KR102195672B1 - 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드 및 지문 센서 모듈 - Google Patents

지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드 및 지문 센서 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 카드나 모바일 단말에 실장될 수 있는 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드 및 지문 센서 모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 지문 센서 패키지는 패터닝된 회로 배선과 상기 회로 배선에 연결되는 지문 센서가 내부에 실장된 센싱 기판; 및 상기 센싱 기판의 하부에 위치하며 상기 지문 센서를 구동하기 위한 집적 회로; 를 포함할 수 있다.

Description

지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드 및 지문 센서 모듈{FINGERPRINT SENSOR PACKAGE AND FINGERPRINT SENSOR CARD AND FINGERPRINT SENSOR MODULE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 지문 센서 패키지에 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스마트 카드나 모바일 단말에 실장될 수 있는 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드 및 지문 센서 모듈에 관한 것이다.
현재 전자 산업은 그 응용 범위를 다양하게 넓혀가고 있다. 이에, 반도체 메모리 등과 같은 집적회로 소자에 대한 패키징 기술도 점점 고용량화, 박형화, 소형화 등에 대한 요구가 높아지고 있고, 이를 해결하기 위한 다양한 솔루션이 개발되고 있다. 특히, 휘어짐이 가능한 유연한 집적회로 소자가 개발되고, 나아가 유연한 집적회로 소자를 구비하는 휘어짐이 가능한 집적회로 소자 패키지가 개발되고 있다.
최근, 생체 인식 기술이 발전함에 따라, 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서가 패키지 형태로 개발되고 있는데, 이러한 지문 센서 패키지를 유연하게 생산하는 기술에 대해서는 아직 제시되고 있지 않은 실정이다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 기판 내 적어도 하나의 도전층을 패터닝하여 센서를 구현할 수 있는 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드 및 지문 센서 모듈을 제공함에 있다.
또 다른 목적은 카드에 실장 시, 카드의 벤딩(bending)에도 그 구조를 안전하게 유지할 수 있는 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 카드를 제공함에 있다.
또 다른 목적은 모바일 단말에 실장 시, 커버 글래스의 하부면 또는 단말 바디의 휨 영역에 대응하는 곡면에 밀착시켜 지문의 센싱 간격을 축소시킬 수 있는 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지는, 패터닝된 회로 배선과 상기 회로 배선에 연결되는 지문 센서가 내부에 실장된 센싱 기판; 및 상기 센싱 기판의 하부에 위치하며 상기 지문 센서를 구동하기 위한 집적 회로; 를 포함할 수 있다.
상기 집적 회로의 하부에 위치하여, 상기 집적 회로를 보호하는 보호층; 을 더 포함할 수 있다.
상기 집적 회로는 상기 센싱 기판과 접착제를 통해 부착될 수 있다.
상기 센싱 기판은 다층 구조의 리지드(Rigid) PCB 또는 유연 타입의 FPCB(Flexible PCB)일 수 있다.
상기 집적 회로와 상기 회로 배선은 본딩부를 통해 연결되고, 상기 본딩부는 ACF(Anisotropic Conductive Film) 또는 NCF(Non-Conductive Film) 일 수 있다.
상기 집적 회로가 위치하는 상기 센싱 기판의 영역에 대응하여 상기 센싱 기판의 상부에 상기 센싱 기판을 보호하기 위한 코팅층이 배치되고, 상기 센싱 기판의 다른 상면은 베젤이 형성될 수 있다.
상기 집적 회로가 위치하는 영역에 대응하여 상기 센싱 기판의 하부에 상기 집적 회로가 삽입되기 위한 캐비티가 형성되고, 상기 센싱 기판은 상기 캐비티 내에 위치한 상기 집적 회로를 보호할 수 있다.
상기 센싱 기판의 하부에 위치하고, 상기 집적 회로와 상기 보호층을 감싸는 형태의 몰딩부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱 기판의 상부에 위치하는 상부 기판; 을 더 포함하고, 상기 상부 기판은 상기 집적 회로가 위치하는 상기 상부 기판의 영역에 대응하여 상기 상부 기판의 상면에 상기 센싱 기판을 보호하기 위한 코팅층이 배치되고, 상기 상부 기판의 다른 상면은 상부 베젤이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 센서 카드는 지문을 인식하기 위한 지문 센서 패키지; 및 상기 지문 센서 패키지가 배치되는 카드 기판; 을 포함하고. 상기 지문 센서 패키지는 패터닝된 회로 배선과 상기 회로 배선에 연결되는 지문 센서가 내부에 실장된 센싱 기판; 및상기 센싱 기판의 하부에 위치하며 상기 지문 센서를 구동하기 위한 집적 회로; 를 포함할 수 있다.
상기 지문 센서 패키지는 상기 지문 센서 카드에 형성된 홈에 실장되고, 상기 카드 기판에 구비된 회로 배선을 상시 지문 센서 패키지의 회로 배선과 연결하는 접촉 패드; 를 더 포함할 수 있다.
상기 지문 센서 패키지와 상기 카드 기판 사이에는 유동 공간이 형성될 수 있다.
상기 지문 센서 패키지의 동작을 보조하기 위한 서포트 칩; 을 더 포함하고, 상기 서포트 칩은 상기 지문 센서 패키지의 내부에 실장될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 다른 지문을 인식하기 위한 지문 센서 패키지; 상기 지문 센서 패키지가 실장되는 커버 글래스; 를 포함하고, 상기 지문 센서 패키지는 패터닝된 회로 배선과 상기 회로 배선에 연결되는 지문 센서가 내부에 실장된 센싱 기판; 및 상기 센싱 기판의 하부에 위치하며 상기 지문 센서를 구동하기 위한 집적 회로; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
i) 지문 센서 패키지의 소형화 및 박형화가 가능하고, 지문 센서 패키지의 활용 및 응용 범위가 매우 넓어질 수 있다.
ii) 스마트 카드에 실장되는 경우, 카드의 벤딩에도 안전한 구조의 유지가 가능하다.
iii) 모바일 단말에 구비된 커버 글래스의 하부면 또는 단말 바디의 휨 영역에 대응하는 곡면에 밀착시켜 실장되는 경우, 지문 센싱 간격을 축소시켜 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.
본 발명을 통해 이뤄지는 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지문 센서 패키지를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 센서 패키지를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 실시예에 사용되는 상부 기판에 대한 평면도를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 실장될 수 있는 카드를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 카드에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 실장될 수 있는 모바일 단말의 커버 글래스를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 모바일 단말의 커버 글래스에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)는 보호층(110), 집적 회로(120), 센싱 기판(130) 및 코팅층(150)을 포함할 수 있다.
보호층(110)은 집적 회로(120)의 하부에 위치하여 집적 회로(120)를 보호한다. 보호층(110)은 집적 회로(120)와 마찬가지로 휘거나 접힐 수 있는 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 이를 위하여 보호층(110)은 내열성, 절연 특성 및 기계 강도가 우수한 소자, 예를 들어, 고분자 소자로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게, 보호층(110)은 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(Polyamide), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 모디파이드 폴리페놀 옥사이드(Modified Polyphenol oxide), 폴리부틸렌 테레프탈레이드(Polybutylene terephthalate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene sulfide), 폴라아미드 이미드(Polyamide imide), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리에테르 설폰(Polyether sulfone), 폴리에테르 에테르 케톤(Polyether ether ketone), 폴리에테르 이미드(Polyether imide), 폴리아릴레이트(Polyarylate), 폴리에테르 켑톤(Polyether ketone) 및 폴리벤즈이미다졸(Polybenzimidazole) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
집적 회로(120)는 센싱 기판(130)의 하부에 배치되어, 센싱 기판(130) 내에 실장된 지문 센서(135)를 구동한다. 이때, 집적 회로(120)는 접착제(또는 접착층, 140)를 통해 센싱 기판(130)의 하부에 부착될 수 있다. 또한, 집적 회로(120)는 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 정도의 얇은 두께로 형성되기 때문에 벤딩(bending)이 가능한 유연성을 가질 수 있다.
센싱 기판(130)은 소자들의 전기적 연결을 위하여 패터닝된 회로배선(131)과 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서(135)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 센싱 기판(130)은 다층 구조를 갖는 리지드(Rigid) PCB 또는 유연 타입의 FPCB(Flexible PCB)일 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 센싱 기판(130)의 하부에 위치한 집적 회로(120)와 보호층(110)을 감싸는 형태로 몰딩부(141)가 형성될 수 있다. 여기서 몰딩부(141)는 댐 앤 필(dam and fill) 방식으로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 에폭시 수지의 일종으로 테두리에 댐(Dam) 수지를 도포한 후 먼저 경화를 시키고 내부를 유체로 채움으로써 형성될 수 있다.
이에 따라, 몰딩부(141)는 외부 충격 등으로부터 집적 회로(120)를 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 한편, 다른 실시 예로, 센싱 기판(130) 내에 하부에 몰딩부(141)를 형성할 필요 없이, 집적 회로(120) 및 보호층(110) 상에 평평한 센싱 기판(130)을 적층할 수도 있다.
회로배선(131)의 일부는 ACF(Anisotropic Conductive Film), NCF(non-conductive film)등과 같은 본딩부(145)를 통해 집적 회로(120)와 연결될 수 있다.
이 외에, 지문 센서(135)의 센싱 동작을 보조하기 위한 수동 소자(151)가 더 포함될 수 있다. 수동 소자(151)는 센싱 기판(130)의 하부에 위치할 수 있고, 상기한 몰딩부(141)에 의해 감싸질 수 있다.
또한, 회로배선(131)의 일부는 베젤(160)을 형성할 수 있으며, 베젤(160)은 구동신호를 손가락(10)과 같은 매질로 방사한다. 상기 구동신호는 RF를 포함하는 전기적 신호로서 지문의 산과 골의 전기적 특성 차이를 발생시킨다. 예를 들어, 지문의 산과 골의 높이 차에 의한 정전 용량의 차이를 발생시킨다. 한편, 다른 실시 예로, 구동신호가 지문 센서(135)로부터 방사되는 경우, 베젤(160)은 지문 센서 패키지(100)에 형성되지 않을 수 있다.
지문 센서(135)는 센싱 기판(130) 내에 적층된 적어도 하나의 도전층을 미리 결정된 방식에 따라 패터닝하여 형성될 수 있다. 지문 센서(135)를 집적 회로(120)와 센싱 기판(130) 사이에 배치할 필요 없이, 지문 센서(135)를 기판 내부에 실장함으로써, 좀 더 얇은 두께의 지문 센서 패키지(100)를 구현할 수 있다. 그 뿐만 아니라, 센싱 거리를 짧게 하여 센싱 능력을 향상시킬 수 있다
이와 같이 기판에 실장된 지문 센서(135)는 사용자의 지문(fingerprint)을 감지한다. 좀 더 구체적으로, 지문 센서(135)는 피사체인 사용자의 손가락(10)의 접근 여부나 그 움직임에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량 방식의 지문 센서일 수 있다. 또한, 지문 센서(135)는 외력에 의해 유연하게 구부러지거나 휘어질 수 있도록 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 정도의 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
코팅층(150)은 센싱 기판(130)의 상부에 배치되어 센싱 기판(130)을 보호한다. 코팅층(150)은 집적 회로(120)가 위치하는 센싱 기판(130)의 영역에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 지문 센서 패키지(100)에 베젤(160)이 형성된 경우, 상기 코팅층(150)은 베젤과 베젤 사이에 배치될 수 있다. 이러한 코팅층(150)은 플라스틱, 유리 등의 재질로 이루어질 수 있으며 이를 제한하지는 않는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문 센서 패키지를 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1과 달리 지문 센서 패키지(200)의 상부에 배치되는 상부 기판(210)을 더 포함하는 것을 알 수 있다. 도 2에 표시된 내용 중 도 1과 중복되는 효과 또는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 도 1과 달리 센싱 기판(130)에 직접 베젤이 형성되지 않고, 센싱 기판(130)의 상부에 배치되는 상부 기판(210)과 결합되어 통전되기 위한 범프(170)가 배치된 것을 알 수 있다. 범프(170)에는 금을 이용한 스터드 범프가 예시될 수 있다.
상부 기판(210)의 상면은 도 1의 센싱 기판(130)의 상면과 같이 상부 베젤(211)과 상부 코팅층(212)이 배치될 수 있다.
상부 코팅층(212)은 상부 기판(210)의 상부에 배치되어 상부 기판(210)과 지문 센서 패키지(200)를 보호한다. 상부 코팅층(212)은 집적 회로(120)가 위치하는 센싱 기판(130)의 영역에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상부 기판(210)에 상부 베젤(211)이 형성된 경우, 상기 상부 코팅층(212)은 상부 베젤과 상부 베젤 사이에 배치될 수 있다. 이러한 상부 코팅층(212)은 플라스틱, 유리 등의 재질로 이루어질 수 있으며 이를 제한하지는 않는다.
상부 기판(210)은 지문 센서 패키지(200)의 범프(170)를 통해 지문 센서 패키지(200)와 전기적으로 연결될 수 있고, 상부 기판(210) 내부를 연결하기 위한 상부 회로배선(213)이 패터닝될 수 있다. 즉, 센싱 기판(130)의 회로배선(131)과 상부 기판(210)의 상부 회로배선(213)은 범프(170)를 통해 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 1과 달리 센싱 기판(130)의 하부에 몰딩부(142)가 직접회로가 배치된 센싱기판(130)의 하부 전체를 모두 감싸는 구조로 형성될 수 있다.
상부 기판(210)은 릴투릴(Reel to Reel) 타입의 리지드(Rigid) PCB 또는 유연 타입의 FPCB(Flexible PCB)일 수 있다. 즉, 지문 센서 패키지(200)의 생산 과정에 있어서, 상부 기판(210)은 필름에 상부 베젤(211)과 상부 코팅층(212)이 반복되어 연속하는 패턴으로 형성될 수 있다.
도 3은 도 2의 실시예에 사용되는 상부 기판(210)에 대한 평면도를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 상부 기판(210)의 상부 코팅층(212)과 상부 베젤(211)이 일정한 간격으로 연속되어 필름 상에 형성된 것을 알 수 있다. 각각의 상부 기판마다 하나의 지문 센서 패키지가 배치될 수 있고, 이후 소잉 과정을 통해 개별화된 지문 센서 패키지를 생산할 수 있게 된다. 본 발명은 이러한 타입의 상부 기판(210)을 사용함으로써 지문 센서 패키지의 대량 생산을 용이하게 할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(300)를 도시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(300)는 보호층(310), 집적 회로(320), 센싱 기판(330) 및 코팅층(350)을 포함할 수 있다.
보호층(310)은 집적 회로(120)의 하부에 형성되어 집적 회로(320)를 보호한다. 보호층(310)은 집적 회로(320)와 마찬가지로 휘거나 접힐 수 있는 유연한 재질로 이루어질 수 있다.
이를 위하여 보호층(310)은 내열성, 절연 특성 및 기계 강도가 우수한 소자, 예를 들어, 고분자 소자로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게, 보호층(310)은 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(Polyamide), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 모디파이드 폴리페놀 옥사이드(Modified Polyphenol oxide), 폴리부틸렌 테레프탈레이드(Polybutylene terephthalate), 폴리설폰(Polysulfone), 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene sulfide), 폴라아미드 이미드(Polyamide imide), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리에테르 설폰(Polyether sulfone), 폴리에테르 에테르 케톤(Polyether ether ketone), 폴리에테르 이미드(Polyether imide), 폴리아릴레이트(Polyarylate), 폴리에테르 켑톤(Polyether ketone) 및 폴리벤즈이미다졸(Polybenzimidazole) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
집적 회로(320)는 센싱 기판(330)의 하부에 배치되어, 센싱 기판(330) 내에 실장된 지문 센서(335)를 구동한다. 이때, 집적 회로(320)는 접착제(또는 접착층, 340)를 통해 센싱 기판(330)의 하부에 부착될 수 있다. 또한, 집적 회로(320)는 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 정도의 얇은 두께로 형성되기 때문에 벤딩(bending)이 가능한 유연성을 가질 수 있다.
센싱 기판(330)은 소자들의 전기적 연결을 위하여 패터닝된 회로배선(331)과 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서(335)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 센싱 기판(330)은 다층 구조를 갖는 리지드( Rigid) PCB 또는 유연 타입의 FPCB(Flexible PCB)일 수 있다.
또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 센싱 기판(330)은 집적 회로(320) 및 보호층(310)이 삽입되도록 하기 위한 캐비티(cavity, 370)를 중앙 하부 영역에 구비할 수 있다. 상기 캐비티(370) 내에 접착제(340), 집적 회로(320) 및 보호층(310)을 순차적으로 적층할 수 있다. 이에 따라, 센싱 기판(330)은 외부 충격 등으로부터 집적 회로(320)를 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 한편, 다른 실시 예로, 센싱 기판(330) 내에 캐비티를 형성할 필요 없이, 집적 회로(320) 및 보호층(310) 상에 평평한 센싱 기판(330)을 적층할 수도 있다.
회로배선(331)의 일부는 ACF(Anisotropic Conductive Film), NCF(non-conductive film)등과 같은 본딩부(345)를 통해 집적 회로(320)와 연결될 수 있다.
또한, 회로배선(331)의 일부는 베젤(360)을 형성할 수 있으며, 베젤(360)은 구동신호를 손가락(10)과 같은 매질로 방사한다. 상기 구동신호는 RF를 포함하는 전기적 신호로서 지문의 산과 골의 전기적 특성 차이를 발생시킨다. 예를 들어, 지문의 산과 골의 높이 차에 의한 정전 용량의 차이를 발생시킨다. 한편, 다른 실시 예로, 구동신호가 지문 센서(335)로부터 방사되는 경우, 베젤(360)은 지문 센서 패키지(300)에 형성되지 않을 수 있다.
지문 센서(335)는 센싱 기판(330) 내에 적층된 적어도 하나의 도전층을 미리 결정된 방식에 따라 패터닝하여 형성될 수 있다. 지문 센서를 집적 회로(320)와 센싱 기판(330) 사이에 배치할 필요 없이, 지문 센서를 기판 내부에 실장함으로써, 좀 더 얇은 두께의 지문 센서 패키지(300)를 구현할 수 있다. 그 뿐만 아니라, 센싱 거리를 짧게 하여 센싱 능력을 향상시킬 수 있다
이와 같이 기판에 실장된 지문 센서(335)는 사용자의 지문(fingerprint)을 감지한다. 좀 더 구체적으로, 지문 센서(335)는 피사체인 사용자의 손가락(10)의 접근 여부나 그 움직임에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량 방식의 지문 센서일 수 있다. 또한, 지문 센서(335)는 외력에 의해 유연하게 구부러지거나 휘어질 수 있도록 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 정도의 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
코팅층(350)은 센싱 기판(330)의 상부에 배치되어 센싱 기판(330)을 보호한다. 코팅층(350)은 집적 회로(320)가 위치하는 센싱 기판(330)의 영역에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 지문 센서 패키지(300)에 베젤(360)이 형성된 경우, 상기 코팅층(350)은 베젤과 베젤 사이에 배치될 수 있다. 이러한 코팅층(350)은 플라스틱, 유리 등의 재질로 이루어질 수 있으며 이를 제한하지는 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(300)가 실장될 수 있는 카드(400)를 도시하는 도면이다.
도 5에 도시된 카드(400)는 예를 들어, 신용카드, 체크카드 등과 같은 플라스틱 카드(또는 스마트 카드)를 포함할 수 있으며, 지문 센서 패키지(300)는 카드(410) 바디의 일 영역에 생성된 홈(415)에 실장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(300)가 카드(410)에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 카드(400)는 지문 센서 패키지(300)의 지문 인식 동작을 보조하기 위한 서포트 칩(470), 수동 소자(480)와, 상기 서포트 칩(470) 및 수동 소자(480)가 배치되는 카드 기판(440)을 포함할 수 있다. 이때, 카드(400)에 실장되는 카드 기판(440)의 일 예로 플렉서블 PCB(FPCB)가 사용될 수 있다. 또한, 카드 기판(440)에는 지문 센서 패키지(300)와 카드(400) 내 다른 부품과의 전기적 연결을 위한 소켓이 추가로 배치될 수 있다.
카드(400)에는 지문 센서 패키지(300)가 실장될 수 있는 홈(415)이 형성될 수 있다. 지문 센서 패키지(300)가 카드(400)의 홈(415)에 실장됨으로써, 지문 센서 모듈을 구성할 수 있다. 이때, 지문 센서 패키지(300) 내 센싱 기판(130)의 회로배선(131)과 카드(400) 내 카드 기판(440)의 회로배선은 접촉 패드를 통해 연결될 수 있다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 지문 센서 패키지(300)와 카드(400) 사이에는 유동 공간(460)이 형성되는데, 이 유동 공간(460)은 카드(400)의 휨 정도에 따라, 지문 센서 패키지(300)가 유연하게 대응할 수 있는 공간을 제공한다. 다시 말하면, 카드(400)의 유연성이 지문 센서 패키지(300)의 유연성보다 큰 경우, 이 유동 공간(460)이 형성되어 있지 않다면, 지문 센서 패키지(300)가 카드(400)와 동일하게 벤딩되어 지문 센서 패키지(300)가 손상될 위험이 있기 때문이다. 한편 다른 실시 예로, 상기 유동 공간(460)에 접착제를 도포할 수 있는데, 이 경우에는 그 모듈러스(modulus)가 작은 접착제를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 지문 센서 패키지(300)는 유연하게 휘거나 구부러질 수 있으므로, 카드의 벤딩에도 안전한 구조의 유지가 가능함에 따라 해당 패키지(300)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 센싱 기판(130) 내에 지문 센서를 구현함으로써 센싱 거리(즉, 코팅층의 상부면과 지문 센서 사이의 거리)가 짧아짐에 따라 지문 센서 패키지(300)의 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 지문 센서 패키지(300)는 도 1에 도시된 지문 센서 패키지(100)와 달리 내부에 수동 소자를 포함하지 않고 있는데, 지문 센서(135)의 동작을 보조하기 위한 수동 소자(480)나 서포트 칩(470)은 도 6과 같이 지문 센서 패키지(300)의 외부에 배치될 수 도 있다.
도 6에서 지문 센서 패키지(300)는 도 1에 도시된 지문 센서 패키지처럼 센싱 기판(130)의 하부에 몰딩부(141)가 형성되어 있으나, 이와 달리 도 2에 개시된 지문 센서 패키지처럼 상부에 상부 기판이 형성되거나, 도 4b에 개시된 지문 센서 패키지처럼 하부에 캐비티가 형성된 기판이 사용될 수 도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(300)가 실장될 수 있는 모바일 단말(500)의 커버 글래스(515)를 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 커버 글래스(515)는 모바일 단말(500)의 바디(510)에 포함될 수 있으며, 상기 바디(510)의 전면, 후면, 또는 측면 등에 형성될 수 있다.
한편, 이하 본 실시 예에서 모바일 단말로 스마트폰을 예시하고 있지만, 이를 제한하지는 않으며, 지문 센서 패키지(300)가 실장될 수 있는 노트북, 태블릿 PC, PDA, 웨어러블 디바이스 등과 같은 다양한 종류의 모바일 기기들을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(300)가 커버 글래스(515)에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 지문 센서 패키지(300)는 모바일 단말(500)의 커버 글래스(515)의 하부면에 접착제(또는 접착층, 360)를 통해 부착될 수 있다. 지문 센서 패키지(300)가 커버 글래스(515)에 부착됨으로써, 지문 센서 모듈을 구성할 수 있다. 한편, 다른 실시 예로, 커버 글래스(515)의 중앙 하부에 캐비티를 형성하여, 지문 센서 패키지(300)를 커버 글래스(515)의 캐비티에 실장할 수도 있다.
지문 센서 패키지(300) 내 센싱 기판의 일부가 수평 방향으로 연장될 수 있고, 연장 기판(540)에는 지문 센서 패키지(300)의 지문 인식 동작을 보조하기 위한 서포트 칩(520)과 수동 소자(530)가 배치될 수 있다. 한편, 본 실시 예에서, 서포트 칩(520) 및 수동 소자(530)가 연장 기판(540)의 하부에 배치되는 것을 예시하고 있으나 이를 제한하지는 않으며, 연장 기판(540)의 상부에 배치될 수도 있다. 또한, 연장 기판(540)에는 지문 센서 패키지(300)와 모바일 단말(500) 내 다른 부품과의 전기적 연결을 위한 소켓(550)이 추가로 배치될 수 있다.
한편, 다른 실시 예로, 지문 센서 패키지(300) 내 센싱 기판의 일 부분을 연장할 필요 없이, 서포트 칩(520), 수동 소자(530) 및 소켓(550)이 배치된 별도의 기판(미도시)을 마련하여, 해당 기판이 지문 센서 패키지(300)의 센싱 기판과 연결되도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 지문 센서 패키지(300)는 유연하게 휘거나 구부러질 수 있으므로, 커버 글래스(515)의 하부면에 굴곡이 있거나 경사가 있더라도 커버 글래스(515)의 하부면에 밀착될 수 있으며, 이에 따라, 센싱 거리(즉, 커버 글래스의 상부면과 지문 센서 사이의 거리)가 작아짐으로써 센싱 성능이 향상될 수 있다. 또한, 센싱 기판 내에 지문 센서를 구현함으로써 센싱 거리가 짧아짐에 따라 지문 센서 패키지의 센싱 성능이 향상될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 지문 센서 패키지 110: 보호층
120: 집적 회로 130: 센싱 기판
140: 접착제 145: 본딩부
150: 코팅층 160: 베젤

Claims (13)

  1. 회로 배선을 갖는 카드 기판을 내부에 포함하고, 바디의 일 면에 홈이 형성된 카드; 및
    상기 홈에 안착되어 상기 카드에 실장되는 지문 센서 패키지를 포함하되,
    상기 지문 센서 패키지는, 기판과, 상기 기판에 패터닝된 회로 배선과, 상기 기판 내부에 실장되고 상기 회로 배선에 연결되는 지문 센서를 포함하는 센싱 기판;
    상기 센싱 기판의 하부에 배치되어, 상기 지문 센서를 구동하는 집적 회로;
    상기 집적 회로의 위치에 대응하는 센싱 기판의 상부에 배치되어, 상기 센싱 기판을 보호하는 코팅층;
    상기 집적 회로의 하부에 위치하여, 상기 집적 회로를 보호하는 보호층; 및
    상기 센싱 기판의 하부에 배치되어, 상기 집적 회로와 상기 보호층을 둘러싸는 몰딩부를 포함하고,
    상기 지문센서 패키지는 상기 카드의 일 면에 형성된 홈에 실장되고, 상기 지문센서 패키지 내 센싱 기판의 회로 배선과 상기 카드 내 카드 기판의 회로 배선은 접촉패드를 통해 전기적으로 연결되며,
    상기 카드의 일 면에 형성된 홈은 상기 지문 센서 패키지의 전체적인 형상에 대응하고,
    상기 홈에 삽입된 지문 센서 패키지의 상면과 상기 홈에 인접한 카드의 상면이 동일 평면상에 위치하며,
    상기 지문 센서 패키지와 상기 카드의 일 면에 형성된 홈 사이에는 유동 공간이 존재하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 집적 회로는
    상기 센싱 기판과 접착제를 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 기판의 기판은 다층 구조의 리지드(Rigid) PCB 또는 유연 타입의 FPCB(Flexible PCB)인 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 집적 회로와 상기 센싱 기판의 회로 배선은 본딩부를 통해 연결되고, 상기 본딩부는 ACF(Anisotropic Conductive Film) 또는 NCF(Non-Conductive Film) 인 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서 패키지는,
    상기 센싱 기판의 회로 배선의 적어도 일부가 수직 방향으로 연장되어 형성되는 베젤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서 패키지는,
    상기 센싱 기판의 상부에 위치하는 상부 기판; 및
    상기 센싱 기판과 상기 상부 기판 사이에 배치되며, 상기 센싱 기판과 상기 상부 기판을 전기적으로 연결하기 위한 하나 이상의 범프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 집적 회로가 위치하는 영역에 대응하여 상기 센싱 기판의 하부에 상기 집적 회로가 삽입되기 위한 캐비티가 형성되고,
    상기 센싱 기판은 상기 캐비티 내에 위치한 상기 집적 회로를 보호하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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