KR20170136898A - 지문센서 모듈의 제조방법 - Google Patents

지문센서 모듈의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 기판과 지문센서 패키지를 준비하는 단계; 지문센서 패키지 하면의 테두리영역과 대응되는 기판 상면의 접착영역에 접착부재를 구비하는 단계; 기판의 테두리영역과 지문센서 패키지의 접착영역이 서로 대향하도록 상기 기판과 지문센서 패키지를 위치시키는 단계; 표면실장공정을 통하여 기판과 지문센서 패키지를 접착부재와 솔더를 사이에 두고 연결하는 단계를 포함한다.

Description

지문센서 모듈의 제조방법{METHODE OF MANUFACTURING FINGERPRINT SENSOR MODULE}
본 발명은 지문센서 모듈의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 습기 유입을 방지하는 지문센서 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
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 센서
로는 지문센서가 많이 사용되고 있다.
지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서로서, 지문센서를 통해 사용자 등록이나 인증 절차를 거치도록 함으로써, 휴대용 전자기기에 저장된 데이터를보호하고, 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 내비게이션 기능을 지문센서에 통합하기도 하는 등 그 활용 정도가 더욱 넓어지고 있는데, 이러한 형태의 지문센서를 바이오매트릭 트랙패드(BTP: Biometric Track Pad)라 한다.
지문센서의 종류에는 정전용량식, 광학식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉 방식 등이 있으나, 감도가 우수하고 외부 환경변화에 강인하며 휴대용 전자기기와의 정합성이 우수한 정전용량 방식의 지문센서가 최근 많이 사용되고 있다.
한편, 지문센서가 실장된 휴대용 전자기기는 다양한 외부환경에 노출될 수 있는데, 예를 들어 물과 접촉할 수 있는 장소에 있거나 우천 시 등의 환경에서 불가피하게 수분의 유입이 이루어질 수 있다.
특히, 휴대용 전자기기에 실장되는 지문센서는 사용자의 지문정보를 용이하게 획득하기 위하여 대체로 휴대용 전자기기 외부에 노출되어 있는데, 이에 따라 지문센서 자체에도 높은 방수성능이 요구되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 지문센서 패키지(120)는 표면실장공정(SMT : Surface Mount Technology)에 의하여 기판(110)에 실장될 수 있다.
이때, 지문센서 패키지(120)와 기판(110)의 사이에는 지문센서 패키지와(120)와 기판(110)을 전기적으로 연결하기 위하여 도전부(150)가 구비될 수 있는데, 이로 인하여 지문센서 패키지(120)와 기판(110)의 사이에 공간이 형성될 수 있다.
이러한 공간에 외부로부터 수분 또는 습기가 유입될 경우, 지문센서 패키지(120)가 오동작하거나 또는 파손될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 지문센서 패키지(120)의 외측에 방수부재(140)를 구비하기도 하였다.
한편, 이러한 방수부재(140)를 구비하기 위하여 종래에는 지문센서(120)와 메인기판(110) 사이에 방수부재(140)를 도포하는 공정, 그리고 방수부재(140)를 경화하는 공정을 추가로 진행하였는데, 이 과정에서 다양한 문제점이 발생하였다.
예를 들어, 방수부재(140)가 정량으로 도포되지 않을 경우, 방수부재(140)의 부피로 인하여 베젤부(130)와 같은 추가의 구조물이 미리 정해진 위치에 구비되지 못하는 등의 문제점이 있었다. (도 1 (A) 참고)
또한, 방수부재(140) 내부에 기포가 발생하는 경우, 지문센서 모듈의 방수기능이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 방수부재(140)를 구비하기 위한 공정이 추가됨으로써 지문센서 모듈의 제조공정이 복잡해질 뿐 아니라, 공정시간이 증가하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부 습기 유입을 방지하는 지문센서 모듈을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 기판과 지문센서 패키지를 준비하는 단계; 상기 지문센서 패키지 하면의 테두리영역과 대응되는 상기 기판 상면의 접착영역에 접착부재를 구비하는 단계; (c) 상기 기판의 테두리영역과 상기 지문센서 패키지의 접착영역이 서로 대향하도록 상기 기판과 지문센서 패키지를 위치시키는 단계; (d) 표면실장공정을 통하여 상기 기판과 지문센서 패키지를 상기 접착부재와 솔더를 사이에 두고 연결하는 단계; 를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 공정과정 상의 표면실장공정 중 접착부재를 이용하여 방수기능을 갖추기 때문에, 방수기구물을 형성하는 별도의 공정이 생략될 수 있다. 이로 인해, 지문센서 모듈의 생산성이 높아질 수 있다.
도 1은 종래의 지문센서 모듈을 나타낸 단면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법을 나타낸 흐름 예시이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조공정을 나타낸 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 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 모듈의 제조방법을 나타낸 흐름 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조공정을 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조공정을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문센서 모듈의 제조방법은 기판(310)과 지문센서 패키지(320)를 준비하는 단계를 가질 수 있다.(S210)
기판(310)은 지문센서 패키지(320)를 실장할 수 있으며, 전기신호정보를 전달할 수 있는 인쇄회로기판(310)(PCB : Printed Circuit Board) 또는 연성회로기판(310)(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
지문센서 패키지(320)는 지문의 이미지를 감지할 수 있는 모듈로써, 다양한 감지 방식을 이용하여 지문의 이미지를 감지할 수 있다. 예를 들어, 지문센서 패키지(320)는 정전용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉 방식 등을 사용하여 지문의 이미지를 감지할 수 있는데, 이하에서는 설명의 편의상 지문센서 패키지(320)가 정전용량 방식을 이용하는 경우로 예를 들어 설명하도록 한다.
보다 상세히 설명하면, 지문센서 패키지(320)는 지문의 산과 골의 높이차이에 따른 정전용량의 차이를 감지할 수 있으며, 감지한 신호를 제어부(미도시)로 전달할 수 있다. 그리고, 제어부는 수신한 신호를 바탕으로 지문의 이미지를 획득할 수 있다.
지문센서 패키지(320)는 지문을 감지하기 위해 다양한 형태의 센싱구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문센서 모듈은 2차원적으로 배열된 복수개의 센싱 픽셀을 포함할 수 있다. 또한, 지문센서 패키지(320)는 라인 타입의 복수개의 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수도 있다. 또한, 지문센서 패키지(320)는 AREA 타입인 복수개의 이미지 수신부를 포함할 수도 있다.
다음으로, 지문센서 패키지(320) 하면의 테두리영역과 대응되는 기판(310) 상면의 접착영역(331)에 접착부재(330)를 구비하는 단계가 진행될 수 있다.(S220)
기판(310)의 상면에는 접착영역(331)이 설정될 수 있다.
접착영역(331)은 설계사항에 따라 기판(310)의 상면에 기설정된 영역으로써, 지문센서 패키지(320) 하면의 테두리영역에 대응되는 영역일 수 있다.
또한, 접착영역(331)의 상부에는 접착부재(330)가 구비될 수 있다. (도 4의 (a) 참조)
접착부재(330)는 기판(310)과 지문센서 패키지(320)를 연결할 수 있는 부재로써, 열가소성 수지로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 접착부재(330)는 열가소성 에폭시 수지로 이루어질 수 있다. 또한, 접착부재(330)는 필름방식, 스프레이방식, 인쇄방식 등을 이용하여 구비될 수 있다.
또한, 접착부재(330)가 지문센서 패키지(320) 하면의 테두리영역에 구비될 수도 있다(도 4의 (b) 참조). 접착부재(330)의 다른 특징은 이후의 단계에서 설명하기로 한다.
한편, 기판(310) 상면의 도전영역(341)에는 솔더(340)가 구비될 수 있다.
도전영역(341)은 접착영역(331)의 내측에 위치하는 영역으로써, 기판(310)과 지문센서 패키지(320) 사이에서 전기적 신호가 흐르는 영역일 수 있다. 이때, 도전영역(341)은 접착영역(331)과는 분리된 영역일 수 있다.
본 단계에서 접착부재(330)와 솔더(340)는 순서에 상관없이 구비될 수 있으며, 접착부재(330)와 솔더(340)가 동시에 구비될 수도 있다.
다음으로, 기판(310)의 테두리영역과 지문센서 패키지(320)의 접착영역(331)이 서로 대향하도록 기판(310)과 지문센서 패키지(320)를 위치시키는 단계가 진행될 수 있다.(S230)
본 단계에서는 지문센서 패키지(320)를 기판(310)상의 기설정된 영역에 연결하기 위하여, 기판(310)의 테두리영역과 지문센서 패키지(320)의 접착영역(331)이 서로 대향하도록 각각을 위치시킬 수 있다.
다음으로, 표면실장공정을 통하여 기판(310)과 지문센서 패키지(320)를 접착부재(330)와 솔더(340)를 사이에 두고 연결하는 단계가 진행될 수 있다.(S240)
본 단계의 표면실장공정은 가열 및 냉각이 이루어지는 통상의 표면실장공정일 수 있다.
표면실장공정 중 접착부재(330)와 솔더(340)는 가열을 통해 연화된 후, 냉각을 통해 경화되게 되는데, 이를 통해, 기판(310)과 지문센서 패키지(320)가 전기적, 물리적으로 연결될 수 있다. 이때, 접착부재(330)가 기판(310)과 지문센서 패키지(320)의 테두리영역을 연결함으로써, 기판(310)과 지문센서 패키지(320) 사이의 내측영역이 외부로부터 기밀될 수 있다. 다시말해, 접착부재(330)는 방수기능을 수행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 표면실장공정을 통하여 기판(310)과 지문센서 패키지(320) 사이의 테두리 영역에 형성되는 접착부재(330)가 방수기능을 수행하기 때문에, 방수기구물을 형성하기 위한 별도의 공정이 생략될 수 있다.
즉, 방수기구물을 형성하기 위한 별도의 공정이 생략됨으로써 지문센서 모듈의 생산성이 향상될 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 있을것이다. 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, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
310 : 기판
320 : 지문센서 패키지
330 : 접착부재
331 : 접착영역
340 : 솔더
341 : 도전영역

Claims (1)

  1. 지문센서 모듈의 제조방법에 있어서,
    (a) 기판과 지문센서 패키지를 준비하는 단계;
    (b) 상기 지문센서 패키지 하면의 테두리영역과 대응되는 상기 기판 상면의 접착영역에 접착부재를 구비하는 단계;
    (c) 상기 기판의 테두리영역과 상기 지문센서 패키지의 접착영역이 서로 대향하도록 상기 기판과 지문센서 패키지를 위치시키는 단계;
    (d) 표면실장공정을 통하여 상기 기판과 지문센서 패키지를 상기 접착부재와 솔더를 사이에 두고 연결하는 단계;
    를 포함하는 지문센서 모듈의 제조방법.
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