KR20170136184A - 지문 센싱 장치, 이 장치를 포함하는 전자 기기, 이 장치의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

실시 예의 지문 센싱 장치는 베이스 기판과, 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부 및 지문 센서부 위에 배치되는 기능층을 포함하고, 기능층의 가장 자리와 중심 간의 두께 편차는 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내이다.

Description

지문 센싱 장치, 이 장치를 포함하는 전자 기기, 이 장치의 제조 방법 및 장치{Fingerprint sensing apparatus, electric device including the apparatus, method and apparatus for manufacturing the fingerprint sensing appratus}

실시 예는 지문 센싱 장치, 이 장치를 포함하는 전자 기기, 이 장치의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

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.

도 1은 일반적인 지문 센싱 장치의 단면도를 나타낸다.

도 1에 도시된 지문 센싱 장치는 기판(10), 센싱부(20) 및 기능층(30)을 포함한다. 여기서, 기능층(30)은 센싱부(20) 위에 순차적으로 배치된 베이스층(32), 컬러층(34) 및 보호층(36)을 포함할 수 있다.

지문 센싱 장치의 보호층(36)은 스프레이 코팅 방식으로 형성되며, 중심축(CA)에서의 보호층(36)의 중심 두께(TC)는 가장 자리에서의 보호층(36)의 주변 두께(TP)보다 매우 작다. 중심 두께(TC)와 주변 두께(TP) 간의 두께 편차는 최소 5 ㎛ 이상으로서 매우 크다. 보호층(36)은 지문 센싱 장치에서 사용자의 지문이 직접 닿는 부분으로서 중심 두께(TC)와 주변 두께(TP) 간의 두께 편차가 심할 경우 외관이 매끄럽지 못해진다. 또한 사용자의 지문이 두께 편차로 인해 보호층(36)에 제대로 터치되지 않을 경우, 지문을 제대로 인식할 수 없는 등 센싱 기능이 저하될 수도 있다.

전술한 문제점을 개선하기 위해 복수의 지문 센싱 장치의 보호층(36)을 일괄적으로 형성한 후 지문 센싱 장치로 낱개로 절단할 수 있으나, 이는 절단되기 이전의 복수의 지문 센싱 장치들이 휘어지는 문제점이 있다.

또한, 지문 센싱 장치의 보호층(36)을 낱개로 코팅하고자 할 경우, 원하는 크기보다 더 크게 지문 센싱 장치를 제작해야 하기 때문에 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.

실시 예는 외관이 매끄럽고 센싱 기능이 양호하며 공정 비용이 저렴하며 낱개로 보호층을 코팅할 수 있는 지문 센싱 장치, 이 장치를 포함하는 전자 기기, 이 장치의 제조 방법 및 장치 제공한다.

일 실시 예에 의한 지문 센싱 장치는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부; 및 상기 지문 센서부 위에 배치되는 기능층을 포함하고, 상기 기능층의 가장 자리와 중심 간의 두께 편차는 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내일 수 있다.

예를 들어, 상기 기능층은 상기 지문 센서부 위에 배치된 프라이머층; 상기 프라이머층 위에 배치된 컬러층; 또는 상기 컬러층 위에 배치된 보호층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 두께 편차는 상기 보호층의 두께 편차에 해당할 수 있다.

예를 들어, 상기 보호층의 중심에서의 제1 두께는 상기 보호층의 가장 자리에서의 제2 두께보다 얇을 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 또는 제2 두께는 10 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다.

예를 들어, 상기 기능층의 총 두께는 18 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.

예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서; 상기 지문 센서를 상기 베이스 기판에 전기적으로 연결하는 와이어; 상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 기능층과 상기 베이스 기판 사이 및 상기 기능층과 상기 지문 센서의 상부면 사이에 배치된 몰딩부; 및 상기 지문 센서의 상부면과 상기 몰딩부 사이에 배치된 보호 필름을 포함할 수 있다.

또는, 예를 들어, 상기 지문 센서부는 상기 기능층과 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.

다른 실시 예에 의한 전자 기기는, 상기 지문 센싱 장치를 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 제조 방법은, 베이스 기판을 준비하는 단계; 상기 베이스 기판 위에 지문 센서부를 마운팅하는 단계; 상기 지문 센서부의 상부면에 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 위에 컬러층을 형성하는 단계; 상기 컬러층이 형성된 결과물을 지그에 안착시키는 단계; 상기 컬러층의 상부면에 임시 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 지그를 제거하고, 상기 컬러층보다 넓게 형성된 상기 임시 보호층의 가장 자리를 절단하여 가장 자리와 중심 간의 두께 편차가 1 ㎛ 내지 3 ㎛인 보호층을 완성하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제조 방법은 상기 컬러층을 형성하기 이전에 상기 프라이머층을 열 건조시키는 단계; 상기 지그를 안착시키기 이전에 상기 컬러층을 열 건조시키는 단계; 및 상기 지그를 제거하기 이전에, 상기 프라이머층, 상기 컬러층 및 상기 보호층을 광에 의해 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예에 의한 상기 지문 센싱 장치의 제조 방법을 수행하는 지문 센싱 장치의 제조 장치는 상기 지그; 및 상기 임시 보호층의 가장 자리를 절단하는 절단부를 포함하고, 상기 지그는 몸체; 상기 몸체에 형성되어 상기 베이스 기판, 상기 지문 센서부 및 상기 프라이머층과 컬러층의 적어도 일부를 수용하는 제1 수용부; 및 상기 제1 수용부 위에 형성되어 상기 상측 개구부를 형성하며 상기 보호층 형성용 물질을 수용하는 제2 수용부를 포함하고, 상기 제2 수용부는 상기 제1 수용부와 상기 몸체의 두께 방향으로 중첩되는 중앙 수용부; 및 상기 중앙 수용부를 에워싸는 평면 형상을 갖는 주변 수용부를 포함할 수 있다.

실시 예에 의한 지문 센싱 장치, 이 장치를 포함하는 전자 기기, 이 장치의 제조 방법 및 장치는 사용자의 지문이 터치되는 부분의 두께 편차가 적어 외관이 매끄럽고 센싱 기능이 양호하며, 낱개로 제작될 수 있으며 공정 비용이 절감될 수 있다.

도 1은 일반적인 지문 센싱 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치를 포함하는 전자 기기의 일 실시 예의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 5는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6a 내지 도 6e는 도 3 또는 도 4에 도시된 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 7은 도 6b에 도시된 컬러층까지 형성된 결과물과 지그 간의 분해 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 6c에 도시된 단면도의 평면 형상을 나타낸다.

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.

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.

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.

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.

이하, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B) 및 이 장치(200, 200A, 200B)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) 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.

이하에서 설명되는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)란, 지문 센서부(230, 240) 위에 기능층(250)이 배치되는 어느 장치도 해당할 수 있다. 특히, 기능층(250)은 보호층(256)을 포함할 수 있다. 또한, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 사용자의 손가락의 지문을 감지하는 것으로 설명하지만, 사용자의 지문 대신에 스타일러스(stylus) 펜의 터치를 센싱할 수도 있으며, 그 센싱 대상에 국한되지 않는다.

또한, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)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)가 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이 다양한 분야에 적용될 수 있는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)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.

또한, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 패키지화 또는 모듈화되어 전자 기기(1000)에 포함될 수 있으나, 실시 예는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)가 전자 기기(1000)에 포함되는 특정한 형태에 국한되지 않는다.

또한, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)의 이해를 돕기 위해, 도 2에 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)는 도 2에 도시된 전자 기기(1000)와 다른 다양한 형태의 전자 기기에 포함될 수 있음은 물론이다.

도 2는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200)를 포함하는 전자 기기(1000)의 일 실시 예의 평면도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 실시 예에 의한 전자 기기(1000)는 커버 유리(100), 지문 센싱 장치(200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.

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.

지문 센싱 장치(200)는 사용자의 지문을 센싱하거나 사용자의 손가락의 움직임을 센싱하거나 스타일러스의 접촉을 센싱하여 포인터를 조작할 수 있도록 할 수 있다. 도 2의 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 2에 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.

도 3은 도 2에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예(200A)에 의한 단면도를 나타내고, 도 4는 도 2에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예(200B)에 의한 단면도를 나타낸다.

도 3 및 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B)는 베이스 기판(210A, 210B), 지문 센서부(230, 240) 및 기능층(250)을 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200B)는 지문 센서부(240)의 구성이 다르고 베이스 기판(210B)과 지문 센서부(240)의 연결 형태가 다를 뿐, 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A)와 동일하다.

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.

베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230, 240)를 외부 장치와 연결시키거나 통신하도록 돕는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230, 240)를 구동하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 전기 신호나 이와 관련된 정보를 지문 센서부(230, 240)로 전달하기 위해, 베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230, 240)와 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230)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(230)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(230, 240)와 베이스 기판(210A, 210B)이 서로 전기적으로 연결되는 특정한 형태에 국한되지 않는다.

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.

한편, 지문 센서부(230, 240)는 반도체 칩(chip) 형태로 베이스 기판(210A, 210B) 위에 배치되어 지문을 센싱하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 지문 센서부(230)는 표면 실장 기술(SMT)에 의해 베이스 기판(210A) 위에 배치될 수 있다.

또한, 지문 센서부(230, 240)는 픽셀이 어레이 형태로 배치된 센싱 영역을 갖는 지문 센서를 포함할 수 있다. 지문 센서부(230, 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(230, 240)는 지문을 센싱하여 단편적인 지문 영상들을 읽어들인 후, 단편 지문 영상을 하나의 영상으로 정합하여 온전한 지문 영상을 구현할 수 있다.

또한, 이러한 지문 센서부(230, 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.

또한, 지문 센서부(230, 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.

전술한 동작을 위해, 지문 센서부(230, 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.

실시 예는 지문 센서부(230, 240)에서 지문을 센싱하는 방식에 국한되지 않는다. 즉, 지문 센서부(230, 240)는 동작 원리에 따라 구분되는 초음파 방식, 적외선 방식 또는 정전용량 방식 지문 센서일 수 있다.

또한, 실시 예는 지문 센서부(230, 240)의 특정한 구조에 국한되지 않는다. 지문 센서부(230, 240)의 예시적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.

일 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230)는 몰딩부(231), 접착부(233), 지문 센서(235), 보호 필름(237) 및 와이어(239)를 포함할 수 있다.

접착부(233)는 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A) 사이에 배치될 수 있다. 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(230)는 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.

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.

보호 필름(237)은 외부의 수분으로부터 지문 센서(235)를 보호하는 역할을 수행하기 위해, 지문 센서(235)의 상부면과 몰딩부(231) 사이에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 지문 센서부(230)에서 보호 필름(237)은 생략될 수 있다. 예를 들어 보호 필름(237)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 재료를 코팅하거나 필름을 라미네이션(lamination)하여 형성될 수 있다.

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.

몰딩부(231)는 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A) 상부에 배치될 수 있다. 즉, 몰딩부(231)는 기능층(250)과 베이스 기판(210A) 사이 및 기능층(250)과 지문 센서(235)의 상부면 사이에 배치될 수 있다. 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(230)를 베이스 기판(210A)의 바닥면에 밀착시킴으로써, 지문 센서부(230)의 신뢰성을 높이는 데 기여할 수도 있다.

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)을 포함할 수 있다.

센서 기판(241)은 제1 및 제2 면(241A, 241B)을 포함할 수 있다. 센서 기판(241)의 제1 면(241A)은 기능층(250)과 접착되는 면이고, 제2 면(241B)은 제1 면(241A)의 반대측 면으로서 베이스 기판(210B)과 마주하는 면에 해당한다.

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 수 있다.

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.

도 3에 도시된 지문 센서부(230)의 지문 센서(235)는 도 4에 도시된 센서 기판(241)과 지문 센서(243)의 역할을 모두 수행한다. 반면에, 도 4에 도시된 센서 기판(241) 및 지문 센서(243)는 도 3에 도시된 지문 센서(235)의 역할을 서로 분담하여 수행할 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A)를 '일체형 지문 센싱 장치'라 칭하고, 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200B)를 '분리형 지문 센싱 장치'라고 칭할 수 있다.

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.

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.

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.

제2 하부층(249)은 센서 기판(241)의 제2 면(241B)과 베이스 기판(210B) 사이에 배치되어, 솔더부(247), 지문 센서(243) 및 제1 하부층(248)을 감싸도록 배치될 수 있다.

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.

한편, 기능층(250)은 지문 센서부(230, 240) 위에 배치될 수 있다. 도 3의 경우 기능층(250)은 지문 센서부(230)의 몰딩부(231) 위에 배치되고, 도 4의 경우 기능층(250)은 센서 기판(241)의 제1 면(241A) 위에 배치될 수 있다.

실시 예에 의하면, 지문 센서부(230, 240)(또는, 지문 센싱 장치(200A, 200B))의 중심축(CA:Central Axis)에서의 기능층(250)의 중심 두께와 지문 센서부(230, 240)(또는, 지문 센싱 장치(200A, 200B))의 가장 자리에서의 기능층(250)의 가장 자리 두께 간의 두께 편차는 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내일 수 있다. 이와 같이, 기능층(250)의 중심 두께와 가장 자리 두께 간의 두께 편차가 작을 경우 외관이 매끈하고 지문을 감지하는 센싱 기능이 양호해질 수 있다.

또한, 기능층(250)은 프라이머(primer)층(252), 컬러층(254) 또는 보호층(256) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 기능층(250)은 프라이머층(252), 컬러층(254) 및 보호층(256)을 모두 포함할 수 있다.

또는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 달리 기능층(250)은 프라이머층(252) 및 보호층(256)을 포함하지만 컬러층(254)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, 기능층(250)은 컬러층(254)과 보호층(256)을 포함하지만 프라이머층(252)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, 기능층(250)은 프라이머층(252)과 컬러층(254)을 포함하지만 보호층(256)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, 기능층(250)은 프라이머층(252), 컬러층(254) 또는 보호층(256) 만을 포함할 수 있다.

먼저, 프라이머층(252)은 지문 센서부(230, 240) 위에 배치되며, 반사 소재의 코팅일 수 있으며, 실버 코팅으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프라이머층(252)은 나노 분자로 분쇄된 도료와 은(Ag) 입자를 포함하여 구현될 수 있다. 프라이머층(252)은 지문 센서부(230, 240)의 상부에서 빛을 반사함으로써 지문 센서부(230, 240)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 프라이머층(252)은 몰딩부(231)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 프라이머층(252)은 몰딩부(231)에 대한 은폐력을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 프라이머층(252)은 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.

또한, 프라이머층(252)은 컬러층(254)의 안정적인 도포를 돕는 일종의 접착제의 역할을 수행할 수도 있다.

프라이머층(252)은 3 ㎛ 내지 5 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

만일, 기능층(250)이 프라이머층(252)을 포함하지 않을 경우 컬러층(254)은 지문 센서부(230, 240)와 보호층(256) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 기능층(250)이 프라이머층(252)을 포함할 경우, 컬러층(254)은 프라이머층(252)과 보호층(256) 사이에 배치될 수 있다.

컬러층(254)은 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 색상을 그(200A, 200B) 주변과 일치시키거나 유사하게 만드는 역할을 한다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 컬러층(254)은 몰딩부(231)의 색상이 보통 검정색이므로 이를 은폐하기 위해 별도의 색상을 재현하는 역할을 한다.

컬러층(254)은 나노 분자로 분쇄된 도료와 컬러 피그먼트(pigment)를 포함하여 이루어질 수 있다. 컬러층(254)을 구성하는 나노 분자로 분쇄된 도료는 프라이머층(252)을 구성하는 나노 분자로 분쇄된 실리콘 도료와 동일한 물질일 수 있으며, 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.

전술한 컬러층(254)은 5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

만일, 기능층(250)이 컬러층(254)을 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 않고 프라이머층(252)을 포함할 경우, 보호층(256)은 프라이머층(252) 위에 배치되어 프라이머층(252)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 또는, 기능층(250)이 프라이머층(252)과 컬러층(254)을 포함하지 않을 경우, 도 3의 경우 보호층(256)은 몰딩부(231) 위에 배치되어 몰딩부(231)를 보호하는 역할을 수행하거나 도 4의 경우 보호층(256)은 센서 기판(241) 위에 배치되어 센서 기판(241)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

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.

또한, 보호층(256)은 글래스(glass) 또는 세라믹(ceramic) 등으로 구현될 수 있으며, 하드 코팅된 필름 형태일 수 있다. 보호층(256)의 코팅 시에 펄(pearl) 소재 등과 같은 질감을 나타낼 수 있도록 별도의 소재가 더 추가될 수 있다.

보호층(256)은 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.

실시 예에 의하면, 보호층(256)은 기능층(250)의 최상측에 배치되는 층으로서 전술한 기능층(250)의 두께 편차는 보호층(256)의 두께 편차에 해당할 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 보호층(256)의 중심(CA)에서 보호층(256)의 제1 두께(T1)는 보호층(256)의 가장 자리에서의 제2 두께(T2)보다 얇을 수 있다. 이때, 보호층(256)의 제1 두께(T1)와 제2 두께(T2) 간의 두께 편차는 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내일 수 있다. 이와 같이, 중심 두께인 제1 두께(T1)와 가장 자리 두께인 제2 두께(T2) 간의 두께 편차가 작을 경우 외관이 매끈하고 지문을 감지하는 센싱 기능이 양호해질 수 있다.

제1 또는 제2 두께(T1, T2)는 10 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있지만, 실시 예는 제1 또는 제2 두께(T1, T2)의 특정한 값에 국한되지 않는다.

도 3 및 도 4의 경우 기능층(250)은 3개의 층(252, 254, 256)으로 구분되어 있으나, 일체형으로 된 단일층일 수도 있다. 만일, 기능층(250)의 총 두께(TT)가 18 ㎛보다 작을 경우 표면 경도가 충분히 확보되지 않을 수 있다. 특히, 도 3에 도시된 몰딩부(231)의 색상을 차단하기 어려울 수도 있으며, 컬러층(254)이 원하는 색상을 구현하기 어려울 수도 있다. 또한, 기능층(250)의 총 두께(TT)가 30 ㎛보다 클 경우, 도 3에 도시된 기능층(250)과 몰딩부(231) 간의 접착력이 저하되거나 도 4에 도시된 기능층(250)과 센서 기판(241) 간의 접착력이 저하되어 서로 박리될 수 있다. 또한, 총 두께(TT)가 30 ㎛보다 클 경우, 사용자의 지문이 터치되는 기능층(250)의 상부면과 지문 센서(235, 243)의 상부면 간의 거리가 멀어져 지문 센서(235, 243)의 센싱 기능이 저하될 수도 있다. 따라서, 기능층(250)의 총 두께(TT)는 18 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

또한, 기능층(250)은 코팅된 형태를 가질 수 있지만, 실시 예는 기능층의 특정한 형태에 국한되지 않는다.

이하, 도 3 및 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B) 각각의 제조 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.

도 5는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이고, 도 6a 내지 도 6e는 도 3 또는 도 4에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.

도 6a를 참조하면, 베이스 기판(500)을 준비한다(제410 단계). 여기서, 베이스 기판(500)은 도 3 또는 도 4에 도시된 베이스 기판(210A, 210B)에 해당하므로 중복되는 설명을 생략한다.

제410 단계 이후, 베이스 기판(500) 위에 지문 센서부(510)를 마운팅한다(제412 단계). 여기서, 지문 센서부(510)는 도 3 또는 도 4에 도시된 지문 센서부(230, 240)에 해당한다.

예를 들어, 도 3에 도시된 지문 센서부(230)는 다음과 같이 제조될 수 있다.

접착부(233)를 이용하여 지문 센서(235)를 베이스 기판(210A, 500)에 고정시킬 수 있다. 접착부(233)는 에폭시 접착제일 수 있으나, 실시 예는 접착부(233)의 특정한 재질에 국한되지 않는다. 지문 센서(235)는 반도체 칩 형태로 베이스 기판(210A, 500) 위에 형성될 수 있다. 이후, 지문 센서(235) 위에 보호 필름(237)을 형성한다. 보호 필름(237)의 형성은 생략될 수 있다. 이후, 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A, 500)을 와이어(239)에 의해 전기적으로 서로 연결시킨다. 이때, 와이어(239)가 형성된 이후에 보호 필름(237)이 형성될 수도 있고, 보호 필름(237)의 형성은 생략될 수도 있다. 이후, 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A, 500)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.

예를 들어, 도 4에 도시된 지문 센서부(240)는 다음과 같이 제조될 수 있다.

센서 기판(241)의 제2 면(241B) 위에 지문 센서(243)를 형성한다. 이때, 지문 센서(243)와 센서 기판(241)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. 이와 같이 형성된 결과물을 뒤집은 후, 솔더부(247)를 이용하여 센서 기판(241)을 베이스 기판(210B, 500)에 전기적으로 연결시킨다. 예를 들어, SMT를 이용하여 솔더부(247)를 베이스 기판(210B, 500) 위에 형성할 수 있다. 이후, 센서 기판(241)과 베이스 기판(210B, 500) 사이에서 제1 하부층(248), 지문 센서(243) 및 솔더부(247)를 감싸도록 제2 하부층(249)을 형성한다. 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.

계속해서 도 5 및 도 6a를 참조하면, 제412 단계 후에, 지문 센서부(510)의 상부면(510T)을 세척한다(제414 단계). 예를 들어, 제414 단계는 알코올 예를 들어, 이소프로필 알콜(IPA:IsoPropyl Alcohol) 등을 이용하여 수행될 수 있다.

제414 단계 후에, 지문 센서부(510)의 정전기를 방지(또는, 제거)하는 작업을 수행한다(제416 단계). 만일, 지문 센서부(510)의 정전기를 제거하지 않거나 정전기가 생기지 않도록 방지 조치를 취하지 않을 경우 지문 센서부(510)의 정전기로 인해 이물질이 지문 센서부(510)에 붙을 수도 있다. 경우에 따라, 제416 단계는 생략될 수도 있다.

제416 단계 후에, 지문 센서부(510)의 세척된 상부면(510T)에 기능층(250)을 형성한다(제418 단계 내지 434 단계).

먼저, 제416 단계 후에, 지문 센서부(510)의 세척된 상부면(510T)에 프라이머층(252)을 형성한다(제418 단계).

제418 단계 후에, 프라이머층(252)을 열 건조 시킨다(제420 단계). 예를 들어, 오븐과 같은 가열 장치 내에서 65℃ 내지 80℃의 온도로 5분 내지 10분 동안 프라이머층(252)을 열 건조 시킬 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

제420 단계 후에, 프라이머층(252) 위에 컬러층(254)을 형성한다(제422 단계).

제422 단계 후에, 컬러층(254)을 열 건조시킨다(제424 단계). 예를 들어, 오븐과 같은 가열 장치 내에서 65℃ 내지 80℃의 온도로 5분 내지 10분 동안 컬러층(254)을 열 건조 시킬 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

제424 단계 후에, 도 6b에 도시된 바와 같이 컬러층(254)까지 형성된 결과물을 지그(jig)(600)에 안착시킨다(제426 단계).

이하, 도 5에 도시된 제조 방법을 수행하는 지문 센싱 장치의 실시 예에 의한 제조 장치의 구성에 대해 간략히 살펴본다.

도 7은 도 6b에 도시된 컬러층(254)까지 형성된 결과물과 지그(600) 간의 분해 단면도를 나타낸다.

도 5에 도시된 방법을 수행하는 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)의 제조 장치는 지그(600)를 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 지그(600)는 제1 수용부(610), 제2 수용부(620) 및 몸체(630)를 포함할 수 있다.

제1 수용부(610)는 몸체(630)에 형성되어, 베이스 기판(500), 지문 센서부(510) 및 프라이머층(252)과 컬러층(254)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 따라서, 제1 수용부(610)의 깊이(d)는 베이스(500)의 두께와 지문 센서부(510)의 두께와, 프라이머층(254)의 두께와 컬러층(264)의 두께의 합 이하일 수 있다.

제2 수용부(620)는 제1 수용부(610) 위에 형성되어 상측 개구부(OP)를 형성할 수 있다. 여기서, 상측 개구부(OP)는 컬러층(254)의 상부면을 노출시키고 컬러층(254)의 가장 자리를 에워싸는 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 수용부(620)는 도 6c에 도시된 바와 같이 보호층(256) 형성용 물질(520)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 제2 수용부(620)는 중앙 수용부(622) 및 주변 수용부(624)를 포함할 수 있다. 중앙 수용부(622)는 제1 수용부(610)와 몸체(630)의 두께 방향(예를 들어, x축 방향)으로 중첩될 수 있다. 주변 수용부(624)는 중앙 수용부(622)를 에워싸는 평면 형상을 가질 수 있다.

도 8은 도 6c에 도시된 단면도의 평면 형상을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 지그(600)의 제1 수용부(610) 및 제2 수용부(620)는 사각형 평면 형상을 갖는 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

한편, 계속해서, 도 5를 참조하면, 제426 단계 후에, 도 6c에 도시된 바와 같이 지그(600)의 상측 개구부(OP)에 보호층(256) 형성용 물질(520)을 주입하여 컬러층(256)의 상부면의 중앙 수용부(622) 및 주변 수용부(624)에 임시 보호층(520)을 형성한다(제428 단계).

제428 단계 후에, 프라이머층(252), 컬러층(254) 및 보호층(256)을 경화시킨다(제430 단계). 예를 들어, UV 램프 등으로 광을 이용하여 제430 단계를 수행할 수 있다.

제430 단계 후에, 도 6d에 도시된 바와 같이 지그(600)를 제거한다(제432 단계).

제432 단계 후에, 도 6e에 도시된 바와 같이 컬러층(254)보다 y축과 z축 방향으로 넓게 형성된 임시 보호층(520)의 가장 자리(522)를 절단하여 보호층(256)을 완성한다(제434 단계). 여기서, 임시 보호층(520)의 가장 자리(522)는 도 7에 도시된 주변 수용부(624)에 위치한 보호층(520) 형성용 물질에 해당한다.

전술한 바와 같이, 보호층(256)을 제조할 경우 보호층(256)의 중앙의 제1 두께(T1)와 보호층(256)의 가장 자리의 제2 두께(T2) 간의 두께 편차가 1 ㎛ 내지 3 ㎛일 수 있다.

제434 단계를 수행하기 위해, 지문 센싱 장치의 제조 장치는 절단부(640)를 더 포함할 수 있다. 절단부(640)는 임시 보호층(520)의 가장 자리(522)를 화살표 방향으로 절단할 수 있다. 가장 자리(522)는 수치 제어(NC:Numerical Control) 가공 또는 레이져(laser) 가공 등 일반적인 커팅(cutting) 공정에 의해 수행될 수 있다.

전술한 프라이머층(252), 컬러층(254) 및 보호층(256) 형성용 물질은 도장 및 인쇄 등의 공법에 의해 실현될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

전술한 바와 같이, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 제조 방법 및 장치는 지그(600)를 이용하여 보호층(256)을 형성하므로 보호층(256)의 제1 및 제2 두께(T1, T2) 간의 두께 편차가 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내로 매우 작아질 수 있다.

또한, 도 1에서와 같이, 지그(600)를 이용하지 않고 보호층(36) 형성용 물질을 컬러층(34) 위에 스프레이 코팅할 경우 보호층(36)의 두께 편차가 5 ㎛ 이상으로 매우 커질 수 있다. 그러나, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 제조 방법 및 장치에서와 같이, 지그(600)를 이용하여 보호층(256)을 형성할 경우 보호층(256) 형성용 물질을 유광 스프레이 코팅해도 보호층(256)의 두께 편차는 도 1과 비교할 때 상대적으로 작은 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내일 수 있다. 따라서, 실시 예에 의한 제조 방법 및 장치는, 보호층(256)을 제조하는 상대적으로 고가의 제조 방법인 UV 몰드 코팅 방식을 이용하지 않고 비교적 저렴한 스프레이 코팅 방식을 이용하여 보호층(256)을 형성할 수 있어, 공정 비용이 절감될 수 있다.

또한, 기존에서와 같이 복수의 지문 센싱 장치들에 대해 보호층(36)을 형성한 후 절단할 경우에 휨 현상이 발생하는 문제점이 있었으나, 실시 예에 의한 제조 방법 및 장치에 의할 경우, 복수의 지문 센싱 장치들에 대해 코팅하고 커팅하여 낱개의 지문 센싱 장치를 제조하지 않고서도, 지그(600)를 이용하기 때문에 보호층(256)의 두께 편차가 작은 지문 센싱 장치를 낱개로 제조할 수 있다.

또한, 기존의 경우 낱개로 지문 센싱 장치를 제조할 경우 지문 센싱 장치의 크기를 증가시켜야 하였으나, 실시 예에 의한 제조 방법 및 장치는 지그(600)를 이용하기 때문에 낱개로 제조되는 지문 센싱 장치의 크기를 증가시키지 않아도 되므로 제조 비용이 더욱 절감될 수 있다.

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.

100: 커버 유리 200, 200A, 200B: 지문 센싱 장치
210A, 210B, 500: 베이스 기판 230, 240, 510: 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
252: 프라이머층 254: 컬러층
256: 보호층 300: 디스플레이부
600: 지그 610: 제1 수용부
620: 제2 수용부 622: 중앙 수용부
624: 주변 수용부 630: 몸체
1000: 전자 기기

Claims (12)

1. 베이스 기판;
   상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부; 및
   상기 지문 센서부 위에 배치되는 기능층을 포함하고,
   상기 기능층의 가장 자리와 중심 간의 두께 편차는 1 ㎛ 내지 3 ㎛ 이내인 지문 센싱 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 기능층은
   상기 지문 센서부 위에 배치된 프라이머층;
   상기 프라이머층 위에 배치된 컬러층; 또는
   상기 컬러층 위에 배치된 보호층 중 적어도 하나를 포함하는 지문 센싱 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 두께 편차는 상기 보호층의 두께 편차에 해당하는 지문 센싱 장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 보호층의 중심에서의 제1 두께는 상기 보호층의 가장 자리에서의 제2 두께보다 얇은 지문 센싱 장치.
5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 두께는 10 ㎛ 내지 15 ㎛인 지문 센싱 장치.
6. 제4 항에 있어서, 상기 기능층의 총 두께는 18 ㎛ 내지 30 ㎛인 지문 센싱 장치.
7. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서부는
   상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서;
   상기 지문 센서를 상기 베이스 기판에 전기적으로 연결하는 와이어;
   상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 기능층과 상기 베이스 기판 사이 및 상기 기능층과 상기 지문 센서의 상부면 사이에 배치된 몰딩부; 및
   상기 지문 센서의 상부면과 상기 몰딩부 사이에 배치된 보호 필름을 포함하는 지문 센싱 장치.
8. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서부는
   상기 기능층과 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.
9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 지문 센싱 장치를 포함하는 전자 기기.
10. 베이스 기판을 준비하는 단계;
    상기 베이스 기판 위에 지문 센서부를 마운팅하는 단계;
    상기 지문 센서부의 상부면에 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 프라이머층 위에 컬러층을 형성하는 단계;
    상기 컬러층이 형성된 결과물을 지그에 안착시키는 단계;
    상기 컬러층의 상부면에 임시 보호층을 형성하는 단계; 및
    상기 지그를 제거하고, 상기 컬러층보다 넓게 형성된 상기 임시 보호층의 가장 자리를 절단하여 가장 자리와 중심 간의 두께 편차가 1 ㎛ 내지 3 ㎛인 보호층을 완성하는 단계를 포함하는 지문 센싱 장치의 제조 방법.
11. 제10 항에 있어서, 상기 제조 방법은
    상기 컬러층을 형성하기 이전에 상기 프라이머층을 열 건조시키는 단계;
    상기 지그를 안착시키기 이전에 상기 컬러층을 열 건조시키는 단계; 및
    상기 지그를 제거하기 이전에, 상기 프라이머층, 상기 컬러층 및 상기 보호층을 광에 의해 경화시키는 단계를 더 포함하는 지문 센싱 장치의 제조 방법.
12. 제10 항 및 제11 항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법을 수행하는 지문 센싱 장치의 제조 장치는
    상기 지그; 및
    상기 임시 보호층의 가장 자리를 절단하는 절단부를 포함하고,
    상기 지그는
    몸체;
    상기 몸체에 형성되어 상기 베이스 기판, 상기 지문 센서부 및 상기 프라이머층과 컬러층의 적어도 일부를 수용하는 제1 수용부; 및
    상기 제1 수용부 위에 형성되어 상기 상측 개구부를 형성하며 상기 보호층 형성용 물질을 수용하는 제2 수용부를 포함하고,
    상기 제2 수용부는
    상기 제1 수용부와 상기 몸체의 두께 방향으로 중첩되는 중앙 수용부; 및
    상기 중앙 수용부를 에워싸는 평면 형상을 갖는 주변 수용부를 포함하는 지문 센싱 장치의 제조 장치.

Images