KR20170126337A - 지문인식센서 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

지문인식센서 패키지 및 그 제조 방법

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KR20170126337A
KR20170126337A KR1020160056630A KR20160056630A KR20170126337A KR 20170126337 A KR20170126337 A KR 20170126337A KR 1020160056630 A KR1020160056630 A KR 1020160056630A KR 20160056630 A KR20160056630 A KR 20160056630A KR 20170126337 A KR20170126337 A KR 20170126337A
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이민구
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 캐비티를 가지는 제1 기판, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 가지고, 상기 제2 면이 상기 캐비티의 바닥면과 마주하도록 상기 캐비티 내에 배치되는 지문인식센서, 상기 제1 기판과 마주보는 일면에 연결 패턴을 갖고, 상기 캐비티를 덮는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 상기 제2 기판을 상기 제1 기판에 부착시키며, 상기 제1 기판과 상기 연결 패턴을 전기적으로 연결하고, 상기 지문인식센서의 제1 면에 배치된 칩 패드와 상기 연결 패턴을 전기적으로 연결하는 전도성 필름을 포함하는 지문인식센서 패키지를 제공한다.

Description

지문인식센서 패키지 및 그 제조 방법 {Fingerprint recognition sensor package and method of manufacturing the same}
본 발명의 기술적 사상은 지문인식센서 패키지 및 상기 지문인식센서 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지문인식 기술은 사용자의 지문을 인식함으로써 기기의 등록 및 인증 절차를 거치게 하여 각종 보안사고를 예방하는데 주로 이용되는 기술이며, 특히, 개인 및 조직의 네트워크 방어, 각종 컨텐츠와 데이터의 보호, 안전한 엑세스 제어 등에 적용되는 기술이다. 지문인식센서는 사람의 손가락의 지문 정보를 획득하며, 상기 지문 정보는 광학식, 정전 용량이나 전기 전도를 감지하는 반도체 소자 방식, 초음파 방식, 열감지 방식 등을 통하여 획득될 수 있다.
한편, 지문인식센서가 패키징된 지문인식센서 패키지는, 최근 전자 기기의 소형화 및 휴대화 경향에 따라, 지문 정보의 획득의 신뢰성과 감도를 유지하면서 동시에 소형화 및 박막화될 것이 요구되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 지문 정보의 획득의 신뢰성과 감도를 유지함과 동시에, 소형화 및 박막화된 지문인식센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 지문인식센서 패키지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은 캐비티를 가지는 제1 기판, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 가지고, 상기 제2 면이 상기 캐비티의 바닥면과 마주하도록 상기 캐비티 내에 배치되는 지문인식센서, 상기 제1 기판과 마주보는 일면에 연결 패턴을 갖고, 상기 캐비티를 덮는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 상기 제2 기판을 상기 제1 기판에 부착시키며, 상기 제1 기판과 상기 연결 패턴을 전기적으로 연결하고, 상기 지문인식센서의 제1 면에 배치된 칩 패드와 상기 연결 패턴을 전기적으로 연결하는 전도성 필름을 포함하는 지문인식센서 패키지를 제공한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 제2 기판은 유리 기판 또는 세라믹 기판인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 일면 상에 부착된 접착층을 더 포함하며, 상기 연결 패턴은 상기 제2 기판과 반대되는 상기 접착층의 표면에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 지문인식센서의 측면의 적어도 일부를 덮도록 상기 캐비티를 채우는 몰딩 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 몰딩 부재는 상기 캐비티의 바닥면으로부터 상기 지문인식센서의 제1 면과 같은 레벨 또는 보다 낮은 레벨까지 상기 캐비티를 채우는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에서, 지문인식센서는 제1 기판에 구비된 캐비티 내에 배치되므로, 지문인식센서 패키지를 소형화 및 경량화 시킬 수 있다. 또한, 고유전율 물질로 구성된 제2 기판이 지문인식센서가 수용된 캐비티를 덮도록 배치되어, 지문인식 감도를 향상시키면서 지문인식센서 패키지의 강도를 보강할 수 있다. 나아가, 전도성 필름 및 제2 기판에 구비된 연결 패턴을 이용하여 제1 기판과 지문인식센서를 전기적으로 연결함으로써, 패키징 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 지문인식센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 지문인식센서 패키지의 일부 구성을 제외하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 지문인식센서 패키지의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 지문인식센서 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 따른 지문인식센서 패키지가 적용된 휴대용 전자기기를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", 또는 "연결되어" 위치한다고 언급할 때는, 상술한 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", 또는 "직접 연결되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 하나의 구성요소가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상술한 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 구성 요소가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하 실시예들은 하나 또는 복수개를 조합하여 구성할 수도 있다.
이하에서 설명하는 지문인식센서 패키지는 다양한 구성을 가질 수 있고 여기서는 필요한 구성만을 예시적으로 제시하며, 본 발명 내용이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 지문인식센서 패키지(100)의 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 지문인식센서 패키지(100)의 일부 구성을 제외하여 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 지문인식센서 패키지(100)는 제1 기판(110), 지문인식센서(120), 몰딩 부재(130), 제2 기판(140), 및 전도성 필름(150)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 절연층(113a, 113b, 및 113c), 배선, 패시베이션층(117)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(113a, 113b, 및 113c)은, 예를 들어 도 1에 도시된 것과 같이 제1 절연층(113a), 제2 절연층(113b), 및 제3 절연층(113c)이 순차적으로 적층되어 구성될 수 있다. 상기 배선은 다수의 배선층들(111a, 111b, 111c 및 111d) 및 상기 다수의 배선층들(111a, 111b, 111c 및 111d)을 전기적으로 연결하는 도전성 비아(112a, 112b 및 112c)를 포함할 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다. 상기 제1 기판(110)은 단면 기판(single-sided PCB), 양면 기판(double-sided PCB), 또는 다층의 배선층을 가지는 다층 기판(multi-layer PCB)일 수 있다.
상기 다수의 배선층들(111a, 111b, 111c 및 111d) 중 최하층인 하부 배선층(111a)은 도시된 바와 같이 다수의 부분 배선들로 나누어질 수 있으며, 외부 접속 부재(160)와 연결될 수 있다. 상기 외부 접속 부재(160)를 통하여, 본 발명의 실시예들에 따른 지문인식센서 패키지(100)는 외부 장치(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 다수의 배선층들(111a, 111b, 111c 및 111d) 중 최상층인 상부 배선층(111d)은 다수의 부분 배선들로 나누어질 수 있으며, 상기 상부 배선층(111d)의 적어도 일부는 후술되는 전도성 필름(150)에 둘러싸일 수 있다.
상기 패시베이션층(117)은 상부 배선층(111d) 및 하부 배선층(111a)을 외부의 물리적 및/또는 화학적 손상을 보호하기 위하여 형성될 수 있으며, 상기 상부 배선층(111d) 및 하부 배선층(111a)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 상기 패시베이션층(117)은 예컨대, SR(Solder Resist) 또는 DFR(Dry Film Resist)로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 제1 기판(110)은 지문인식센서(120)가 배치될 수 있는 캐비티(119)를 가질 수 있다. 즉, 캐비티(119)는 지문인식센서(120)가 수용될 수 있는 소정의 공간을 제공할 수 있다. 캐비티(119)는 지문인식센서(120)를 지지하는 바닥면과 지문인식센서(120)의 측면을 둘러싸는 측면을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 캐비티(119)의 깊이는 그 내부에 배치된 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)이 제1 기판(110)의 상면과 동일한 레벨을 가지도록 조절될 수 있다. 또는, 다른 실시예들에서, 상기 캐비티(119)의 깊이는 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)이 제1 기판(110)의 상면보다 낮은 레벨을 가지도록 조절될 수 있다.
지문인식센서(120)는 지문인식 반도체 칩일 수 있다. 지문인식센서(120)는 제1 면(120a) 및 상기 제1 면(120a)과 반대되는 제2 면(120b)을 가질 수 있다. 상기 제1 면(120a)은 다수의 반도체 소자들이 형성된 센싱면일 수 있으며, 지문 인식 과정에서 사용자의 손가락과 마주하는 면일 수 있다. 상기 지문인식센서(120)는 소정의 평면적을 갖고, 상기 지문인식센서(120)의 제1 면(120a) 가장자리 부근에는 복수개의 칩 패드(121)들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 칩 패드(121)들은 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)의 양 가장자리 부근에 각각 일렬로 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 지문인식센서(120)를 캐비티(119) 내에 고정시키기 위하여 지문인식센서(120)와 캐비티(119)의 바닥면 사이에 배치된 고정 부재(123)가 이용될 수 있다. 상기 고정 부재(123)는 예를 들어 접착성을 갖는 테이프일 수 있다. 다만, 다른 실시예들에서, 상기 고정 부재(123)는 생략될 수 있으며, 상기 지문인식센서(120)는 몰딩 부재(130)에 의하여 캐비티(119) 내에 고정될 수 있다.
몰딩 부재(130)는 지문인식센서(120)의 적어도 일부를 덮도록 상기 캐비티(119)를 채울 수 있으며, 외부의 충격이나 자극으로부터 지문인식센서(120)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 몰딩 부재(130)는 캐비티(119) 내에 수용된 상기 지문인식센서(120)를 소정 위치에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 몰딩 부재(130)는 액상의 폴리머가 사용될 수 있으며, 또는 에폭시(epoxy) 수지 계열의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound, EMC)가 사용될 수 있다. 다만, 몰딩 부재(130)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 몰딩 부재(130)는 캐비티(119)의 바닥면으로부터 채워지며, 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)과 같거나 또는 보다 낮은 레벨까지 상기 캐비티(119)를 채울 수 있다. 즉, 지문인식센서(120)의 제1 면(120a) 상에는 몰딩 부재(130)가 형성되지 않을 수 있고, 이로써 지문인식센서(120)의 지문 인식률을 향상시킬 수 있고, 또한 지문인식센서 패키지(100)를 소형화 및 경량화시킬 수 있다.
상기 제2 기판(140)은 상기 제2 기판(140)과 상기 제1 기판(110) 사이에 개재된 전도성 필름(150)에 의하여 상기 제1 기판(110) 상에 부착될 수 있다. 상기 제2 기판(140)은 상기 제1 기판(110)과 마주하는 일면 상에 연결 패턴(143)을 구비할 수 있다. 상기 연결 패턴(143)의 적어도 일부는 전도성 필름(150)과 접하도록 배치될 수 있다.
상기 전도성 필름(150)은 상기 제2 기판(140)을 고정시키는 접착력을 제공함과 동시에, 상기 제1 기판(110)의 배선, 상기 제2 기판(140)의 연결 패턴(143) 및 상기 지문인식센서(120)의 칩 패드(121)를 전기적으로 연결하는 매개체가 될 수 있다. 즉, 상기 전도성 필름(150)은 상부 배선층(111d)의 적어도 일부와 상기 연결 패턴(143)과 접하도록 배치되어 상기 제1 기판(110)과 상기 연결 패턴(143)을 전기적으로 연결하고, 또한 상기 칩 패드(121)와 접하여 상기 연결 패턴(143)과 상기 칩 패드(121)를 전기적으로 연결하게 된다.
상기 지문인식센서(120)에서 생성된 전기적 신호는 상기 전도성 필름(150), 상기 연결 패턴(143), 상기 제1 기판(110)의 배선, 및 외부 접속 부재(160)를 거쳐 외부 장치(미도시)로 전송될 수 있다. 또한, 상기 외부 장치는 상기 전도성 필름(150), 상기 연결 패턴(143), 상기 제1 기판(110)의 배선, 및 외부 접속 부재(160)를 통하여 지문인식센서(120)에 전기적 신호를 인가할 수 있다.
상기 전도성 필름(150)은, 예를 들어, 미세 도전성 입자들을 접착성 수지에 혼합시켜 필름 형태로 제작하여 일 방향으로 전기가 흐르는 경로를 제공하는 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)일 수 있다. 다만, 전도성 필름(150)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 전도성 필름(150)은 이방성 전도 페이스트(Anisotropic Conductive Paste, ACP) 등 상기 제2 기판(140)을 제1 기판(110)에 부착시키기에 충분한 접착력을 제공하면서 동시에 제1 기판(110), 연결 패턴(143) 및 지문인식센서(120) 사이에 전기적 연결 통로를 제공하기 위한 전도성을 제공하는 부재일 수 있다.
상기 제2 기판(140)은 캐비티(119)의 상부 방향에서 상기 캐비티(119)를 덮도록 위치될 수 있으며, 상기 캐비티(119)를 덮기에 충분한 소정의 평면적을 가질 수 있다. 상기 제2 기판(140)은 플레이트 형태를 가질 수 있다. 상기 제2 기판(140)은 지문인식센서 패키지(100)의 강도를 보강하는 역할을 할 수 있다.
한편, 일부 실시예들에서, 상기 제2 기판(140)은 고유전율 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(140)은 유리 기판 또는 세라믹 기판일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 지문인식센서(120)는 제1 기판(110)에 구비된 캐비티(119) 내에 배치되므로, 지문인식센서 패키지(100)를 소형화 및 경량화 시킬 수 있다. 또한, 고유전율 물질로 구성된 제2 기판(140)이 지문인식센서(120)가 수용된 캐비티(119)를 덮도록 배치되어, 지문인식 감도를 향상시키면서 지문인식센서 패키지(100)의 강도를 보강할 수 있다. 나아가, 전도성 필름(150) 및 제2 기판(140)에 구비된 연결 패턴(143)을 이용하여 제1 기판(110)과 지문인식센서(120)를 연결함으로써, 패키징 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 지문인식센서 패키지(100a)의 단면도이다.
도 3에 도시된 지문인식센서 패키지(100a)는 제2 기판(140) 상에 배치된 접착층(141)을 더 포함하고, 상기 연결 패턴(143)이 상기 접착층(141)의 표면에 형성된 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 지문인식센서 패키지(100)와 대체로 동일한 구성을 가질 수 있다. 도 3에 있어서, 도 1 및 도 2와 동일한 참조 번호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략하거나 간단히 한다.
도 3을 참조하면, 지문인식센서 패키지(100a)는 캐비티(119)를 가지는 제1 기판(110), 상기 캐비티(119) 내에 배치된 지문인식센서(120), 상기 지문인식센서(120)의 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 캐비티(119)를 채우는 몰딩 부재(130), 상기 캐비티(119)를 덮도록 제1 기판(110)의 상면 상에 위치한 전도성 필름(150), 및 상기 전도성 필름(150)에 의하여 상기 제1 기판(110)에 실장된 제2 기판(140)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(140)은 상기 전도성 필름(150)과 마주하는 일면 상에 부착되는 접착층(141)을 포함할 수 있으며, 상기 연결 패턴(143)은 상기 제2 기판(140)과 반대되는 상기 접착층(141)의 표면에 형성되어 제공될 수 있다.
상기 접착층(141)은 상기 제1 기판(110)의 상면에 개재된 전도성 필름(150)과 함께 상기 제2 기판(140)을 상기 제1 기판(110) 상에 고정시킬 수 있다. 이때, 상기 접착층(141)의 표면에 형성된 상기 연결 패턴(143)의 적어도 일부는 상기 전도성 필름(150)과 접하며, 전도성 필름(150)과 함께 제1 기판(110)과 지문인식센서(120)를 전기적으로 연결시키는 경로를 형성하게 된다. 상기 접착층(141)은, 예를 들어 열경화성 물질을 포함할 수 있으며, 테이프 형태이거나 또는 점성을 가진 액체 형태일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 지문인식센서 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 본 예에서는 도 1에 예시한 지문인식센서 패키지(100)의 제조 방법을 예로 들어 설명한다.
도 4a를 참조하면, 먼저 캐비티(119)가 형성된 제1 기판(110)을 준비한 후, 상기 캐비티(119) 내에 지문인식센서(120)가 수용되도록 상기 지문인식센서(120)를 배치한다. 상기 지문인식센서(120)는 지문인식센서(120)의 제2 면(120b)이 캐비티(119)의 바닥면과 마주보도록 배치되고, 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)이 외부로 노출되도록 캐비티(119) 내에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 캐비티(119)는 플레이트 형태의 기판에 캐비티(119)가 형성될 영역을 제외한 부분에 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 마스크 패턴을 식각 마스크를 이용하여 상기 마스크 패턴 사이로 노출된 상기 기판의 일부를 제거하는 식각 공정을 통하여 형성될 수 있다. 상기 캐비티(119)의 깊이는 다양하게 조절될 수 있으며, 예를 들어 상기 캐비티(119) 내에 배치된 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)과 상기 제1 기판(110)의 상면이 동일한 레벨을 가지도록 조절될 수 있다.
또한, 일부 실시예들에서, 상기 캐비티(119) 내에 지문인식센서(120)를 배치하기 위하여 상기 지문인식센서(120)는 고정 부재(123)에 의하여 상기 캐비티(119)의 바닥면에 고정될 수 있다. 다만, 다른 실시예들에서, 상기 제1 기판(110)은 후술되는 몰딩 부재(130)에 의하여 캐비티(119) 내에 고정될 수 있으며, 이 경우 상기 고정 부재(123)는 생략될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 지문인식센서(120)의 측면의 적어도 일부를 덮도록 상기 캐비티(119) 내에 몰딩 부재(130)를 형성한다. 예를 들어, 상기 몰딩 부재(130)는 캐비티(119)의 적어도 일부를 채우도록 몰딩 재료를 상기 캐비티(119) 내에 주입시킨 후, 상기 몰딩 재료를 경화시키는 과정을 거쳐 형성될 수 있다.
이때, 상기 몰딩 부재(130)는 상기 캐비티(119)의 바닥면으로부터 상기 지문인식센서(120)의 제1 면(120a)과 동일한 레벨까지 형성되거나, 또는 상기 캐비티(119)의 바닥면으로부터 상기 지문인식센서(120)의 제1 면(120a) 보다 낮은 레벨까지 형성될 수 있다.
도 4c을 도 1과 함께 참조하면, 연결 패턴(143)을 구비한 제2 기판(140)을 준비한 후, 제1 기판(110) 상에 개재된 전도성 필름(150)을 이용하여 상기 제2 기판(140)을 상기 제1 기판(110) 상에 배치한다. 이어서, 제1 기판(110) 상에 상기 캐비티(119)를 덮도록 전도성 필름(150)을 개재하고, 상기 제1 기판(110)과 반대되는 방향으로 상기 제2 기판(140)을 상기 전도성 필름(150) 위에 위치시킨 후, 상기 전도성 필름(150)에 소정의 열 및 압력을 가함으로써 상기 제2 기판(140)을 상기 제1 기판(110)에 부착시킬 수 있다.
이때, 제2 기판(140)은 상기 연결 패턴(143)의 적어도 일부가 상기 전도성 필름(150)과 접하도록 배치되며, 상기 연결 패턴(143)은 전도성 필름(150)과 함께 제1 기판(110)과 지문인식센서(120)를 연결하는 전기적 연결 통로를 형성하게 된다.
한편, 상기 전도성 필름(150)은 미세 도전성 입자들을 접착성 수지에 혼합시켜 필름 형태로 제작하여 일 방향으로 전기가 흐르는 경로를 제공하는 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제2 기판(140)을 제1 기판(110)에 부착시키기에 충분한 접착력을 제공하면서 동시에 제1 기판(110), 연결 패턴(143) 및 지문인식센서(120) 사이에 전기적 연결 통로를 제공하기 위한 전도성을 제공할 수 있는 부재가 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제2 기판(140)은 고유전율 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(140)은 유리 기판 또는 세라믹 기판일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 지문인식센서 패키지(100b)를 제조하기 위하여 다음의 공정들이 수행될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된 공정과 실질적으로 동일한 과정을 거친 후, 연결 패턴(143)이 형성된 접착층(141)이 일면에 부착된 제2 기판(140)을 준비한다. 이때, 연결 패턴(143)은 제2 기판(140)과 반대되는 접착층(141)의 표면 상에 형성될 수 있다.
이후, 제1 기판(110) 상에 상기 캐비티(119)를 덮도록 전도성 필름(150)을 개재하고, 상기 제1 기판(110)과 반대되는 방향으로 상기 제2 기판(140)을 상기 전도성 필름(150) 위에 위치시킨 후, 상기 전도성 필름(150)에 소정의 열 및 압력을 가함으로써 상기 제2 기판(140)을 상기 제1 기판(110)에 부착시킬 수 있다. 이때, 전도성 필름(150)은 상기 접착층(141)과 함께 상기 제2 기판(140)을 상기 제1 기판(110)에 고정시키게 된다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 지문인식센서 패키지의 제조 방법에 따르면, 연결 패턴(143)이 제2 기판(140)에 구비되어 제공되고, 전도성 필름(150)을 이용하여 상기 제2 기판(140)을 제1 기판(110) 상에 고정시키는 과정을 통하여 제1 기판(110)과 지문인식센서(120)를 전기적으로 연결하므로, 패키징 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 5은 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 따른 지문인식센서 패키지가 적용된 휴대용 전자기기를 나타내는 사시도이다.
도 5을 참조하면, 휴대용 전자기기(1000)의 일반적인 형상이 도시되어 있다. 예를 들어, 상기 휴대용 전자기기(1000)는 스마트폰일 수 있다. 휴대용 전자기기(1000)의 전면에는 디스플레이가 설치된다. 디스플레이는 정전용량 방식의 터치 스크린을 포함할 수 있고, 손가락 등과 같은 사용자의 신체가 디스플레이에 접촉하면, 내장된 커패시터의 정전 용량의 변화를 감지하여 터치 여부를 감지할 수 있다.
디스플레이에 설치된 터치 스크린 외에도 휴대용 전자기기(1000)는 기능키(1100)를 더 포함시켜 부가적인 입력 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 기능키(1100)는 홈 키로써 동작하여 실행 중인 애플리케이션을 빠져나와 초기 화면으로 돌아가는 기능을 수행할 수 있다. 그리고 기능키(1100)는 유저 인터페이스를 한 단계 전으로 돌아가게 하는 용도 또는 자주 쓰는 메뉴를 호출하는 용도로써 동작할 수 있다. 상기 기능키(1100)는 물리적 버튼으로 구현될 수 있다. 상기 기능키(1100)는 물리적 압력을 감지하는 방식, 도전체의 정전 용량을 감지하는 방식, 또는 전자기 펜의 전자기파를 감지하는 방식 또는 이들 방식이 모두 구현된 복합 방식으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
최근 휴대용 전자기기(1000)의 용도가 보안이 필요한 서비스로 급격히 확장됨에 따라, 지문인식센서를 포함하는 기능키(1100)를 휴대용 전자기기(1000)에 장착하려는 추세가 늘고 있다. 지문인식센서는 기능키(1100)에 일체화되어 구현될 수 있다. 상기 기능키(1100)는 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 따른 지문인식센서 패키지(100, 100a)를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예에 따른 지문인식센서 패키지(100, 100a)는 소형화 및 경량화의 요구를 만족하면서도 지문 인식 감도를 향상시킬 수 있으므로, 이를 포함한 휴대용 전자기기(1000)는 향상된 지문인식 기능을 제공하면서 동시에 소형화될 수 있다.
지금까지의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 100a: 지문인식센서 패키지
110: 제1 기판 119: 캐비티
120: 지문인식센서 130: 몰딩 부재
140: 제2 기판 141: 접착층
143: 연결 패턴 150: 전도성 필름
160: 외부 접속 부재

Claims (5)

  1. 캐비티를 가지는 제1 기판;
    제1 면 및 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 가지고, 상기 제2 면이 상기 캐비티의 바닥면과 마주하도록 상기 캐비티 내에 배치되는 지문인식센서;
    상기 제1 기판과 마주보는 일면에 연결 패턴을 갖고, 상기 캐비티를 덮는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 상기 제2 기판을 상기 제1 기판에 부착시키며, 상기 제1 기판과 상기 연결 패턴을 전기적으로 연결하고, 상기 지문인식센서의 제1 면에 배치된 칩 패드와 상기 연결 패턴을 전기적으로 연결하는 전도성 필름;
    을 포함하는 지문인식센서 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 유리 기판 또는 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 일면 상에 부착된 접착층을 더 포함하며, 상기 연결 패턴은 상기 제2 기판과 반대되는 상기 접착층의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문인식센서의 측면의 적어도 일부를 덮도록 상기 캐비티를 채우는 몰딩 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 몰딩 부재는 상기 캐비티의 바닥면으로부터 상기 지문인식센서의 제1 면과 같은 레벨 또는 보다 낮은 레벨까지 상기 캐비티를 채우는 것을 특징으로 하는 지문인식센서 패키지.
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US11455818B2 (en) 2018-11-16 2022-09-27 Samsung Display Co., Ltd. Electronic device comprising adhesive member

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