KR20170135099A - Fingerprint sensing apparatus and electric device including the apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.The embodiment relates to a fingerprint sensing device and an electronic device including the fingerprint sensing device.
지문 센싱 기술은 생체 인식 또는 인증 프로세스 등에 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 스마트폰(smartphone) 등과 같은 전자 기기에 사용되는 지문 센싱 장치에 포함되는 지문 센서(또는, 지문 인식 센서)는 사람의 지문을 감지하기 위해 사용되고 있다. 이러한 지문 센서를 포함하는 지문 센싱 장치는 일반적으로 기판(미도시), 센싱부(미도시) 및 기능층(미도시)을 포함한다. 여기서, 기능층은 센싱부 위에 순차적으로 배치된 컬러층(미도시) 및 보호층(미도시)을 포함할 수 있다.Fingerprint sensing technology is widely used in biometrics or authentication processes. For example, a fingerprint sensor (or a fingerprint recognition sensor) included in a fingerprint sensing device used in an electronic device such as a smartphone is used to detect fingerprints of a person. A fingerprint sensing device including such a fingerprint sensor generally includes a substrate (not shown), a sensing portion (not shown), and a functional layer (not shown). Here, the functional layer may include a color layer (not shown) and a protective layer (not shown) sequentially disposed on the sensing portion.
전자 기기에 장착되는 지문 센싱 장치의 구조 및 색상을 지문 센싱 장치 주변의 부품과 일치시키기 위해 사용되는 컬러층은 일정한 두께를 확보하여야만 원하는 색상을 구현할 수 있다. 즉, 컬러층 도막의 두께가 충분히 두껍지 않을 경우 원하는 색상의 구현이 어려울 수 있고, 보호층 도막의 두께가 충분히 두껍지 않을 경우 표면 스크래치 및 찍힘 등 물리적인 손상이 발생할 수 있다. 이러한 물리적인 손상은 센싱된 이미지에 영향을 미쳐, 지문 센싱 장치에서 센싱된 감도를 저하시키거나 그 장치의 기능이 제대로 수행되지 못하게 할 수 있다.The color layer used for matching the structure and color of the fingerprint sensing device mounted on the electronic device with the parts around the fingerprint sensing device can achieve a desired color only when a certain thickness is secured. That is, if the thickness of the color layer coating is not sufficiently thick, it may be difficult to realize a desired color, and if the thickness of the protective layer coating is not sufficiently thick, physical damage such as surface scratches and scratches may occur. Such physical damage may affect the sensed image, which may reduce the sensed sensitivity of the fingerprint sensing device or prevent the device from functioning properly.
전술한 바와 같이, 원하는 색상과 물리적 손상을 방지하기 위해, 기능층의 두께를 두껍게 형성할 경우 지문 센싱 장치의 응답 특성이 저하되는 문제점이 있다.As described above, when the thickness of the functional layer is thickened in order to prevent the desired color and physical damage, the response characteristic of the fingerprint sensing device deteriorates.
실시 예는 우수한 응답 특성과 개선된 신뢰성을 갖는 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공한다.The embodiment provides a fingerprint sensing device having excellent response characteristics and improved reliability and an electronic device including the fingerprint sensing device.
일 실시 예에 의한 지문 센싱 장치는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부; 상기 지문 센서부 위에 배치된 상부 접착부; 및 상기 상부 접착부 위에 배치된 기능층을 포함할 수 있다.A fingerprint sensing apparatus according to an embodiment includes a base substrate; A fingerprint sensor unit disposed on the base substrate; An upper adhesive portion disposed on the fingerprint sensor portion; And a functional layer disposed on the upper adhesive portion.
예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서; 및 상기 지문 센서를 상기 베이스 기판에 전기적으로 연결하는 와이어를 포함할 수 있다.For example, the fingerprint sensor unit may include a fingerprint sensor disposed on the base substrate; And a wire electrically connecting the fingerprint sensor to the base substrate.
예를 들어, 상기 상부 접착부는 상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 기능층과 상기 베이스 기판 사이에 배치될 수 있다. 또는, 상기 지문 센서부는 상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 상부 접착부와 상기 베이스 기판 사이 및 상기 상부 접착부와 상기 지문 센서 사이에 배치된 몰딩부를 더 포함할 수 있다.For example, the upper adhesive portion may be disposed between the functional layer and the base substrate while surrounding the fingerprint sensor and the wire. Alternatively, the fingerprint sensor unit may further include a molding unit disposed between the upper adhesive unit and the base substrate, and between the upper adhesive unit and the fingerprint sensor while surrounding the fingerprint sensor and the wire.
예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 지문 센서의 상부면과 상기 상부 접착부 사이에 배치된 보호 필름을 더 포함할 수 있다.For example, the fingerprint sensor unit may further include a protective film disposed between the upper surface of the fingerprint sensor and the upper adhesive.
예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 베이스 기판과 상기 지문 센서의 하부면 사이에 배치된 하부 접착부를 더 포함할 수 있다.For example, the fingerprint sensor unit may further include a lower adhesive portion disposed between the base substrate and the lower surface of the fingerprint sensor.
예를 들어, 상기 기능층은 상기 상부 접착부 위에 배치된 컬러층; 또는 상기 컬러층 위에 배치된 보호층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the functional layer may include a color layer disposed over the top adhesive portion; Or a protective layer disposed on the color layer.
예를 들어, 상기 상부 접착부의 두께는 5 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 상기 상부 접착부는 2% 이하의 수분 흡수도를 가질 수 있다. 상기 상부 접착부는 유리 전이 온도 이하에서 80 x 10-6 m/(mK)이하의 열 팽창 계수를 갖고 상기 유리 전이 온도 초과에서 171 x 10-6 m/(mK) 이하의 열 팽창 계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)를 가질 수 있다. 상기 상부 접착부는 상온에서 2500 MPa 이하의 인장 계수(Tensile modulus)를 가질 수 있다.For example, the thickness of the upper adhesive portion may be between 5 탆 and 20 탆. The upper adhesive portion may have a moisture absorption of 2% or less. Wherein the upper adhesive has a coefficient of thermal expansion below 80 x 10-6 m / (mK) below the glass transition temperature and a coefficient of thermal expansion (CTE) below 171 x 10-6 m / (mK) above the glass transition temperature. Coefficient of Thermal Expansion). The upper adhesive portion may have a tensile modulus of 2500 MPa or less at room temperature.
예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 상부 접착부와 접착된 제1 면을 갖고 상기 베이스 기판과 마주하는 제2 면을 갖는 센서 기판; 상기 센서 기판의 상기 제2 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치된 지문 센서; 상기 지문 센서와 상기 센서 기판의 상기 제2 면을 전기적으로 연결하는 패드; 및 상기 센서 기판의 상기 제2 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어, 상기 센서 기판과 상기 베이스 기판을 서로 전기적으로 연결하는 솔더부를 포함할 수 있다.For example, the fingerprint sensor unit may include a sensor substrate having a first surface bonded to the upper adhesive portion and having a second surface facing the base substrate; A fingerprint sensor disposed between the second surface of the sensor substrate and the base substrate; A pad electrically connecting the fingerprint sensor to the second surface of the sensor substrate; And a solder portion disposed between the second surface of the sensor substrate and the base substrate and electrically connecting the sensor substrate and the base substrate to each other.
예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 지문 센서와 상기 센서 기판의 연결 부위를 감싸며 배치된 제1 하부층; 및 상기 센서 기판의 상기 제2 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어, 상기 솔더부, 상기 지문 센서 및 상기 제1 하부층을 감싸도록 배치된 제2 하부층을 더 포함할 수 있다.For example, the fingerprint sensor unit may include a first lower layer disposed to surround a connection portion between the fingerprint sensor and the sensor substrate; And a second lower layer disposed between the second surface of the sensor substrate and the base substrate and disposed to surround the solder portion, the fingerprint sensor, and the first lower layer.
예를 들어, 상기 지문 센서의 상부면과 상기 기능층의 하부면 사이에 위치한 상기 상부 접착부의 두께의 최대값은 50 ㎛일 수 있다.For example, the maximum value of the thickness of the upper adhesive portion located between the upper surface of the fingerprint sensor and the lower surface of the functional layer may be 50 [mu] m.
다른 실시 예에 의한 전자 기기는 상기 지문 센싱 장치를 포함할 수 있다.The electronic device according to another embodiment may include the fingerprint sensing device.
실시 예에 따른 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기는 감도 특성을 보존하면서 보호층과 컬러층의 역할을 보강할 수도 있고, 보호층 또는 컬러층의 역할을 보강하면서 감도 특성도 개선시킬 수 있다.The fingerprint sensing device and the electronic device including the fingerprint sensing device according to the embodiments can enhance the role of the protective layer and the color layer while enhancing the role of the protective layer or color layer while preserving the sensitivity characteristics.
도 1은 실시 예에 의한 지문 센싱 장치를 포함하는 전자 기기의 일 실시 예의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 또 다른 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5d는 도 2에 도시된 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7e는 도 4에 도시된 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.1 is a plan view of an embodiment of an electronic device including a fingerprint sensing device according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the fingerprint sensing device shown in FIG. 1, taken along line I-I '.
FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the fingerprint sensing device shown in FIG. 1 taken along line I-I '.
FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the fingerprint sensing device shown in FIG. 1 taken along line I-I '.
5A to 5D are process sectional views illustrating a method of manufacturing the fingerprint sensing device shown in FIG.
FIGS. 6A to 6C are process sectional views illustrating a method of manufacturing the fingerprint sensing device shown in FIG.
Figs. 7A to 7E show process cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the fingerprint sensing device shown in Fig.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the present embodiment, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) on or under includes both the two elements being directly in contact with each other or one or more other elements being indirectly formed between the two elements.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Also, when expressed as "on" or "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.It is also to be understood that the terms "first" and "second," "upper / upper / upper," and "lower / lower / lower" But may be used to distinguish one entity or element from another entity or element, without necessarily requiring or implying an order.
이하, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C) 및 이 장치(200, 200A, 200B, 200C)를 포함하는 전자 기기(1000)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 2000C) 및 이를 포함하는 전자 기기(1000)를 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다. 데카르트 좌표계에 의할 경우, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지 않고 교차할 수도 있다.Hereinafter, a
이하에서 설명되는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)란, 지문 센서(235, 243)를 포함하고, 지문 센서(235, 243)의 상부면에 기능층(250)을 포함하고, 기능층(250)과 베이스 기판(210A, 210B) 사이에 상부 접착부(260A, 260B, 260C)를 포함하는 어느 장치도 해당할 수 있다. 또한, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)는 사용자의 손가락의 지문을 감지하는 것으로 설명하지만, 사용자의 지문 대신에 스타일러스(stylus) 펜의 터치를 센싱할 수도 있으며, 그 센싱 대상에 국한되지 않는다.The
또한, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)는 사용자 인증이 필요한 분야에서 이용될 수 있다. 사용자 인증이 필요한 경우는 예를 들어, 언로킹(unlocking), 온라인 거래를 인정하거나 부인을 방지(Non-repudiation), 웹 사이트들 및 이메일을 포함한 디바이스 시스템들 및 서비스들에 대한 액세스, 패스워드 및 PIN들의 교체, 도어락(door lock) 등과 같은 물리적 액세스, 시간 및 출석관리 시스템들에서 각종 증명, 모바일 폰들 및 게이밍(gaming)을 위한 손가락 기반 입력 디바이스들/내비게이션, 또는 손가락 기반 단축키(shortcuts)의 사용 등이 있다. 이와 같이, 사용자 인증, 등록, 결재 또는 보안 등 다양한 분야에서 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)가 사용될 수 있다.Also, the
전술한 바와 같이 다양한 분야에 적용될 수 있는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)를 포함하는 전자 기기는 예를 들어 휴대폰, 스마트폰, 휴대 정보 단말기(PDA:Personal Digital Assistant), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP:Portable Multimedia Player), 노트북 또는 테블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(PC:Personal Computer) 등과 같은 휴대용 단말기일 수 있으나, 실시 예는 특정한 전자 기기에 국한되지 않는다.The electronic devices including the
또한, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)는 패키지화 또는 모듈화되어 전자 기기(1000)에 포함될 수 있으나, 실시 예는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)가 전자 기기(1000)에 포함되는 특정한 형태에 국한되지 않는다.The
또한, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)의 이해를 돕기 위해, 도 1에 도시된 바와 같은 전자 기기(1000)를 예를 들어 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B, 200C)는 도 1에 도시된 전자 기기(1000)와 다른 다양한 형태의 전자 기기에 포함될 수 있음은 물론이다.In order to facilitate understanding of the
도 1은 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200)를 포함하는 전자 기기(1000)의 일 실시 예의 평면도를 나타낸다.1 shows a top view of an embodiment of an
도 1을 참조하면, 실시 예에 의한 전자 기기(1000)는 커버 유리(100), 지문 센싱 장치(200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an
커버 유리(100)는 디스플레이부(300)를 보호하며 전자 기기(1000)의 전면(front surface)에 배치될 수 있다. 디스플레이부(300)는 터치 스크린의 역할을 수행할 수 있다.The
지문 센싱 장치(200)는 사용자의 지문을 센싱하거나 사용자의 손가락의 움직임을 센싱하거나 스타일러스의 접촉을 센싱하여 포인터를 조작할 수 있도록 할 수 있다. 도 1의 경우, 지문 센싱 장치(200)는 전자 기기(1000)에서 디스플레이부(300)의 아래쪽에 배치된 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 도 1에 도시된 바와 달리, 지문 센싱 장치(200)는 디스플레이부(300)의 위쪽이나 측부쪽에 배치될 수도 있다. 즉, 실시 예는 지문 센싱 장치(200)가 전자 기기(1000)에서 배치되는 위치에 국한되지 않는다.The
도 2는 도 1에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예(200A)에 의한 단면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예(200B)에 의한 단면도를 나타내고, 도 4는 도 1에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 또 다른 실시 예(200C)에 의한 단면도를 나타낸다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the
도 2 내지 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B, 200C)는 베이스 기판(210A, 210B), 지문 센서부(230A, 230B, 240), 기능층(250) 및 상부 접착부(260A, 260B, 260C)를 포함할 수 있다.The
도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200B)는 도 2에 도시된 지문 센서부(230A)의 형태와 상부 접착부(260A)의 형태가 다를 뿐, 도 2에 도시된 지문 센싱 장치(200A)와 동일할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200C)는 지문 센서부(240)의 구성이 다르고 베이스 기판(210B)과 지문 센서부(240)의 연결 형태가 다를 뿐, 도 2 또는 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B)와 동일하다.The
베이스 기판(210A, 210B)은 인쇄 회로 기판(PCB:Printed Circuit Board) 예를 들어 전체가 유연한 특성을 갖는 연성(flexible) PCB 또는 비연성(rigid) PCB일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The
베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230A, 230B, 240)를 외부 장치와 연결시키거나 통신하도록 돕는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230A, 230B, 240)를 구동하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 전기 신호나 이와 관련된 정보를 지문 센서부(230A, 230B, 240)로 전달하기 위해, 베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230A, 230B, 240)와 전기적으로 연결될 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230A, 230B)는 베이스 기판(210A)과 와어어(239)에 의해 전기적으로 연결될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 와이어(239)를 사용하지 않고 지문 센서부(230A, 230B)는 베이스 기판(210A)과 다양한 방법으로 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이 지문 센서부(240)는 솔더부(247)에 의해 베이스 기판(210B)과 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예는 지문 센서부(230A, 230B, 240)와 베이스 기판(210A, 210B)이 서로 전기적으로 연결되는 특정한 형태에 국한되지 않는다.2 and 3, the
또한, 도시되지는 않았지만, 베이스 기판(210A, 210B)의 아래에 리드 프레임(미도시)이 더 배치될 수 있다. 리드 프레임은 베이스 기판(210A, 210B)의 하부에 표면 실장 기술(SMT:Surface Mounting Technology)에 의거하여 부착될 수 있다.Further, although not shown, a lead frame (not shown) may be further disposed below the
한편, 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 반도체 칩(chip) 형태로 베이스 기판(210A, 210B) 위에 배치되어 지문을 센싱하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 지문 센서부(230A, 230B)는 표면 실장 기술(SMT)에 의해 베이스 기판(210A) 위에 배치될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 픽셀이 어레이 형태로 배치된 센싱 영역을 갖는 지문 센서(235, 243)를 포함할 수 있다. 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 손가락 지문의 산(ridge)과 골(valley)의 형상에 따른 높이 차에 의한 정전 용량의 차이를 찾을 수 있으며, 이를 위해 손가락이 이동함에 따른 지문의 이미지를 스캐닝하여 지문 이미지를 만들어낼 수 있다. 예를 들어, 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 지문을 센싱하여 단편적인 지문 영상들을 읽어 들인 후, 단편 지문 영상을 하나의 영상으로 정합하여 온전한 지문 영상을 구현할 수 있다.In addition, the
또한, 이러한 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 지문의 특징점(예를 들어, Y지점과 같이 지문이 갈라지는 부분 등)에 대한 정보를 사전에 미리 저장해 두고, 지문 영상으로부터 획득한 특징점을 기 저장된 정보와 비교하여 지문의 일치 여부 등을 감지할 수도 있다.In addition, the
또한, 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 지문 감지의 기능뿐만 아니라 손가락의 존재 여부나 손가락의 움직임을 추적할 수 있으며, 이를 통해 커서와 같은 포인터를 움직이거나 사용자로부터 원하는 정보 또는 명령을 제공받을 수도 있다.In addition, the
전술한 동작을 위해, 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 구동 신호를 사용자의 지문을 향해 송출하는 구동 전극(미도시) 및 사용자의 지문을 거친 신호를 수신하는 수신 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 구동 전극은 도전성 폴리머로 이루어져서 구동 신호의 송출의 역할을 달성함과 동시에 다양한 형상과 색상으로 구현될 수 있다.The
실시 예는 지문 센서부(230A, 230B, 240)에서 지문을 센싱하는 방식에 국한되지 않는다. 즉, 지문 센서부(230A, 230B, 240)는 동작 원리에 따라 구분되는 초음파 방식, 적외선 방식 또는 정전용량 방식 지문 센서로 구분될 수 있다.The embodiment is not limited to the method of sensing fingerprints in the
또한, 실시 예는 지문 센서부(230A, 230B, 240)의 특정한 구조에 국한되지 않는다. 지문 센서부(230A, 230B, 240)의 예시적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.Further, the embodiment is not limited to the specific structure of the
일 실시 예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230A)는 몰딩부(231), 하부 접착부(233), 지문 센서(235), 보호 필름(237) 및 와이어(239)를 포함할 수 있다.2, the
하부 접착부(233)는 지문 센서(235)의 하부면(235B)과 베이스 기판(210A) 사이에 배치될 수 있다. 하부 접착부(233)는 지문 센서(235)를 베이스 기판(210A)에 접착시켜 고정하는 에폭시 접착제일 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 지문 센서부(230A)는 하부 접착부(233)를 포함하지 않을 수 있으며, 이 경우 예를 들어 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A)은 끼워 맞춤식으로 서로 결합 또는 체결될 수도 있다.The lower
지문 센서(235)는 베이스 기판(210A) 위에 배치되어, 사용자의 지문을 거친 신호를 수신하며, 어레이 형태로 배치된 픽셀을 포함할 수 있다. 지문 센서(235)는 사용자의 손가락의 지문의 골과 산의 형상에 따른 높이 차에 의한 정전 용량의 차이를 찾을 수 있으며, 손가락이 이동함에 따른 지문의 전기 신호의 차이를 수신하는 부분으로서, 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수 있다. 또한, 지문 센서(235)는 지문 이미지를 센싱하고 처리하는 역할을 하며, 집적화된 IC일 수 있다.The
보호 필름(237)은 외부의 수분으로부터 지문 센서(235)를 보호하는 역할을 수행하기 위해, 지문 센서(235)의 상부면(235T)과 상부 접착부(260A) 사이에 배치될 수 있다.The
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230A)가 몰딩부(231)를 포함할 경우, 보호 필름(237)은 지문 센서(235)의 상부면(235T)과 몰딩부(231) 사이에 배치될 수 있다.For example, when the
보호 필름(237)의 제1 두께(T1)는 0 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 보호 필름(237)의 특정한 제1 두께(T1)에 국한되지 않는다. 여기서, 보호 필름(237)의 제1 두께(T1)가 0 ㎛라는 것은 보호 필름(237)이 생략될 수 있음을 의미한다. 예를 들어 보호 필름(237)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 재료를 코팅하거나 필름을 라미네이션(lamination)하여 형성될 수 있으나, 실시 예는 보호 필름(237)의 특정한 재질 및 형태에 국한되지 않는다.The first thickness T1 of the
와이어(239)는 지문 센서(235)를 베이스 기판(210A)에 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 와이어(239)는 금(Au)을 포함할 수 있다.The
또한, 도 2를 참조하면, 몰딩부(231)는 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A) 상부에 배치될 수 있다.2, the
즉, 몰딩부(231)는 베이스 기판(210A)과 상부 접착부(260A) 사이에 배치되고, 지문 센서(235)의 상부면(235T)과 상부 접착부(260A) 사이에 배치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 보호 필름(237)의 상부면과 상부 접착부(260A) 사이에 배치된 몰딩부(231)의 제2 두께(T2)의 최대값은 50 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 만일, 보호 필름(237)이 생략될 경우 제2 두께(T2)는 지문 센서(235)의 상부면(235T)과 상부 접착부(260A) 사이이 거리에 해당한다.That is, the
몰딩부(231)는 사출 또는 몰드(mold)로 만들어질 수 있다. 몰딩부(231)는 액상의 폴리머를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(231)는 에폭시 몰드 컴파운드(EMC:Epoxy mold compound), 에폭시 수지, 퍼티(putty) 또는 PPA(Polyphthalamide) 레진 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몰딩부(231)를 제조할 때 열 경화 시에 플라스틱 수축을 줄이거나 없애기 위해, 몰딩부(231)는 실리카겔을 포함할 수 있다. 몰딩부(231)로서 사용되는 EMC는 일반 사출로 형성된 PC 계열보다 단단하여 공차를 미연에 방지할 수 있고, 평탄도를 더 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고열의 공정을 거친 후에도 일반 사출에서 나타난 칩 마크(chip mark)를 줄일 수 있다. 또한, 몰딩부(231)는 지문 센서부(230A)를 베이스 기판(210A)의 바닥면에 밀착시킴으로써, 지문 센서부(230A)의 신뢰성을 높이는 데 기여할 수도 있다.The
다른 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230B)는 하부 접착부(233), 지문 센서(235), 보호 필름(237) 및 와이어(239)를 포함할 수 있다. 몰딩부(231)를 포함하지 않는 것을 제외하면, 도 3에 도시된 지문 센서부(230B)는 도 2에 도시된 지문 센서부(230A)와 동일하므로 동일한 참조부호를 사용하였으며 동일한 부분에 대한 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 하기에 설명되는 보호 필름(237)에 대한 설명은 도 2에 도시된 보호 필름(237)에도 적용될 수 있다.3, the
도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230B)는 몰딩부(231)를 포함하지 않을 수 있다. 이는 상부 접착부(260B)가 몰딩부(231)의 역할을 대신 수행할 수 있기 때문이다. 이 경우, 보호 필름(237)은 지문 센서(235)의 상부면(235T)과 상부 접착부(260B) 사이에 배치될 수 있다.The
또는, 경우에 따라, 도 2 및 도 3에 각각 도시된 지문 센서부(230A, 230B)에서 보호 필름(237)은 생략될 수 있다. 이는 후술되는 바와 같이 상부 접착부(260B)가 보호 필름(237)의 역할을 대신 수행할 수 있기 때문이다. 여기서, 몰딩부(231)의 역할을 대신하는 상부 접착부(260B)에 대해서는 후술된다.Alternatively, the
또 다른 실시 예에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이 지문 센서부(240)는 센서 기판(241), 지문 센서(243), 패드(245), 솔더부(247), 제1 및 제2 하부층(또는, underfill layer)(248, 249)를 포함할 수 있다.4, the
센서 기판(241)은 제1 및 제2 면(241A, 241B)을 포함할 수 있다. 센서 기판(241)의 제1 면(241A)은 상부 접착부(260C)와 접착되는 면에 해당하고, 센서 기판(241)의 제2 면(241B)은 제1 면(241A)의 반대측 면으로서 베이스 기판(210B)과 마주하는 면에 해당한다. 예를 들어, 센서 기판(241)은 PCB일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The
센서 기판(241)은 사용자의 손가락의 지문의 골과 산의 전기 신호의 차이를 수신하는 부분으로서, 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 센서 기판(241)에 구동 전극과 수신 전극이 반드시 동시에 포함되지 않을 수도 있다.The
지문 센서(243)는 센서 기판(241)의 제2 면(241B)과 베이스 기판(210B) 사이에 배치되어, 지문 이미지를 센싱하고 처리하는 역할을 하며, 집적화된 IC일 수 있다.The
도 2 및 도 3에 도시된 지문 센서부(230A, 230B)의 지문 센서(235)는 도 4에 도시된 센서 기판(241)과 지문 센서(243)의 역할을 모두 수행할 수 있다. 반면에, 도 4에 도시된 센서 기판(241) 및 지문 센서(243)는 도 2 및 도 3에 도시된 지문 센서(235)의 역할을 서로 분담하여 수행할 수 있다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B)를 '일체형 지문 센싱 장치'라 칭하고, 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200C)를 '분리형 지문 센싱 장치'라 칭할 수 있다.The
패드(245)는 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 제2 면(241B)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이를 위해, 패드(245)는 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 제2 면(241B) 사이에 배치될 수 있다. 패드(245)는 도전형 물질로 구현될 수 있으며, 실시 예는 패드(245)의 특정 재질에 국한되지 않는다.The
솔더부(247)는 센서 기판(241)의 제2 면(241B)과 베이스 기판(210B) 사이에 배치되어, 센서 기판(241)과 베이스 기판(210B)을 서로 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 솔더부(247)는 도전형 물질로 구현될 수 있으며, 실시 예는 솔더부(247)의 특정 재질에 국한되지 않는다.The
제1 하부층(248)은 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 연결 부위를 감싸며 배치될 수 있다. 따라서, 패드(245)는 제1 하부층(248)에 의해 감싸져서 외부로부터 보호될 수 있다.The first
제2 하부층(249)은 센서 기판(241)의 제2 면(241A)과 베이스 기판(210B) 사이에 배치되어, 솔더부(247), 지문 센서(243) 및 제1 하부층(248)을 감싸도록 배치될 수 있다.The second
제1 및 제2 하부층(248, 249)의 재질은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 제1 및 제2 하부층(248, 249) 각각은 액상 EMC를 경화시켜 제조될 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 하부층(248, 249) 각각의 특정한 재질에 국한되지 않는다. 또한, 제1 또는 제2 하부층(248, 249) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.The materials of the first and second
한편, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 지문 센서부(230A, 230B, 240) 위에 배치되고, 기능층(250)은 상부 접착부(260A, 260B, 260C) 위에 배치될 수 있다.The upper
도 2의 경우 기능층(250)은 상부 접착부(260A)에 의해 몰딩부(231)와 접착되고, 도 3 및 도 4의 경우 기능층(250)은 상부 접착부(260B, 260C)에 의해 지문 센서부(230B, 240)와 접착될 수 있다.3 and 4, the
상부 접착부(260A, 260B, 260C)에 대해 설명하기에 앞서 기능층(250)에 대해 다음과 같이 살펴본다.Before describing the upper
기능층(250)은 컬러층(254) 또는 보호층(256) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 기능층(250)은 컬러층(254) 및 보호층(256)을 모두 포함할 수도 있고, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 달리 컬러층(254)만을 포함하거나 보호층(256)만을 포함할 수도 있다.The
컬러층(254)은 상부 접착부(260A, 260B, 260C) 위에 배치될 수 있다. 기능층(250)이 컬러층(254)과 보호층(256)을 모두 포함할 경우, 컬러층(254)은 보호층(256)과 상부 접착부(230A, 230B, 240) 사이에 배치될 수 있다.The
컬러층(254)은 지문 센싱 장치(200A, 200B, 200C)의 색상을 그(200A, 200B, 200C) 주변과 일치시키거나 유사하게 만드는 역할을 한다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 컬러층(254)은 몰딩부(231)의 색상이 보통 검정색이므로 이를 은폐하기 위해 별도의 색상을 재현하는 역할을 수행할 수 있다.The
컬러층(254)은 나노 분자로 분쇄된 도료와 컬러 피그먼트(pigment)를 포함하여 이루어질 수 있다. 컬러층(254)을 구성하는 나노 분자로 분쇄된 도료는 실리콘 계열의 소재일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 컬러층(254)은 나노 분자로 분쇄된 도료와 나노 크기의 컬러 피그먼트가 혼입되어 조색됨으로써, 이를 통해 색상을 가질 수 있다. 여기서, 컬러 피그먼트는 티타늄 산화물(TiO2) 또는 니켈 산화물(NiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 컬러층(254)에서 구현하고자 하는 색상에 따라 컬러 피그먼트를 적절하게 선택할 수 있다.The
만일, 컬러층(254)의 제3 두께(T3)가 10 ㎛보다 작을 경우, 하부에 위치하는 부재의 색상을 차단하지 못하거나 원하는 컬러를 구현하기 어려울 수 있다. 또는, 컬러층(254)의 제3 두께(T3)가 20 ㎛보다 클 경우 지문 센서부(230A, 230B, 240)의 응답 특성이 저하되어 센싱 성능에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 컬러층(254)의 제3 두께(T3)는 10 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.If the third thickness T3 of the
기능층(250)이 컬러층(254)과 보호층(256)을 모두 포함할 경우 보호층(256)은 컬러층(254) 위에 배치되어 컬러층(254)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 또는, 기능층(250)이 컬러층(254)을 포함하지 않을 경우, 보호층(256)은 상부 접착부(260A, 260B, 260C) 위에 배치되어 상부 접착부(260A, 260B, 260C)를 보호하는 역할을 수행할 수 있다.The
또한, 보호층(256)은 구현하고자 하는 질감에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 보호층(256)에는 헤어 라인(hairline)이 패터닝될 수 있다. 헤어 라인은 가는 실선의 형태일 수 있으며, 일정한 간격으로 패터닝될 수 있다. 그 밖에 보호층(256)은 다양한 패턴을 가질 수도 있다.In addition, the
또한, 보호층(256)은 글래스(glass) 또는 세라믹(ceramic) 등으로 구현될 수 있으며, 하드 코팅된 필름 형태일 수도 있다. 보호층(256)의 코팅 시에 펄(pearl) 소재 등과 같은 질감을 나타낼 수 있도록 별도의 소재가 더 추가될 수 있다.In addition, the
보호층은 자외선(UV) 경화 도료를 이용하여 형성될 수 있다. UV 경화 도료는 열 경화가 아닌 UV에 의해 경화되는 도료로서 수지 또는 저중합체(oligomer)를 주 골격 수지로 하고, UV 경화성 모너머(주로 아크릴), 광개시제, 기타 첨가제로 구성된다. 여기서, 광개시제는 자외선를 받아 중합을 할 수 있는 상태로 만들어 주는 역할을 한다. 안료를 넣을 경우, UV 통과가 어려워 투명으로 쓰는 경우가 대부분이며 안료를 가미한 경우는 매우 얇은 도장에만 국한된다. UV 경화 도료는 단시간에 경화됨으로써 모든 면에서 경제적이고, 저온 경화가 가능하다. 또한, UV 경화 도료는 실온보다 10℃ 정도 높은 온도에서 조절되므로, 열이 약한 제품에도 적합하며, 경도가 높고 내마찰성이 우수하다. UV 경화 도료는 무용제형, 용제형 모두 가능하고 광택이 높아 평판 도장에 적합하다.The protective layer may be formed using an ultraviolet (UV) curing coating. UV curing paints are not thermally cured but are cured by UV. They consist of resin or oligomer as main skeleton resin, UV curable monomer (mainly acrylic), photoinitiator and other additives. Here, the photoinitiator takes a role of converting ultraviolet light into a state capable of polymerization. When pigments are added, most of them are transparent because they are difficult to pass through UV. When pigments are added, they are limited to very thin coatings. UV curing paints are cured in a short time, which is economical in all respects and enables low temperature curing. In addition, since the UV curing paint is adjusted at a temperature higher by about 10 ° C than the room temperature, it is suitable for a product with low heat, has a high hardness and excellent friction resistance. UV curing paints are available in both solvent-free and solvent-free form and are suitable for flat coatings due to their high gloss.
만일, 보호층(256)의 제4 두께(T4)가 30 ㎛보다 작을 경우 컬러층(254)(또는, 컬러층(254)이 생략될 경우 상부 접착층(260A, 260B, 260C))의 표면을 보호하지 못하고 깨지거나 스크래치(scratch)가 발생할 수 있다. 또는, 보호층(256)의 제4 두께(T4)가 100 ㎛보다 클 경우 응답 특성이 저하되어 센싱 성능에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 보호층(256)의 제4 두께(T4)는 30 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.If the fourth thickness T4 of the
또한, 기능층(250)은 코팅된 형태를 가질 수 있지만, 실시 예는 기능층의 특정한 형태에 국한되지 않는다.Further, the
이하, 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예에 의한 상부 접착부(260A, 260B, 260C)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the upper
기능층(250)이 컬러층(254)만을 포함하거나 컬러층(254)과 보호층(256)을 모두 포함할 경우, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 컬러층(254)과 지문 센서부(230A, 230B, 240) 사이에 배치될 수 있다.When the
또는, 기능층(250)이 컬러층(254)을 포함하지 않고 보호층(256)만을 포함할 경우, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 보호층(256)과 지문 센서부(230A, 230B, 240) 사이에 배치될 수 있다.Alternatively, when the
상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 다음과 같이 다양한 기능을 수행하며, 각 기능을 수행하기 위한 특성을 가질 수 있다. 하기에 설명되는 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 높은 접착력과, 낮은 열적 스트레스, 낮은 뒤틀림(warpage) 특성, 낮은 수분 흡수도, 낮은 열 팽창 계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion) 등을 가질 수 있다.The upper
먼저, 상부 접착부(260A)는 기능층(250)을 도 2에 도시된 바와 같이 몰딩부(231)에 접착시키거나, 상부 접착부(260B, 260C)는 기능층(250)을 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230B, 240)와 접착시키는 접착 기능을 수행할 수 있다. 이와 같이, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)가 접착 기능을 수행함으로써, 기능층(250)이 지문 센서부(230A, 230B, 240)의 상부에 안정적으로 도포될 수 있다.The upper
또한, 상부 접착부(260A, 260B)는 도 2 및 도 3에 도시된 보호 필름(237)의 역할을 대신 수행할 수도 있다. 이 경우 보호 필름(237)이 생략될 수 있음은 전술한 바와 같다. 이와 같이, 수분으로부터 지문 센서(235)를 보호하는 기능을 수행하는 보호 필름(237)의 역할을 대신 수행하기 위해, 상부 접착부(260A, 260B)는 2% 이하의 수분 흡수도를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Also, the upper
또한, 상부 접착부(260B)는 도 3에 도시된 바와 같이 몰딩부(231)의 역할을 대신 수행할 수도 있다. 이 경우, 지문 센서부(230B)는 도 3에 도시된 바와 같이 몰딩부(231)를 포함하지 않을 수도 있다. 상부 접착부(260B)는 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서, 기능층(250)과 베이스 기판(210A) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 도 3을 참조하면, 보호 필름(237)의 상부면과 기능층(250) 사이에 배치된 상부 접착부(260B)의 제5 두께(T5)의 최대값은 50 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 만일, 도 3에서, 보호 필름(237)이 생략될 경우 제5 두께(T5)는 지문 센서(235)의 상부면(235T)과 기능층(250)의 하부면(250B) 까지의 거리에 해당할 수 있다.Also, the upper
또한, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 반사성 물질 또는 반사성 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 나노 분자로 분쇄된 도료와 은(Ag) 입자를 포함하여 구현될 수 있다. 이 경우, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 지문 센서부(230A, 230B, 240)의 상부에서 빛을 반사함으로써 지문 센서부(230A, 230B, 240)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 상부 접착부(260A)는 몰딩부(231)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 상부 접착부(260A)는 몰딩부(231)에 대한 은폐력을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상부 접착부(260A)는 몰딩부(231)의 제작시 몰드 금형의 공차 등으로 인하여 간혹 발생될 수 있는 칩 마크도 외관적으로 표시되지 않도록 할 수 있어, 칩 마크 불량에 대한 은폐 효과도 제공할 수 있다.Also, the upper
상부 접착부(260A, 260C)의 제6 두께(T6)는 5 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The sixth thickness T6 of the upper
또한, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 유리 전이 온도(Tg) 이하(또는, 미만)에서 80 x 10-6 m/(mK)이하 예를 들어 61 x 10-6 m/(mK)이하의 열 팽창 계수(CTE)를 갖고 Tg를 초과(또는, 이상)할 때 171 x 10-6 m/(mK) 이하 예를 들어 157 x 10-6 m/(mK)의 열 팽창 계수(CTE)를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The upper
또한, 상부 접착부(260A, 260B, 260C)는 상온(25℃)에서 2500 MPa 이하 예를 들어 875 MPa 이하의 인장 계수(Tensile modulus)를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The upper
한편, 전술한 지문 센싱 장치(200A, 200B, 200C)에서 지문이 터치되는 부분은 손가락의 형상에 유사한 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 오목한 형상을 가질 경우, 지문과 터치되는 부분의 면적이 넓어져서 지문 영상에 대한 데이터를 많이 획득할 수 있다. 예를 들어, 기능층(250)이 생략될 경우, 도 2에 도시된 상부 접착부(260A) 및 몰딩부(231), 또는 도 3에 도시된 상부 접착부(260B)의 상부면, 또는 도 4에 도시된 상부 접착부(260C)와 센서 기판(241)의 상부가 손가락과 접촉 면적이 넓어지도록 오목한 형상을 가질 수 있다. 또는 기능층(250)이 생략되지 않을 경우, 기능층(250)만, 또는 기능층(250)과 상부 접착부(260A, 260B, 260C) 모두, 또는, 기능층(250)과 상부 접착부(260A) 및 몰딩부(231) 모두, 또는 기능층(250)과 상부 접착부(260C)와 센서 기판(241) 모두가 오목한 형상을 가질 수도 있다. 그러나, 실시 예는 기능층(250), 몰딩부(231), 상부 접착부(260A, 260B, 260C), 센서 기판(241) 상부의 특정한 단면 형상에 국한되지 않는다.Meanwhile, in the above-described
이하, 비교 례 및 실시 예에 의한 지문 센싱 장치를 다음과 같이 비교하여 설명한다.Hereinafter, the fingerprint sensing apparatus according to the comparative example and the embodiment will be described as follows.
비교 례에 의한 지문 센성 장치(미도시)는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200A, 200B, 200C)와 달리 상부 접착부(260A, 260B, 260C)를 포함하지 않는다. 이를 제외하면, 비교 례에 의한 지문 센싱 장치는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200A, 200B, 200C)와 동일한 것으로 가정한다. 즉, 비교 례에 의한 지문 센싱 장치는 도 2 내지 도 4에서 상부 접착부(260A, 260B, 260C)가 생략된 경우에 해당하므로, 비교 례에 의한 지문 센싱 장치에 대한 별도의 도면없이 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명한다.Unlike the
비교 례에 의한 지문 센싱 장치의 경우 상부 접착부(200A, 200B, 200C)가 배치되지 않으므로, 도 2에 도시된 제2 두께(T2)가 50 ㎛ 이하일 경우 지문 센서부(230A)가 충분히 보호되지 못할 수 있고 와이어(239)가 노출됨으로써 신뢰성이 악화될 수 있으며 100 ㎛보다 클 경우 응답 특성이 저하되어 센싱 성능이 악화될 수 있다. 따라서, 비교 례에 의한 지문 센싱 장치의 경우 도 2에 도시된 제2 두께(T2)는 50 ㎛ 내지 100 ㎛이다. 반면에, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200A)의 경우 제2 두께(T2)의 최대값이 50 ㎛로서 비교 례에 의한 지문 센싱 장치의 제2 두께(T2)보다 훨씬 얇다. 이는, 상부 접착부(260A)가 존재하기 때문이다. 따라서, 지문이 닿은 보호층(250)의 표면(250T)으로부터 지문 센서(235)의 상부면(235T)까지의 제1 총 거리(TT1)가 줄어들어 응답 특성이 우수해지고 센싱 성능이 개선될 수 있다.In the case of the fingerprint sensing device according to the comparative example, since the upper
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 접착부(260B)가 몰딩부(231)의 역할을 대신 수행할 경우, 도 3에 도시된 제2 총 거리(TT2)는 도 2에 도시된 제1 총 거리(TT1)보다 제6 두께(T6)만큼 감소할 수 있다. 이와 같이, 지문이 터치되는 기능층(250)의 상부면(250T)으로부터 지문 센서(235)의 상부면(235T)까지의 제2 총 거리(TT2)가 더욱 작아지므로, 응답 특성이 더욱 우수하여 센싱 성능이 더욱 개선될 수 있다.3, the second total distance TT2 shown in FIG. 3 is smaller than the first total distance TT2 shown in FIG. 2, Can be reduced by a sixth thickness T6 than the first thickness TT1. Since the second total distance TT2 from the
또한, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 상부 접착부(260A, 260B)가 보호 필름(237)의 역할을 대신 수행할 경우 도 2 및 도 3에 도시된 제1 및 제2 총 거리(TT1, TT1)는 제1 두께(T1)만큼 더 감소하여, 센싱 성능이 더욱 개선될 수 있다.2 and 3, when the upper
또한, 도 4의 경우 상부 접착부(260C)가 배치되지 않을 경우 기능층(250)이 센서 기판(241)으로부터 이탈될 수 있는 반면, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200C)는 상부 접착부(260C)가 기능층(250)과 센서 기판(241)를 접착시킴으로써 기능층(250)의 이탈을 방지할 수 있다.4, the
또한, 전술한 바와 같이 제1 및 제2 총 거리(TT1, TT2)가 제1 두께(T1)만큼, 제6 두께(T5) 만큼, 또는 제1 두께(T1)와 제6 두께(6)의 총합만큼 감소될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 총 거리(TT1, TT2)가 감소한 만큼 보호층(256)의 제4 두께(T4)를 증가시키면 보호층(256)의 역할 즉, 표면 스크래치나 찍힘 등의 물리적 손상으로부터 컬러층(254) 또는 상부 접착부(260A, 260B)을 보호하는 보호층(256)의 역할이 증강되어 신뢰성이 개선되면서도 감도 특성은 저하되지 않고 보장될 수 있다. 또는, 제1 및 제2 총 거리(TT1, TT2)가 감소한 만큼 컬러층(254)의 제3 두께(T3)를 증가시키면 컬러층(254)의 역할 즉, 원하는 정도의 색상을 구현하고 컬러층(254) 하부에 배치된 부재의 색상이 외부에서 보이지 않도록 함이 보장되어, 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 주변의 부품과 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 색상을 일치시킬 수 있도록 한다. 즉, 비교 례에 의한 지문 센싱 장치와 비교할 때, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 경우 제1 및 제2 총 거리(TT1, TT2)를 증가시키지 않아 응답 특성은 비교 례만큼 보존시면서도 컬러층(254) 또는 보호층(256) 중 적어도 하나의 기능을 더욱 증가시킬 수 있다.The first and second total distances TT1 and TT2 may be equal to or greater than the first thickness T1 and the sixth thickness T5 or between the first thickness T1 and the sixth thickness 6, Can be reduced by the total sum. At this time, if the fourth thickness T4 of the
이하, 도 2 내지 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B, 200C) 각각의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.Hereinafter, a manufacturing method of each of the
도 5a 내지 도 5d는 도 2에 도시된 지문 센싱 장치(200A)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.5A to 5D are process sectional views illustrating a method of manufacturing the
도 5a를 참조하면, 베이스 기판(210A) 위에 지문 센서부(230A)의 일부 부재들을 형성한다. 구체적으로 살펴보면, 하부 접착부(233)를 이용하여 지문 센서(235)를 베이스 기판(210A)에 고정시킬 수 있다. 하부 접착부(233)는 에폭시 접착제일 수 있으나, 실시 예는 하부 접착부(233)의 특정한 재질에 국한되지 않는다.Referring to FIG. 5A, some members of the
지문 센서(235)는 반도체 칩 형태로 베이스 기판(210A) 위에 형성될 수 있다. 이후, 지문 센서(235) 위에 보호 필름(237)을 형성할 수 있다. 보호 필름(237)의 형성은 생략될 수 있다. 이후, 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A)을 와이어(239)에 의해 전기적으로 서로 연결시킨다.The
이때, 와이어(239)가 형성된 이후에 보호 필름(237)이 형성될 수도 있고, 전술한 바와 같이 보호 필름(237)의 형성은 생략될 수도 있다.At this time, the
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A)의 상부에 몰딩부(231)를 형성한다. 몰딩부(231)는 사출 또는 몰드(mold)로 만들어질 수 있다. 몰딩부(231)는 액상의 폴리머를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(231)는 에폭시 몰드 컴파운드(EMC), 에폭시 수지, 퍼티(putty) 또는 PPA 레진 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 몰딩부(231)를 제조할 때 열 경화 시에 플라스틱 수축을 줄이거나 없애기 위해, 몰딩부(231)는 실리카겔을 포함할 수 있다.5B, the
이후, 도 5c를 참조하면, 몰딩부(231) 위에 상부 접착부(260A)를 형성한다. 상부 접착부(260A)는 높은 접착력과, 낮은 열적 스트레스, 낮은 뒤틀림(warpage) 특성, 낮은 수분 흡수도, 낮은 열 팽창 계수(CTE) 등을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 접착부(260A)는 다음과 같은 특성을 갖는 물질로 형성될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Referring to FIG. 5C, an upper
상부 접착부(260A)는 2% 이하의 수분 흡수도를 가질 수 있고, Tg 이하(또는, 미만)에서 80 x 10-6 m/(mK)이하 예를 들어 61 x 10-6 m/(mK)이하의 열 팽창 계수를 갖고 Tg를 초과(또는, 이상)할 때 171 x 10-6 m/(mK) 이하 예를 들어 157 x 10-6 m/(mK)의 열 팽창 계수(CTE)를 가질 수 있다. 또한, 상부 접착부(260A)는 상온(25℃)에서 2500 MPa 이하 예를 들어 875 MPa 이하의 인장 계수(Tensile modulus)를 가질 수 있다.The upper
이후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상부 접착부(260A) 위에 기능층(250)을 형성할 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 상부 접착부(260A) 위에 컬러층(254)을 형성하고, 컬러층(254) 위에 보호층(256)을 형성할 수 있다. 이러한 기능층(250)의 코팅은 도장 및 인쇄 등의 공법에 의해 실현될 수 있으나, 실시 예는 기능층(250)의 특정한 형성 방법에 국한되지 않는다.Then, as shown in FIG. 5D, the
실시 예에 의하면, 보호층(256)은 가열 건조형 도료(또는, 소부 건조형 도료) 또는 우레탄 도료를 이용하여 열 경화 방식으로 형성될 수 있다.According to the embodiment, the
도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200B)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.6A to 6C are process sectional views illustrating a method of manufacturing the
도 6a를 참조하면, 베이스 기판(210A) 위에 지문 센서부(230B)의 일부 부재들을 형성한다. 이는 도 5a에 도시된 공정과 동일하므로 이에 대한 설명을 도 5a에 대한 설명으로 대신하며 중복되는 설명을 생략한다.Referring to FIG. 6A, some members of the
이후, 도 5b에 도시된 바와 달리, 도 6b를 참조하면, 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A)의 상부에 상부 접착부(260B)를 형성한다. 즉, 도 5b에 도시된 몰딩부(231)가 형성되는 공간에 상부 접착부(260B)가 형성된다. 도 6b에 도시된 상부 접착부(260B)는 도 5c에 도시된 상부 접착부(260A)와 구조만 다를 뿐 특성은 동일하므로 도 5c에 대한 설명에서 언급한 상부 접착부(260A)에 대한 내용은 도 6b에 도시된 상부 접착부(260B)에 적용될 수 있다.6B, an upper
이후, 도 6c를 참조하면 상부 접착부(260B) 위에 기능층(250)을 형성한다. 이는 도 5d에 도시된 공정과 동일하므로, 기능층(250)에 대한 설명을 도 5d에 대한 설명으로 대신하며 중복되는 설명을 생략한다.Referring to FIG. 6C, the
도 7a 내지 도 7e는 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200C)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.Figs. 7A to 7E show process cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the
도 7a를 참조하면, 센서 기판(241)의 제2 면(241B) 위에 지문 센서(243)를 형성한다. 이때, 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 제2 면(241B)을 서로 전기적으로 연결하는 패드(245)를 센서 기판(241)과 지문 센서(243) 사이에 형성할 수 있다. 지문 센서(243)는 반도체 칩 형태로 센서 기판(241) 위에 형성될 수 있다. 이후, 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 연결 부위에 제1 하부층(248)을 형성한다. Referring to FIG. 7A, a
이후, 도 7a에 도시된 결과물을 뒤집은 후, 도 7b에 도시된 바와 같이 솔더부(247)를 이용하여 센서 기판(241)의 제2 면(241B)을 베이스 기판(210B)에 전기적으로 연결시킨다. 예를 들어, SMT를 이용하여 솔더부(247)를 베이스 기판(210B) 위에 형성할 수 있다.7A, the
이후, 도 7c를 참조하면, 센서 기판(241)과 베이스 기판(210B) 사이에서 제1 하부층(248), 지문 센서(243) 및 솔더부(247)를 감싸도록 제2 하부층(249)을 형성한다.7C, a second
제1 및 제2 하부층(248, 249) 각각은 액상 EMC를 경화시켜 제조될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 하부층(248, 249)은 서로 다른 물질이나 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다.Each of the first and second
이후, 도 7d를 참조하면, 센서 기판(241)의 제1 면(241A) 위에 상부 접착부(260C)를 형성한다. 여기서, 상부 접착부(260C)의 형성 방법은 도 5c에 도시된 상부 접착층(260A)의 형성 방법과 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.7D, an upper
이후, 도 7e를 참조하면, 상부 접착부(260C) 위에 기능층(250)을 형성한다. 여기서, 기능층(250)의 형성은 도 5d에 도시된 기능층(250)의 형성 방법과 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.Referring to FIG. 7E, the
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
100: 커버 유리
200, 200A, 200B, 200C: 지문 센싱 장치
210A, 210B: 베이스 기판
230A, 230B, 240: 지문 센서부
231: 몰딩부
233: 하부 접착부
235, 243: 지문 센서
237: 보호 필름
239: 와이어
241: 센서 기판
245: 패드
247: 솔더부
248, 249: 하부층
250: 기능층
254: 컬러층
256: 보호층
260A, 260B, 260C: 상부 접착부
300: 디스플레이부
1000: 전자 기기100:
210A, 210B:
231: Molding part 233: Lower adhesive part
235, 243: fingerprint sensor 237: protective film
239: wire 241: sensor substrate
245: Pad 247: Solder part
248, 249: lower layer 250: functional layer
254: color layer 256: protective layer
260A, 260B, and 260C:
300: display unit 1000: electronic device
Claims (15)
상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부;
상기 지문 센서부 위에 배치된 상부 접착부; 및
상기 상부 접착부 위에 배치된 기능층을 포함하는 지문 센싱 장치.A base substrate;
A fingerprint sensor unit disposed on the base substrate;
An upper adhesive portion disposed on the fingerprint sensor portion; And
And a functional layer disposed on the upper adhesive portion.
상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서; 및
상기 지문 센서를 상기 베이스 기판에 전기적으로 연결하는 와이어를 포함하는 지문 센싱 장치.The apparatus of claim 1, wherein the fingerprint sensor unit
A fingerprint sensor disposed on the base substrate; And
And a wire electrically connecting the fingerprint sensor to the base substrate.
상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 기능층과 상기 베이스 기판 사이에 배치된 지문 센싱 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the upper adhesive portion
Wherein the fingerprint sensor is disposed between the functional layer and the base substrate while surrounding the fingerprint sensor and the wire.
상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 상부 접착부와 상기 베이스 기판 사이 및 상기 상부 접착부와 상기 지문 센서 사이에 배치된 몰딩부를 더 포함하는 지문 센싱 장치.The fingerprint sensor according to claim 2, wherein the fingerprint sensor unit
And a molding unit disposed between the upper adhesive unit and the base substrate and between the upper adhesive unit and the fingerprint sensor while surrounding the fingerprint sensor and the wire.
상기 지문 센서의 상부면과 상기 상부 접착부 사이에 배치된 보호 필름을 더 포함하는 지문 센싱 장치.5. The fingerprint sensor according to claim 3 or 4, wherein the fingerprint sensor unit
And a protective film disposed between the upper surface of the fingerprint sensor and the upper adhesive portion.
상기 베이스 기판과 상기 지문 센서의 하부면 사이에 배치된 하부 접착부를 더 포함하는 지문 센싱 장치.The fingerprint sensor according to claim 2, wherein the fingerprint sensor unit
And a lower adhesive portion disposed between the base substrate and the lower surface of the fingerprint sensor.
상기 상부 접착부 위에 배치된 컬러층; 또는
상기 컬러층 위에 배치된 보호층 중 적어도 하나를 포함하는 지문 센싱 장치.2. The device according to claim 1, wherein the functional layer
A color layer disposed on the upper adhesive portion; or
And a protective layer disposed over the color layer.
상기 상부 접착부와 접착된 제1 면을 갖고 상기 베이스 기판과 마주하는 제2 면을 갖는 센서 기판;
상기 센서 기판의 상기 제2 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치된 지문 센서;
상기 지문 센서와 상기 센서 기판의 상기 제2 면을 전기적으로 연결하는 패드; 및
상기 센서 기판의 상기 제2 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어, 상기 센서 기판과 상기 베이스 기판을 서로 전기적으로 연결하는 솔더부를 포함하는 지문 센싱 장치.The apparatus of claim 1, wherein the fingerprint sensor unit
A sensor substrate having a first surface bonded to the upper adhesive portion and having a second surface facing the base substrate;
A fingerprint sensor disposed between the second surface of the sensor substrate and the base substrate;
A pad electrically connecting the fingerprint sensor to the second surface of the sensor substrate; And
And a solder portion disposed between the second surface of the sensor substrate and the base substrate and electrically connecting the sensor substrate and the base substrate to each other.
상기 지문 센서와 상기 센서 기판의 연결 부위를 감싸며 배치된 제1 하부층; 및
상기 센서 기판의 상기 제2 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어, 상기 솔더부, 상기 지문 센서 및 상기 제1 하부층을 감싸도록 배치된 제2 하부층을 더 포함하는 지문 센싱 장치.13. The fingerprint sensor according to claim 12, wherein the fingerprint sensor unit
A first lower layer disposed around the connection portion between the fingerprint sensor and the sensor substrate; And
And a second lower layer disposed between the second surface of the sensor substrate and the base substrate and disposed to surround the solder portion, the fingerprint sensor, and the first underlayer.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160066476A KR20170135099A (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Fingerprint sensing apparatus and electric device including the apparatus |
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KR1020160066476A KR20170135099A (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Fingerprint sensing apparatus and electric device including the apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022177135A1 (en) * | 2021-02-17 | 2022-08-25 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device comprising sensor module |
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2016
- 2016-05-30 KR KR1020160066476A patent/KR20170135099A/en not_active Application Discontinuation
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