KR102180122B1 - Optical fingerprint recognition sensor package - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학식 지문인식 센서 패키지에 관한 것으로서, 상기 광학식 지문인식 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 광학식 지문인식 센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 센서 수용부에 상기 광학식 지문인식 센서를 수용하며, 상기 광학식 지문인식 센서와 대향하는 부분에 투광구 및 렌즈 수용부를 구비하고 있는 하우징 구조물, 상기 투광구에 장착되어 광학식 지문인식 센서 위에 위치하는 광학필터, 및 상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 물체 측에서부터 상기 광학 필터 쪽으로 순서대로 배열되어 있는 비구면 렌즈 및 프레넬 렌즈를 포함한다.The present invention relates to an optical fingerprint recognition sensor package, wherein the optical fingerprint recognition sensor package includes a base substrate, an optical fingerprint recognition sensor positioned on the base substrate, and accommodating the optical fingerprint recognition sensor positioned on the base substrate and a sensor receiving unit And, a housing structure having a light transmitting port and a lens receiving part at a portion facing the optical fingerprint recognition sensor, an optical filter mounted on the light transmitting port and positioned above the optical fingerprint recognition sensor, and located in the lens receiving part from the object side And an aspherical lens and a Fresnel lens that are sequentially arranged toward the optical filter.

Description

광학식 지문인식 센서 패키지{OPTICAL FINGERPRINT RECOGNITION SENSOR PACKAGE}Optical fingerprint recognition sensor package {OPTICAL FINGERPRINT RECOGNITION SENSOR PACKAGE}

본 발명은 광학식 지문인식 센서 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fingerprint recognition sensor package.

지문 센서 패키지 또는 지문 인식 센서 패키지는 사용자의 지문을 감지하는 광학식 지문인식 센서 패키지로서, 스마트폰(smart phone)이나 웨어러블 기기(wearable device) 등과 같은 휴대용 기기나 출입문 등의 보안 장비로 이용되고 있다.A fingerprint sensor package or a fingerprint recognition sensor package is an optical fingerprint recognition sensor package that detects a user's fingerprint, and is used as a portable device such as a smart phone or a wearable device, or a security device such as an entrance door.

현재 이용되고 있는 광학식 지문인식 센서 패키지와 같은 광학식 센서 패키지는 빛을 이용하는 광학적 측정 방식을 이용하여 지문의 감지 기능을 수행한다.An optical sensor package, such as an optical fingerprint recognition sensor package that is currently used, performs a fingerprint detection function using an optical measurement method using light.

광학적 측정 방식을 이용한 지문 센서 패키지인 광학식 지문인식 센서 패키지의 경우, 지문의 융선(ridge)과 융선 사이의 골(valley)에 의해 반사된 빛을 이미지 센서(image sensor)와 같은 광학식 지문인식 센서로 감지하는 원리로서, 광학식 지문인식 센서를 통해 해당 지문에 대한 지문 영상이 획득된다. In the case of the optical fingerprint sensor package, which is a fingerprint sensor package using an optical measurement method, light reflected by the ridges of the fingerprint and the valleys between the ridges is converted to an optical fingerprint sensor such as an image sensor. As a sensing principle, a fingerprint image of the fingerprint is acquired through an optical fingerprint recognition sensor.

이와 같은 광학식 지문인식 센서 패키지는 휴대용 기기에 적용하기 위해서는 광학식 지문인식 센서 패키지의 크기 감소와 함께 지문 인식의 성능을 향상시킬 필요가 있다. In order to apply such an optical fingerprint recognition sensor package to a portable device, it is necessary to reduce the size of the optical fingerprint recognition sensor package and improve the performance of fingerprint recognition.

대한민국 공개특허 제10-2018-0005588호(공개일자: 2018년 01월 16일, 발명의 명칭: 디스플레이 패널의 광원들을 이용한 지문 센서, 지문 센서 패키지 및 지문 센싱 시스템)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0005588 (published date: January 16, 2018, title of invention: fingerprint sensor, fingerprint sensor package, and fingerprint sensing system using light sources of a display panel) 대한민국 공개특허 제10-2017-0124112호(공개일자 2017년 11월 09일, 발명의 명칭 광 감지 능력을 가지는 다기능 지문 센서)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0124112 (published on November 09, 2017, the name of the invention, a multifunctional fingerprint sensor with light detection capability)

본 발명이 해결하려는 과제는 광학식 지문인식 센서 패키지의 크기를 줄이기 위한 것이다. The problem to be solved by the present invention is to reduce the size of an optical fingerprint recognition sensor package.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 광학식 지문인식 센서 패키지의 성능을 향상시키기 위한 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to improve the performance of an optical fingerprint recognition sensor package.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광학식 지문인식 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 광학식 지문인식 센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 센서 수용부에 상기 광학식 지문인식 센서를 수용하며, 상기 광학식 지문인식 센서와 대향하는 부분에 투광구 및 렌즈 수용부를 구비하고 있는 하우징 구조물, 상기 투광구에 장착되어 광학식 지문인식 센서 위에 위치하는 광학필터, 및 상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 물체 측에서부터 상기 광학 필터 쪽으로 순서대로 배열되어 있는 비구면 렌즈 및 프레넬 렌즈를 포함한다. The optical fingerprint recognition sensor package of the present invention for solving the above problems includes a base substrate, an optical fingerprint recognition sensor positioned on the base substrate, and accommodating the optical fingerprint recognition sensor positioned on the base substrate and in a sensor receiving unit, and the optical fingerprint recognition sensor package A housing structure having a light transmitting port and a lens receiving unit at a portion facing the fingerprint recognition sensor, an optical filter mounted on the light transmitting port and positioned above the optical fingerprint recognition sensor, and located in the lens receiving unit from the object side toward the optical filter It includes an aspherical lens and a Fresnel lens arranged in order.

상기 프레넬 렌즈는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 방식으로 제조될 수 있다. The Fresnel lens may be manufactured by nano imprint lithography.

상기 프레넬 렌즈는 합성수지재 필름으로 이루어질 수 있다.The Fresnel lens may be made of a synthetic resin film.

상기 특징에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지는 상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 상기 비구면 렌즈를 수용하는 경통을 더 포함할 수 있다. The optical fingerprint recognition sensor package according to the above features may further include a barrel disposed in the lens receiving portion and receiving the aspherical lens.

상기 경통은 상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부, 및 상기 측면부에 연결되어 있는 상단부를 포함할 수 있고, 상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치하고, 상기 프레넬 렌즈는 간격재를 사이에 두고 상기 비구면 렌즈의 하부에 위치할 수 있다. The barrel may include a side portion positioned on the housing structure, and an upper end portion connected to the side portion, wherein the aspherical lens is positioned on a lower surface of the upper portion, and the Fresnel lens is the aspherical lens with a spacer interposed therebetween. It can be located at the bottom of.

상기 비구면 렌즈의 지름과 상기 프레넬 렌즈의 지름은 동일할 수 있다. The diameter of the aspherical lens and the diameter of the Fresnel lens may be the same.

상기 경통은 상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부 및 상기 측면부에 연결되어 있는 상단부를 포함하고, 상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치할 수 있으며, 상기 프레넬 렌즈는 상기 광학 필터의 상면에 위치할 수 있다. The barrel includes a side portion positioned on the housing structure and an upper end portion connected to the side portion, the aspherical lens may be positioned on a lower surface of the upper portion, and the Fresnel lens may be positioned on an upper surface of the optical filter. have.

상기 광학 필터는 상기 투광구를 덮어 막도록 상기 하우징 구조물에 위치할 수 있다. The optical filter may be positioned on the housing structure to cover and block the light transmitting hole.

상기 프레넬 렌즈는 상기 투광구 내에 위치할 수 있다. The Fresnel lens may be located in the light transmitting hole.

상기 프레넬 렌즈의 지름은 상기 비구면 렌즈의 지름보다 작을 수 있다. The diameter of the Fresnel lens may be smaller than the diameter of the aspherical lens.

상기 경통의 상단부는 가운에 부분에 상기 비구면 렌즈를 노출하는 투광구를 구비할 수 있다. The upper end portion of the barrel may include a light transmitting hole for exposing the aspherical lens to a portion on the gown.

상기 경통의 투광구는 상기 하우징 구조물의 투광구보다 클 수 있다. The light transmitting port of the barrel may be larger than the light transmitting port of the housing structure.

상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판에 위치하는 제1 측면부, 상기 제1 측면부에 연결되어 있고 상기 하우징 구조물의 투광구를 구비하는 상단부, 및 상기 상단부에 위치하고 상기 상단부에 위치하는 상기 경통의 측면부와 체결되어 있는 제2 측면부를 포함할 수 있다.The housing structure is fastened with a first side portion positioned on the base substrate, an upper end portion connected to the first side portion and having a light transmitting hole of the housing structure, and a side portion of the barrel positioned at the upper end portion and positioned at the upper end portion. It may include a second side portion.

상기 간격재는 검은색의 플라스틱 수지재, 금속재 및 부착형 테이프 중 하나로 이루어질 수 있다.The spacer may be made of one of a black plastic resin material, a metal material, and an adhesive tape.

상기 광학 필터는 상기 광학식 지문인식 센서 위에 바로 위치할 수 있다. The optical filter may be positioned directly on the optical fingerprint recognition sensor.

이러한 본 발명의 특징에 따르면, 프레넬 렌즈를 이용하여 광학식 지문인식 센서로 입사되는 빛의 집광 및 초점이 조절되므로, 손실되는 광량을 최소화할 수 있고, 기존의 볼록렌즈 대비 뛰어난 초점 조절 기능이 획득되며, 수차 보정을 위한 렌즈의 매수가 크게 줄어들어 광학식 지문인식 센서 패키지의 길이와 크기가 크게 감소한다.According to such a feature of the present invention, since the condensation and focus of light incident on the optical fingerprint recognition sensor are controlled using a Fresnel lens, the amount of light lost can be minimized, and an excellent focus control function is obtained compared to the conventional convex lens. In addition, the number of lenses for correcting aberration is greatly reduced, so that the length and size of the optical fingerprint recognition sensor package are greatly reduced.

또한, 비구면 렌즈를 추가로 구비하여 프레넬 렌즈의 초점 기능을 보강하므로, 광학식 지문인식 센서에 의해 획득되는 영상의 선명도가 증가하여 광학식 지문인식 센서 패키지에 대한 동작의 신뢰성이 크게 향상된다.In addition, since an aspherical lens is additionally provided to reinforce the focus function of the Fresnel lens, the sharpness of the image acquired by the optical fingerprint recognition sensor is increased, and the reliability of the operation of the optical fingerprint recognition sensor package is greatly improved.

이에 더하여 프레넬 렌즈가 나노 임프린트 리소그래피 방식에 의해 제작되므로, 제조 비용과 제조 시간이 크게 줄어든다In addition, since the Fresnel lens is manufactured by nanoimprint lithography, manufacturing cost and manufacturing time are greatly reduced.

프레넬 렌즈가 간격재 하면에 위치할 경우, 프레넬 렌즈의 장착이 용이하다.When the Fresnel lens is located on the lower surface of the spacer, it is easy to mount the Fresnel lens.

또한, 프레넬 렌즈가 하우징 구조물의 투광구 내에 위치할 경우, 프레넬 렌즈의 크기와 무게가 크게 줄어들어, 프레넬 렌즈의 제조 비용이 크게 절감되며 광학식 지문인식 센서 패키지의 무게 역시 감소한다.In addition, when the Fresnel lens is located in the light transmitting hole of the housing structure, the size and weight of the Fresnel lens are greatly reduced, thus greatly reducing the manufacturing cost of the Fresnel lens and the weight of the optical fingerprint recognition sensor package.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an optical fingerprint recognition sensor package according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an optical fingerprint recognition sensor package according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an optical fingerprint recognition sensor package according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that adding a detailed description of a technology or configuration already known in the relevant field may make the subject matter of the present invention unclear, some of these will be omitted from the detailed description. In addition, terms used in the present specification are terms used to appropriately express embodiments of the present invention, and these may vary according to related people or customs in the field. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for reference only to specific embodiments and is not intended to limit the invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used in the specification, the meaning of'comprising' specifies a specific characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, action, element, component and/or group It does not exclude the existence or addition of

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, an optical fingerprint recognition sensor package according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지(1)를 설명한다. First, referring to FIG. 1, an optical fingerprint recognition sensor package 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1에 도시한 것처럼, 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1)는 베이스 기판(base plate)(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 광학식 지문인식 센서(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 하우징 구조물(30), 하우징 구조물(30)에 위치하는 광학 필터(40), 하우징 구조물(30)과 체결되어 있는 경통(barrel)(50), 그리고 경통(50) 내에 위치하는 렌즈부(60)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the optical fingerprint recognition sensor package 1 of the present example includes a base plate 10, an optical fingerprint recognition sensor 20 positioned on the base substrate 10, and a base substrate 10. The housing structure 30 positioned, the optical filter 40 positioned on the housing structure 30, the barrel 50 fastened to the housing structure 30, and a lens unit positioned in the barrel 50 ( 60).

베이스 기판(10)은 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 바닥면을 이루는 부분일 수 있고, 인쇄회로기판(PCB), 세라믹 기판 및 양극 산화층 중 적어도 하나를 가지는 금속 기판 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The base substrate 10 may be a portion constituting the bottom surface of the optical fingerprint recognition sensor package 1 of the present example, and may be a printed circuit board (PCB), a ceramic substrate, a metal substrate having at least one of an anodized layer, etc. It is not limited.

이러한 베이스 기판(10)은 그 위에 실장되어 있는 전기전자 소자와 집적 회로 등의 전기적 및 물리적인 연결을 위해 절연층, 신호선 등을 위한 도체 패턴 및 패드(pad) 등을 구비할 수 있다.The base substrate 10 may include an insulating layer, a conductor pattern for signal lines, and a pad for electrical and physical connection between an electric and electronic device mounted thereon and an integrated circuit.

예를 들어, 베이스 기판(10)의 상면에는 적어도 하나의 패드가 마련되어 광학식 지문인식 센서(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 베이스 기판(10)의 하면 즉, 광학식 지문인식 센서(20)가 실장되어 있는 상면의 반대편에서 위치하여 상면과 마주보고 있는 면에는 적어도 하나의 패드(미도시)가 마련되어 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1)에 전기 신호를 전달하거나 전력을 공급할 수 있다. For example, at least one pad may be provided on an upper surface of the base substrate 10 to be electrically connected to the optical fingerprint recognition sensor 30. In addition, at least one pad (not shown) is provided on the lower surface of the base substrate 10, that is, on the surface opposite to the upper surface on which the optical fingerprint recognition sensor 20 is mounted and facing the upper surface. It is possible to transmit an electric signal or supply power to the sensor package 1.

이러한 베이스 기판(10)의 패드는 전자부품, 반도체소자, 각종 수동소자 또는 리드 프레임(lead frame) 등과 다양한 방식으로 결합될 수 있다.The pads of the base substrate 10 may be combined with electronic components, semiconductor devices, various passive devices, or lead frames in various ways.

베이스 기판(10)의 상면에는 실장 영역이 마련되어 있고, 이 실장 영역에 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하게 된다. 베이스 기판(10)의 상면에 위치한 패드는 실장 영역이나 실장 영역 주변에 위치하여 실장 영역에 위치하고 있는 광학식 지문인식 센서(20)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.A mounting area is provided on the upper surface of the base substrate 10, and an optical fingerprint recognition sensor 20 is positioned in the mounting area. The pad located on the upper surface of the base substrate 10 is located in the mounting area or around the mounting area and is electrically and physically connected to the optical fingerprint recognition sensor 20 located in the mounting area.

이러한 광학식 지문인식 센서(20)는 수광면(21)을 포함하는 전자부품으로서, 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)은 외부에서 광학식 지문인식 센서(20)로 조사되는 빛을 감지하고 감지된 빛에 따라 해당 상태의 전기신호로 생성하여 출력한다. This optical fingerprint recognition sensor 20 is an electronic component including a light-receiving surface 21, and the light-receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20 senses light irradiated by the optical fingerprint recognition sensor 20 from the outside. And, according to the sensed light, it generates and outputs an electric signal in a corresponding state.

광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)에는 복수의 수광소자가 집적되어 있을 수 있다. A plurality of light receiving elements may be integrated on the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

본 예에서, 광학식 지문인식 센서(20)은 이미지 센서(image sensor)일 수 있고, 이런 경우, 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)은 이미지 센서(image sensor)의 액티브 영역(active area)에 해당될 수 있다. In this example, the optical fingerprint recognition sensor 20 may be an image sensor. In this case, the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20 is an active area of the image sensor. area).

광학식 지문인식 센서(20)는 베이스 기판(10)과 결합되는 면을 하면으로 정의하면, 수광면(21)은 하면의 반대편에 위치하고 있는 광학식 지문인식 센서(20)의 상면 중 적어도 일부에 위치한다. 따라서, 수광면(21)은 주로 자신의 상부로부터 조사되는 빛을 감지한다.When the surface of the optical fingerprint recognition sensor 20 is defined as the lower surface of the base substrate 10, the light-receiving surface 21 is located on at least a part of the upper surface of the optical fingerprint recognition sensor 20 located opposite the lower surface. . Therefore, the light-receiving surface 21 mainly detects light irradiated from its upper part.

수광면(21)은 미리 정해진 빛의 파장 대역에 가장 적합하게 동작하도록 정해져 있을 수 있다. The light-receiving surface 21 may be determined to operate most appropriately in a predetermined wavelength band of light.

하지만, 대안적인 예에서, 수광면(21)은 미리 정해진 파장 대역의 빛만을 감지하지 않고, 정해진 파장대역 이외의 빛도 감지할 수 있다.However, in an alternative example, the light-receiving surface 21 does not detect only light of a predetermined wavelength band, but may also detect light other than the predetermined wavelength band.

이러한 광학식 지문인식 센서(20)는 와이어 본딩, BGA(ball grid array), LGA(land grid array), PID, DIP(dual in-line package) 등과 같은 다양한 방식으로 베이스 기판(10)과 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.The optical fingerprint recognition sensor 20 is electrically and physically connected to the base substrate 10 in various ways such as wire bonding, ball grid array (BGA), land grid array (LGA), PID, dual in-line package (DIP), etc. Can be connected to.

하우징 구조물(30)은 베이스 기판(10)의 상면에 위치하고, 내부에 광학식 지문인식 센서(20)를 완전히 수용하는 빈 공간 즉, 센서 수용부(S11)과 렌즈부(60)를 수용하는 렌즈 수용부(S13)를 구비하고 있다.The housing structure 30 is located on the upper surface of the base substrate 10, and is an empty space that completely accommodates the optical fingerprint recognition sensor 20, that is, a lens accommodating the sensor receiving unit S11 and the lens unit 60 It has a part S13.

따라서, 하우징 구조물(30)의 센서 수용부(S11) 내에 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하여 외부 충격이나 불순물 등으로부터 보호된다. Accordingly, the optical fingerprint recognition sensor 20 is positioned in the sensor receiving portion S11 of the housing structure 30 to be protected from external impacts or impurities.

이러한 하우징 구조물(30)은, 하나의 예로서, 플라스틱 수지재로 이루어진 사출물일 수 있다. The housing structure 30 may be, as an example, an injection product made of a plastic resin material.

이러한 하우징 구조물(30)은, 도 1에 도시한 것처럼, 내부에 센서 수용부(S11)가 형성되도록 정해진 높이로 베이스 기판(10)에 위치한다.As shown in FIG. 1, the housing structure 30 is positioned on the base substrate 10 at a predetermined height so that the sensor accommodating portion S11 is formed therein.

따라서, 하우징 구조물(30)은 베이스 기판(10)의 상면과 접해 있고 정해진 높이를 갖는 제1 측면부(31), 제1 측면부(31)와 연결되어 있는 상단부(32), 그리고 상단부(32)에 위치하는 제2 측면부(33)를 구비한다.Accordingly, the housing structure 30 is in contact with the upper surface of the base substrate 10 and has a predetermined height, the upper end 32 connected to the first side part 31, and the upper end 32. It has a second side portion 33 located.

이때, 이들 제1 및 제2 측면부(31, 33) 및 상단부(32)는 모두 동일한 재료로 이루어질 수 있거나 두 개 이상의 다른 재료로 이루어질 수 있다.In this case, the first and second side portions 31 and 33 and the upper end 32 may all be made of the same material or two or more different materials.

제1 측면부(31)는 베이스 기판(10)의 상면과 접해 있고, 패키지 와이어(22) 등을 통해 베이스 기판(10)과 연결되어 있는 광학식 지문인식 센서(20)를 완전히 에워싸는 베이스 기판(10)의 위치에 위치한다.The first side portion 31 is in contact with the upper surface of the base substrate 10 and completely encloses the optical fingerprint recognition sensor 20 connected to the base substrate 10 through a package wire 22 or the like. It is located in the location of.

이때, 제1 측면부(31)는 광학식 지문인식 센서(20)뿐만 아니라 와이어(22)와 연결되어 있는 베이스 기판(10)의 패드(미도시) 등도 완전히 에워싸게 베이스 기판(10)에 위치한다.At this time, the first side portion 31 is positioned on the base substrate 10 so as to completely enclose not only the optical fingerprint recognition sensor 20 but also a pad (not shown) of the base substrate 10 connected to the wire 22.

이러한 제1 측면부(31)는 베이스 기판(10) 쪽에서부터 위쪽 방향[즉, 광학 필터(40)의 방향]으로 베이스 기판(10)과 수직하게 정해진 길이(즉, 높이)만큼 연장되어 있다.The first side portion 31 extends from the base substrate 10 side in an upward direction (ie, the direction of the optical filter 40) by a predetermined length (ie, height) perpendicular to the base substrate 10.

따라서 제1 측면부(31)의 높이에 따라 제1 측면부(31)에 의해 에워싸여진 센서 수용부(S11)의 높이가 정해진다.Accordingly, the height of the sensor receiving portion S11 surrounded by the first side portion 31 is determined according to the height of the first side portion 31.

이때, 제1 측면부(31)의 높이는 하우징 구조물(30)의 상단부(32)의 하면이 그 하부에 위치한 광학식 지문인식 센서(20)나 와이어(22) 등과 같이 해당 센서 수용부(S11) 내에 위치한 구성요소와 직접 접촉되지 않도록 센서 수용부(S11)의 높이가 확보될 수 있는 높이이면 좋다.At this time, the height of the first side portion 31 is located in the sensor receiving portion (S11), such as the optical fingerprint recognition sensor 20 or wire 22, the lower surface of the upper portion 32 of the housing structure 30 is located below it. The height of the sensor accommodating part S11 may be secured so as not to directly contact the components.

하우징 구조물(30)의 상단부(32)는 제1 측면부(31)와 끊김 없이 연결되어 있고, 베이스 기판(10)과 평행하게 내부 쪽[즉, 광학식 지문인식 센서(20) 쪽]으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.The upper end portion 32 of the housing structure 30 is seamlessly connected to the first side portion 31, and is parallel to the base substrate 10 by a length determined by the inner side (that is, toward the optical fingerprint recognition sensor 20). It is extended.

이로 인해, 베이스 기판(10), 제1 측면부(31) 및 상단부(32)에 의해 에워싸여져 있고 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하는 센서 수용부(S11)가 형성되고, 광학 필터(40), 상단부(32) 및 제2 측면부(33)에 의해 에워싸여 있고 렌즈부(60)가 위치하는 렌즈 수용부(S13)가 형성된다.Due to this, a sensor receiving portion S11, which is surrounded by the base substrate 10, the first side portion 31 and the upper portion 32, and in which the optical fingerprint recognition sensor 20 is located, is formed, and the optical filter 40 , The lens receiving portion S13, which is surrounded by the upper end 32 and the second side portion 33 and in which the lens unit 60 is located, is formed.

이때, 상단부(32)는 센서 수용부(S11) 내에 위치한 광학식 지문인식 센서(20)의 일부만을 덮고 있으므로, 하우징 구조물(30)의 상단부(33)에는 개구인 투광구(예, 제1 투광구)(331)가 위치하여 광학식 지문인식 센서(20)가 외부로 노출된다. At this time, the upper part 32 covers only a part of the optical fingerprint recognition sensor 20 located in the sensor receiving part S11, so the upper part 33 of the housing structure 30 has a light transmitting hole that is an opening (e.g., the first light transmitting hole). ) 331 is positioned so that the optical fingerprint recognition sensor 20 is exposed to the outside.

따라서, 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 외부에서 광학식 지문인식 센서 패키지(1) 내부로 유입되는 빛은 투광구(331)를 통해 센서 수용부(S11) 내에 위치한 광학식 지문인식 센서(20) 쪽으로 유입된다.Accordingly, light entering the optical fingerprint recognition sensor package 1 from the outside of the optical fingerprint recognition sensor package 1 is directed toward the optical fingerprint recognition sensor 20 located in the sensor receiving part S11 through the light transmitting port 331. Flow in.

따라서, 투광구(331)는 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)과 대향하는 부분에 형성되는 것이 좋고, 또한, 수광면(21)보다 큰 면적으로 형성되어 투광구(331)를 통해 수광면(21)의 평면 전체가 노출되어, 수광면(21) 전체로 입사되는 빛을 수광하도록 한다.Therefore, the light transmitting port 331 is preferably formed on a portion facing the light-receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20, and is formed to have a larger area than the light-receiving surface 21 to form the light transmitting port 331 Through this, the entire plane of the light-receiving surface 21 is exposed, so that light incident on the entire light-receiving surface 21 is received.

제2 측면부(33)는 상단부(32) 위에 경통(50)의 측면을 에워싸도록 베이스 기판(10)과 수직한 방향으로 정해진 높이만큼 돌출되어 있다.The second side portion 33 protrudes on the upper end portion 32 by a predetermined height in a direction perpendicular to the base substrate 10 so as to surround the side surface of the barrel 50.

이때, 제2 측면부(33)의 돌출 높이는 경통(50)의 측면 높이에 따라 정해지고, 경통(50)의 측면 높이와 동일하거나 작을 수 있다. At this time, the protruding height of the second side portion 33 is determined according to the side height of the barrel 50, and may be equal to or smaller than the side height of the barrel 50.

따라서, 경통(50)은 렌즈 수용부(S13) 내에 적어도 일부가 위치한다.Accordingly, at least a part of the barrel 50 is located in the lens receiving portion S13.

광학 필터(40)는 하우징 구조물(30)의 투광구(331)에 인접하게 위치하고 있는 하우징 구조물 상단부(32)의 내측 가장자리 하면에 장착되어 투광구(331)를 덮어 막도록 위치하며, 이로 인해, 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21) 위에 이격되게 위치한다.The optical filter 40 is mounted on the lower surface of the inner edge of the upper portion 32 of the housing structure located adjacent to the light transmitting port 331 of the housing structure 30 and is positioned to cover the light transmitting port 331 and thus, It is positioned to be spaced apart on the light-receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

이러한 광학 필터(40)는 빛을 파장 대역에 따라 선택적으로 원하는 파장 대역의 빛을 통과시키거나 차단시키는 필터이다. 본 예의 경우, 광학 필터(40)는 적외선 대역의 빛을 선택적으로 차단시키는 적외선 차단 필터일 수 있다. The optical filter 40 is a filter that selectively passes or blocks light of a desired wavelength band according to the wavelength band. In this example, the optical filter 40 may be an infrared cut filter that selectively blocks light in an infrared band.

광학 필터(40)는, 이미 기술한 것처럼, 수광면(21)을 노출하고 있는 하우징 구조물(30)의 투광구(331)에 위치하므로, 광학 필터(40)를 통과한 빛은 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)에 조사된다.The optical filter 40, as already described, is located in the light transmitting port 331 of the housing structure 30 exposing the light receiving surface 21, so that the light passing through the optical filter 40 is an optical fingerprint recognition sensor. The light-receiving surface 21 of (20) is irradiated.

도 1에서, 광학 필터(40)는 접착제나 몰딩제를 이용하여 상단부(32)의 하면에 장착되지만, 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 상단부(33)의 상면이나 측면 등에 장착될 수 있다.In FIG. 1, the optical filter 40 is mounted on the lower surface of the upper end 32 using an adhesive or a molding agent, but is not limited thereto and may be mounted on the upper surface or the side of the upper end 33 in various ways.

이와 같이, 광학 필터(40)의 장착에 의해 개방 상태의 투광구(331)는 광학 필터(40)로 덮여 막히게 되어, 광학식 지문인식 센서(20)는 베이스 기판(10), 하우징 구조물(30) 및 광학 필터(40)에 의해 완전히 밀폐된 센서 수용부(S11) 내에 위치하고, 광학 필터(40)를 통과한 빛이 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)으로 입사된다.In this way, by mounting the optical filter 40, the light transmitting hole 331 in the open state is covered with the optical filter 40 and is clogged, so that the optical fingerprint recognition sensor 20 includes the base substrate 10 and the housing structure 30. And located in the sensor receiving portion (S11) completely sealed by the optical filter 40, the light passing through the optical filter 40 is incident on the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

따라서, 광학 필터(40)를 통과한 빛 이외에 다른 곳으로부터 유입된 외부 광이 광학식 지문인식 센서(20)로 유입되는 것이 방지되므로, 광학식 지문인식 센서(20)로 유입되는 노이즈성 빛이 차단되어 광학식 지문인식 센서(20)의 신뢰성이 향상된다.Therefore, since external light introduced from other places other than the light passing through the optical filter 40 is prevented from entering the optical fingerprint recognition sensor 20, noisy light entering the optical fingerprint recognition sensor 20 is blocked. The reliability of the optical fingerprint recognition sensor 20 is improved.

또한, 밀폐된 센서 수용부(S11) 내에 광학식 지문인식 센서(20)가 위치하므로, 먼지나 수분 등과 같은 불순물로부터 광학식 지문인식 센서(20)가 보호된다.In addition, since the optical fingerprint recognition sensor 20 is located in the sealed sensor accommodating portion S11, the optical fingerprint recognition sensor 20 is protected from impurities such as dust or moisture.

제2 측면부(33)에 에워싸여진 렌즈 수용부(S13) 내에 위치하는 경통(50)은 내부에 렌즈부(60)를 내장하고 있고 내장된 렌즈부(60)를 외부 충격과 이물질로부터 보호한다.The lens barrel 50 located in the lens receiving portion S13 surrounded by the second side portion 33 has a lens portion 60 inside and protects the built-in lens portion 60 from external impacts and foreign matter.

이러한 경통(50)은, 렌즈부(60)를 완전히 에워싸기 위해, 하우징 구조물(30)의 상단부(32)의 상면에 접하게 위치하는 측면부(51)와 측면부(51)에 끊김 없이 연결되어 있는 상단부(52)를 구비한다.This barrel 50, in order to completely enclose the lens unit 60, the upper end portion connected seamlessly to the side portion 51 and the side portion 51 located in contact with the upper surface of the upper end 32 of the housing structure 30 It has (52).

경통(50)의 측면부(51)의 높이 즉, 베이스 기판(10)과 수직한 방향으로 돌출되어 있는 돌출 높이는 내부에 내장되어 있는 렌즈부(60)의 완전히 수용할 수 있는 정도이면 된다.The height of the side portion 51 of the barrel 50, that is, the height of the protrusion protruding in a direction perpendicular to the base substrate 10 may be sufficient to fully accommodate the lens portion 60 built therein.

경통(50)의 측면부 외측면, 즉 하우징 구조물(30)와 인접한 측면은 나사산과 나사홈이 형성되어 있고, 이에 접하고 있는 하우징 구조물(30)의 제2 측면부(33)의 내측면 역시 나사홈과 나사산을 구비하고 있다.The outer side surface of the side surface of the barrel 50, that is, the side adjacent to the housing structure 30 has a thread and a screw groove formed therein, and the inner surface of the second side portion 33 of the housing structure 30 in contact therewith is also It has a thread.

따라서 경통(50)은 하우징 구조물(30)의 제2 측면부(33)의 내측면과 나사 결합되어 있다.Accordingly, the barrel 50 is screwed with the inner surface of the second side portion 33 of the housing structure 30.

경통(50)의 상단부(52)는 하우징 구조물(30)의 상단부(32)와 평행하게 위치하며 가운데 부분에 투광구(예, 제2 투광구)(521)를 구비한다.The upper end 52 of the barrel 50 is positioned parallel to the upper end 32 of the housing structure 30 and includes a light transmitting port (eg, a second light transmitting port) 521 in the center.

경통(50)의 투광구(521)의 지름은 하우징 구조물(30)의 투광구(331)의 지름보다 커 광학식 지문인식 센서(20) 쪽으로 입사되는 빛의 손실을 방지하는 것이 좋다.The diameter of the light transmitting port 521 of the barrel 50 is greater than the diameter of the light transmitting port 331 of the housing structure 30 so that loss of light incident toward the optical fingerprint recognition sensor 20 is preferably prevented.

도 1에 도시한 것처럼, 경통(50)의 측면부(51)의 상단과 이에 연결되어 있는 상단부(52)의 외측 가장자리부는 모따기 구조를 갖고 있다. 따라서, 외부로 돌출되는 경통(50)의 부분이 감소되므로, 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 설계의 여유도가 증가한다. 하지만, 이러한 모따기 구조는 생략될 수 있다.As shown in FIG. 1, the upper end of the side surface 51 of the barrel 50 and the outer edge of the upper end 52 connected thereto have a chamfer structure. Accordingly, since the portion of the barrel 50 protruding to the outside is reduced, the margin of design of the optical fingerprint recognition sensor package 1 is increased. However, this chamfer structure can be omitted.

렌즈부(60)는 하우징 구조물(30)의 상단부(32), 경통(50)의 측면부(51) 및 상단부(52)에 의해 에워싸여진 내부 공간(S13) 내에 위치하고 있다.The lens unit 60 is located in an inner space S13 surrounded by the upper end 32 of the housing structure 30, the side surface 51 and the upper end 52 of the barrel 50.

즉, 렌즈부(60)는, 도 1에 도시한 것처럼, 경통(50)의 상단부(52)의 하면[즉, 내부 공간(S13)과 접해 있는 면]에 차례대로 위치하는 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(Fresnel lens)(62), 그리고 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62) 사이에 위치하는 간격재(63)를 구비한다. That is, the lens unit 60, as shown in Fig. 1, the aspherical lens 61 sequentially positioned on the lower surface of the upper end 52 of the barrel 50 (that is, the surface in contact with the inner space S13) And a Fresnel lens 62, and a spacer 63 positioned between the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62.

이와 같이, 본 예의 렌즈부(60)의 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62)는 경통(50)의 상단부(52)와 광학 필터(40) 사이에 간격재(63)를 사이에 두고 순서대로 위치하여, 물체측에서부터 광학 필터(40) 쪽으로 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62)가 순서대로 배열된다. As such, the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 of the lens unit 60 of the present example have a spacer 63 between the upper end 52 of the barrel 50 and the optical filter 40. Positioned in order, the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 are arranged in order from the object side toward the optical filter 40.

물체 측에 인접하게 위치하고 있는 비구면 렌즈(61)는 경통(50)의 상단부(52)의 하면에 접하게 위치하며, 필요에 따라 접착제 등을 이용하여 경통(50)의 상단부(52) 하면과 접착될 수 있다. The aspherical lens 61 located adjacent to the object side is located in contact with the lower surface of the upper end 52 of the barrel 50, and can be adhered to the lower surface of the upper end 52 of the barrel 50 using an adhesive or the like as needed. I can.

본 예에서, 비구면 렌즈(61)는 경통(50)의 상단부(52)에 형성된 투광구(521)를 통해 입사되는 평행 광선을 하나의 점, 즉 초점으로 수렴하도록 하는 집광 및 초점 조절용 렌즈로 기능한다.In this example, the aspherical lens 61 functions as a condensing and focusing lens for converging parallel rays incident through the light transmitting hole 521 formed on the upper end 52 of the barrel 50 to one point, that is, a focus. do.

이러한 비구면 렌즈(61)의 후단에 위치하는 프레넬 렌즈(62)는 접착제 등을 통해 인접한 경통(50)의 내측면에 부착되어 있다. 따라서, 이미 기술한 것처럼, 본 예의 프레넬 렌즈(62)는 간격재(63)의 두께만큼 비구면 렌즈(61)와 이격되어 있다.The Fresnel lens 62 positioned at the rear end of the aspherical lens 61 is attached to the inner surface of the adjacent barrel 50 through an adhesive or the like. Therefore, as already described, the Fresnel lens 62 of this example is spaced apart from the aspherical lens 61 by the thickness of the spacer 63.

이러한 프레넬 렌즈(62)는 집광 렌즈의 하나로서, 다수 개의 띠 모양으로 나누어 각 띠에 프리즘 작용을 가지게 하여 수차(收差)를 작게 함으로써, 볼록 렌즈처럼 빛을 모아주는 역할을 하면서도 두께를 줄인 렌즈이다.As one of the condensing lenses, the Fresnel lens 62 is divided into a plurality of strips to have a prism action on each strip to reduce aberration, thereby converging light like a convex lens, while reducing the thickness. to be.

또한, 빛을 한 곳에 모으기 위해서는 굴절률의 차이를 줄여야 하는데, 이를 위해, 프레넬 렌즈(62)는 가운데 부분의 표면에 수많은 홈 형태로 형성된 프레넬 패턴을 구비하여, 이 프레넬 패턴에 따라 굴절률이 조절되도록 하여 빛을 원하는 곳에 집중시킨다. In addition, in order to collect light in one place, it is necessary to reduce the difference in refractive index. To this end, the Fresnel lens 62 has a Fresnel pattern formed in a number of grooves on the surface of the center part, and the refractive index is changed according to the Fresnel pattern. So that the light is focused wherever you want it.

따라서, 비구면 렌즈(61)를 통과한 빛은 프레넬 렌즈(62)에 의해 수차가 보정되어 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21) 쪽으로 정확히 빛의 수광이 이루어지도록 한다.Therefore, the light passing through the aspherical lens 61 is corrected for aberration by the Fresnel lens 62 so that the light is accurately received toward the light receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20.

도 1에서, 프레넬 렌즈(62)는 상부면과 하부면 모두에 프레넬 패턴을 구비하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 상부면과 하부면 중 하나에만 프레넬 패턴이 형성될 수 있다. 이 경우, 프레넬 렌즈(62)의 제작 시간이 단축될 수 있다.In FIG. 1, the Fresnel lens 62 includes a Fresnel pattern on both an upper surface and a lower surface, but the present invention is not limited thereto, and a Fresnel pattern may be formed only on one of the upper and lower surfaces. In this case, the manufacturing time of the Fresnel lens 62 may be shortened.

간격재(63)는 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62) 사이에서 경통(50)의 내측면에 접하거나 인접하게 위치하고 자신의 두께를 이용하여 물체 측에서부터 나란히 위치한 두 렌즈(61, 62) 사이의 간격을 조정하는 기능을 수행한다. 또한, 간격재(63)는 추가적으로 프레넬 렌즈(62) 쪽으로 빛이 유입되는 것을 차단하여 불필요한 빛의 유입을 방지한다.The spacer 63 is placed in contact with or adjacent to the inner surface of the barrel 50 between the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 and is positioned side by side from the object side using its own thickness. ) It performs the function of adjusting the interval between. In addition, the spacer 63 additionally blocks the inflow of light toward the Fresnel lens 62 to prevent unnecessary inflow of light.

이러한 간격재(63)는 검은색 등과 같이 차광이 가능한 색상을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들어 검은색의 플라스틱 수지재, 금속재 및 부착형 테이프 중 하나로 이루어질 수 있다.The spacer 63 may be made of a material having a light-shielding color such as black, and may be made of, for example, one of a black plastic resin material, a metal material, and an adhesive tape.

이와 같이, 본 예의 경우, 광학식 지문인식 센서(20)로의 빛 입사를 위해 수차 보정을 위한 많은 매수의 보정용 렌즈를 이용하는 대신, 한 장의 프레넬 렌즈(62)를 이용하므로 광학식 지문인식 센서 패키지(1)에 사용되는 렌즈의 매수를 크게 감소시킨다.As described above, in the case of this example, instead of using a large number of correction lenses for correcting aberrations for incidence of light into the optical fingerprint recognition sensor 20, a single Fresnel lens 62 is used, so the optical fingerprint recognition sensor package 1 ) Greatly reduces the number of lenses used.

이로 인해, 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62)가 내장되는 경통(50)의 길이가 감소하여 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 길이와 크기 역시 크게 감소하므로, 광학식 지문인식 센서 패키지(1)의 장착 및 적용이 용이하다. As a result, the length and size of the optical fingerprint recognition sensor package 1 are also greatly reduced by reducing the length of the barrel 50 in which the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62 are embedded, so that the optical fingerprint recognition sensor package ( It is easy to install and apply 1).

또한, 프레넬 렌즈(62)에 형성된 프레넬 패턴이 독립적인 굴절면을 작용하고, 프레넬 렌즈(62)의 기판 두께 감소로 인해 기판에 흡수되는 빛의 양이 줄어들어 광 손실량이 감소하며, 기존의 볼록 렌즈에 비해 뛰어날 초점 기능이 발휘된다.In addition, the Fresnel pattern formed on the Fresnel lens 62 acts as an independent refractive surface, and the amount of light absorbed by the substrate decreases due to the reduction in the thickness of the substrate of the Fresnel lens 62, thereby reducing the amount of light loss. Compared to a convex lens, it exhibits an excellent focusing function.

본 예의 경우, 초점 조절 기능을 하는 비구면 렌즈(61)가 추가로 구비되므로, 프레넬 렌즈(62)의 부족한 초점 조절 기능이 보상되어 광학식 지문인식 센서(20)에 의해 획득된 영상의 선명도가 향상된다.In the case of this example, since an aspherical lens 61 that functions as a focus adjustment function is additionally provided, the insufficient focus adjustment function of the Fresnel lens 62 is compensated to improve the sharpness of the image acquired by the optical fingerprint recognition sensor 20 do.

본 예에서, 프레넬 렌즈(62)는 나노 물질을 이용하여 극초단 레이저로 가공하는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 방식으로 제조된다.In this example, the Fresnel lens 62 is manufactured by a nano imprint lithography method in which a nanomaterial is used to process with an ultra-short laser.

나노 임프린트 리소그래피 방식은 열경화 방식이나 자외선(UV) 경화 방식을 이용하여 나노 크기(nano scale)의 구조물 즉, 나노 구조물이 각인된 경질의 금형을 기판 위에 스핀 코팅된 고분자 소재의 레지스트 표면에 눌러 나노 구조물을 반복적으로 전사하는 기술로서, 포토리소그래피(photolithography)와 같은 복잡한 공정이 필요하지 않으므로 대폭적인 공정 단축 및 비용 절감이 실현한다. The nano-imprint lithography method uses a thermal curing method or an ultraviolet (UV) curing method to press a nano-scale structure, that is, a hard mold with a nano structure engraved on the surface of a resist made of a polymer material spin-coated on a substrate, As a technology for repeatedly transferring a structure, a complex process such as photolithography is not required, and thus a significant process reduction and cost reduction are realized.

따라서, 본 예의 프레넬 렌즈(62)는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)나 합성수지재 필름으로 이루어질 수 있고, 프레넬 렌즈(62)의 상면과 하면은 물체측 방향으로 볼록하거나 오목하지 않고 평탄하며, 상면과 하면의 표면에는 복수 개의 홈이 위치한다. Accordingly, the Fresnel lens 62 of this example may be made of a silicon wafer or a synthetic resin film, and the upper and lower surfaces of the Fresnel lens 62 are flat without being convex or concave in the direction of the object. A plurality of grooves are located on the surface of the upper and lower surfaces.

다음, 도 2를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)를 설명한다.Next, an optical fingerprint recognition sensor package 1a according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)에서, 도 1과 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1과 같은 도면 부호를 부여한다. In the optical fingerprint recognition sensor package 1a shown in FIG. 2, as compared with FIG. 1, components having the same structure and performing the same function are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1.

도 2에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)은 프레넬 렌즈(62a)의 장착 위치와 간격재가 존재하지 않는다는 점을 제외하면 도 1에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1)과 같은 구조를 갖고 있다.The optical fingerprint recognition sensor package 1a shown in FIG. 2 has the same structure as the optical fingerprint recognition sensor package 1 shown in FIG. 1 except that the Fresnel lens 62a is mounted and the spacer does not exist. I have.

즉, 도 2의 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)은 베이스 기판(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 광학식 지문인식 센서(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 하우징 구조물(30), 하우징 구조물(30)에 위치하는 광학 필터(40), 하우징 구조물(30)과 체결되어 있고 렌즈 수용부(S13)에 위치하는 경통(barrel)(50), 그리고 하우징 구조물(30)의 렌즈 수용부(S13) 내에 위치하는 렌즈부(60a)를 구비한다.That is, the optical fingerprint recognition sensor package 1a of FIG. 2 includes a base substrate 10, an optical fingerprint recognition sensor 20 positioned on the base substrate 10, a housing structure 30 positioned on the base substrate 10, The optical filter 40 located in the housing structure 30, the barrel 50 fastened to the housing structure 30 and located in the lens receiving part S13, and the lens receiving part of the housing structure 30 A lens unit 60a positioned in (S13) is provided.

렌즈부(60a)는 물체 측으로부터 광학식 지문인식 센서(20) 쪽으로 순서대로 배열되어 있는 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62a)를 구비하고 있다.The lens unit 60a includes an aspherical lens 61 and a Fresnel lens 62a arranged in order from the object side toward the optical fingerprint recognition sensor 20.

본 예의 경우도, 도 1에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1)와 같이 경통(50)의 상단부(52)와 광학 필터(40) 사이에 비구면 렌즈(61)와 프레넬 렌즈(62a)가 순서대로 위치한다.Also in the case of this example, like the optical fingerprint recognition sensor package 1 shown in FIG. 1, the aspherical lens 61 and the Fresnel lens 62a are between the upper end 52 of the barrel 50 and the optical filter 40. They are located in order.

이때, 비구면 렌즈(62)는 도 1에 도시한 것과 동일하게 경통(50)의 상단부(52) 하면에 접하게 위치하며, 경통(50)의 인접한 내측면에 접착제 등을 통해 부착되어 있다. At this time, the aspherical lens 62 is positioned to be in contact with the lower surface of the upper end 52 of the barrel 50 as shown in FIG. 1, and is attached to the adjacent inner surface of the barrel 50 through an adhesive or the like.

하지만, 프레넬 렌즈(62a)는 하우징 구조물(30)의 렌즈 수용부(S13) 내의 투광구(331)를 통해 노출되어 있는 광학 필터(40) 위, 즉 광학 필터(40)의 상면에 위치한다.However, the Fresnel lens 62a is located on the optical filter 40 exposed through the light transmitting hole 331 in the lens receiving portion S13 of the housing structure 30, that is, on the upper surface of the optical filter 40. .

이로 인해, 본 예의 프레넬 렌즈(62a)는 광학 필터(40)와 접하게 위치하고, 투광구(331) 내에 삽입되어 있다. 이때, 프레넬 렌즈(62a)는 투명한 에폭시 수지 등을 통해 광학 필터(40) 위에 접착되며, 에폭시 수지는 광학식 지문인식 센서(20)와 대응되지 않는 프레넬 렌즈(62a)의 가장자리 부분에만 도포될 수 있다. For this reason, the Fresnel lens 62a of this example is located in contact with the optical filter 40, and is inserted into the light transmission port 331. At this time, the Fresnel lens 62a is adhered to the optical filter 40 through a transparent epoxy resin, etc., and the epoxy resin is applied only to the edge of the Fresnel lens 62a that does not correspond to the optical fingerprint recognition sensor 20. I can.

이런 경우, 프레넬 렌즈(62a)의 최대 지름은 비구면 렌즈(61)의 최대 지름보다 훨씬 작은 투광구(331)의 크기에 따라 정해진다.In this case, the maximum diameter of the Fresnel lens 62a is determined according to the size of the light transmitting hole 331 much smaller than the maximum diameter of the aspherical lens 61.

따라서, 도 1의 경우, 프레넬 렌즈(62a)의 지름은 비구면 렌즈(61)의 지름인 'D11'로서 동일한 반면, 본 예의 프레넬 렌즈(62a)의 지름(D12)은 비구면 렌즈(61)의 지름(D11)보다 작은 투광구(331)의 크기보다도 작으므로 비구면 렌즈(61)의 지름보다 훨씬 작다. Therefore, in the case of FIG. 1, the diameter of the Fresnel lens 62a is the same as'D11', which is the diameter of the aspherical lens 61, whereas the diameter D12 of the Fresnel lens 62a of the present example is the aspherical lens 61 Since it is smaller than the size of the light transmitting hole 331 which is smaller than the diameter D11 of, it is much smaller than the diameter of the aspherical lens 61.

이와 같이, 비구면 렌즈(61)의 지름(D11)보다 훨씬 작은 지름(D12)을 갖도록 프레넬 렌즈(62a)가 제조되므로, 프레넬 렌즈(62a)의 제조 비용이 크게 절감되고, 이로 인해 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)의 제조 비용 역시 크게 줄어드는 효과가 추가적으로 발생한다.In this way, since the Fresnel lens 62a is manufactured to have a diameter D12 that is much smaller than the diameter D11 of the aspherical lens 61, the manufacturing cost of the Fresnel lens 62a is greatly reduced, and thus optical fingerprint The manufacturing cost of the recognition sensor package 1a is also greatly reduced.

또한, 프레넬 렌즈(62a)의 크기가 크게 감소하므로, 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1a)의 무게 역시 추가적으로 줄어든다.In addition, since the size of the Fresnel lens 62a is greatly reduced, the weight of the optical fingerprint recognition sensor package 1a of the present example is also further reduced.

다음, 도 3을 참고로 하여 또 다른 실시예에 따른 광학식 지문인식 센서 패키지(1b)에 대하여 설명한다.Next, an optical fingerprint recognition sensor package 1b according to another embodiment will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시한 광학식 지문인식 센서 패키지(1b)에는 도 1에 비교할 때, 비구면 렌즈의 개수가 복수 개이고, 광학 필터(40)의 위치가 광학 센서(20) 위에 위치하는 것만 상이하다.Compared to FIG. 1, the optical fingerprint recognition sensor package 1b illustrated in FIG. 3 has a plurality of aspherical lenses, and only the optical filter 40 is positioned on the optical sensor 20 is different.

따라서, 본 예의 광학식 지문인식 센서 패키지(1b)는 물체측으로부터 차례대로 제1 및 제2 비구면 렌즈(611, 612)와 프레넬 렌즈(62)를 구비하는 렌즈부(60b)를 구비한다.Accordingly, the optical fingerprint recognition sensor package 1b of the present example includes a lens unit 60b including first and second aspherical lenses 611 and 612 and a Fresnel lens 62 in turn from the object side.

이때, 서로 인접해 있는 두 개의 비구면 렌즈(611, 612) 사이에는 간격재(63)가 추가로 위치하여, 두 비구면 렌즈(611, 612) 사이의 간격을 조정한다.In this case, a spacer 63 is additionally positioned between the two aspherical lenses 611 and 612 adjacent to each other to adjust the space between the two aspherical lenses 611 and 612.

이와 같이, 비구면 렌즈(611, 612)의 개수는 필요에 따라 증가될 수 있고, 인접한 두 비구면 렌즈(611, 612) 사이는 간격재를 이용하여 이격 거리가 조정하므로 각 비구면 렌즈(611, 612)의 초점 거리가 조정될 수 있도록 한다.In this way, the number of aspherical lenses 611 and 612 can be increased as needed, and since the separation distance between two adjacent aspherical lenses 611 and 612 is adjusted using a spacer, each aspherical lens 611 and 612 Allows the focal length to be adjusted.

도 3에서, 프레넬 렌즈(63)의 개수는 도 1과 동일하게 한 개이지만, 이 또한 필요에 따라 증가될 수 있고, 비구면 렌즈(611, 612)의 경우의 동일하게 인접해 있는 프레넬 렌즈 사이와 인접해 있는 비구면 렌즈와 프레넬 렌즈 사이에는 간격재가 위치할 수 있다.In FIG. 3, the number of Fresnel lenses 63 is the same as in FIG. 1, but this can also be increased as needed, and in the case of the aspherical lenses 611 and 612, the same Fresnel lenses are adjacent to each other. A spacer may be positioned between the aspherical lens and the Fresnel lens that are adjacent to each other.

이러한 비구면 렌즈(611, 612)의 개수 증가로 인해 수차 보정이 더욱 정교하게 이루어져, 지문인식 센서 패키지(1b)의 동작의 신뢰성이 향상된다.Due to the increase in the number of the aspherical lenses 611 and 612, aberration correction is made more precise, and reliability of the operation of the fingerprint recognition sensor package 1b is improved.

또한, 도 3에 도시한 것처럼, 광학 필터(40)는 제1 투광구(331)가 아닌 광학식 지문인식 센서(20) 위에 바로 위치한다. In addition, as shown in FIG. 3, the optical filter 40 is positioned directly on the optical fingerprint recognition sensor 20 rather than the first light transmitting hole 331.

도 3과 달리, 광학 필터(40)는 광학식 지문인식 센서(20)의 수광면(21)를 완전히 덮고 있을 수 있고, 이런 경우, 광학식 지문인식 센서(20)는 BGA 방식을 통해 베이스 기판(10)과 전기적으로 연결될 수 있다. Unlike FIG. 3, the optical filter 40 may completely cover the light-receiving surface 21 of the optical fingerprint recognition sensor 20, and in this case, the optical fingerprint recognition sensor 20 ) And can be electrically connected.

이와 같이, 광학 필터(40)가 광학식 지문인식 센서(20) 위에 바로 위치할 경우, 수광면(21) 전체로 광학 필터(40)를 통과한 빛이 입사되므로 수광면(21)으로 입사되는 빛의 손실이 감소한다.In this way, when the optical filter 40 is positioned directly on the optical fingerprint recognition sensor 20, light that has passed through the optical filter 40 is incident on the entire light-receiving surface 21, so that the light incident on the light-receiving surface 21 The loss of

또한, 수광면(21)과 광학 필터(40) 사이의 간격이 최소화되므로, 광학 필터(40)를 통과한 빛의 손실은 더욱더 감소한다.In addition, since the gap between the light-receiving surface 21 and the optical filter 40 is minimized, the loss of light passing through the optical filter 40 is further reduced.

이와 같이, 광학식 지문인식 센서(21)의 수광면 위에 바로 광학 필터(40)가 위치하는 경우는 도 1에도 적용될 수 있음을 당연한다.As described above, it is natural that the case where the optical filter 40 is positioned directly on the light receiving surface of the optical fingerprint recognition sensor 21 can be applied to FIG. 1 as well.

이상, 본 발명의 광학식 지문인식 센서 패키지의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the above, embodiments of the optical fingerprint recognition sensor package of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and variations are possible from the perspective of those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be defined by the claims of the present specification as well as those equivalent to the claims.

1, 1a, 1b: 광학식 지문인식 센서 패키지 10: 베이스 기판
20: 광학식 지문인식 센서 30: 하우징 구조물
31: 제1 측면부 32: 상단부
33: 제2 측면부 40: 광학 필터
50: 경통 51: 측면부
52: 상단부 331, 521: 투광구
60, 60a: 렌즈부 61, 611, 612: 비구면 렌즈
62, 62a: 프레넬 렌즈 63: 간격재
S13: 렌즈 수용부1, 1a, 1b: optical fingerprint recognition sensor package 10: base board
20: optical fingerprint recognition sensor 30: housing structure
31: first side portion 32: upper portion
33: second side portion 40: optical filter
50: barrel 51: side portion
52: upper part 331, 521: light transmitting port
60, 60a: lens unit 61, 611, 612: aspherical lens
62, 62a: Fresnel lens 63: spacer
S13: lens receiving part

Claims (15)

베이스 기판;
상기 베이스 기판 상에 위치하는 광학식 지문인식 센서;
상기 베이스 기판에 위치하고 센서 수용부에 상기 광학식 지문인식 센서를 수용하며, 상기 광학식 지문인식 센서와 대향하는 부분에 투광구 및 렌즈 수용부를 구비하고 있는 하우징 구조물;
상기 투광구의 하부에 장착되어 상기 투광구의 하부를 덮어 막고 광학식 지문인식 센서 위에 위치하는 광학 필터;
상기 렌즈 수용부 내에 위치하는 비구면 렌즈; 및
상기 광학 필터의 상면과 접하게 위치하고, 상기 광학 필터의 크기 및 상기 투광구의 크기보다도 지름이 작아 상기 투광구 내에 삽입되어 상기 투광구 외부로 돌출되지 않는 프레넬 렌즈
를 포함하고,
상기 프레넬 렌즈는 프레넬 패턴을 구비하는 가운데 부분과 상기 가운데 부분을 에워싸고 있고 평면인 가장자리 부분을 포함하는
광학식 지문인식 센서 패키지.A base substrate;
An optical fingerprint recognition sensor positioned on the base substrate;
A housing structure disposed on the base substrate, accommodating the optical fingerprint recognition sensor in a sensor accommodating portion, and including a light transmitting hole and a lens accommodating portion at a portion facing the optical fingerprint recognition sensor;
An optical filter mounted on a lower portion of the light transmitting port, covering and blocking the lower part of the light transmitting port, and positioned on an optical fingerprint recognition sensor;
An aspherical lens located in the lens receiving part; And
A Fresnel lens located in contact with the upper surface of the optical filter and inserted into the light transmitting port and not protruding out of the light transmitting port.
Including,
The Fresnel lens includes a center portion having a Fresnel pattern and a planar edge portion surrounding the center portion.
Optical fingerprint recognition sensor package. 제1 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈는 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography) 방식으로 제조된 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 1,
The Fresnel lens is an optical fingerprint recognition sensor package manufactured by a nano imprint lithography method. 제2 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈는 합성수지재 필름으로 이루어져 있는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 2,
The Fresnel lens is an optical fingerprint recognition sensor package made of a synthetic resin film. 제1 항에 있어서,
상기 렌즈 수용부 내에 위치하고 상기 비구면 렌즈를 수용하는 경통
을 더 포함하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 1,
A barrel located in the lens receiving part and accommodating the aspherical lens
Optical fingerprint recognition sensor package further comprising a. 제4 항에 있어서,
경통은,
상기 하우징 구조물 위에 위치하는 측면부; 및
상기 측면부에 연결되어 있는 상단부
를 포함하고,
상기 비구면 렌즈는 상기 상단부의 하면에 위치하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 4,
The barrel is,
A side portion positioned on the housing structure; And
The upper part connected to the side part
Including,
The aspherical lens is an optical fingerprint recognition sensor package located on a lower surface of the upper end. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈의 지름은 상기 비구면 렌즈의 지름보다 작은 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 1,
The diameter of the Fresnel lens is smaller than the diameter of the aspherical lens optical fingerprint recognition sensor package. 제4 항에 있어서,
상기 경통의 상단부는 가운데 부분에 상기 비구면 렌즈를 노출하는 투광구를 구비하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 4,
An optical fingerprint recognition sensor package having a light transmitting hole exposing the aspherical lens at a center portion of the upper end of the barrel. 제11 항에 있어서,
상기 경통의 투광구는 상기 하우징 구조물의 투광구보다 큰 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 11,
An optical fingerprint recognition sensor package having a light transmitting hole of the barrel larger than a light transmitting hole of the housing structure. 제5 항에 있어서,
상기 하우징 구조물은,
상기 베이스 기판에 위치하는 제1 측면부;
상기 제1 측면부에 연결되어 있고 상기 하우징 구조물의 투광구를 구비하는 상단부; 및
상기 상단부에 위치하고 상기 상단부에 위치하는 상기 경통의 측면부와 체결되어 있는 제2 측면부
를 포함하는 광학식 지문인식 센서 패키지.The method of claim 5,
The housing structure,
A first side portion positioned on the base substrate;
An upper end portion connected to the first side portion and having a light transmitting hole of the housing structure; And
A second side portion positioned at the upper end and fastened to a side portion of the barrel positioned at the upper end
Optical fingerprint recognition sensor package comprising a. 삭제delete 삭제delete
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