KR102091657B1 - 지문 인식 모듈 제조방법 - Google Patents

Abstract

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지문 인식 모듈 제조방법에 있어서, 지문 이미지를 통과시키기 위한 윈도우창이 형성된 FPCB 보드의 하부에 지문인식센서를 접합하는 지문인식센서 접합 단계와, 지문인식을 위한 손가락 접촉면인 보호 플레이트에 UV코팅층을 형성시키는 코팅단계와, 상기 보호 플레이트를 상기 FPCB 보드의 상부에 부착 접합시키는 보호 플레이트 접합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈 제조방법이 제공된다.

Description

지문 인식 모듈 제조방법{method for manufacturing the camera module package}

본 발명은 지문 인식 모듈 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래보다 공정을 줄이고 두께가 얇은 지문 인식 모듈 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 지문 인식 시스템은 지문의 패턴이 개인마다 다르다는 점을 이용하여, 건물, 금고 등의 일정한 객체에 접근할 수 있는 사람을 지문 인식을 통해 판별하기 위한 시스템이다.

이러한 지문 인식 시스템은 여러 가지 객체에 카드 키 또는 패스워드 입력 등을 사용하지 않기 때문에 열쇠 분실 또는 패스워드 망각 등의 우려 없이 보안을 유지할 수 있다.

또한 지문 인식 시스템은 사용자 등록 및 인증 절차를 거치게 하여 각종 보안 사고를 예방하는데 주로 이용되는 기술이다. 특히 개인 및 조직의 네트워크 방어, 각종 콘텐츠와 데이터의 보호, 안전한 액세스 제어 등에 적용될 수 있다.

이러하듯 여러 분야에서 사용되는 지문 인식 시스템은 지문 인식 모듈의 품질향상 등을 위한 지문인식 모듈의 제조방법에 대한 기술개발이 요청된다.

도 1은 종래의 지문인식 모듈의 제조방법을 예료 나타낸 것으로, 종래의 지문인식 모듈 제조방법은 지문인식센서(10)와 PCB 보드(30)를 접합하는 접합단계(a)와, EMC(Epoxy Molding Compound)를 이용하여 지문인식센서와 PCB 보드(30)간에 몰딩을 실시하는 EMC몰딩 단계(b)와, EMC 몰딩(40)이 완료된 지문인식센서(10)와 PCB 보드(30)를 FPCB 보드(50)상에 SMT(Surface Mounting Technology), ACF(Anisotropic Conductive Film), ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 중 하나의 방식으로 구비시키는 표면실장 단계(c)와, 상기 지문인식센서(10)의 터치면 상부로 UV 코팅층(60)을 형성하는 UV 코팅 단계(d)와, 상기 지문인식센서(10)를 둘러 감싸도록 보호 플레이트(70)를 접합시키는 보호 플레이트 접합단계(e)를 포함하여 이루어진다.

이렇듯 상기에서 설명한 바와 같이 종래의 지문이식 모듈의 제조방법은 공정수가 많아 공정경비가 많이 들고 생산성이 떨어지며, 상기 접합단계에서는 와이어 본딩(Wire Bonding)으로 상기 지문인식센서(10)와 PCB 보드(30)간에 접합이 이루어져 지문인식 모듈의 두께(H1)가 두꺼워 지는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 지문인식 모듈의 두께보다 얇게 제작하면서 종래보다 공정수를 줄일 수 있는 지문 인식 모듈 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지문 인식 모듈 제조방법에 있어서, 지문 이미지를 통과시키기 위한 윈도우창이 형성된 FPCB 보드의 하부에 지문인식센서를 접합하는 지문인식센서 접합 단계와, 지문인식을 위한 손가락 접촉면인 보호 플레이트에 UV코팅층을 형성시키는 코팅 단계와, 상기 보호 플레이트를 상기 FPCB 보드의 상부에 접합시키는 보호 플레이트 접합 단계를 포함하되, 상기 지문인식센서와 접하는 FPCB 보드의 하면에는 전극 단자가 형성되고, 상기 FPCB 보드와 접하는 상기 지문인식센서의 상면에는 전극 패드가 형성되어 상기 전극 단자와 대응되도록 상기 전극 패드의 상부로 범프가 형성되는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 지문인식센서 접합 단계에서는, 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding), 초음파 본딩방식 중 하나의 방식으로 상기 지문인식센서와 상기 FPCB 보드 간을 접합하는 지문 인식 모듈 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 보호 플레이트 접합 단계에서는, 상기 FPCB 보드와 상기 보호 플레이트 사이에 접착제를 삽입한 후 열 압착하여 상기 FPCB 보드와 상기 보호 플레이트 간을 접합하는 지문 인식 모듈 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 FPCB 보드의 전극 단자는 상기 지문인식센서의 범프의 노출된 면적보다 작거나 같게 형성되되, 상기 범프는 금(Ag), 은(Au), 구리(Cu)또는 전도성금속으로 이루어지며, 스터드형 범프로 구성된 지문 인식 모듈 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 FPCB 보드의 하면의 반대편인 상면에는 압축 패드가 형성되되, 상기 압축 패드는 상기 전극 단자가 형성된 위치의 맞은편에 형성되고, 상기 압축 패드의 면적은 상기 전극단자의 면적보다 크거나 같게 형성된 지문 인식 모듈 제조방법이 제공된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 지문인식 모듈의 두께가 종래보다 얇게 제작됨에 따라 지문인식센서의 감도를 향상시킬 수 있고, 종래보다 공정수를 줄임으로써 공정경비를 절감시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 지문인식 모듈의 제조방법을 나타낸 공정도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 지문인식 모듈 제조방법을 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 지문인식 모듈 제조방법을 나타낸 공정도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 지문인식 모듈을 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 초음파 본딩 공정을 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 플립칩 본딩 공정을 나타낸 예시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 지문인식 모듈 제조방법을 나타낸 순서도, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 지문인식 모듈 제조방법을 나타낸 공정도, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 지문인식 모듈을 나타낸 예시도, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 초음파 본딩 공정을 나타낸 예시도, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 플립칩 본딩 공정을 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들에 따른 지문인식 모듈 제조방법에 관하여 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 지문인식 모듈 제조방법은, 지문 이미지를 통과시키기 위한 윈도우창(143)이 형성된 FPCB 보드(연성인쇄회로기판)(140)의 하부에 지문인식센서(150)를 접합하는 지문인식센서 접합 단계(S110)와, 지문인식을 위한 손가락 접촉면인 보호 플레이트(110)에 UV(ultraviolet)코팅층(120)을 형성시키는 코팅단계(S120)와, 상기 보호 플레이트(110)를 상기 FPCB 보드(140)의 상부에 접합시키는 보호 플레이트 접합 단계(S130)를 포함한다.

이때, 도 6을 참조하면, 상기 지문인식센서(150)와 접하는 FPCB 보드(140)의 하면에는 전극 단자(141)가 형성되고, 상기 FPCB 보드(140)와 접하는 상기 지문인식센서(150)의 상면에는 전극 패드(151)가 형성되어 상기 전극 단자(141)와 대응되도록 상기 전극 패드(151)의 상부로 범프(bump)(152)가 형성된다.

또한, 상기 FPCB 보드(140)에는 지문인식 모듈이 장착되는 기기와 전기적으로 연결되도록 커넥터(미도시)가 구비된다.

그리고 상기 지문인식센서(150)는 상기 FPCB 보드(140)의 윈도우창(143)을 통과한 지문 이미지가 촬상되는 픽셀영역부(미도시)와, 상기 픽셀영역부에서 촬상된 이미지에 대한 전기적 신호를 처리하는 신호처리영역부(미도시)로 이루어진다.

즉, 상기 FPCB 보드(140)의 하부와 접착되는 면인 상기 신호처리영역부에는 다수의 전극 패드(151)가 형성되어 있고, 상기 전극패드(151)에는 상기 전극단자(141)와 대응되는 범프(162)가 형성된다.

상기 범프(152)를 형성하기 위해 상기 지문인식센서(150)의 신호처리영역부에 상기 전극패드(151)를 증착하고 범프(152)를 형성할 부분만 제외하고 포토레지스트(PR)를 도포한다. 즉, 상기 전극패드(151)에 해당하는 부분은 노출되고, 전극패드(151)에 해당하지 않는 부분은 포토레지스트가 덮이게 된다.

상기 범프는 금(Ag), 은(Au) 구리(Cu)또는 전도성 물질로 이루어지며, 스터드형 범프로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전극단자(141)는 상기 범프(152)의 노출된 면적보다 같거나 작게 형성되며, 상기 FPCB 보드(140)와 상기 지문인식센서(150)를 부착할 때 상기 전극단자(141)의 높이를 다른 부위보다 높게 하기위해 상기 FPCB 보드(140)의 상면에는 전극단자(141)가 형성된 맞은편 위치에 압축 패드(142)가 형성된다.

상기 FPCB 보드(140)의 상면에 압축 패드(142)가 형성됨에 따라 상기 FPCB 보드(140)의 평탄도를 개선하여 상기 지문인식센서(150)와 상기 FPCB 보드(140)의 단선 불량을 개선할 수 있다.

한편, 상기 지문인식센서 접합단계(S110)는 지문인식센서(150)와 FPCB 보드(140)를 접합하는 단계에 해당한다.

이 단계에서는 상기 지문인식센서(150)와 FPCB 보드(140) 간의 접합에는 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding), 초음파 본딩 방식 중 하나의 방식이 이용될 수 있다.

이에 따라, 지문인식센서와 PCB 보드 간을 접하는 와이어(Wire)가 제거됨으로써 종래의 지문인식 모듈의 두께(H1)보다 본 발명에 따른 지문인식 모듈의 두께(H2)가 더 얇게 제작되어 지문인식센서의 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래보다 공정수가 줄어들어 공정경비를 절감시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 5를 참조하여 초음파 본딩을 이용한 방법을 설명하기로 한다.

초음파 본딩방식에 의해 직접 본딩 되는 방법은 상기 FPCB 보드(140)의 하부면에 노출된 전극단자(141)와 상기 펌프(152)를 서로 대응시켜 접촉시킨 다음 그 접촉부위에 초음파를 조사하는 초음파 본딩방식에 의해서 전극단자(141)와 금속범프(152)를 전기적으로 접속시킨다.

즉, 진동자(20)에 의해서 횡진동이 발생되고 FPCB 보드(140)와 지문인식센서(150)의 접촉면에 마찰에너지가 발생하며 이로 인해 범프(152)와 전극단자(141)간의 융합이 이루어져 금속결합이 형성되어 전기적으로 연결된다.(미설명 부호 '21'은 초음파 전달 바, '22'는 받침대 이다.)

또한, 도 6을 참조하여 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding)을 이용한 방법을 설명하기로 한다.

상기 FPCB 보드(140)와 상기 지문인식센서(150) 사이에 이방성도전성필름(160)을 삽입한 후 열 압착하여 부착하는 방법은 전기를 통하게 하는 도전성 입자가 균일하게 분산된 상기 이방성도전성필름(160)을 상기 FPCB 보드(140)와 상기 지문인식센서(150) 사이에 삽입한 후 열압착 헤드(ACF tool)에서 제공되는 가압력과 열원에 의해서 부착된다.

한편, 상기 보호 플레이트 코팅 단계(S120)는 상기 보호 플레이트(110)의 하부에 자외선을 차단하는 UV코팅을 실시하여 코팅층(130)을 형성한다.

그리고 상기 보호 플레이트(110)는 지문인식을 위한 손가락 접촉면을 제공하며, 투명 재질로 이루어져 상기 FPCB 보드(140)를 덮는다.

또한, 상기 보호 플레이트(110)에 코팅층(130)을 형성한 후, 상기 보호 플레이트 부착 단계(S130)를 실시하며, 상기 보호플레이트 부착 단계(S130)는 상기 보호 플레이트(110)를 상기 FPCB 보드(140)의 상부에 부착한다.

그리고 상기 보호 플레이트(110)를 상기 FPCB 보드(140)의 상부에 부착하는 방법은 상기 FPCB 보드(140)와 상기 보호 플레이트(110) 사이에 접착제(130)를 삽입한 후 열 압착하여 부착함으로써 지문 인식 모듈(100)이 완성된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 지문 인식 모듈 110 : 보호플레이트
120 : 코팅층 130 : 접착제
140 : FPCB 보드 141 : 전극단자
142 : 압축 패드 143 : 윈도우창
150 : 지문인식센서 151 : 전극패드
152 : 범프(bump) 160 : 이방성도전성필름(ACF)
20 : 와이어 21,22 : 본딩 패드

Claims (5)

1. 지문 인식 모듈 제조방법에 있어서,
   지문 이미지를 통과시키기 위한 윈도우창이 형성된 FPCB 보드의 하부에 지문인식센서를 접합하는 지문인식센서 접합 단계와,
   지문인식을 위한 손가락 접촉면인 보호 플레이트에 UV코팅층을 형성시키는 코팅 단계와,
   상기 보호 플레이트를 상기 FPCB 보드의 상부에 접합시키는 보호 플레이트 접합 단계를 포함하되,
   상기 지문인식센서와 접하는 FPCB 보드의 하면에는 전극 단자가 형성되고, 상기 FPCB 보드와 접하는 상기 지문인식센서의 상면에는 전극 패드가 형성되어 상기 전극 단자와 대응되도록 상기 전극 패드의 상부로 범프가 형성되며,
   상기 지문인식센서 접합 단계에서는,
   상기 FPCB 보드의 하부면에 노출된 전극단자와 상기 범프를 서로 대응시켜 접촉시킨 다음 그 접촉부위에 초음파를 조사하여 진동자에 의해서 횡진동이 발생되고, FPCB 보드와 지문인식센서의 접촉면에 마찰에너지가 발생하며 이로 인해 범프와 전극단자간의 융합이 이루어지는 본딩방식으로 상기 지문인식센서와 상기 FPCB 보드 간을 접합하며,
   상기 FPCB 보드와 상기 지문인식센서를 부착할 때 상기 전극단자의 높이를 다른 부위보다 높게 하기 위해, 상기 FPCB 보드의 상면에는 전극단자가 형성된 맞은편 위치에 압축 패드를 형성하며, 상기 압축 패드의 면적은 상기 전극단자의 면적보다 크거나 같게 형성하는 단계가 부가되며,
   상기 보호 플레이트 접합 단계에서는,
   상기 FPCB 보드와 상기 보호 플레이트 사이에 접착제를 삽입한 후 열 압착하여 상기 FPCB 보드와 상기 보호 플레이트 간을 접합하며,
   상기 FPCB 보드의 전극 단자는 상기 지문인식센서의 범프의 노출된 면적보다 작거나 같게 형성되되, 상기 범프는 금(Ag), 은(Au), 구리(Cu)또는 전도성금속으로 이루어지며, 스터드형 범프로 구성되는 것을 특징으로 하는 지문 인식 모듈 제조방법.
   
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