KR101958925B1 - 지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈 - Google Patents

지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 지문인식센서 모듈의 제조방법은 커버, 몰드용 조성물 및 지문센서를 수용할 수 있는 몰드틀을 준비하는 단계, 상기 몰드틀에 커버를 적층하는 단계, 상기 커버 상에 몰드용 조성물을 주입하는 단계, 지문센서 패키지를 상기 커버와 유격(d1)을 가지도록 상기 몰드용 조성물에 침지시키는 단계, 상기 몰드용 조성물을 경화시키는 단계 및 상기 몰드틀을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈{METHOD OF MANUFACTURING FINGERPRINT SENSOR MODULE AND FINGERPRINT SENSOR MODULE THEREFROM}
본 발명은 지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈에 관한 것이다.
지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서로서, 지문센서를 통해 사용자등록이나 인증 절차를 거치도록 함으로써, 출입자를 제한하거나, 휴대용 전자기기에 저장된 데이터를 보호하는 등 보안 사고를 미연에 방지할 수 있다.
지문센서를 각종 전자기기에 장착하기 위하여 모듈의 형태로 제조되며, 일반적으로 몰드가 형성된 지문센서 상에 커버 및/또는 데코레이션층을 접착층을 매개로 합지하는 방법을 적용한다. 그러나, 이러한 방법은 커버 및/또는 데코레이션층을 지문센서 상에 정확하게 접착시키기 어려운 점이 있고, 공정도 복잡하며, 특히 접착층에 의해 손가락 접촉 부분과 지문센서 사이의 거리가 증가하는 단점이 있다.
따라서, 공정이 단순하고, 손가락 접촉 부분과 지문센서 사이의 거리를 줄일 수 있는 지문인식센서 모듈의 제조방법이 필요하다.
이와 관련한 선행 기술은 한국 공개 특허 제2005-0119251호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 공정이 단순하여 생산성이 우수한 지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 손가락 접촉 부분과 지문센서 사이의 거리가 가까워 지문 인식률이 우수산 지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 지문인식센서 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
일 구체예에서, 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법은 지문센서를 수용할 수 있는 몰드틀의 공동(cavity)에 커버를 적층하는 단계, 상기 커버 상에 몰드용 조성물을 주입하는 단계, 상기 몰드용 조성물에 지문센서 패키지를 상기 커버와 유격을 가지도록 침지시키는 단계, 상기 몰드용 조성물을 경화시키는 단계 및 상기 몰드틀을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 지문센서 패키지는, 기판, 상기 기판 상에 접착제를 매개로 형성된 지문센서를 포함할 수 있다.
상기 지문센서 패키지와 상기 커버의 유격(d1)은 20㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
상기 지문센서는 단면적이 상기 커버 보다 작고, 상기 기판은 단면적이 상기 커버 보다 클 수 있다.
상기 몰드용 조성물은 에폭시 수지 80 내지 85 중량% 및 경화제 15 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법은 상기 몰드틀에 커버를 적층한 후, 몰드용 조성물을 주입하기 전에, 상기 커버 상에 데코레이션층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 몰드틀의 내부 바닥면과 상기 지문센서의 거리(d2)는 75㎛ 내지 330㎛일 수 있다.
상기 커버와 상기 지문센서 패키지 사이에는 접착층이 형성되지 않을 수 있다.
상기 커버는 두께가 50㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
상기 데코레이션층은 두께가 5㎛ 내지 30㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 지문인식센서 모듈에 관한 것이다.
일 구체예에서, 상기 지문인식센서 모듈은 상기의 지문인식센서 모듈의 제조방법으로 제조될 수 있다.
상기 커버 표면과 지문센서의 거리(d2)는 75㎛ 내지 330㎛일 수 있다.
상기 커버는 두께가 50㎛ 내지 200㎛이거나, 상기 데코레이션층은 두께가 5㎛ 내지 30㎛일 수 있다.
본 발명은 공정이 단순하여 생산성이 우수하고, 손가락 접촉 부분과 지문센서 사이의 거리가 가까워 지문 인식률이 우수산 지문인식센서 모듈의 제조방법 및 이로부터 제조된 지문인식센서 모듈을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈의 제조방법을 간단히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈을 간단히 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.
전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 'X 내지 Y'는 'X 이상 Y 이하'를 의미한다.
지문인식센서 모듈의 제조방법
도 1을 참고하여 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈의 제조방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈의 제조방법을 간단히 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈의 제조방법은 지문센서(410)를 수용할 수 있는 몰드틀(100)의 공동(cavity)에 커버(200)를 적층하는 단계, 상기 커버(200) 상에 몰드용 조성물(300)을 주입하는 단계, 상기 몰드용 조성물(300)에 지문센서 패키지(400)를 상기 커버(200)와 유격(d1)을 가지도록 침지시키는 단계, 상기 몰드용 조성물을 경화시키는 단계 및 상기 몰드틀(100)을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 지문센서 패키지(400)는, 기판(450), 상기 기판(450) 상에 접착제(430)를 매개로 형성된 지문센서(410)를 포함할 수 있다. 상기 기판(450), 접착제(430) 및 지문센서(410)에 대해서는 이하 지문인식센서 모듈에서 자세히 설명한다.
상기 몰드틀(100)은 공동(cavity)에 지문센서(410)(및/또는 커버(200), 몰드용 조성물(300))를 수용할 수 있는 규격으로 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 몰드틀(100)은 공동(cavity)의 면적이 커버(100) 및/또는 후술하는 데코레이션층의 크기와 동일하게 적용할 수 있고, 이 경우 지문인식센서 모듈은 커버(100) 및/또는 후술하는 데코레이션층은 몰드에 봉지되지 않게 제조될 수 있다. 또한, 상기 몰드틀(100)은 공동(cavity)의 깊이가 커버(200), 몰드용 조성물(300), 지문센서(400)(데코레이션층이 형성되는 경우 데코레이션층 포함) 등을 모두 수용할 수 있는 깊이일 수 있다. 구체적으로, 상기 몰드틀(100)의 공동(cavity)는 커버(200)의 두께, 목적하는 지문센서 패키지(400)와 커버(200)와 유격(d1), 지문센서(410)의 두께 및 접착제(430)의 두께를 모두 합한 두께를 깊이로 적용할 수 있다. (후술하는 데코레이션층이 형성되는 경우 데코레이션층의 두께도 포함) 이 경우, 몰드틀(100)의 공동(cavity) 내부 면적 보다 크게 형성되는 기판(450)을 몰드 입구에 걸치는 방법으로 지문센서 패키지(400)를 상기 커버(200)와 유격(d1)을 조절할 수 있으므로, 공정이 간단하고, 생산성이 개선되는 장점이 있다. 상기 몰드틀(100)은 이후 제거를 쉽게 하기 위해, 표면에 이형처리를 수행할 수 있다. 상기 이형처리는 이형제를 증착 또는 도포하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 이형제는 실리콘계 수지, 불소계 수지, 멜라민계 수지 및 파라핀 왁스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 몰드틀(100)이 준비되면, 상기 몰드틀(100)에 커버(200)를 적층한다. 상기 커버(200)는 지문인식센서 모듈을 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 커버(200)는 글라스, 세라믹, 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 커버는 두께가 50㎛ 내지 200㎛, 구체적으로 80㎛ 내지 150㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서, 지문인식센서 모듈의 내구성 및 지문인식률의 밸런스가 우수하다.
상기 커버(200)의 적층 후, 상기 커버(200) 상에 몰드용 조성물(300)을 주입한다. 상기 몰드용 조성물은 에폭시 수지 80 내지 85 중량%, 경화제 15 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 몰드용 조성물을 적용하는 경우 접착제 없이도 커버(또는 후술하는 데코레이션층)와 지문센서를 접착시킬 수 있고, 이로써 접착제 두께만큼 지문센서와 손가락 터치 부분의 거리가 좁아져, 지문인식률이 개선되는 장점이 있다. 또한 상기 몰드용 조성물은 몰드틀(100)로부터 분리도 용이하여 지문인식센서 모듈의 신뢰성을 개선시키고, 생산성도 향상시킬 수 있다. 상기 몰드용 조성물은 지문센서 패키지(400)의 삽입 후 몰드용 조성물이 기판 표면에 충분히 닿을 정도의 양을 주입할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 바이페닐계 에폭시 수지, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 및 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 경화제는 페놀 수지, 아민계 경화제 및 산무수물계 경화제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 몰드용 조성물은 경화 촉매 및 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화 촉매는 인계 화합물, 붕소계 화합물 및 인-붕소계 화합물 및 이미다졸계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 첨가제로는 커플링제 및 무기 충진제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 몰드용 조성물은 점도가 500 mPas 내지 20,000 mPas일 수 있다. 상기 점도 범위에서 지문센서 패키지를 몰드용 조성물에 용이하게 침지시킬 수 있고, 몰드용 조성물은 지문센서 패키지 표면에 빈 공간 없이 밀착 충진될 수 있다.
몰드틀(100)의 공동(cavity)에 주입된 상기 몰드용 조성물(300)에 지문센서 패키지(400)를 상기 커버(200)와 유격(d1)을 가지도록 침지시킨다. 이 경우 지문센서 패키지(400)의 지문센서(410)가 아래를 향하도록 삽입한다. 상기 몰드틀(100) 내부 면적보다 크게 형성된 기판(450)을 몰드틀(100)에 걸치면, 상기 미리 계산된 몰드틀(100)의 깊이에 따라 지문센서 패키지(400)는 커버(200)와 일정한 유격(d1)을 가지게 된다. 이때, 상기 지문센서 패키지와 상기 커버의 유격(d1)을 20㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 40㎛ 내지 60㎛로 조절할 수 있다. 상기 유격 범위에서, 지문인식센서의 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 지문인식율도 개선될 수 있다. 또한, 상기 몰드틀의 내부 바닥면과 상기 지문센서의 거리(d2)를 75㎛ 내지 330㎛, 구체적으로, 125㎛ 내지 225㎛로 적용할 수 있다.
지문센서 패키지(400)가 커버(200)와 일정한 유격(d1)을 가지면서 몰드용 조성물(300)에 침지되면, 상기 몰드용 조성물(300)을 경화시켜 몰드(350)를 형성한다. 상기 경화는 열경화 및/또는 UV 경화하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 경화로 몰드(350)가 형성되면, 몰드틀(100)을 제거하는 방법으로 지문인식센서 모듈을 제조한다.
다른 구체예에서, 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법은 상기 몰드틀(100)에 커버(200)를 적층한 후, 몰드용 조성물을 주입하기 전에, 상기 커버(200) 상에 데코레이션층(미도시)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 데코레이션층은 컬러를 구현하는 역할을 하며, 컬러 도료를 포함할 수 있다. 상기 컬러 도료는 목적하는 바에 따라 색상 및 성분을 선택할 수 있으며, 일반적인 지문인식센서 모듈에 적용되는 성분을 사용할 수 있다. 본 발명의 다른 구체예에 따르면 본 발명의 몰드용 조성물을 사용함으로써, 상기 데코레이션층은 별도의 프라이머층을 구비하지 않을 수 있다. 상기 데코레이션층의 두께는 5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 15㎛로 적용할 수 있다. 상기 두께 범위에서, 지문인식센서 지문인식률의 밸런스 및 컬러 구현 효과가 우수하다.
지문인식센서 모듈
도 2를 참고하여 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈을 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 지문인식센서 모듈을 간단히 도시한 것이다.
일 구체예에서, 지문인식센서 모듈은 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법으로 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 지문인식센서 모듈은 기판(450), 상기 기판(450) 상에 접착제(430)을 매개로 지문센서(410)가 형성되고, 상기 지문센서(410)는 단면적이 상기 커버(200) 보다 작고, 상기 기판(450)은 단면적이 상기 커버(200) 보다 클 수 있다. 상기 접착제(430)는 지문인식센서 모듈에 일반적으로 사용되는 접착제일 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
상기 기판(450)은 지문센서(410)를 실장하고, 전기신호 정보가 전달되는 기판으로, 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
상기 지문센서(410)는 접착제(430)를 매개로 기판(450)에 접착될 수 있다. 상기 지문센서(410)는 지문을 인식할 수 있으며, 손가락 지문의 산과 골의 형성에 따른 높이 차에 의한 정전용량의 차이를 스캐닝하여, 지문 이미지를 생성할 수 있다. 상기 지문센서(410)는 센서회로를 포함할 수 있다.
상기 지문센서(410) 및 상기 기판(450)은 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 이러한 전기적 연결에 의해, 사용자의 손가락에 구동신호를 송출할 수 있고, 송출된 구동신호에 따라 사용자의 손가락 지문 정보가 수신될 수 있다. 상기 전기적 연결은 전도성 와이어에 의할 수 있고, 전도성 와이어를 통하지 않고, 상기 지문센서(410)과 상기 기판(450)이 직접 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 전기적 연결이 전도성 와이어에 의하는 경우, 예를 들어 골드 와이어에 의할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또는, 상기 지문센서(410)는 하단에 구비되는 솔더 볼을 통해 직접 기판(450)과 볼 그리드 어레이 타입(BGA, Ball Grid Array)으로 연결되거나, 상기 기판 상에 칩온 필름(COF, Chip On Film) 타입으로 연결될 수도 있다.
상기 지문센서(410) 및/또는 접착제(430)는 몰드(350)에 의해 봉지될 수 있으며, 상기 몰드는 몰드용 조성물로 형성될 수 있다. 상기 몰드용 조성물은 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법에 기재한 것과 실질적으로 동일하다.
상기 지문센서(410) 상부에 형성되는 상기 몰드(350)의 두께(d1)는 20㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 40㎛ 내지 60㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서, 지문인식센서는 내구성 및 지문인식률이 우수하다.
상기 지문인식센서 모듈은 몰드(350) 상에 커버(200)를 포함할 수 있다. 상기 커버(200)는 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법에 기재한 것과 실질적으로 동일하다. 상기 커버는 두께가 50㎛ 내지 200㎛, 구체적으로 80㎛ 내지 150㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서, 지문인식센서 모듈의 내구성 및 지문인식률의 밸런스가 우수하다.
다른 구체예에서, 상기 지문인식센서 모듈은 상기 몰드(350)와 커버(200) 사이에 데코레이션층을 더 포함할 수 있다. 상기 데코레이션층은 상기 지문인식센서 모듈의 제조방법에 기재한 것과 실질적으로 동일하다. 상기 데코레이션층의 두께는 5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 15㎛로 적용할 수 있다. 상기 두께 범위에서, 지문인식센서 지문인식률의 밸런스 및 컬러 구현 효과가 우수하다.
상기 지문인식센서 모듈은 커버 표면과 지문센서의 거리(d2)가 75㎛ 내지 330㎛, 구체적으로 125㎛ 내지 225㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 지문인식센서 모듈은 지문인식률이 개선될 수 있다.
이상 본 발명의 구체예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 구체예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구체예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
100: 몰드틀 200: 커버
300: 몰드용 조성물 350: 몰드
400: 지문센서 패키지 410: 지문센서
430: 접착제 450: 기판

Claims (13)

  1. 지문센서를 수용할 수 있는 몰드틀의 공동(cavity)에 커버를 적층하는 단계;
    상기 커버 상에 몰드용 조성물을 주입하는 단계;
    상기 몰드용 조성물에 지문센서 패키지를 상기 커버와 유격(d1)을 가지도록 침지시키는 단계;
    상기 몰드용 조성물을 경화시키는 단계; 및
    상기 몰드틀을 제거하는 단계를 포함하는 지문인식센서 모듈의 제조방법으로서,
    상기 유격(d1)은 20㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 몰드용 조성물은 에폭시 수지 80 내지 85 중량% 및 경화제 15 내지 20 중량%를 포함하고,
    상기 지문센서 패키지는 기판, 상기 기판 상에 접착제를 매개로 형성된 지문센서를 포함하고,
    상기 몰드틀의 내부 바닥면과 상기 지문센서의 거리(d2)는 75㎛ 내지 330㎛인 것인, 지문인식센서 모듈의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지문센서는 단면적이 상기 커버 보다 작고,
    상기 기판은 단면적이 상기 커버 보다 큰 지문인식센서 모듈의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몰드틀에 커버를 적층한 후, 몰드용 조성물을 주입하기 전에,
    상기 커버 상에 데코레이션층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 지문인식센서 모듈의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 커버와 상기 지문센서 패키지 사이에는 접착층이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 두께가 50 내지 200㎛인 지문인식센서 모듈의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 데코레이션층은 두께가 5㎛ 내지 30㎛인 지문인식센서 모듈의 제조방법.
  11. 제1항, 제4항, 제6항, 제8항, 제9항, 제10항 중 어느 한 항의 지문인식센서 모듈의 제조방법으로 제조된 지문인식센서 모듈.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 커버는 두께가 50㎛ 내지 200㎛이거나, 상기 데코레이션층은 두께가 5㎛ 내지 30㎛인 지문인식센서 모듈.

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