KR20150131844A - 전기적 측정 방식의 지문 인식 센서용 커버 플레이트 - Google Patents

Abstract

전기적 측정 방식의 지문인식센서 모듈의 지문인식 성능을 향상시키기 위해 카바플레이트에 도전성 채널을 형성해서 센서로부터의 전자기 신호가 지문으로 잘 전달되게 할 수 있는 기능을 한 지문인식센서 모듈에 관한 것이다.

Description

전기적 측정 방식의 지문 인식 센서용 커버 플레이트{Cover Plate for electrical sensing finger print sensor}

본 발명은 전기적 측정 방식의 지문인식 센서의 커버 플레이트에 관한 것으로서 보다 자세히는 센서의 정확도를 올릴 수 있는 커버 플레이트의 구조와 제조공정에 관한 것이다.

일반적으로 스마트폰이나 노트북에 사용되는 지문인식 센서는 전기적 측정방식을 사용한다.

이는 일반적으로 센서에서 전파를 발생시키고 커버 플레이트 상에 핑거 터치(Finger Touch)가 된 경우에서는 발생 된 전파가 다시 수신되는 신호의 차이를 이용해서 지문의 패턴을 인식해 내는 방식으로 광학적 측정 방식과 구별된다.

따라서 일반적인 지문인식센서 모듈의 구성은 센서와 센서를 덮는 커버 플레이트로 구성되어 있다.

따라서 본 발명에서는 지문인식센서의 커버 플레이트의 구조를 고안하고 있다.

본 발명은 지문인식센서의 커버 플레이트의 구조에 관한 것으로서 지문인식센서의 정확도를 높이고자 하는 것이다.

일반적으로 핑거 터치가 되면 터치가 된 지문에 따라 신호의 전파의 수신이 달라져서 이를 이미지화해서 지문을 알아내는 방식이다.

따라서 지문이 터치 되거나 터치 되지 않은 상태를 정확하게 분간할 수 있는 신호의 정밀도가 중요하다.

이를 위해서 핑거 터치가 되는 커버 플레이트와 지문 간의 정확한 전기적 터치가 되는 것이 중요하다.

본 발명은 터치가 되는 지문으로의 전파의 흡수가 보다 용이하게 발생할 수 있는 커버 플레이트의 구조에 관한 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 커버 플레이트에 비등방의 도전 특성을 형성하는 것이다.

커버 플레이트의 상하 간에는 전기가 흐르면서 측면방향으로는 전기가 흐르지 않게 하는 도전성 채널을 형성하는 것이다.

이렇게 제작할 경우 지문인식센서 반도체의 지문패턴을 인식하는 각 픽셀의 신호가 정확하게 지문으로 전달되어 지문인식의 정확도가 증가된다.

커버 플레이트를 상하로만 전기가 흐르게 하는 방법으로는 구리선 등의 와이어의 표면을 에나멜 처리나 비닐 피복으로 둘러싼 구조에서 번들로 만드는 구조이다.

또는 플라스틱이나 유리에 금속 분말 내지 카본 분말 등의 도전성 분말을 섞은 다음 플레이트 형태로 만드는 구조에서 도전성 분말의 산포 밀도를 조절해 인접한 도전성 분말과 접촉이 되지 않게 하고 상하로는 플레이트의 두께와 유사한 두께를 하지게 하여 상하로는 전기가 통하는 구조로 제작하는 것이다.

지문인식센서는 전파신호이기 때문에 정확하게 플레이트의 상하 표면이 전기적으로 연결되지 않아도 되며 단지 플레이트 내의 신호 전파 전달의 채널만 형성하면 된다.

따라서 이렇게 도전성 채널이 형성된 플레이트의 상하 부에 다시 보호코팅을 통해서 데코레이션의 측면이나 고경도의 물질로 코팅을 해서 스크레치가 잘 안 생기게 하는 등의 기능을 가지게 할 수 있다.

본 발명에 따른 지문인식센서의 커버 플레이트의 특징은 핑거 터치가 되었을 때 정확한 신호의 전달이 가능하게 함으로서 지문인식의 정확도를 높이는 것이다.

도 1은 일반적인 지문인식센서 모듈의 단면도이다.
도 2는 도전성 채널로서 금속와이어 번들에 의한 커버 플레이트를 제작한 도면이다.
도 3은 커버 플레이트에 도전성 분말이 형성된 도면이다.
도 4는 지문인식센서의 동작원리이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1에는 일반적인 지문인식센서 모듈의 단면도가 도시되어 있다.

지문인식센서 모듈(100)은 지문인식 센서 칩(110)과 커버 플레이트(120)와 접착제(130)로 일반적으로 구성되어 있다.

지문인식 센서 칩은 전기자기적 방법에 의해 지문을 인식하여 측정을 하며, 스마트폰 등의 CPU와 연결이 된다.

커버 플레이트는 일반적으로 유리소재나 세라믹 소재, 사파이어 등을 사용하며, 플라스틱이나 필름소재를 사용하기도 한다.

접착제는 유전율에 의해 적정한 접착제를 사용하여 접착을 한다.

커버 플레이트는 직접 핑거 터치가 되는 부분이기 때문에 지문인식에 중요한 기능을 한다.

본 발명에서는 커버 플레이트에 도전성 채널을 형성하여 핑거 터치가 될 때 지문과의 전기적 신호채널을 형성시켜서 정확한 인식이 가능하도록 한 것이다.

커버 플레이트의 도전성 채널은 커버 플레이트의 상하를 연결하는 구조로 형성되며 인접한 커버 플레이트와는 전기적으로 절연되는 구조이다.

상하로 연결된다고 해도 상하의 표면까지 연결되지는 않더라도 전파신호이기 때문에 도전성 채널로서의 기능을 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 도전성 채널로서 금속 와이어 번들에 의한 커버 플레이트를 제작한 도면이다.

도 2의 (a)는 사시도이며 (b)는 평면도이다.

도면에 나타난 대로 커버 플레이트(120)는 금속 와이어(210)의 번들로 구성되어 있으며, 금속 와이어의 바깥쪽은 절연 코팅(220)이 형성되어 있으며, 절연코팅이 된 금속 와이어끼리는 접착(230)으로 접착되어 있다.

절연코팅을 하는 방법은 에나멜 코팅을 하거나 비닐 등의 플라스틱을 녹인 상태에서 금속 와이어를 통과시켜 와이어의 표면에 코팅이 되게 하는 방법 등이 있다.

또한 이렇게 만들어진 금속 와이어 번들 플레이트의 상하면 또는 전체적으로 자외선 경화 수지 등으로 보호 코팅을 할 수 있으며, 수지에 색상을 넣어서 금속 번들의 표면이 가려지게 할 수도 있다.

이와는 다른 방법으로 플라스틱이나 유리에 도전성 채널로서 금속분말 내지 카본분말 등의 도전성 분말을 섞은 다음 플레이트 형태로 만드는 구조에서 도전성 분말의 산포 밀도를 조절해서 인접한 도전성 분말과 접촉이 되지 않게 하고 상하로는 플레이트의 두께와 유사한 두께를 가지게 하여 상하로는 전기가 통하는 구조로 제작하는 것이다.

도 3의 단면도에는 이의 구조가 도시되어 있다.

커버 플레이트(120)의 내에는 도전성분만(310)이 분산되어 있으며, 도전성 분말사이는 격리 층(320)이 형성되어 전기적으로 접촉되지 않는 구조이다.

또한 상하로는 커버 플레이트의 두께(330)와 유사한 크기의 분말로 제작되어 상하로의 전기적 채널이 형성되게 할 수 있다.

본 구조의 제작에 있어서 커버 플레이트의 종류는 글라스나 플라스틱이 가능하며, 글라스는 글라스를 용융시켜 판 상으로 굳히는 과정에서 용융된 상태에서 도전성 분말을 혼합할 수 있으며, 플라스틱은 사출이나 필름형태의 제작과정에서 도전성 분말을 분산시킬 수 있다.

도전성 분말의 종류는 구리나 니켈 등의 금속성 분말이나 카본 분말들을 사용할 수 있으며, 또는 나노 와이어 등의 사용도 가능하다.

또는 도전성 채널로서 금속의 비등방 에칭이나 금속의 도금 등을 통해서 Columnar 구조로 성장시킨 구조 등으로 제작도 가능하다.

금속을 도금의 경우에는 니켈 판이나 구리판에 10 마이크로미터 이상의 두께를 가지는 액상 또는 필름상의 감광제를 코팅하고, 포토 마스킹에 의해 마이크로 사이즈로 에칭을 한 다음에 도금을 통해서 에칭이 된 부분으로만 도금이 되게 하여 마이크로 채널을 형성하는 방법도 있다.

도 4에는 이렇게 제작된 커버 플레이트를 이용한 지문인식센서의 여러 방법 중 일례의 동작원리가 도시되어 있다.

본 발명에 활용하는 방법으로서 핑거 터치(510)가 될 경우 측면 접촉 도전체(430)로부터 전파신호(520)가 전달되며, 커버 플레이트(120)에 접촉이 된 지문을 통해서 커버 플레이트로 전파신호가 전달되며, 이 전파신호는 도전성 채널(530)을 통해서 지문인식센서(110)의 센서 픽셀(410)로 전달된다.

따라서 도전성 채널을 통하기 때문에 전파신호가 분산되지를 않고 정확하게 전달된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 지문인식센서 모듈 110 : 지문인식 센서 칩
120 : 커버 플레이트 130 : 접착제
210 : 금속와이어 220 : 절연코팅
230 : 접착 310 : 도전성 분말
320 : 격리층 330 : 두께
410 : 센서 픽셀 420 : 도전성 채널
430 : 측면 접촉 도전체 440 : 연결
510 : 핑거 터치 520 : 전파 신호
530 : 도전성 채널

Claims (6)

1. 지문인식 센서 모듈의 커버 플레이트에 있어서,
   커버 플레이트에는 도전성 채널이 형성되어 있으며,
   도전성 채널은 커버 플레이트의 상하로 형성되며 인접한 도전성 채널과는 전기적으로 절연된 구조인 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈.
2. 제 1항에 있어서,
   도전성 채널은 금속 와이어를 접착제로 붙인 금속 와이어 번들로 형성되며, 금속와이어는 절연코팅이 되어 있어서 인접한 금속 와이어와는 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈.
3. 제 1항에 있어서,
   도전성 채널은 유리나 플라스틱에 도전성 분말을 분산시킨 구조로서,
   도전성 분말 간에는 전기적으로 절연된 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈.
4. 제 1항에 있어서,
   포토리쏘그라피 방법에 의해 상하 간의 전기적 채널을 도금을 통해 형성한 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈.
5. 지문인식센서 모듈의 구조로서,
   지문인식센서,
   커버 플레이트,
   측면 접촉 도전체,
   로 구성되어 있으며,
   지문인식센서를 통해서 전파신호가 발생되어 측면 접촉 도전체를 통해서 지문으로 전달되며 지문과 접촉된 커버 플레이트를 통해서 다시 지문인식센서의 센서 픽셀로 전파신호가 전달되는 구조인 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈.
6. 제 5항에 있어서,
   커버 플레이트에는 상하로 연결된 도전성 채널이 형성되며 인접한 도전성 채널끼리는 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 지문인식센서 모듈.
   

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