KR102241215B1 - 지문인식 센서 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지문인식 센서 패키지에 관한 것으로서, 상기 지문인식 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서, 상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자, 상기 발광소자와 지문인식 센서 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부 및 상기 차광부의 상기 차광 영역 하부에 위치하여 상기 차광부의 상기 차광 영역 쪽으로 조사되는 빛을 상기 투과 영역 쪽으로 안내하는 광투과 가이드를 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, 상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자, 상기 발광소자와 지문인식 센서 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부 및 상기 차광부의 상기 차광 영역 하부에 위치하여 상기 차광부의 상기 차광 영역 쪽으로 조사되는 빛을 상기 투과 영역 쪽으로 안내하는 광투과 가이드부를 포함한다.
상기 광투과 가이드는 광접착 레진(OCR, optical clear resin)이나 광학용 투명 접착필름(OCA, optical clear adhesive)로 이루어질 수 있다.
상기 차광부의 상기 투과 영역 중 적어도 일부는 상기 지문인식 센서의 상부에 위치할 수 있다.
상기 광투과 가이드는 상기 투과 영역 내에 추가로 위치할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 차광부 위에 위치하는 투명한 보호필름을 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 베이스 기판의 측면 및 상기 차광부의 측면에 접하게 위치하는 베젤부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 베이스 기판의 상부에서 상기 지문인식 센서 및 상기 발광소자를 덮는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 지문인식 센서가 위치하는 하부 기판; 및 상기 하부 기판 및 상기 지문인식 센서 위에 위치하고 상기 광투과 가이드의 하면과 접해 있는 몰딩부를 포함하여 형성된 지문인식 센서 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 베이스 기판의 상부에서 상기 발광소자를 덮고, 상기 지문인식 센서 모듈을 둘러싸는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 발광소자와 상기 광투과 가이드 사이에 위치하는 확산판을 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 발광소자를 노출시키는 개구부를 구비하고, 상기 지문인식 센서 모듈을 둘러싸는 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부는 빛의 투과가 이루어지지 않는 재료로 이루어질 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 보호필름과 상기 차광부의 차광 영역 사이에 위치하는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 비전도 증착(non-conductive vacuum metallization, NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(non-conductive optical coating, NCOC) 공정으로 형성될 수 있다.
상기 코팅층은 적어도 하나의 염료나 글리터 파운더를 함유할 수 있다.
상기 코팅층은 상기 차광부의 투과 영역과 중첩하는 개구 영역을 포함할 수 있다.
상기 광투과 가이드는 상기 코팅층의 상기 개구 영역 내에 더 위치할 수 있다.
상기 특징에 따른 지문인식 센서 패키지는 상기 차광부의 상기 차광 영역과 상기 광투과 가이드 사이에 위치하는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 반사층은 상기 차광부의 투과 영역과 중첩하는 개구 영역을 포함할 수 있다.
상기 광투과 가이드는 상기 반사층의 상기 개구 영역 내에 더 위치할 수 있다.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 광투과 가이드의 광 가이드 동작에 의해 차광부의 투과 영역으로 출력되는 빛의 양이 증가하여, 투과 영역에서의 출력 빛의 세기가 증가한다.
또한 칩 다이인 지문인식 센서가 모듈 형태인 지문인식 센서 모듈로 형성되어 장착되므로, 지문인식 센서의 내구성과 수명이 증가하여 지문인식 센서 패키지의 수명이 향상된다.
더욱이, 발광소자 위에 확산판이 위치함에 따라 차광부의 투과 영역으로 출력되는 빛의 세기가 균일하게 되어, 출력되는 빛의 고급화가 이루어진다.
보호필름 바로 하부에 다양한 색상을 띄거나 글리터 파우더를 함유하고 있는 코팅층이 위치하므로, 지문인식 센서 패키지는 더욱더 고급화되고 사용자의 만족도가 향상된다.
광투과 가이드 하부에 반사층이 위치하여 발광소자에서 출력되어 반사층에 반사되어 광투과 가이드 내로 재입사되는 빛의 양이 증가하여, 차광부의 투과 영역을 통해 출력되는 빛의 양이 더욱더 증가하게 된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 지문인식 센서 패키지에서 광투과 가이드를 통해 이동하는 빛의 이동 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 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(20), 베이스 기판(10)에 위치하는 적어도 하나의 발광소자(30), 노출된 베이스 기판(10), 지문인식 센서(20) 및 발광소자(30) 위에 위치하는 몰딩부(40), 보호필름(50), 보호필름(50)의 하부에 부착되어 있고 투광 영역(AR1)과 차광 영역(AR2)을 구비하는 차광부(60), 차광부(60)가 부착된 보호필름(50)과 몰딩부(40) 사이에 위치하는 광투과 가이드(70), 그리고 지문인식 센서 패키지(1)의 측면에 위치하는 베젤부(bezel portion)(80)를 구비한다.
베이스 기판(10)은 본 예의 지문인식 센서 패키지(1)의 바닥면을 이루는 부분일 수 있고, 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(20)와 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(20)와는 LGA(land grid array) 방식으로 전기적으로 연결되고 발광소자(30)와는 와이어(wire)를 이용한 와이어 본딩 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
하지만, 지문인식 센서(20)와 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(20)가 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(20)와 광학소자(30) 등이 위치하게 된다. 베이스 기판(10)의 상면에 위치한 패드는 실장 영역이나 실장 영역 주변에 위치하여 실장 영역에 위치하고 있는 지문인식 센서(20)와 광학소자(30)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.
지문인식 센서(20)는 보호필름(50) 위에 접촉 대상물인 손가락의 지문을 감지하는 것으로서, 손가락의 위치 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(20)는 칩다이(chip die)로서, 칩다이가 베이스 기판(10)과 바로 전기적 및 물리적으로 연결된다.
발광소자(30)는 차광부(60) 쪽으로 빛을 조사하여 차광부(60)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.
몰딩부(40)는 베이스 기판(10), 광투과 가이드(70), 및 베젤부(80)에 의해 에워싸여진 공간에 위치하여 그 공간 내에 위치하고 있는 지문인식 센서(20)와 발광소자(30) 등과 같은 전기전자 소자와 집적 회로 등을 덮어 보호한다.
따라서, 몰딩부(40)는 노출된 베이스 기판(10) 위, 지문인식 센서(20)의 측면과 상면, 그리고 발광소자(30)이 측면과 상면을 덮고 있다.
이러한 몰딩부(40)는 투명한 재료로 이루어져 발광소자(30)에서 조사되는 빛이 차광부(60) 쪽으로 손실없이 조사될 수 있도록 한다.
예를 들어, 몰딩부(40)는 투명한 수지나 투명한 실리콘 등으로 이루어질 수 있다.
보호필름(50)은 외부로 노출되어 외부로 노출된 보호필름(50)의 해당 면, 즉 노출면에 접촉 대상물인 손가락이 접촉되면 지문 인식 센서(20)에 의한 지문 인식 동작이 이루어지도록 한다.
이러한 보호필름(50)은 발광소자(30)의 조사 빛이 투과되도록 투명하고 외부의 충격과 환경변화 그리고 흠집 등에 강한 재료로 이루어진다.
한 예로, 보호필름(50)은 플라스틱이나 유리 등으로 이루어질 수 있다.
차광부(60)는 보호필름(50)의 하부면, 즉 외부로 노출되지 않는 면에 부착되어 있고, 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, 보호필름(50)의 하부면 전체에 빛이 투과되지 않는 차광 물질을 도포하여 차광막을 형성한 후 레이저 빔이나 마스크(mask)를 이용한 식각 동작을 통해 원하는 부분의 차광막을 제거하여 빛이 투과되고 보호필름(50)을 노출하는 투과 영역(AR1)이 형성된다.
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 형성된다
이로 인해, 차광 영역(AR2)으로 에워싸여진 투과 영역(AR1)에 의해, 지문인식 센서 패키지(1)의 상부면에는 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 표시된다.
광투과 가이드(70)는 차광부(60)가 부착된 보호필름(50)을 지문 인식 센서(20)와 발광소자(30)를 구비하고 있는 몰딩부(40)의 상부면에 부착하기 위한 부분이다.
이때, 광투과 가이드(70)를 이용하여 몰딩부(40)와 차광부(60)를 접착할 때, 광투과 가이드(70)와 접하는 차광부(60)의 투과영역(AR1) 속으로 광투과 가이드(70)의 물질이 유입되므로, 투과 영역(AR1)은 광투과 가이드(70)로 채워지게 된다.
한 예로, 광투과 가이드(70)는 광접착 레진(OCR, optical clear resin)이나 광학용 투명 접착필름(OCA, optical clear adhesive)으로 이루어질 수 있다.
이러한 광투과 가이드(70)는 접착 기능 뿐만 아니라, 도 2에 도시한 것처럼, 차광 영역(AR2)쪽으로 조사된 발광소자(30)의 빛을 가이드(guide)하여 투과 영역(AR1) 쪽으로 전송하는 광 가이드(light guide) 역할을 수행한다.
즉, 차광 영역(AR2) 쪽으로 조사된 빛은 차광 영역(AR2)과 광투과 가이드(70) 사이에서 반사 동작을 반복하여 투과 영역(AR1) 쪽으로 이동해 투과 영역(AR1)으로 출력된다. 이로 인해, 차광 영역(AR2)에 의한 빛의 차단 동작에 따라 외부로 출력되지 못하는 빛의 손실량이 크게 감소한다.
또한, 투과 영역(AR1)을 통해 출력되는 빛의 양이 증가함에 따라 투과 영역(AR1)으로 표시되는 글자나 문양의 선명도가 증가하여, 사용자의 만족도가 증가하며 해당 제품의 심미성과 고급 이미지가 증가하게 된다.
베젤부(80)는, 이미 기술한 것처럼, 지문인식 센서 패키지(1)의 측면, 좀더 구체적으로는, 외부로 노출되는 베이스 기판(10), 몰딩부(40), 보호필름(50), 차광부(60) 및 광투과 가이드(70)의 측면에 부착되게 위치한다.
이러한 베젤부(80)는 자신에 의해 에워싸여져 있는 구성요소(10 40-70)를 수분과 먼지 등의 이물질로부터 보호하여 지문인식 센서 패키지(1)의 내구성과 수명을 연장한다.
대안적인 예에서, 이들 구성요소(10 40-70) 중에서 일부는 베젤부(80)와 접하지 않을 수 있다.
본 예의 베젤부(80)는 빛을 투과하지 않고, 반사성이 뛰어난 금속 물질이나 플라스틱 등으로 이루어져 있다. 이로 인해, 발광소자(30)의 빛이 투명한 몰딩부(40)의 측면을 통해 출력되는 것을 방지하여, 원치 않는 부분을 통해 빛이 출력되는 빛샘 현상을 방지한다. 따라서, 투광영역(AR1)으로 출력되는 빛에 의해 표시되는 글자나 문양의 선명도는 더욱더 향상된다.
이러한 베젤부(80)는 필요에 따라 생략 가능하다.
다음, 도 3 내지 도 6를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 지문인식 패키지(1a-1d)를 설명한다.
도 1과 비교하여, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1과 같은 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명도 생략한다.
먼저, 도 3을 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문인식 패키지(1a)를 설명한다
도 3의 지문인식 패키지(1a)는 도 1에 도시한 지문인식 패키지(1)와 유사한 구조를 갖고 있다.
즉, 도 3에 도시한 것처럼, 본 예의 지문인식 패키지(1a)는 베이스 기판(10), 베이스 기판(10)에 위치하는 발광소자(30), 몰딩부(예, 제1 몰딩부)(40a), 보호필름(50), 보호필름(50)의 하부에 부착되어 투광 영역(AR1)과 차광 영역(AR2)을 구비하는 차광부(60), 차광부(60)와 몰딩부(40a) 사이에 위치하는 광투과 가이드(70) 및 지문인식 센서 패키지(1a)의 측면에 위치하는 베젤부(80)를 구비한다.
하지만, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1a)는, 도 1의 지문인식 센서 패키지(1)와 달리, 베이스 기판(10) 위에 위치하여 지문을 인식하는 구성요소의 형태가 상이하다.
즉, 도 1의 지문인식 센서 패키지(1)의 경우, 지문 인식을 위한 구성요소는 베이스 기판(10) 위에 칩 다이로 이루어진 지문인식 센서(20)인 반면, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1a)는 칩 다이인 지문인식 센서(20)를 구비한 지문인식 센서 모듈(20a)이다.
이러한 지문인식 센서 모듈(20a)는, 도 3에 도시한 것처럼, 하부 기판(21), 하부 기판(21) 위에 위치하는 지문인식 센서(20), 노출된 하부 기판(21)의 상면과 지문인식 센서(20)의 노출된 측면 및 상면에 위치하는 몰딩부(예, 제2 몰딩부)(22)를 구비한다.
하부 기판(21)은 칩 다이인 지문인식 센서(20)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(20) 및 베이스 기판(10)과의 전기적 및 물리적인 연결을 위해, 하부 기판(21)의 하면과 상면에는 각각 패드가 위치한다.
본 예에서, 지문인식 센서(20)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(20)가 서로 중첩되게 위치하는 부분에 다이 부착 필름을 위치시킨 후 열을 인가하여 다이 부착 필름의 경화 동작에 의해 하면과 상면에 도포되어 있는 접착막에 의해 해당 접착막의 하부와 상부에 하부 기판(21)과 지문인식 센서(20)가 각각 부착된다.
하지만, 대안적인 예에서, 지문인식 센서(20)와 하부 기판(21)은 와이어 본딩, BGA(ball grid array), LGA(land grid array), 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(ball grid array), LGA(land grid array), DIP(dual in-line package) 등과 같은 다양한 방식으로 연결될 수 있다.
몰딩부(22)는 노출된 하부 기판(21)의 부분과 지문인식 센서(20)를 외부 충격이나 이물질로부터 보호하기 위한 것으로서, EMC(epoxy molding compound)로 이루어질 수 있다.
따라서, 몰딩부(22)는 하부 기판(21)의 노출된 상면 및 지문인식 센서(20)의 측면과 상면을 덮고 있다.
도 3에 도시한 것처럼, 몰딩부(40a)는 이러한 지문인식 센서 모듈(20a)이 위치하지 않는 베이스 기판(10) 위에 위치하므로, 가운데 부분에 지문인식 센서 모듈(20a)이 위치하는 개구부를 구비하여 지문인식 센서 모듈(20a)을 둘러싸고 있다.
따라서, 하부 기판(21)의 측면과 몰딩부(22)의 측면의 위치는 설치면에 수직한 동일 선상에 위치하고, 몰딩부(22)의 상부면은 광투과 가이드(70)의 하부면과 접해 있다. 따라서, 두 몰딩부(22, 40a)의 상면의 높이는 서로 동일하다.
몰딩부(22)의 측부 두께는 노출된 하부 기판(21)의 폭의 크기에 따라 정해지며, 지문인식 센서(20)의 상면과 광투과 가이드(70)의 하면 사이의 두께는 지문인식 센서 모듈(20a)의 총 두께의 감소를 위해 측부의 두께보다 얇은 것이 좋다.
즉, 지문인식 센서 모듈(20a)의 총 두께가 증가할수록 발광소자(30)에서 광투과 가이드(70)까지의 광 조사 거리가 증가하여 광 손실량이 증가할 수 있으므로, 지문인식 센서(20)의 상면과 광투과 가이드(70)의 하면 사이의 두께는 내부에 위치하는 지문인식 센서(20)의 보호 기능을 해치지 않는 범위 내에서 얇은 수록 좋다.
이와 같이, 지문인식 센서 모듈(20a)의 몰딩부(22)로 인해, 광투과 가이드(70)는, 하면 전체가 몰딩부(40)와 접해 있는 도 1과 달리, 일부가 지문인식 센서 모듈(20a)의 상면, 즉 몰딩부(22)의 상부면과 접해 있고 나머지 일부는 몰딩부(40a)와 접해 있다.
따라서, 발광소자(30)를 보호하기 위한 본 예의 몰딩부(40a)는 발광소자(30)와 지문인식 센서 모듈(20a)이 위치하지 않는 노출된 베이스 기판(10) 위의 공간 내에 위치하여 주로 발광소자(30)의 보호 캡(cap) 역할을 수행한다.
이러한 구조의 지문인식 센서 패키지(1a)는 하부 기판(21)과 몰딩부(22)의 역할에 의해, 도 1에 도시한 지문인식 센서 패키지(1)에 비해, 지문인식 센서(20)의 손상이 방지되므로 지문인식 센서 패키지(1a)의 내구성이 향상되고 수명이 연장된다.
다음, 도 4를 참고로 하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지문인식 센서 패키지(1b)를 설명한다.
도 3과 비교할 때, 본 예의 지문인식 센서 패키지(1b)는 발광소자(30)와 광투과 가이드(70) 사이에 위치하는 확산판(90)과 몰딩부(40a) 대신 확산판(90)과 발광소자(30)를 안정적으로 지지하는 지지부(40b)을 추가로 구비하고 있다.
지지부(40b)는 지문인식 센서 모듈(20a)을 노출하기 위해 가운데 부분에 위치하는 제1 개구부와 지지부(40a) 내에 각 발광소자(30)를 외부로 노출하는 제2 개구부를 구비하고 있다.
따라서, 도 4에 도시한 것처럼, 지문인식 센서 모듈(20a)은 지지부(40b)의 제1 개구부를 통과하게 위치하여, 지지부(40b)에 의해 둘러싸여져 있고, 각 발광소자(30) 역시 대응하는 각 제2 개구부를 노출되게 위치하여 각 발광소자(30)의 빛 조사면인 상부면이 외부로 노출된다.
지지부(40b)는 빛의 투과가 이루어지지 않는 불투명한 플라스틱이나 금속 등의 재료로 이루어져 있어, 각 발광소자(30)의 측면 쪽으로 빛이 조사되어 발생하는 빛샘 현상을 방지한다.
확산판(90)은 발광소자(30)에서 출력되는 빛을 고르게 확산시켜 표면 전체에 빛의 밝기가 일정하도록 하는 광확산판이다.
이러한 확산판(90) 역시 가운데 부분에 지문인식 센서 모듈(20a)이 관통하는 개구부를 구비하고 있다. 이때, 확산판(90)의 개구부는 지지부(40b)의 제1 개구부와 마주보게 위치하여 제1 개구부와 중첩된다. 따라서, 지문인식 센서 모듈(20a)은 지지부(40b)와 확산판(90)의 개구부를 차례로 통과하여 지문인식 센서(20)의 지문 인식 동작이 지지부(40b)와 확산판(90)에 의해 방해받지 않게 된다.
이처럼, 본 예의 확산판(90)에 의해 발광소자(30)에서 광투과 가이드(70) 쪽으로 조사되는 빛의 밝기가 일정하여 차광부(60)의 투과영역(AR1)을 통해 출력되는 빛은 위치에 무관하게 동일한 밝기를 가질 수 있도록 한다.
도 5에 도시한 지문인식 센서 패키지(1c)는 도 4와 비교할 때 보호필름(50)과 차광부(60) 사이에 코팅층(100)을 추가로 구비한다.
본 예에서, 코팅층(100)의 제조 과정은 다음과 같다.
먼저, 보호필름(50)의 하부면 전체에 해당 물질을 증착이나 도포하여 코팅막을 형성하고, 코팅막 위에 빛의 차광이 가능한 차광 물질을 도포하여 차광막을 형성한다.
그런 다음, 이미 기술한 것처럼, 레이저 빔이나 식각 동작을 이용해 원하는 영역의 차광막과 코팅막을 차례대로 제거하여, 원하는 영역은 보호필름(50)을 노출하는 개구 영역이 된다.
따라서, 레이저 빔의 조사나 식각 동작에 의해 차광막과 코팅막이 제거된 부분인 개구 영역은 투과 영역(AR1, AR11)이 되고 그렇지 않고 차광막과 코팅막이 남아있는 영역인 비개구 영역은 차광부(60)와 코팅층(100)의 차광 영역(AR2, AR12)이 된다.
따라서, 차광부(60)와 코팅층(100)의 투과 영역(AR1, AR11)은 서로 동일한 위치에 위치하여 중첩되어 있고, 차광 영역(AR2, AR12) 역시 서로 중첩되어 있다.
이로 인해, 발광소자(30)에서 조사되는 빛은 광투과 가이드(70)의 광 가이드 동작을 따라 차광부(60)와 코팅층(100)의 투과 영역(AR1, AR11) 쪽으로 이동하여 해당 투과 영역(AR1, AR11)을 차례로 통과해 보호필름(50)을 관통해 외부로 조사된다.
이미 기술한 것처럼, 광투과 가이드(70)를 이용하여 차광부(60)와 코팅층(100)을 구비한 보호필름(50)을 지문인식 센서 모듈(20a)에 부착될 때, 각 투과 영역(AR1, AR11) 속으로 광투과 가이드(70)의 물질이 유입되므로, 도 5와 같이 각 투과 영역(AR1, AR11) 내에 광투과 가이드(70)가 위치한다.
이러한 코팅층(100)은 미적 효과를 위한 것으로, 원하는 색상을 위한 적어도 하나의 염료나 글리터 파우더(glitter powder) 등을 함유하여 투명한 보호필름(50)을 통해 해당 색상이나 글리터 파우더가 인식될 수 있도록 한다.
본 예에서, 코팅층(100)은 비전도 증착(non-conductive vacuum metallization, NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(non-conductive optical coating, NCOC) 공정에 의해 형성될 수 있다.
비전도 증착 공정의 경우, Al2O3, In(인듐), Ti3O5와 SiO2 재질로 형성된 산화막층이 복수 번 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 6에 도시한 지문인식 센서 패키지(1d)는 도 5와 비교할 때 차광부(60)와 광투과 가이드(70) 사이에 반사층(110)을 추가로 구비한다.
이러한 반사층(110)의 제작 역시 코팅층(100)의 제작과 유사하여, 보호필름(50)의 하부면 전체에 코팅막을 형성하고 코팅막 위에 차광막을 형성한 후 차광막 위에 빛의 반사가 이루어지는 반사 물질을 증착하여 반사막을 형성한다.
그런 다음, 레이저 빔이나 식각 동작을 이용해 원하는 부분에 순차적으로 위치한 반사막, 차광막 및 코팅막을 차례대로 제거하여, 해당 부분의 반사막, 차광막 및 코팅막을 제거한다.
이로 인해, 반사막, 차광믹 및 코팅막에는 각 해당 물질이 제거되어 보호필름(50)을 노출하는 영역(즉, 개구 영역)과 해당 물질이 제거되지 않는 영역(즉, 비개구 영역)이 존재한다.
따라서, 보호필름(50)의 노출 영역은 각각 반사층(110), 차광부(60) 및 코팅층(100)의 투과 영역(AR21, AR1, AR11)이 되고, 해당 물질이 제거되지 않고 남아 있는 영역은 각각 반사층(110), 차광부(60) 및 코팅층(100)의 차광 영역(AR22, AR2, AR12)이 된다.
따라서, 보호필름(50)의 하면에서부터 차례대로 코팅층(100), 차광부(60) 및 반사층(110)의 차광 영역(AR12, AR2, AR22)은 동일한 위치에 서로 중첩되게 위치하고, 코팅층(100), 차광부(60) 및 반사층(110)의 대응하는 각 투과 영역(AR11, AR1, AR21) 역시 동일한 위치에 동일한 크기로 형성되어 서로 중첩된다.
또한, 이미 기술한 것처럼, 광투과 가이드(70)의 접착 공정 시, 해당 투과 영역(AR21, AR1, AR11) 속으로 광투과 가이드(70)의 물질이 유입되므로, 해당 투과 영역(AR21, AR1, AR11) 내에 광투과 가이드(70)가 위치한다.
이로 인해, 발광소자(30)에서 조사되는 빛은 광투과 가이드(70)의 광 가이드 동작을 따라 반사층(110), 차광부(60) 및 코팅층(100)의 투과 영역(AR21, AR1, AR11) 쪽으로 이동하여 해당 투과 영역(AR21, AR1, AR11)을 차례로 통과해 보호필름(50)을 통해 외부로 조사된다.
이때, 본 예의 반사층(110)에 의해, 차광부(60)의 차광 영역(AR2) 쪽으로 조사되는 빛은 차광부(60)의 차광 영역(AR2)에 흡수되지 않고 반사층(100)에 의해 반사되어, 광투과 가이드(70) 쪽으로 재입사되는 빛의 양이 크게 증가한다. 이로 인해, 광투과 가이드(70)를 따라 투과 영역(AR21, AR1, AR11) 쪽으로 이동하는 빛의 증가로 인해, 차광부(60)의 투과 영역(AR1)으로 형성된 문양이나 글자의 선명도 역시 크게 증가한다.
위에 기술한 것처럼, 지문인식 센서(20)는 용량성 방식이나 초음파 방식을 사용한다.
따라서, 차광부(60), 코팅층(100) 및 반사층(110)에 혼재되어 있는 투과 영역(AR1, AR11, AR21)과 차광 영역(AR2, AR12, AR22)으로 인해 차광부(60), 코팅층(100) 및 반사층(110)의 위치에 따라 두께 차이가 발생하고, 이러한 두께 차이로 인해 유전율 변화나 매질의 변화가 발생하여 지문인식을 위한 신호의 크기에 영향을 줄 수 있다. 하지만, 이들(60 100, 110)의 두께가 인식이 불가능할 정도로 매우 얇아 투과 영역(AR1, AR11, AR21)의 존재로 인한 유전율 변화나 매질 변화가 지문인식 센서(20)의 지문 인식 동작에는 영향을 미치지 않는다.
본 실시예에서, 도 4 내지 도 6의 구조는 도 1의 구조에도 적용될 수 있음은 당연하다.
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-1d: 지문인식 센서 패키지 10: 베이스 기판
20: 지문인식 센서 20a: 지문인식 센서 모듈
30: 발광소자 22, 40, 40a: 몰딩부
40b: 지지부 50: 보호필름
60: 차광부 70: 광투과 가이드
80: 베젤부 90: 확산판
100: 코팅층 110: 반사층
AR1, AR11, AR21: 투과 영역 AR2, AR12, AR22: 차광 영역
21: 하부 기판

Claims (20)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서;
    상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자;
    상기 발광소자와 지문인식 센서 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부;
    상기 차광부의 상기 차광 영역의 하부에 위치하여 상기 차광부의 상기 차광 영역 쪽으로 조사되는 빛을 상기 투과 영역 쪽으로 안내하는 광투과 가이드; 및
    상기 발광소자와 상기 광투과 가이드 사이에 위치하는 확산판
    을 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  2. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서;
    상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자;
    상기 발광소자와 지문인식 센서 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부;
    상기 차광부의 상기 차광 영역의 하부에 위치하여 상기 차광부의 상기 차광 영역 쪽으로 조사되는 빛을 상기 투과 영역 쪽으로 안내하는 광투과 가이드;
    상기 차광부 위에 위치하는 투명한 보호필름; 및
    상기 보호필름과 상기 차광부의 차광 영역 사이에 위치하는 코팅층
    을 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  3. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하는 지문인식 센서;
    상기 베이스 기판 위에 위치하는 발광소자;
    상기 발광소자와 지문인식 센서 위에 위치하고 투과 영역과 차광 영역을 구비하는 차광부;
    상기 차광부의 상기 차광 영역의 하부에 위치하여 상기 차광부의 상기 차광 영역 쪽으로 조사되는 빛을 상기 투과 영역 쪽으로 안내하는 광투과 가이드;
    상기 차광부의 상기 차광 영역과 상기 광투과 가이드 사이에 위치하는 반사층
    을 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 광투과 가이드는 광접착 레진(OCR, optical clear resin)이나 광학용 투명 접착필름(OCA, optical clear adhesive)로 이루어지는 지문인식 센서 패키지.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 차광부의 상기 투과 영역 중 적어도 일부는 상기 지문인식 센서의 상부에 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 광투과 가이드는 상기 투과 영역 내에 추가로 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  7. 제1 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 차광부 위에 위치하는 투명한 보호필름을 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  8. 제1 항 내지 제3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 측면 및 상기 차광부의 측면에 접하게 위치하는 베젤부를 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  9. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상부에서 상기 지문인식 센서 및 상기 발광소자를 덮는 몰딩부를 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  10. 제1 항 내지 제3항 중 한 항에 있어서,
    상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 지문인식 센서가 위치하는 하부 기판; 및 상기 하부 기판 및 상기 지문인식 센서 위에 위치하고 상기 광투과 가이드의 하면과 접해 있는 몰딩부를 포함하여 형성된 지문인식 센서 모듈
    을 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  11. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상부에서 상기 발광소자를 덮고 있고, 상기 지문인식 센서가 위치하는 하부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 지문인식 센서 위에 위치하고 상기 광투과 가이드의 하면과 접해 있는 몰딩부를 포함하여 형성된 지문인식 센서 모듈을 둘러싸는 몰딩부
    를 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  12. 제1 항 내지 제3 항 중 한 항에 있어서,
    상기 발광소자를 노출시키는 개구부를 구비하고 있고, 상기 지문인식 센서가 위치하는 하부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 지문인식 센서 위에 위치하고 상기 광투과 가이드의 하면과 접해 있는 몰딩부를 포함하여 형성된 지문인식 센서 모듈을 둘러싸는 지지부를 더 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 지지부는 빛의 투과가 이루어지지 않는 재료로 이루어져 있는 지문인식 센서 패키지.
  14. 제2 항에 있어서,
    상기 코팅층은 비전도 증착(non-conductive vacuum metallization, NCVM) 공정이나 비전도 광학 코팅(non-conductive optical coating, NCOC) 공정으로 형성된 지문인식 센서 패키지.
  15. 제2 항에 있어서,
    상기 코팅층은 적어도 하나의 염료나 글리터 파운더를 함유하는 지문인식 센서 패키지.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 차광부의 투과 영역과 중첩하는 개구 영역을 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 광투과 가이드는 상기 코팅층의 상기 개구 영역 내에 더 위치하는 지문인식 센서 패키지.
  18. 삭제
  19. 제3 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 차광부의 투과 영역과 중첩하는 개구 영역을 포함하는 지문인식 센서 패키지.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 광투과 가이드는 상기 반사층의 상기 개구 영역 내에 더 위치하는 지문인식 센서 패키지.
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