KR101431566B1

KR101431566B1 - 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈

Info

Publication number: KR101431566B1
Application number: KR1020140041633A
Authority: KR
Inventors: 김용환; 김성래; 김영호
Original assignee: (주)드림텍
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-08-21

Abstract

베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판을 준비하는 인쇄회로기판 준비단계; 상기 인쇄회로기판에 지문인식센서를 표면실장 하는 지문인식센서 표면실장단계; 상기 지문인식센서와의 사이에 공간부를 두고 상기 인쇄회로기판 상에 부착되는 베젤을 준비하되, 상기 베젤의 부착 면으로 솔더와의 결합력이 높은 도금층을 형성하는 베젤 도금 및 준비단계; 및 상기 인쇄회로기판에 상기 도금층이 마주하도록 하여 상기 베젤을 표면실장 하는 한편, 상기 공간부를 통해 상기 지문인식센서의 외측을 둘러 적어도 하나의 부품을 상기 인쇄회로기판 상에 표면실장 하는 베젤 및 부품 표면실장단계;를 포함하는 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법을 제공한다.

Description

베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈{METHOD OF MANUFACTURING FINGERPRINT RECOGNITION MODULE WITH FUNCTION OF COMPONENT SURFACE MOUNTING IN BEZEL AND FINGERPRINT RECOGNITION MODULE THEREOF}

본 발명의 실시예들은 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베젤의 표면실장이 가능함은 물론, 지문인식센서를 둘러 상기 베젤의 내측에 다수의 부품이 함께 표면실장 될 수 있는 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈에 관한 것이다.

최근 들어, 모바일 기술의 개발 및 컴퓨팅 디바이스의 발전에 따라, 스마트폰 및 태블릿 PC와 같은 모바일 기기는 대용량의 데이터 저장매체, 고성능의 연산처리부 및 빠른 속도의 통신모듈 등이 내장되어 있다. 이에 따라, 사용자의 의도와 달리, 휴대용 장치에 기록 및 저장된 개인 정보, 컨텐츠가 외부로 유출되는 사고가 빈번하게 발생되고 있다.

이러한 분위기에 따라, 모바일 기기의 보안 강화의 중요성이 대두되고 있다.

지문인식 기술은 사용자 등록 및 인증 절차를 거치게 하여 각종 보안사고를 예방하는데 주로 이용되는 기술이다. 특히, 개인 및 조직의 네트워크 방어, 각종 컨텐츠와 데이터의 보호, 안전한 엑세스 제어 등에 적용될 수 있다.

도 1은 모바일 기기의 대표적인 예로 나타낸 것으로, 도 1의 (a)는 스마트폰을 도시한 것이며, 도 1의 (b)는 태블릿 PC를 도시한 것이다.

대부분의 모바일 기기(10, 20)는 도 1의 (a) 및 (b)에 나타난 바와 같이, 전면 중앙에 대면적의 디스플레이 디바이스(13, 23)이 구비되며, 이 디스플레이 디바이스는 터치에 의해 구동될 수 있다. 그리고 모바일 기기(10, 20)의 전면 하단에는 홈키(H)가 마련되어 있다.

다만, 전술한 바와 같이, 모바일 기기의 보안 강화 추세에 따라, 모바일 기기에도 지문인식 모듈이 적용될 필요성이 있다.

지문인식 모듈을 제작하는 방법의 하나로서, 인쇄회로기판(PCB) 위로 FPCB가 구비된 지문인식센서가 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 접합되고, 베젤(Bezel)(또는 베젤 링이라 함)이 지문인식센서를 둘러 감싸는 형태로 부착된다.

그런데 전도성 본드의 접착력은 비교적 약하여 기판 상에 부착된 베젤이 쉽게 떨어지는 등 내구성이 저하되는 문제점이 있었다. 따라서, 베젤의 접착력을 향상시켜 줄 수 있는 기술적 해결방안이 요청된다.

이와 동시에, 상기 지문인식 모듈의 경우 다수의 소형 부품(즉, component)이 구비되는데, 모바일 기기가 점점 더 소형화 될수록 상기 다수의 소형 부품이 설치되어야 할 공간상에 제약이 따랐다.

관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2007-0021429호(2007.02.23, 공개)가 있으며, 상기 선행문헌에는 이동통신 단말기의 지문인식센서 구조에 관한 기술이 개시되어 있다.

본 발명은 지문인식센서의 테두리를 따라 베젤을 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 견고하게 접합시킬 수 있는 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명은 다수의 소형 부품들이 지문인식센서 주변을 둘러 베젤의 내측에 실장시켜 부품 설치 공간상의 제약을 해결할 수 있는 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명은 베젤의 표면실장 시, 다수의 소형 부품을 함께 표면실장 하여 일회적인 SMT 공정을 통해 지문인식 모듈을 제조할 수 있는 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판을 준비하는 인쇄회로기판 준비단계; 상기 인쇄회로기판에 지문인식센서를 표면실장 하는 지문인식센서 표면실장단계; 상기 지문인식센서와의 사이에 공간부를 두고 상기 인쇄회로기판 상에 부착되는 베젤을 준비하되, 상기 베젤의 부착 면으로 솔더와의 결합력이 높은 도금층을 형성하는 베젤 도금 및 준비단계; 및 상기 인쇄회로기판에 상기 도금층이 마주하도록 하여 상기 베젤을 표면실장 하는 한편, 상기 공간부를 통해 상기 지문인식센서의 외측을 둘러 적어도 하나의 부품을 상기 인쇄회로기판 상에 표면실장 하는 베젤 및 부품 표면실장단계;를 포함하는 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법을 제공한다.

상기 베젤 도금 및 준비단계에서, 상기 도금층은 니켈 또는 니켈 합금 소재로 이루어질 수 있다.

상기 베젤 도금 및 준비단계에서, 상기 도금층은 전해도금으로 형성될 수 있다.

상기 베젤 및 부품 표면실장단계에서, 상기 인쇄회로기판 상에 표면실장된 적어도 하나의 부품은 상기 베젤의 내측에 감쳐져 외부로 노출되지 않도록 해줄 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인쇄회로기판을 준비하는 인쇄회로기판 준비단계; 상기 인쇄회로기판에 지문인식센서를 표면실장 하는 지문인식센서 표면실장단계; 상기 지문인식센서와의 사이에 공간부를 두고 상기 인쇄회로기판 상에 부착되는 베젤을 준비하되, 상기 베젤의 부착 면으로 솔더와의 결합력이 높은 도금층을 형성하는 베젤 도금 및 준비단계; 및 상기 인쇄회로기판에 상기 도금층이 마주하도록 하여 상기 베젤을 표면실장 하는 한편, 상기 공간부를 통해 상기 지문인식센서의 외측을 둘러 적어도 하나의 부품을 상기 인쇄회로기판 상에 표면실장시키되, 상기 베젤과 상기 부품은 리플로우 솔더링 공정을 동시에 거쳐 상기 인쇄회로기판에 표면실장 되는 베젤 및 부품 표면실장단계;를 포함하는 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법을 제공한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기의 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법에 따라 제조된 지문인식 모듈을 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 전도성 본드를 이용하는 방식에서 벗어나 지문인식센서의 테두리를 따라 베젤을 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 견고하게 접합시킬 수 있어, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 다수의 소형 부품들이 지문인식센서 주변을 둘러 베젤의 내측에 실장시켜 부품 설치 공간상의 제약을 해결할 수 있어, 지문인식 모듈의 소형화에 도움이 될 수 있다.

더 나아가, 베젤의 표면실장 시, 다수의 소형 부품을 함께 표면실장 할 수 있어 일회적인 SMT 공정을 통해 지문인식 모듈을 제조할 수 있으며, 그 결과 공정을 간소화하고 제조 비용을 절감할 수 있으며, 제조 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 모바일 기기로서 스마트폰과 태블릿 PC를 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식 모듈 제조방법의 순서도.
도 3 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식 모듈 제조방법의 각 단계별 공정도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식 모듈의 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법의 순서도이다.

도 2를 참조하면, 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법은, 인쇄회로기판 준비단계(S100), 지문인식센서 표면실장단계(S200), 베젤 도금 및 준비단계(S300), 베젤 및 부품 표면실장단계(S400)를 포함한다.

상기 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법을 설명함에 있어, 도 3 내지 도 7에 도시된 공정도를 병행 참조하여 설명하기로 한다.

인쇄회로기판 준비단계(S100)

본 단계는 인쇄회로기판을 준비하는 단계에 해당한다.

도 3은 인쇄회로기판 준비단계의 공정도로서, 도 3을 참조하면 인쇄회로기판(110)이 준비된 모습이 나타나 있다.

상기 인쇄회로기판(110)은 특히 모바일 기기, 예를 들면 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 기기 내에서 지문인식센서가 표면실장 되는 PCB(또는 Rigid PCB)일 수 있다.

다만, 도시된 인쇄회로기판(110)의 형상 및 구조는 바람직한 하나의 예시적인 것에 불과하며, 이와 다른 형태로 조금씩 변경되어 이용될 수 있다.

지문인식센서 표면실장단계(S110)

본 단계는 지문인식센서 표면실장단계로서, 이전 단계에서 준비된 인쇄회로기판의 상부로 지문인식센서를 표면실장하는 단계에 해당된다.

도 4는 지문인식센서 표면실장단계의 공정도이다.

도 4를 참조하면, 이전 단계에서 준비된 인쇄회로기판(110)의 상부로 지문인식센서(120)가 표면실장, 즉 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 탑재된다.

상기 지문인식센서(120)의 종류 및 크기, 형상은 제한될 필요가 없으며, 도시된 형태와 다른 모습을 가져도 무방하다.

베젤 도금 및 준비단계(S300)

본 단계는 베젤 도금 및 준비단계로서, 지문인식센서와의 사이에 공간부를 두고 인쇄회로기판 상에 부착되는 베젤을 준비하는 단계인데, 특히 상기 베젤의 부착 면으로는 솔더(Solder)와 결합력이 높은 도금층을 형성한다.

도 5는 베젤 도금 및 준비단계의 공정도이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 상기 베젤(130)은 상기 지문인식센서(120)의 테두리를 둘러 감싸는 모양으로 접합되는 부재로서, 다양한 재질이 이용될 수 있으나 일 예로 스테인리스 강 또는 스테인리스 강에 주석 도금이 이루어진 형태로 제공된다.

한편, 상기 베젤(130)은 다음 단계에서 인쇄회로기판의 상부로 표면실장, 즉 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 접합 고정되어야 하므로, 상기 베젤(130)의 부착 면에는 SMT가 가능하도록 기능성 도금층(130a, 도 5의 (b) 참조)이 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 베젤(130)의 부착 면에는 SMT 시 솔더와의 결합력이 우수한 니켈 또는 니켈 합금 등의 소재로 전해 도금을 실시하여 도금층(130a)을 형성해 줄 수 있다.

기존의 경우, 상기 베젤(130)을 상기 인쇄회로기판에 부착시킬 때 주로 전도성 본드를 이용하였다. 그런데 이 경우 장시간 사용 시 베젤과 인쇄회로기판 간의 결합력이 약화되어 내구성이 떨어지는 문제가 있었다.

그런데 상기 베젤(130)의 경우 앞서 언급한 바와 같이 주로 스테인리스 강 재질로 이루어져 있기 때문에, 그 자체로 인쇄회로기판의 상부로 표면실장하기에는 솔더와의 결합력이 나쁜 까닭에 SMT 공정을 적용하는데 어려움이 있었다.

이를 해결하기 위해, 상기 베젤(130)의 배면에 솔더와의 결합력이 우수한 니켈 또는 니켈 합금을 도금 처리하여 도금층(130a)을 형성한 것이며, 이에 따라 지문인식 모듈의 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 8의 단면도를 참조하면, 상기 베젤(130)이 상기 지문인식센서(120)의 테두리를 둘러 감싸면서 상기 인쇄회로기판(110) 상부에 접합될 때, 베젤(130)과 지문인식센서(120) 사이로 소정의 공간부(즉, 이격 공간)(131)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 공간부(131)는 다음 단계에서 지문인식센서와 관련된 소형 부품(140)이 표면실장 되는 설치 공간으로 활용된다.

베젤 및 부품 표면실장 단계(S400)

본 단계는 베젤 및 부품 표면실장 단계로서, 인쇄회로기판에 도금층이 마주하도록 하여 베젤을 표면실장 하는 한편, 앞서 언급한 공간부를 통해 지문인식센서의 외측을 둘러 지문인식센서와 관련된 부품을 인쇄회로기판에 표면실장 하는 단계에 해당한다.

도 6 및 도 7은 베젤 및 부품 표면실장 단계의 공정도이다. 도 6은 베젤이 인쇄회로기판에 표면실장 되기 이전의 분해사시도이며, 도 7은 베젤이 인쇄회로기판에 표면실장 된 사시도이다.

도시된 바와 같이, 베젤(130)의 부착 면에 형성된 도금층을 이용하여, 베젤(130)은 지문인식센서(120)를 둘러 감싸는 형태로 인쇄회로기판(110) 위에 표면실장 될 수 있다. 그 결과 전도성 본드를 이용하여 베젤을 부착하였던 경우에 비해 지문인식 모듈의 내구성을 향상시킬 수 있다. 그리고 도 6에서 도면부호 S는 솔더크림을 나타낸 것이다.

한편, 상기 베젤(130)의 표면실장과 더불어, 상기 베젤(130)과 상기 지문인식센서(120) 사이의 공간부(131)를 통해 지문인식센서(120)와 연결된 소형 부품(140)이 적어도 하나 이상 표면실장 될 수 있다.

이에 따라, 상기 소형 부품(140)의 경우 별도의 설치 공간을 필요로 하는데, 상기 베젤(130)과 지문인식센서(120) 사이의 공간부(131)를 통해 다수 구비될 수 있어 설치 공간에 대한 제약을 해소할 수 있다.

또한, 지문인식센서와 관련된 소형 부품(140)이 상기 지문인식센서(120)의 주변에 인접하여 위치하게 되므로 전기적인 연결이 용이한 장점이 있다.

그리고 상기 지문인식센서와 관련된 소형 부품(140)이 상기 베젤(130)의 내측에 감쳐져 외부로 노출되지 않을 수 있다.

게다가, 상기 지문인식센서와 관련된 소형 부품(140)은 베젤(130)과 함께 표면실장, 즉 SMT 방식으로 인쇄회로기판(110)에 구비될 수 있어, 일회적인 SMT 공정을 통해 작업이 가능하며, 공정을 간소화시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 단계에서, 상기 베젤(130)과 상기 부품(140)은 리플로우 솔더링(Reflow soldering) 공정을 동시에 거쳐 인쇄회로기판(110) 상에 접합되므로, 작업 시간을 단축시키고 생산성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다. 미 설명된 도면부호 S는 솔더크림을 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 기존의 전도성 본드를 이용하는 방식에서 벗어나 지문인식센서의 테두리를 따라 베젤을 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 견고하게 접합시킬 수 있다. 그 결과, 지문인식 모듈의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈에 관하여 살펴보았다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S100: 인쇄회로기판 준비단계
S200: 지문인식센서 표면실장단계
S300: 베젤 도금 및 준비단계
S400: 베젤 및 부품 표면실장단계
100: 지문인식 모듈
110 인쇄회로기판
120: 지문인식센서
130: 베젤
130a: 도금층
131: 공간부
140: 부품

Claims

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인쇄회로기판을 준비하는 인쇄회로기판 준비단계;
상기 인쇄회로기판에 지문인식센서를 표면실장 하는 지문인식센서 표면실장단계;
상기 지문인식센서와의 사이에 공간부를 두고 상기 인쇄회로기판 상에 부착되는 베젤을 준비하되, 상기 베젤의 부착 면으로 솔더와의 결합력이 높은 도금층을 형성하는 베젤 도금 및 준비단계; 및
상기 인쇄회로기판에 상기 도금층이 마주하도록 하여 상기 베젤을 표면실장 하는 한편, 상기 공간부를 통해 상기 지문인식센서의 외측을 둘러 적어도 하나의 부품을 상기 인쇄회로기판 상에 표면실장시키되, 상기 베젤과 상기 부품은 리플로우 솔더링 공정을 동시에 거쳐 상기 인쇄회로기판에 표면실장 되는 베젤 및 부품 표면실장단계;를 포함하며,
상기 베젤 도금 및 준비단계에서, 상기 도금층은 니켈 또는 니켈 합금 소재를 이용하여 전해도금으로 형성되는 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법.
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제5항에 있어서,
상기 베젤 및 부품 표면실장단계에서,
상기 인쇄회로기판 상에 표면실장된 적어도 하나의 부품은 상기 베젤의 내측에 감쳐져 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법.
제5항 또는 제8항의 베젤 내부에 부품 실장이 가능한 지문인식 모듈 제조방법에 따라 제조된 지문인식 모듈.