KR102568647B1 - Piezoelectric sensor and method for manufacturing piezoelectric sensor - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 압전 센서 및 압전 센서의 제조 방법은, 기판 및 상기 기판상에 배치되는 적어도 하나의 압전 소자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 압전 소자는 상호 이격된 복수의 압전체, 상기 복수의 압전체의 상면에 각각 배치된 제 1 전극 및 상기 복수의 압전체의 하면에 각각 배치된 제 2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극의 폭은 상기 제2 전극의 폭 보다 큰 압전 센서를 개시한다.A piezoelectric sensor and a method of manufacturing the piezoelectric sensor according to an embodiment include a substrate and at least one piezoelectric element disposed on the substrate, wherein the at least one piezoelectric element includes a plurality of piezoelectric elements spaced apart from each other, and a plurality of piezoelectric elements A piezoelectric sensor including first electrodes respectively disposed on upper surfaces and second electrodes respectively disposed on lower surfaces of the plurality of piezoelectric materials, wherein a width of the first electrode is greater than a width of the second electrode.

Description

압전 센서 및 압전 센서의 제조 방법{PIEZOELECTRIC SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING PIEZOELECTRIC SENSOR}Piezoelectric sensor and manufacturing method of piezoelectric sensor

실시 예는 압전 센서 및 압전 센서의 제조 방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a piezoelectric sensor and a method for manufacturing the piezoelectric sensor.

지문 인식 센서는 사람의 지문을 감지하는 센서로서, 기존에 널리 적용되던 도어락 등의 장치는 물론, 최근에는 전자 기기 전원의 온/오프 또는 슬립(sleep) 모드의 해제 여부를 결정하는 데에도 널리 이용되고 있다.A fingerprint recognition sensor is a sensor that detects a person's fingerprint and is widely used in devices such as door locks that have been widely applied in the past, as well as for determining whether to turn on/off the power of electronic devices or release the sleep mode. It is becoming.

지문 인식 센서는 그 동작 원리에 따라 초음파 방식, 적외선 방식, 정전용량 방식 등으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 초음파 방식은 복수의 압전 소자에서 방출되는 일정 주파수의 초음파 신호가 지문의 골(VALLEY)과 마루(RIDGE)에서 반사되는 경우 각각의 골과 마루에서의 음향 임피던스(Acoustic Impedance)차이를 초음파 발생원인 해당 복수의 압전 소자를 이용해 측정하여 지문을 감지하는 방식으로, 특히 초음파 방식의 장점은 단순한 지문 인식의 기능을 넘어서 초음파를 펄스(pulse) 형으로 발생시켜 그 반향파에 의한 도플러 효과를 검출함으로써 손가락 내부의 혈류 흐름을 파악할 수 있는 기능을 갖고 있으므로, 이를 이용하여 위조 지문 여부까지 판단할 수 있는 장점을 가질 수 있다.The fingerprint recognition sensor may be classified into an ultrasonic method, an infrared method, a capacitive method, and the like according to its operation principle. For example, in the ultrasonic method, when an ultrasonic signal of a certain frequency emitted from a plurality of piezoelectric elements is reflected from valleys and valleys of a fingerprint, the acoustic impedance difference between valleys and valleys is measured. It is a method of detecting a fingerprint by measuring using a plurality of piezoelectric elements, which are sources of ultrasonic waves, and in particular, the advantage of the ultrasonic method is that it goes beyond simple fingerprint recognition and generates ultrasonic waves in a pulse type to reduce the Doppler effect caused by the echo. Since it has a function of grasping the blood flow inside the finger by detecting it, it can have an advantage of determining whether or not a fake fingerprint is present.

이러한 지문 센서는 기판상에 압전 소자를 배치하고, 압전 소자의 양면에 전극들을 배치하여 초음파 발생에 따라 지문을 인식할 수 있으나, 기판에 압전 소자 물질을 부착한 후, 필러로 가공하고 전극을 형성하는 과정에서 필러 이탈, 배열 어긋남, 필러 미형성 또는 기판 손상 등의 문제점이 있다.Such a fingerprint sensor can recognize a fingerprint by arranging a piezoelectric element on a substrate and placing electrodes on both sides of the piezoelectric element to generate ultrasonic waves. In the process of doing it, there are problems such as filler separation, misalignment, non-formation of filler, or damage to the substrate.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 지문 인식 센서가 요구된다.Accordingly, a fingerprint recognition sensor having a new structure capable of solving such problems is required.

실시 예는 센서 정밀도가 개선된 압전 센서 및 압전 센서의 제조 방법을 제공한다.Embodiments provide a piezoelectric sensor with improved sensor precision and a manufacturing method of the piezoelectric sensor.

또한, 제조 공정 중 불량률이 감소된 압전 센서 및 압전 센서의 제조 방법을 제공한다.In addition, a piezoelectric sensor and a manufacturing method of the piezoelectric sensor having a reduced defect rate during the manufacturing process are provided.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.

본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 센서는 기판; 및 상기 기판상에 배치되는 적어도 하나의 압전 소자; 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 압전 소자는 상호 이격된 복수의 압전체; 상기 복수의 압전체의 상면에 각각 배치된 제 1 전극; 및 상기 복수의 압전체의 하면에 각각 배치된 제 2 전극; 을 포함하고, 상기 제 1 전극의 폭은 상기 제 2 전극의 폭 보다 크다.A piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention includes a substrate; and at least one piezoelectric element disposed on the substrate; Including, wherein the at least one piezoelectric element is a plurality of mutually spaced piezoelectric elements; first electrodes respectively disposed on upper surfaces of the plurality of piezoelectric materials; and second electrodes respectively disposed on lower surfaces of the plurality of piezoelectric materials. Including, the width of the first electrode is greater than the width of the second electrode.

상기 제 2 전극의 폭은 상기 제 1 전극의 폭 대비 50% 이상 ~ 100% 미만일 수 있다.The width of the second electrode may be 50% or more to less than 100% of the width of the first electrode.

상기 제 2 전극의 폭은 상기 압전체 폭보다 작을 수 있다.A width of the second electrode may be smaller than a width of the piezoelectric body.

상기 복수의 압전체 사이에 배치되는 절연 부재를 더 포함할 수 있다.An insulating member disposed between the plurality of piezoelectric materials may be further included.

상기 절연 부재는 상기 복수의 압전체의 측면을 둘러쌀 수 있다.The insulating member may surround side surfaces of the plurality of piezoelectric materials.

상기 절연 부재의 상면에는 오목부가 형성될 수 있다.A concave portion may be formed on an upper surface of the insulating member.

상기 복수의 압전체는 격자 구조로 서로 이격 되어 배치될 수 있다.The plurality of piezoelectric materials may be disposed spaced apart from each other in a lattice structure.

상기 제 1 전극과 상기 압전체는 가로 폭 및 세로 폭이 동일할 수 있다.The first electrode and the piezoelectric body may have the same horizontal width and vertical width.

상기 제 1 전극의 측면은 상기 압전체의 측면과 동일평면상에 배치될 수 있다.A side surface of the first electrode may be disposed on the same plane as a side surface of the piezoelectric body.

상기 압전체의 상면은 상기 절연 부재의 상면과 동일평면상에 배치되고, 상기 압전체의 하면은 상기 절연 부재의 하면과 동일평면 상에 배치될 수 있다.An upper surface of the piezoelectric body may be disposed on the same plane as an upper surface of the insulating member, and a lower surface of the piezoelectric body may be disposed on the same plane as the lower surface of the insulating member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 센서 제조 방법은 일측의 제 1 면 및 타측의 제 2 면을 갖는 벌크 형의 압전체를 제공하는 단계; 상기 압전체의 제 1 면에 제 1 전극을 배치하는 단계; 상기 제 1 전극을 관통하여, 상기 압전체의 제 1 면에서 제 1 깊이로 격자홈을 형성하는 단계; 상기 압전체의 일측의 격자홈에 절연 부재를 배치하는 단계; 상기 압전체의 일측에 접착층과 지지 기판을 배치하는 단계; 상기 압전체의 타측에서 상기 절연 부재가 노출되도록 상기 제 2 면을 그라인딩 하여, 상기 절연 부재에 의해 이격된 복수의 압전체를 형성하는 단계; 상기 복수의 압전체의 제 2 면 각각에 복수의 제 2 전극을 배치하여 압전 소자를 형성하는 단계; 상기 압전 소자를 기판에 전기적으로 연결하는 단계; 및 상기 접착층과 상기 지지 기판을 제거하는 단계; 를 포함하고, 상기 격자홈을 형성하는 단계는 상기 제 1 전극을 관통하여, 상기 압전체의 제 1 면 상에 제 1 방향으로 복수의 제 1 홈을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 전극을 관통하여, 상기 압전체의 제 1 면 상에 제 2 방향으로 복수의 제 2 홈을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 격자홈을 형성하는 단계에서, 상기 복수의 제 1 홈은 서로간의 이격거리가 동일하며, 상기 복수의 제 2 홈은 서로간의 이격거리가 동일하고, 상기 압전 소자를 형성하는 단계에서, 상기 제 2 전극의 폭은 상기 압전체의 폭보다 작게 형성되고, 상기 제 2 전극의 폭은 상기 압전체의 제 1 면에 배치된 제 1 전극의 폭보다 작게 형성되고, 상기 절연 부재를 배치하는 단계에서, 상기 절연 부재의 일측에는 오목부가 형성된다.A method of manufacturing a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention includes providing a bulk type piezoelectric body having a first surface on one side and a second surface on the other side; disposing a first electrode on a first surface of the piezoelectric body; forming a lattice groove at a first depth on a first surface of the piezoelectric body through the first electrode; disposing an insulating member in a lattice groove on one side of the piezoelectric body; disposing an adhesive layer and a support substrate on one side of the piezoelectric body; grinding the second surface of the other side of the piezoelectric material to expose the insulating member to form a plurality of piezoelectric elements spaced apart by the insulating member; forming a piezoelectric element by disposing a plurality of second electrodes on each of the second surfaces of the plurality of piezoelectric elements; electrically connecting the piezoelectric element to a substrate; and removing the adhesive layer and the supporting substrate; The forming of the lattice grooves may include: forming a plurality of first grooves in a first direction on a first surface of the piezoelectric body through the first electrode; and forming a plurality of second grooves in a second direction on the first surface of the piezoelectric body through the first electrode; In the step of forming the lattice grooves, the plurality of first grooves have the same distance apart from each other, the plurality of second grooves have the same distance apart from each other, and forming the piezoelectric element. In, the width of the second electrode is smaller than the width of the piezoelectric body, the width of the second electrode is smaller than the width of the first electrode disposed on the first surface of the piezoelectric body, and disposing the insulating member In the step, a concave portion is formed on one side of the insulating member.

실시 예에 따르면, 센서 정밀도가 개선된 지문 센서를 제공할 수 있다.According to an embodiment, a fingerprint sensor with improved sensor accuracy may be provided.

또한, 압전 센서 및 압전 센서의 제조 방법은 제조 공정 중 불량률이 감소할 수 있다.In addition, the piezoelectric sensor and the manufacturing method of the piezoelectric sensor may reduce a defect rate during the manufacturing process.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 센서 제조 방법의 순서도이고,
도 2 내지 도 6, 도 8, 도 10 내지 도 12, 도 14, 도 16 내지 도 18은 압전 센서의 제조 공정을 순차적으로 도시한 사시도이고,
도 7은 도 6의 A-A'선 단면도이고,
도 9는 도 8의 B-B'선 단면도이고,
도 13은 도 12의 C-C'선 단면도이고,
도 15는 도 14의 D-D'선 단면도이고,
도 19는 도 18의 E-E'선 단면도이다.
1 is a flowchart of a method for manufacturing a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention;
2 to 6, 8, 10 to 12, 14, and 16 to 18 are perspective views sequentially illustrating a manufacturing process of a piezoelectric sensor,
7 is a cross-sectional view along line A-A' of FIG. 6;
9 is a BB′ line cross-sectional view of FIG. 8;
13 is a cross-sectional view taken along line C-C′ of FIG. 12;
15 is a cross-sectional view along line D-D' of FIG. 14;
19 is a cross-sectional view taken along line E-E' of FIG. 18;

본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. The present embodiments may be modified in other forms or combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each of the embodiments described below.

특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. Even if a matter described in a specific embodiment is not described in another embodiment, it may be understood as a description related to another embodiment, unless there is a description contrary to or contradictory to the matter in another embodiment.

예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.For example, if the characteristics of component A are described in a specific embodiment and the characteristics of component B are described in another embodiment, the opposite or contradictory description even if the embodiment in which components A and B are combined is not explicitly described. Unless there is, it should be understood as belonging to the scope of the present invention.

실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where an element is described as being formed “on or under” of another element, on or under (on or under) or under) includes both elements formed by directly contacting each other or by indirectly placing one or more other elements between the two elements. In addition, when expressed as "on or under", it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one element.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 센서 제조 방법의 순서도이고, 도 2 내지 도 6, 도 8, 도 10 내지 도 12, 도 14, 도 16 내지 도 18은 압전 센서의 제조 공정을 순차적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 A-A'선 단면도이고, 도 9는 도 8의 B-B'선 단면도이고, 도 13은 도 12의 C-C'선 단면도이고, 도 15는 도 14의 D-D'선 단면도이고, 도 19는 도 18의 E-E'선 단면도이다. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 6, 8, 10 to 12, 14, and 16 to 18 sequentially illustrate a manufacturing process of a piezoelectric sensor. , Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. 6, Figure 9 is a cross-sectional view taken along the line BB' of FIG. 8, Figure 13 is a cross-sectional view taken along the line CC' of FIG. is a cross-sectional view taken along the line D-D' in FIG. 14, and FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line E-E' in FIG.

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 센서 제조 방법은 압전체 제공 단계(S10), 제 1 전극 배치 단계(S20), 격자홈 형성 단계(S30), 절연 부재 배치 단계(S40), 접착층 및 지지 기판 배치 단계(S50), 그라인딩 단계(S60), 제 2 전극 배치 단계(S70) 및 기판 연결 단계(S80)를 포함한다.First, referring to FIG. 1 , a method for manufacturing a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention includes providing a piezoelectric material (S10), arranging a first electrode (S20), forming a lattice groove (S30), and disposing an insulating member ( S40), arranging the adhesive layer and supporting substrate (S50), grinding (S60), arranging the second electrode (S70), and connecting the substrate (S80).

다음은 도 2 내지 도 20을 참조하여, 도 1에 따른 압전 센서 제조 방법을 공정 순서에 따라 순차적으로 설명한다.Next, with reference to FIGS. 2 to 20 , the method of manufacturing the piezoelectric sensor according to FIG. 1 will be sequentially described according to a process sequence.

우선, 도 2를 참조하면, 압전체 제공 단계(S10)는 Z축 방향으로 일측(상부측)의 제 1 면(111)과 일측과 반대측인 타측(하부측)의 제 2 면(112)을 갖는 벌크 형의 압전체(110)를 제공한다.First, referring to FIG. 2 , the providing of the piezoelectric material (S10) includes a first surface 111 on one side (upper side) and a second surface 112 on the other side (lower side) opposite to one side in the Z-axis direction. A bulk type piezoelectric body 110 is provided.

여기서, 압전체(110)는 벌크 형으로 단결정 세라믹스, 다결정 세라믹스, 고분자 재료, 박막 재료 또는 다결정재료와 고분자 재료를 복합한 복합 재료 등으로 구성될 수 있다.Here, the piezoelectric body 110 may be made of single crystal ceramics, polycrystalline ceramics, a polymer material, a thin film material, or a composite material in which a polycrystalline material and a polymer material are combined in a bulk form.

단결정 세라믹스의 압전 소재로는 α-AlPO4, α-SiO2, LiTiO3, LiNbO3, SrxBayNb2O3, Pb5-Ge3O11, Tb2(MnO4)3, Li2B4O7, CdS, ZnO, Bi12SiO20 또는 Bi12GeO20을 포함할 수 있고, 다결정 세라믹스의 압전 소재로는 PZT계, PT계, PZT-Complex Perovskite계 또는 BaTiO3을 포함할 수 있다.Piezoelectric materials of single crystal ceramics include α-AlPO 4 , α-SiO 2 , LiTiO 3 , LiNbO 3 , SrxBayNb 2 O 3 , Pb 5 -Ge 3 O 11 , Tb 2 (MnO 4 ) 3 , Li 2 B 4 O 7 , CdS, ZnO, Bi1 2 SiO 20 or Bi1 2 GeO 20 , and the piezoelectric material of polycrystalline ceramics may include PZT-based, PT-based, PZT-Complex Perovskite-based or BaTiO 3 .

또한, 고분자 재료의 압전 소재로는, PVDF, P(VDF-TrFe), P(VDFTeFE) 또는 TGS를 포함할 수 있고, 박막 재료의 압전 소재로는, ZnO, CdS 또는 AlN을 포함할 수 있고, 또한, 상기 복합 재료의 압전 소재로는, PZT-PVDF, PZT-Silicon Rubber, PZT-Epoxy, PZT-발포 polymer 또는 PZT-발포 우레탄을 포함할 수 있다.In addition, the piezoelectric material of the polymer material may include PVDF, P(VDF-TrFe), P(VDFTeFE) or TGS, and the piezoelectric material of the thin film material may include ZnO, CdS or AlN, In addition, the piezoelectric material of the composite material may include PZT-PVDF, PZT-Silicon Rubber, PZT-Epoxy, PZT-foamed polymer or PZT-foamed urethane.

이후, 도 3을 참조하면, 제 1 전극 배치 단계(S20)에서는 압전체(110)의 제 1 면(111)에 제 1 전극(120)을 배치한다.Then, referring to FIG. 3 , in the first electrode arrangement step ( S20 ), the first electrode 120 is disposed on the first surface 111 of the piezoelectric body 110 .

여기서, 제 1 전극(120)은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.Here, the first electrode 120 may include a transparent conductive material. For example, indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, etc. May contain metal oxides.

또한, 제 1 전극(120)은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.In addition, the first electrode 120 may include nanowires, photosensitive nanowire films, carbon nanotubes (CNTs), graphene, conductive polymers, or mixtures thereof.

또한, 제 1 전극(120)은 상술한 예외에 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 전극(120)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.In addition, the first electrode 120 may include various metals except for the above-mentioned exceptions. For example, the first electrode 120 may include chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), or molybdenum (Mo). It may include at least one metal selected from gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof.

여기서, 제 1 전극(120)은 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 압전체(110)의 제 1 면(111)의 전체면에 형성될 수 있다.Here, the first electrode 120 may be formed on the entire surface of the first surface 111 of the piezoelectric body 110 by a method such as a vacuum deposition method or a sputtering method.

이후, 도 4 및 도 5를 참조하면, 격자홈 형성 단계(S30)에서는 압전체(110)의 제 1 면(111)에 제 1 전극(120)을 관통하는 격자홈(10)을 형성한다.Then, referring to FIGS. 4 and 5 , in the grid groove forming step ( S30 ), the grid grooves 10 penetrating the first electrode 120 are formed on the first surface 111 of the piezoelectric body 110 .

여기서, 격자홈(10)은 Y축 방향을 따라 형성된 복수의 제 1 홈(11)과 X축 방향을 따라 형성된 복수의 제 2 홈(12)을 포함할 수 있다.Here, the lattice grooves 10 may include a plurality of first grooves 11 formed along the Y-axis direction and a plurality of second grooves 12 formed along the X-axis direction.

여기서, 복수의 제 1 홈(11)과 복수의 제 2 홈(12) 각각은 서로 동일한 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that each of the plurality of first grooves 11 and the plurality of second grooves 12 are spaced apart from each other at equal intervals.

한편, 복수의 제 1 홈(11) 각각 또는 복수의 제 2 홈(12) 각각의 이격 거리를 통해 압전체(110a)의 폭 및 격자홈(10)에 복수 개로 분리된 제 1 전극(120)의 폭을 결정할 수 있다.Meanwhile, the number of first electrodes 120 separated into a plurality of pieces in the width of the piezoelectric body 110a and the lattice groove 10 through the separation distance between each of the plurality of first grooves 11 or each of the plurality of second grooves 12 width can be determined.

여기서, 복수의 제 1 홈(11)과 복수의 제 2 홈(12)은 수직하게 교차하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the plurality of first grooves 11 and the plurality of second grooves 12 perpendicularly cross each other.

다만, 압전 특성, 구조적 강성 및 초음파 센서의 해상도에 따라 제 1 홈(11)과 제 2 홈(12)의 교차 각도는 변경될 수 있다.However, the intersection angle of the first groove 11 and the second groove 12 may be changed according to piezoelectric characteristics, structural rigidity, and resolution of the ultrasonic sensor.

이러한 복수의 제 1 홈(11)과 복수의 제 2 홈(12)은 레이저 다이싱 또는 기계적, 열적 다이싱을 통해 압전체(110)의 제 1 면(111)에서부터 제 1 깊이(H1)로 형성될 수 있다.The plurality of first grooves 11 and the plurality of second grooves 12 are formed to a first depth H1 from the first surface 111 of the piezoelectric body 110 through laser dicing or mechanical or thermal dicing. It can be.

여기서, 제 1 깊이(H1)는 압전체(110a)의 높이와 유사한 값으로 대략 50㎛ ~ 400㎛으로 설정될 수 있다.Here, the first depth H1 is a value similar to the height of the piezoelectric body 110a and may be set to approximately 50 μm to 400 μm.

또한, 도 6 및 도 7을 참조하면, 절연 부재 배치 단계(S40)에서는 격자홈(10)이 형성된 압전체(110)의 Z축 방향으로 일측 상부에서 합성수지 등을 코팅하여, 격자홈(10)에 채워지도록 한다. In addition, referring to FIGS. 6 and 7 , in the step of arranging the insulating member (S40), a synthetic resin or the like is coated on one upper part in the Z-axis direction of the piezoelectric body 110 on which the lattice grooves 10 are formed, so that the lattice grooves 10 are formed. let it be filled

여기서, 코팅 공정은 스프레이 코팅, 스핀 코팅 또는 용사 코팅 등의 공정으로 수행될 수 있으며, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.Here, the coating process may be performed by a process such as spray coating, spin coating, or thermal spray coating, but the present invention is not limited thereto.

여기서, 절연 부재(130)는 격자홈(10)에 채워진 후 자연적 또는 별도의 공정을 통해 경화되는 절연성 물질로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the insulating member 130 is preferably composed of an insulating material that is cured naturally or through a separate process after filling the lattice grooves 10 .

한편, 절연 부재(130)는 격자홈(10)을 따라 채워지며, 특히, 모세관 현상을 통해 격자홈(10)의 내측으로 채워질 수 있으며, 모세관 현상에 의해 줄어든 영역은 절연 부재(130)의 일측면(상면)에는 소정 영역이 함몰된 오목부(131)를 형성한다.Meanwhile, the insulating member 130 is filled along the lattice grooves 10, and in particular, may be filled inside the lattice grooves 10 through capillarity, and the area reduced by the capillary phenomenon is one part of the insulating member 130. A concave portion 131 in which a predetermined area is depressed is formed on the side surface (upper surface).

이를 통해, 절연 부재(130)가 제 1 전극(120)의 측면에서 제거될 수 있어 제 1 전극(120)을 통한 전기적 접속의 신뢰성을 확보할 수 있다.Through this, the insulating member 130 can be removed from the side of the first electrode 120, so that reliability of electrical connection through the first electrode 120 can be secured.

이후, 도 8 내지 도 11을 참조하면, 접착층 및 지지 기판 배치 단계(S50)에서는 압전체(110)의 Z축 방향으로 일측 상부에 접착층(140) 및 지지 기판(150)을 부착한다.Subsequently, referring to FIGS. 8 to 11 , in the step of arranging the adhesive layer and the support substrate ( S50 ), the adhesive layer 140 and the support substrate 150 are attached to an upper portion of one side of the piezoelectric body 110 in the Z-axis direction.

접착층(140)은 지지 기판(150)을 압전체(110)의 일측 상부에 부착하기 위한 것으로, 금속, 금속 산화물, 유기물, 무기물 또는 유무기 복합물로 구성될 수 있으며, 롤러 코팅 방법 또는 플로우 코팅 방법 등을 통해 형성 될 수 있다.The adhesive layer 140 is for attaching the support substrate 150 to the top of one side of the piezoelectric body 110, and may be composed of metal, metal oxide, organic, inorganic, or organic/inorganic composites, and may be formed by a roller coating method or a flow coating method. can be formed through

여기서, 접착층(140)은 물리적, 화학적, 광학적 또는 열적 공정으로 쉽게 제거되는 것이 바람직하며, 지지 기판(150)의 재질에 따라 공지된 예 중 선택될 수 있다.Here, the adhesive layer 140 is preferably easily removed by a physical, chemical, optical or thermal process, and may be selected from known examples according to the material of the support substrate 150 .

지지 기판(150)은 임시 지지 기판으로 압전체(110)의 Z축 방향으로 타측인 제 2 면(112)을 그라인딩 하기 위해, 그라인딩 하는 면의 반대면에 부착된다.The support substrate 150 is a temporary support substrate and is attached to a surface opposite to the surface to be ground to grind the second surface 112, which is the other side of the piezoelectric body 110 in the Z-axis direction.

이러한 지지 기판(150)은 접착층(140)을 통해 압전체(110)의 Z축 방향으로 일측에 부착되어, 그라인딩 시 홀딩해야 하는 지그(jig)에 의해 실질적으로 홀딩 되는 부분을 제공한다.The support substrate 150 is attached to one side of the piezoelectric body 110 in the Z-axis direction through the adhesive layer 140 and provides a portion substantially held by a jig to be held during grinding.

한편, 지지 기판(150)은 외면에 접착층(140)을 제거 시 가해지는 물리적, 화학적, 광학적 또는 열적 공정에 반응하지 않도록 특수 코팅되는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the outer surface of the support substrate 150 is specially coated so as not to react to a physical, chemical, optical or thermal process applied when the adhesive layer 140 is removed.

이후, 도 12 및 도 13을 참조하면, 그라인딩 단계(S60)에서는 압전체(110)의 Z축 방향으로 타측인 제 2 면(112)을 일정 두께만큼 그라인딩 하여 격자홈(10)에 배치된 절연 부재(130)를 타측으로 노출한다.Then, referring to FIGS. 12 and 13, in the grinding step (S60), the second surface 112 on the other side in the Z-axis direction of the piezoelectric body 110 is ground by a predetermined thickness to obtain an insulating member disposed in the lattice groove 10 (130) is exposed to the other side.

여기서, 그라인딩 하는 방법은 예를 들어 다이아몬드 그라인더 및 그 등가물을 이용하여 수행할 수 있다.Here, the grinding method may be performed using, for example, a diamond grinder and equivalents thereof.

이로써, 압전체(110)는 절연 부재(130)에 의해 이격된 복수의 압전체(110a)로 분리된다. 상술한 바와 같이, 복수의 압전체(110a)는 대략 격자홈(10)의 깊이인 제 1 깊이(H1)와 유사한 높이를 가지는 것이 바람직하며, 격자홈(10)의 이격 거리인 제 1 폭(W1)을 가질 수 있다.Thus, the piezoelectric body 110 is separated into a plurality of piezoelectric bodies 110a spaced apart by the insulating member 130 . As described above, the plurality of piezoelectric elements 110a preferably have a height approximately similar to the first depth H1, which is the depth of the grid grooves 10, and have a first width W1, which is the distance between the grid grooves 10. ) can have.

여기서, 압전체(110a)의 폭인 제 1 폭(W1)은 대략 100㎛ ~500㎛으로 설정될 수 있다. 물론, 이러한 수치는 압전체의 압전 특성 및 초음파 센서의 해상도에 따라 변경 가능하다.Here, the first width W1, which is the width of the piezoelectric body 110a, may be set to approximately 100 μm to 500 μm. Of course, these values can be changed according to the piezoelectric characteristics of the piezoelectric body and the resolution of the ultrasonic sensor.

여기서, 복수의 압전체(110a) 각각은 세로 폭과 가로 폭이 동일 또는 유사한 것이 바람직하다.Here, each of the plurality of piezoelectric elements 110a preferably has the same or similar vertical width and horizontal width.

이후, 도 14 및 도 15를 참조하면, 제 2 전극 배치 단계(S70)에서는 복수의 압전체(110a)의 제 2 면(112)에 제 2 전극(160)을 배치하여, 압전 소자(200)를 형성한다.Then, referring to FIGS. 14 and 15 , in the step of arranging the second electrode (S70), the second electrode 160 is disposed on the second surface 112 of the plurality of piezoelectric elements 110a to form the piezoelectric element 200. form

여기서, 제 2 전극(160)은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.Here, the second electrode 160 may include a transparent conductive material. For example, indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, etc. May contain metal oxides.

또한, 제 2 전극(160)은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.In addition, the second electrode 160 may include a nanowire, a photosensitive nanowire film, carbon nanotube (CNT), graphene, a conductive polymer, or a mixture thereof.

또한, 제 2 전극(160)은 상술한 예외에 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 2 전극(160)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.Also, the second electrode 160 may include various metals except for the above-mentioned exceptions. For example, the second electrode 160 may include chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), or molybdenum (Mo). It may include at least one metal selected from gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof.

여기서, 제 2 전극(160)은 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 방법에 의해 압전체(110a)의 제 2 면(112)에 형성될 수 있다.Here, the second electrode 160 may be formed on the second surface 112 of the piezoelectric body 110a by a method such as a vacuum deposition method or a sputtering method.

한편, 제 2 전극(120)은 압전체(110a)제 2 면(112) 상에 마스크 패턴을 올려놓고 증착되므로, 압전체(110a)의 폭(W1) 또는 면적에 비해 작은 폭 또는 면적을 가지는 것이 바람직하다.Meanwhile, since the second electrode 120 is deposited by placing a mask pattern on the second surface 112 of the piezoelectric body 110a, it is preferable to have a smaller width or area than the width W1 or area of the piezoelectric body 110a. do.

또한, 제 1 전극(120)은 다이싱 공정에 의해 압전체(110a)의 폭(W1) 또는 면적과 동일하게 형성되어 제 1 전극(120)은 폭(W1)을 가지므로, 제 2 전극(120)은 제 1 전극(120)의 폭 또는 면적에 비해 작은 폭 또는 면적을 가지는 것이 바람직하다.In addition, since the first electrode 120 is formed by a dicing process to have the same width or area as the width W1 of the piezoelectric body 110a, the first electrode 120 has the width W1, so that the second electrode 120 ) preferably has a smaller width or area than the width or area of the first electrode 120 .

예컨대, 제 2 전극(160)의 폭(W2)은 압전체(110a)의 폭(W1) 대비 50% 이상 100% 미만으로 형성될 수 있다.For example, the width W2 of the second electrode 160 may be 50% or more and less than 100% of the width W1 of the piezoelectric body 110a.

여기서, 제 2 전극(160)의 폭(W2)이 압전체(110a)의 폭(W1) 대비 50% 이하인 경우, 제 2 전극(160)과 기판 사이에 전기적 접속의 신뢰성을 확보할 수 없으며, 압전체(110a)의 제 2 면(112)에서 제 2 전극(160)의 탈락이 용이하다.Here, when the width W2 of the second electrode 160 is less than 50% of the width W1 of the piezoelectric body 110a, reliability of electrical connection between the second electrode 160 and the substrate cannot be secured, and the piezoelectric body It is easy to remove the second electrode 160 from the second surface 112 of (110a).

이후, 도 16 내지 도 19를 참조하면, 기판 연결 단계(S80)에서는 배선 패턴이 형성된 기판(1)에서 배선 패턴과 전기적으로 연결되는 연결부(2)가 형성되고, 상기 연결부(2)에 제 2 전극(160)이 접속되도록 압전 소자(200)를 부착한다.16 to 19, in the substrate connection step (S80), a connection part 2 electrically connected to the wiring pattern is formed on the board 1 on which the wiring pattern is formed, and a second connection part 2 is formed on the connection part 2. The piezoelectric element 200 is attached so that the electrode 160 is connected.

여기서, 기판(1)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 기판(1)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 기판(1)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤(Random)한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.Here, the substrate 1 may be bent while partially having a curved surface. That is, the substrate 1 may be bent while partially having a flat surface and partially having a curved surface. In detail, the end of the substrate 1 may be bent while having a curved surface, or may be bent or bent while having a surface with a random curvature.

또한, 기판(1)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.In addition, the substrate 1 may be a flexible substrate having flexible characteristics.

또한, 기판(1)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 기판(1)을 포함하는 지문 센서도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 지문 센서는 휴대 또는 결합이 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.Also, the substrate 1 may be a curved or bent substrate. That is, the fingerprint sensor including the substrate 1 may also be formed to have flexible, curved or bended characteristics. Due to this, the fingerprint sensor according to the embodiment is easy to carry or combine, and can be changed into various designs.

이후, 물리적, 화학적, 광학적 또는 열적 공정으로 접착층(140)을 제거하며, 이에 따라 지지 기판(150)이 압전 소자(200)에서 분리되도록 한다.Thereafter, the adhesive layer 140 is removed by a physical, chemical, optical or thermal process, and thus the support substrate 150 is separated from the piezoelectric element 200 .

이로써, 도 18 및 도 19에 도시된 압전 센서를 제조한다.In this way, the piezoelectric sensor shown in FIGS. 18 and 19 is manufactured.

이하에서는 도 18 및 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 센서와 이를 이용한 지문 센서의 구동에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, referring to FIGS. 18 and 19 , a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention and operation of a fingerprint sensor using the same will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 압전 센서는 기판(1) 상에 배치되며, 기판(1)과 전기적으로 연결되는 압전 소자(200)를 포함한다.A piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention is disposed on a substrate 1 and includes a piezoelectric element 200 electrically connected to the substrate 1 .

여기서, 기판(1)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 기판(1)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 기판(1)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤(Random)한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있는 플렉서블(flexible) 기판, 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다.Here, the substrate 1 may be bent while partially having a curved surface. That is, the substrate 1 may be bent while partially having a flat surface and partially having a curved surface. In detail, a flexible substrate, a curved or bent substrate having a curved surface at the end of the substrate 1 or having a surface with a random curvature and capable of being bent or bent can be

압전 소자(200)는 복수의 압전체(110a), 절연 부재(130), 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(160)을 포함한다.The piezoelectric element 200 includes a plurality of piezoelectric materials 110a, an insulating member 130, a first electrode 120, and a second electrode 160.

복수의 압전체(110a)는 격자 구조로 상호 이격 되어 배치될 수 있다.The plurality of piezoelectric materials 110a may be spaced apart from each other in a lattice structure.

절연 부재(130)는 복수의 압전체(110a) 사이에 배치되며, 일체형의 격자무늬로 형성될 수 있다.The insulating member 130 is disposed between the plurality of piezoelectric materials 110a and may be formed in an integral grid pattern.

절연 부재(130)는 Y축 방향으로의 제 1 라인과 X축 방향으로의 제 2 라인이 교차되어 형성될 수 있다.The insulating member 130 may be formed by crossing a first line in the Y-axis direction and a second line in the X-axis direction.

여기서, 절연 부재(130)의 상면에는 상부에서 하부 방향으로 소정 영역 함몰된 오목부(131)가 형성된다.Here, the upper surface of the insulating member 130 is formed with a concave portion 131 recessed in a predetermined area from top to bottom.

제 1 전극(120)은 압전체(110a)의 상면에 배치되며, 압전체(110a)의 폭과 동일 또는 유사한 범위의 폭을 가진다.The first electrode 120 is disposed on the upper surface of the piezoelectric body 110a and has a width equal to or similar to that of the piezoelectric body 110a.

제 2 전극(160)은 압전체(110a)의 하면에 배치되며, 압전체(110a)의 폭 대비 대략 50% 이상, 100% 미만의 폭을 가진다.The second electrode 160 is disposed on the lower surface of the piezoelectric body 110a, and has a width of about 50% or more and less than 100% of the width of the piezoelectric body 110a.

제 2 전극(160)은 기판(1)의 배선 패턴에 전기적으로 연결된 연결부(2)에 전기적으로 접속되어 있다.The second electrode 160 is electrically connected to the connection portion 2 electrically connected to the wiring pattern of the substrate 1 .

이하에서는 압전 센서를 포함하는 지문 센서의 구동에 대해 설명한다.Hereinafter, driving of a fingerprint sensor including a piezoelectric sensor will be described.

외부의 제어부로부터 압전체(110a)의 상면 및 하면에 배치되는 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(160)에 초음파 대역의 공진 주파수를 가지는 전압이 인가되어, 압전 소자(200)에 초음파 신호를 발생시킬 수 있다.A voltage having a resonant frequency in the ultrasonic band is applied to the first electrode 120 and the second electrode 160 disposed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 110a from an external controller to generate an ultrasonic signal to the piezoelectric element 200. can cause

이러한 초음파 신호는 손가락 등이 접촉 또는 접근하지 않는 경우에는, 초음파 신호가 방출되는 압전 소자(200)의 노드 영역과 공기 사이의 음향 임피던스 차이로 인해, 압전 소자(200)의 노드 영역에서 송신되는 초음파 신호의 대부분이 센서와 공기의 계면을 통과하지 못하고 압전 소자(200) 내부로 되돌아 온다.When a finger or the like does not touch or approach such an ultrasonic signal, the ultrasonic signal is transmitted from the node region of the piezoelectric element 200 due to a difference in acoustic impedance between the node region of the piezoelectric element 200 where the ultrasonic signal is emitted and the air. Most of the signal returns to the inside of the piezoelectric element 200 without passing through the interface between the sensor and the air.

반면에, 손가락이 접촉 또는 접근하는 경우에는 압전 소자(200)의 노드 영역에서 송신되는 초음파 신호의 일부가 손가락의 피부와 압전 소자(200)의 경계면을 뚫고 손가락 내부로 진행하게 되며, 따라서 반사되어 돌아오는 신호의 강도가 낮아져 이로부터 지문 패턴을 감지할 수 있다.On the other hand, when a finger touches or approaches, a part of the ultrasonic signal transmitted from the node region of the piezoelectric element 200 penetrates the interface between the skin of the finger and the piezoelectric element 200 and proceeds to the inside of the finger, and is thus reflected. The intensity of the returned signal is lowered, from which a fingerprint pattern can be detected.

육안으로는 확인이 어려우나, 손가락의 지문은 수많은 골과 마루가 반복되어 나타나는 패턴을 가질 수 있으며, 골과 마루가 반복되면서 높이 차를 가질 수 있다. 따라서, 지문의 골에서는 압전 소자(200)가 피부와 직접 맞닿지 않으며, 지문의 마루에서는 압전 소자(200)가 피부와 직접 맞닿게 될 수 있다.Although it is difficult to check with the naked eye, a fingerprint of a finger may have a pattern in which numerous valleys and crests are repeated, and may have a height difference as the valleys and crests are repeated. Accordingly, the piezoelectric element 200 does not directly contact the skin at the valley of the fingerprint, and the piezoelectric element 200 may directly contact the skin at the crest of the fingerprint.

이에 따라, 지문의 골에 대응하는 압전 소자(200)의 노드 영역에서 송신되는 초음파 신호는 외부로 극히 적은 신호만이 방출되고 거의 대부분의 초음파 신호가 내부로 반사되어 노드 영역으로 다시 수신되고, 지문의 마루에 대응하는 압전 소자(200)의 노드 영역에서 방출되는 초음파 신호는 상당량이 손가락 경계면을 통과하고 진행하여 반사되어 다시 노드 영역으로 수신되는 초음파 신호의 강도가 상대적으로 크게 감소한다.Accordingly, only a very small number of ultrasonic signals transmitted from the node region of the piezoelectric element 200 corresponding to the valley of the fingerprint are emitted to the outside, and most of the ultrasonic signals are reflected to the inside and received back to the node region. A significant amount of the ultrasonic signal emitted from the node region of the piezoelectric element 200 corresponding to the crest of is reflected after passing through the finger interface, and the intensity of the ultrasonic signal received back to the node region is relatively greatly reduced.

따라서, 각각의 노드 영역에서 지문의 골과 마루에 따른 음향 임피던스 차이로부터 발생하는 초음파 신호가 수신되는 반사 신호의 세기 또는 반사 계수를 측정함으로써 손가락의 지문 패턴을 감지할 수 있다.Accordingly, a fingerprint pattern of a finger may be detected by measuring the strength or reflection coefficient of a reflection signal received by an ultrasonic signal generated from a difference in acoustic impedance according to valleys and crests of a fingerprint in each node region.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

Claims (11)

기판; 및
상기 기판 상에 배치되는 적어도 하나의 압전 소자; 를 포함하고,
상기 적어도 하나의 압전 소자는
상호 이격된 복수의 압전체;
상기 복수의 압전체의 상면에 각각 배치된 제 1 전극;
상기 복수의 압전체의 하면에 각각 배치된 제 2 전극; 및
상기 복수의 압전체 사이에 배치되는 절연 부재를 포함하고,
상기 절연 부재는, 상기 복수의 압전체 각각의 측면을 둘러싸고, 상면과 하면이 각각 상기 압전체의 상면 및 하면과 동일 평면상에 위치하여 상기 제 1 전극의 상면과 측면은 상기 절연 부재의 상면보다 상부로 돌출된 위치에서 외부로 노출되고, 상기 제 2 전극의 하면과 측면은 상기 절연 부재의 하면보다 하부로 돌출된 위치에서 외부로 노출되며,
상기 절연 부재의 상면에는 오목부가 형성되며, 상기 오목부는 상기 제 1 전극의 상면보다 낮은 위치에서 상부로 노출되도록 구성되는 압전 센서.
Board; and
at least one piezoelectric element disposed on the substrate; including,
The at least one piezoelectric element is
a plurality of piezoelectric bodies spaced apart from each other;
first electrodes respectively disposed on upper surfaces of the plurality of piezoelectric materials;
second electrodes respectively disposed on lower surfaces of the plurality of piezoelectric materials; and
An insulating member disposed between the plurality of piezoelectric materials,
The insulating member surrounds side surfaces of each of the plurality of piezoelectric bodies, and upper and lower surfaces thereof are positioned on the same plane as the upper and lower surfaces of the piezoelectric body, so that the upper and lower surfaces of the first electrode are higher than the upper surface of the insulating member. It is exposed to the outside at a protruding position, and the lower surface and side surface of the second electrode are exposed to the outside at a lower protruding position than the lower surface of the insulating member,
A concave portion is formed on an upper surface of the insulating member, and the concave portion is configured to be exposed upward from a position lower than the upper surface of the first electrode.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 전극의 폭은,
상기 제 1 전극의 폭 대비 50% 이상 ~ 100% 미만이고,
상기 압전체의 폭보다 작은 압전 센서.
According to claim 1,
The width of the second electrode is
50% or more to less than 100% of the width of the first electrode,
A piezoelectric sensor smaller than the width of the piezoelectric body.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제 1 전극의 폭은 상기 제 2 전극의 폭보다 큰 압전 센서.
According to claim 1,
A width of the first electrode is greater than a width of the second electrode.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 복수의 압전체는 격자 구조로 서로 이격되어 배치되는 압전 센서.
According to claim 1,
The plurality of piezoelectric materials are disposed spaced apart from each other in a lattice structure.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 압전체는 가로 폭 및 세로 폭이 동일하고,
상기 제 1 전극의 측면은 상기 압전체의 측면과 동일평면상에 배치되는 압전 센서.
According to claim 1,
The first electrode and the piezoelectric body have the same horizontal width and vertical width,
A side surface of the first electrode is disposed on the same plane as a side surface of the piezoelectric body.
삭제delete 삭제delete 일측의 제 1 면 및 타측의 제 2 면을 갖는 벌크 형의 압전체를 제공하는 단계;
상기 압전체의 제 1 면에 제 1 전극을 배치하는 단계;
상기 제 1 전극을 관통하여, 상기 압전체의 제 1 면에서 제 1 깊이로 격자홈을 형성하는 단계;
상기 압전체의 일측의 격자홈에 절연 부재를 배치하는 단계;
상기 압전체의 일측에 접착층과 지지 기판을 배치하는 단계;
상기 압전체의 타측에서 상기 절연 부재가 노출되도록 상기 제 2 면을 그라인딩 하여, 상기 절연 부재에 의해 이격된 복수의 압전체를 형성하는 단계;
상기 복수의 압전체의 제 2 면 각각에 복수의 제 2 전극을 배치하여 압전 소자를 형성하는 단계;
상기 압전 소자를 기판에 전기적으로 연결하는 단계; 및
상기 접착층과 상기 지지 기판을 제거하는 단계; 를 포함하고,
상기 격자홈을 형성하는 단계는
상기 제 1 전극을 관통하여, 상기 압전체의 제 1 면 상에 제 1 방향으로 복수의 제 1 홈을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 전극을 관통하여, 상기 압전체의 제 1 면 상에 제 2 방향으로 복수의 제 2 홈을 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 격자홈을 형성하는 단계에서,
상기 복수의 제 1 홈은 서로간의 이격거리가 동일하며, 상기 복수의 제 2 홈은 서로간의 이격거리가 동일하고,
상기 압전 소자를 형성하는 단계에서,
상기 제 2 전극의 폭은 상기 압전체의 폭보다 작게 형성되고,
상기 제 2 전극의 폭은 상기 압전체의 제 1 면에 배치된 제 1 전극의 폭보다 작게 형성되고,
상기 절연 부재를 배치하는 단계에서,
상기 절연 부재의 일측에는 오목부가 형성되는 압전 센서 제조 방법.
providing a bulk type piezoelectric body having a first surface on one side and a second surface on the other side;
disposing a first electrode on a first surface of the piezoelectric body;
forming a lattice groove at a first depth on a first surface of the piezoelectric body through the first electrode;
disposing an insulating member in a lattice groove on one side of the piezoelectric body;
disposing an adhesive layer and a support substrate on one side of the piezoelectric body;
grinding the second surface of the other side of the piezoelectric material to expose the insulating member to form a plurality of piezoelectric elements spaced apart by the insulating member;
forming a piezoelectric element by disposing a plurality of second electrodes on each of the second surfaces of the plurality of piezoelectric elements;
electrically connecting the piezoelectric element to a substrate; and
removing the adhesive layer and the support substrate; including,
The step of forming the lattice groove is
forming a plurality of first grooves in a first direction on a first surface of the piezoelectric body through the first electrode; and
forming a plurality of second grooves in a second direction on the first surface of the piezoelectric body by penetrating the first electrode; including,
In the step of forming the lattice groove,
The plurality of first grooves have the same distance apart from each other, and the plurality of second grooves have the same distance apart from each other,
In the step of forming the piezoelectric element,
The width of the second electrode is smaller than the width of the piezoelectric body,
The width of the second electrode is smaller than that of the first electrode disposed on the first surface of the piezoelectric body;
In the step of disposing the insulating member,
A piezoelectric sensor manufacturing method in which a concave portion is formed on one side of the insulating member.
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