KR102327090B1 - 코팅층이 적용된 지문센서 패키지 - Google Patents

코팅층이 적용된 지문센서 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR102327090B1
KR102327090B1 KR1020190060585A KR20190060585A KR102327090B1 KR 102327090 B1 KR102327090 B1 KR 102327090B1 KR 1020190060585 A KR1020190060585 A KR 1020190060585A KR 20190060585 A KR20190060585 A KR 20190060585A KR 102327090 B1 KR102327090 B1 KR 102327090B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
coating layer
fingerprint sensor
thickness
sensor package
Prior art date
Application number
KR1020190060585A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200134723A (ko
Inventor
손동남
김산
Original Assignee
크루셜텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 크루셜텍(주) filed Critical 크루셜텍(주)
Priority to KR1020190060585A priority Critical patent/KR102327090B1/ko
Publication of KR20200134723A publication Critical patent/KR20200134723A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102327090B1 publication Critical patent/KR102327090B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3157—Partial encapsulation or coating
    • H01L23/3192—Multilayer coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14678—Contact-type imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예는 메인기판; 상기 메인기판과 전기적으로 연결되며, 지문을 감지하는 센서부; 상기 메인기판 및 상기 센서부를 덮는 몰딩부; 및 상기 몰딩부의 상부에 구비되는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층의 두께는 0.01mm 이상 0.033mm 이하인 것인 초슬림 코팅층이 적용된 지문센서 패키지를 제공한다.

Description

코팅층이 적용된 지문센서 패키지{FINGERPRINT SENSOR PACKAGE WITH COATING LAYER}
본 발명은 초슬림 코팅층이 적용된 지문센서 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두께가 얇으면서도 센싱 성능 및 내구성이 뛰어난 지문센서 패키지에 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.
한편, 기술이 발전함에 따라 모바일 기기의 크기는 점점 소형화되는 추세이며, 이에 따라 모바일 기기의 두께 역시 점차 슬림해지고 있다. 그러나, 종래의 지문센서는 일정 수준의 두께를 유지해왔기 때문에, 소형화된 모바일 기기의 전체 부피 중 지문센서가 차지하는 부피의 비중이 큰 문제점이 있었다.
또한, 모바일 기기의 전면 전체에 디스플레이가 탑재되고, 지문센서가 디스플레이 또는 인쇄회로기판과 중첩되어 탑재되는 경우, 지문센서의 두께로 인해 모바일 기기가 소정 이상의 두께로 이루어져야만 하는 문제점이 있었다.
따라서, 종래에 비하여 얇은 두께를 갖는 지문센서의 개발이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 두께가 얇으면서도 센싱 성능 및 내구성이 뛰어난 초슬림 코팅층이 적용된 지문센서 패키지를 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 실시예는 메인기판; 상기 메인기판과 전기적으로 연결되며, 지문을 감지하는 센서부; 상기 메인기판 및 상기 센서부를 덮는 몰딩부; 및 상기 몰딩부의 상부에 구비되는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층의 두께는 0.01mm 이상 0.033mm 이하인 것인 초슬림 코팅층이 적용된 지문센서 패키지를 제공한다.
상기 코팅층은 접착층, 컬러층 및 보호층을 포함하고, 상기 컬러층의 두께는 0.003mm 이상 0.015mm이하이고, 상기 보호층의 두께는 0.006mm 이상 0.015mm이하일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 0.001mm 이상 0.003mm이하일 수 있다.
상기 지문센서 패키지는 상기 몰딩부와 상기 코팅층의 사이에 위치하는 프라이머층을 더 포함하고, 상기 프라이머층은 상기 코팅층과 마주보는 면에 복수의 미세 요철이 형성될 수 있다.
상기 보호층의 두께는 상기 복수의 미세 요철의 최대 돌출 높이에 비해 두꺼울 수 있다.
상기 미세 요철의 최대 돌출 높이는 0.006mm 미만일 수 있다.
상기 몰딩부는 상면에 복수의 미세 요철이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코팅층의 두께는 0.01mm 이상 0.033mm 이하로 이루어지기 때문에, 지문센서 패키지 전체의 두께가 얇다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 코팅층의 두께가 얇기 때문에 지문의 골과 센싱부 사이에 형성되는 정전용량과, 지문의 산과 센싱부 사이에 형성되는 정전용량이 명확히 구분될 수 있다. 따라서, 지문센서 패키지의 지문 센싱 감도는 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호층의 두께는 0.006mm 이상 0.015mm 이하로 이루어지고, 컬러층의 두께는 0.003mm 이상 0.015mm 이하로 이루어지기 때문에, 지문센서에 가해지는 외력으로 인해 지문센서의 패키지의 표면에 압흔이 발생하는 현상은 방지될 수 있다. 이에 따르면, 지문센서 패키지는 얇은 두께로 이루어지면서도 높은 내구성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호층의 두께는 0.006mm 이상으로 이루어지기 때문에, 프라이머층에 형성된 미세 요철로 인한 보호층의 파손은 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호층의 두께는 0.006mm 이상 0.015mm 이하로 이루어지고, 컬러층의 두께는 0.003mm 이상 0.015mm 이하로 이루어지기 때문에, 외력으로 인한 코팅층의 형상 변형은 최소화되며, 지문센서 패키지의 외관 불량은 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 코팅층의 형상 변형이 최소화되기 때문에, 보호층과 컬러층 간의 탄성 차이로 인해 보호층과 컬러층의 사이에 공기층이 발생하는 현상은 방지될 수 있으며, 보호층, 컬러층 및 접착층의 사이는 기밀될 수 있다. 이에 따르면, 지문센서 패키지의 내구성 및 센싱 성능은 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 컬러층의 두께는 0.003mm 이상으로 이루어지기 때문에, 지문센서 패키지의 외부로 몰딩부의 색상이 노출되는 현상은 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 접착층의 두께는 0.001mm 이상 0.003mm 이하로 이루어지기 때문에, 지문센서 패키지의 두께 증가는 최소화되면서도 코팅층과 몰딩부 사이에 충분한 결합력이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 몰딩부와 코팅층의 사이에 프라이머층이 구비되고, 프라이머층의 코팅부와 마주보는 면에는 복수의 미세 요철이 형성되기 때문에, 코팅층과 몰딩부는 견고히 결합될 수 있으며, 코팅층과 몰딩부의 사이는 기밀될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호층의 두께는 프라이머층에 형성된 미세 요철의 최대 돌출 높이에 비해 두껍기 때문에, 미세 요철의 돌출로 인한 보호층의 파손은 방지될 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 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지의 단면을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지의 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 표이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지에 발생할 수 있는 압흔을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지의 압흔 테스트 결과를 나타내는 표이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 패키지의 단면을 도시한 도면이다.
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 1은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)의 단면을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 지문센서 패키지(10)는 메인기판(100), 센서부(200), 몰딩부(300), 와이어부(400) 및 코팅층(500)을 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 센싱부(210)를 포함할 수 있다. 센싱부(210)는 센서부(200)의 상단에 구비될 수 있으며, 센싱부(210)에 포함된 각각의 픽셀(미도시)은 사용자 손가락과의 사이에서 정전용량을 형성할 수 있다.
그리고, 센서부(200)는 지문의 산과 골의 높이 차이에 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.
또한, 와이어부(400)는 메인기판(100)과 센서부(200)를 전기적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 와이어부(400)는 골드 와이어(gold wire)로 이루어질 수 있다. 한편, 와이어부(400)는 메인기판(100)과 센서부(200)를 전기적으로 연결하는 다른 연결수단이 있을 경우, 생략될 수도 있다.
또한, 프라이머층(310)은 몰딩부(300)의 상부에 구비될 수 있다. 즉, 프라이머층(310)은 몰딩부(300)와 코팅층(500)의 사이에 위치할 수 있으며, 몰딩부(300)와 코팅층(500) 사이의 접착력을 증대시킬 수 있다.
구체적으로, 프라이머층(310)은 코팅층(500)과 마주보는 면에 미세 요철이 형성된 상태일 수 있다. 이에 따르면, 프라이머층(310)과 코팅층(500)이 결합됨에 있어 프라이머층(310)과 코팅층(500)이 맞닿는 면적이 증가하게 되므로, 프라이머층(310)과 코팅층(500)의 결합은 견고히 이루어질 수 있다.
그리고, 코팅층(500)은 프라이머층(310)의 상부에 구비될 수 있으며, 프라이머층(310)을 덮을 수 있다. 또한, 코팅층(500)은 외부의 충격 또는 이물로부터 코팅층(500)의 하부에 위치한 구성요소들을 보호할 수 있다. 또한, 코팅층(500)은 지문센서 패키지(10)의 색상을 구현할 수 있다.
또한, 코팅층(500)은 접착층(510), 컬러층(520) 및 보호층(530)을 포함할 수 있다. 코팅층(500)에 포함된 각 층의 구체적인 특징은 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 2는 지문센서 패키지(10)에 코팅층(500)이 전사방식으로 구비되는 과정을 보인다. 전사방식은 지문센서 패키지(10)에 코팅층(500)을 구비하기 위한 방식들 중 하나로, 얇은 두께의 코팅층(500)을 형성할 수 있는 장점이 있다.
먼저, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 코팅층(500)이 구비되지 않은 지문센서 패키지(10)가 마련될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 코팅층(500)이 구비되지 않은 지문센서 패키지(10)를 미완성 패키지(11)라 칭하기로 한다.
그리고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 코팅 필름부가 마련될 수 있다. 코팅 필름부는 이형 필름(600)과 코팅층(500)이 접합된 형태로 이루어지며, 지문센서 패키지(10)의 제조에 앞서 사전에 마련된 것일 수 있다.
이때, 이형 필름(600)은 적은 힘으로 쉽게 박리가 가능한 필름으로, 편평한 형상의 필름일 수 있다. 이러한 이형 필름(600)은 적어도 일면에 발수 코팅 또는 초발수 코팅 등의 이형처리가 된 필름일 수 있다. 이러한 이형 필름(600)은 코팅층(500)이 미완성 패키지(11) 상에 결합된 후에 제거될 수 있다.
그리고, 코팅 필름부는 코팅층(500)이 미완성 패키지(11)와 마주보는 상태에서 미완성 패키지(11)의 상부에 위치될 수 있다.
그리고, 코팅 필름부의 상측으로 열과 압력이 가해질 수 있다. 이때, 코팅 필름부에 포함된 접착층(510)은 열과 압력으로 인해 몰딩부(300), 구체적으로는 몰딩부(300)의 상부에 구비된 프라이머층(310)에 밀착되며, 코팅층(500)과 프라이머층(310)은 서로 견고히 결합하게 된다.
그리고, 이형 필름(600)은 코팅층(500)과 프라이머층(310)이 결합된 후 제거되고, 지문센서 패키지(10)는 완성된다.
이와 같이, 전사방식을 통해 코팅층(500)을 구비하는 경우, 코팅층(500)은 얇은 두께로 구현될 수 있다. 이는 코팅층(500)이 필름형태로 이형 필름(600)에 부착되어 사전에 마련되기 때문이다.
일 예로, 코팅층(500)을 스프레이 방식으로 형성할 경우, 스프레이 방식으로 형성된 코팅층(500)은 필름 형태로 마련된 코팅층(500)에 비해 낮은 평탄도를 보이게 된다.
이로 인해, 스프레이 방식으로 형성된 코팅층(500)은 일부분이 코팅되지 않거나, 인접한 영역 간의 코팅층(500) 두께 차이로 인해 색상의 불균형이 발생하는 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 보완하기 위해, 스프레이 방식으로 형성된 코팅층(500)은 소정 이상의 두께로 형성되어야만 하는 제약이 있었다.
반면에, 필름형태로 마련된 코팅층(500)은 평탄도가 높기 때문에, 스프레이 방식으로 형성된 코팅층(500)에 비해 얇은 두께로 마련될 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 코팅층(500) 및 프라이머층(310)을 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)의 단면을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 프라이머층(310)은 몰딩부(300)의 상부에 구비될 수 있다.
구체적으로, 프라이머층(310)은 몰딩부(300)와 코팅층(500)의 결합을 보다 견고히 하기 위한 층으로, 몰딩부(300)와 코팅층(500)의 사이에 구비될 수 있다. 이러한 프라이머층(310)은 스퍼터링 방식 등의 증착 방식으로 형성될 수 있다.
한편, 프라이머층(310)은 코팅층(500)과 마주보는 면에 미세 요철이 형성될 수 있다. 이러한 미세 요철은 불규칙적인 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 미세 요철은 어느 하나의 돌출 지점과 다른 돌출 지점 간에 돌출된 높이가 서로 다르게 형성될 수 있다.
이러한 미세 요철은 프라이머층(310)과 코팅층(500)이 맞닿는 면적을 증가시킬 수 있다.
이에 따르면, 프라이머층(310)과 코팅층(500)의 결합은 보다 견고히 이루어질 수 있으며, 나아가 몰딩부(300)와 코팅층(500)의 결합 또한 견고히 이루어지게 된다.
한편, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 코팅층(500)은 프라이머층(310)의 상부에 구비될 수 있으며 접착층(510), 컬러층(520) 및 보호층(530)을 포함할 수 있다.
접착층(510)은 코팅층(500)의 하단에 위치할 수 있으며, 프라이머층(310)과 결합될 수 있다.
이러한 접착층(510)은 0.001 ~ 0.003mm의 두께로 이루어질 수 있다. 이는 접착층(510)의 두께가 0.001mm 미만일 경우 접착층(510)이 코팅층(500)의 일면 전체에 고르게 형성되기 어렵고, 접착층(510)의 두께가 0.003mm를 초과할 경우, 접착층(510)의 두께가 0.001 ~ 0.003mm 인 경우와 대비하여 접착력은 비슷하면서도 지문센서 패키지(10)의 전체 두께를 불필요하게 증가시키기 때문이다.
한편, 보호층(530)은 지문센서 패키지(10)의 최외곽에 위치할 수 있으며, 접착층(510)과 컬러층(520)에 비해 높은 경도를 가질 수 있다. 이러한 보호층(530)은 0.006 ~ 0.015mm의 두께로 이루어질 수 있다.
도 3의 (b)와 (c)를 참조하여 보호층(530)의 두께가 0.006mm 미만일 경우 발생할 수 있는 보호층(530)의 균열에 대해 설명하기로 한다. 명확한 이해를 위해, 도 3의 (b)와 (c)는 보호층(530)의 두께가 도 3의 (a)에 비해 얇은 것으로 도시하였다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 보호층(530)의 두께가 0.006mm 미만일 경우, 보호층(530)은 코팅층(500)의 전사 과정에서 일부 영역에 균열이 발생할 수 있다.
도 2에서 설명한 바와 같이, 코팅층(500)은 이형 필름(600)으로부터 몰딩부(300)로 전사되는 과정에서 열과 압력에 노출될 수 있다.
구체적으로, 열과 압력은 코팅층(500)의 상부로부터 몰딩부(300)가 위치한 방향으로 가해지므로, 코팅층(500)은 이형 필름(600)과 몰딩부(300)의 사이에서 양방향으로 압력을 받을 수 있다.
이때, 보호층(530)은 접착층(510)과 컬러층(520)에 비해 경도가 높은 층이므로, 접착층(510)과 컬러층(520)에 비하여 균열에 취약할 수 있다. 즉, 도 3의 (b)의 A 영역과 같이, 미세 요철의 볼록한 부분이 높게 돌출된 지점에서, 접착층(510)과 컬러층(520)은 압력으로 인해 휘어지는 반면, 보호층(530)에는 균열이 발생될 수 있는 것이다.
나아가, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 외부의 이물(B)은 보호층(530)에 생성된 균열을 통해 지문센서 패키지(10)의 내부로 침투하게 된다.
이와 같이, 지문센서 패키지(10)의 내부로 침투한 외부의 이물(B)은 센싱부(210)와 손가락과의 사이에 형성되는 정전용량을 변화시키게 되므로, 지문센서 패키지(10)의 지문 센싱 감도를 저하시키게 된다. 또한, 외부의 이물(B)이 색상을 가질 경우, 지문센서 패키지(10)의 외관에 불량을 일으키게 된다. 뿐만 아니라, 외부의 이물(B)이 코팅층(500)을 이루는 물질들과 화학적으로 반응할 경우, 지문센서 패키지(10)는 오작동할 수도 있다.
한편, 보호층(530)의 두께가 0.006mm 이상일 경우, 프라이머층(310)에 형성된 복수의 미세 요철로 인해 보호층(530)에 균열이 발생하는 현상은 방지될 수 있다.
도 4를 참조하여 보호층(530)의 두께에 따른 지문센서 패키지(10)의 신뢰성 변화를 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)의 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 표이다.
도 4의 NO. 1 ~ 11은 각각의 실험예를 의미한다. 또한, 도 4의 신뢰성 테스트 결과는 내화장품 테스트, 내열탕 테스트 및 고온고습 테스트 각각의 결과를 기초로 하였으며, 3가지 테스트를 모두 통과할 시에는 신뢰성 통과여부를 Pass 로 표기하였고, 어느 하나의 테스트라도 미 통과할 시에는 신뢰성 통과여부를 Fail로 표기하였다.
도 4의 NO. 7 ~ 9 및 11의 실험예를 참조하면, 프라이머층(310)이 구비되고, 보호층(530)이 0.006mm의 두께로 이루어질 경우, 신뢰성 통과여부가 Pass인 것을 확인할 수 있다.
반면에, 도 4의 NO. 10 실험예를 참조하면, 보호층(530)의 두께가 0.004mm 일 경우, 내화장품 테스트의 결과가 Fail 인 것을 확인할 수 있다. 이는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 외부의 이물(B), 즉 화장품이 보호층(530)에 발생한 균열을 통해 지문센서 패키지(10)의 내부로 침투하였기 때문이다.
한편, 도 4의 NO. 4 ~ 6의 실험예를 참조하면, 보호층(530)의 두께가 0.006mm 임에도 신뢰성 테스트의 결과가 Fail인 것을 확인할 수 있다. 이는, 프라이머층(310)의 부재로 인해 코팅층(500)과 몰딩부(300)의 결합력이 충분하지 못하기 때문이다.
즉, 코팅층(500)과 몰딩부(300)의 결합력이 약한 경우, 보호층(530)에 균열이 발생하지 않더라도 외부의 이물(B)이 측방향으로부터 코팅층(500)과 몰딩부(300)의 사이로 침투할 수 있기 때문에, 지문센서 패키지(10)의 내구성 및 지문 센싱 성능은 저하될 수 있다.
한편, 보호층(530)의 두께는 미세 요철의 최대 돌출 높이에 비해 두껍게 이루어질 수 있다. 즉, 미세 요철의 최대 돌출 높이는 0.006mm 미만으로 이루어질 수 있다.
여기서, 미세 요철의 돌출 높이는 요철의 볼록한 부분과, 상기 볼록한 부분과 인접한 오목한 부분 간의 높이 차이를 의미한다. 또한, 미세 요철은 불규칙한 형상으로 형성될 수 있기 때문에, 미세 요철의 돌출 높이는 일정하지 않을 수 있다. 즉, 미세 요철의 최대 돌출 높이는 일정하지 않은 돌출 높이들 중 최대값을 의미한다.
한편, 미세 요철이 규칙적인 형상으로 형성되는 경우 및 미세 요철의 돌출 높이가 일정한 경우 또한 본 발명의 사상에 포함될 수 있음은 물론이다.
도 3의 (c)에는 도시되지 않았으나, 프라이머층(310)에 형성된 미세 요철은 접착층(510)과 컬러층(520)을 뚫고 보호층(530)과 직접적으로 맞닿을 수도 있다. 이때, 미세 요철로 인해 보호층(530)이 파손되는 것을 방지하기 위해, 보호층(530)의 두께는 미세 요철의 최대 돌출 높이에 비해 두껍게 이루어질 수 있다.
또한, 보호층(530)의 두께는 0.015mm 이하로 이루어질 수 있다. 이는 보호층(530)의 두께가 두꺼울수록 지문센서 패키지(10)의 지문 센싱 성능이 저하되기 때문이다. 또한, 보호층(530)의 두께가 증가할수록 지문 센싱을 위해 센싱부(210)에 높은 전압이 인가되어야 하므로, 지문센서 패키지(10)의 소비전력은 증가하게 된다.
따라서, 보호층(530)은 0.006 ~ 0.015mm으로 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 컬러층(520)은 지문센서 패키지(10)의 색상을 구현할 수 있으며, 0.003 ~ 0.015mm의 두께로 이루어질 수 있다.
도 5를 참조하여 컬러층(520)의 두께가 0.015mm 이상일 경우 지문센서 패키지(10)에 발생할 수 있는 압력의 흔적, 즉 압흔을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)에 발생할 수 있는 압흔을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 지문센서 패키지(10)는 사용자가 지문센서 패키지(10)를 이용하는 과정에서 외부의 물체(E)로 인해 특정 영역이 눌릴 수도 있다.
구체적으로, 외부의 물체(E)가 지문센서 패키지(10)의 C영역에 압력을 가할 경우, C영역에 위치한 컬러층(520)에 압력이 가해질 수 있다. 이때, C영역에 위치한 컬러층(520)은 일부가 파이거나 압축되어 형상이 변할 수 있다.
또한, 컬러층(520)은 도료로 이루어진 층이기 때문에, 탄성이 미약한 층일 수 있다. 따라서, 압력으로 인해 변화된 컬러층(520)의 형상은 유지될 수 있으며, 지문센서 패키지(10)에는 압흔이 남게 된다.
도 6을 참조하여 컬러층(520)의 두께에 따른 지문센서 패키지(10)의 압흔 발생 여부를 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)의 압흔 테스트 결과를 나타내는 표이다.
도 6의 NO. 1 ~ 13은 각각의 실험예를 의미한다. 또한, 도 6의 압흔 테스트는 도 4의 신뢰성 테스트를 Pass한 기준이 적용된 지문센서 패키지(10), 즉 프라이머층(310)을 구비하고, 보호층(530)의 두께가 0.006mm인 지문센서 패키지(10)로 실시하였으며, 각각의 실험예는 컬러층(520)의 두께를 서로 다르게 하여 실시하였다.
도 6의 NO. 1 ~ 8의 실험예를 참조하면, 컬러층(520)의 두께가 0.001 ~ 0.015mm일 경우, 지문센서 패키지(10)는 압흔이 발생하지 않았다. 반면에 도 6의 NO. 9 ~ 13의 실험예를 참조하면, 컬러층(520)의 두께가 0.015mm 를 초과할 경우, 지문센서 패키지(10)는 압흔이 발생하였다.
이는 컬러층(520)의 두께가 두꺼울수록 지문센서 패키지(10) 전체의 경도가 낮아지기 때문이다.
구체적으로, 몰딩부(300)와 프라이머층(310)은 컬러층(520)에 비해 높은 경도를 갖는 부재로 이루어진다. 그리고, 몰딩부(300)와 프라이머층(310)은 코팅층(500)의 하부에 위치하여 코팅층(500)을 지지하기 때문에, 컬러층(520)의 두께가 얇을수록 지문센서 패키지(10)의 경도는 증가하게 된다. 반면에, 컬러층(520)의 두께가 두꺼울수록 지문센서 패키지(10)의 경도는 낮아지게 되므로, 지문센서 패키지(10)는 적은 압력에도 압흔이 발생할 수 있다.
이러한 압흔은 지문센서 패키지(10)의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 지문센서 패키지(10)의 센싱 성능을 저하시킬 수 있다. 이는 코팅층(500)의 형상이 변함으로 인해 센싱부(210)와 손가락과의 사이에 형성되는 정전용량이 변하기 때문이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 압흔으로 인해 보호층(530)과 컬러층(520)의 사이에 공기층(D)이 형성될 수도 있다. 이는 보호층(530)과 컬러층(520)의 탄성이 서로 다르기 때문이다. 이러한 공기층(D)은 지문센서 패키지(10)의 지문 센싱 성능을 저하시킴은 물론이다.
요컨대, 컬러층(520)의 두께는 지문센서 패키지(10)에 압흔이 발생하지 않는 범위, 즉 0.015mm 이하로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 컬러층(520)이 0.003mm 미만으로 이루어질 경우, 컬러층(520)의 두께가 얇기 때문에 빛이 컬러층(520)을 투과할 수 있다. 이에 따르면, 컬러층(520)이 0.003mm 미만으로 이루어질 경우 몰딩부(300)의 색상이 외부로 노출될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 컬러층(520)의 두께는 0.003 ~ 0.015mm로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 패키지(10)의 단면을 도시한 도면이다.
도 7 실시예를 설명함에 있어 도 1의 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 몰딩부(300)는 상면에 복수의 미세 요철이 형성될 수 있다. 도 1의 실시예는 몰딩부(300)의 상부에 프라이머층(310)이 구비되고, 프라이머층(310)의 상면에 복수의 미세 요철이 형성되었다.
한편, 도 7의 실시예는 프라이머층(310)이 생략되고, 몰딩부(300)의 상면에 복수의 미세 요철이 직접 형성된 점에서 도 1의 실시예와 차이가 있다.
이러한 몰딩부(300)의 미세 요철은 다양한 에칭 방식을 통해 마련될 수 있다. 일 예로, 미세 요철은 몰딩부(300)의 상면을 웨트(Wet) 에칭하거나, 드라이(Dry) 에칭함으로써 형성될 수 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.
10 : 지문센서 패키지 100 : 메인기판
200 : 센서부 210 : 센싱부
300 : 몰딩부 310 : 프라이머층
400 : 와이어부 500 : 코팅층
510 : 접착층 520 : 컬러층
530 : 보호층 600 : 이형 필름

Claims (8)

  1. 메인기판;
    상기 메인기판과 전기적으로 연결되며, 정전용량 방식으로 지문을 감지하는 센서부;
    상기 메인기판 및 상기 센서부를 덮는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound) 소재의 몰딩부; 및
    상기 몰딩부의 상부에 구비되는 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층의 두께는 0.01mm 이상 0.033mm 이하이고,
    상기 코팅층은 접착층, 컬러층 및 보호층을 포함하고,
    상기 컬러층의 두께는 0.003mm 이상 0.015mm이하이고, 상기 보호층의 두께는 0.006mm 이상 0.015mm이하이고,
    상기 몰딩부와 상기 코팅층의 사이에 위치하는 프라이머층을 더 포함하고,
    상기 프라이머층은 상기 코팅층과 마주보는 면에 복수의 요철이 형성되고,
    상기 보호층의 두께는 상기 복수의 요철의 최대 돌출 높이에 비해 두껍고,
    상기 요철의 최대 돌출 높이는 0.006mm 미만인 것인 코팅층이 적용된 지문센서 패키지.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는 0.001mm 이상 0.003mm이하인 것인 코팅층이 적용된 지문센서 패키지.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 몰딩부는 상면에 복수의 요철이 형성된 것인 코팅층이 적용된 지문센서 패키지.
  8. 제1 항과 제3 항과 제7 항 중 어느 하나의 항에 의한 코팅층이 적용된 지문센서 패키지를 구비한 전자기기.
KR1020190060585A 2019-05-23 2019-05-23 코팅층이 적용된 지문센서 패키지 KR102327090B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060585A KR102327090B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 코팅층이 적용된 지문센서 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060585A KR102327090B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 코팅층이 적용된 지문센서 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200134723A KR20200134723A (ko) 2020-12-02
KR102327090B1 true KR102327090B1 (ko) 2021-11-17

Family

ID=73791861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190060585A KR102327090B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 코팅층이 적용된 지문센서 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102327090B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027357A1 (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 株式会社村田製作所 生体センサ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101482989B1 (ko) * 2012-11-20 2015-01-26 크루셜텍 (주) 지문센서 모듈, 이를 구비한 휴대용 전자기기 및 그 제조방법
KR20150131829A (ko) * 2014-05-16 2015-11-25 크루셜텍 (주) 지문센서 모듈의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027357A1 (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 株式会社村田製作所 生体センサ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200134723A (ko) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI644245B (zh) 音波式指紋識別裝置及其製作方法以及應用其之電子裝置
US7822239B2 (en) Fingerprint sensing device having flexible printed circuit board serving as signal transmission structure and the method of manufacturing the same
JP6930867B2 (ja) 指紋センサカバーのための強化パネル
US10061962B2 (en) Fingerprint identification module and manufacturing method thereof
KR102097179B1 (ko) 지문센서 패키지 및 그 제조 방법
US9626019B2 (en) Touch panel
JP2010103240A (ja) 接触センサユニット、電子装置及び接触センサユニットの製造方法
US9542598B2 (en) Package structure and fabrication method thereof
FR3095285B1 (fr) Module de capteur biométrique pour carte à puce et procédé de fabrication d’un tel module
AU2012312082B2 (en) Electronic device including finger sensor and related methods
US20170243045A1 (en) Fingerprint identification module and manufacturing method thereof
TW201907286A (zh) 具有活躍度偵測之指紋感測器
WO2021027203A1 (zh) 适用于超声波指纹识别功能的钢化玻璃保护膜
KR20190031467A (ko) 지문센서 패키지의 제조방법
KR102327090B1 (ko) 코팅층이 적용된 지문센서 패키지
JP2005528680A (ja) 指紋センサの製造方法及びその指紋センサ
EP3379391B1 (en) Fingerprint recognition device and manufacturing method therefor
KR102200517B1 (ko) 커버부를 가진 방수 지문 센서 모듈
US20180239945A1 (en) Fingerprint identification module and manufacturing method thereof
KR102025468B1 (ko) 지문센서 패키지
KR102221720B1 (ko) 멀티 컬러 레이어를 포함하는 지문센서 모듈 및 이의 제조방법
TWI591768B (zh) 封裝結構及其製法
TWM504287U (zh) 具有指紋辨識功能的觸控面板
CN206741579U (zh) 指纹传感器模块
US20180165495A1 (en) Electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant