JP2006134086A - Ic card with fingerprint sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型の指紋センサが搭載されたICカードに関する。 The present invention relates to an IC card on which a thin fingerprint sensor is mounted.
バイオメトリスクの中で、小型薄型化が可能な指紋センサは、携帯電話や近い将来ICカードなどに実装され、本人確認用の手段として期待されている。特にICカードにおいては、ISO規格等で0.76mmの厚さが規定されており、一般的に普及しているICカードリーダに対応するためには、指紋センサに搭載した状態において0.76mmの厚さに収めることが望ましい。
指紋センサをICカード内に搭載した従来例としては、例えばWO99/50794(特許文献1)が挙げられる。この特許文献には指紋センサの構造について詳細な記載はないが、この種の指紋センサを動作させるためには駆動用および検出用のICを別途実装する必要がある。
Among biometric risks, fingerprint sensors that can be reduced in size and thickness are mounted on mobile phones and IC cards in the near future, and are expected as a means for identity verification. In particular, in the IC card, a thickness of 0.76 mm is defined by the ISO standard and the like, and in order to correspond to a generally popular IC card reader, 0.76 mm when mounted on a fingerprint sensor. It is desirable to keep the thickness.
As a conventional example in which a fingerprint sensor is mounted in an IC card, for example, WO99 / 50794 (Patent Document 1) can be cited. Although there is no detailed description of the structure of the fingerprint sensor in this patent document, it is necessary to separately mount driving and detection ICs in order to operate this type of fingerprint sensor.
具体的な例として、複数の駆動線と検出線をフィルム上に形成し、互いに対向させた感圧式の指紋センサと、配線と絶縁膜を積層させた静電容量式の指紋センサが考えられる。いずれの指紋センサもパッシブ型の検出であるためSi基板等の硬い基板を用いる必要がなく、基板材料を工夫することにより、薄くて可撓性を有する指紋センサを実現できる。指紋センサをICカードに搭載する場合、特にICカードとしての機能は損なわないことが要求されるため、薄くてフレキシビリティのあるパッシブ型の指紋センサが要望される。
しかしながら従来の一般的な指紋センサは、平面状の構造を持つため、センサから引き出された電極の上に検出用IC等を実装した場合、これらの部分がカード厚の制約となる。
IC実装部はセンサ面に対し高くなるので、ICの保護機能等も考慮するとその部分を厚くせざるを得ない。このため、上記特許文献に示されているようにその検出用IC実装部を突出させて(センサ面より突出するように)部分的に厚くするか、あるいはカード全体を厚くして平面化するか、などの手段を講じる必要があった。
However, since the conventional general fingerprint sensor has a planar structure, when a detection IC or the like is mounted on the electrode drawn out from the sensor, these portions become restrictions on the card thickness.
Since the IC mounting portion is higher than the sensor surface, it is necessary to make the portion thicker in consideration of the protection function of the IC. For this reason, as shown in the above-mentioned patent document, whether the IC mounting part for detection is protruded (so that it protrudes from the sensor surface) or is partially thickened, or the entire card is thickened and planarized. It was necessary to take measures such as.
例えば、図12に静電容量式センサ部81に駆動用及び検出用IC86、87を実装した従来の静電容量式指紋センサ80を模式図を示し、図13に図12の指紋センサ80をICカード89に搭載した概略断面図を示す。また、図14に感圧式センサ部91に駆動用及び検出用IC96、97を実装した従来の感圧式指紋センサ90の模式図を示し、図15に図14の指紋センサ90をICカード99に搭載した例を示す。
ICカード全体の厚みをカード規格の0.76mmに合わせようとした場合、図13のAや図14のAに示すようにセンサ部を保持するICカード筐体部分を薄くせざるを得ず、センサ部がある部分の強度不足となり十分な耐久性を確保できない。また、カード面bに対しセンサ面aが低い位置に来るため段差が大きくなる。また、センサ面aがICカードに対し窪んでいる場合、操作感が良くないうえに、段差付近のセンサ面(センサ面の周縁領域)に指100が当たりにくく、実質的な検出エリアが狭くなってしまう。
一方、IC部を厚くすると図13のBや図15のBに示すようにIC実装部が突出するなど、携帯性やカード外観に悪影響が生じ、また、IC実装部がある部分のカード厚がカード規格の厚みより大きくなるという問題があった。
For example, FIG. 12 shows a schematic diagram of a conventional
When trying to match the thickness of the entire IC card to the card standard of 0.76 mm, the IC card housing part that holds the sensor part as shown in FIG. The part where the sensor part is located is insufficient in strength, and sufficient durability cannot be secured. Further, since the sensor surface a comes to a position lower than the card surface b, the step becomes large. In addition, when the sensor surface a is recessed with respect to the IC card, the operational feeling is not good, and the
On the other hand, when the IC part is thickened, the IC mounting part protrudes as shown in FIG. 13B or FIG. 15B, and the portability and the card appearance are adversely affected. There was a problem that it was larger than the thickness of the card standard.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、薄型で、かつ耐久性が良好で、しかも操作感や外観が良好な指紋センサ付きICカードを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an IC card with a fingerprint sensor that is thin, has good durability, and has a good operational feeling and appearance.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の指紋センサ付きICカードは、指紋の凹凸を検出するセンサ部と、前記センサ部を駆動または検出する集積回路とが備えられた指紋センサがICカード筐体に組み込まれたICカードであって、
前記センサ部は、頂面がセンサ面とされた台状の本体部とその底辺部周囲に設けられた鍔状の平坦部を有し、前記センサ面が前記ICカード筐体の表面に露出するように設けられ、前記集積回路は前記平坦部に形成された実装面に実装されたことを特徴とする。
かかる構成の指紋センサ付きICカードによれば、センサ面がICカード筐体の表面と略面一となるように構成しても集積回路がICカード表面から突出せず、薄型化でき、しかも、センサ面を有する本体部はICカードの厚みと同等レベルまで厚くすることができるのでセンサ部の強度も確保でき、耐久性も良好とすることができる。
センサ部とICカード筐体の表面の段差を無くすことができるので、センサ面がICカード筐体の表面より窪んでいることに起因する操作感不良や実質的な検出エリアが狭くなるのを改善でき、センサ面に指が当たりやすくなる。また、集積回路の実装部がセンサ面より突出していることに起因する外観不良や携帯性への悪影響を改善でき、しかもICカードのISO規格内の厚みとすることも可能である。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
An IC card with a fingerprint sensor according to the present invention is an IC card in which a fingerprint sensor provided with a sensor unit for detecting unevenness of a fingerprint and an integrated circuit for driving or detecting the sensor unit is incorporated in an IC card casing. And
The sensor unit has a trapezoidal main body part whose top surface is a sensor surface and a bowl-shaped flat part provided around the bottom side, and the sensor surface is exposed on the surface of the IC card casing. The integrated circuit is mounted on a mounting surface formed on the flat portion.
According to the IC card with a fingerprint sensor having such a configuration, even if the sensor surface is configured to be substantially flush with the surface of the IC card housing, the integrated circuit does not protrude from the IC card surface, and can be thinned. Since the main body having the sensor surface can be thickened to the same level as the thickness of the IC card, the strength of the sensor can be ensured and the durability can be improved.
Since the difference in level between the sensor unit and the surface of the IC card housing can be eliminated, it is possible to improve the poor operational feeling and the substantial detection area due to the sensor surface being recessed from the surface of the IC card housing. This makes it easier for the finger to hit the sensor surface. Further, it is possible to improve the appearance defect and the adverse effect on portability caused by the mounting portion of the integrated circuit projecting from the sensor surface, and it is also possible to make the thickness within the ISO standard of the IC card.
上記構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいて、前記センサ部の本体部は、縦断面視略台形状の台座と、該台座上に配設された行配線と該行配線と交差する方向に延びる列配線を有するセンサ素子が備えられ、前記台座の一側面の傾斜面に第1の配線が形成され、前記行配線と前記実装面に形成された集積回路を実装するための電極とが前記第1の配線を介して接続され、前記台座の他の側面の傾斜面に第2の配線が形成され、前記列配線と前記実装面に形成された集積回路を実装するための電極とが前記第2の配線を介して接続されたものであってもよい。 In the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having the above-described configuration, the main body of the sensor unit has a substantially trapezoidal pedestal in a longitudinal section, a row wiring disposed on the pedestal, and a direction intersecting the row wiring. A sensor element having a column wiring extending is provided, a first wiring is formed on an inclined surface of one side surface of the pedestal, and the row wiring and an electrode for mounting the integrated circuit formed on the mounting surface are The second wiring is formed on the inclined surface of the other side surface of the pedestal connected via the first wiring, and the column wiring and the electrode for mounting the integrated circuit formed on the mounting surface are It may be connected via the second wiring.
上記構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいて、前記台座の底辺部周囲に鍔部が設けられ、該台座及び鍔部上に可撓性を有するフィルム体が積層され、該フィルム体は前記センサ素子と前記第1及び第2の配線とが備えられていることが好ましい。
かかる構成の指紋センサ付きICカードによれば、平坦な状態の可撓性を有するフィルム体に前記センサ素子と前記第1及び第2の配線を形成した後、この可撓性を有するフィルム体を前記台座及び鍔部上に載せ、ICカード内に実装される際にICカード筐体に押さえられこれら台座と鍔部の表面形状に沿って変形させることができるため、前記センサ素子や前記第1及び第2の配線の形成方法として、一般的な成膜装置や露光装置を用いて微細なパターンを形成する方法を採用することができ、製造方法が容易である。
In the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having the above-described configuration, a collar is provided around the bottom of the pedestal, and a flexible film body is laminated on the pedestal and the collar, and the film body is the sensor. It is preferable that an element and the first and second wirings are provided.
According to the IC card with a fingerprint sensor having such a configuration, after forming the sensor element and the first and second wirings on a flexible film body in a flat state, the flexible film body When mounted on the pedestal and the collar and mounted in the IC card, it can be held by the IC card housing and deformed along the surface shape of the pedestal and the collar, so that the sensor element and the first As a method for forming the second wiring, a method of forming a fine pattern using a general film forming apparatus or exposure apparatus can be employed, and the manufacturing method is easy.
上記のいずれかの構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいて、前記台座は、縦断面視略台形状であり、該台座は、頂面と側面の傾斜面との境界部に曲面を有し、前記台座の傾斜面と鍔部との境界部に曲面を有することを特徴とする。
かかる構成の本発明の指紋センサ付きICカードによれば、上記台座の頂面と側面の傾斜面との境界部上や上記台座の傾斜面と鍔部との境界部上に配線を成膜し易くなるので、成膜不良に起因する接続不良を防止できる。
In the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having any one of the above configurations, the pedestal has a substantially trapezoidal shape in a longitudinal sectional view, and the pedestal has a curved surface at the boundary between the top surface and the inclined surface on the side surface. The pedestal has a curved surface at a boundary portion between the inclined surface and the collar portion.
According to the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having such a configuration, the wiring is formed on the boundary between the top surface of the pedestal and the inclined surface of the side surface or on the boundary between the inclined surface of the pedestal and the flange portion. Since it becomes easy, the connection failure resulting from the film-forming defect can be prevented.
また、上記のいずれかの構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいて、前記台座の頂面に凹部が形成され、該凹部内に曲面を有することを特徴とする。
上記センサ部の本体部に備えられる台座は厚みを持たせることができるので、この台座の頂面に曲面を有する凹部を形成することができる。このような凹部が台座の頂面に形成されていると、この台座上に配置されるセンサ面も凹部を有し、しかもこの凹部内に曲面を有することができるので、例えば、暗い場所においても使用者はセンサ面が解り易く、このセンサ面に指を接触し易く、また、センサ面の周縁領域も指に接触させ易いので、実質的な検出エリアが狭くなることを防止できる。
Moreover, in the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having any one of the above structures, a concave portion is formed on the top surface of the pedestal, and a curved surface is formed in the concave portion.
Since the pedestal provided in the main body of the sensor unit can be thick, a concave portion having a curved surface can be formed on the top surface of the pedestal. If such a concave portion is formed on the top surface of the pedestal, the sensor surface disposed on the pedestal also has a concave portion, and can also have a curved surface in the concave portion. For example, even in a dark place Since the user can easily understand the sensor surface, the user can easily touch the sensor surface, and the peripheral area of the sensor surface can also be easily touched by the finger, so that the substantial detection area can be prevented from being narrowed.
また、本発明の指紋センサ付きICカードは、指紋の凹凸を検出するセンサ部と、前記センサ部を駆動または検出する集積回路とが備えられた指紋センサがICカード筐体に組み込まれたICカードであって、
前記センサ部は、センサ面と前記集積回路を実装する実装面とが形成された本体部を有し、これらセンサ面と実装面とが互いに反対側の面となるように配置されると共に、前記センサ面は前記ICカード筐体の表面に露出するように設けられていることを特徴とする。
かかる構成の指紋センサ付きICカードによれば、センサ面がICカード筐体の表面に露出するように構成しても集積回路の実装部をセンサ面の反対側に設けることができるため、集積回路の実装部がICカード筐体表面から突出せず、薄型化でき、しかも、センサ部および集積回路の実装部は背面側から十分な厚みを有するICカード筐体により保持されるので、センサ部の強度を確保でき、集積回路の機械的、電気的なダメージを低減でき、耐久性を良好とすることができる。
Further, the IC card with a fingerprint sensor of the present invention is an IC card in which a fingerprint sensor including a sensor unit for detecting unevenness of a fingerprint and an integrated circuit for driving or detecting the sensor unit is incorporated in an IC card casing. Because
The sensor portion has a main body portion on which a sensor surface and a mounting surface for mounting the integrated circuit are formed, and the sensor surface and the mounting surface are arranged so as to be opposite to each other. The sensor surface is provided so as to be exposed on the surface of the IC card casing.
According to the IC card with a fingerprint sensor having such a configuration, the integrated circuit mounting portion can be provided on the opposite side of the sensor surface even when the sensor surface is exposed on the surface of the IC card casing. The mounting portion of the IC card housing does not protrude from the surface of the IC card housing, and the mounting portion of the sensor portion and the integrated circuit is held by the IC card housing having a sufficient thickness from the back side. Strength can be secured, mechanical and electrical damage of the integrated circuit can be reduced, and durability can be improved.
上記構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいて、前記本体部は基板を有し、該基板の一面に行配線と該行配線と交差する方向に延びる列配線とを有するセンサ素子と、前記行配線と前記実装面に形成された集積回路を実装するための電極とを接続する前記第1の配線と、前記列配線と前記実装面に形成された集積回路を実装するための電極とを接続する前記第2の配線とが配設されると共に、前記基板の前記センサ素子とは逆側の面を前記センサ面となすことを特徴とするものであってもよい。 In the IC card with a fingerprint sensor of the present invention configured as described above, the main body has a substrate, a sensor element having a row wiring and a column wiring extending in a direction intersecting the row wiring on one surface of the substrate, and the row Connecting the first wiring for connecting the wiring and the electrode for mounting the integrated circuit formed on the mounting surface, and the column wiring and the electrode for mounting the integrated circuit formed on the mounting surface The second wiring may be disposed, and a surface of the substrate opposite to the sensor element may be the sensor surface.
上記構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいて、前記センサ素子の基板は、単一の可撓性フィルム基板からなり、前記可撓性フィルム基板上に前記行配線および前記列配線が形成され、前記可撓性フィルム基板を屈曲することによって前記行配線および前記列配線が交差するようにしたものであってもよい。
かかる構成の指紋センサ付きICカードによれば、可撓性を有するフィルム基板上に前記行配線及び列配線を形成した後、この可撓性を有するフィルム基板を屈曲させ、前記行配線および前記列配線を交差させることでセンサ素子を製造できるため、前記列配線や行配線の形成方法として、一般的な成膜装置や露光装置を用いて微細なパターンを形成する方法を採用することができ、製造方法が容易である。
In the IC card with a fingerprint sensor of the present invention configured as described above, the sensor element substrate is formed of a single flexible film substrate, and the row wiring and the column wiring are formed on the flexible film substrate, The row wiring and the column wiring may intersect with each other by bending the flexible film substrate.
According to the IC card with a fingerprint sensor having such a configuration, after the row wiring and the column wiring are formed on the flexible film substrate, the flexible film substrate is bent, and the row wiring and the column are formed. Since the sensor element can be manufactured by crossing the wiring, a method of forming a fine pattern using a general film forming apparatus or exposure apparatus can be adopted as a method of forming the column wiring or row wiring. The manufacturing method is easy.
また、上記のいずれかの構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいては、前記センサ面の周囲に前記ICカード筐体の表面より突出する凸部が形成されていてもよい。
このような凸部がセンサ面の周囲に形成されていると、例えば、暗い場所においても使用者はセンサ面が解り易く、センサ面に指を接触し易い。
Moreover, in the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having any one of the above configurations, a convex portion protruding from the surface of the IC card casing may be formed around the sensor surface.
When such a convex portion is formed around the sensor surface, for example, even in a dark place, the user can easily understand the sensor surface and easily touch the sensor surface with a finger.
また、上記のいずれかの構成の本発明の指紋センサ付きICカードにおいては、前記指紋センサ付きICカードの厚みが0.68mm以上0.80mm以下とすることが好ましい。
ICカードの厚みは1mm以下が好ましいが、特に、厚みを0.68mmから0.80mmとすることが好ましく、このように構成することで、JIS規格に対応したICカードを実現することができる。
また、本発明の指紋センサ付きICカードの厚みは、JIS規格の標準値である0.76mm以下の厚みであってもよい。
Moreover, in the IC card with a fingerprint sensor of the present invention having any one of the above configurations, the thickness of the IC card with the fingerprint sensor is preferably 0.68 mm or more and 0.80 mm or less.
The thickness of the IC card is preferably 1 mm or less. In particular, the thickness is preferably set to 0.68 mm to 0.80 mm. With this configuration, an IC card corresponding to the JIS standard can be realized.
Moreover, the thickness of the IC card with a fingerprint sensor of the present invention may be 0.76 mm or less which is a standard value of JIS standard.
また、本発明に係わる指紋センサは、指紋の凹凸を検出するセンサ部と、前記センサ部を駆動または検出する集積回路とが備えられた指紋センサであって、
前記センサ部は、頂面がセンサ面とされた台状の本体部とその底辺部周囲に設けられた鍔状の平坦部を有し、前記集積回路は前記平坦部に形成された実装面に実装されたことを特徴とする。
また、本発明に係わる指紋センサは、指紋の凹凸を検出するセンサ部と、前記センサ部を駆動または検出する集積回路とが備えられた指紋センサであって、
前記センサ部は、センサ面と前記集積回路を実装する実装面とが形成された本体部を有し、これらセンサ面と実装面とが互いに反対側の面となるように配置されたことと特徴とする。
上記のいずれかの構成の本発明に係わる指紋センサは、ICカード以外に携帯電子機器などスペースファクタやデザインに制約のある機器に搭載可能である。
In addition, a fingerprint sensor according to the present invention is a fingerprint sensor provided with a sensor unit for detecting unevenness of a fingerprint and an integrated circuit for driving or detecting the sensor unit,
The sensor unit has a trapezoidal main body with a top surface serving as a sensor surface, and a bowl-shaped flat part provided around the bottom of the sensor part, and the integrated circuit is mounted on a mounting surface formed on the flat part. It is characterized by being implemented.
In addition, a fingerprint sensor according to the present invention is a fingerprint sensor provided with a sensor unit for detecting unevenness of a fingerprint and an integrated circuit for driving or detecting the sensor unit,
The sensor part has a main body part on which a sensor surface and a mounting surface for mounting the integrated circuit are formed, and the sensor surface and the mounting surface are arranged so as to be opposite to each other. And
The fingerprint sensor according to the present invention having any one of the above-described configurations can be mounted on a device having a space factor or a design restriction other than an IC card, such as a portable electronic device.
本発明の指紋センサ付きICカードは、薄型で、かつ耐久性が良好で、しかも操作感や外観を良好とすることができる。 The IC card with a fingerprint sensor of the present invention is thin, has good durability, and has a good operational feeling and appearance.
次に図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではないことは勿論であるとともに、以下の図面においては各構成部分の縮尺について図面に表記することが容易となるように構成部分毎に縮尺を変えて記載している。
(第1の実施形態)
第1の実施形態では本発明を静電容量式の指紋センサ付きICカードに適用した例について説明する。
図1は、本実施形態の静電容量式の指紋センサ付きICカードの概略構成を示す断面図であり、図2は図1の指紋センサ付きICカードに備えられた静電容量式の指紋センサの概略構成を示す斜視図である。また、図3は図2の静電容量式の指紋センサの等価回路の構成を示す概念図であり、図4は図2の静電容量式の指紋センサの要部拡大平面図であり、図5は図4における線分V−Vにおける線視断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention is of course not limited to the embodiments described below, and in the following drawings, the constituent parts are shown so that the scale of each constituent part can be easily shown in the drawings. The scale is changed every time.
(First embodiment)
In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to an IC card with a capacitive fingerprint sensor will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an IC card with a capacitive fingerprint sensor according to the present embodiment, and FIG. 2 is a capacitive fingerprint sensor provided in the IC card with a fingerprint sensor of FIG. It is a perspective view which shows schematic structure of these. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of an equivalent circuit of the capacitive fingerprint sensor of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part of the capacitive fingerprint sensor of FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
本実施形態の指紋センサ付きICカードは、静電容量式の指紋センサ10が、ICカード筐体29に組み込まれたものである。
静電容量式の指紋センサ10は、指紋の凹凸を検出するセンサ部11と、このセンサ部11を駆動する駆動用IC(集積回路)16と容量を検出する容量検出用IC(集積回路)17を主体として構成されている。
センサ部11は、頂面がセンサ面10aとされた台状の本体部11aとその底辺部周囲に設けられた鍔状の平坦部11bを有し、センサ面10aがICカード筐体29の表面に露出するように設けられている。このセンサ面10aはICカード筐体29の表面と略面一となっている。
平坦部11bにはIC(集積回路)16,17を実装するための実装面16e、17eが形成されており、一方の実装面16eに電極16iが形成され、この電極16iに駆動用IC16が実装され、他方の実装面17eに電極17iが形成され、この電極17iに容量検出用IC17が実装されている。
The IC card with a fingerprint sensor of this embodiment is one in which a
The electrostatic capacitance
The
Mounting
センサ部11の本体部11aには、縦断面視略台形状の台座12と、該台座12上に設けられた複数のセンサ素子15が備えられている。
台座12の頂面には複数配列された行配線17aと、この行配線17aから延在された検出電極23と、この検出電極23の対の駆動電極22とが形成されている。複数の行配線17aは互いに略平行に配列されている。
上記複数の行配線17a、検出電極23及び駆動電極22上には、層間絶縁膜24を介して、フローティング電極25と、行配線17aと交差する方向に延びる複数の列配線16aとが形成されている。複数の列配線16aは互いに略平行に配列されている。
A
On the top surface of the
A floating
検出電極23及び駆動電極22とフローティング電極25との構成において、平面視により、駆動電極22と検出電極23とを、フローティング電極25が完全に覆うように重ねられた構成となっている。駆動電極22とフローティング電極25の間で容量Caが形成され、検出電極23とフローティング電極25の間で容量Cbが形成されている。
駆動電極22各々は、一方の端部において、コンタクト34を介して、列配線16aと電気的に接続されている。すなわち、駆動電極22は列配線16aから延出された形状を有している。
行配線17aと列配線16aの交差する部分(言い換えればフローティング電極25の部分)が指紋(被検出物)の検出部分、即ち、センサ素子15となっている。
パッシベーション膜18は、フローティング電極25及び列配線16a上に、これら電極や配線を保護するために設けられている。本実施形態では、台座12の頂部上のパッシベーション膜18がICカード筐体29の表面に露出している。なお、図1では、行配線17a、層間絶縁膜24、フローティング電極25の記載を省略した。また、図2ではバッシベーション膜18の記載を省略した。
In the configuration of the
Each
A portion where the
The
台座12の底辺部周囲に平坦な鍔部13が形成されており、この鍔部に駆動用IC16を実装する電極16iと、容量検出用IC17を実装する電極17iが形成されている。
また、台座12の一側面の傾斜面12aには、複数の第1の配線17bが形成されている。これら第1の配線17bの一方の端部は対応する行配線17aに接続され、他方の端部は電極17iを介して容量検出用IC17に接続されている。
また、台座12の他の側面の傾斜面12bには、複数の第2の配線16bが形成されている。これら第2の配線16bの一方の端部は対応する列配線16に接続され、他方の端部は電極16iを介して駆動用IC16に接続されている。
A
A plurality of
A plurality of
台座12の厚みdは、センサ面10aが指先をタッチする程度の大きさ、例えば、センサ面10aの面積が80mm2〜200mm2の場合、0.3mm〜0.5mm程度とされる。
台座12の傾斜面の傾斜角度θは、30度〜60度程度であることがこの傾斜面に第1の配線17bや第2の配線16bを成膜し易く、成膜不良を防止できる点で好ましい。
台座12の頂面や傾斜面に上記の配線を形成する方法としては、三次元構造物に立体配線を形成する方法を採用でき、例えば、焦点深度を深くしたフォトリソグラフィなどにより導電膜からなる配線を形成することができる。
The thickness d of the
The inclination angle θ of the inclined surface of the
As a method of forming the above wiring on the top surface or the inclined surface of the
本実施形態の指紋センサ付きICカードの厚みD1は、JIS規格の0.68mm以上0.80mm以下であることが好ましい。
また、本実施形態の指紋センサ付きICカードの厚みD1は、JIS規格の標準値である0.76mm以下の厚みであってもよい。
The thickness D 1 of the fingerprint sensor with the IC card of the present embodiment is preferably less 0.68mm or 0.80mm JIS standard.
The thickness D 1 of the fingerprint sensor with the IC card of the present embodiment may be 0.76mm or less thick which is the standard value of the JIS standard.
静電容量式の指紋センサ10は、行配線と列配線とが交差している交差部に対応した検出部分における静電容量の変化を、変位電流の変化として求め、I/V変換回路(図示略)により検出できるようになっている。
このような静電容量式の指紋センサ10が備えられた本実施形態のICカードは、センサ面10aの表面(パッシベーション膜18の露出面)に、指先77が押し付けられた際に発生する、多数の検出部分の静電容量の変化を検出することによって、指先77の指紋(微細な凹凸面)の形状を信号データとして出力することが可能となっている。
The capacitance
The IC card of this embodiment provided with such a
本実施形態の指紋センサ付きICカードは、センサ面10aに対しICを実装するための電極が形成された実装面を低くした静電容量式の指紋センサ10をセンサ面10aのみがICカード筐体29の表面に露出するようにICカード筐体29内に埋め込んだことにより、薄型で、かつ耐久性が良好で、しかも操作感や外観を良好とすることができる。
なお、本実施形態の指紋センサ付きICカードに備えられる台座12と鍔部13は、図6に示すように台座12の頂面と側面の傾斜面との境界部に連続的な曲面12cが形成され、台座12の傾斜面と鍔部13との境界部に連続した曲面12dが形成されていることが先に述べた理由により好ましい。
The IC card with a fingerprint sensor according to the present embodiment has a
Note that the
また、図7に示すように台座12の頂面に凹部12eが形成され、該凹部12e内に連続的な曲面が形成され、さらに台座12の頂部上のセンサ面10aに凹部10eが形成され、この凹部10e内に連続した曲面が形成されたものであることが先に述べた理由により好ましい。
また、図1に点線で示したようにセンサ面10aの周囲にICカード筐体29の表面より突出する凸部76が形成されていることが先に述べた理由により好ましいが、その場合、凸部76を設けた部分を含むICカード厚をJIS規格の0.76mm以下の厚みとすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 7, a
Further, as shown by the dotted line in FIG. 1, it is preferable that the
(第2の実施形態)
図8は、第2の実施形態の静電容量式の指紋センサ付きICカードの概略構成を示す断面図である。
第2の実施形態の指紋センサ付きICカードが、第1の実施形態の指紋センサ付きICカードと異なるところは、台座12及び鍔部13上に可撓性を有するフィルム体40が積層され、台座12の頂部上のフィルム体40に第1の実施形態と同様の複数のセンサ素子、検出電極、駆動電極、層間絶縁膜、フローティング電極が形成され、台座12の一側面の傾斜面上のフィルム体40に複数の第1の配線が形成され、他の側面の傾斜面12bに複数の第2の配線16bが形成され、鍔部13上のフィルム体40に複数の実装面が形成されており、一方の実装面に電極16iが形成され、この電極16iに駆動用IC16が実装され、他方の実装面17eに電極17iが形成され、この電極17iに容量検出用IC17が実装され、上記フローティング電極及び列配線16a上にパッシベーション膜18が形成された点である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an IC card with a capacitive fingerprint sensor according to the second embodiment.
The IC card with fingerprint sensor of the second embodiment is different from the IC card with fingerprint sensor of the first embodiment in that a
可撓性を有するフィルム体40の材質としては、ポリイミド系、ポリアミド系などが挙げられる。
この可撓性を有するフィルム体40の厚さとしては、50μm〜200μm程度とされる。
Examples of the material of the
The thickness of the
本実施形態の指紋センサ付きICカードによれば、平坦な状態のフィルム体40に上記センサ素子と第1及び第2の配線等を形成した後、このフィルム体40を台座12及び鍔部13上に載せ、ICカード内に実装される際にICカード筐体29に押さえられてこれら台座12と鍔部13の表面形状に沿って変形させることができるため、上記センサ素子や第1及び第2の配線の形成方法として、一般的な成膜装置や露光装置を用いて微細なパターンを形成する方法を採用することができ、製造方法が容易である。
According to the IC card with a fingerprint sensor of the present embodiment, after the sensor element and the first and second wirings are formed on the
(第3の実施形態)
第3の実施形態では本発明を感圧式の指紋センサ付きICカードに適用した例について説明する。
図9は、本実施形態の感圧式の指紋センサ付きICカードの概略構成を示す断面図であり、図10は図9の指紋センサ付きICカードに備えられた感圧式の指紋センサの概略構成を示す断面図である。また、図11のAは図10の感圧式式の指紋センサの等価回路の構成を示す概念図であり、図11のBは図10の感圧式の指紋センサの列配線と行配線の配置関係を示す平面図である。
(Third embodiment)
In the third embodiment, an example in which the present invention is applied to an IC card with a pressure-sensitive fingerprint sensor will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the pressure-sensitive fingerprint sensor IC card of this embodiment, and FIG. 10 shows a schematic configuration of the pressure-sensitive fingerprint sensor provided in the IC card with the fingerprint sensor of FIG. It is sectional drawing shown. 11A is a conceptual diagram showing a configuration of an equivalent circuit of the pressure-sensitive fingerprint sensor of FIG. 10, and FIG. 11B is an arrangement relationship between the column wiring and the row wiring of the pressure-sensitive fingerprint sensor of FIG. FIG.
本実施形態の指紋センサ付きICカードは、感圧式の指紋センサ50が、ICカード筐体29に組み込まれたものである。
感圧式の指紋センサ50は、指紋の凹凸を検出するセンサ部51と、静電容量を検出する検出用IC(集積回路)57と、駆動用IC(集積回路)56とを主体として構成されている。なお、図9では、駆動用IC(集積回路)56は図示されていない。
センサ部51は、センサ面50aと検出用IC(集積回路)57を実装する実装面57eと駆動用IC(集積回路)56を実装する実装面とが形成された本体部51aを有し、これらセンサ面50aと実装面とが互いに反対側の面となるように配置されると共に、センサ面50aはICカード筐体29の表面に露出するように設けられている。
The IC card with a fingerprint sensor of the present embodiment is one in which a pressure-
The pressure-
The
図10及び図11に示すように本体部51aは屈曲された単一の可撓性フィルム基板72を有し、この可撓性フィルム基板72の対向面間に行配線67aと該行配線67aと交差する方向に延びる列配線66aとを有するセンサ素子65が複数が設けられている。本実施形態では屈曲された単一の可撓性フィルム基板72の対向面のうち上側の面72aに複数の行配線67aが略平行に配列されており、下側の面72bに復すの列配線66aが略平行に配列されている。
可撓性フィルム基板72は上側の端部が下側の端部よりはみ出すように屈曲されて、はみ出し部72cが設けられている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
The
上側の面72aには複数の第1の配線67bが形成され、はみ出し部72cの内面側(上側の面72)に実装面57eが形成されている。これら第1の配線67bの一方の端部は対応する行配線67aに接続され、他方の端部は実装面57eに形成された電極(図示略)を介して検出用IC57に接続されている。
下側の面72bには複数の第2の配線(図示略)が形成されている。これら第2の配線の一方の端部は対応する列配線66aに接続され、他方の端部は実装面に形成された電極(図示略)を介して駆動用IC56に接続されている。上記第2の配線は可撓性フィルム基板72の屈曲される部分を経由して形成されており、列配線66aと駆動用IC56を電気的に接続する。
A plurality of
A plurality of second wirings (not shown) are formed on the
屈曲された可撓性フィルム基板72の対向面間に複数のセンサ素子65を形成する方法は、平坦な状態の可撓性フィルム基板72の一面に複数の列配線66aと、これら列配線と直交する方向に延びる複数の行配線67aとを隣接して形成し、更にこれら列配線66aと行配線67aとを覆うように絶縁膜68を形成する。可撓性フィルム基板72複数の列配線66aと複数の行配線67aを形成する際に、複数の第1の配線67bと、ICを実装するための電極、複数の第2の配線も形成する。
そして、可撓性フィルム基板72を列配線66aと行配線67aとの境界付近の折り曲げ線に沿って屈曲させ、列配線66aと行配線67aとが絶縁膜68を介して対面するように形成すれば良い。
本実施形態では、行配線67aが形成された側の可撓性フィルム基板72の外面がICカード筐体29の表面に露出しており、この露出面がセンサ面50aとされている。このセンサ面50aは、屈曲された可撓性フィルム基板72のセンサ素子が設けられる面とは逆側の面である。
A method of forming the plurality of
Then, the
In the present embodiment, the outer surface of the
なお、図10に示すように、可撓性フィルム基板72を屈曲させた後、絶縁膜68を介して対面する列配線66aと行配線67aとの間に一定の間隔を保つスペーサ69を形成するのが好ましい。また、図10の点線で示すように可撓性フィルム基板72の列配線66a側に補強板71が接着されていてもよい。更に、図10の点線で示すように可撓性フィルム72の行配線67a側にも周縁を巡らすように枠状の補強版73が形成されても良い。
本実施形態の指紋センサ付きICカードの厚みD2は、JIS規格の0.68mm以上0.80mm以下であることが好ましい。
また、本実施形態の指紋センサ付きICカードの厚みD2は、JIS規格の標準値である0.76mm以下の厚みであってもよい。
As shown in FIG. 10, after the
The thickness D 2 of the IC card with fingerprint sensor of the present embodiment is preferably 0.68 mm or more and 0.80 mm or less of JIS standard.
In addition, the thickness D 2 of the IC card with a fingerprint sensor of the present embodiment may be 0.76 mm or less which is a standard value of JIS standard.
感圧式のセンサ50は、上述したような構成によって、行配線67aと列配線66aとが交差している交差部65aの離間距離の変化に応じた静電容量の変化を検出用IC57に設けられた容量検出回路で検出することができる。こうして、可撓性フィルム基板72のセンサ面50aに指先77が押し付けられた際に発生する、多数の交差部65aの静電容量の変化を検出することによって指先77の指紋(微細な凹凸面)の形状を信号データとして出力することが可能となっている。
With the above-described configuration, the pressure-
本実施形態の指紋センサ付きICカードによれば、センサ面50aがICカード筐体29の表面に露出するように構成してもICの実装部をセンサ面50aの反対側に設けることができるため、ICの実装部がICカード筐体表面から突出せず、薄型化でき、しかも、センサ部51およびICの実装部は背面側から十分な厚みを有するICカード筐体により保持されるので、センサ部51の強度を確保でき、ICの機械的、電気的なダメージを低減でき、耐久性を良好とすることができる。
なお、センサ面50aの周囲にICカード筐体29の表面より突出する凸部が形成されていることが先に述べた理由により好ましいが、その場合、凸部を設けた部分を含むICカード厚をJIS規格の0.68mm以上0.80mm以下の厚みとすることが好ましい。
According to the IC card with a fingerprint sensor of the present embodiment, the IC mounting portion can be provided on the opposite side of the
In addition, although it is preferable for the reason mentioned above that the convex part which protrudes from the surface of the IC card housing | casing 29 is formed in the circumference | surroundings of the
なお、上記第1〜第3の実施形態においてセンサ部や台座は、変形しない硬い材料を用いてもよいが、柔軟性があり曲げられる材料であってもよい。カード規格に記載された曲げに対応するためには、フレキシブルな材料を用いることが好ましい。
また、上記センサ部、台座、フィルム体、可撓性フィルム基板は、デザインの要求によって着色された不透明なものとしてもよいが、透明な材料を用いてもよい。透明な材料を用いる場合、第1〜第3の実施形態の指紋センサは、ICカードに限らず、センサの設置場所の制約がある携帯電話等の機器において、表示デバイス上に配置できる透明な指紋センサとしても利用可能である。
In the first to third embodiments, the sensor unit and the pedestal may be made of a hard material that does not deform, but may be a flexible material that can be bent. In order to cope with the bending described in the card standard, it is preferable to use a flexible material.
The sensor unit, pedestal, film body, and flexible film substrate may be opaque colored according to design requirements, but may be made of a transparent material. When a transparent material is used, the fingerprint sensor of the first to third embodiments is not limited to an IC card, and is a transparent fingerprint that can be placed on a display device in a device such as a cellular phone that has restrictions on the location of the sensor. It can also be used as a sensor.
10・・・静電容量式の指紋センサ、10a,50a・・・センサ面、11,51・・・センサ部、11a・・・本体部、11b・・・平坦部、16・・・駆動用IC、17・・・容量検出用IC、12・・・台座、12a,12b・・・傾斜面、12c,12d・・・曲面、12e・・・凹部、13・・・鍔部、15,65・・・センサ素子、16a,66a・・・列配線、16e,17e・・・実装面、16i,17i・・・電極、17a,67a・・・行配線、16b・・・第2の配線、17b,67b・・・第1の配線、18・・・パッシベーション膜、22・・・駆動電極、23・・・検出電極、24・・・層間絶縁膜、25・・・フローティング電極、29・・・ICカード筐体、34・・・コンタクト、40・・・フィルム体、50・・・感圧式の指紋センサ、51a・・・本体部、57・・・検出用IC、57e・・・実装面、65a・・・交差部、68・・・絶縁膜、69・・・スペーサ、71,73・・・補強板、76・・・凸部、77・・・指先、D1 、D2・・・厚み、d・・・厚み
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記センサ部は、頂面がセンサ面とされた台状の本体部とその底辺部周囲に設けられた鍔状の平坦部を有し、前記センサ面が前記ICカード筐体の表面に露出するように設けられ、前記集積回路は前記平坦部に形成された実装面に実装されたことを特徴とする指紋センサ付きICカード。 An IC card in which a fingerprint sensor provided with a sensor unit for detecting unevenness of a fingerprint and an integrated circuit for driving or detecting the sensor unit is incorporated in an IC card housing,
The sensor unit has a trapezoidal main body part whose top surface is a sensor surface and a bowl-shaped flat part provided around the bottom side, and the sensor surface is exposed on the surface of the IC card casing. An IC card with a fingerprint sensor, wherein the integrated circuit is mounted on a mounting surface formed on the flat portion.
前記センサ部は、センサ面と前記集積回路を実装する実装面とが形成された本体部を有し、これらセンサ面と実装面とが互いに反対側の面となるように配置されると共に、前記センサ面は前記ICカード筐体の表面に露出するように設けられていることを特徴とする指紋センサ付きICカード。 An IC card in which a fingerprint sensor provided with a sensor unit for detecting unevenness of a fingerprint and an integrated circuit for driving or detecting the sensor unit is incorporated in an IC card housing,
The sensor portion has a main body portion on which a sensor surface and a mounting surface for mounting the integrated circuit are formed, and the sensor surface and the mounting surface are arranged so as to be opposite to each other. An IC card with a fingerprint sensor, wherein a sensor surface is provided so as to be exposed on a surface of the IC card casing.
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