KR20180016245A - 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈 - Google Patents

지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈 Download PDF

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KR20180016245A
KR20180016245A KR1020170030677A KR20170030677A KR20180016245A KR 20180016245 A KR20180016245 A KR 20180016245A KR 1020170030677 A KR1020170030677 A KR 1020170030677A KR 20170030677 A KR20170030677 A KR 20170030677A KR 20180016245 A KR20180016245 A KR 20180016245A
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Abstract

지문 센서; 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 개시된다.

Description

지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈{FINGERPRINT SENSOR PACKAGE AND FINGERPRINT SENSOR MODULE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 지문 센서 패키지 및 지문 센서 모듈에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 신용카드, 체크카드 등과 같은 플라스틱 카드의 상부나 모바일 제품의 제품 커버 하부에 실장될 수 있는 지문 센서 패키지, 및 지문 센서 패키지가 실장된 지문 센서 모듈에 관한 것이다.
현재 전자 산업은 그 응용 범위를 다양하게 넓혀가고 있다. 이에, 반도체 메모리 등과 같은 집적회로 소자에 대한 패키징 기술도 점점 고용량화, 박형화, 소형화 등에 대한 요구가 높아지고 있고, 이를 해결하기 위한 다양한 솔루션이 개발되고 있다. 특히, 휘어짐이 가능한 유연 집적회로 소자가 개발되고, 나아가 유연 집적회로 소자를 구비하는 휘어짐이 가능한 집적회로 소자 패키지가 개발되고 있다.
최근, 생체 인식 기술이 발전함에 따라, 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서가 패키지 형태로 개발되고 있는데, 어느 모듈에도 실장 되기 좋으며, 지문 인식 성능이 우수한 지문 센서 패키지는 아직 제시되고 있지 않은 실정이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈은 활용 범위가 넓은 지문 센서 패키지를 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈은 다양한 제품에 쉽게 실장 될 수 있는 지문 센서 패키지를 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈은 카드에 실장 되는 경우, 카드의 벤딩에도 안전한 구조의 유지가 가능하며, 제품 커버의 하부에 실장 되는 경우, 제품 커버 표면과의 밀착이 이루어져 지문의 센싱 간격을 축소시킬 수 있는 지문 센서 패키지를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지는,
지문 센서; 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 상기 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및 상기 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함할 수 있다.
상기 기판은, 상기 배선 영역에 회로 배선이 배치되고, 상기 센싱 영역에는 상기 회로 배선이 배치되지 않을 수 있다.
상기 지문 센서 패키지는, 상기 기판의 상부에 위치하는 코팅 레이어를 더 포함할 수 있다.
상기 센서의 하부에는 상기 센서를 보호하기 위한 센서 보호 층이 위치할 수 있다.
상기 센서 보호 층은, 고분자 재질 또는 금속 재질로 형성되는 유연 가능한 것일 수 있다.
상기 지문 센서는, 상기 기판의 배선 영역에 형성된 회로 배선 중 적어도 일부와 본딩 부를 통해 연결될 수 있다.
상기 본딩 부는, 플립 칩(flip chip) 본딩 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 기판은, 유연 기판 또는 리지드(rigid) 기판을 포함할 수 있다.
상기 지문 센서 패키지는, 상기 지문 센서의 측면과 하면, 및 상기 입출력 단자의 측면에 위치하는 몰딩부를 더 포함하고, 상기 입출력 단자의 하부면은 상기 몰딩부의 하부 방향으로 노출될 수 있다.
상기 몰딩부는 댐 앤 필(dam and fill) 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 지문 센서 모듈은,
일면에 홈이 형성된 카드; 및 상기 홈에 안착되어 상기 카드에 실장되는 지문 센서 패키지를 포함하되, 상기 지문 센서 패키지는, 지문 센서; 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 상기 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및 상기 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함할 수 있다.
상기 카드는 회로 배선을 구비하는 기판을 포함하되, 상기 지문 센서 패키지의 외부로 노출되는 입출력 단자와 상기 카드의 기판의 회로 배선이 연결됨으로써 상기 지문 센서 패키지가 상기 카드에 실장될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지문 센서 모듈은,
모바일 제품에 부착되는 제품 커버 및; 상기 제품 커버의 하부에 부착되는 지문 센서 패키지를 포함하되, 상기 지문 센서 패키지는, 지문 센서; 센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 상기 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및 상기 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함할 수 있다.
상기 지문 센서 패키지의 외부로 노출되는 입출력 단자는, 상기 모바일 제품과의 결합을 위한 소켓이 구비된 기판의 회로 배선에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈은 다양한 제품에 쉽게 실장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈은 카드에 실장되는 경우, 카드의 벤딩에도 안전한 구조의 유지가 가능하며, 제품 커버의 하부에 실장되는 경우, 제품 커버 표면과의 밀착이 이루어져 지문의 센싱 간격을 축소시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지 및 이를 포함하는 지문 센서 모듈이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지를 도시하는 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 실장될 수 있는 카드를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1의 지문 센서 패키지가 카드에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지가 실장될 수 있는 모바일 제품의 제품 커버를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1의 지문 센서 패키지가 제품 커버에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)를 도시하는 도면이고, 도 2는 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)의 평면도이다. 또한, 도 3은 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)의 저면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)는 지문 센서(110), 기판(120) 및 입출력 단자(160)를 포함할 수 있다.
지문 센서(110)는 지문을 감지한다. 구체적으로, 지문 센서(110)는 피사체인 사용자의 손가락(10)의 접근 여부나 그 움직임에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량 방식의 지문 센서를 포함할 수 있다. 지문 센서(110)는 유연하게 구부러지거나 휘어질 수 있도록 수 내지 수십 ㎛ 정도의 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있는 것으로써, 본 발명의 일 실시예에서는 약 1 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있고, 보다 바람직하게는 1 내지 60㎛의 두께를 가질 수도 있다.
지문 센서(110)는 접착제(140)를 통해 기판(120)의 하부에 부착될 수 있다. 상기 기판(120)은 유연 기판 또는 리지드(rigid) 기판을 포함할 수 있다. 기판(120)에는 소자들의 전기적 연결을 위한 회로 배선(126)이 형성되어 있을 수 있다. 회로 배선(126)의 일부는 ACF(Anisotropic Conductive Film), NCF(non-conductive film)등과 같은 본딩부(130)를 통해 지문 센서(110)와 연결될 수 있다. 상기 본딩부(130)는 지문 센서(110)의 전극을 기판(120)의 회로배선(126)에 적접 접속하는 플립 칩(flip chip) 본딩 방식에 의해 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(120)은 회로배선(126)이 배치되지 않은 센싱 영역(122)과 회로 배선(126)이 배치되는 배선 영역(124)을 포함한다. 배선 영역(126)은 센싱 영역(122)의 외부에 위치할 수 있다. 센싱 영역(122)의 하부에는 지문 센서(110)가 위치하는데, 센싱 영역(122)에 회로 배선이 배치되어 있으면, 지문 센서(110)의 지문 센싱 동작이 이루어지지 않거나, 그 정확성이 감소될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에서는 기판(120) 중 센싱 영역(122)에는 회로배선(126)을 배치시키지 않는 것이다. 다만, 지문 센서(110)와 회로 배선(126)의 전기적 연결을 위해 지문 센서(110)의 일부 영역이 배선 영역(124)에 포함될 수 있으며, 배선 영역(124)에 포함되는 지문 센서(110)의 일부 영역에 형성된 본딩부(130)가 배선 영역(124)의 회로 배선(126)과 연결될 수 있다. 도 2를 참조하면, 배선 영역(124)의 회로 배선(126)들이 지문 센서(110)의 상부에 형성된 본딩부(130)와 입출력 단자(160)들을 서로 연결하고 있는 것을 알 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판(120)의 배선 영역(124)의 하부에는 적어도 하나의 입출력 단자(160)가 위치한다. 입출력 단자(160)는 신호, 그라운드(ground), 파워 등의 입출력을 위해 이용된다. 본 발명의 일 실시 예에서는 입출력 단자(160)와 제품(예를 들어, 후술하는 카드, 모바일 제품 등)의 연결을 위해 입출력 단자(160)의 일부 영역이 지문 센서 패키지(100)의 외부로 노출될 수 있다.
구체적으로, 지문 센서 패키지(100)는 지문 센서(110)의 측면과 하면, 및 입출력 단자(160)의 측면에 형성되는 몰딩부(170)를 포함할 수 있는데, 이때, 입출력 단자(160)의 하부면은 몰딩부(170)의 하부 방향으로 노출될 수 있다. 이러한 구조를 통해, 지문 센서 패키지(100)를 제품의 기판 상부에 올려놓는 방식으로 간단하게 실장이 가능하게 된다.
상기 몰딩부(170)는 외부의 충격 등으로부터 지문 센서(110) 및 입출력 단자(160)를 보호하며, 상기 몰딩부(170)는 댐 앤 필(dam and fill) 구조로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 에폭시 수지의 일종으로 테두리에 댐(Dam) 수지를 도포하여 먼저 경화를 시키고 내부를 유체로 채움으로써 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)는 센서 보호층(150) 및 코팅 레이어(180)를 더 포함할 수 있다.
센서 보호층(150)은 지문 센서(110)의 하부에서 지문 센서(110)를 보호한다. 본 발명의 일 실시예에서 지문 센서(110)는 매우 얇은 두께의 실리콘 센서를 포함할 수 있으며, 그 두께가 매우 얇기 때문에 벤딩(bending)이 가능한 유연성을 가질 수 있다. 센서 보호층(150)은 지문 센서(110)와 마찬가지로 휘거나 접을 수 있는 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 센서 보호층(150)은 폴리이미드와 같은 고분자 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 그리고 언급한 금속 재질의 예로서는 구리, 알루미늄, 금 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
코팅 레이어(180)는 기판(120)을 보호하기 위해 기판(120)의 상부에 배치되며, 코팅 레이어(180)는 플라스틱, 유리 등의 재질로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)가 실장될 수 있는 카드(210)를 도시하는 도면이다.
도 4에 도시된 카드(210)는 예를 들어, 플라스틱 카드를 포함할 수 있으며, 지문 센서 패키지(100)는 카드에 생성된 홈(245)에 실장될 수 있다.
도 5는 도 1의 지문 센서 패키지(100)가 카드(210)에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 카드(210) 내에는 지문 센서 패키지(100)의 지문 인식 동작을 보조하기 위한 서포트 칩(220), 수동 소자(230) 그리고 서포트 칩(220)과 수동 소자(230)가 배치되는 기판(240)을 포함할 수 있다. 수동 소자(230)는 저항, 콘덴서, 다이오드뿐만 아니라 지문 센서 패키지(100)의 전원 공급을 위한 전력 관리 반도체 칩(Power Management Integrated Circuit: PMIC), 전류 변화를 안정화시키는 파워 인덕터(Power Inductor) 혹은 콘트롤러(Controller) 등의 각종 모듈을 포함할 수 있다. 구현예에 따라서는, 상기 서포트 칩(220) 및 수동 소자(230) 중 적어도 하나가 카드(210)의 기판(240)에 배치되지 않고, 대신 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)의 기판(120)에 연결되어 지문 센서 패키지(100) 내에 배치될 수도 있다.
카드(210)에는 지문 센서 패키지(100)가 실장될 수 있는 홈(245)이 형성될 수 있으며, 지문 센서 패키지(100)의 입출력 단자(160)의 하부면과 카드(210)의 기판(240)의 회로배선(242)을 연결시킴으로써, 간단하게 지문 센서 패키지(100)를 카드(210)에 실장할 수 있다.
도 6은는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)가 실장될 수 있는 모바일 제품의 제품 커버(310)를 도시하는 도면이다.
도 6에 도시된 제품 커버(310)는 모바일 제품에 포함될 수 있으며, 모바일 제품의 전면, 후면, 또는 기타 모바일 제품의 표면에 형성될 수 있다. 또한, 도 6은 모바일 제품으로서 스마트폰을 도시하고 있지만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 지문 센서 패키지(100)가 실장될 수 있는 테블릿 PC, PDA, 웨어러블 기기 등의 다양한 종류의 모바일 제품을 포함할 수 있다.
도 7은 도 1의 지문 센서 패키지(100)가 제품 커버(310)에 실장되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 지문 센서 패키지(100)는 제품 커버(310)의 하부에 접착제(미도시)를 통해 접착되며, 지문 센서 패키지(100)의 입출력 단자(160)는 휴대폰 등의 제품과의 결합을 위한 소켓(360), 수동 소자(340) 및 서포트 칩(350) 중 적어도 하나가 배치된 기판(330)의 회로 배선(332)과 연결될 수 있다. 지문 센서 패키지(100)가 제품 커버(310)에 실장됨으로써, 지문 센서 모듈을 구성할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 서포트 칩(350) 및 수동 소자(340) 중 적어도 하나는 기판(330)에 배치되지 않고, 대신 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)의 기판(120)에 연결되어 지문 센서 패키지(100) 내에 배치될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지문 센서 패키지(100)는 유연하게 휘거나 구부러질 수 있으므로, 제품 커버(310)의 하부면에 굴곡이 있거나 경사가 있더라도 제품 커버(310)의 하부면에 밀착될 수 있으며, 이에 따라, 센싱 거리(즉, 커버 유리의 상부면과 센서 사이의 거리)가 작아짐으로써 센싱 성능이 향상될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 지문 센서 패키지 110: 지문 센서
120: 기판 126: 회로 배선
130: 본딩부 140: 접착제
150: 센서 보호층 160: 입출력 단자
170: 몰딩부 180: 코팅 레이어
210: 카드 220: 서포트 칩
230: 수동 소자 240: 기판
242: 회로 배선 245: 홈
310: 제품 커버 330: 기판
332: 회로 배선 340: 수동 소자
350: 서포트 칩 360: 소켓

Claims (14)

  1. 지문 센서;
    센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 상기 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및
    상기 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 배선 영역에 회로 배선이 배치되고, 상기 센싱 영역에는 상기 회로 배선이 배치되지 않은 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지문 센서 패키지는,
    상기 기판의 상부에 위치하는 코팅 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서의 하부에는 상기 센서를 보호하기 위한 센서 보호층이 위치하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서 보호층은,
    고분자 재질 또는 금속 재질로 형성되는 유연 가능한 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지문 센서는,
    상기 기판의 배선 영역에 형성된 회로 배선 중 적어도 일부와 본딩부를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 본딩부는,
    플립칩(flip chip) 본딩 방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    유연 기판 또는 리지드(rigid) 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지문 센서 패키지는,
    상기 지문 센서의 측면과 하면, 및 상기 입출력 단자의 측면에 위치하는 몰딩부를 더 포함하고,
    상기 입출력 단자의 하부면은 상기 몰딩부의 하부 방향으로 노출되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 몰딩부는 댐 앤 필(dam and fill) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 지문 센서 패키지.
  11. 일면에 홈이 형성된 카드; 및
    상기 홈에 안착되어 상기 카드에 실장되는 지문 센서 패키지를 포함하되,
    상기 지문 센서 패키지는,
    지문 센서;
    센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 상기 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및
    상기 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 카드는 회로 배선을 구비하는 기판을 포함하되,
    상기 지문 센서 패키지의 외부로 노출되는 입출력 단자와 상기 카드의 기판의 회로 배선이 연결됨으로써 상기 지문 센서 패키지가 상기 카드에 실장되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  13. 모바일 제품에 부착되는 제품 커버 및;
    상기 제품 커버의 하부에 부착되는 지문 센서 패키지를 포함하되,
    상기 지문 센서 패키지는,
    지문 센서;
    센싱 영역 및 배선 영역을 포함하며, 상기 지문 센서의 상부에 위치하는 기판; 및
    상기 기판의 배선 영역의 하부에 위치하여 외부로 노출되는 입출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지문 센서 패키지의 외부로 노출되는 입출력 단자는, 상기 모바일 제품과의 결합을 위한 소켓이 구비된 기판의 회로 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는 지문 센서 모듈.
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