KR20140148059A - 지문인식 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패키지 공정이 간단하고 단가가 저렴한 구조의 지문인식 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 지문인식 모듈은 회로기판, 상기 회로기판 상에 실장되는 센서IC, 상기 회로기판 상에 형성되면서, 상기 센서IC를 봉지하는 몰딩부 및 상기 몰딩부의 표면 상에 형성되는 코팅부를 포함한다.

Description

지문인식 모듈 및 그 제조 방법{FINGERPRINT SENSING MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명의 지문인식 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 패키지 공정이 간단하고 단가가 저렴한 구조의 지문인식 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

모바일 기기를 이용한 다양한 기능의 수행이 대중화됨에 따라 더욱 향상된 방법의 모바일 기기의 보안 방법에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 비밀번호나 패턴키 방식은 이러한 향상된 보안 수준을 만족시키는데 한계가 있어, 최근 다양한 생체인식 인증 방법을 이용한 보안 방법이 개발되고 있다. 그 중 모바일 기기에 탑재될 수 있을 정도로 소형화되고 저비용으로 구현이 가능한 방법 중 하나가 지문인식을 통한 보안 방법이다.

이러한 지문입력 방식은 면접촉 방식과 스크롤 방식으로 구분될 수 있다. 면접촉 방식은 은행이나 출퇴근 입력 장치에 주로 사용되고, 손가락 전체를 지문인식 모듈에 접촉하는 방식이다. 스크롤 방식은 랩톱 컴퓨터와 모바일 기기 등에 적용될 수 있도록 전력을 적게 소비하고 소형화 설계된 지문인식 모듈로 손가락을 지문입력 모듈의 위에서 아래로 움직이며 접촉하여 지문을 입력하는 방식이다.

스크롤 방식은 다시 지문의 융선과 골을 광학적으로 인식하여 분석하는 광학 방식과 지문의 내측과 표면을 포함한 골과 융선을 따라 표면전류가 흐르게 하여 전류의 변화를 감지하는 RF방식으로 구분될 수 있다. 이 중 광학 방식은 상대적으로 위변조가 용이해 최근에는 RF방식이 각광받고 있다.

RF방식은 지문으로 신호를 송신하고, 지문을 통과한 신호를 수신하여 지문의 특성 및 형상을 감지한다. 지문까지 신호가 원활하게 송신되고, 다시 신호를 지문으로부터 수신하기 위해서는 송수신부와 지문 사이의 정전용량이 높아야 한다. 정전용량은 물체의 두께에 반비례하므로, 송수신부와 지문 사이의 구조물의 두께가 얇아질수록 높은 정전용량을 확보할 수 있다.

집적회로부와 송수신부를 포함하는 센서부는 특성상 각각의 완제품에서 요구되는 다양한 형상으로 제조되는데 한계가 있다. 따라서 각각의 완제품에서 요구되는 형상을 만족하기 위해 센서부를 패키징하여 원하는 형상으로 제조하는 방법이 시도되고 있다. 그러나 센서부를 패키징하는 과정에서 송수신부와 지문 사이의 구조물의 두께가 얇으면서, 양산시 높은 수율을 유지하는 것은 매우 난해하였다. 따라서 송수신부와 지문 사이의 구조물의 두께를 얇게 유지할 수 있으면서 생산 공정이 간소하여 높은 수율을 유지할 수 있는 지문인식 모듈이 요구되어 왔다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 형상으로 제조될 수 있는 지문인식 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 송수신부와 지문 사이의 구조물의 두께를 얇게 유지할 수 있으면서 생산 공정이 간소하여 높은 수율을 유지할 수 있는 지문인식 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상술한 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 지문인식 모듈은 회로기판, 상기 회로기판 상에 실장되는 센서IC, 상기 회로기판 상에 형성되면서, 상기 센서IC를 봉지하는 몰딩부 및 상기 몰딩부의 표면 상에 형성되는 코팅부를 포함한다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 센서IC는 그 하부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하고, 상기 회로기판은 그 상부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하며, 상기 센서IC의 단자와 상기 회로기판의 단자는 볼 그리드 어레이(BGA ; Ball Grid Array)방식으로 연결될 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 회로기판 상에 실장되는 커패시터를 더 포함하고, 상기 몰딩부는 상기 커패시터도 봉지할 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 회로기판은 그 하부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하고, 상기 회로기판의 하부면에 결합되어 상기 단자와 연결되는 연성회로기판(FPCB ; Flexible Printed Circuit Board)을 더 포함할 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 연성회로기판은, 상기 회로기판의 하부면에 대응되는 형상을 가지고 상기 회로기판의 하부면에 접합되는 접합부 및 상기 접합부의 일측으로부터 연장되어 상기 지문인식 모듈이 장착되는 디바이스의 단자와 연결될 수 있는 입출력단자부를 갖는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 몰딩부는 상부면이 연마되어 형성될 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 몰딩부는, 상기 센서IC의 상부면으로부터 상기 몰딩부의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 형성될 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 몰딩부는 상기 회로기판의 상부면을 초과하지 않도록 형성될 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 몰딩부의 유전율은 4F/m이상일 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 몰딩부는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC ; Epoxy Molding Compound)로 형성될 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 코팅부는 0℃ 내지 170℃의 온도에서 융해되거나, 표면에 크랙(crack)이 발생하거나, 내부에 기포가 발생하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 코팅부는 세라믹 재질을 50중량%이상 함유할 수 있다.

상기 지문인식 모듈에 있어서, 상기 코팅부는 가시광선의 투과율이 30%이하일 수 있다.

상술한 과제를 달성하기 위한 다른 형태의 수단으로서, 본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법은 회로기판에 센서IC를 볼 그리드 어레이 방식으로 실장하는 단계, 상기 회로기판 상에 상기 센서IC를 봉지하도록 몰딩부를 형성하는 단계, 상기 몰딩부의 상부 표면을 상기 센서IC의 상부면으로부터 상기 몰딩부의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 연마하는 단계 및 상기 몰딩부의 표면 상에 코팅부를 형성하는 단계를 포함한다.

상술한 과제를 달성하기 위한 또 다른 형태의 수단으로서, 본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법은 지문인식 모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 지문인식 모듈을 각각 형성하는 복수 개의 회로기판들이 배열된 회로기판 어레이를 준비하는 단계, 상기 회로기판들 각각에 센서IC를 볼 그리드 어레이 방식으로 실장하는 단계, 상기 회로기판들 각각에 상기 센서IC들을 각각 봉지하도록 몰딩부를 형성하는 단계, 상기 몰딩부의 상부 표면을 상기 센서IC의 상부면으로부터 상기 몰딩부의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 연마하는 단계, 상기 회로기판 어레이 및 상기 몰딩부를 절단하여 단품으로 분리하는 단계 및 상기 몰딩부의 표면 상에 코팅부를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 지문인식 모듈의 제조 방법에 있어서, 상기 회로기판의 하부면에 연성회로기판을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 지문인식 모듈 및 그 제조 방법에 따르면, 지문인식 모듈이 다양한 형상으로 제조될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 지문인식 모듈 및 그 제조 방법에 따르면, 송수신부와 지문 사이의 구조물의 두께를 얇게 유지할 수 있으면서 생산 공정이 간소하여 높은 수율을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 지문인식 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 지문인식 모듈을 AA'선으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 지문인식 모듈의 단면도의 일부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 도 3에 도시한 지문인식 모듈의 분해 단면도이다.
도 6은 본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예에 따른, 센서IC의 실장 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 몰딩부 형성 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 몰딩부의 연마 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 코팅부 형성 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법의 어레이 방식을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 본 발명은 특허청구범위에서 기재된 범위 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 특허청구범위를 기준으로 해석되며, 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

첨부한 도면은 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 지문인식 모듈에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대해서, 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 지문인식 모듈의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시한 지문인식 모듈을 AA'선으로 절단한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 지문인식 모듈의 단면도의 일부분을 확대하여 도시한 것이며, 도 5는 도 3에 도시한 지문인식 모듈의 분해 단면도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예는 연성회로기판(100), 회로기판(200), 몰딩부(400) 및 코팅부(500)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식 모듈이 전자 디바이스 등에 장착되는 경우, 코팅부(500)가 외부로 노출된다. 코팅부(500)의 표면에 인식하고자 하는 지문이 접촉될 수 있다. 본 발명의 지문인식 모듈이 장착되는 전자 디바이스에 따라 노출되는 코팅부(500)의 형상이 다를 수 있다. 코팅부(500)의 형상이 다를 수 있다는 것은, 코팅부(500)의 하면에 위치하는 몰딩부(400), 회로기판(200) 및 연성회로기판(100)의 형상도 다를 수 있다는 것을 의미한다. 연성회로기판(100), 회로기판(200), 몰딩부(400) 및 코팅부(500)는 지문인식 모듈이 장착되는 전자 디바이스와의 결합 관계에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명은 연성회로기판(100), 회로기판(200), 센서IC(300), 몰딩부(400) 및 코팅부(500)를 포함한다.

회로기판(200)은 그 표면에 전기 부품 등을 실장하고, 상기 실장된 전기 부품들이 서로 전기적으로 연결되어 회로를 형성할 수 있는 판 형태의 기판이다. 통상적으로 에폭시 수지나 페놀 수지 등의 절연 재료를 베이스로 하고, 표면 또는 기판 내부에 구리 또는 금 등의 도체 패턴이 형성된다.

본 발명의 회로기판(200)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 회로기판(200)의 형상은 후술할 몰딩부(400)의 형상을 결정지을 수 있으며, 몰딩부(400)의 형상은 그 표면 상에 형성되는 코팅부(500)의 형상을 결정지을 수 있다. 따라서, 회로기판(200)의 형상을 본 발명의 지문인식 모듈의 전체적인 형상을 결정할 수 있고, 이는 본 발명의 지문인식 모듈이 장착되는 전자 디바이스 등과의 결합 관계에 따라 다양하게 응용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 회로기판(200)은 상부면과 하부면에 다른 소자 등과 전기적으로 연결될 수 있는 단자들을 구비할 수 있다.

센서IC(300)는 회로기판(200) 상에 실장된다. 더욱 구체적으로는, 회로기판(200)의 상부면 상에 볼 그리드 어레이(BGA ; Ball Grid Array) 방식으로 실장될 수 있다. 볼 그리드 어레이 방식이란 부품 소자의 실장 기술의 하나로, 실장하고자 하는 부품 소자의 부착면에 형성된 단자에 구형의 땝납을 줄지어 배열하여 상기 땝납을 통해 상기 부품 소자의 단자와 기판의 패드단자가 전기적으로 연결시키는 실장 방식이다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 센서IC(300)의 하부면에는 적어도 하나의 단자(310)가 구비되어 있고, 상기 센서IC(300)가 실장될 위치의 회로기판(200)에 상기 센서IC(300)의 단자(310)에 대응되는 단자(210)가 구비되어 있다. 전도성 물질로 형성된 볼(ball)(311)은 상기 센서IC(300)의 단자(310)에 일측이 전기적으로 연결되고, 회로기판(200)의 단자(210)에 타측이 전기적으로 연결되어 센서IC(300)를 회로기판(200) 상에 실장시킨다. 결과적으로, 센서IC(300)와 회로기판(200)을 전기적으로 연결시킨다.

센서IC(300)의 상부면 또는 하부면은 회로기판(200)의 상부면보다 작게 형성되어, 회로기판(200)의 상부면을 초과하지 않도록 실장된다. 따라서 본 발명의 지문인식 모듈은 회로기판(200)이 센서IC(300)보다 큰 범위 내에서 그 형상을 비교적 자유롭게 변경할 수 있다.

센서IC(300)는 본 발명의 지문인식 모듈이 지문을 인식할 수 있는 기능을 제공한다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 센서IC(300)는 RF방식의 지문인식센서일 수 있다. 센서IC(300)는 인식하려는 지문으로 전송되는 송신신호를 생성하고, 상기 송신신호를 상기 지문으로 송신하고, 상기 지문을 통과한 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 처리할 수 있다. 더욱 구체적으로, 센서IC(300)는 신호생성부, 송신단, 수신단 및 신호처리부를 구비할 수 있다. 송신단 및 수신단은 센서IC(300)의 상부면에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예의 다른 변형 형태로서, 센서IC(300)는 바디부(미도시)를 구비할 수 있다. 바디부는 센서IC(300)를 수용하는 사출물일 수 있다. 센서IC(300)는 바디부에 수용되어, 회로기판(200)에 실장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 회로기판(200) 상에는 적어도 하나의 커패시터(350)가 포함될 수 있다. 커패시터(350)는 센서IC(300)가 포함되는 전기회로에 연결되어 상기 전기회로의 전기적 특성에 관련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 회로기판(200)의 하부면에는 연성회로기판(100)이 결합될 수 있다. 더욱 구체적으로, 회로기판(200)은 그 하부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하고, 상기 단자를 통해 회로기판(200)의 하부면에 연성회로기판(100)이 결합될 수 있다. 연성회로기판(100)의 상부면에는 회로기판(200)의 하부면의 단자와 연결될 수 있는 단자를 구비하고 있을 수 있다.

연성회로기판(100)은 외부로부터 신호를 송수신하여, 회로기판(200)으로 전달할 수 있다. 더욱 구체적으로, 연성회로기판(100)은 지문인식 모듈이 장착되는 전자 디바이스와 전기적으로 연결되어 송수신한 신호를 회로기판(200)으로 전달한다.

연성회로기판(100)은 접합부(110) 및 연결부(130)를 포함하여 구성된다. 접합부(110)는 회로기판(200)의 하부면에 대응되는 형상을 가지고 회로기판(200)의 하부면에 접합된다. 연결부(130)는 접합부(110)의 일측으로부터 연장되어 입출력단자부(131)를 가질 수 있다. 입출력단자부(131)는 지문인식 모듈이 장착되는 디바이스의 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 연성회로기판(100)의 연결부(130)는 특히 가요성의 특징을 가져, 본 발명의 지문인식 모듈과 지문인식 모듈이 장착되는 디바이스의 단자를 물리적으로 효과적으로 연결할 수 있다.

몰딩부(400)는 회로기판(200) 상에 형성되면서, 센서IC(300) 또는 커패시터(350)를 봉지한다. 따라서, 몰딩부(400)는 회로기판(200)에 실장된 센서IC(300)에 있어서, 외부로 노출된 모든 표면에 형성되어 센서IC(300)를 외부와 차단시킨다. 도 2에 도시된 것과 같이, 센서IC(300)가 직육면체인 경우에는 몰딩부(400)는 회로기판(200)과 맞닿아 있는 하부면을 제외한, 측면 및 상부면의 표면 상에 형성된다.

몰딩부(400)는 센서IC(300)를 외부로부터 격리하여 센서IC(300)를 외부의 충격이나 이물로부터 보호할 수 있다. 또한, 센서IC(300)의 송신단 및 수신단과 연결되어 신호를 원활하게 전달할 수 있다. 더욱 구체적으로, 인식하려는 지문과 센서IC(300)의 송신단 및 수신단의 신호를 원활하게 전달할 수 있다.

신호의 전달율을 높이기 위해서는 몰딩부(400)의 정전용량(C)이 커야 한다. 정전용량(C)은 다음과 같은 식에 의해서 정해질 수 있다.

(C : 정전용량, ε_r: 비유전율, S : 면적, d : 거리)

상기 식에서, 접촉하는 면적(S)은 인식하려는 지문에 의해 결정되는 것이므로, 지문인식 모듈의 설계 과정에서 고려될 사항이 아니다. 따라서 정전용량을 높이기 위해서는 몰딩부(400)가 일정 수준 이상의 비유전율을 가진 재질로 형성되거나, 센서IC(300)의 송신단 또는 수신단으로부터 몰딩부(400)의 표면까지의 거리가 짧아야 한다.

통상적인 실험 결과, 몰딩부(400)는 비유전율이 4F/m이상인 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 몰딩부(400)는, 통상적으로 송신단과 수신단이 형성되는 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 만족하기 위한 일례로서, 몰딩부(400)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC ; Epoxy Molding Compound)로 형성될 수 있다. 에폭시 몰딩 컴파운드는 상용되는 제품별로 유전율이 다르지만 5F/m이상의 유전율을 갖는 제품도 통용된다. 또한, 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 가공하기 위해서, 몰딩부의 상부면(401)의 일부를 연마하여 제거할 수 있다. 따라서 몰딩부의 상부면(401)은 연마되어 형성된 연마면일 수 있다.

상기 몰딩부(400)는 회로기판(200)의 상부면을 초과하지 않도록 형성될 수 있다.

코팅부(500)는 몰딩부(400)의 표면 상에 형성된다. 더욱 구체적으로 코팅부(500)는 몰딩부의 상부면(401) 상에 형성되어, 인식하려는 지문이 직접적으로 접촉될 수 있다. 코팅부(500)는 몰딩부(400)의 표면을 외부로부터 격리하여 몰딩부(400)의 표면을 외부의 충격 등으로부터 보호할 수 있다. 더욱 구체적으로, 몰딩부(400)의 표면이 날카로운 물체 등에 의해 스크래치가 생기는 것을 예방할 수 있다. 통상적으로 코팅부(500)는 몰딩부(400)보다 그 강도가 강한 재질로 형성될 수 있다.

코팅부(500)도 몰딩부(400)와 같이 인식하려는 지문과 센서IC(300)의 송신단 및 수신단 사이에 위치하여 신호가 통과되므로, 신호가 원활하게 통과되게 하기 위해서는 정전용량(C)이 일정 수준 이상이 되어야 한다. 따라서, 코팅부(500)의 두께는 1㎛ 내지 100㎛이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 코팅부(500)는 일정 수준 이상의 비유전율을 가지는 것이 바람직하다.

코팅부(500)는 본 발명의 지문인시 모듈이 디바이스에 장착되는 SMT(표면실장기술)과정에서의 고온에서 안정적으로 유지되어야 한다. 더욱 구체적으로, 0℃ 내지 170℃의 온도에서 융해되거나, 표면에 크랙(crack)이 발생하거나, 내부에 기포가 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.

코팅부(500)는 본 발명의 지문인식 모듈의 최외부에 형성되어, 지문인식 모듈의 외형을 결정한다. 코팅부(500)는 특정한 색깔을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 코팅부(500)의 색깔이 외부로 선명하게 나타나기 위해서는 코팅부(500) 아래의 몰딩부(400)의 색깔이 코팅부(500)를 투과하여 외부로 나타나지 않아야 한다. 따라서, 코팅부(500)는 가시광선에 대한 투과율이 낮을 수 있다. 더욱 구체적으로, 코팅부(500)는 가시광선의 투과율이 30%이하일 수 있다.

코팅부(500)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 코팅부(500)가 세라믹 재질을 포함할 경우 내열성이 강화될 수 있고, 산 또는 염기에서 안정성이 높아질 수 있다. 또한, 코팅부(500)가 세라믹을 포함하는 경우, 유전율이 높아질 수 있다. 코팅부(500)는 세라믹 재질을 50중량%이상 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 형태는 지문인식 모듈의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예에 대해서, 첨부한 도 6 내지 10에 대해서 설명하도록 한다. 도 6은 본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예에 따른, 센서IC의 실장 단계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 8은 몰딩부 형성 단계를 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 몰딩부의 연마 단계를 설명하기 위한 단면도이며, 도 10은 코팅부 형성 단계를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예를 설명하는데 있어서, 설명의 편의성을 위해서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 지문인식 모듈의 설명 부분과 중복되는 내용의 일부는 생략하였다.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 지문인식 모듈의 제조방법의 일 실시예는 센서IC 실장 단계(S100), 몰딩부 형성 단계(S200), 몰딩부 연마 단계(S300) 및 코팅부 형성 단계(S400)를 포함한다.

도 7을 참조하여 설명하면, 회로기판 실장 단계(S100)는 회로기판(200)에 센서IC(300)를 볼 그리드 어레이 방식으로 실장하는 단계이다. 회로기판(200) 실장 단계(S100)에서 센서IC(300)의 하부면의 단자(310)에 전도성 물질로 형성된 볼(311)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 센서IC(300)에 볼(311)이 형성된 상태로 판매되는 제품을 구매하여 사용할 수도 있다. 상기 볼(311)에 열을 가하여, 상기 볼(311)을 회로기판(200) 상부면에 형성된 단자(210)와 전기적으로 연결시킨다.

도 8을 참조하여 설명하면, 몰딩부 형성 단계(S200)는 회로기판(200) 상에 센서IC(300)를 봉지하도록 몰딩부(400)를 형성하는 단계이다. 몰딩부(400)는 회로기판(200)의 상부면을 초과하지 않도록 형성되는 것이 바람직한데, 이를 위해서 몰딩부(400)의 형상을 결정할 수 있는 주형틀이 이용될 수 있다. 몰딩부(400)의 유전율은 4F/m이상인 것이 바람직하다. 몰딩부(400)를 형성하는 재질의 일례로, 에폭시 몰딩 컴파운드가 사용될 수 있는데, 에폭시 몰딩 컴파운드를 인서트 사출 등의 방식으로 성형하여 몰딩부(400)를 형성할 수 있다.

몰딩부(400)는 최종적으로 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 사출 성형 방식으로 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 형성하는 것은 매우 난해하다. 따라서 본 단계(S200)에서는 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛를 초과하도록 형성될 수 있다.

도 9를 참조하여 설명하면, 몰딩부 연마 단계(S300)는 몰딩부의 상부면(401)을 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 연마하는 단계이다. 몰딩부(400) 연마 단계에서는 연마기가 몰딩부의 상부면(401)을 이동하면서 몰딩부의 상부면(401)의 일부를 제거하는 방법으로 수행될 수 있다.

몰딩부(400) 연마 단계에서, 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께는 그 자체로 측정되어 몰딩부(400)의 연마를 제어할 수 있다. 다른 방법으로는, 회로기판(200) 등으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께를 측정하여 이를 통해 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부의 상부면(401)까지의 두께를 계산하여 몰딩부(400)의 연마를 제어할 수 있다. 또 다른 방법으로는, 센서IC(300)의 상부면에 돌기가 형성되어 상기 돌기의 노출을 통해 몰딩부(400)의 연마를 제어할 수 있다.

도 10을 참조하여 설명하면, 코팅부 형성 단계(S400)는 몰딩부(400)의 표면 상에 코팅부(500)를 형성하는 단계이다. 코팅부(500)를 형성하는 것은 코팅액을 몰딩부(400)의 표면에 도포하고, 건조 또는 열처리 등의 경화 과정을 거쳐 경화된 코팅부(500)를 형성하는 것이다. 코팅부(500)는 0℃ 내지 170℃의 온도에서 융해되거나, 표면에 크랙(crack)이 발생하거나, 내부에 기포가 발생하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 코팅부(500)는 세라믹 재질을 50중량%이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 코팅부(500)는 가시광선의 투과율이 30%이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법의 일 실시예에 있어서, 회로기판(200)의 하부면에 연성회로기판(100)을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 연성회로기판(100)은 회로기판(200)의 하부면에 형성된 단자를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법의 다른 실시예는 지문인식 모듈을 어레이 방식으로 한 번의 공정에서 다수 개를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이하, 도 11을 참조하여 이에 대해 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법의 어레이 방식을 설명하기 위한 순서도이다.

지문인식 모듈의 제조 방법의 다른 실시예를 설명하는데 있어서, 설명의 편의성을 위해서, 상술한 지문인식 모듈의 제조 방법의 상기 일 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.

도 11을 참조하여 설명하면, 본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법의 다른 실시예는 어레이 방식의 제조 방법으로서, 회로기판 어레이를 준비하는 단계(S101), 센서IC를 어레이 방식으로 실장하는단계(S201), 각각의 센서IC를 봉지하도록 몰딩부를 형성하는 단계(S301), 몰딩부를 연마하는 단계(S401), 단품으로 분리하는 단계(S501) 및 코팅부를 형성하는 단계(S601)를 포함한다.

회로기판 어레이를 준비하는 단계(S101)는 지문인식 모듈을 각각 형성하는 복수 개의 회로기판(200)들이 배열된 회로기판(200) 어레이를 준비하는 단계이다. 더욱 구체적으로, 회로기판(200)의 어레이는 다수 개의 지문인식 모듈의 일부로 제조될 수 있는 회로기판(200)이 가로 또는 세로의 방향으로 연속적으로 배열되어 일체로서 형성된 것이다.

센서IC를 어레이 방식으로 실장하는 단계(S201)는 회로기판(200)들 각각에 센서IC(300)를 볼 그리드 어레이 방식으로 실장하는 단계이다.

각각의 센서IC를 봉지하도록 몰딩부를 형성하는 단계(S301)는 몰딩부(400)의 상부 표면을 센서IC(300)의 상부면으로부터 몰딩부(400)의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 연마하는 단계이다.

단품으로 분리하는 단계(S501)는 회로기판(200) 어레이 및 상기 몰딩부(400)를 절단하여 단품으로 분리하는 단계이다.

코팅부를 형성하는 단계(S601)는 몰딩부(400)의 표면 상에 코팅부(500)를 형성하는 단계이다.

본 발명의 지문인식 모듈의 제조 방법의 다른 실시예에 있어서, 회로기판(200)의 하부면에 연성회로기판(100)을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 연성회로기판(100)은 회로기판(200)의 하부면에 형성된 단자를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

100 : 연성회로기판 110 : 접합부
130 : 연결부 200 : 회로기판
300 : 센서IC 400 : 몰딩부
500 : 코팅부

Claims (16)

1. 회로기판;
   상기 회로기판 상에 실장되는 센서IC;
   상기 회로기판 상에 형성되면서, 상기 센서IC를 봉지하는 몰딩부; 및
   상기 몰딩부의 표면 상에 형성되는 코팅부를 포함하는
   지문인식 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서IC는 그 하부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하고.
   상기 회로기판은 그 상부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하며,
   상기 센서IC의 단자와 상기 회로기판의 단자는 볼 그리드 어레이(BGA ; Ball Grid Array)방식으로 연결되는
   지문인식 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 회로기판 상에 실장되는 커패시터를 더 포함하고,
   상기 몰딩부는 상기 커패시터도 봉지하는
   지문인식 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 회로기판은 그 하부면에 형성된 적어도 하나의 단자를 구비하고,
   상기 회로기판의 하부면에 결합되어 상기 단자와 연결되는 연성회로기판(FPCB ; Flexible Printed Circuit Board)을 더 포함하는
   지문인식 모듈.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 연성회로기판은,
   상기 회로기판의 하부면에 대응되는 형상을 가지고 상기 회로기판의 하부면에 접합되는 접합부; 및
   상기 접합부의 일측으로부터 연장되어 상기 지문인식 모듈이 장착되는 디바이스의 단자와 연결될 수 있는 입출력단자부를 갖는 연결부를 포함하는
   지문인식 모듈.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 몰딩부는 상부면이 연마되어 형성된
   지문인식 모듈.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 몰딩부는, 상기 센서IC의 상부면으로부터 상기 몰딩부의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 형성된
   지문인식 모듈.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 몰딩부는 상기 회로기판의 상부면을 초과하지 않도록 형성되는
   지문인식 모듈.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 몰딩부의 유전율은 4F/m이상인
   지문인식 모듈.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC ; Epoxy Molding Compound)로 형성되는
    지문인식 모듈.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 0℃ 내지 170℃의 온도에서 융해되거나, 표면에 크랙(crack)이 발생하거나, 내부에 기포가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는
    지문인식 모듈.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 세라믹 재질을 50중량%이상 함유하는
    지문인식 모듈.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 가시광선의 투과율이 30%이하인
    지문인식 모듈.
    
14. 회로기판에 센서IC를 볼 그리드 어레이 방식으로 실장하는 단계;
    상기 회로기판 상에 상기 센서IC를 봉지하도록 몰딩부를 형성하는 단계;
    상기 몰딩부의 상부 표면을 상기 센서IC의 상부면으로부터 상기 몰딩부의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 연마하는 단계; 및
    상기 몰딩부의 표면 상에 코팅부를 형성하는 단계를 포함하는
    지문인식 모듈의 제조 방법.
    
15. 지문인식 모듈의 제조 방법에 있어서,
    상기 지문인식 모듈을 각각 형성하는 복수 개의 회로기판들이 배열된 회로기판 어레이를 준비하는 단계;
    상기 회로기판들 각각에 센서IC를 볼 그리드 어레이 방식으로 실장하는 단계;
    상기 회로기판들 각각에 상기 센서IC들을 각각 봉지하도록 몰딩부를 형성하는 단계;
    상기 몰딩부의 상부 표면을 상기 센서IC의 상부면으로부터 상기 몰딩부의 상부면까지의 두께가 1㎛ 내지 200㎛이 되도록 연마하는 단계;
    상기 회로기판 어레이 및 상기 몰딩부를 절단하여 단품으로 분리하는 단계; 및
    상기 몰딩부의 표면 상에 코팅부를 형성하는 단계를 포함하는
    지문인식 모듈의 제조 방법.
    
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 회로기판의 하부면에 연성회로기판을 결합하는 단계를 더 포함하는
    지문인식 모듈의 제조 방법.
    

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