KR102195081B1 - 지문인식 센서 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지문인식 센서 패키지에 관한 것으로서, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서 모듈, 상기 지문인식 센서 모듈의 표면에 위치하는 제1 반사층, 상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자 및 상기 지문인식 센서 모듈과 상기 발광소자 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부를 포함한다.

Description

지문인식 센서 패키지{FINGERPRINT RECOGNITION SENSOR PACKAGE}
본 발명은 지문인식 센서 패키지에 관한 것이다.
기술 보호나 업무상의 비밀을 보호하기 위한 보안 장치가 널리 사용되고 있다. 보안 장치는 미리 정해진 사람만이 사용되는 패스워드(password)를 설정하게 되는데, 패스워드는 단순한 문자나 숫자를 이용하는 것에서 최근에는 지문이나 홍채와 같은 사람의 신체 정보를 이용하여 보안성을 향상시키고 있다.
지문을 이용하여 패스워드를 설정하는 지문인식 센서 패키지는 지문을 검출하기 위해, 손가락의 접촉 여부에 따른 커패시턴스(capacitance)를 이용하는 용량성 센서, 빛을 이용한 광학 센서 또는 초음파를 이용한 초음파 센서를 이용한다.
이러한 지문인식 센서 패키지는 출입문이나 보관함 뿐만 아니라 스마트폰(smart phone)이나 웨어러블 기기(wearable device) 등과 같은 휴대 기기 및 각종 제품의 구동 스위치와 같이 다양한 분야와 장치에 사용된다.
따라서, 해당 기기나 장치의 보안성을 높여 지문이 등록되어 있지 않는 타인의 사용으로 인한 도난이나 도난으로 인한 사고 발생의 위험을 방지하고, 사용의 편리성을 높이고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0099062(공개일자:10-2010-0099062, 발명의 명칭: 지문 감지 장치) 대한민국 공개특허 제10-2017-0104314(공개일자: 2017년 09월 15일, 발명의 명칭: 지문 감지 센서)
본 발명이 해결하려는 과제는 지문인식 센서 패키지의 심미성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 지문인식 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서 모듈, 상기 지문인식 센서 모듈의 표면에 위치하는 제1 반사층, 상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자 및 상기 지문인식 센서 모듈과 상기 발광소자 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부를 포함한다.
상기 제1 반사층은 상기 베이스 기판 위에 추가로 위치할 수 있다.
상기 제1 반사층은 비전도 증착(non-conductive vacuum metallization, NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(non-conductive optical coating, NCOC) 공정으로 형성될 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 제1 반사층과 상기 차광부 사이 그리고 상기 발광소자와 상기 차광부 사이에 위치하는 광 확산부를 더 포함할 수 있다.
상기 광 확산부는 광 확산 수지나 광 확산 에폭시로 이루어질 수 있다.
상기 광 확산부는 위치에 무관하게 동일한 높이의 상면을 가질 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 차광부 위에 위치하는 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 보호막은 상기 차광 영역 위에 위치할 수 있다.
상기 보호막은 상기 투과 영역 내에 추가로 위치할 수 있다.
상기 보호막은 상기 투과 영역 위에 추가로 위치할 수 있다.
상기 보호막과 상기 광 확산부 사이에는 공기층이 위치할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 공기층 내에 위치하는 충진재를 더 포함할 수 있다.
상기 충진재는 투명한 플라스틱 수지로 이루어질 수 있다.
상기 보호막은 투명한 플라스틱이나 유리로 이루어질 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 베이스 기판 및 상기 광 확산부 측면에 위치하는 반사벽을 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 광 확산부와 상기 차광부 사이에 위치한 제2 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 반사층은 상기 차광부의 투과 영역과 중첩하는 개구 영역을 포함할 수 있다.
상기 제2 반사층은 비전도 증착 공정이나 비전도 광학 코팅 공정으로 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 빛을 반사하는 제1 반사층이 지문인식 센서 모듈 표면에 위치하므로, 지문인식 센서 모듈로 흡수되는 발광소자의 빛의 양이 크게 감소하므로, 투과 영역을 통해 외부로 출력되는 빛의 양은 크게 증가하게 된다.
더욱이, 제1 반사층이 베이스 기판의 표면에 추가로 위치하는 경우, 베이스 기판에 의해 흡수되는 빛의 양이 역시 줄어든다.
따라서, 지문인식 센서 모듈과 베이스 기판에 흡수되지 않고 제1 반사층에 의한 빛의 반사 동작으로 인해 차광부의 투과 영역을 통과하여 외부로 출력되는 빛의 양이 크게 증가한다.
따라서, 투과 영역으로 표기되는 글자나 문양의 선명도가 증가하여 본 발명의 지문인식 센서 패키지를 구비한 제품의 심미성이 향상된다.
더욱이, 광 확산부로 인한 빛의 확산 동작으로 인하여, 외부로 출력되는 빛의 세기가 균일해져 외부로 출력되는 빛의 품질이 향상되므로, 제품의 심미성은 더욱 증가한다.
또한, 차광벽에 의해 지문인식 센서 패지의 측면을 통한 빛의 손실량이 감소하고, 차광 영역 하부에 위치한 제2 반사층으로 인해, 빛을 차단하는 차광 영역에서의 빛 손실이 방지되어, 투과 영역으로 출력되는 빛의 양이 증가한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 도 1을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지(1)를 설명한다.
도 1에 도시한 것처럼, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1)는 베이스 기판(base plate)(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 지문인식 센서 모듈(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 적어도 하나의 발광소자(30), 노출된 베이스 기판(10)과 노출된 지문인식 센서 모듈(20)의 표면 위에 위치하는 반사층(예, 제1 반사층)(40), 반사층(40) 위와 노출된 발광소자(30)의 표면 위에 위치하는 광 확산부(50), 광 확산부(50) 위에 위치하고 투광 영역(AR1)과 차광 영역(AR2)을 구비하는 차광부(60) 및 차광부(60) 위에 위치하는 보호막(70)을 구비한다.
베이스 기판(10)은 본 예의 지문인식 센서 패키지(1)의 바닥면을 이루는 부분일 수 있고, 경성 인쇄회로기판(HPCB)와 같은 인쇄회로기판(PCB), 세라믹 기판 또는 금속 기판 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 베이스 기판(10)은 그 위에 실장되어 있는 지문인식 센서 모듈(20) 및 발광소자(30)와 같은 전기전자 소자와 집적 회로 등의 전기적 및 물리적인 연결을 위해 절연층, 신호선 등을 위한 도체 패턴 및 패드(pad) 등을 구비할 수 있다.
예를 들어, 베이스 기판(10)의 상면에는 패드가 마련되어, 베이스 기판(10)은 지문인식 센서 모듈(20)과는 LGA(land grid array) 방식으로 전기적으로 연결되고 발광소자(30)와는 와이어(wire)를 이용한 와이어 본딩 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
하지만, 지문인식 센서 모듈(20)과 발광소자(30)는 이러한 방식 이외에 다양한 방식으로 베이스 기판(10)과 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.
또한, 베이스 기판(10)의 하면 즉, 지문인식 센서 모듈(20)이 실장되어 있는 상면의 반대편에서 위치하여 상면과 마주보고 있는 면에도 적어도 하나의 패드(미도시)가 마련되어 본 예의 지문인식 센서 패키지(1)에 전기 신호를 전달하거나 전력을 공급할 수 있다.
베이스 기판(10)의 상면에는 실장 영역이 마련되어 있고, 이 실장 영역에 지문인식 센서 모듈(20)과 광학소자(30) 등이 위치하게 된다. 베이스 기판(10)의 상면에 위치한 패드는 실장 영역이나 실장 영역 주변에 위치하여 실장 영역에 위치하고 있는 지문인식 센서 모듈(20) 및 광학소자(30)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.
지문인식 센서 모듈(20)은 차광부(50) 위에 접촉 대상물인 손가락의 지문을 감지하기 위한 것으로서, 하부 기판(21), 하부 기판(21) 위에 위치하는 지문인식 센서(22), 노출된 하부 기판(21)의 상면과 지문인식 센서(22)의 노출된 측면 및 상면에 위치하는 몰딩부(23)를 구비한다.
하부 기판(21)은 칩 다이(chip die)인 지문인식 센서(22)가 위치하는 기판으로서, 경성 인쇄회로기판(HPCB)와 같은 인쇄회로기판, 세라믹 기판 또는 금속 기판 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 하부 기판(21)은 지문인식 센서(22) 및 베이스 기판(10)과의 전기적 및 물리적인 연결을 위해, 하부 기판(21)의 하면과 상면에는 각각 패드가 위치한다.
본 예에서, 지문인식 센서(22)는 다이 부착 필름(DAF, die attach film)을 이용하여 하부 기판(21) 위에 위치할 수 있다.
다이 부착 필름은 폴리이미드부와 폴리이드부의 하부면과 상부면에 각각 도포되어 있는 접착막을 구비한다.
따라서, 하부 기판(21)과 지문인식 센서(22)가 서로 중첩되게 위치하는 부분에 다이 부착 필름을 위치시킨 후, 열을 가하여 다이 부착 필름의 경화시킨다. 이러한 다이 부착 필름의 경화 동작에 의해, 다이 부착 필름의 하면과 상면의 접착막과 접해 있는 하부 기판(21)과 지문인식 센서(22)는 접착막의 해당 부분에 부착되게 된다.
하지만, 대안적인 예에서, 지문인식 센서(22)와 하부 기판(21)은 와이어 본딩, BGA(ball grid array), LGA, DIP(dual in-line package) 등과 같은 다양한 방식으로 연결될 수 있다.
하부 기판(21)와 베이스 기판(10)과의 전기적 및 물리적 연결 역시 와이어 본딩, BGA, LGA, DIP 등과 같은 다양한 방식으로 연결될 수 있다.
지문인식 센서(22)는 차광부(50) 위의 손가락의 존재 여부에 따라 전기적인 신호를 생성하여 도시하지 않는 신호 처리 장치로 출력하여, 차광부(50) 위에 위치하는 손가락의 지문을 감지할 수 있도록 한다.
이러한 지문인식 센서(22)는 손가락의 존재 여부에 따라 변하는 커패시턴스를 이용하여 지문을 감지하는 용량성 센서이거나, 초음파 송신기와 초음파 수신기를 구비하여 수신된 초음파를 이용하여 지문을 감지하는 초음파 센서일 수 있다.
본 예의 지문인식 센서(22)는 이미 기술한 것처럼 칩 다이로서, 하부 기판(21)의 실장 영역에 실장된다.
몰딩부(23)는 노출된 하부 기판(21)의 부분과 지문인식 센서(21)를 외부 충격이나 이물질로부터 보호하기 위한 것으로서, EMC(epoxy molding compound)로 이루어질 수 있다.
따라서, 몰딩부(23)는 하부 기판(21)의 노출된 상면 및 지문인식 센서(20)의 측면과 상면을 덮고 있다.
발광소자(30)는 차광부(50) 쪽으로 빛을 조사하여 차광부(50)의 투과 영역(AR1)을 통해 빛을 외부로 출력한다.
이러한 발광소자(30)는 정해진 색상의 빛을 조사하는 발광 다이오드(LED, light emitting diode)일 수 있다.
반사층(40)은 빛의 반사가 이루어지는 반사 물질로 이루어져, 광학소자(30)에서 출력되는 빛을 반사시켜 투과 영역(AR2)을 빛의 출력량을 증가시키기 위한 것이다.
이러한 반사층(40)은 노출된 광 확산부(40)의 표면과 베이스 기판(10)의 측면에 반사 물질을 증착하여 형성될 수 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 지문인식 센서 모듈(20)과 발광소자(30)가 위치하지 않고 노출된 베이스 기판(10) 위와 지문인식 센서 모듈(20)의 노출된 표면, 즉, 측면과 상면 위에 위치한다.
하지만, 이에 한정되지 않고 대안적인 다른 예에서, 반사층(40)은, 노출된 베이스 기판(10) 위를 제외하고 지문인식 센서 모듈(20)의 노출된 표면, 즉, 측면과 상면에만 위치할 수 있다. 이런 경우, 반사층(30)의 제조 공정이 단순화되어 지문인식 센서 패키지(1)의 제조 시간이 줄어들고, 반사층(30)의 재료 절감이 이루어진다.
반사층(40)을 이루는 반사 물질에는 금속 물질을 함유할 수 있고, 물리적 기상 증착 방법(PVD, physical vapor deposition), 비전도 증착(non-conductive vacuum metallization, NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(non-conductive optical coating, NCOC) 공정이나 스퍼터링 공정(sputtering) 등으로 형성될 수 있다.
비전도 증착 공정의 경우, Al2O3, In(인듐), Ti3O5와 SiO2 재질로 형성된 산화막층이 복수 번 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다.
이와 같이, 지문인식 센서 모듈(20)의 노출된 표면에 반사층(40)이 위치함에 따라 지문인식 센서 모듈(20)로 흡수되는 발광소자(30)의 빛의 양이 크게 줄어든다.
일반적으로 지문인식 센서 모듈(20)의 몰딩부(23)를 구성하는 몰딩 재료는 주로 검은색과 같이 빛의 흡수가 잘 이루어지는 색상을 띠고 있다.
따라서, 본 예와 같은 반사층(40)이 지문인식 센서 모듈(20)에 존재하지 않을 경우, 발광소자(30)에서 출력되는 빛의 상당량이 지문인식 센서 모듈(20)에 흡수되고, 이로 인해, 차광부(60)의 투과 영역(AR1)을 통해 외부로 출력되는 빛의 양은 크게 감소하게 된다.
하지만, 본 예와 같이, 지문인식 센서 모듈(20)의 표면에 반사층(40)이 존재하면, 발광소자(30)에서 지문인식 센서 모듈(20) 쪽으로 입사되는 빛은 반사층(40)에 의해 반사되므로 지문인식 센서 모듈(20)로의 흡수를 방지하게 된다.
따라서, 지문인식 센서 모듈(20)로 흡수되는 빛의 양이 크게 줄어들거나 방지되므로, 투과 영역(AR1)을 통해 외부로 출력되는 빛의 양은 크게 증가하게 된다.
더욱이, 반사층(40)이 베이스 기판(10)의 표면에 추가로 형성되는 경우에는 베이스 기판(10)에 의해 흡수되는 빛의 양이 크게 줄어들어, 역시 투과 영역(AR1)을 통해 외부로 출력되는 빛의 양은 더욱 증가하게 된다.
광 확산부(50)는 발광소자(30)에서 출력되는 빛의 발광 효과를 높이기 위한 것으로서, 노출된 반사층(40)의 표면과 발광소자(30)의 표면을 완전히 덮고 있고, 위치에 무관하게 동일한 높이의 상면을 갖고 있다.
이러한 광 확산부(50)는 광 확산 기능을 갖는 광 확산 수지(resin)나 광 확산 에폭시(epoxy) 등으로 이루어져 있고, 몰딩 공정을 통해 형성될 수 있다.
광 확산부(50)는 또한 빛의 투과가 이루어지는 투명한 재료로 이루어져 발광소자(30)에서 조사되는 빛이 빛 차광부(60) 쪽으로 손실없이 조사될 수 있도록 한다.
따라서, 본 예의 광 확산부(50)에 의해 발광소자(30)에서 출력되는 빛은 고르게 확산되어 일정한 밝기를 갖고 차광부(60) 쪽으로 조사된다.
차광부(56)는 광 확산부(50)의 상면에 위치하고, 이미 기술한 것처럼, 투과 영역(AR1)과 차광 영역(AR2)을 구비한다.
투과 영역(AR1)은 빛이 통과되는 영역이고, 차광 영역(AR2)은 빛의 통과가 이루어지지 않는 부분이다.
이러한 투과 영역(AR1)을 위해, 광 확산부(50)의 상면 전체에 빛이 투과되지 않는 차광 물질을 도포하여 차광막을 형성한 후 레이저 빔이나 마스크(mask)를 이용한 식각 동작을 통해 원하는 부분에 위치한 차광막, 좀 더 구체적으로는 원하는 문양이나 글자를 표기하고 싶은 부분[예를 들어, 광 확산부(50)의 상부면]의 차광막을 원하는 형태로 제거한다.
이러한 차광막의 제거 동작에 의해 레이저 조사나 식각 동작이 이루어진 해당 차광막의 하부에 위치한 광 확산부(50)는 외부로 노출되어 광 확산부(50)를 통과한 빛이 외부로 조사될 수 있도록 한다.
따라서, 레이저 빔의 조사나 식각 동작이 이루어진 차광막 부분은 투과 영역(AR1)이 되고 그렇지 않은 차광막 부분은 차광 영역(AR2)이 되어, 투과 영역(AR1)과 차광 영역(AR2)을 구비한 차광부(60)가 형성되어, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1)가 완성된다.
이로 인해, 차광 영역(AR2)으로 에워싸여진 투과 영역(AR1)에 의해, 지문인식 센서 패키지(1)의 해당 부분(예, 상부면)에는 원하는 문양이나 글자가 표기된다.
따라서, 발광소자(30)에서 조사되는 빛은 차광부(60)의 투과 영역(AR1)을 통해 외부로 출력되므로 투과 영역(AR1)으로 표기되는 문양이나 글자는 발광소자(30)의 빛에 의해 선명하게 표시되어, 지문인식 센서 패키지(1)를 장착한 제품의 고급화와 심미성이 향상된다.
이러한 차광막은 증착 공정을 이용하여 형성하거나 해당 차광 물질을 광 확산부(50)의 상면에 도포하여 형성될 수 있다.
도 1의 경우, 광 확산부(50)의 상면에만 차광부(60가 존재하지만, 이와 달리, 광 확산부(50)의 측면 또는 광 확산부(50)의 측면과 베이스 기판(10)의 측면에도 차광부(60)가 존재할 수 있다. 차광부(60) 위에 위치하는 보호막(70)은 외부로 노출되어 있어, 보호막(70)의 해당 면, 즉 노출면에 접촉 대상물인 손가락이 접촉되면 지문 인식 센서(22)에 의한 지문 인식 동작이 이루어지도록 한다.
이러한 보호막(70)은 발광소자(30)의 조사 빛이 투과되도록 투명하고 외부의 충격과 환경변화 그리고 흠집 등에 강한 재료로 이루어진다.
도 1에서 보호막(70)은 필름 형태로 이루어져 차광부(50)의 상면, 즉 투과 영역(AR1)과 차광 영역(AR2) 위에 위치한다. 이러한 보호막(70)은 예를 들어, 투명한 플라스틱이나 유리 등으로 이루어질 수 있다.
필름 형태의 보호막(70)이 광 확산부(50)의 상부에 위치한 차광부(60)의 투과 영역(AR1)과 차광 영역(AR2) 위에 위치함에 따라 손가락의 터치 동작이 이루어지지 않거나 손가락의 터치 부분이 아닌 투과 영역(AR1)에서는, 보호막(70)과 광 확산부(50) 사이, 즉 위에 기술한 투과 영역(AR1) 위에 위치한 보호막(70) 하부에는 공기층(air gap)이 위치한다.
이처럼, 공기층으로 인해, 보호막(70)의 위치에 따라 두께 차이가 발생하고, 이러한 두께 차이로 인해 유전율 변화나 매질의 변화가 발생할 수 있고, 이러한 변화는 지문인식을 위한 신호의 크기에 영향을 줄 수 있다.
하지만, 이들(60, 70)의 두께가 지문 인식에 악영향을 줄만큼 두껍지 않아 투과 영역(AR1)의 존재로 인한 유전율 변화나 매질 변화가 지문인식 센서(22)의 지문 인식 동작에는 영향을 미치지 않는다.
또한, 대안적인 예로서, 이러한 공기층은 플라스틱 수지 등으로 채워질 수 있고, 이런 경우, 공기층으로 인한 지문 감지 효율 감소 우려는 해소될 수 있다.
본 예와 달리, 다른 예에서, 보호막(70)은 적층 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 이런 경우, 보호막(70)은 광 확산부(50)의 상부면에 위치한 차광 영역(AR2) 위 뿐만 아니라 투과 영역(AR1)을 통해 노출된 광 확산부(40) 위에도 위치하여 투과 영역(AR1) 속에 보호막(70)이 채워져 공기층의 형성을 방지할 수 있다.
이와 같이, 차광부(50) 위에 보호막(60)이 위치하므로 외부 환경으로부터 차광부(50)가 보호되어 차광부(50)의 수명이 증가한다. 또한, 지문 인식을 위한 손가락이 차광부(50)에 직접 접촉되지 않고 보호막(60)에 접촉되어 지문 인식이 이루어지므로, 반복되는 지문 인식 동작에 의한 차광부(50)의 손상이 감소한다.
다음, 도 2와 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지(1a, 1b)를 설명한다.
이하에서, 도 1과 비교하여, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1과 같은 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명도 생략한다.
먼저, 도 2를 참고하여, 본 실시예의 다른 예에 따른 지문인식 센서 패키지(1a)를 설명한다.
도 2에 도시한 것처럼, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1a)는, 도 1과 같이, 베이스 기판(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 지문인식 센서 모듈(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 적어도 하나의 발광소자(30), 베이스 기판(10)과 지문인식 센서 모듈(20)의 위에 위치하는 반사층(40), 반사층(40)과 발광소자(30)를 덮고 있는 광 확산부(50), 광 확산부(50) 위에 위치하고 투광 영역(AR1)과 차광 영역(AR2)을 구비하는 차광부(60) 및 차광부(60) 위에 위치하는 보호막(70)을 구비한다.
이에 더하여, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1a)는 베이스 기판(10)의 측면, 광 확산부(50)의 측면, 차광부(60)의 측면 및 보호막(70)의 측면에 위치하는 반사벽(80)을 추가로 구비한다.
반사벽(80)은 반사층(40)과 유사하게 빛을 반사시키는 반사 물질을 함유하고 있어, 발광소자(30)에서 출력되는 빛이 광 확산부(50)의 측면을 통해 투과 영역(AR1)이 아닌 외부로 출력되는 빛샘 현상을 방지하여, 손실되는 빛의 양을 감소시킨다.
따라서, 반사벽(80)은 광 확산부(50)를 통과한 빛을 다시 광 확산부(50) 쪽으로 반사시켜 차광부(60)의 투과 영역(AR1)으로 출력되는 빛의 양을 증가시킨다.
이러 인해, 투과 영역(AR1)에 의해 표시되는 글자나 문양의 선면도가 증가하여 본 지문인식 센서 패키지(1a)를 구비한 제품의 고급화가 이루어진다.
또한, 이러한 반사벽(80)은 자신에 의해 에워싸여져 있는 모든 구성요소(10-70)를 수분과 먼지 등의 이물질로부터 보호하여 지문인식 센서 패키지(1a)의 내구성과 수명을 연장한다.
이러한 반사벽(80)은 빛을 투과하지 않고, 반사성이 뛰어난 금속 물질이나 플라스틱 등으로 이루어져 있다.
다음, 도 3을 참고로 하여, 지문인식 센서 패키지의 또 다른 실시예를 설명한다.
본 예의 지문인식 센서 패키지(1b)는 도 3에 도시한 것처럼, 도 2에 비교할 때, 보호막(70) 하부에 위치하는 차광부(60)과 광 확산부(50) 사이에 반사층(예, 제2 반사층)(90) 및 광 확산부(50)와 보호막(70) 사이의 공기층에 충진되어 있는 충진재(100)를 추가로 구비하고 있다.
추가된 제2 반사층(90)은 제1 반사층(40)과 유사하게 빛의 반사가 이루어지는 반사 물질로 이루어져, 광 확산부(50)를 통과한 빛을 다시 광 확산부(50) 쪽으로 반사시켜 광투과부(60)의 투과 영역(AR1)으로 입사될 수 있도록 하여 투과 영역(AR2)을 통과하는 빛의 출력량을 증가시키기 위한 것이다.
이러한 반사층(90)은 노출된 광 확산부(40)의 표면과 베이스 기판(10)의 측면에 반사 물질을 증착하여 형성될 수 있다.
이러한 반사층(90)의 제작의 한 예는 다음과 같다.
이미 기술한 것과 같은 차광막의 형성 공정과 유사하게, 외부로 노출되어 있는 광 확산부(40) 상면에 빛의 반사가 이루어지는 반사 물질을 증착하여 반사막을 형성한다.
이러한 반사막은 금속 물질을 함유할 수 있고, 이미 기술한 것처럼, 물리적 기상 증착 방법(PVD), 비전도 증착(NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(NCOC) 공정이나 스퍼터링 공정 등으로 형성될 수 있다.
그런 다음, 레이저 빔이나 식각 동작을 이용해 원하는 부분에 순차적으로 위치한 차광막과 반사막을 차례대로 제거하여, 해당 부분의 차광막과 반사막을 제거한다.
이로 인해, 차광막과 반사막에는 각 해당 물질이 제거되어 광 확산부(90)를 노출하는 영역(즉, 개구 영역)과 해당 물질이 제거되지 않는 영역(즉, 비개구 영역)이 존재한다.
따라서, 광 확산부(50)의 노출 영역은 각각 차광부(60)와 제2 반사층(90)의 투과 영역(AR1, AR11)이 되고, 해당 물질이 제거되지 않고 남아 있는 영역은 각각 차광부(60)와 제2 반사층(90)의 차광 영역(AR2, AR12)이 된다.
따라서, 차광부(60)와 제2 반사층(90)의 차광 영역(AR2, AR22)은 동일한 위치에 서로 중첩되게 위치하고, 차광부(60)와 제2 반사층(90)의 대응하는 각 투과 영역(AR1, AR11) 역시 동일한 위치에 동일한 크기로 형성되어 서로 중첩된다.
이러한 본 예의 제2 반사층(90)에 의해, 발광소자(30)로부터 광 확산부(40)를 통과한 빛은 제2 반사층(90)에 의해 광 확산부(40) 쪽이나 투과 영역(AR11, AR1) 쪽으로 반사된다.
따라서, 발광소자(30)의 출력 빛은 차광부(60)에 의해 흡수되는 양이 크게 감소하고 반대로 투과 영역(AR11, AR1) 쪽으로 출력되는 빛의 양이 크게 증가하여, 차광부(60)의 투과 영역(AR1)에 의해 형성된 문양이나 글자의 선명도 역시 크게 증가한다.
또한, 충진재(100)는 투명한 플라스틱 수지 등으로 이루어져 빛 손실 없이 외부로 빛의 투과가 이루어지고, 투과 영역(AR1, AR11)의 공기층으로 인한 단차 발생을 방지하여, 지문 인식 동작의 효율성을 향상시킨다.
이상, 본 발명의 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.
1, 1a, 1b: 지문인식 센서 패키지 10: 베이스 기판
20: 지문인식 센서 모듈 21: 하부 기판
22: 지문인식 센서 23: 몰딩부
30: 발광소자 40: 제1 반사층,
50: 광 확산부 60: 차광부
70: 보호막 80: 반사벽
90: 제2 반사층 100: 충진재
AR1, AR11: 투과 영역 AR2, AR12: 차광 영역

Claims (18)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서 모듈;
    상기 지문인식 센서 모듈의 상면 및 측면에 위치하는 제1 반사층;
    상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자; 및
    상기 지문인식 센서 모듈과 상기 발광소자 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부
    를 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 상기 베이스 기판 위에 추가로 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 비전도 증착(non-conductive vacuum metallization, NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(non-conductive optical coating, NCOC) 공정으로 형성된 지문인식 센서 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사층과 상기 차광부 사이 그리고 상기 발광소자와 상기 차광부 사이에 위치하는 광 확산부를 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광 확산부는 광 확산 수지나 광 확산 에폭시로 이루어져 있는 지문인식 센서 패키지.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 광 확산부는 위치에 무관하게 동일한 높이의 상면을 갖는 지문인식 센서 패키지.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 차광부 위에 위치하는 보호막을 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 차광 영역 위에 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 투과 영역 내에 추가로 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 투과 영역 위에 추가로 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 보호막과 상기 광 확산부 사이에는 상기 광 확산부로 채워지지 않는 빈 공간인 공기층이 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 공기층 내에 위치하는 충진재를 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 충진재는 투명한 플라스틱 수지로 채워져 있는 지문인식 센서 패키지.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 보호막은 투명한 플라스틱이나 유리로 이루어져 있는 지문인식 센서 패키지.
  15. 제4 항에 있어서,
    상기 베이스 기판 및 상기 광 확산부 측면에 위치하는 반사벽을 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  16. 제4 항에 있어서,
    상기 광 확산부와 상기 차광부 사이에 위치한 제2 반사층을 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 반사층은 상기 차광부의 투과 영역과 중첩하는 개구 영역을 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 반사층은 비전도 증착 공정이나 비전도 광학 코팅 공정으로 형성된 지문인식 센서 패키지.
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