KR101621286B1 - 지문센서 모듈의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자의 손가락이 접촉되는 가공층이 두께가 얇고, 경도가 높으며, 고급스런 질감을 가지는 지문센서 모듈의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 a) 지문센서를 몰딩부로 고정시키는 단계; b) 상기 몰딩부의 상부에 프라이머층을 마련하는 단계; c) 상기 프라이머층의 상부에 컬러층을 마련하는 단계; d) 상기 컬러층의 측면, 상기 프라이머층의 측면, 상기 몰딩부의 측면 및 상기 컬러층의 상면을 덮도록 유브이(UV) 벌크를 마련하는 단계; 그리고 e) 상기 유브이 벌크를 폴리싱하여 보호층을 만드는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 지문센서 모듈의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 손가락이 접촉되는 가공층이 두께가 얇고, 경도가 높으며, 고급스런 질감을 가지는 지문센서 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰(smartphone)이나 태블릿 피씨(tablet PC)를 비롯한 휴대용 전자기기에 대하여 대중들의 관심이 집중되면서, 관련 기술분야에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
휴대용 전자기기는, 사용자로부터 특정한 명령을 입력 받기 위한 입력장치의 하나로서 표시장치인 디스플레이와 일체화된 터치스크린(touch screen)을 내장하는 경우가 많다. 또한 휴대용 전자기기는 터치스크린 이외의 입력장치로서 각종 기능키(function key)나 소프트키(soft key)를 구비하기도 한다.
이러한 기능키나 소프트키는 홈 키로서 동작할 수 있는데, 예를 들면, 실행 중인 애플리케이션을 빠져 나와 초기 화면으로 돌아가는 기능을 수행하거나, 유저 인터페이스를 한 계층 전으로 돌아가게 하는 백(BACK)키 또는 자주 쓰는 메뉴를 호출하는 메뉴키로서 동작할 수 있다. 이러한 기능키나 소프트키는 물리적 버튼으로 구현될 수 있다. 또한, 이러한 기능키나 소프트키는 도전체의 정전 용량을 감지하는 방식, 또는 전자기펜의 전자기파를 감지하는 방식 또는 이 두 가지 방식이 모두 구현된 복합 방식으로 구현될 수 있다.
한편, 최근 스마트폰과 같은 휴대용 전자기기의 용도가 보안이 필요한 서비스로 급격히 확장됨에 따라, 지문 센서를 휴대용 전자기기에 장착하려는 추세가 늘고 있다. 그리고, 지문센서는 물리적인 기능키에 일체화되어 구현될 수 있다.
지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서로서, 지문센서를 통해 사용자등록이나 인증 절차를 거치도록 함으로써, 휴대용 전자기기에 저장된 데이터를 보호하고, 보안사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 지문센서를 각종 휴대용 전자기기에 장착하기 위하여, 지문센서를 주변 부품이나 구조를 포함하는 모듈의 형태로 제조하고 있다. 그리고 최근에는, 소비자의 고급화 기호를 충족시키기 위한 휴대용 전자기기의 고급화 전략에 맞추어 지문센서 모듈의 고급화에 대한 연구도 이루어지고 있다. 이에 대한 일 예로, 지문센서 모듈에 컬러를 구현하고 있는데, 지문센서 모재 상의 컬러 구현을 위하여, 종래에는 유색 도료를 이용한 도장, 자외선(UV) 증착 등의 방법이 사용되었다.
그런데, 종래의 방법으로 지문센서 모재 상에 컬러를 구현하는 경우, 도막의 층간 구성 및 두께를 적절히 보장해야 하는 제한이 생기게 된다. 즉, 도막이 충분한 두께로 형성되지 않을 경우, 컬러 구현이 어려울 뿐만 아니라, 지문센서 상에 표면 오염, 스크래치, 찍힘 등의 손상이 발생하게 될 가능성이 높아진다. 이러한 손상들은 지문센서로 센싱한 지문의 이미지에 악영향을 끼치게 된다.
특히, 정전 방식의 지문센서에 있어서는, 지문센서 모재 상의 도막 두께에 따라 동작성에 변화가 생기게 된다. 즉, 지문센서 모재 상의 도막이 두꺼워질수록 지문센서의 센싱 응답 특성이 나빠지기 때문에, 컬러를 구현하는 도막의 두께에 제한이 생기게 된다.
이와 같이, 종래에는 지문센서 모듈의 도막의 두께가 충분하지 못한 경우, 지문센서 상에 표면 오염, 스크래치, 찍힘 등의 손상이 발생하고, 지문센서 상에 표면 오염, 스크래치, 찍힘 등의 손상이 발생하지 않을 정도로 두꺼운 도막을 형성하면, 지문 센싱 감도가 저하되는 등의 곤란함이 있었다.
따라서, 지문 센싱 감도에 영향을 미치지 않는 정도가 되도록 도막의 두께를 얇게 유지하면서도, 지문센서 모듈의 도막이 충분한 강도를 가지는 지문센서 모듈의 제조기술이 요구된다. 더하여, 휴대용 전자기기의 고급화 추세에 맞추어 지문센서 모듈이 고급스런 질감을 가질 수 있도록 하는 방법도 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자의 손가락이 접촉되는 가공층이 두께가 얇고, 경도가 높으며, 고급스런 질감을 가지는 지문센서 모듈의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 a) 지문센서를 몰딩부로 고정시키는 단계; b) 상기 몰딩부의 상부에 프라이머층을 마련하는 단계; c) 상기 프라이머층의 상부에 컬러층을 마련하는 단계; d) 상기 컬러층의 측면, 상기 프라이머층의 측면, 상기 몰딩부의 측면 및 상기 컬러층의 상면을 덮도록 유브이(UV) 벌크를 마련하는 단계; 그리고 e) 상기 유브이 벌크를 폴리싱하여 보호층을 만드는 단계를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지문센서를 몰딩부로 고정시키는 단계(a 단계) 이후 또는 상기 컬러층을 마련하는 단계 (c 단계) 이후에, 상기 몰딩부의 외측에 지그를 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지그는, 상기 몰딩부의 외측면에 밀착되는 밀착부와, 상기 밀착부의 상부에 연결되고, 상측으로 확대 형성되는 확대부를 가지며, 상기 확대부는, 하단부가 상기 몰딩부의 상면보다 낮게 위치되어 상기 몰딩부의 외측면 상부가 내측에 위치되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유브이 벌크를 마련하는 단계(d 단계)에서, 상기 유브이 벌크는 상기 확대부에 채워져 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유브이 벌크를 마련하는 단계(d 단계)에서, 상기 유브이 벌크는 상기 컬러층의 상면으로부터 25~30㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보호층을 만드는 단계(e 단계)에서, 상기 폴리싱은, 상기 유브이 벌크의 상단부에서부터 수직 하방으로 15~18㎛ 로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보호층을 만드는 단계(e 단계)에서, 상기 보호층은 7~15㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유브이 벌크를 마련하는 단계(d 단계)에서, 상기 유브이 벌크는 원료액을 엑스-와이 스프레이(x-y spray) 방식에 의해 도포하여 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 원료액은 유브이(UV) 코팅액, 세라믹 및 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 몰딩부의 외측에 지그를 결합하고, 지그의 확대부에까지 원료액을 스프레이함으로써, 유브이 벌크가 몰딩부의 외측면 상부와 프라이머층의 측면, 그리고 컬러층의 상면 및 측면을 감싸도록 형성할 수 있다. 이를 통해, 유브이 벌크로부터 얻어지는 보호층이 컬러층의 상면을 모두 덮도록 안정적으로 형성될 수 있고, 원하는 보호층의 두께가 확보될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 유브이 벌크를 폴리싱하여 보호층을 만들기 때문에, 폴리싱 깊이를 조절하여 원하는 보호층의 두께를 얻을 수 있고, 보호층 상면의 정밀한 수평도 및 우수한 광택을 얻을 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈의 지문센서를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈의 지문센서를 나타낸 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조 공정을 나타낸 단면예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈에서 유브이 벌크의 원료액의 상태를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈의 지문센서를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈의 지문센서를 나타낸 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조 공정을 나타낸 단면예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈에서 유브이 벌크의 원료액의 상태를 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면예시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈의 지문센서를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈의 지문센서를 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 지문센서 모듈(300)의 제조방법은 지문센서(301)를 몰딩부(350)로 고정시키는 단계(S110)를 가진다.
본 발명에서, 지문센서(301)는 칩 온 보드(Chip On Board, 이하 “COB”라 함) 타입의 반도체 패키지 방식이 적용될 수 있으며, 지문센서(301)는 베이스 기판(310)과, 베이스 기판(310) 상에 마련되어 지문을 감지하는 센싱부(320)를 포함할 수 있다.
베이스 기판(310)은 센싱부(320)를 실장하고, 전기신호 정보가 전달되는 기판으로, 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다.
센싱부(320)는 표면실장기술(SMT)에 의해 베이스 기판(310)에 실장될 수 있다. 센싱부(320)는 지문을 센싱할 수 있는데, 예를 들면, 손가락의 지문의 산과 골의 형상에 따른 높이 차에 의한 정전용량의 차이를 찾을 수 있으며, 지문의 이미지를 스캐닝(scanning)하여 지문 이미지를 만들어 낼 수 있다. 센싱부(320)는 센서회로를 포함할 수 있다.
베이스 기판(310) 및 센싱부(320)는 본딩 와이어(330)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 본딩 와이어(330)는 센싱부(320) 상의 전극(미도시)과 베이스 기판(310) 상의 전극(미도시)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 전기적 연결 구성에 의해 사용자의 손가락을 향하여 구동신호를 송출할 수 있고, 또한 송출된 구동신호에 응답하여 사용자의 손가락의 지문 정보가 수신될 수도 있다. 본딩 와이어(330)는 예컨대 골드 와이어(gold wire)일 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 본딩 와이어(330)를 통한 전기적 연결을 예시로서 설명하였으나, 본딩 와이어(330)를 통하지 않고 센싱부(320)와 베이스 기판(310)을 전기적으로 연결하는 것도 가능하다. 예컨대, 도 3에서 보는 바와 같이, 지문센서(301a)는, 센싱부(320a)의 하단에 마련된 솔더 볼(solder ball)(321)을 통해 직접 베이스 기판(310a)과 전기적으로 연결되는 볼 그리드 어레이(BGA, Ball Grid Array) 타입의 반도체 패키지 방식이 적용될 수도 있다. 여기서, 베이스 기판(310a)은 도시된 바와 같이, 연성회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)이거나, 또는 인쇄회로기판(PCB) 일 수 있다.
또한, 도 4에서 보는 바와 같이, 지문센서(301b)는, 연성회로기판(FPCB)의 센서회로부(310b)에 실장된 센싱부(320b)를 가지는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 타입의 반도체 패키지 방식이 적용될 수도 있다. 나아가, 지문센서는, 웨이퍼 레벨 패키지(WLP: Wafer Level Package) 타입 등 일반적으로 알려진 모든 반도체 패키지 방식이 적용 가능한데, 이하에서는 설명의 편의상, 지문센서가 COB 타입의 반도체 패키지인 경우를 중심으로 설명한다.
몰딩부(350)는 지문센서(301)를 고정시키는 부재로서, 지문센서(301)를 보호하면서도 지문센서 모듈(300)의 전체적인 형상을 결정한다. 몰딩부(350)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy Molding Compound), 유브이(UV) 몰딩, 세라믹 몰딩 중 어느 하나로 제조될 수 있다.
그리고, 몰딩부(350)의 상부에는 후가공층(600)이 마련될 수 있다. 후가공층(600)은 사용자의 손가락이 접촉되는 곳으로써, 유전체층으로 작용할 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조 공정을 나타낸 단면예시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 모듈에서 유브이 벌크의 원료액의 상태를 나타낸 예시도인데, 이하에서는 도 5 내지 도 8을 포함하여 설명한다.
도 5 내지 도 8을 포함하여 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 몰딩부(350)의 외측에 지그(JIG)(400)를 결합하는 단계(S210)를 포함한다.
지그(400)는 몰딩부(350)의 외측에 결합되어 후술할 유브이 벌크(500)용 원료액(510)이 정확한 위치에 스프레이되도록 도울 수 있다. 지그(400)는 자동화로 탈부착되거나, 수동으로 탈부착될 수 있다.
지그(400)는 밀착부(410)와 확대부(420)를 가질 수 있으며, 밀착부(410)는 몰딩부(350)의 외측면에 밀착될 수 있다.
그리고, 확대부(420)는 밀착부(410)의 상부에 연결되고 상측으로 확대 형성될 수 있다. 또한, 확대부(420)는 하단부가 몰딩부(350)의 상면보다 낮게 위치되어 몰딩부(350)의 외측면 상부가 내측에 위치되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 확대부(420)는 몰딩부(350)의 상부 외측면을 감싸도록 위치될 수 있으며, 확대부(420)가 상측으로 확대 형성됨에 따라 몰딩부(350)의 외측면 상부는 확대부(420)의 내측에 위치될 수 있게 된다.
이러한 확대부(420)의 형상적 특징으로 인해, 후술할 유브이 벌크(500)는 확대부(420)의 내측에 채워지면서 몰딩부(350)의 외측면 상부를 덮을 수 있게 된다.
확대부(420)의 가장자리에는 플랜지부(430)가 더 마련될 수 있으며, 플랜지부(430)는 유브이 벌크(500)가 확대부(420)를 벗어나는 경우, 확대부(420)를 벗어나는 유브이 벌크(500)를 안정적으로 지지할 수 있다.
본 발명에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 몰딩부(350)의 상부에 프라이머층(610)을 마련하는 단계(S120) 및 프라이머층(610)의 상부에 컬러층(620)을 마련하는 단계(S130)를 포함한다.
프라이머층(610) 및 컬러층(620)은 순차적으로 마련될 수 있으며, 프라이머층(610)은 컬러층(620)의 안정적인 도포를 돕도록 일종의 접착제의 역할을 할 수 있다. 또한, 컬러층(620)은 컬러 구현 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 몰딩부(350)의 외측에 지그(400)를 결합하는 단계(S210)는, 전술한 바와 달리, 몰딩부(350)의 상부에 프라이머층(610)을 마련하는 단계(S120)와, 프라이머층(610)의 상부에 컬러층(620)을 마련하는 단계(S130)의 이후에 이루어질 수도 있다. 즉, 앞에서는 몰딩부(350)의 외측에 지그(400)를 결합하고, 이후, 몰딩부(350)의 상부에 프라이머층(610) 및 컬러층(620)을 마련하는 공정이 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이와 반대로, 몰딩부(350)의 상부에 프라이머층(610) 및 컬러층(620)을 마련하고, 이후, 몰딩부(350)의 외측에 지그(400)를 결합하는 공정이 이루어질 수도 있다. 이러한 공정상의 순서 변경은 실제 공정조건에 따라 유동적으로 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은, 이와 같이 몰딩부(350)의 상부에 프라이머층(610) 및 컬러층(620)을 마련하고, 몰딩부(350)의 외측에 지그(400)를 결합한 후에, 컬러층(620)의 측면, 프라이머층(610)의 측면, 몰딩부(350)의 측면 및 컬러층(620)의 상면을 덮도록 유브이 벌크(500)를 마련하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
여기서, 유브이 벌크(500)는, 원료액(510)을 X축 및 Y축 방향으로 스프레이하여 도포하는 방식인 엑스-와이 스프레이(x-y spray) 방식에 의해 마련될 수 있다.
도 8에서 보는 바와 같이, 유브이 벌크(500)를 형성하는 원료액(510)은 유브이(UV) 코팅액(520), 세라믹(530) 및 분산제(540)를 포함할 수 있다.
세라믹은 높은 유전율을 가지기 때문에 지문센서가 액티브(active) 상태에서 이미지를 받아들이는 신호의 손실을 줄여준다. 즉, 세라믹을 포함하는 후술할 보호층(630)은 유전체층으로 작용할 수 있기 때문에, 사용자의 손가락(미도시)을 거쳐 지문센서(301)로 향하는 전기력선이 더욱 밀집하게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 지문센서 모듈(300)에서는 센싱 신호의 손실분이 감소할 수 있다. 그리고, 세라믹은 내지문(anti-fingerprint)성과 발수성 등 내오염성이 높기 때문에, 표면오염으로 인한 이미지의 번짐을 줄여 보다 또렷한 지문 이미지의 획득이 가능하다.
더하여, 세라믹을 포함하는 보호층(630)의 유전율은 지문센서(301)의 구동 주파수에 따라 미리 결정될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 지문센서 모듈(300)에 사용자의 손가락이 닿을 경우, 또는 지문 인식이 가능할 정도로 사용자의 손가락이 지문센서 모듈(300)에 충분히 접근한 경우, 사용자의 손가락을 향하여 송출한 구동신호는, 사용자를 거쳐 지문센서(301)로 수신된다. 따라서, 보호층(630)이 지문센서(301)의 구동 주파수에 적합한 유전율을 가지는 세라믹을 포함하는 경우, 신호는 보호층(630)에 더욱 집중하게 되어 이미지 센싱 영역으로 수신될 수 있으며, 이를 통해, 신호의 손실이 감소하여 지문센서(301)의 동작성이 향상될 수 있다.
그리고, 분산제(540)는 세라믹(530) 입자에 결합될 수 있다. 또한, 분산제(540)는, 분산제 간에 척력이 작용하는 물질일 수 있다. 이에 따라, 분산제(540)가 결합된 세라믹(530) 입자는 분산제(540) 간의 척력에 의해 서로 뭉쳐지지 않을 수 있다. 즉, 세라믹 입자는 서로 잘 뭉치기 때문에, 이러한 분산제가 없으면 세라믹 입자가 뭉쳐 스프레이 시에 유브이 코팅액 만이 분사되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 유브이 벌크 내에 세라믹 입자 밀도를 낮추고, 세라믹 입자의 분포가 고르지 않게 되는 원인으로, 보호층의 기능저하를 야기하는 문제점을 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 척력을 가지는 분산제(540)가 세라믹(530) 입자에 결합됨으로써 세라믹(530) 입자가 유브이 코팅액(520) 상에 골고루 퍼진 상태에서 안정적으로 스프레이될 수 있게 된다.
유브이 벌크(500)를 형성하는 원료액(510)은 컬러층(620)의 상면에 스프레이되는데, 이때, 유브이 벌크(500)를 형성하게 되는 원료액(510)은 지그(400)의 확대부(420)까지 스프레이될 수 있다. 따라서, 유브이 벌크(500)는 확대부(420)에 채워지도록 형성될 수 있으며, 이를 통해, 유브이 벌크(500)는 컬러층(620)의 상면뿐만 아니라, 컬러층(620)의 측면과, 프라이머층(610)의 측면, 그리고, 몰딩부(350)의 외측면 상부를 덮도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 유브이 벌크(500)로부터 얻어지는 보호층(630)은 컬러층(620)의 상면을 모두 덮도록 형성될 수 있다.
유브이 벌크(500)는 원료액(510)이 스프레이된 후, 시간이 지나면서 서서히 경화가 이루어짐으로써 형성될 수 있다. 원료액(510)이 스프레이 됨에 따라 형성되는 유브이 벌크(500)는 중앙 부분이 가장 높게 형성되고, 중앙에서 외곽으로 갈수록 높이가 낮아지도록 형성될 수 있는데, 유브이 벌크(500)는 컬러층(620)의 상면으로부터 25~30㎛의 두께(T1)로 형성될 수 있다. 이때, 두께(T1)는 유브이 벌크(500)의 중앙 부분의 수직 높이일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 유브이 벌크(500)를 폴리싱(polishing)하여 보호층(630)을 만드는 단계(S150)를 포함한다.
폴리싱은 유브이 벌크(500)의 상단부에서부터 수직 하방으로 15~18㎛의 높이(P)만큼 이루어질 수 있다. 그리고, 이와 같이 폴리싱 공정을 통해 형성되는 보호층(630)은 7~15㎛의 두께(T2)를 가지도록 형성될 수 있다. 폴리싱 공정이 이루어지기 전에 지그(400)는 제거될 수 있다.
보호층(630)의 두께(T2)는, 유브이 벌크(500)가 25~30㎛의 두께(T1)를 가지도록 형성됨으로써, 안정적으로 확보될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 원료액(510)은 스프레이된 후, 시간이 지나면서 서서히 경화가 이루어지기 때문에, 스프레이된 원료액(510)은 가장자리 부분이 흘러내리게 된다. 따라서, 원료액(510)이 경화되어 형성되는 유브이 벌크(500)는 중앙에서 가장자리로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 유브이 벌크(500)의 중앙부분의 두께가 전술한 범위보다 낮은 경우, 유브이 벌크(500)의 가장자리 부분이 충분한 두께를 갖지 못할 수가 있다. 그리고 이렇게 되면, 폴리싱 공정을 통해 두께가 더욱 얇아지는 과정을 거치면서, 보호층(630)이 전술한 범위의 두께(T2)를 가지지 못할 수 있다. 본 발명에서는 유브이 벌크(500)가 25~30㎛의 두께(T1)로 형성되도록 함으로써, 폴리싱 공정을 거친 후 만들어지는 보호층(630)이 7~15㎛의 두께(T2)를 가지도록 할 수 있다.
이렇게 형성되는 보호층(630)은 고르게 분포된 세라믹이 높은 밀도로 포함되어 있기 때문에 경도가 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이렇게 형성되는 보호층(630)은 7~8H의 높은 경도를 가질 수 있다. 이는 종래에 단순한 유브이 코팅으로 제작된 보호층이 나타내는 경도인 4H보다 높은 것으로, 사파이어 글라스의 경도인 9H에 근접하는 것이다.
본 발명에 따른 보호층(630)은 이러한 우수한 경도를 가짐으로써, 얇게 형성이 가능하다. 즉, 보호층(630)의 두께를 얇게 하여도 충분한 경도를 제공할 수 있으며, 보호층(630)의 두께를 얇게 함으로써 지문 감지 신뢰성이 높아질 수 있다. 또한, 폴리싱 공정으로 제조되는 보호층(630)은 투명한 유리(glassy) 질감을 가질 수 있어 고급스런 질감을 구현할 수 있다.
한편, 폴리싱 처리된 보호층(630)의 측면을 특정 형상으로 가공하기 위하여 수치 제어(NC) 가공이 더 이루어질 수 있다. 수치 제어 가공(numerical control work)은 컴퓨터를 써서 가공에 필요한 데이터를 주어 수치 제어 공작기에 의해 가공하는 것으로, 이를 통해 더욱 정밀한 가공이 가능하다. 수지 제어 가공은 지그(400)의 확대부(420)에 채워진 유브이 벌크 부분(501)에 대해 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 보호층(630)의 가장자리의 형상은 휴대용 전자기기에 조립할 수 있도록 규격화될 수 있다. 이처럼, 폴리싱 공정을 통해 유브이 벌크(500)의 최상면(Top Surface)이 수평하게 면처리될 수 있으며, 수치 제어 가공을 통해 유브이 벌크(500)의 측면을 가공하여 보호층(630)을 얻을 수 있게 된다.
프라이머층(610), 컬러층(620) 및 보호층(630)을 가지는 후가공층(600)은 17~23㎛의 두께(T3)로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 보호층(630)의 외측면을 래핑(lapping)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 래핑 공정은 폴리싱이 이루어진 보호층(630)의 상면에 진행될 수 있다. 즉, 래핑 공정은 폴리싱된 보호층(630)의 상면을 평면도를 유지하면서 더욱 치밀하게 연마해서 광택이 있는 면을 얻도록 하는 것으로, 연마되는 두께가 미세하기 때문에, 래핑 공정을 거친 후에 보호층(630)의 두께는 래핑 공정 전의 보호층(630)의 두께와 같은 범위일 수 있다.
종래와 같이, 유브이 만으로 형성되는 보호층의 경우에는 경도가 낮기 때문에, 이러한 래핑 공정이 적용되면 보호층 표면의 스크래치가 생기게 되는 문제점이 있다. 그러나, 본 발명에서는 보호층(630)의 경도가 높기 때문에, 래핑 공정이 적용되어도 표면 스크래치 발생이 방지될 수 있다. 그리고, 이러한 래핑 공정을 더 수행할 수 있기 때문에, 우수한 광택을 가질 수 있고, 이를 통해, 좋은 질감을 표현하는 것이 가능하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
300: 지문센서 모듈
301,301a,301b: 지문센서
350: 몰딩부
400: 지그
410: 밀착부
420: 확대부
500: 유브이 벌크
510: 원료액
520: 유브이 코팅액
530: 세라믹
540: 분산제
610: 프라이머층
620: 컬러층
630: 보호층
640: 후가공층
301,301a,301b: 지문센서
350: 몰딩부
400: 지그
410: 밀착부
420: 확대부
500: 유브이 벌크
510: 원료액
520: 유브이 코팅액
530: 세라믹
540: 분산제
610: 프라이머층
620: 컬러층
630: 보호층
640: 후가공층
Claims (9)
- a) 지문센서를 몰딩부로 고정시키는 단계;
b) 상기 몰딩부의 상부에 프라이머층을 마련하는 단계;
c) 상기 프라이머층의 상부에 컬러층을 마련하는 단계;
d) 상기 컬러층의 측면, 상기 프라이머층의 측면, 상기 몰딩부의 측면 및 상기 컬러층의 상면을 덮도록 유브이(UV) 벌크를 마련하는 단계; 그리고
e) 상기 유브이 벌크를 폴리싱하여 보호층을 만드는 단계를 포함하고,
상기 지문센서를 몰딩부로 고정시키는 단계(a 단계) 이후 또는 상기 컬러층을 마련하는 단계 (c 단계) 이후에, 상기 몰딩부의 외측에 지그를 결합하는 단계를 포함하는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 지그는, 상기 몰딩부의 외측면에 밀착되는 밀착부와, 상기 밀착부의 상부에 연결되고, 상측으로 확대 형성되는 확대부를 가지며,
상기 확대부는, 하단부가 상기 몰딩부의 상면보다 낮게 위치되어 상기 몰딩부의 외측면 상부가 내측에 위치되도록 형성되는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 유브이 벌크를 마련하는 단계(d 단계)에서,
상기 유브이 벌크는 상기 확대부에 채워져 마련되는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 유브이 벌크를 마련하는 단계(d 단계)에서, 상기 유브이 벌크는 상기 컬러층의 상면으로부터 25~30㎛의 두께로 형성되는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 보호층을 만드는 단계(e 단계)에서,
상기 폴리싱은, 상기 유브이 벌크의 상단부에서부터 수직 하방으로 15~18㎛ 로 이루어지는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 보호층을 만드는 단계(e 단계)에서, 상기 보호층은 7~15㎛의 두께로 형성되는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 유브이 벌크를 마련하는 단계(d 단계)에서, 상기 유브이 벌크는 원료액을 엑스-와이 스프레이(x-y spray) 방식에 의해 도포하여 마련되는 것인 지문센서 모듈의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 원료액은 유브이(UV) 코팅액, 세라믹 및 분산제를 포함하는 것인 지문센서 모듈의 제조방법.
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