于多頻道觸摸感測(cè)器系統(tǒng)的觸摸 感測(cè)器裝置，其以菊鏈通信模式進(jìn)行操作，且不斷地傳送每個(gè)半導(dǎo)體裝置的 觸摸信息。
根據(jù)本發(fā)明的一觀點(diǎn)， 一種半導(dǎo)體裝置包括 一晶粒(die)，其包括 一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)； 一導(dǎo)電式晶粒粘 合墊(die-attach pad),粘在晶粒上以產(chǎn)生觸摸信號(hào)；以及一封裝，用來(lái) 封裝晶粒與晶粒粘合墊，其中晶粒粘合墊是根據(jù)觸摸物體是否接觸封裝來(lái) 產(chǎn)生觸摸信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)， 一種半導(dǎo)體裝置包括 一晶粒，其包括一最 高金屬層與一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)； 一晶 粒粘合墊，粘在晶粒上以固定此晶粒；以及一封裝，封裝此晶粒與晶粒粘 合墊，其中最高金屬層是根據(jù)觸摸物體是否接觸封裝來(lái)產(chǎn)生觸摸信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的又一觀點(diǎn)， 一種半導(dǎo)體裝置包括 一晶粒，其包括一第 一金屬層與一第二金屬層，此第一與第二金屬層配置在晶粒的上表面上的 不同高度， 一絕緣層介于第一與第二金屬層之間，以及一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器 用來(lái)感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)； 一晶粒粘合墊，粘在晶粒上以固定此 晶粒；以及一封裝，封裝此晶粒與晶粒粘合墊，其中第一金屬層是根據(jù)觸
摸物體是否接觸封裝來(lái)產(chǎn)生觸摸信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的再一觀點(diǎn)， 一種觸摸感測(cè)器裝置包括多個(gè)以串行通信模 式相互連接的半導(dǎo)體裝置，其中每個(gè)半導(dǎo)體裝置包括 一晶粒，其包括一 感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)； 一導(dǎo)電式晶粒粘合 墊，粘在晶粒上以產(chǎn)生觸摸信號(hào)；以及一封裝，封裝此晶粒與晶粒粘合墊，其 中晶粒粘合墊是根據(jù)觸摸物體是否接觸封裝來(lái)產(chǎn)生觸摸信號(hào)。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較 佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是一種現(xiàn)有習(xí)知電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)的電路圖。
圖2是圖1所示的電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)中的觸摸墊與電觸摸感測(cè)控制器
的方框圖。
圖3是本發(fā)明的 一 實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。 圖4是圖3所示的半導(dǎo)體裝置的觸摸感測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。圖5是圖4的觸摸感測(cè)器接觸觸摸物體的情形的信號(hào)波形圖。
圖6是圖4的觸摸感測(cè)器接觸觸摸物體的情形的電路圖。
圖7是本發(fā)明的另 一實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。
圖8是圖7所示的半導(dǎo)體裝置的晶粒的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是本發(fā)明的又一 實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。
圖IO是圖9所示的半導(dǎo)體裝置的觸摸感測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是連接多個(gè)包括觸摸墊的半導(dǎo)體裝置的通信模式的方框圖。
圖12是圖11所示的每個(gè)半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部配置方框圖。
1-1到N-l: 接腳 1-2到N-2: 接腳
1-3到N-3:接腳 l-4到N-4: 接腳
10-1到10-N:接觸墊20:半導(dǎo)體裝置
700-1到700--N:半導(dǎo)體裝置20-1到20-N:感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器140、 540:感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器640、710感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器
21、 111:參考信號(hào)產(chǎn)生單元511、611參考信號(hào)產(chǎn)生單元
22、 23:信號(hào)產(chǎn)生單元112、113:信號(hào)產(chǎn)生單元
512、 513:信號(hào)產(chǎn)生單元612、613信號(hào)產(chǎn)生單元
24、 114:感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元514、614感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元
25-N:電觸摸感測(cè)控制器30、800:主機(jī)
100:觸摸感測(cè)器110、500、 600:晶粒120:環(huán)氧樹(shù)脂130:晶粒粘合墊
150、 550:仲裁器650、720: 仲裁器
220、 750:連接線310、320: 引線才匡
400:半導(dǎo)體封裝510、610: 電觸摸感測(cè)器
520、 620:最高金屬層625:絕緣層
630:次高金屬層721:輸入端暫存器
722:輸出端暫存器723:控制器
724:菊鏈暫存器■:電源電壓
VSS:才妄i也電壓ref _sig:參考信號(hào)
sigl、 sig2、sig3:信號(hào)corusig:感測(cè)信號(hào)
Rll、 R12:電阻器CAP1、CAP2:電容器tl、 t2:延遲時(shí)間
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置以及菊鏈通信模 式觸摸感測(cè)器裝置。但是，本發(fā)明并不局限于以下所揭露的實(shí)施例，而是可 以各種形式來(lái)實(shí)施。提供以下實(shí)施例是為了所揭露的內(nèi)容使熟悉此技藝者能夠制造本發(fā)明，并將其用于實(shí)踐。
圖3是本發(fā)明的一實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。請(qǐng)參閱圖3
所示，此半導(dǎo)體裝置包括一觸摸感測(cè)器(touch sensor) 100、第一與第二 引線框(lead frame) 310與320、 一連接線(bonding wire) 220以及一 半導(dǎo)體封裝400。觸摸感測(cè)器100包括一晶粒粘合墊130作為觸摸墊、 一環(huán) 氧樹(shù)脂(印oxy) 120以及一晶粒110。在這里，應(yīng)注意的是，晶粒粘合墊 130可連接到第一引線框310或第二引線框320，且更可連接到一外部觸摸 塾。
在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例中，與觸摸墊配置在半導(dǎo)體裝置之外的現(xiàn)有習(xí) 知電觸摸感測(cè)器系統(tǒng)不同的是，現(xiàn)有習(xí)知地用來(lái)固定晶粒110的晶粒粘合 墊130被用作觸摸墊，且用環(huán)氧樹(shù)脂120粘在半導(dǎo)體裝置內(nèi)部晶粒110上方。
下面將參閱圖3來(lái)描述本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的各 元件的作用。
晶粒粘合墊130固定晶粒110,以及散發(fā)晶粒110產(chǎn)生的熱。而且，當(dāng) 觸摸物體接觸晶粒粘合墊130時(shí)，晶粒粘合墊130感測(cè)與觸摸物體的接觸 狀態(tài)，并產(chǎn)生表示電性狀態(tài)變化的觸摸信號(hào)。
晶粒110從晶粒粘合墊130接收觸摸信息，并且使用感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器的 操作來(lái)適當(dāng)控制需要此觸摸信息的系統(tǒng)。
環(huán)氧樹(shù)脂12 0是一種絕緣樹(shù)脂，用來(lái)將晶粒110粘在晶粒粘合墊13 0上， 并且固定晶粒110。
連接線220電性連接晶粒110中包括的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器的輸入/輸出端 與連接到外部系統(tǒng)的引線框310、 320。這樣一來(lái)，連接線220就能夠?qū)⒕?粒粘合墊130中發(fā)生的電性狀態(tài)變化傳送到晶粒110。
半導(dǎo)體封裝400是由例如陶瓷之類(lèi)的絕緣材料形成，用來(lái)封裝晶粒粘 合墊130、晶粒IIO、環(huán)氧樹(shù)脂120、第一與第二引線框310與320以及連 接線220,以保護(hù)它們不受外界干擾，使晶粒110能夠有效操作。當(dāng)然，外 部電極可代替晶粒粘合墊130或添加到晶粒粘合墊130上，以最小化與人 類(lèi)手指之類(lèi)的觸摸裝置之間的距離。以板上晶粒(chip-on-board， COB) 封裝(例如球柵陣列(ball grid array, BGA )封裝)為例，環(huán)氧樹(shù)脂120 的作用是將晶粒110粘在板上，且晶粒粘合墊130是由此板的電極制成。
在這里，要想最小化與人類(lèi)手指之類(lèi)的觸摸裝置之間的距離，可用外 部電極代替晶粒粘合墊130或者可將外部電極添加到晶粒粘合墊130上。 以球柵陣列(BGA)封裝或板上晶粒(COB)封裝為例，環(huán)氧樹(shù)脂120的作 用是將晶粒110粘在印刷電路板(printed circuit board, PCB )上，且晶 粒粘合墊130是由印刷電路板的電極形成。
10圖4是圖3所示的半導(dǎo)體裝置的觸摸感測(cè)器100的結(jié)構(gòu)圖。請(qǐng)參閱圖4 所示，觸摸感測(cè)器100包括晶粒粘合墊130、 一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器140以及一 仲裁器(arbiter) l50。而且感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器140包括一參考信號(hào)產(chǎn)生單 元lll、 一第一信號(hào)產(chǎn)生單元113、 一第二信號(hào)產(chǎn)生單元112以及一感測(cè)信 號(hào)產(chǎn)生單元114。
晶粒粘合墊130在感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器140上方，連接到此感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器 140,且傳送感測(cè)信號(hào)。第一信號(hào)產(chǎn)生單元113包括一第一電阻器R11,介于 參考信號(hào)產(chǎn)生單元ill與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114之間；及一電容器CAP1，介 于第一電阻器Rll與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114之間，連接到接地電壓VSS。第 二信號(hào)產(chǎn)生單元112包括 一第二電阻器R12，介于參考信號(hào)產(chǎn)生單元111 與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114之間；以及晶粒粘合墊130，介于第二電阻器R12 與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114之間，且配置在晶粒110上方以使具有電容的觸 摸物體能夠接觸晶粒粘合墊130。
在這種情形下，第一與第二電阻器Rll與R12使參考信號(hào)產(chǎn)生單元111 與電容器CAP1之間的延遲元件可以等于參考信號(hào)產(chǎn)生單元111與晶粒粘合 墊130之間的延遲元件。這樣一來(lái)，當(dāng)觸摸物體沒(méi)有接觸晶粒粘合墊130 時(shí)，第一與第二電阻器Rll與R12使第一信號(hào)產(chǎn)生單元113與第二信號(hào)產(chǎn)生 單元112之間的延遲元件的差異最小化。而且，當(dāng)?shù)谝慌c第二電阻器Rll 與R12具有相似的值時(shí)，電容器CAP1的電容小于觸4莫物體。也就是說(shuō)，電 容器CAP1的電容小于人體的平均電容CAP2。
同時(shí)，感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114可以是D型正反器(D-f lip-flop )、 JK 型正反器、閂鎖電路以及組合邏輯中的任意一個(gè)，與第一信號(hào)sigl同步，接 收并閂鎖觸摸信號(hào)。下面為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，假設(shè)感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114是D 型正反器，其同步于第一信號(hào)sigl的下降邊緣而操作。
感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114可具有額外功能，包括信號(hào)調(diào)節(jié)與以數(shù)字方式 對(duì)感測(cè)信號(hào)con_sig進(jìn)行額外的延遲控制，而不是調(diào)節(jié)第一電阻器Rll、第 二電阻器R12與電容器CAP1。
仲裁器150經(jīng)由輸入端接收先前半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生的觸摸信息，并且暫 時(shí)儲(chǔ)存此觸摸信息。這樣一來(lái)，于當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器140 產(chǎn)生高位準(zhǔn)(high-level)感測(cè)信號(hào)時(shí)，仲裁器150將先前半導(dǎo)體裝置的 觸摸信息連同當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息一起經(jīng)由輸出端輸出。
下面將參閱圖3與4來(lái)描述本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置 的操作。
晶粒110的參考信號(hào)產(chǎn)生單元111產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)作為參考信號(hào) ref —sig。第一信號(hào)產(chǎn)生單元113接收此參考信號(hào)ref-sig,且不管觸摸物體 是否接觸晶粒粘合墊130都將參考信號(hào)ref — s i g延遲第 一時(shí)間，且產(chǎn)生第一信號(hào)sigl。第二信號(hào)產(chǎn)生單元112包括晶粒粘合墊130以感測(cè)觸摸物體的 接觸狀態(tài)。這樣一來(lái)，第二信號(hào)產(chǎn)生單元112接收參考信號(hào)ref-sig，且當(dāng) 晶粒粘合墊130沒(méi)有感測(cè)到觸摸物體的接觸狀態(tài)時(shí)將此參考信號(hào)ref_sig 延遲比第一時(shí)間短的時(shí)間，當(dāng)晶粒粘合墊130感測(cè)到觸摸物體的接觸狀態(tài) 時(shí)將此參考信號(hào)ref-sig延遲比第一時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間，并且產(chǎn)生第二信號(hào) sig2。
感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114與第一信號(hào)sigl同步，且取樣并閂鎖第二信號(hào) sig2，產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)con—sig，并且輸出此感測(cè)信號(hào)corusig到該仲裁器 150。仲裁器150經(jīng)由輸入端接收先前半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生的觸摸信息，并且 暫時(shí)儲(chǔ)存此觸摸信息。這樣一來(lái)，根據(jù)內(nèi)部演算法則，當(dāng)感測(cè)信號(hào)coiusig 為低位準(zhǔn)時(shí)，仲裁器150僅傳送先前半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生的觸摸信息，而當(dāng) 感測(cè)信號(hào)con-sig為高位準(zhǔn)時(shí)，則產(chǎn)生當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息，并且 將當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息連同先前半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生的觸摸信息一起 經(jīng)由輸出端輸出。
圖5是圖4的觸摸感測(cè)器100接觸觸摸物體的情形的信號(hào)波形圖。圖6 是圖4的觸摸感測(cè)器IOO接觸觸摸物體的情形的電路圖。
請(qǐng)參閱圖4到6所示，當(dāng)觸摸物體沒(méi)有接觸觸摸感測(cè)器100時(shí)，第一信 號(hào)產(chǎn)生單元113的延遲元件對(duì)應(yīng)于第一電阻器R11與第一電容器CAP1，且第 二信號(hào)產(chǎn)生單元112的延遲元件對(duì)應(yīng)于第二電阻器R12。
這樣一來(lái)，第一信號(hào)產(chǎn)生單元113根據(jù)第一電阻器Rll與第一電容器 CAP1的電阻-電容(RC)值將參考信號(hào)ref-sig延遲第一時(shí)間tl,并且輸 出第一信號(hào)sigl。當(dāng)觸摸物體沒(méi)有接觸觸摸感測(cè)器100時(shí)，第二信號(hào)產(chǎn)生 單元112輸出相位略微超前于參考信號(hào)ref —sig的信號(hào)，如圖4所示。當(dāng) 觸摸物體接觸觸摸感測(cè)器100時(shí)，由于延遲元件更包括觸摸物體的電容 CAP2，所以第二信號(hào)產(chǎn)生單元112將參考信號(hào)ref —sig延遲比第一時(shí)間tl 長(zhǎng)的第二時(shí)間t2,并且輸出第二信號(hào)sig2，如圖6所示。
因此，感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114 (是D型正反器)與第一信號(hào)sigl的下降 邊緣同步，且接收高位準(zhǔn)的第二信號(hào)sig2。然后，感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114輸 出一高位準(zhǔn)感測(cè)信號(hào)con_sig,并且通知仲裁器150觸摸物體的定常態(tài)。仲 裁器150儲(chǔ)存先前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息，產(chǎn)生當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的觸摸信 息，并且輸出先前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息與當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息之 和，以將累積的觸摸信息傳送給下一半導(dǎo)體裝置。
圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。請(qǐng)參閱 圖7所示，此半導(dǎo)體裝置包括一晶粒500、 一環(huán)氧樹(shù)脂120、 一晶粒粘合 墊130、第一與第二引線框310與320、 一連接線220以及一半導(dǎo)體封裝 400。此外，晶粒500包括一最高金屬層520與一電觸摸感測(cè)器510。在先前實(shí)施例中，晶粒粘合墊130是用環(huán)氧樹(shù)脂120粘在半導(dǎo)體裝置 內(nèi)部晶粒110上方，本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例不同于先前實(shí)施例的是，在半導(dǎo) 體裝置的晶粒500的制程中晶粒500中用作觸摸墊的是最高金屬層520。
下面將參閱圖7來(lái)描述本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的各 元件的作用。
因?yàn)榫Я?00、環(huán)氧樹(shù)脂120、第一與第二引線框310與320以及半導(dǎo) 體封裝400與先前實(shí)施例中參閱圖3所述相同，所以在這里不再贅述。雖 然最高金屬層520通常是用來(lái)電性連接半導(dǎo)體裝置，但在本發(fā)明的當(dāng)前實(shí) 施例中最高金屬層520是用作觸摸墊。具體地說(shuō)，最高金屬層520的作用是 當(dāng)觸摸物體接觸最高金屬層520時(shí)，產(chǎn)生表示電性狀態(tài)變化的觸摸信號(hào)。此 外，在本實(shí)施例中，晶粒粘合墊130的作用只是固定晶粒500以及散發(fā)晶粒 5 00產(chǎn)生的熱，而不是感測(cè)與觸摸物體的接觸狀態(tài)與產(chǎn)生表示電性狀態(tài)變化 的觸摸信號(hào)。
連接線22 0可電性連接最高金屬層52 0與連接至外部系統(tǒng)的引線框310 和320，其中最高金屬層520連接晶粒500的輸入/輸出端。但是，連接線 220不電性連接最高金屬層520與晶粒粘合墊130。
在這里，為了縮小最高金屬層520與例如人類(lèi)手指之類(lèi)的觸摸裝置之 間的距離，可添加外部電極到最高金屬層520上。
圖8是圖7所示的半導(dǎo)體裝置的晶粒500的結(jié)構(gòu)圖。
請(qǐng)參閱圖8所示，晶粒500,包括最高金屬層520與電觸摸感測(cè)器 510。電觸摸感測(cè)器510包括一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器540與一仲裁器550，且感 測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器540包括一參考信號(hào)產(chǎn)生單元511、第一與第二信號(hào)產(chǎn)生單元 513與512以及一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元514。
因?yàn)榈谝恍盘?hào)產(chǎn)生單元513、感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元5"以及仲裁器5"這 些元件的結(jié)構(gòu)及連接與觸摸感測(cè)器100中參閱圖4所述的幾乎相同，所以在 這里不再詳細(xì)解釋。雖然第二信號(hào)產(chǎn)生單元512包括一第二電阻器RU,其 介于參考信號(hào)產(chǎn)生單元511與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元514之間，這與先前實(shí)施 例相同，但是最高金屬層520連接到第二電阻器R12與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元 514之間的接觸點(diǎn)，被用作晶粒500中的觸摸墊的是最高金屬層520，而不 是配置在晶粒500之外的晶粒粘合墊。
下面將參閱圖7與8來(lái)描述本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置 的操作。參考信號(hào)產(chǎn)生單元511與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元514的操作與參閱圖3 與4所述的操作幾乎相同。但是，當(dāng)前實(shí)施例所述的半導(dǎo)體裝置的操作與 先前實(shí)施例所述的半導(dǎo)體裝置的不同之處在于，在晶粒500中第二信號(hào)產(chǎn) 生單元512包括最高金屬層520，與觸摸物體相接觸的就是此最高金屬層 520，當(dāng)觸摸物體沒(méi)有接觸最高金屬層52G時(shí)，參考信號(hào)ref —sig被延遲比第
13一信號(hào)產(chǎn)生單元513中的第一電阻器Rll與第一電容器CAP1導(dǎo)致的第一時(shí) 間短的時(shí)間，而當(dāng)觸摸物體接觸最高金屬層520時(shí)，參考信號(hào)ref-sig被 延遲比產(chǎn)生第一信號(hào)sigl的第一時(shí)間長(zhǎng)的第二時(shí)間。因此，與先前實(shí)施例 相同的是，感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元514與第一信號(hào)sigl同步，取樣并閂鎖第二 信號(hào)sig2,產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)con-sig，并且輸出感測(cè)信號(hào)corusig至仲裁器 550。仲裁器550儲(chǔ)存先前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息，產(chǎn)生當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的 觸摸信息，并且輸出先前半導(dǎo)體裝置的觸摸信息與當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的觸摸 信息之和，以將累積的觸摸信息傳送給下一半導(dǎo)體裝置。
圖9是本發(fā)明的又一實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。請(qǐng)參 閱圖9所示，此半導(dǎo)體裝置包括一晶粒600、 一環(huán)氧樹(shù)脂120、 一晶粒粘 合墊130、第一與第二引線框310與320、 一連接線220以及一半導(dǎo)體封裝 400。晶粒600包括一最高金屬層620、 一絕緣層625 、 一次高(second uppermost)金屬層630以及一電觸摸感測(cè)器610。
圖9的半導(dǎo)體裝置與圖7的半導(dǎo)體裝置的不同之處在于，用作觸摸墊的 最高金屬層620與電觸摸感測(cè)器610之間增加了絕緣層625與用作電容式 反射體(capacif lector )的次高金屬層630。
下面將參閱圖9來(lái)描述本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置中的 元件的作用。
因?yàn)樽罡呓饘賹?20、環(huán)氧樹(shù)脂120、第一與第二引線框310與 320、半導(dǎo)體封裝400以及連接線220與先前實(shí)施例中參閱圖7所述的 相同，所以在這里不再贅述。但是，起電容式反射體作用的次高金屬層630 被施加與最高金屬層620 'MT電位相同的信號(hào)，以減小最高金屬層與絕 緣層625之間的寄生電容，以致于當(dāng)觸摸物體接觸最高金屬層620時(shí)產(chǎn)生 更大的電容變化，從而增大觸摸靈敏度。
在這里，電容式反射體是一種感測(cè)器，其包括一反射板(reflector plate )，介于感測(cè)板與接地板這兩電極之間，以遮罩雜散電場(chǎng)(stray electric field)。當(dāng)一物體靠近時(shí)，電容式反射體可利用與典型電容器相 同的原理來(lái)感測(cè)到此物體已靠近，具體地說(shuō)，就是當(dāng)具有不同介電常數(shù)的 物體插入電場(chǎng)時(shí)，電容發(fā)生變化。
在此情形下，感測(cè)板與接地板之間難免產(chǎn)生寄生電容，使得感測(cè)板的 靈敏度降低。這樣一來(lái)，使用與感測(cè)板的電位和相位相同的反射板，可減 小寄生電容，且提高感測(cè)板的靈敏度。
圖10是圖9所示的半導(dǎo)體裝置的觸摸感測(cè)器600的結(jié)構(gòu)圖。請(qǐng)參閱圖 10所示，觸摸感測(cè)器600包括最高金屬層620、次高金屬層630以及電觸 摸感測(cè)器610。電觸摸感測(cè)器.610包括一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器640與一仲裁器 650,且感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器640包括一參考信號(hào)產(chǎn)生單元611、第一與第二信號(hào)產(chǎn)生單元613與612以及一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元614。
雖然圖10中為方便起見(jiàn)繪示為最高金屬層620與次高金屬層630相互 連接，但它們之間實(shí)際上是短路，且作為電容式反射體的電路操作已知，所 以將省略其描述。
下面將參閱圖9與IO來(lái)描述本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例所提出的半導(dǎo)體裝置 的操作。參考信號(hào)產(chǎn)生單元611與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元614的操作與參閱 圖7、 8所述的幾乎相同。但是，當(dāng)前實(shí)施例所述的半導(dǎo)體裝置的操作與參 閱圖7、8所述的半導(dǎo)體裝置的操作的不同之處，在于第一信號(hào)產(chǎn)生單元613 包括接觸觸摸物體的最高金屬層520與次高金屬層630，兩者相互粘合。此 外，與先前實(shí)施例中參閱圖7、 '8所述不同的是，當(dāng)觸摸物體沒(méi)有接觸最高 金屬層620時(shí)，參考信號(hào)ref —sig不被延遲，而當(dāng)觸摸物體接觸最高金屬 層620時(shí)，參考信號(hào)ref-sig被延遲遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于圖5所示的第二時(shí)間t2的第 三時(shí)間，并且產(chǎn)生第二信號(hào)sig2。
用作電容式反射體的次高金屬層630上，被施加與最高金屬層620的 電位相同的信號(hào)，以致于當(dāng)觸摸物體接觸最高金屬層620時(shí)，寄生電容減 小。結(jié)果，可產(chǎn)生更大的電容變化以進(jìn)一步增大第二信號(hào)sig2的延遲時(shí)間。
此外，與先前實(shí)施例中參閱圖7、 8所述相同的是，不管觸摸物體是否 接觸最高金屬層620,第一信號(hào)產(chǎn)生單元613都將參考信號(hào)ref_sig延遲第 一時(shí)間，并且產(chǎn)生第一信號(hào)sigl。因此，當(dāng)感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元614與第一 信號(hào)sigl同步且對(duì)第二信號(hào)sig2進(jìn)行取樣時(shí)，感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元614可使 用更穩(wěn)定的時(shí)間裕度(ma r g i n)來(lái)閂鎖數(shù)據(jù)，并最終產(chǎn)生精確的感測(cè)信號(hào) con—sig。結(jié)果，感測(cè)信號(hào)con—sig可藉由第二引線框320而被輸出到需要 外部觸摸信息的系統(tǒng)，從而增大半導(dǎo)體裝置的靈敏度。
因此，在本發(fā)明所提出的使用觸摸墊的觸摸感測(cè)器系統(tǒng)中，觸摸墊的 尺寸及位置可在制造晶粒時(shí)預(yù)先得知。這樣一來(lái)，此觸摸感測(cè)器系統(tǒng)可簡(jiǎn) 單構(gòu)成以便于靈敏度調(diào)節(jié)。此外，由于晶粒包括觸摸墊，所以不必制造額 外的觸摸墊，從而可降低觸摸感測(cè)器系統(tǒng)的制造成本。
圖ll是連接多個(gè)包括觸摸墊的半導(dǎo)體裝置的通信模式的方框圖。請(qǐng)參 閱圖11所示，此通信模式包括多個(gè)半導(dǎo)體裝置700-1到700-N，其包括 多個(gè)接腳； 一主機(jī)800;以及一條電線750，以菊鏈通信模式連接半導(dǎo)體裝 置700-1到700-N與主機(jī)800。因?yàn)槊總€(gè)半導(dǎo)體裝置700-1到700-N都對(duì)應(yīng) 于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例參閱圖3到9所述的半導(dǎo)體裝置之一，所以每個(gè)半 導(dǎo)體裝置700-1到700-N包括一感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器與一仲裁器，其配置在晶 粒中。因此，在這里將不再解釋包括在晶粒中的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器與仲裁器 這些元件的作用。
主機(jī)800藉由最后一個(gè)半導(dǎo)體裝置的仲裁器來(lái)接收多個(gè)以菊鏈通信模
15式連接的相鄰半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在識(shí)別碼，并且儲(chǔ)存此內(nèi)在識(shí)別碼。然后，當(dāng) 有些半導(dǎo)體裝置感測(cè)到觸摸物體時(shí)，主機(jī)800以累積方式接收接觸觸摸物 體的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在識(shí)別碼，識(shí)別觸摸物體的接觸狀態(tài)，且適當(dāng)控制需 要觸摸信息的系統(tǒng)。
電線750以串聯(lián)方式連接半導(dǎo)體裝置700-1到700-N，分別連接電源電 壓VDD與半導(dǎo)體裝置700-1到700-N的各第一接腳1-1到N-l,分別連接接 地電壓VSS與半導(dǎo)體裝置700-1到700-N的各第二接腳1-2到N-2，以及分 別連接相鄰半導(dǎo)體裝置700-2到700-N的第四接腳2-4到N-4與相鄰半導(dǎo) 體裝置700-1到700-(N-l)的第三接腳1-3到N-3,使得最后一個(gè)半導(dǎo)體裝 置700-N的第三接腳N-3可連接至主機(jī)800。
圖12是圖11所示的每個(gè)半導(dǎo)體裝置700-1到700-N的內(nèi)部配置方框 圖。請(qǐng)參閱圖12所示，每個(gè)半導(dǎo)體裝置700-1到700-N包括一感測(cè)信號(hào)產(chǎn) 生器710、 一仲裁器720以及多個(gè)接腳N-l到N-4,且仲裁器720包括一輸 入端暫存器721、一輸出端暫存器722、一控制器723以及一菊鏈暫存器724。
因?yàn)楦袦y(cè)信號(hào)產(chǎn)生器710的元件結(jié)構(gòu)及連接與圖4、 6、 8、 10中所示 的電觸摸感測(cè)器100、 510、 610的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器140、 540、 640相同，所 以在這里將省略其描述。
輸入端暫存器721接收接觸觸摸物體的先前半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在碼，暫時(shí) 儲(chǔ)存接收到的內(nèi)在碼，以及必要時(shí)在控制器723的控制下輸出所儲(chǔ)存的數(shù) 據(jù)。
輸出端暫存器722從當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器710中接收感 測(cè)信號(hào)，暫時(shí)儲(chǔ)存此感測(cè)信號(hào)，以及必要時(shí)在控制器723的控制下將此感 測(cè)信號(hào)連同當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在碼一起輸出。
控制器723感測(cè)當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元114而產(chǎn)生感測(cè) 信號(hào)，根據(jù)內(nèi)部演算法則輸出當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在碼，將當(dāng)前半導(dǎo)體裝 置的內(nèi)在碼儲(chǔ)存于輸出端暫存器722中，控制輸入端暫存器721與輸出端 暫存器722,以及輸出所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。
菊鏈暫存器724在控制器723的控制下從輸入端暫存器"1中接收接 觸觸摸物體的相鄰半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在碼，從輸出端暫存器722中接收當(dāng)前 半導(dǎo)體裝置的內(nèi)在碼，計(jì)算接收到的內(nèi)在碼的和，以及將計(jì)算結(jié)果由當(dāng)前 半導(dǎo)體裝置輸出。
下面將參閱圖11與12來(lái)描述上述通信;漠塊的操作。
菊鏈通信模式通常是指輸入/輸出裝置串聯(lián)至中央處理單元(central processing unit, CPU)的通信模式。在本發(fā)明中，相鄰半導(dǎo)體裝置700-1 到700-N的接腳藉由電線750相互連接，最終連接到主機(jī)800。因此，即使 有些半導(dǎo)體裝置700-1到700-N感測(cè)到觸摸物體，觸摸信息也是累加起來(lái)
16傳送到主機(jī)800以使主機(jī)800能夠知道觸摸物體的接觸狀態(tài)。
舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)用戶(hù)的手指沒(méi)有接觸第一半導(dǎo)體裝置700-1，而是接觸第 二、第三半導(dǎo)體裝置700-2與700-3時(shí)，半導(dǎo)體裝置700-1到700-N內(nèi)部 執(zhí)行以下操作。
首先，因?yàn)榈谝话雽?dǎo)體裝置700-1沒(méi)有接觸手指，所以第二半導(dǎo)體裝 置700-2的輸入端暫存器721與菊鏈暫存器724中不會(huì)儲(chǔ)存信息。
第二半導(dǎo)體裝置700-2的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器710輸出一高位準(zhǔn)感測(cè)信 號(hào)，仲裁器720的控制器723接收此高位準(zhǔn)感測(cè)信號(hào)，且根據(jù)內(nèi)部演算法則 產(chǎn)生第二半導(dǎo)體裝置700-2的內(nèi)在識(shí)別碼。第二半導(dǎo)體裝置700-2的輸出 端暫存器722接收此識(shí)別碼，并且在控制器723的控制下將此識(shí)別碼適時(shí) 輸出到第二半導(dǎo)體裝置700-2的菊鏈暫存器724上要求的點(diǎn)。
因?yàn)榈诙雽?dǎo)體裝置700-2的菊鏈暫存器724沒(méi)有儲(chǔ)存第二半導(dǎo)體裝 置700-2之前的第一半導(dǎo)體裝置700-1傳送的觸摸信息，所以第二半導(dǎo)體 裝置700-2的菊鏈暫存器724僅藉由第三接腳2-3輸出第二半導(dǎo)體裝置 700-2的第一觸摸信息，即，第二半導(dǎo)體裝置700-2的內(nèi)在識(shí)別碼。
第三半導(dǎo)體裝置700-3藉由第四接腳3-4而從第二半導(dǎo)體裝置700-2 中接收第一觸摸信息，將此第一觸摸信息儲(chǔ)存在第三半導(dǎo)體裝置700-3的 輸入端暫存器721中，在控制器723的控制下將此第一觸4莫信息輸出至菊 鏈暫存器724，以及將此第一觸摸信息暫時(shí)儲(chǔ)存在菊鏈暫存器724中。
如同第二半導(dǎo)體裝置70-2，第三半導(dǎo)體裝置700-3感測(cè)到觸摸物體，產(chǎn) 生第二觸摸信息(即，第三半導(dǎo)體裝置700-3的內(nèi)在識(shí)別碼)，以及在控制 器723的控制下將第二觸摸信息輸出至菊鏈暫存器724。在此情形下，第 三半導(dǎo)體裝置700-3的菊鏈暫存器724以累積方式儲(chǔ)存第一與第二觸摸信 息，并且藉由第三半導(dǎo)體裝置700-3的第三接腳3-3來(lái)輸出第一與第二觸摸 信息。
同時(shí)，假設(shè)第四半導(dǎo)體襲置700-4不直接感測(cè)用戶(hù)的手指，那么根據(jù)菊 鏈通信模式，第四半導(dǎo)體裝置700-4藉由第四接腳4-4而從第三半導(dǎo)體裝 置700-3中接收第一與第二觸摸信息，并且將第一與第二觸摸信息儲(chǔ)存在 仲裁器720的菊鏈暫存器724中。這樣一來(lái)，當(dāng)?shù)谒陌雽?dǎo)體裝置700-4的 感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器710產(chǎn)生低位準(zhǔn)感測(cè)信號(hào)時(shí)，第四半導(dǎo)體裝置700-4的控 制器判定第四半導(dǎo)體裝置700-4沒(méi)有接觸手指，僅藉由第三接腳4-3來(lái)傳 送第二、第三半導(dǎo)體裝置700-2與700-3中產(chǎn)生的第一與第二觸摸信息至 第五半導(dǎo)體裝置700-5。
在此過(guò)程中，第一與第二觸摸信息經(jīng)由最后一個(gè)(第N個(gè))半導(dǎo)體裝置 700-N而被傳送至主機(jī)800。因此，主機(jī)800得知用戶(hù)手指接觸第二與第三 半導(dǎo)體裝置700-2與700-3,并且可適當(dāng)?shù)乜刂菩枰|摸信息的系統(tǒng)。在這里，半導(dǎo)體裝置700-1到700-N的內(nèi)在識(shí)別碼可以各種方式形成。舉一簡(jiǎn)單例子，當(dāng)首次供應(yīng)電源時(shí)，主機(jī)800可分配識(shí)別碼給半導(dǎo)體裝置700-1到700-N。在另一例中，因?yàn)樽詈笠粋€(gè)半導(dǎo)體裝置不能從其他半導(dǎo)體裝置中接收信號(hào)，所以被識(shí)別，且號(hào)碼從最后一個(gè)半導(dǎo)體裝置開(kāi)始按
次序提供給以通信模式連接的半導(dǎo)體裝置。
當(dāng)各觸摸墊之間有一定間距，且觸摸感測(cè)器系統(tǒng)僅包括一個(gè)多頻道半
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發(fā)明，使用包括觸摸墊與菊鏈通信模式的半導(dǎo)體裝置，就能夠僅連接少量電信號(hào)而無(wú)需額外的靈敏度調(diào)節(jié)制程即可低成本配置多個(gè)觸摸感測(cè)器系統(tǒng)。
半導(dǎo)體裝置可包括一個(gè)以上的觸摸墊，以使得多個(gè)半導(dǎo)體之間的連接與觸摸墊的不同數(shù)量有利于成本與性能的最優(yōu)化。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所界定的為準(zhǔn)。
本發(fā)明所提出的半導(dǎo)體裝置使得觸摸墊的尺寸與位置可在晶粒制程中預(yù)先得知，以簡(jiǎn)化靈敏度調(diào)節(jié)制程。而且，因?yàn)橛|摸墊包括在觸摸感測(cè)器中，所以系統(tǒng)可以低成本來(lái)簡(jiǎn)單配置。
此外，本發(fā)明所提出的觸摸感測(cè)器裝置不需要額外的靈敏度調(diào)節(jié)制程，使得多個(gè)觸摸感測(cè)器系統(tǒng)能夠僅連接少量電信號(hào)而以低成本構(gòu)成。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于其包括晶粒，包括感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)；導(dǎo)電式晶粒粘合墊，粘在所述晶粒上以產(chǎn)生所述觸摸信號(hào)；以及封裝，封裝所述晶粒與所述晶粒粘合墊，其中所述晶粒粘合墊是根據(jù)觸摸物體是否接觸所述封裝來(lái)產(chǎn)生所述觸摸信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于更包括多個(gè)接腳，連接所述晶粒的多個(gè)輸入/輸出端至外部系統(tǒng)，以及向外界 傳送所述感測(cè)信號(hào)；以及多條連接線，傳送所述晶粒粘合墊所產(chǎn)生的所述觸摸信號(hào)至所述晶 粒，以及電性連接所述晶粒的所述輸入/輸出端與所述接腳。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述的感測(cè)信號(hào)產(chǎn) 生器包括參考信號(hào)產(chǎn)生單元，產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)作為參考信號(hào)； 第一信號(hào)產(chǎn)生單元，接收所述參考信號(hào)，且不管所述觸摸物體是否接觸 所述封裝，都將所述參考信號(hào)延遲第一時(shí)間以產(chǎn)生第一信號(hào)；第二信號(hào)產(chǎn)生單元，接收所述參考信號(hào)，當(dāng)所述晶粒粘合墊沒(méi)有感測(cè)到所述觸摸物體時(shí)不延遲所述參考信號(hào)，當(dāng)所述晶粒粘合墊感測(cè)到所述觸摸 物體時(shí)將所述參考信號(hào)延遲比所述第一時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間，以產(chǎn)生第二信號(hào)；以及感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元，與所述第一信號(hào)同步，取樣并閂鎖所述第二信 號(hào)，以及產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)以藉由所述接腳將所述感測(cè)信號(hào)輸出至外部系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測(cè)器裝置，其特征在于所述的封裝是 板上晶粒封裝，則所述晶粒粘合墊用外部電極來(lái)代替，以最小化與所述觸摸 物體之間的距離。
5、 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于其包括晶粒，包括最高金屬層與感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信晶粒粘合墊，粘在所述晶粒上以固定所述晶粒；以及 封裝，封裝所述晶粒與所述晶粒粘合墊，其中所述最高金屬層是根據(jù)觸摸物體是否接觸所述封裝來(lái)產(chǎn)生所述感 測(cè)信號(hào)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于更包括多個(gè)接腳，連接所述晶粒的多個(gè)輸入/輸出端至外部系統(tǒng)，以及向外界傳送所述感測(cè)信號(hào)；以及多條連接線，電性連接所述晶粒的所述輸入/輸出端與所述接腳。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于在半導(dǎo)體制程中形 成的多個(gè)金屬層當(dāng)中所述最高金屬層配置在最高層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述的感測(cè)信號(hào)產(chǎn) 生器包括參考信號(hào)產(chǎn)生單元，產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)作為參考信號(hào)； 第一信號(hào)產(chǎn)生單元,接收所述參考信號(hào)，且不管所述觸摸物體是否接觸 所述封裝，都將所述參考信號(hào)延遲第一時(shí)間以產(chǎn)生第一信號(hào)；第二信號(hào)產(chǎn)生單元，接收所述參考信號(hào)，當(dāng)所述最高金屬層沒(méi)有感測(cè)到所述觸摸物體時(shí)不延遲所述參考信號(hào)，當(dāng)所述最高金屬層感測(cè)到所述觸摸 物體時(shí)將所述參考信號(hào)延遲比所述第一時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間以產(chǎn)生第二信號(hào)；以及感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元，與所述第一信號(hào)同步，取樣并閂鎖所述第二信 號(hào)，以及產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)以藉由所述接腳將所述感測(cè)信號(hào)輸出至外部系統(tǒng)。
9、 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于其包括晶粒，包括第一金屬層與第二金屬層，所述第一金屬層與第二金屬層 配置在所述晶粒的上表面上的不同高度，絕緣層介于所述第一與第二金屬 層之間，以及感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)；晶粒粘合墊，粘在所述晶粒上以固定所述晶粒；以及封裝，封裝所述晶粒與所述晶粒粘合墊，其中所述第一金屬層是根據(jù)觸摸物體是否接觸所述封裝來(lái)產(chǎn)生所述觸摸信號(hào)。 '
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于更包括多個(gè)接腳，連接所述晶粒的多個(gè)輸入/輸出端至外部系統(tǒng)，以及向外界傳送所述感測(cè)信號(hào)；以及多條連接線，電性連接所述晶粒的所述輸入/輸出端與所述接腳。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于 在半導(dǎo)體制程中形成的多個(gè)金屬層當(dāng)中，所述第一金屬層配置在最高層；以及在所述半導(dǎo)體制程中形成的這些金屬層當(dāng)中，所述第二金屬層配置在所述第一金屬層下面。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述的感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器包括參考信號(hào)產(chǎn)生單元,產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)作為參考信號(hào)； 第一信號(hào)產(chǎn)生單元，接收所述參考信號(hào)，且不管所述觸摸物體是否接觸 所述封裝，都將所述參考信號(hào)延遲第一時(shí)間以產(chǎn)生第一信號(hào)；第二信號(hào)產(chǎn)生單元，接收所述參考信號(hào)，當(dāng)所述第一金屬層沒(méi)有感測(cè)到所述觸摸物體時(shí)不延遲所述參考信號(hào)，當(dāng)所述第一金屬層感測(cè)到所述觸摸 物體時(shí)將所述參考信號(hào)延遲比所述第一時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間以產(chǎn)生第二信號(hào)；以及感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元，與所述第一信號(hào)同步，取樣并閂鎖所述第二信 號(hào)，以及產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)以藉由所述接腳將所述感測(cè)信號(hào)輸出至外部系 統(tǒng)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述的感測(cè)信號(hào) 產(chǎn)生器使用所述第一金屬層來(lái)產(chǎn)生所述觸摸信號(hào)，施加與所述第一金屬層 的電位相同的信號(hào)給所述第二金屬層，以增大所述觸摸信號(hào)的電性狀態(tài)變 化，并且精確地感測(cè)所述觸摸信號(hào)以產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于當(dāng)所述的感測(cè)信 號(hào)產(chǎn)生單元與所述第一信號(hào)同步且對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行取樣時(shí)，藉由將所 述參考信號(hào)延遲比所述第一時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)產(chǎn)生所述第二信號(hào)，使得所述 感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生單元利用更穩(wěn)定的時(shí)間裕度來(lái)閂鎖數(shù)據(jù)，并且精確地產(chǎn)生所 述感測(cè)信號(hào)。
15、 一種觸摸感測(cè)器裝置，其特征在于其包括多個(gè)以串行通信模式相連 的半導(dǎo)體裝置，其中每個(gè)所述的半導(dǎo)體裝置包括晶粒，包括感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，感測(cè)觸4莫信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)； 導(dǎo)電式晶粒粘合墊，粘在所述晶粒上以產(chǎn)生所述觸摸信號(hào)；以及 封裝，封裝所述晶粒與所述晶粒粘合墊，所述晶粒粘合墊是根據(jù)觸摸物體是否接觸所述封裝來(lái)產(chǎn)生所述觸摸信號(hào)。 …
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸感測(cè)器裝置，其特征在于每個(gè)所述的半導(dǎo)體裝置更包括仲裁器，接收產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)的先前半導(dǎo)體裝置的識(shí) 別碼，儲(chǔ)存產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)的所述先前半導(dǎo)體裝置的所述識(shí)別碼，當(dāng)所述觸摸物體接觸當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的所述封裝時(shí)產(chǎn)生所述當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的識(shí) 別碼，以及對(duì)所述先前半導(dǎo)體裝置的所述識(shí)別碼與所述當(dāng)前半導(dǎo)體裝置的 所述識(shí)別碼求和，以輸出結(jié)果給下一半導(dǎo)體裝置。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸感測(cè)器裝置，其特征在于每個(gè)所述的 半導(dǎo)體裝置包括多個(gè)接腳，使得第一接腳藉由電線而分別連接相鄰半導(dǎo)體 裝置的第二接腳，其中即使有些所述相鄰半導(dǎo)體裝置感測(cè)到所述觸摸物體，所述感測(cè)信 號(hào)也是藉由所述相鄰半導(dǎo)體裝置而傳送到最后一個(gè)半導(dǎo)體裝置，以偵測(cè)與 所述觸摸物體之間的接觸狀態(tài)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸摸感測(cè)器裝置，其特征在于產(chǎn)生所述感測(cè)信號(hào)的所述半導(dǎo)體裝置的識(shí)別碼被輸出至第 一接腳；以及電源電壓被施加于第三接腳，且接地電壓被施加于第四接腳。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸感測(cè)器裝置，其特征在于所述的串行 通信模式是菊鏈通信模式。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置及一種觸摸感測(cè)器裝置。該半導(dǎo)體裝置包括晶粒，包括感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)；導(dǎo)電式晶粒粘合墊，粘在晶粒上產(chǎn)生觸摸信號(hào)；及封裝，封裝晶粒與晶粒粘合墊，晶粒粘合墊根據(jù)觸摸物體是否接觸封裝產(chǎn)生觸摸信號(hào)。觸摸感測(cè)器裝置包括多個(gè)以菊鏈通信模式連接的半導(dǎo)體裝置，每個(gè)半導(dǎo)體裝置包括晶粒，包括感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，感測(cè)觸摸信號(hào)以產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)；導(dǎo)電式晶粒粘合墊，粘在晶粒上產(chǎn)生觸摸信號(hào)；及封裝，封裝晶粒與晶粒粘合墊，晶粒粘合墊根據(jù)觸摸物體是否接觸封裝產(chǎn)生觸摸信號(hào)。該半導(dǎo)體裝置觸摸墊的尺寸與位置能在晶粒制程中預(yù)先得知，簡(jiǎn)化靈敏度調(diào)節(jié)制程。且，因觸摸墊包括在觸摸感測(cè)器中，所以系統(tǒng)可以低成本簡(jiǎn)單配置。此外，觸摸感測(cè)器裝置不需額外的靈敏度調(diào)節(jié)制程，且多個(gè)觸摸感測(cè)器系統(tǒng)可因僅連接少量電信號(hào)而以低成本構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101467240SQ200780021963
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者李芳遠(yuǎn), 鄭德暎, 鄭鎮(zhèn)禹 申請(qǐng)人:艾勒博科技股份有限公司