KR102221720B1 - 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예는 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지; 상기 지문센서 패키지의 상부에 구비되며, 멀티 컬러 레이어로 이루어진 컬러층을 포함하는 코팅부; 및 상기 지문센서 패키지와 상기 코팅부를 접착하는 열경화성 접착부재를 포함하고, 상기 열경화성 접착부재는 액상상태에서 1000 cps 부터 20000 cps까지의 점도를 갖는 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈을 제공한다.

Description

멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법{FINGERPRINT SENSOR MODULE INCLUDING MULTI COLOR LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센싱 성능 및 내구성이 향상될 뿐 아니라, 다양한 색상을 표현할 수 있는 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰(Smartphone)이나 태블릿 피시(Tablet PC) 등의 모바일 기기에 대한 보안성이 요구됨에 따라, 사용자의 생체정보를 획득하여 사용자의 진위 여부를 판별하는 생체인식 기술이 주목받고 있다.
이러한 생체인식 기술로는 지문인식, 얼굴인식, 홍채인식, 정맥인식 등이 있는데, 이중 지문인식은 편의성과 보안성이 모두 뛰어나기 때문에 가장 널리 사용되고 있다.
특히, 지문센서는 주변 부품이나 구조를 포함하는 모듈 형태로 제조될 수 있기 때문에, 각종 전자기기에 효과적으로 장착될 수 있는 장점이 있다. 일 예로 지문센서는 스마트폰의 홈 키에 일체화되어 스마트폰의 전면, 후면 또는 측면에 장착되기도 한다.
이러한 지문센서는 동작방식에 따라 정전용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식, 열감지 방식 등으로 구분될 수 있는데, 이중 정전용량 방식의 지문센서는 감도가 우수하고 외부의 환경변화에 강인하며 전자기기와의 정합성이 우수하여 가장 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 지문센서 모듈의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 지문센서 모듈(1)은 메인기판(10), 지문센서(20) 및 몰딩부(30)를 포함할 수 있다. 또한, 지문센서 모듈(1)은 몰딩부(30)의 상면에 위치하는 코팅부(50)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 코팅부(50)는 지문센서 모듈(1)을 외부의 충격으로부터 보호함과 동시에 지문센서 모듈(1)의 색상을 구현할 수 있다.
이러한 코팅부(50)는 필름 방식으로 구현될 수 있다. 필름 방식은 스프레이 방식에 비하여 얇은 두께의 코팅부(50)를 구현할 수 있으면서도 고른 색상을 구현할 수 있는 장점이 있기 때문에 정전용량 방식의 지문센서 모듈(1)에 적합한 기술로 평가받고 있다.
구체적으로, 코팅부(50)는 이형 필름 상에 부착되어 코팅 필름부의 형태로 사전에 마련된 후, UV 경화형 접착 부재를 통해 몰딩부(30)의 상부에 부착될 수 있다. 또한, 코팅부(50)의 부착이 완료된 후에는 이형 필름을 제거함으로써 최종적으로 지문센서 모듈(1)이 완성된다.
이때, UV 경화형 접착부재(40)는 경화를 위해 소정의 값 이상의 UV광량이 필요한데, UV 광은 통상적으로 코팅부(50)의 상측으로 조사되기 때문에, UV 경화형 접착부재(40)에는 코팅부(50)를 투과한 UV 광만이 조사되게 된다.
한편, 사용자 또는 제조사의 요구사항에 따라 코팅부(50)가 특정한 질감이나 색상 또는 휘도를 갖춰야 하는 경우, 코팅부(50)의 UV광 반사율은 높게 설정될 수 있다.
이러한 경우, 코팅부(50)를 투과하여 UV 경화형 접착부재(40)에 도달하는 UV 광의 양은 UV 경화형 접착부재(40)의 경화를 위해 필요한 UV광량을 만족시키지 못하게 되는데, 이로 인해 UV 경화형 접착부재(40)가 완전히 경화되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, UV 경화형 접착부재(40)가 완전히 경화되지 못함으로 인해 UV 경화형 접착부재(40)의 내부에 기포가 발생하거나 또는 습기가 침투할 수 있게 되므로, 지문센서 모듈(1)의 성능 및 내구성이 하락되는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, UV 경화형 접착부재(40)의 완전한 경화를 위하여 제한된 UV광 반사율을 갖는 코팅부(50)를 사용할 경우, 지문센서 모듈(1)이 가질 수 있는 질감이나 색상 또는 휘도가 제한되는 문제점이 있었다.
따라서, 코팅부(50)의 UV광 반사율이 높은 경우에도 접착부재를 완전히 경화시킬 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 센싱 성능 및 내구성이 향상될 뿐 아니라 다양한 색상을 표현할 수 있는 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문인식 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지; 상기 지문센서 패키지의 상부에 구비되며, 멀티 컬러 레이어로 이루어진 컬러층을 포함하는 코팅부; 및 상기 지문센서 패키지와 상기 코팅부를 접착하는 열경화성 접착부재를 포함하고, 상기 열경화성 접착부재는 액상상태에서 1000 cps 부터 20000 cps까지의 점도를 갖는 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 코팅부는 보호층을 더 포함하고, 상기 컬러층은 증착코팅층과 색상인쇄층 및 바탕인쇄층을 포함하고, 상기 증착코팅층과 상기 색상인쇄층 및 상기 바탕인쇄층은 서로 다른 색상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증착코팅층은 비전도성을 갖는 층일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 컬러층은 펄 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 열경화성 접착부재는 2액형의 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지; 상기 지문센서 패키지의 상부에 구비되며, 멀티 컬러 레이어로 이루어진 컬러층을 포함하는 코팅부; 및 상기 지문센서 패키지와 상기 코팅부를 접착하는 열경화성 접착부재를 포함하고, 상기 컬러층은 UV 광에 대한 반사율이 50% 이상인 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 코팅부는 보호층을 더 포함하고, 상기 컬러층은 증착코팅층과 색상인쇄층 및 바탕인쇄층을 포함하고, 상기 증착코팅층과 상기 색상인쇄층 및 상기 바탕인쇄층은 서로 다른 색상일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부가 구비된 지문센서 패키지를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법으로서, 컬러층과 보호층을 포함하는 코팅부 및 상기 보호층의 일면에 부착된 이형 필름부를 포함하는 코팅 필름부를 마련하는 단계; 상기 지문센서 패키지의 상면에 열경화성 접착부재를 도포하는 단계; 상기 열경화성 접착부재와 상기 코팅 필름부의 상기 컬러층이 맞닿은 상태에서 상기 열경화성 접착부재를 경화시키는 단계; 및 상기 이형 필름부를 제거함으로써 상기 코팅부를 상기 이형 필름부로부터 상기 지문센서 패키지 상으로 전사하는 단계; 를 포함하는, 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계는, 상기 이형 필름부의 일면에 상기 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 보호층의 일면에 상기 컬러층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보호층의 일면에 상기 컬러층을 형성하는 단계는 상기 보호층의 일면에 증착코팅층을 형성하는 단계; 상기 증착코팅층의 일면에 색상인쇄층을 형성하는 단계; 및 상기 색상인쇄층의 일면에 바탕인쇄층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 증착코팅층과 상기 색상인쇄층 및 상기 바탕인쇄층의 색상은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코팅부를 몰딩부에 부착함에 있어 열경화성 접착부재가 사용되기 때문에, 코팅부와 몰딩부의 결합은 코팅부의 UV광 반사율이 소정의 값 이상인 경우에도 견고하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열경화성 접착부재는 액상상태에서 1000 cps 내지 20000 cps의 점도를 가지기 때문에, 열경화성 접착부재가 경화된 후 코팅부와 몰딩부의 사이는 기밀될 수 있으며, 지문센서 모듈의 성능 및 신뢰성은 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지문센서 모듈은 멀티 컬러 레이어를 포함하기 때문에, 지문센서 모듈은 보다 다양한 색감을 구현할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 지문센서 모듈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컬러층을 나타낸 단면도이다.
도 4는 코팅부의 UV광 반사율에 따른 지문센서 모듈의 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 표이다.
도 5는 열경화성 접착부재의 점도에 따른 지문센서 모듈의 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 표이다.
도 6 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조과정을 도시한 공정 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지문센서 모듈(1000)은 메인기판(100), 센서부(200), 몰딩부(300), 열경화성 접착부재(400) 및 코팅부(500)를 포함할 수 있다.
메인기판(100)은 센서부(200)를 실장할 수 있으며, 전기적 신호를 센서부(200)에 전달할 수 있다. 일 예로 메인기판(100)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 또는 연성인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
센서부(200)는 지문의 이미지를 감지할 수 있는 센서로서, 다양한 감지방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서부(200)는 정전용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식, 열감지 방식 등을 사용하여 지문의 이미지를 감지할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 센서부(200)가 정전용량 방식을 사용하는 경우를 예로 설명하기로 한다.
구체적으로, 센서부(200)는 지문의 산과 골의 높이차이에 따른 정전용량의 차이를 감지할 수 있으며, 감지한 신호를 제어부(미도시)로 전달할 수 있다. 그리고 제어부는 수신한 신호를 바탕으로 지문의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 센서부(200)는 지문을 감지하기 위해 다양한 형태의 센싱구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(200)는 2차원적으로 배열된 복수개의 센싱 픽셀을 포함할 수도 있다. 또는, 센서부(200)는 라인 타입의 복수개의 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수도 있다. 또는, 센서부(200)는 AREA 타입인 복수개의 이미지 수신부를 포함할 수도 있다.
또한, 몰딩부(300)는 센서부(200) 및 메인기판(100)을 덮을 수 있으며, 센서부(200)를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부(300)는 센서부(200)와 메인기판(100)의 사이를 기밀함으로서 외부의 습기가 센서부(200)와 메인기판(100)의 사이로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 몰딩부(300)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy Molding Compound)로 이루어질 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 메인기판(100), 센서부(200), 몰딩부(300)가 결합된 구조체를 지문센서 패키지라 칭하기로 한다.
코팅부(500)는 지문센서 패키지의 상부에 구비될 수 있으며, 외부의 충격 또는 스크래치로부터 지문센서 패키지를 보호할 수 있다. 또한, 코팅부(500)는 지문센서 모듈(1000)의 색상을 구현할 수 있다. 이러한, 코팅부(500)는 보호층(520) 및 컬러층(510)을 포함할 수 있다.
보호층(520)은 컬러층(510)의 상부에 형성될 수 있으며, 보호층(520)의 하부에 위치한 구성품을 외부의 충격 또는 스크래치로부터 보호할 수 있다. 이러한 보호층(520)은 UV몰딩층일 수 있다.
또한, 보호층(520)은 투명한 색상으로 이루어질 수 있다. 이는 컬러층(510)이 지문센서 모듈(1000)의 외부에서 육안으로 관찰될 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 보호층(520)은 사용자 또는 제조사의 요구사항에 따라 소정의 색상을 가질 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 컬러층(510)은 지문센서 모듈(1000)의 색상을 구현할 수 있다. 이러한 컬러층(510)은 지문센서 모듈(1000)의 외부에서 육안으로 관찰가능한 층으로, 다양한 색상 또는 패턴이 표현된 층일 수 있다.
또한, 컬러층(510)은 사용자의 요구사항에 따른 색상, 패턴 또는 휘도를 구현하기 위해 멀티 컬러 레이어(Multi-color-layer) 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 컬러층(510)은 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 컬러층(510)을 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컬러층을 나타낸 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 컬러층(510)은 증착코팅층(513), 색상인쇄층(512) 및 바탕인쇄층(511)을 포함할 수 있다.
증착코팅층(513)은 금속의 광택감과 휘도를 구현하면서도 비전도성을 갖는 층일 수 있다. 일 예로 지문센서 모듈(1000)이 금속의 질감을 갖는 휴대용 전자기기에 탑재되는 경우, 이러한 증착코팅층(513)은 사용자가 휴대용 전자기기와 지문센서 모듈(1000) 사이에서 일체감을 느끼도록 할 수 있다.
또한, 증착코팅층(513)은 비전도성일 수 있으므로, 지문센서 모듈(1000)이 휴대용 전자기기에 탑재되는 경우, 휴대용 전자기기로부터 발신되거나 또는 휴대용 전자기기로 수신되는 전자기적 신호의 감쇠는 최소화될 수 있다.
이러한 증착코팅층(513)은 NCVM(Non-Conductive Vacuum Metallizing) 공법으로 구현된 NCVM층일 수 있다.
한편, 증착코팅층(513)으로 인한 전자기적 신호의 감쇠를 고려하지 않는 경우, 증착코팅층(513)은 도전성을 갖는 층일 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 색상인쇄층(512)은 증착코팅층(513)의 일면에 형성될 수 있으며, 증착코팅층(513)과 함께 지문센서 모듈(1000)의 색상 또는 질감을 구현할 수 있다.
구체적으로, 색상인쇄층(512)은 증착코팅층(513)의 색상 또는 질감을 보조할 수 있다. 일 예로, 색상인쇄층(512)은 증착코팅층(513)과 다른 색상 또는 질감을 가질 수 있다. 이때, 사용자가 외부에서 관찰할 수 있는 지문센서 모듈(1000)의 색상 및 질감은 색상인쇄층(512)의 색상 및 질감이 증착코팅층(513)의 색상 및 질감과 혼합되어 표현되는 것일 수 있다.
즉, 지문센서 모듈(1000)은 색상인쇄층(512)이 형성됨으로 인해 단일의 증착코팅층(513)으로 표현할 수 있는 색상 또는 질감에 비해 더 다양한 색상 또는 질감을 표현할 수 있게 된다. 한편, 도 3은 색상인쇄층(512)이 하나의 층인 것으로 도시하였으나, 색상인쇄층(512)은 하나 이상의 층으로 이루어질 수도 있다.
또한, 색상인쇄층(512)은 펄(Pearl) 입자를 포함할 수 있다. 펄 입자는 가시광선에 대해 높은 반사율을 갖는 입자로서, 지문센서 모듈(1000)의 외관에 반짝이는 질감을 부여할 수 있다. 이러한 펄 입자는 증착코팅층(513)에 포함될 수도 있다. 또한, 펄 입자는 증착코팅층(513) 및 색상인쇄층(512) 모두에 포함될 수도 있다.
다음으로, 바탕인쇄층(511)은 색상인쇄층(512)의 일면에 형성될 수 있으며, 지문센서 패키지가 외부에서 육안으로 관찰되는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 지문센서 패키지는 패키징 공정에서 열이 가해질 수 있는데, 이때 센서부(200)와 몰딩부(300) 간의 열팽창 계수 차이로 인해 센서부(200)의 형상이 외부에서 관찰되는 칩 마크(Chip-mark) 현상이 발생할 수 있다.
이때, 바탕인쇄층(511)은 지문센서 패키지의 상부에 위치하여 지문센서 패키지 상면의 칩 마크가 외부에서 육안으로 관찰되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 바탕인쇄층(511)은 몰딩부(300)와 유사한 색상을 가질 수 있다. 일 예로, 바탕인쇄층(511)은 블랙(Black) 계열의 색상을 가질 수 있다. 또한, 바탕인쇄층(511)은 증착코팅층(513) 및 색상인쇄층(512)과 상이한 색상을 갖는 층일 수 있다.
한편, 코팅부(500)는 UV광에 대한 반사율이 50% 이상일 수 있다. 이는 보호층(520)과 컬러층(510)을 포함하는 코팅부(500) 전체에 대한 UV광의 반사율이 50% 이상임을 의미하는 것이다.
도 4를 통해 코팅부(500)의 UV광 반사율에 따른 지문센서 모듈(1000)의 신뢰성 변화를 살펴보기로 한다.
도 4는 코팅부의 UV광 반사율에 따른 지문센서 모듈의 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 표이다. 도 4의 신뢰성 테스트 결과는 내화장품 테스트, 내열탕 테스트 및 고온고습 테스트 각각의 결과를 기초로 하였으며, 3가지 테스트를 모두 통과할 시에는 Pass 로 표기하였고, 어느 하나의 테스트라도 미 통과할 시에는 Fail로 표기하였다.
또한, 도 4의 신뢰성 테스트는 본 발명의 실시예에 따른 열경화성 접착부재(400)가 적용된 지문센서 모듈(1000) 뿐만 아니라, 종래의 UV경화성 접착부재가 적용된 지문센서 모듈(1000)에 대하여도 실시하였다. 또한, 각 접착부재의 경화는 각 접착부재에 적합한 경화방식을 사용하였다.
도 4를 참조하면, 종래의 UV경화성 접착부재가 적용된 지문센서 모듈(1000)의 경우, 코팅부(500)의 UV광 반사율이 50% 이상인 경우에는 신뢰성 테스트의 결과가 Fail인 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅부(500)의 UV 광 반사율이 50% 이상일 때 UV경화성 접착부재가 완전히 경화되지 못함을 의미한다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 열경화성 접착부재(400)가 적용된 지문센서 모듈(1000)의 경우, 코팅부(500)의 UV광 반사율이 50% 이상인 경우에도 신뢰성 테스트 결과가 Pass 인 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 실시예에 따른 열경화성 접착부재(400)가 UV광 반사율이 50% 이상일 때에도 완전히 경화되었음을 의미한다.
한편, 코팅부(500)의 UV광 반사율은 코팅부(500)의 색상 또는 휘도에 영향을 줄 수 있는데, 코팅부(500)의 색상 또는 휘도가 변경될 경우, 사용자가 지문센서 모듈(1000)로부터 느낄 수 있는 심미감은 달라지게 된다.
즉, 종래의 UV 경화성 접착부재가 적용된 지문센서 모듈(1000)의 경우, 지문센서 모듈(1000)은 제한된 색상 및 휘도를 가지게 되는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 열경화성 접착부재(400)가 적용된 지문센서 모듈(1000)은 색상 또는 휘도에 대한 제약 없이 다양한 색상 및 패턴을 구현할 수 있으므로, 사용자가 느낄 수 있는 심미감 또한 다양해질 수 있는 장점이 있다.
한편, 열경화성 접착부재(400)는 코팅부(500)와 지문센서 패키지의 사이에 위치할 수 있으며, 코팅부(500)와 지문센서 패키지를 접착시킬 수 있다.
이러한 열경화성 접착부재(400)는 열에 의해 경화되는 특성을 갖는 부재로, 아크릴 또는 에폭시 계열의 수지로 이루어질 수 있다. 이때, 열경화성 접착부재(400)의 경화를 일으키는 온도의 범위는 열경화성 접착부재(400)의 소재에 따라 다양한 범위일 수 있다. 일 예로, 열경화성 접착부재(400)의 경화를 일으키는 온도는 상온의 범위에 속할 수도 있다.
또한, 열경화성 접착부재(400)는 1액형의 접착부재이거나 또는, 2액형의 접착부재일 수 있다.
이때, 1액형의 접착부재는 시간이 경과함에 따라 자연스럽게 경화되는 접착부재일 수 있다. 그리고, 2액형의 접착부재는 주제와 경화제로 이루어질 수 있으며, 주제와 경화제가 서로 반응하여 경화되는 접착부재일 수 있다.
한편, 열경화성 접착부재(400)는 액상상태에서 1000 cps 내지 20000 cps의 점도를 가질 수 있다.
도 5는 열경화성 접착부재의 점도에 따른 지문센서 모듈의 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 표이다. 도 5의 신뢰성 테스트 결과는 내화장품 테스트, 내열탕 테스트 및 고온고습 테스트 각각의 결과를 기초로 하였으며, 3가지 테스트를 모두 통과할 시 Pass 로 표기하였고, 어느 하나의 테스트라도 미 통과시에는 Fail로 표기하였다. 도 5를 참조하면, 열경화성 접착부재(400)의 점도가 20000cps를 초과하는 경우, 신뢰성 테스트의 결과는 Fail임을 확인할 수 있다. 이는 열경화성 접착부재(400)의 점도가 20000cps를 초과하는 경우, 열경화성 접착부재(400)가 지문센서 패키지의 상부에 고르게 도포될 수 없음을 의미한다.
반면, 도 5에는 도시되지 않았으나, 열경화성 접착부재(400)의 점도가 1cps 내지 999cps 인 경우, 열경화성 접착부재(400)의 점도가 지나치게 낮기 때문에, 열경화성 접착부재(400)가 지문센서 패키지 상에 고르게 도포될 수 없는 문제점이 있었다.
즉, 열경화성 접착부재(400)가 고르게 도포되지 못한 상태에서 경화될 경우, 열경화성 접착부재(400)는 코팅부(500)와 지문센서 패키지의 사이를 기밀하기 어렵기 때문에, 지문센서 모듈(1000)은 외부의 습기로부터 취약한 상태가 될 수 있다.
또한, 열경화성 접착부재(400)가 고르게 도포되지 못한 상태에서 경화될 경우, 열경화성 접착부재(400)는 내부에 기포가 발생할 수 있다. 이러한 기포는 센서부(200)의 센싱 감도를 하락시키는 원인이 될 수 있다.
도 6 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법의 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈(1000)의 제조방법은 코팅부(500), 보호층(520) 및 이형 필름부(600)를 포함하는 코팅 필름부를 마련하는 단계를 포함할 수 있다. (S100)
도 7을 참조하여 코팅 필름부를 마련하는 단계를 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이형 필름부(600)의 일면에 보호층(520)을 형성하는 단계가 실시될 수 있다. (S110)
이형 필름부(600)는 적은 힘으로 쉽게 박리가 가능한 필름으로, 편평한 형상의 필름일 수 있다. 이러한 이형 필름부(600)는 적어도 일면에 발수 코팅 또는 초발수 코팅 등의 이형처리가 된 필름일 수 있다.
그리고, 보호층(520)의 일면에 컬러층(510)을 형성하는 단계가 실시될 수 있다. (S120)
이러한 컬러층(510)은 인쇄방식으로 형성될 수 있으며 증착코팅층(513), 색상인쇄층(512) 및 바탕인쇄층(511)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하여 보호층(520)의 일면에 컬러층(510)을 형성하는 단계를 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 보호층(520)의 일면에 컬러층(510)을 형성하는 단계는 보호층(520)의 일면에 증착코팅층(513)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. (S121)
증착코팅층(513)은 금속의 광택감과 휘도를 구현하면서도, 비전도성을 갖는 층일 수 있다. 이러한 증착코팅층(513)은 NCVM(Non-Conductive Vacuum Metallizing) 공법을 통해 마련된 NCVM층일 수 있다.
또한, 보호층(520)의 일면에 컬러층(510)을 형성하는 단계는 증착코팅층(513)의 일면에 색상인쇄층(512)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. (S122)
색상인쇄층(512)은 증착코팅층(513)의 일면에 형성될 수 있으며, 증착코팅층(513)과 함께 지문센서 모듈(1000)의 색상을 구현할 수 있다.
또한, 보호층(520)의 일면에 컬러층(510)을 형성하는 단계는 색상인쇄층(512)의 일면에 바탕인쇄층(511)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. (S123)
바탕인쇄층(511)은 지문센서 패키지의 상부에 위치할 수 있으며, 지문센서 패키지에 발생할 수 있는 칩 마크가 외부에서 육안으로 관찰되는 것을 방지할 수 있다.
도7 내지 8을 통해 살펴본 바와 같이, 코팅부(500)는 이형 필름부(600) 상에 부착되어 코팅 필름부의 형태로 마련될 수 있다. 이러한 코팅부(500)는 지문센서 모듈(1000)의 제작공정 중 전사방식으로 이형 필름부(600)로부터 지문센서 패키지로 전사될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈(1000)의 제조방법은 지문센서 패키지의 상면에 열경화성 접착부재(400)를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. (S200)
이러한 열경화성 접착부재(400)는 스프레이 방식 또는 X자 도포방식 등과 같은 공지의 도포 방식으로 지문센서 패키지의 상면에 도포될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈(1000)의 제조방법은 열경화성 접착부재(400)와 코팅 필름부의 컬러층(510)이 맞닿은 상태에서 열경화성 접착부재(400)를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. (S300)
본 단계에서 컬러층(510)은 열경화성 접착부재(400)를 사이에 두고 지문센서 패키지와 결합될 수 있다. 이때, 열경화성 접착부재(400)는 열을 가하는 별도의 공정을 통해 경화될 수 있다. 또한, 열경화성 접착부재(400)가 상온에서 경화될 수 있는 소재로 이루어지는 경우, 열경화성 접착부재(400)는 상온에서 경화될 수도 있다.
열경화성 접착부재(400)가 상온에서 경화될 수 있는 소재로 이루어지는 경우, 지문센서 패키지에 발생하는 칩 마크 현상은 방지될 수 있다.
구체적으로, 열경화성 접착부재(400)가 상온에 비하여 높은 온도에서 경화되는 소재로 이루어지는 경우, 열경화성 접착부재(400)에는 열경화성 접착부재(400)의 경화조건에 해당하는 열이 가해질 수 있다.
이때, 열경화성 접착부재(400)에 가해진 열은 열경화성 접착부재(400)와 인접한 지문센서 패키지에도 가해질 수 있는데, 센서부(200)를 이루는 소재와 몰딩부(300)를 이루는 소재의 열팽창 계수가 상이할 경우, 지문센서 패키지는 칩 마크(Chip-mark) 현상이 발생할 수 있다.
한편, 열경화성 접착부재(400)가 상온에서 경화될 수 있는 소재로 이루어지는 경우, 열로 인한 센서부(200)와 몰딩부(300)의 팽창 또는 수축은 방지될 수 있으므로, 지문센서 패키지에 발생하는 칩 마크 현상은 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈(1000)의 제조방법은 이형 필름부(600)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. (S400)
코팅 필름부가 지문센서 패키지에 접착된 후, 이형 필름부(600)는 코팅부(500)로부터 제거될 수 있다. 즉, 코팅부(500)는 전사방식으로 이형 필름부(600)로부터 지문센서 패키지 상으로 전사될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조과정을 도시한 공정 흐름도이다. 도 9의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 코팅 필름부를 마련하는 단계를 나타낸다. 또한 도 9의 (f) 내지 (h)는 코팅 필름부가 마련된 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈(1000)을 제조하는 과정을 나타낸다.
먼저, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 이형 필름부(600)가 준비될 수 있다.
그리고, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 이형 필름부(600)의 일면에 보호층(520)이 형성될 수 있다.
그리고, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 보호층(520)의 일면에 증착코팅층(513)이 형성될 수 있다.
그리고, 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이, 증착코팅층(513)의 일면에 색상인쇄층(512)이 형성될 수 있다.
그리고, 도 9의 (e)에 도시된 바와 같이, 색상인쇄층(512)의 일면에 바탕인쇄층(511)이 형성될 수 있다.
이에 따르면, 도 9의 (a) 내지 (e) 단계를 통해 본 발명의 실시예에 따른 코팅 필름부가 마련될 수 있다.
그리고, 도 9의 (f)에 도시된 바와 같이, 코팅 필름부는 열경화성 접착부재(400)를 사이에 두고 지문센서 패키지와 결합될 수 있다.
그리고, 도 9의 (g)에 도시된 바와 같이, 지문센서 모듈(1000)에 대한 형상가공이 이루어질 수 있다. 일 예로 지문센서 모듈(1000)은 도 9의 파선을 따라 일부분이 절단됨으로써 형상가공이 이루어질 수 있다. 이러한 형상가공은 지문센서 모듈(1000)에 대한 형상가공이 불필요할 경우에는 생략될 수도 있다.
한편, 도 9의 (g) 단계에서, 지문센서 모듈(1000)은 복수의 센서부(200)가 어레이로 배열된 상태에서 몰딩된 지문센서 모듈(1000)의 어레이일 수도 있다.
이러한 경우, 도 9의 (g) 단계는 지문센서 모듈(1000) 어레이를 가공하여 개별 지문센서 모듈(1000) 단위로 분리시킬 수 있다.
이어서, 도 9의 (h)에 도시된 바와 같이, 이형 필름부(600)는 제거될 수 있다.
이때, 이형 필름부(600)의 제거는 도 9의 (g)에서 실시되는 형상가공에 앞서 이루어질 수도 있다. 즉, 이형 필름부(600)는 형상가공에 앞서 제거될 수도 있으며, 형상가공이 된 후 제거될 수도 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000 : 지문센서 모듈 100 : 메인기판
200 : 센서부 300 : 몰딩부
400 : 열경화성 접착부재 500 : 코팅부
600 : 이형 필름부 510 : 컬러층
520 : 보호층 511 : 바탕인쇄층
512 : 색상인쇄층 513 : 증착코팅층

Claims (13)

  1. 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지;
    상기 지문센서 패키지의 상부에 구비되며, 멀티 컬러 레이어로 이루어진 컬러층을 포함하는 코팅부; 및
    상기 지문센서 패키지와 상기 코팅부를 접착하는 열경화성 접착부재를 포함하고,
    상기 열경화성 접착부재는 액상상태에서 1000 cps 부터 20000 cps까지의 점도를 갖는 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열경화성 접착부재는 상온의 범위에서 경화되는 것인 지문센서 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅부는 보호층을 더 포함하고,
    상기 컬러층은 증착코팅층과 색상인쇄층 및 바탕인쇄층을 포함하고,
    상기 증착코팅층과 상기 색상인쇄층 및 상기 바탕인쇄층은 서로 다른 색상인 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 증착코팅층은 비전도성을 갖는 층인 것인 지문센서 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 컬러층은 펄 입자를 포함하는 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 열경화성 접착부재는 2액형의 열경화성 수지로 이루어진 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈.
  7. 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지;
    상기 지문센서 패키지의 상부에 구비되며, 멀티 컬러 레이어로 이루어진 컬러층을 포함하는 코팅부; 및
    상기 지문센서 패키지와 상기 코팅부를 접착하는 열경화성 접착부재를 포함하고,
    상기 컬러층은 UV 광에 대한 반사율이 50% 초과인 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 코팅부는 보호층을 더 포함하고,
    상기 컬러층은 증착코팅층과 색상인쇄층 및 바탕인쇄층을 포함하고,
    상기 증착코팅층과 상기 색상인쇄층 및 상기 바탕인쇄층은 서로 다른 색상인 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈.
  9. 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부가 구비된 지문센서 패키지를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법으로서,
    a) 컬러층과 보호층을 포함하는 코팅부 및 상기 보호층의 일면에 부착된 이형 필름부를 포함하는 코팅 필름부를 마련하는 단계;
    b) 상기 지문센서 패키지의 상면에 열경화성 접착부재를 도포하는 단계;
    c) 상기 열경화성 접착부재와 상기 코팅 필름부의 상기 컬러층이 맞닿은 상태에서 상기 열경화성 접착부재를 경화시키는 단계; 및
    d) 상기 이형 필름부를 제거함으로써 상기 코팅부를 상기 이형 필름부로부터 상기 지문센서 패키지 상으로 전사하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 열경화성 접착부재는 액상상태에서 1000 cps 부터 20000 cps까지의 점도를 갖는 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 a) 단계는,
    상기 이형 필름부의 일면에 상기 보호층을 형성하는 단계; 및
    상기 보호층의 일면에 상기 컬러층을 형성하는 단계;를 포함하는 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 보호층의 일면에 상기 컬러층을 형성하는 단계는
    상기 보호층의 일면에 증착코팅층을 형성하는 단계;
    상기 증착코팅층의 일면에 색상인쇄층을 형성하는 단계; 및
    상기 색상인쇄층의 일면에 바탕인쇄층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 증착코팅층과 상기 색상인쇄층 및 상기 바탕인쇄층의 색상은 서로 다른 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 메인기판, 상기 메인기판에 실장되는 센서부 및 몰딩부가 구비된 지문센서 패키지를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법으로서,
    a) 컬러층과 보호층을 포함하는 코팅부 및 상기 보호층의 일면에 부착된 이형 필름부를 포함하는 코팅 필름부를 마련하는 단계;
    b) 상기 지문센서 패키지의 상면에 열경화성 접착부재를 도포하는 단계;
    c) 상기 열경화성 접착부재와 상기 코팅 필름부의 상기 컬러층이 맞닿은 상태에서 상기 열경화성 접착부재를 경화시키는 단계; 및
    d) 상기 이형 필름부를 제거함으로써 상기 코팅부를 상기 이형 필름부로부터 상기 지문센서 패키지 상으로 전사하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 컬러층은 UV 광에 대한 반사율이 50% 초과인 것인 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법.
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