UA47538C2

UA47538C2 - Сенсорний пристрій для сприймання біометричних ознак, зокрема відбитків пальців

Info

Publication number: UA47538C2
Application number: UA2000116515A
Authority: UA
Inventors: Манфред Фріз; Манфред Фриз; Райнгард Фішбах; Детлеф Удо
Original assignee: Інфінеон Текнолоджіз Аг; Инфинеон Текнолоджиз Аг
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2002-07-15
Also published as: DE59902275D1; RU2214627C2; CN1126060C; ES2182550T3; EP1078330B1; KR20010043644A; EP1078330A1; ATE222010T1; JP2002516439A; WO1999060513A1; BR9911059A; CN1300409A; US6347040B1

Abstract

В сенсорному пристрої для сприймання біометричних ознак, зокрема відбитків пальців, за допомогою сенсорного чіпа (3), сенсорний чіп (3) закріплюють на гнучкій друкованій платі (2), що складається із шару-носія (5) з високою гнучкістю та нанесених на шар-носій (5) струмопровідних доріжок (6, 6'), які знаходяться у електричному контакті з сенсорним чіпом і ведуть до зони виводів (7) гнучкої друкованої плати (2).

Description

Опис винаходу

Винахід стосується сенсорного пристрою для сприймання біометричних ознак, зокрема відбитків пальців, за 2 допомогою біометричного сенсорного чіпа причому сенсорний чіп прикріплюють на гнучкій друкованій платі, що складається із шару-носія з високою гнучкістю та нанесених на шар-носій струмопровідних доріжок, які знаходяться у електричному контакті з сенсорним чіпом і ведуть до зони виводів гнучкої друкованої плати (2).

Відомим є сприймання ознак, що ідентифікують особу, наприклад відбитків пальців, за допомогою біометричних сенсорів для торкання пальцем, щоб в залежності від результатів сприймання або дозволити 70 доступ до приладу, приміщення і т.п. або заборонити його. Така ідентифікація особи за допомогою біометричних даних може бути застосованою наприклад у банкоматах, портативних пристроях та комп'ютерах.

Відомі сенсорні пристрої подібного виду зазвичай виготовлені таким чином, що сенсорний чіп наносять на плату-носій, потім контактний стовпчик сенсорного чіпа з'єднують з струмопровідними доріжками на платі-носії за допомогою способу термокомпресії, а сенсорний чіп герметизують масою, щоб надати йому стабільного 79 положення в платі-носії та захистити. Подібна конструкція відома, наприклад, із ЕК 2736179 А1. Однак недоліком є те, що подібна конструкція вимагає порівняно великих затрат на виготовлення. Крім того, монтаж таких сенсорних пристроїв у корпусі є порівняно складним та критичним до допусків.

Інший відомий сенсорний пристрій описано у ЕР 0786745 А2. Там описано корпус із пластичної литої маси, який охоплює сенсорний чіп таким чином, що сенсорна поверхня є доступною Через отвір у корпусі. Крім того,

МО 98/11500 описує сенсорний пристрій, у якому сенсор з тонкими металевими пластами нанесено навкруг гнучкого пластикового носія. Струмопровідні доріжки на пластиковому носії утворюють зв'язок між сенсором та зоною виводів гнучкого носія. Однак конструкція зображеного у МО 98/11500 сенсорного пристрою є складною, і її важко вмонтувати у різні прилади.

Тому перед винахідником стоїть задача створити такий сенсорний пристрій, який був би особливо простим у с 22 виготовленні та міг бути нескладним способом вмонтованим у прилади. Го)

Ця задача вирішується згідно з винаходом за допомогою пункту 1 патентної формули. Наділені перевагами варіанти виконання винаходу описані у додаткових пунктах формули.

У сенсорному пристрої згідно з винаходом сенсорний чіп прикріплено на гнучкій друкованій платі, що складається із матеріалу-носія з високою гнучкістю та з нанесених на ньому струмопровідних доріжок, які со знаходяться у електричному контакті з сенсорним чіпом і ведуть до зони виводів гнучкої друкованої плати. со

Сенсорний пристрій згідно з винаходом має ту перевагу, що сенсорні чіпи змонтовані та можуть бути перевірені на гнучких друкованих платах, що мають форму безкінечних стрічок або листів, на яких знаходиться о багато гнучких друкованих плат. Вмонтування сенсорних пристроїв у прилади може бути легко інтегрованиму процес виготовлення і таким чином стає більш дешевим. З'єднання між зоною виводів гнучкої друкованої плати та приладом може бути здійснене за допомогою стандартного штепсельного контакту, наприклад такого, що не М вимагає прикладання зусиль, або шляхом паяного з'єднання. Крім того, гнучким друкованим платам за бажанням клієнтів можна надавати потрібні параметри, тобто довжина, ширина, форма з'єднань та ін. можуть нескладним шляхом бути виконані за індивідуальним замовленням. Завдяки гнучкості плати сенсорний пристрій може бути « легко змонтований при підвищених вимогах до висоти простору розміщення. З 50 Згідно з вигідною формою виконання сенсорний чіп прикріплюють на гнучкій друкованій платі таким чином, с що сенсорне поле сенсорного чіпу є доступним за допомогою наскрізного отвору гнучкої друкованої плати.

Із» Краще, коли наскрізний отвір гнучкої друкованої плати на контактній стороні принаймні частково оточений електропровідною рамкою, з'єднаною з потенціалом маси, яка знаходиться у електропровідному сполученні з гнучкою друкованою платою. Така рамка може, наприклад при накладанні пальця на сенсорний пристрій, примусово контактувати з пальцем і відводити піки напруги від пальця на землю. Подібна рамка з заземленням, е може бути дуже просто нанесена на гнучкий матеріал-носій друкованої плати подібно до струмопровідних -І доріжок.

Згідно з вигідним варіантом виконання сенсорний пристрій має стабільну за формою деталь для утримування і-й та спрямовування сенсорного чіпу з заглибленням, де встановлюють сенсорний чіп. Подібна деталь служить для

Ге) 20 прикріплення цілого сенсорного пристрою на приладі, позиціонує сенсорний чіп за допомогою заглиблення І одночасно захищає сенсорний чіп, оскільки він є зануреним у заглиблення.. со Оскільки сенсорний чіп є прикріпленим з нижнього боку гнучкої друкованої плати, доцільним є, якщо

Зепзог-Радв», тобто його з'єднувальні контакти, є розташованими на верхньому боці сенсорного чіпа, так що розташовані на нижньому боці гнучкої друкованої плати провідні доріжки прилягають безпосередньо до доріжок 29 сенсорного чіпа і можуть мати електропровідний зв'язок з ними. Такий електропровідний зв'язок може бути

ГФ) здійснений відомим способом, як наприклад; термозварюванням, паянням, термокомпресією, термоультразвуковим способом і т.д. Однак безумовно можна наносити провідні доріжки гнучкої друкованої о плати альтернативно або додатково також на верхньому боці шару-носія і за допомогою прориву у шарі-носії контактувати з контактними площадками. 60 Винахід роз'яснюється нижче за допомогою креслень. Вони зображують:

Фіг.1 - вигляд у розібраному стані сенсорного пристрою з гнучкою друкованою платою, сенсорним чіпом та деталлю для утримування та спрямовування ;

Фіг. 2 - поздовжній розріз сенсорного пристрою за фіг. 1 перед введенням сенсорного чіпу в деталь для утримування та спрямовування ; бо Фіг. З - зображення згідно з фіг. 2

Фіг. 4 - частину повздовжнього розрізу по лінії ІМ - ІМ за фігурою 6 при змонтованому сенсорному чіпі;

Фіг. 5 - частину повздовжнього розрізу по лінії М - М за фігурою 6 при змонтованому сенсорному чіпі та

Фіг. 7 - вид зверху на гнучку друковану плату.

Зображений на фіг. 1 у розібраному стані сенсорний пристрій 1 складається в основному з гнучкої друкованою плати 2, сенсорного чіпу З та деталі для утримування та спрямовування 4.

Гнучка друкована плата 2 складаєтья з тонкого неелектропровідного шару-носія 5 з високою гнучкістю , 7/0 наприклад з кантону або з поліетилентерефталатної (ПЕТ) плівки. На нижньому боці цього шару-носія 5 нанесена велика кількість струмопровідних доріжок б, які в зображеному варіанті виконання в основному проходять вздовж смугоподібної гнучкої друкованої плати 2 від ділянки приєднувальної зони 7, що знаходиться на одному кінці гнучкої друкованої плати 2, у напрямку прямокутного або квадратного наскрізного отвору 8.

Кромка цього наскрізного отвору 8 на фігурах 1 та 6 позначена цифрою 9. Розмір наскрізного отвору 8 приблизно 7/5 Відповідає розмірові сенсорного поля 10 сенсорного чіпу 3. Як сенсорне поле 10 тут визначена та сенситивна поверхня сенсорного чіпу З, яка може сприймати відбитки накладеного на сенсорне поле 10 пальця.

На верхньому боці гнучкої друкованої плати 2, тобто на тому боці шару-носія, що обернений назустріч струмопровідним доріжкам б, на шар-носій нанесена рамка 11, з заземленням маси, яка повністю оточує наскрізний отвір 8 по краю 9. Ця рамка 11 складається з електропровідного матеріалу, так що при контакті з 2о пальцем наявні при цьому піки напруги можуть бути відібрані. З цією метою рамка 11 через наскрізний контакт 12 (фіг.5), що проходить через шар-носій 5, електрично з'єднується з доріжкою маси 6', яка таким же чином, як і струмопровідні доріжки 6, знаходиться на нижньому боці гнучкої друкованої плати 2.

Струмопровідні доріжки 6, доріжка заземлення 6' та рамка 11 виготовлені шляхом того, що на шар-носій 5 наносять мідну фольгу або срібну електропровідну пасту. Потім шляхом протравлювання їм надають відповідну Га структуру піддають належній металізації, наприклад з ЗпРЬ або МіАи, щоб запобігти окисленню.

Як видно далі із фігури 6 струмопровідні доріжки 6! проходять у повздовжньому напрямку не зовсім до рамки і) 11, а закінчуються на невеликій відстані від неї. На відміну від цього доріжка заземлення б ' проходить у повздовжньому напрямку під саму рамку 11, так що вертикального наскрізного контакту 12 достатньо, щоб забезпечити електропровідний зв'язок між рамкою 11 та доріжкою заземлення 6'. (ее)

Сенсорний чіп З на верхньому боці має вільно розташовані контактні площадки 13 (виводи), які з певними со проміжками знаходяться перед сенсорним полем 10 таким чином, що кожна контактна площадка 13 має контакт з відповідною струмопровідною смужкою 6, якщо сенсорний чіп З заздалегідь визначеним чином прикріплений Іс) знизу на гнучкій друкованій платі 2. Прикріплення сенсорного чіпу З здійснюють за допомогою клею 14, який їч- наносять близько до краю 9 наскрізного отвору 8. Сенсорний чіп З при цьому монтують на гнучкій друкованій платі 2 таким чином, щоб сенсорне поле 10 було спрямоване до наскрізного отвору 8. У змонтованому стані « сенсорне поле 10 дивиться нагору, внаслідок чого воно через наскрізний отвір 8 може контактувати з пальцем.

Змонтований на гнучкій друкованій платі 2 сенсорний чіп З після цього занурюють у заглиблення 15 деталі 4 для утримування та спрямовування і прикріплюють до неї, наприклад шляхом приклеювання. Заглиблення 15 « припасоване до зовнішнього контуру сенсорного чіпу З таким чином, щоб сенсорний чіп З входив до заглиблення лише з незначним проміжком, що забезпечує точне спрямування та позиціонування сенсорного чіпу 3. Глибина т с заглиблення 15 визначена таким чином, що сенсорний чіп З в основному є повністю зануреним, тобто поверхня ч сенсорного чіпу З в змонтованому стані знаходиться на одній лінії з обмежувальною з боків поверхнею деталі 4 ни для утримування та спрямовування. Таким чином механічна стабільність сенсорного чіпу З досягається, з одного боку, завдяки відносно великій товщині чіпу і, з іншого боку, завдяки вмонтуванню сенсорного чіпу З в деталь 4 для утримування та спрямовування, виготовлену з матеріалу з відповідною витривалістю на вигин. ве У вигляді альтернативи до вищеописаного варіанту здійснення безумовно можна виконувати струмопровідні - доріжки б додатково або альтернативно на поверхні шару-носія 5. У цьому випадку шар-носій 5 має відповідні прориви, щоб , наприклад, за допомогою способу термокомпресії з'єднувати контактні площадки 13 зі о струмопровідними доріжками, що знаходяться на верхньому боці шару-носія 5. о 20 Струмопровідні доріжки б та доріжки заземлення б' можуть закінчуватися у приєднувальній зоні 7 у стандартному штепсельному контакті, який детальніше не зображено, наприклад у такому, що з'єднується без со прикладання зусиль. У цій ділянці для гнучкої друкованої плати 2 за допомогою зміцнювальної поперечної планки 17 створюють запобігання проти занадто легкого механічного прогину. Замість штепсельного контакту у цій кінцевій ділянці безумовно може бути використане відповідне паяне з'єднання. 29 Довжина гнучкої друкованої плати 2 зображена на фіг. 1 - б лише в скороченому вигляді. Як видно, довжина

ГФ! гнучкої друкованої плати 2 нескладним способом може бути припасована до індивідуальних умов конструкції та побажань клієнта. Наприклад, довжина гнучкої друкованої плати 2 може перевищувати довжину сенсорного чіпу ю З від 1,5 до десятикратних показників.

Слід зауважити, що розміри, зокрема товщина, не можуть бути зображені у точному масштабі з причин 60 чіткості зображення.

Claims

Формула винаходу

65 1. Сенсорний пристрій для сприймання біометричних ознак, зокрема відбитків пальців, за допомогою біометричного сенсорного чіпа (3), причому сенсорний чіп (3) закріплений на гнучкій друкованій платі (2), що складається із шару-носія (5) високої гнучкості та нанесених на шар-носій (5) струмопровідних доріжок (6, 6) , які перебувають у електричному контакті з сенсорним чіпом (3) і ведуть до приєднувальної зони (7) гнучкої друкованої плати (2), який відрізняється тим, що сенсорний чіп (3) закріплений на гнучкій друкованій платі (2) таким чином, що сенсорне поле (10) сенсорного чіпа (3) є доступним через наскрізний отвір (8) гнучкої друкованої плати (2), і наскрізний отвір (8) гнучкої друкованої плати (2) на контактному боці принаймні частково оточений електропровідною заземлювальною рамкою (11), електрично з'єднаною з заземлювальною доріжкою (6) гнучкої друкованої плати (2).
2. Сенсорний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що сенсорний пристрій (1) має стабільну за формою /о деталь (4) для утримування та спрямовування сенсорного чіпа (1) з заглибленням (15), в якому може бути встановлений і зафіксований сенсорний чіп (1).
3. Сенсорний пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що струмопровідні доріжки (6, 6) розташовані на нижньому боці гнучкої друкованої плати (2) і електрично з'єднані з доріжками (13) сенсорного чіпа (3), що знаходяться на верхній поверхні сенсорного чіпа (3).
4. Сенсорний пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що шар-носій (5) гнучкої друкованої плати (2) виконано із каптону або із поліеетгилентерефталатної плівки. с щі 6) (ее) (зе) ІС) ча « -

с . и? щ» -І 1 о) 70 ІЧ е) іме) 60 б5