KR20140067419A - Fingerprint sensor package and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20140067419A
KR20140067419A KR1020120134622A KR20120134622A KR20140067419A KR 20140067419 A KR20140067419 A KR 20140067419A KR 1020120134622 A KR1020120134622 A KR 1020120134622A KR 20120134622 A KR20120134622 A KR 20120134622A KR 20140067419 A KR20140067419 A KR 20140067419A
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이훈용
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Abstract

The present invention relates to a fingerprint recognition sensor package and a manufacturing method thereof and, more specifically, to a fingerprint recognition sensor package and a manufacturing method thereof comprising a substrate; a fingerprint recognition sensor mounted on the upper surface of the substrate and obtaining a fingerprint image when a fingerprint touches the sensor; a via hole penetrating the fingerprint recognition sensor from the edge of the fingerprint recognition sensor; and a connection portion formed on the lower surface of the fingerprint recognition sensor and electrically connecting the fingerprint recognition sensor and the substrate in contact with the via hole. In the case of the present invention, the fingerprint recognition sensor not only reduces the size of the fingerprint recognition sensor package as compared with the conventional sensor but also improves a fingerprint recognition rate.

Description

지문 인식용 센서 패키지 및 그 제조 방법{Fingerprint Sensor Package and Manufacturing Method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a sensor package for fingerprint recognition,

본 발명은 지문 인식용 센서 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지문 접촉시 지문 영상을 획득하는 지문 인식 센서가 구비된 지문 인식용 센서 패키지에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sensor package for a fingerprint recognition and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a sensor package for a fingerprint recognition having a fingerprint recognition sensor for acquiring a fingerprint image when a fingerprint is contacted.

지문 인식은 생체 인식의 하나로 각 개인마다 다른 지문 정보를 추출하여 정보화시키는 인증 방식이다. 통상의 지문 인식 방법은 사용자로부터 지문을 입력받아 형성된 지문 영상으로부터 특징점을 추출하고, 이미 저장된 지문 이미지의 특징점들과 매칭하여 수행된다. 여기에서, 특징점은 여러 가지 타입이 있으나 통상적으로 지문의 융선이 분기되는 분기점 및 융선이 끝나는 단점을 말한다. Fingerprint recognition is an authentication method that extracts different fingerprint information for each individual and makes it informative. A conventional fingerprint recognition method is performed by extracting a feature point from a fingerprint image formed by receiving a fingerprint from a user and matching the feature points of the fingerprint image already stored. Here, there are various types of minutiae, but it is a disadvantage that the ridge of the fingerprint is broken and the ridge ends.

융선은 피부가 융기한 선으로, 진피 부분이 손상되지 않는 한 평생동안 변하지 않는다. 분기점은 융선이 부드럽게 흐르다가 갈라지는 점이고, 단점은 융선이 부드럽게 흐르다가 끊어지는 점이다. 지문 영상의 크기나 개인에 따라 다소 차이가 있으나, 일반적으로 한 개의 지문에는 이들 특징점이 60~80개 정도 분포하며, 사람마다 그 위치, 방향이 다르므로 이들 특징점의 정보는 지문 인식 시스템에서 개인의 식별 수단으로 이용된다. A ridge is a line of skin ridges that do not change over a lifetime unless the dermis is damaged. The break point is a point where the ridge flows smoothly and then cracks, and the disadvantage is that the ridge flows smoothly and breaks. Although there are some differences depending on the size of the fingerprint image and the individual, generally, since there are about 60 to 80 such feature points in one fingerprint and the position and direction of each fingerprint are different for each person, And is used as an identification means.

상술한 지문 인식을 수행하기 위한 지문 인식 센서가 구비된 패키지를 제조하는 다양한 방법이 선행기술문헌에 개시되어 있다.
Various methods for manufacturing a package provided with a fingerprint recognition sensor for performing the fingerprint recognition described above are disclosed in the prior art documents.

미국특허공개공보 제 2011-0215484호(2011.09.08.공개, 이하 선행기술문헌 1이라 함)U.S. Patent Application Publication No. 2011-0215484 (published on September 8, 2011, hereinafter referred to as prior art document 1) 미국공개특허공보 제 2006-0108686호(2006.05.25.공개, 이하 선행기술문헌 2라 함)U.S. Published Patent Application No. 2006-0108686 (published May 25, 2006, hereinafter referred to as prior art document 2) 도 1에는 상기 선행기술문헌 1에 개시된 지문 인식 센서의 단면(선행기술문헌 1의 Fig.6)이 도시되어 있다. 선행기술문헌 1에 개시된 지문 인식 장치는 도 1에서 보이는 바와 같이 지문 인식 센서(도 1의 도면부호 14, 선행기술문헌 1에는 die로 기재됨)가 기판(12) 상에 실장되고, 기판 상의 단자와 지문인식센서를 와이어 본딩(wire-bonding)에 의해 전기적으로 연결시켰다.Fig. 1 shows a cross section of the fingerprint recognition sensor disclosed in the prior art document 1 (Fig. 6 of the prior art document 1). The fingerprint recognition device disclosed in the prior art document 1 is mounted on the substrate 12 with a fingerprint sensor (reference numeral 14 in FIG. 1 and die in the prior art document 1) as shown in FIG. 1, And the fingerprint sensor were electrically connected by wire-bonding. 도 2에는 상기 선행기술문헌 2에 개시된 지문 인식 센서의 단면(선행기술문헌2의 Fig.4)이 도시되어 있다. 선행기술문헌 2에 개시된 지문 인식 센서는 도 2에 나타난 것과 같이 센서부(도 2의 도면부호 26)가 구비된 반도체 칩(도 2의 도면부호 22)이 기판(도 2의 도면부호 23A)과 stud bump(도 2의 도면부호 37)를 매개로 기판의 가장자리에 배치된 solder ball(도 2의 도면부호 25)과 전기적으로 연결되며, 상기 solder ball에 의해 외부 단자(도 2에는 도시되지 않음)와 접촉한다.Fig. 2 shows a cross section of the fingerprint recognition sensor disclosed in the prior art document 2 (Fig. 4 of the prior art document 2). 2, a semiconductor chip (reference numeral 22 in FIG. 2) provided with a sensor section (reference numeral 26 in FIG. 2) is mounted on a substrate (reference numeral 23A in FIG. 2) 2) electrically connected to a solder ball (reference numeral 25 in FIG. 2) arranged at the edge of the substrate via a stud bump (reference numeral 37 in FIG. 2) / RTI > 상술한 종래 기술은 여러가지 문제점을 안고 있다. 먼저 선행기술문헌 1에 개시된 형태의 지문 인식 센서는 기판과 와이어 본딩 방식에 의해 전기적으로 연결되는데 도 1에서 보이는 바와 같이 와이어 연결을 위한 공간(도 1 도면부호 12의 좌우 영역)이 필요하여 지문 인식 센서 패키지의 크기가 커지는 단점이 있다. 따라서 휴대 기기 등 소형화 기기에 적합하지 않다.The above-mentioned prior art has various problems. First, a fingerprint sensor of the type disclosed in the prior art document 1 is electrically connected to a substrate by a wire bonding method. As shown in FIG. 1, a space (right and left regions of FIG. 1) The size of the sensor package becomes large. Therefore, it is not suitable for a miniaturized device such as a portable device. 선행기술문헌 2에 개시된 형태의 지문 인식 센서는 센서부가 구비된 반도체 칩을 외부 단자와 연결하기 위하여 별도의 stud bump와 기판이 필요하므로, stud bump와 기판을 장착시키는 추가적인 공정이 요구되어 지문 인식 센서 패키지를 제조하는 공정이 복잡해질 뿐 아니라 이에 따라 제조 단가가 상승되는 결과를 초래한다.In the fingerprint sensor of the type disclosed in the prior art document 2, since a separate stud bump and a substrate are required to connect the semiconductor chip with the sensor unit to the external terminal, an additional process for mounting the stud bump and the substrate is required, Not only the process of manufacturing the package becomes complicated, but also the manufacturing cost is increased.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 소형화된 지문 인식용 센서 패키지를 제작하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sensor package for fingerprint recognition that is miniaturized.

또한, 지문 인식용 센서 패키지의 픽셀을 높여 지문 인식률을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to improve the fingerprint recognition rate by increasing the pixels of the sensor package for fingerprint recognition.

한편, 본 발명은 지문 인식용 센서 패키지의 내구성을 강화하여 외부 충격을 잘 견디도록 하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to enhance the durability of the sensor package for fingerprint recognition to withstand external impacts.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지는 기판, 상기 기판의 상면에 실장되고, 지문 접촉 시 지문 영상을 획득하는 지문 인식 센서, 상기 지문 인식 센서의 가장자리에서 지문 인식 센서를 관통하는 비아홀 및 상기 지문 인식 센서의 하면에 형성되고, 상기 비아홀과 접촉되어 상기 기판과 상기 지문 인식 센서를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a sensor package for a fingerprint recognition, comprising: a substrate; a fingerprint sensor mounted on the substrate and acquiring a fingerprint image when the fingerprint contacts the fingerprint sensor; And a connection part formed on a lower surface of the fingerprint recognition sensor and electrically connected to the substrate and the fingerprint recognition sensor in contact with the via hole.

본 발명의 다른 실시예에서 연결부는 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)되고, 상기 연결부는 솔더 볼(Solder ball), GGI(Gold to Gold Interconnect) 또는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film) 중 어느 하나에 의해 형성된다.In another embodiment of the present invention, the connection part is fan-in the fingerprint sensor, and the connection part may be a solder ball, a gold-gold interconnect (GGI), or an anisotropic conductive film .

본 발명의 일 실시예는 기판 또는 지문 인식 센서의 하면에 상기 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 더 포함한다.One embodiment of the present invention further includes a fingerprint analysis circuit for analyzing a fingerprint image acquired through the fingerprint recognition sensor on the bottom surface of the substrate or the fingerprint recognition sensor.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 지문 인식 센서의 상면을 덮는 보호 코팅막이 더 포함되고, 상기 지문 인식 센서의 상면 중 지문이 접촉되지 않는 영역을 덮는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a protective coating film for covering the upper surface of the fingerprint sensor may further be included, and a molding part covering an area of the upper surface of the fingerprint sensor that is not in contact with the fingerprint may be further included.

다른 실시예에서는 기판에 실장되어 상기 지문 인식용 센서 패키지를 2차원 평면상에서 이동시키는 압전 구동기를 더 포함하고, 기판 상에 정전 방지(Electrostatic discharge) 패턴이 형성되는 것도 가능하다.
In another embodiment, the apparatus further includes a piezoelectric actuator mounted on the substrate and moving the sensor package for fingerprint recognition on a two-dimensional plane, and an electrostatic discharge pattern may be formed on the substrate.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법은 (a) 지문 인식 센서의 가장자리에 지문 인식 센서를 관통하는 비아홀을 형성시키는 단계, (b) 상기 지문 인식 센서의 하면에 상기 비아홀에 접촉되도록 연결부를 결속시키는 단계 및 (c) 상기 연결부를 매개로 상기 지문 인식 센서를 기판 상에 실장시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a sensor package for a fingerprint recognition, comprising the steps of: (a) forming a via hole through a fingerprint sensor at an edge of the fingerprint sensor; (C) bonding the fingerprint recognition sensor to the substrate via the connection portion.

다른 실시예에서 상기 (b) 단계는 상기 연결부가 상기 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)되도록 결속시키고, 상기 (a) 단계 이후에 상기 지문 인식 센서의 상면을 덮는 보호 코팅막을 형성시키는 단계를 더 포함하며, 상기 보호 코딩막을 형성시킨 이후에, 상기 지문 인식 센서의 상면 중 지문이 접촉되지 않는 영역을 덮는 몰딩부를 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the step (b) binds the connection part to be fan-in in the fingerprint recognition sensor, and after the step (a), forms a protective coating film covering the upper surface of the fingerprint recognition sensor The method may further include forming a molding part covering an area of the upper surface of the fingerprint sensor that is not in contact with the fingerprint after the protective coating film is formed.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 (a) 단계 이후에 기판 또는 지문 인식 센서의 하면에 상기 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 실장시키는 단계를 더 포함하고, According to an embodiment of the present invention, the method further includes the step of mounting a fingerprint analysis circuit for analyzing the fingerprint image obtained through the fingerprint recognition sensor on the bottom surface of the substrate or the fingerprint recognition sensor after the step (a)

본 발명의 다른 실시예에서는 상기 지문 인식 센서를 2차원 평면상에서 이동시키는 압전 구동기 또는 기판 상에 정전 방지(Electrostatic discharge) 패턴을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, the method may further include the step of forming an electrostatic discharge pattern on the piezoelectric actuator or the substrate moving the fingerprint recognition sensor on a two-dimensional plane.

본 발명에 의하는 경우 종래에 비하여 지문 인식용 센서 패키지를 소형화하는 것이 가능하다. According to the present invention, it is possible to miniaturize the sensor package for fingerprint recognition as compared with the prior art.

한편, 지문 인식용 센서 패키지의 픽셀을 높이는 것이 가능하여 지문 인식률을 향상시킬 수 있다.On the other hand, it is possible to increase the pixels of the sensor package for fingerprint recognition, thereby improving the fingerprint recognition rate.

그리고 본 발명에 따르면, 내구성이 강화된 지문 인식용 센서 패키지를 제조할 수 있다.
According to the present invention, a sensor package for fingerprint recognition having enhanced durability can be manufactured.

도 1은 선행기술문헌 1에 포함된 종래의 지문 인식 센서를 나타낸 도면이다.
도 2는 선행기술문헌 2에 포함된 종래의 지문 인식 센서를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지 제조 방법의 일 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional fingerprint recognition sensor included in the prior art document 1.
FIG. 2 is a view showing a conventional fingerprint recognition sensor included in the prior art document 2. FIG.
3 to 7 are views showing an embodiment of a sensor package for fingerprint recognition according to the present invention.
8 is a view showing an embodiment of a method of manufacturing a sensor package for a fingerprint recognition of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing an embodiment of a sensor package for fingerprint recognition according to the present invention.

본 발명의 지문 인식용 센서 패키지는 기판과 상기 기판의 상면에 실장되고, 지문 접촉 시 지문 영상을 획득하는 지문 인식 센서, 상기 지문 인식 센서의 가장자리에서 지문 인식 센서를 관통하는 비아홀 및 상기 지문 인식 센서의 하면에 형성되고, 상기 비아홀과 접촉되어 상기 기판과 상기 지문 인식 센서를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함한다. The sensor package for a fingerprint recognition of the present invention comprises a substrate and a fingerprint sensor mounted on the substrate and acquiring a fingerprint image when the fingerprint is contacted, a via hole passing through the fingerprint sensor at an edge of the fingerprint sensor, And a connection part that is in contact with the via hole and electrically connects the substrate and the fingerprint recognition sensor.

본 발명에서는 사용자가 지문 인식을 위하여 지문 인식 센서 상의 센싱 에이리어(sensing area)에 지문을 접촉하면, 상기 센싱 에이리어를 통해 읽어들인 지문 영상을 획득한다. 지문 영상을 획득하기 위한 구체적인 메커니즘은 여러가지가 있으며, 우선 강한 빛을 센싱 에이리어를 통해 투사하고 센싱 에이리어에 접촉된 지문 형태를 반사시켜 반사된 빛을 CCD를 이용하여 전기신호로 변환하는 방식과, 피부의 전기 전도 특성을 이용하여 센싱 에이리어에 손 끝을 접촉시키면 지문의 특수한 모양을 전기 신호로 읽어 들이는 방식으로 지문과 센싱 에이리어에서 발생되는 정전 용량을 측정하고 이를 기초로 지문 패턴을 전기적 신호로 변환하는 방식이 대표적이다.In the present invention, when a user touches a fingerprint on a sensing area on a fingerprint recognition sensor for fingerprint recognition, the fingerprint image read through the sensing area is acquired. There are various specific mechanisms for acquiring fingerprint images. First, a method of projecting strong light through a sensing area, reflecting the fingerprint form in contact with the sensing area, and converting the reflected light into an electric signal using a CCD , The electrostatic capacitance generated in the fingerprint and the sensing area is measured by reading the specific shape of the fingerprint by the electric signal when the tip of the finger touches the sensing area using the electric conduction characteristic of the skin, Electrical signal conversion is typical.

상기 지문 인식 센서를 통해 전기적 신호로 변환된 지문 영상은 비아홀을 통해 연결부로 전달된다. 비아홀은 지문 인식 센서의 가장자리에 형성되는데, 비아홀의 위치가 지문 인식 센서의 외곽에 가까울수록 센싱 에이리어를 넓게 형성시킬 수 있다. 지문 인식 센서는 픽셀(pixel)이 높을수록 지문을 정교하게 판독할 수 있다. 픽셀을 높이기 위해서는 지문 인식 센서 내에 단위 cell unit을 많이 배치해야 하는데, 상용화된 단위 cell unit의 크기는 정해져 있으므로, 다수의 단위 cell unit을 배치하기 위해서는 단위 cell unit을 배치하는 공간을 넓혀야 한다. 즉, 센싱 에이리어를 넓게 해야한다. 따라서, 본 발명은 지문 인식 센서의 가장자리에서 비아홀을 형성시킴으로써 센싱 에이리어를 최대한 넓게 확보한다. The fingerprint image converted into an electrical signal through the fingerprint recognition sensor is transmitted to the connection portion via the via hole. The via hole is formed at the edge of the fingerprint sensor. The closer the via hole is located to the outer edge of the fingerprint sensor, the wider the sensing area can be formed. As the fingerprint sensor has a higher pixel, the fingerprint can be read more precisely. In order to increase the number of pixels, a large number of unit cell units must be arranged in the fingerprint sensor. In order to arrange a plurality of unit cell units, the space for arranging the unit cell units must be widened. That is, the sensing area must be widened. Therefore, the present invention secures the sensing area as wide as possible by forming a via hole at the edge of the fingerprint recognition sensor.

본 발명의 연결부는 지문 인식 센서의 하면에 형성되고 상기 비아홀과 접촉되어 상기 기판과 상기 지문 인식 센서를 전기적으로 연결한다. 따라서 지문 인식 센서에서 얻어진 지문 영상에 관한 전기적 신호가 비아홀을 거쳐 연결부로 전달되며, 연결부는 전기적 신호를 기판 또는 외부 단자에 전달한다.The connection part of the present invention is formed on the lower surface of the fingerprint recognition sensor and contacts the via hole to electrically connect the substrate and the fingerprint recognition sensor. Therefore, the electrical signal of the fingerprint image obtained by the fingerprint sensor is transmitted to the connection part via the via hole, and the connection part transmits the electrical signal to the substrate or the external terminal.

본 발명은 상기 연결부가 지문 인식 센서의 하면에 형성되는 것에 있어서 종래 기술과 구분된다. 앞서 살펴본 바와 같이 종래에는 지문 인식 센서에서 획득한 지문 영상을 와이어 본딩에 의해서 기판 또는 외부 단자로 전달하거나(선행기술문헌 1), 또는 stud bump와 별도의 기판을 추가로 구비하여 기판 또는 외부 단자로 전달하였다(선행기술문헌 2). 종래 기술의 경우, 지문 인식 센서가 포함된 패키지 내에 와이어 본딩이 연결될 공간 또는 stud bump와 별도의 기판이 구비되는 공간이 필요하므로, 실제 지문이 접촉되는 영역인 센싱 에이리어가 상대적으로 좁아지는 문제가 있었다. 센싱 에이리어가 좁아짐에 따라 지문 인식 센서의 픽셀이 낮아지게 되고 이는 지문 인식 센서의 인식률 및 정확도가 떨어진다.The present invention is distinguished from the prior art in that the connection portion is formed on the lower surface of the fingerprint recognition sensor. As described above, conventionally, a fingerprint image obtained by a fingerprint sensor is transferred to a substrate or an external terminal by wire bonding (prior art document 1), or a substrate separate from the stud bump is provided, (Prior Art Document 2). In the prior art, a space in which a wire bonding is connected or a space in which a stud bump and a separate substrate are provided in a package including a fingerprint recognition sensor is required, so that a problem of a relatively narrow sensing area, there was. As the sensing area narrows, the pixels of the fingerprint recognition sensor become lower, which degrades the recognition rate and accuracy of the fingerprint recognition sensor.

그러나 본 발명은 와이어 본딩 또는 stud bump와 별도 기판을 구비하지 않은 채 비아 홀이 지문 인식 센서를 관통하고, 연결부를 지문 인식 센서의 하면에 형성시킴으로써, 종래 기술에 비하여 센싱 에이리어를 넓게 형성시킬 수 있다. 그 결과 동일한 크기의 종래 패키지에 비하여 지문 인식 센서의 인식률 및 정확도가 높은 장점이 있으며, 지문 인식용 센서 패키지 전체의 크기를 소형화할 수 있다.However, according to the present invention, the via hole penetrates the fingerprint recognition sensor without forming a wire bonding or stud bump and a separate substrate, and the connection portion is formed on the lower surface of the fingerprint recognition sensor, have. As a result, the recognition rate and accuracy of the fingerprint recognition sensor are higher than that of the conventional package of the same size, and the size of the entire sensor package for fingerprint recognition can be reduced.

상기 연결부를 매개로 상기 지문 인식 센서는 기판 상에 실장되며 이로써 지문 인식용 센서 패키지의 일 형태가 완성된다.
The fingerprint recognition sensor is mounted on the substrate via the connection portion, thereby completing a form of the sensor package for fingerprint recognition.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 연결부가 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)되는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the connection unit is fan-in the fingerprint recognition sensor.

이를 보다 상세히 설명하면, 연결부가 지문 인식 센서의 하면에 형성되는 데에 있어서 연결부가 지문 인식 센서의 테두리 바깥으로 돌출되지 않도록 형성시킨다는 의미이다. 바꿔 말하면, 지문 인식 센서를 상면에서 바라보았을 때 연결부는 지문 인식 센서에 가려서 보이지 않도록 한다는 것이다.In more detail, the connection portion is formed on the lower surface of the fingerprint recognition sensor so that the connection portion is formed so as not to protrude outside the rim of the fingerprint recognition sensor. In other words, when the fingerprint recognition sensor is viewed from above, the connection portion is covered by the fingerprint recognition sensor so as not to be seen.

만약 본 실시예와는 달리 연결부가 팬아웃(fan-out)되는 경우에는 도 1에 도시된 것과는 달리 연결부가 지문 인식 센서 테두리 바깥으로 돌출됨에 따라, 연결부가 접속되는 기판이 지문 인식 센서에 비하여 커져야 하고 이는 패키지 전체의 크기가 커지게 된다. 따라서, 연결부를 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)시킴으로써 지문 인식용 센서 패키지의 크기를 줄여 소형화 기기 내에 삽입하는 것을 용이하게 할 수 있다.Unlike the embodiment shown in FIG. 1, when the connection part is fan-outed, the connection part protrudes outside the frame of the fingerprint recognition sensor, so that the substrate to which the connection part is connected is larger than the fingerprint recognition sensor Which increases the overall size of the package. Therefore, the size of the sensor package for fingerprint recognition can be reduced by inserting the connection part in the fingerprint recognition sensor, thereby facilitating insertion into the miniaturized device.

본 발명의 연결부는 솔더 볼(Solder ball), GGI(Gold to Gold Interconnect) 또는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film) 중 어느 하나로 제조될 수 있다. 도 3 등은 솔더 볼 또는 GGI에 의해 연결부가 형성된 예를 나타낸 그림이고, 도 6은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film)에 의해 연결부가 형성된 예를 나타낸 그림이다. 연결부를 형성시키는 각 방식에 따라 연결부를 형성시키는 공정이 다소 달라질 수 있다. 예를 들어 GGI 방식에 의해 연결부가 형성되는 경우 초음파 융착에 의해 연결부와 기판을 결합시키며, 솔더 볼에 의할 경우 리플로우 공정을 진행하는 것도 가능하다.
The connection part of the present invention can be manufactured by any one of solder ball, Gold-Gold Interconnect (GGI), and anisotropic conductive film. FIG. 3 is a view showing an example in which a connection portion is formed by solder balls or GGI, and FIG. 6 is an illustration showing an example in which a connection portion is formed by an anisotropic conductive film. The process of forming the connection portion may be somewhat different according to each method of forming the connection portion. For example, when the connection portion is formed by the GGI method, the connection portion and the substrate are bonded by ultrasonic welding, and the reflow process can be performed when the connection portion is bonded to the solder ball.

한편, 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지는 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 지문 분석 회로는 지문 인식 센서에서 비아홀과 연결부를 매개로 전달되는 지문 영상에 대한 전기적 신호를 분석하여 실제 지문 인식에 필요한 데이터를 추출하는 구성이다. 본 발명은 실시예에 따라 지문 분석 회로를 실장시키는 위치가 달라지는데, 일 실시예에서는 지문 분석 회로를 기판 상에 실장시키며 다른 실시예에서는 지문 인식 센서의 하면에 지문 분석 회로를 실장시킨다.Meanwhile, the sensor package for fingerprint recognition of the present invention may further include a fingerprint analysis circuit for analyzing the fingerprint image acquired through the fingerprint recognition sensor. The fingerprint analysis circuit extracts data necessary for actual fingerprint recognition by analyzing an electrical signal of the fingerprint image transmitted through the via hole and the connection part in the fingerprint recognition sensor. According to an embodiment of the present invention, the position where the fingerprint analysis circuit is mounted is changed. In one embodiment, the fingerprint analysis circuit is mounted on the substrate. In another embodiment, the fingerprint analysis circuit is mounted on the lower surface of the fingerprint recognition sensor.

지문 인식 센서의 하면에 지문 분석 회로를 실장시키는 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 본 실시예는 기판 상에 지문 분석 회로를 실장시킬 별도의 공간이 요구되지 않으므로 지문 인식용 센서 패키지 전체의 크기를 소형화할 수 있는 장점이 있다. 다만, 기판 상에 지문 분석 회로를 실장시키는 것에 비하여 지문 분석 회로의 크기가 제한되고, 지문 인식 센서 하면 상에 실장시키는 공정이 어려우며 연결부와의 간섭이 발생하는 등 공정상의 어려움이 수반되나 이를 극복하면, 패키지의 크기를 소형화하는 것이 가능하다.
An embodiment in which the fingerprint analysis circuit is mounted on the lower surface of the fingerprint recognition sensor is shown in Fig. The present embodiment is advantageous in that the entire size of the sensor package for fingerprint recognition can be miniaturized since a separate space for mounting the fingerprint analysis circuit on the substrate is not required. However, the size of the fingerprint analysis circuit is limited compared to the case where the fingerprint analysis circuit is mounted on the substrate, the process of mounting the fingerprint sensor on the lower surface is difficult, and the process is difficult such as interference with the connection portion. , It is possible to reduce the size of the package.

한편, 도 4에는 본 발명의 다른 일 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예는 지문 인식 센서의 상면에 보호 코팅막이 더 포함되는 것을 특징으로 한다. 상기 보호 코팅막에 의해 지문 인식 센서에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있고, 충격을 흡수할 수 있어 지문 인식 센서를 외부 충격 및 이물질로부터 보호할 수 있다.
Meanwhile, FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized in that a protective coating film is further included on the upper surface of the fingerprint recognition sensor. It is possible to prevent foreign matter from entering the fingerprint recognition sensor by the protective coating film and absorb the impact, thereby protecting the fingerprint recognition sensor from external impact and foreign matter.

도 5에는 본 발명의 다른 일 실시예로, 지문 인식 센서의 상면 중 지문이 접촉되지 않는 영역을 덮는 몰딩부를 더 포함한 지문 인식용 센서 패키지가 도시되어 있다. 본 실시예에 따르면 몰딩부에 의해 지문 인식 센서의 센싱 에이리어를 제외한 영역이 커버되고, 상기 몰딩부가 일종의 베젤(bezel) 역할을 하게 되어 본 발명을 이용하여 지문을 인식시키는 사용자가 센싱 에이리어의 위치를 정확하게 구분할 수 있게 되고, 적절한 지문 접촉에 따라 지문 인식 센서에서의 지문 인식률도 향상된다. 뿐만 아니라, 1차적으로 보호 코팅막에 의해서 보호되는 지문 인식 센서가 상기 몰딩부에 의해 2차적으로 보호되는 효과도 있다.
FIG. 5 is a perspective view of a sensor package for fingerprint recognition according to another embodiment of the present invention, which further includes a molding part covering an area of the upper surface of the fingerprint sensor that is not in contact with the fingerprint. According to the present embodiment, the molding area covers an area other than the sensing area of the fingerprint recognition sensor, and the molding part serves as a kind of bezel, so that the user who recognizes the fingerprint by using the present invention, The position can be accurately distinguished, and the fingerprint recognition rate in the fingerprint recognition sensor is improved according to the appropriate fingerprint contact. In addition, there is an effect that the fingerprint recognition sensor, which is protected primarily by the protective coating film, is secondarily protected by the molding part.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만 본 발명의 다른 실시예에서는 기판에 실장되어 지문 인식용 센서 패키지를 2차원 평면상에서 이동시키는 압전 구동기를 포함할 수 있다. 이로써 고정된 위치에서만 지문을 인식하는 것이 아니라 지문 인식 센서가 이동하면서 지문을 인식하는 것이 가능하다.Although not shown in the drawing, another embodiment of the present invention may include a piezoelectric actuator mounted on a substrate to move the sensor package for fingerprint recognition on a two-dimensional plane. Thus, it is possible to recognize the fingerprint while moving the fingerprint recognition sensor instead of recognizing the fingerprint only at the fixed position.

도면에는 도시되지 않은 다른 일 실시예에서는 기판 상에 정전 방지(Electrostatic discharge) 패턴을 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 정전 방지 패턴에 의해 지문 인식 시 발생 가능한 정전기에 의해 지문 인식 센서가 파괴되거나 오작동을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
In another embodiment not shown in the drawing, it is possible to further include an electrostatic discharge pattern on the substrate. It is possible to prevent the fingerprint recognition sensor from being broken or malfunctioning due to the static electricity that can be generated when the fingerprint recognition is performed by the anti-static pattern.

이하에서는 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a sensor package for fingerprint recognition according to the present invention will be described.

도 8에는 공정 순서에 따라 본 발명의 지문 인식용 센서 패키지를 제조하는 방법에 대해 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지문 인식용 센서 패키지를 제조하는 방법은 지문 인식 센서의 가장자리에 지문 인식 센서를 관통하는 비아홀을 형성시키는 단계, 상기 지문 인식 센서의 하면에 상기 비아홀에 접촉되도록 연결부를 결속시키는 단계 및 상기 연결부를 매개로 상기 지문 인식 센서를 기판 상에 실장시키는 단계를 포함한다.Fig. 8 shows a method of manufacturing the sensor package for fingerprint recognition according to the present invention. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a sensor package for a fingerprint recognition, comprising: forming a via hole passing through a fingerprint recognition sensor at an edge of a fingerprint recognition sensor; And mounting the fingerprint recognition sensor on the substrate via the connection portion.

도 8의 (a)는 센싱 에이리어가 형성된 지문 인식 센서이며, 도 8의 (b)는 상기 지문 인식 센서의 가장자리에 비아홀을 형성시키는 일례를 나타낸 것이다. 앞서 언급한 바와 같이 비아 홀이 가장자리에 위치할수록 센싱 에이리어를 넓게 확보할 수 있어, 지문 인식 센서의 픽셀이 높아지고 이에 따라 지문 인식률이 향상된다. 또한, 패키지의 크기를 소형화 할 수 있다. 8 (a) is a fingerprint recognition sensor in which a sensing area is formed, and FIG. 8 (b) is an example of forming a via hole at the edge of the fingerprint recognition sensor. As mentioned above, as the via hole is located at the edge, the sensing area can be secured so that the pixels of the fingerprint recognition sensor are higher and the fingerprint recognition rate is improved. In addition, the size of the package can be reduced.

도 8의 (c)는 연결부를 지문 인식 센서의 하면에 비아홀과 접촉된 상태로 결속시키는 것을 나타낸 도면이고, 상기 연결부가 상기 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)되는 경우 지문 인식용 센서 패키지의 크기를 작게 만들 수 있어 종래 기술에서는 적용이 불가능한 소형 기기에도 지문 인식용 센서 패키지를 삽입할 수 있다.8 (c) is a view showing binding of the connection portion in a state where the connection portion is in contact with the via hole on the lower face of the fingerprint recognition sensor. When the connection portion is fan-in the fingerprint recognition sensor, It is possible to insert the sensor package for fingerprint recognition even in small devices which can not be applied in the prior art.

도 8의 (d)는 지문 인식 센서를 연결부를 매개로 하여 기판 상에 실장시키는 단계를 나타낸 도면이다. 연결부의 종류에 따라 기판 상에 지문 인식 센서를 실장시키는 방식은 달라지며, 일 실시예로 GGI(Gold to Gold Interconnect)를 이용하는 경우 초음파 융착에 의해 연결부가 기판에 결속된다.8 (d) is a view showing a step of mounting the fingerprint recognition sensor on a substrate via a connection portion. The method of mounting the fingerprint recognition sensor on the substrate depends on the type of the connection part. In the case of using Gold-Gold Interconnect (GGI), the connection part is bound to the substrate by ultrasonic welding.

도 8의 (e)는 지문 인식 센서의 상면을 덮는 보호 코팅막을 형성시키는 단계를 나타낸 도면이다. 보호 코팅막을 형성시키는 단계는 지문 인식 센서에 비아홀을 관통시킨 이후에 가능한 공정이나, 연결부를 결속시키는 단계 및 지문 인식 센서를 기판 상에 실장시키는 단계와는 공정의 선후가 무관하다.8 (e) is a view showing a step of forming a protective coating film covering the upper surface of the fingerprint recognition sensor. The step of forming the protective coating film is independent of the process that is possible after the via hole is passed through the fingerprint sensor, the step of binding the connection portion, and the step of mounting the fingerprint recognition sensor on the substrate.

도 8의 (f)는 보호 코팅막 형성 이후에 지문 인식 센서의 상면 중 지문이 접촉되지 않는 영역을 덮는 몰딩부를 형성시키는 단계를 나타낸 도면이다. 상기 몰딩부는 이미 기술한 것과 같이 지문 인식 센서의 센싱 에이리어를 제외한 영역을 커버하여, 상기 몰딩부가 일종의 베젤(bezel) 역할을 하게 됨으로써 지문을 인식시키는 사용자가 센싱 에이리어의 위치를 정확하게 구분할 수 있게 하고, 적절한 지문 접촉에 따라 지문 인식 센서에서의 지문 인식률도 향상시키며, 지문 인식 센서를 외부 충격으로부터 보호하는 기능도 수행한다.FIG. 8 (f) is a view showing a step of forming a molding part covering the area of the upper surface of the fingerprint recognition sensor where the fingerprint is not contacted after the formation of the protective coating film. As described above, the molding unit covers an area other than the sensing area of the fingerprint recognition sensor, so that the molding part serves as a kind of bezel, so that the user who recognizes the fingerprint can accurately identify the position of the sensing area And improves the fingerprint recognition rate in the fingerprint recognition sensor according to proper fingerprint contact, and also protects the fingerprint recognition sensor from external impact.

한편, 몰딩부 형성 단계는 보호 코팅막을 형성시키는 단계 이후에 가능한 공정이나, 연결부를 결속시키는 단계 및 지문 인식 센서를 기판 상에 실장시키는 단계와는 공정의 선후가 무관하다.
Meanwhile, the molding part forming step is independent of the process after the step of forming the protective coating film, the step of bonding the connecting part, and the step of mounting the fingerprint sensor on the substrate.

본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것으로 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 수정, 변경, 부가가 가능한 부분까지 본 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. You should see.

100 지문 인식 센서 110 기판
120 비아홀 130 연결부
132 이방성 도전 필름 140 보호 코팅 막
150 몰딩부 160 지문 분석 회로100 fingerprint sensor 110 substrate
120 via hole 130 connection portion
132 Anisotropic conductive film 140 Protective coating film
150 molding part 160 fingerprint analysis circuit

Claims (17)

기판;
상기 기판의 상면에 실장되고, 지문 접촉 시 지문 영상을 획득하는 지문 인식 센서;
상기 지문 인식 센서의 가장자리에서 지문 인식 센서를 관통하는 비아홀; 및
상기 지문 인식 센서의 하면에 형성되고, 상기 비아홀과 접촉되어 상기 기판과 상기 지문 인식 센서를 전기적으로 연결하는 연결부;
를 포함하는 지문 인식용 센서 패키지
Board;
A fingerprint recognition sensor mounted on the upper surface of the substrate and acquiring a fingerprint image when the fingerprint is contacted;
A via hole penetrating the fingerprint recognition sensor at an edge of the fingerprint recognition sensor; And
A connection part formed on the lower surface of the fingerprint sensor and contacting the via hole to electrically connect the substrate and the fingerprint recognition sensor;
A sensor package for fingerprint recognition
청구항 1에 있어서, 상기 연결부는 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)되는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 센서 패키지
The fingerprint sensor package according to claim 1, wherein the connection portion is fan-in in a fingerprint recognition sensor
청구항 1에 있어서, 상기 연결부는 솔더 볼(Solder ball), GGI(Gold to Gold Interconnect) 또는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지문 인식용 센서 패키지
The fingerprint sensor package according to claim 1, wherein the connection part is one of a solder ball, a gold-gold interconnect (GGI), and an anisotropic conductive film.
청구항 1에 있어서, 상기 기판에 상기 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 센서 패키지
The fingerprint sensor module according to claim 1, further comprising a fingerprint analysis circuit for analyzing the fingerprint image acquired through the fingerprint recognition sensor on the substrate,
청구항 1에 있어서, 상기 지문 인식 센서의 하면에 상기 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 센서 패키지
The fingerprint sensor according to claim 1, further comprising a fingerprint analysis circuit for analyzing a fingerprint image acquired through the fingerprint recognition sensor on the bottom surface of the fingerprint recognition sensor,
청구항 1에 있어서, 상기 지문 인식 센서의 상면을 덮는 보호 코팅막이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 센서 패키지
The fingerprint sensor module according to claim 1, further comprising a protective coating film covering an upper surface of the fingerprint sensor
청구항 6에 있어서, 상기 지문 인식 센서의 상면 중 지문이 접촉되지 않는 영역을 덮는 몰딩부를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지
The fingerprint sensor according to claim 6, further comprising a molding part covering an area of the upper surface of the fingerprint sensor that is not in contact with the fingerprint,
청구항 1에 있어서, 상기 기판에 실장되어 상기 지문 인식용 센서 패키지를 2차원 평면상에서 이동시키는 압전 구동기를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지
2. The fingerprint sensor package according to claim 1, further comprising a piezoelectric actuator mounted on the substrate and moving the sensor package for fingerprint recognition on a two-
청구항 1에 있어서, 상기 기판 상에 형성되는 정전 방지(Electrostatic discharge) 패턴을 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지
2. The fingerprint sensor package according to claim 1, further comprising an electrostatic discharge pattern formed on the substrate,
(a) 지문 인식 센서의 가장자리에 지문 인식 센서를 관통하는 비아홀을 형성시키는 단계;
(b) 상기 지문 인식 센서의 하면에 상기 비아홀에 접촉되도록 연결부를 결속시키는 단계; 및
(c) 상기 연결부를 매개로 상기 지문 인식 센서를 기판 상에 실장시키는 단계;
를 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
(a) forming a via hole through the fingerprint sensor at an edge of the fingerprint sensor;
(b) binding the connecting portion to the bottom surface of the fingerprint sensor so as to contact the via hole; And
(c) mounting the fingerprint recognition sensor on the substrate via the connection portion;
A method of manufacturing a sensor package for a fingerprint recognition
청구항 10에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 연결부가 상기 지문 인식 센서 내에 팬인(fan-in)되도록 결속시키는 것을 특징으로 하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
The method according to claim 10, wherein the step (b) binds the connection portion so as to be fan-in the fingerprint recognition sensor
청구항 10에 있어서, 상기 (a) 단계 이후에 상기 지문 인식 센서의 상면을 덮는 보호 코팅막을 형성시키는 단계를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
The method according to claim 10, further comprising forming a protective coating film covering the upper surface of the fingerprint sensor after the step (a)
청구항 12에 있어서, 상기 보호 코딩막을 형성시킨 이후에, 상기 지문 인식 센서의 상면 중 지문이 접촉되지 않는 영역을 덮는 몰딩부를 형성시키는 단계를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
The manufacturing method of a sensor package for a fingerprint recognition according to claim 12, further comprising the step of forming a molding part covering an area of the upper surface of the fingerprint sensor where the fingerprint does not contact after the protective coating film is formed
청구항 10에 있어서, 상기 (a) 단계 이후에 기판 상에 상기 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 실장시키는 단계를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
The method according to claim 10, further comprising the step of mounting a fingerprint analysis circuit for analyzing the fingerprint image acquired through the fingerprint recognition sensor on the substrate after the step (a)
청구항 10에 있어서, 상기 (a) 단계 이후 (c) 단계 이전에 상기 지문 인식 센서의 하면에 상기 지문 인식 센서를 통해 획득된 지문 영상을 분석하는 지문 분석 회로를 연결시키는 단계를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
The method according to claim 10, further comprising connecting a fingerprint analysis circuit for analyzing the fingerprint image acquired through the fingerprint recognition sensor to the bottom of the fingerprint recognition sensor before the step (a) and after the step (c) For manufacturing a sensor package
청구항 10에 있어서, 상기 지문 인식 센서를 2차원 평면상에서 이동시키는 압전 구동기를 기판 상에 실장하는 단계를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법
The method of manufacturing a sensor package for a fingerprint recognition according to claim 10, further comprising the step of mounting a piezoelectric actuator for moving the fingerprint sensor on a two-
청구항 10에 있어서, 상기 기판 상에 정전 방지(Electrostatic discharge) 패턴을 형성시키는 단계를 더 포함하는 지문 인식용 센서 패키지의 제조 방법The method of manufacturing a sensor package for a fingerprint recognition according to claim 10, further comprising forming an electrostatic discharge pattern on the substrate
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