KR20140130588A - 지문인식센서 패키지 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

손가락이 접촉되어 지문이 인식되는 센서 본체의 지문인식표면을 보호하고, 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 패키지의 불량을 방지할 수 있도록 한 지문인식센서 패키지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 센서본체(12) 및 그 둘레의 피씨비(11)는 수용홈(411)과 안착홈(412)에 수용된 상태에서 보호층(421)으로 덮혀져 있으므로, 마감층(422) 형성을 위한 혼합물의 스프레이 도포시 센서본체(12)로 침투되는 것을 원천적으로 방지하여, 피씨비(11)와 패키지몸체(410) 사이의 들뜸과 같은 불량을 방지할 수 있게 한다.

Description

지문인식센서 패키지 및 이의 제조방법{Fingerprint recognition sensor package and method for manufacturing fingerprint recognition sensor package}

본 발명은 지문인식센서 패키지 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 특히 손가락이 접촉되어 지문이 인식되는 센서본체의 지문인식표면을 보호하고, 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 패키지의 불량을 방지할 수 있도록 한 지문인식센서 패키지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 단순한 통화 기능 외에, 예를 들어, 사진 또는 동영상 촬영, 인터넷 통신, 라디오 또는 MP3(MPEG-1 Layer3) 오디오 파일 청취 등과 같이 보다 다양한 기능들을 더 포함하는 휴대폰들이 개발되고 있다. 이렇게 휴대폰이 다양한 기능들을 포함하게 됨에 따라 개인 정보 보안에 대한 중요성이 더욱 대두되고 있다.

특히, 인터넷을 이용한 금융 결재와 같이, 타인에 의해 도용될 경우 매우 심각한 피해를 초래할 수 있는 기능들을 포함하는 휴대폰에서의 개인 정보 보안은 매우 중요하다. 종래의 보안 방법은 유저가 보안이 요구되는 휴대폰의 특정 기능들을 사용하려고 할 때마다 미리 등록되어 있는 비밀번호를 입력하도록 하는 방식이다.

그러나 비밀 번호를 이용한 종래의 보안 방법은 누구라도 비밀 번호를 입력하기만 하면 휴대폰의 해당 기능들을 사용할 수 있으므로 그 안전성이 보장될 수 없다. 이를 해결하기 위해, 최근에는 생체 정보를 이용한 보안 방법들이 제안되고 있다. 생체 정보를 이용한 보안 방법은 타인과 구별되는 개인 특유의 생체 정보를 이용하여 사용자를 인증하는 것이므로, 그 안정성이 매우 높다.

생체 정보를 이용한 보안 방법의 대표적인 예로서 지문을 이용한 보안방법과 홍채를 이용한 보안 방법이 있다. 지문과 홍채는 개개인마다 각기 다르기 때문에 보안 시스템에서 가장 먼저 채택된 생체 조직들이다. 특히, 지문을 이용한 보안 방법은 지문 인식 장치에 의한 지문 인식률이 높고, 사용자가 쉽게 사용할 수 있기 때문에 가장 폭넓게 사용되고 있다.

한편, 카메라를 구비한 휴대폰에서, 카메라는 인물 사진이나 풍경 사진을 촬영하기에 적합하도록 렌즈의 초점이 고정되어 있기 때문에, 지문을 촬영하는 것이 불가능하다.

따라서 종래의 휴대폰이 지문을 촬영하기 위해서는 지문 인식용 센서를 추가로 구비해야 한다.

상기 지문 인식용 센서는 지문을 인식하는 방식에 따라서 프리즘을 이용한 광학식이나, 박막트랜지스터 센서방식(TFT-LCD) 및 반도체 센서방식(Semi-conductor)이 알려져 있는데, 상기 광학식은 부피가 큰 단점으로 인하여 휴대폰에 적용하기 곤란하므로 박막트랜지스터 센서방식이나 반도체 센서방식 중에서 어느 하나가 적용된다.

상기 박막트랜지스터 센서방식은 도 1을 참조하면, 인쇄회로기판에 설치되며 일정한 방향으로 소정의 밝기로 빛을 투사하는 백라이팅부(210)와, 손가락(F)이 놓여질 수 있도록 이루어지고 상기 백라이팅부(210)에서 투사되는 빛에 의하여 손가락(F)에 형성된 지문을 감지하는 지문인식센서(200)를 포함한다.

또한, 상기 반도체 센서방식은 도 2를 참조하면, 손가락(F)을 표면에 슬라이딩하면 지문을 인식할 수 있는 지문인식센서(300)로 구성된다.

도 1 및 도 2에서 부호 100은 지문인식센서(200)(300)가 탑재되는 휴대용 단말기 몸체를 나타낸다.

상기 반도체 센서방식은 0.6×0.6in(인치) 크기를 갖는 지문인식표면이 구비되어 있으며, 지문인식표면의 공간은 300×300의 90,000개의 픽셀(pixel)로 분할되어 있다. 사용자의 손가락을 지문인식표면에 접촉하는 순간 마이크로프로세서(CPU)는 지문인식표면의 각 라인을 순차적으로 지정하면서 전압을 인가한다.

이 경우 지문인식표면에 접촉된 사용자의 지문은 다수의 미세한 돌기 패턴과 골 패턴으로 이루어진 독특한 형상을 이루므로 이에 따라 각 픽셀마다 접촉 저항값에 차이가 발생한다. 따라서, 각 픽셀마다 접촉 저항값의 차이에 따라 변화되는 잔존 전류값은 디지털 신호로 발생되어 마이크로프로세서(CPU)에 인가됨으로써, 등록된 지문과 비교하게 된다.

이러한 지문인식 기능을 활용한 휴대폰이 한국특허등록 제10-0690719호, 한국특허공개번호 10-2003-0083946호, 한국특허공개번호 10-2011-0136369호에 개시되어 있다.

그런데, 상기와 같은 지문인식센서는 사용자의 손가락이 접촉되는 지문인식표면이 잦은 사용으로 흠집이 발생되거나 마모가 발생되어 인식불능에 이르게 되는 문제점이 있다.

또한, 최근의 스마트폰의 경우에는 다양한 디자인으로 소비자의 욕구를 만족시키고 있는데, 지문인식센서의 상기 지문인식표면 부분의 경우에는 다양한 색상의 디자인 부가가 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 본 출원인은 지문인식센서 패키지를 개선한 바 있다.

도 3 및 도 4e를 참조하여 설명하면, 개선안의 패키지(20)는 센서본체(12)가 수용되는 수용홈(21a)이 형성된 몸체(21)와, 센서본체(12)의 상면부에 형성되는 보호층(22)과, 상기 보호층(22)의 상면에 형성되는 마감층(23)이 형성된 구조로 되어 있다.

상기 마감층(23)은 보호층(22)의 상면부를 상품적 가치가 향상되도록 한 후처리층이다.

지문인식센서(10)는 피씨비(PCB;11)에 센서본체(12)가 전기회로패턴에 의해서 실장되어 있다.

이러한 구성은 보호층(22)과 마감층(23)이 형성됨으로써 잦은 손가락(F)의 터치에 의해서도 센서본체(12)의 표면을 보호할 수 있는 이점이 있다.

특히, 상기 피씨비(11)의 두께는 10㎛이고, 상기 보호층(22)의 두께는 10~20㎛ 범위이며, 상기 마감층(23)의 두께는 30~40㎛ 범위로서, 보호층(22)과 마감층(23)의 두께를 지문인식이 가능한 두께인 40~60㎛ 범위가 되도록 한 것이다.

이러한 패키지(20)의 제조공정은 도 4a에서와 같이 몸체(21)에 지문인식센서(10)를 탑재시키고, 지문인식센서(10)의 상면에 수지를 사출하여 보호층(22)을 형성시킨다.

이어서 도 4b에 도시된 바와 같이, 보호층(22)을 10~20㎛ 두께 범위가 되도록 폴리싱(polishing)가공한다.

이어서 도 4c에 도시된 바와 같이, 보호층(22)의 상면에 마감재(예컨대, 액상수지와 신나가 혼합된 마감액)를 스프레이한다. 이때 스프레이 두께는 30~40㎛ 범위가 되도록 한다.

이어서 도 4d에 도시된 바와 같이 자외선을 조사하여 스프레이된 마감재를 경화시켜서 마감층(23)을 형성시킨다.

그런데, 상기와 같이 제안된 패키지(20)는 피씨비(11)의 두께가 10㎛이고, 보호층(22)과 마감층(23)의 두께가 지문인식이 가능한 두께인 40~60㎛ 범위로서 박막으로 형성되므로, 도 4d에서와 같이 자외선을 조사할때 도 5에 도시된 바와 같이 피시비(11)가 열변형되는 문제점이 있다.

또한, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 마감재(예컨대, 액상수지와 신나가 혼합된 마감액)를 스프레이할때, 액상의 마감재가 박막의 보호층(22)과 몸체(21) 사이의 경계틈새를 통하여 침투함으로써, 보호층(22)이 박리되는 불량이 발생되게 된다.

한국특허등록 제10-0690719호 한국특허공개번호 10-2003-0083946호 한국특허공개번호 10-2011-0136369호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 손가락이 접촉되어 지문이 인식되는 센서 본체의 지문인식표면을 보호하고, 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 패키지의 불량을 방지할 수 있도록 한 지문인식센서 패키지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 피씨비에 실장되며 지문이 인식되는 센서본체를 구비하는 지문인식센서와, 상면부에 상기 지문인식센서가 지지되는 패키지몸체와, 상기 지문인식센서의 상면부에 형성되어 센서본체를 보호하는 보호층과, 상기 보호층의 상면에 형성되는 마감층을 구비하는 지문인식센서 패키지에 있어서,

상기 패키지몸체는 상면부에 상기 센서본체가 수용되는 수용홈과, 상기 피씨비의 가장자리가 안착되어 수용되는 안착홈이 형성되며,

상기 보호층은 상기 센서본체 상면을 포함하여 상기 패키지몸체의 측면부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보호층중에서 상기 센서본체 상면부에 대응되는 부분은 두께가 10~20㎛이고, 상기 마감층의 두께는 30~40㎛ 인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하는 본 발명 지문인식센서 패키지를 제조하는 방법은,

a) 상기 패키지몸체의 수용홈에 상기 센서본체를 수용시키고, 상기 안착홈에 상기 피씨비의 가장자리를 안착하여 수용시키는 단계와,

b) 상기 센서본체 상면 및 상기 패키지몸체의 측면부를 액상의 도포물을 스프레이하여 도포하는 단계와,

c) 상기 도포물이 경화된 후 상기 센서본체 상면부에 대응되는 도포물을 폴리싱하여 보호층을 형성하는 단계와,

d) 상기 보호층의 상면부에 열경화성수지를 도포하고 경화시켜서 상기 마감층을 형성하는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보호층은 두께가 10~20㎛가 되도록 폴리싱가공하고, 상기 마감층은 두께가 30~40㎛가 되도록 도포하는 것을 특징으로 한다.

첫째, 마감층(422)에 손가락이 접촉되어 지문이 인식되게 하므로 센서본체(12)를 보호하고, 다양한 칼라의 수지혼합으로 그리고 박막으로 형성된 마감층(422) 및 보호층(421)에 의해서 다양한 칼라의 구현을 가능하게 한다.

둘째, 센서본체(12)와 이 센서본체(12) 둘레의 피씨비(11)가 수용되는 수용홈(411)과 안착홈(412)이 패키지몸체(410) 상면부에 형성되고, 보호층(411)이 센서본체(12)를 포함하는 패키지몸체(410) 측면부 전체를 덮도록 구성함으로써, 마감층(422)의 형성시 피씨비(11)의 열변형을 방지하고 보호층(421)과 패키지몸체(410)가 박리되는 현상을 방지할 수 있게 한다.

도 1은 통상의 박막트랜지스터 센서방식의 지문인식센서를 나타낸 개략단면도,
도 2는 통상의 반도체 센서방식의 지문인식센서를 나타낸 개략 단면도,
도 3은 종래 지문인식센서를 나타낸 사시도,
도 4a 내지 도 4e는 본 출원인에 의해 제안되었던 지문인식센서 패키지의 제조방법을 설명하는 개략도,
도 5는 도 4의 제조공정시 문제점을 설명하는 개략도,
도 6은 본 발명 실시예의 지문인식센서 패키지몸체 및 지문인식센서를 나타낸 사시도,
도 7a 내지 도 7e는 본 발명 실시예의 지문인식센서 패키지의 제조방법을 설명하는 개략도,
도 8은 본 발명 실시예의 지문인식센서 패키지가 채용된 휴대용 단말기를 나타낸 사시도.

본 발명 실시예의 지문인식센서 패키지는 손가락이 접촉되어 지문이 인식되는 센서본체의 지문인식표면을 보호하고 마감층의 형성시 패키지의 불량을 줄일 수 있게 한다.

본 발명 실시예의 지문인식센서 패키지는 도 8에 도시된 바와 같은 휴대용 단말기(100)에 탑재되어서, 휴대폰에 미리 입력된 사용자의 지문데이터와 비교하여 등록된 지문데이터와 일치할 경우 휴대용 단말기를 사용할 수 있도록 한다.

본 발명 일 실시예의 지문인식센서 패키지를 나타낸 도 6 및 도 7을 참조하면, 이는 피씨비(PCB; printed circuit board, 11)에 실장되며 지문이 인식되는 센서본체(12)를 구비하는 지문인식센서(10)와, 상면부에 상기 지문인식센서(10)가 지지되는 패키지몸체(410)와, 상기 지문인식센서(10)의 상면부에 형성되어 센서본체(12)를 보호하는 보호층(421) 및 보호층(421)의 상면부에 형성되는 마감층(422)을 구비한다.

상기 패키지몸체(410)는 도 6 및 도 7a 도시된 바와 같이, 상면부에 상기 센서본체(12)가 수용되는 수용홈(411)과, 상기 피씨비(11)의 가장자리가 안착되어 수용되는 안착홈(412)이 형성된다.

상기 보호층(421)은 상기 센서본체(12) 상면을 포함하여 상기 패키지몸체(410)의 측면부를 덮도록 형성되며, 상기 보호층(421)중에서 상기 센서본체(12) 상면부에 대응되는 부분은 두께가 10~20㎛가 되도록 폴리싱(polishing)가공된다.

상기 마감층(422)은 30~40㎛ 두께로 표면처리된다.

상기와 같은 구성의 지문인식센서 패키지의 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 패키지몸체(410)의 수용홈(411)에 상기 센서본체(12)가 수용되도록 안착시키고, 상기 피씨비(11)의 가장자리를 상기 안착홈(412)에 안착시킨다.

이어서 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 센서본체(12) 상면 및 상기 패키지몸체(410)의 측면부를 덮도록 액상의 도포물(420)을 스프레이하여 도포한다.

상기 도포물(420)은 열경화성수지를 사용하였다.

상기 도포물이 경화된 후에는 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 센서본체(12) 상면부에 대응되는 도포물을 폴리싱하여 보호층(421)을 형성한다.

상기 보호층(421)은 두께가 10~20㎛가 되도록 폴리싱가공하여 형성한다.

이어서 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(421)의 상면부에 수지와 활성재인 신나를 혼합한 혼합물을 스프레이 도포하고 경화시켜서 상기 마감층(422)을 형성한다. 상기 마감층(422)은 두께가 30~40㎛가 되도록 도포한다.

상기 제조과정에서 상기 센서본체(12) 및 그 둘레의 피씨비(11)는 수용홈(411)과 안착홈(412)에 수용된 상태에서 보호층(421)으로 덮혀져 있으므로, 상기 마감층(422) 형성을 위한 혼합물의 스프레이 도포시 센서본체(12)로 침투되는 것을 원천적으로 방지하여, 종래 도 5와 같은 불량을 방지할 수 있게 한다.

상기 센서본체(12)는 상기에서 설명한 바와 같은 박막트랜지스터 센서 또는 반도체 센서가 적용된다.

상기 보호층(421) 및 마감층(422)은 서로 다른 색상을 가지는 수지를 혼합하여 형성한다.

이 경우 지문인식표면 부분에 상기 보호층(421) 및 마감층(422)을 통하여 다양한 칼라의 구현이 가능하여서, 도 8에 도시된 바와 같은 휴대폰(100)에 지문인식센서(마감층(422))가 채택되는 경우 디자인에 민감한 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있게 한다.

10...지문인식센서 11...피씨비
12...센서본체 410...패키지몸체
411...수용홈 412...안착홈
421...보호층 422...마감층

Claims (4)

1. 피씨비(11)에 실장되며 지문이 인식되는 센서본체(12)를 구비하는 지문인식센서(10)와, 상면부에 상기 지문인식센서(10)가 지지되는 패키지몸체(410)와, 상기 지문인식센서(10)의 상면부에 형성되어 센서본체(12)를 보호하는 보호층(411)과, 상기 보호층(411)의 상면에 형성되는 마감층(422)을 구비하는 지문인식센서 패키지에 있어서,
   상기 패키지몸체(410)는 상면부에 상기 센서본체(12)가 수용되는 수용홈(411)과, 상기 피씨비(11)의 가장자리가 안착되어 수용되는 안착홈(412)이 형성되며,
   상기 보호층(421)은 상기 센서본체(12) 상면을 포함하여 상기 패키지몸체(410)의 측면부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층(421)중에서 상기 센서본체(12) 상면부에 대응되는 부분은 두께가 10~20㎛이고, 상기 마감층(422)의 두께는 30~40㎛ 인 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지.
3. 제 1 항의 지문인식센서 패키지를 제조하는 방법에 있어서,
   a) 상기 패키지몸체(410)의 수용홈(411)에 상기 센서본체(12)를 수용시키고, 상기 안착홈(412)에 상기 피씨비(11)의 가장자리를 안착하여 수용시키는 단계와,
   b) 상기 센서본체(12) 상면 및 상기 패키지몸체(410)의 측면부를 액상의 도포물을 스프레이하여 도포하는 단계와,
   c) 상기 도포물이 경화된 후 상기 센서본체(12) 상면부에 대응되는 도포물을 폴리싱하여 보호층(421)을 형성하는 단계와,
   d) 상기 보호층(421)의 상면부에 열경화성수지를 도포하고 경화시켜서 상기 마감층(422)을 형성하는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 보호층(421)은 두께가 10~20㎛가 되도록 폴리싱가공하고, 상기 마감층(422)은 두께가 30~40㎛가 되도록 도포하는 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지의 제조방법.

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