KR20170112624A

KR20170112624A - 지문센서 모듈

Info

Publication number: KR20170112624A
Application number: KR1020160039902A
Authority: KR
Inventors: 윤동재
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2017-10-12

Abstract

본 발명은 지문센서 모듈에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈은, 메인기판, 지문센서, 몰딩부, 커버층을 포함한다. 그리고 메인기판은 지문센서를 수용할 수 있는 캐비티를 갖는다.

Description

지문센서 모듈{FINGERPRINT SENSOR MODULE}

본 발명은 지문센서 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외관 접촉면의 평탄도를 유지할 수 있는 지문센서 모듈에 관한 것이다.

최근 스마트폰(Smartphone)이나 태블릿 피씨(Tablet PC)를 비롯한 휴대용 전자기기에 대하여 대중들의 관심이 집중되면서, 관련 기술분야에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.

휴대용 전자기기는, 사용자로부터 특정한 명령을 입력 받기 위한 입력장치의 하나로서 표시장치인 디스플레이와 일체화된 터치스크린(Touch Screen)을 내장하는 경우가 많다. 또한 휴대용 전자기기는 터치스크린 이외의 입력장치로서 각종 기능키(Function Key)나 소프트키(Soft Key)를 구비하기도 한다.

이러한 기능키나 소프트키는 홈 키로서 동작할 수 있는데, 예를 들면, 실행중인 애플리케이션을 빠져 나와 초기 화면으로 돌아가는 기능을 수행하거나, 유저인터페이스를 한 계층 전으로 돌아가게 하는 백(BACK)키 또는 자주 쓰는 메뉴를 호출하는 메뉴키로서 동작할 수 있다. 이러한 기능키나 소프트키는 물리적 버튼으로구현될 수 있다. 또한, 이러한 기능키나 소프트키는 도전체의 정전 용량을 감지하는 방식, 전자기펜의 전자기파를 감지하는 방식 또는 이 두 가지 방식이 모두 구현된 복합 방식으로 구현될 수 있다.

한편, 최근 휴대용 전자기기의 용도가 보안이 필요한 서비스로 급격히 확장됨에 따라, 높은 보안성의 이유로 생체정보를 측정하는 기능을 갖는 생체인식 센서(Biometric Sensor)를 휴대용 전자기기에 장착하려는 추세가 늘고 있다. 생체정보로는 지문, 손등의 혈관, 목소리, 홍채 등이 있으며, 생체인식 센서로는 지문센서가 많이 사용되고 있다.

지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서로서, 지문센서를 통해 사용자등록이나 인증 절차를 거치도록 함으로써 휴대용 전자기기에 저장된 데이터를 보호하고, 보안사고를 미연에 방지할 수 있다.

지문센서는 주변 부품이나 구조를 포함하는 모듈의 형태로 제조될 수 있고, 물리적인 기능키에 일체화되어 구현될 수 있기 때문에, 각종 전자기기에 효과적으로 장착될 수 있다. 최근에는, 커서와 같은 포인터의 조작을 수행하는 내비게이션기능을 지문센서에 통합하기도 하는 등 그 활용 정도가 더욱 넓어지고 있는데, 이러한 형태의 지문센서를 바이오매트릭 트랙패드(BTP: Biometric Track Pad)라 한다.

한편, 소비자의 고급화 기호를 충족시키기 위한 휴대용 전자기기의 고급화 전략에 맞추어 지문센서 모듈의 고급화에 대한 다양한 연구도 이루어지고 있다. 이에 대한 예시로서, 지문센서 모듈의 소형화 또는 외관상의 심미감을 높이기 위한 연구 등이 이루어 지고 있다.

도 1의 (a)는 종래의 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이고, 도 1의 (b)는 종래의 지문센서 모듈의 제조공정 상에서 몰딩부에 발생할 수 있는 굴곡을 나타낸 단면 예시도이다.

도 1의 (a) 내지 (b) 에 도시된 바와 같이, 지문센서 모듈(100)은 메인기판(110), 지문센서(120), 몰딩부(130), 커버층(140)을 포함할 수 있다.

몰딩부(130)는 지문센서(120)를 덮을 수 있는 부재로써, 복수개의 제조공정들을 거치며 온도변화에 노출될 수 있다. 그리고, 몰딩부(130)의 부피는 온도변화에 따른 열팽창 또는 냉각수축으로 인하여 변화될 수 있다.

몰딩부(130)가 온도변화에 노출되는 경우, 지문센서(120) 상부에 위치한 몰딩부(130)의 두께(A)와 메인기판(110) 상부에 위치한 몰딩부(130)의 두께(B)가 다름에 따라, 지문센서(120) 상부에 위치한 몰딩부(130)와 메인기판(110) 상부에 위치한 몰딩부(130)의 부피변화량 또한 달라질 수 있다. 그리고, 이로 인해 몰딩부(130)의 상면에는 굴곡이 발생할 수 있다.

여기서, 몰딩부(130) 상면의 굴곡이 생기는 경우, 몰딩부(130)의 상부에 위치한 커버층(140)의 상면에도 굴곡이 발생할 수 있으며, 이는 지문센서 모듈(100) 외관상의 불량으로 이어질 수 있는 문제점이 있었다. 또한 몰딩부(130) 상면의 굴곡으로 인해, 몰딩부(130)와 커버층(140)을 연결하는 과정에서 접합상의 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외관 접촉면의 평탄도를 유지할 수 있는 지문센서 모듈을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 메인기판; 상기 메인기판에 실장되는 지문센서; 상기 지문센서를 덮도록 형성되는 몰딩부; 그리고, 상기 몰딩부를 덮도록 형성되는 커버층;을 포함하며, 상기 메인기판은 상기 지문센서를 수용할 수 있는 캐비티를 갖는 것을 특징으로 하는 지문센서 모듈을 제공한다.

본 발명은 몰딩부 상면의 굴곡을 최소화 함으로써, 지문센서 모듈 외관 접촉면의 평탄도를 유지함과 동시에, 지문센서 모듈의 내구성을 높일 수 있다.

본 발명은 메인기판의 상면과 지문센서의 상면이 수평으로 형성되어, 와이어의 높이 및 몰딩부의 두께를 최소화 할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실 시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는"직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를"포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈(200)을 나타낸 단면 예시도이다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈(200)은 메인기판(210), 지문센서(220), 몰딩부(230), 및 커버층(240)을 포함할 수 있다.

메인기판(210)은 지문센서(220)를 실장할 수 있으며, 전기신호정보를 전달할 수 있는 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)일 수 있다.

메인기판(210)은 지문센서(220)를 수용할 수 있는 캐비티(250)를 가질수 있다. 이때, 캐비티(250)의 깊이(C)는 지문센서(220)의 두께(F)와 동일하게 설계될 수 있다.

캐비티(250)가 지문센서(220)를 수용하는 경우, 캐비티(250)의 깊이(C)와 지문센서(220)의 두께(F)가 동일함에 따라, 지문센서(220)의 상면과 메인기판(210) 상면 사이의 높낮이차가 최소화 될 수 있다. 즉, 지문센서(220)의 상면과 메인기판(210)의 상면은 수평하게 형성될 수 있다.

여기서, 지문센서(220)의 상면과 메인기판(210)의 상면이 수평하게 형성되는 경우, 메인기판(210)과 지문센서(220) 상부에 위치하는 몰딩부(230)의 두께(M)는 일정해질 수 있다.

추가적으로, 메인기판(210)과 지문센서(220) 사이에는 메인기판(210)과 지문센서(220)를 연결할 수 있도록 접착용 수지가 도포될 수도 있다.

지문센서(220)는 지문의 이미지를 감지할 수 있는 센서로서, 다양한 감지 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 지문센서(220)의 감지 방식에는 정전용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉 방식 등이 있는데, 이하에서는 설명의 편의상 지문센서(220)가 정전용량 방식인 경우로 예를 들어 설명하도록 한다.

상세히, 지문센서(220)는 지문의 산과 골의 높이차이에 따른 정전용량의 차이를 감지할 수 있으며, 감지한 신호를 제어부(미도시)로 전달함으로써, 최종적으로 제어부가 지문의 이미지를 획득하도록 할 수 있다.

지문센서(220)는 지문을 감지하기 위해 다양한 형태의 센싱구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문센서(220)는 2차원적으로 배열된 복수개의 센싱 픽셀을 포함할 수 있다. 또한, 지문센서(220)는 라인 타입의 복수개의 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수도 있다. 또한, 지문센서(220)는 AREA 타입인 복수개의 이미지 수신부를 포함할 수도 있다.

몰딩부(230)는 메인기판(210)과 지문센서(220)를 덮는 부재로써, 외부의 열, 습기, 충격 등으로부터 지문센서(220)를 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부(230)는 지문센서(220)를 메인기판(210)에 고정시킬 수 있다. 또한, 몰딩부(230)는 사용자의 요구사항에 따른 색상을 구현할 수 있다.

몰딩부(230)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC:Epoxy Molding Compound), 유브이(UV)몰딩, 세라믹 몰딩 중 어느 하나로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서는 설명의 편의상 에폭시 몰딩 컴파운드를 예로 들어 설명하도록 한다.

몰딩부(230)는 복수의 제조공정들을 거치며 온도변화에 노출될 수 있다. 예를 들면, 몰딩부(230)는 Molding 공정, PMC(Post Mold Cure) 공정, SMT(Surface-mount technology) 공정 등을 거치며, 각 공정상 요구되는 온도변화에 노출될 수 있다. 이때, 몰딩부(230)는 온도변화에 따라 열팽창 또는 냉각수축하며 부피가 변화될 수 있다.

몰딩부(230)의 두께(M)는 일정할 수 있다. 그리고, 몰딩부(230)의 두께(M)가 일정함으로써, 몰딩부(230) 상면에 발생할 수 있는 굴곡이 최소화 될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 몰딩부(230)의 열팽창계수와 냉각수축계수는 다를 수 있다. 이로 인해, 몰딩부(230)의 두께(M)가 일정하지 않은 경우, 열팽창과 냉각수축을 거친 후의 몰딩부(230) 상면에는 굴곡이 발생할 수 있다. 이와 반대로, 몰딩부(230)의 두께(M)가 일정한 경우, 열팽창과 냉각수축을 거친 후 발생할 수 있는 몰딩부(230) 상면의 굴곡이 최소화 될 수 있다. 또한 몰딩부(230)의 두께(M) 역시 일정하게 유지될 수 있다.

요컨대, 몰딩부(230)의 두께(M)가 일정한 경우, 몰딩부(230)의 두께(M)가 일정하지 않은 경우(도 1b 참조)에 비하여 몰딩부(230) 상면의 굴곡이 최소화 될 수 있다.

이에 따르면, 몰딩부(230) 상면의 굴곡으로 인해 발생할 수 있는 지문센서 모듈(200) 외관상의 불량을 방지할 수 있으며, 몰딩부(230)와 커버층(240)의 사이에서 발생할 수 있는 접합 불량 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.

커버층(240)은 몰딩부(230) 상부에 위치할 수 있다. 커버층(240)의 상면에는 지문이 터치될 수 있다. 커버층(240)은 코팅산출물 또는 유리 소재로 이루어질 수 있다.

커버층(240)이 유리소재로 이루어지는 경우, 소다라임 유리기판, 무알칼리 유리기판 또는 강화유리기판 등 각종의 유리기판이 적용될 수 있다. 더하여, 커버층(240)은 사파이어, 지르코늄 및 투명 수지 중에서 선택된 재질로 이루어질 수도 있으며, 상기 투명 수지로는 아크릴 등이 적용될 수 있다.

커버층(240)은 외관상의 요구조건에 따른 색상을 가질 수 있다. 여기서, 커버층(240)은 다양한 방식으로 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 커버층(240)은 내부에 색상층을 가질 수 있다. 또한, 커버층(240)은 커버층(240)의 배면에 별도의 색상층을 가질 수도 있다. 또한, 커버층(240)은 색상을 구현할 수 있는 소재를 포함할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈(200)을 나타낸 단면 예시도이다. 도 3의 지문센서 모듈(200)은 와이어(260)가 추가로 배치되는 것을 제외하고는 도 2의 지문센서 모듈(200)과 실질적으로 동일하다. 그러므로, 이하의 실시예에서 도 2의 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

와이어(260)는 지문센서(220)와 메인기판(210)을 전기적으로 연결할 수 있다. 와이어(260)는 다양한 전기 신호를 전달할 수 있는데, 예를 들면, 지문이미지의 정보를 포함하는 전기 신호를 전달할 수 있다.

와이어(260)는 와이어(260)와 지문센서(220) 사이의 접촉을 방지하기 위하여 포물선의 형상을 가질 수 있다. 이때, 와이어(260)의 높이(W)는 메인기판(210)의 상면과 지문센서(220) 상면 사이의 높낮이차에 따라 다르게 설정될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 와이어(260)의 높이(W)는 지문센서(220)의 상면과 메인기판(210)의 상면 사이의 높낮이차에 비례할 수 있다. 즉, 지문센서(220)의 상면과 메인기판(210)의 상면 사이의 높낮이차가 증가할 수록 와이어(260)의 높이(W)는 증가할 수 있다. 이와 반대로, 지문센서(220)의 상면과 메인기판(210)의 상면 사이의 높낮이차가 감소할 수록 와이어의 높이(W)는 감소할 수 있다.

따라서, 도 2에서 전술한 바와 같이 메인기판(210)의 상면과 지문센서(220) 상면 사이의 높낮이차가 최소화 될 경우, 와이어의 높이(W) 또한 최소화 될 수 있다. 이에 따르면, 와이어의 높이(W)에 따른 몰딩부(230)의 두께 제약이 완화됨으로써, 몰딩부(230)가 보다 슬림한 두께를 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 모듈(200)을 나타낸 단면예시도이다. 도 4의 지문센서 모듈(200)은 와이어가 패턴글라스(270)로 대체되는 것을 제외하고는 도 3의 지문센서 모듈(200)과 실질적으로 동일하다. 그러므로, 이하의 실시예에서 도 3의 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

패턴글라스(270)는 전극이 패턴된 글라스로써, 지문센서와 메인기판을 전기적으로 연결할 수 있다. 패턴글라스(270)는 다양한 전기 신호를 전달할 수 있는데, 예를 들면, 지문이미지의 정보를 포함하는 전기 신호를 전달할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의

통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구

범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

200 : 지문센서 모듈
210 : 메인기판
220 : 지문센서
230 : 몰딩부
240 : 커버층
250 : 캐비티
260 : 와이어
270 : 패턴글라스

Claims

메인기판;
상기 메인기판에 실장되는 지문센서;
상기 지문센서를 덮도록 형성되는 몰딩부; 그리고,
상기 몰딩부를 덮도록 형성되는 커버층;을 포함하며,
상기 메인기판은 상기 지문센서를 수용할 수 있는 캐비티를 갖는 것을 특징으로 하는 지문센서 모듈.