KR20180082814A - 지문센서 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지문센서 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지문센서 모듈은 베이스 기판, 베이스 기판에 실장되는 지문센서, 지문센서를 덮도록 형성되는 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지; 상기 지문센서 패키지에 인접하게 위치하며, 지문센서 패키지에 가해지는 압력을 감지하는 압전층;을 포함하고, 상기 압전층은 감지한 압력의 세기에 따라 다른 신호를 발생시킨다.

Description

지문센서 모듈{FINGERPRINT SENSOR MODULE}

본 발명은 지문센서 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력의 세기를 감지할 수 있는 지문센서 모듈에 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 센서로는 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,홈 버튼 또는 사이드 버튼 등과 같은 물리적 기능키에 일체화되어 구현될 수 있기 때문에, 각종 전자기기에 효과적으로 장착될 수 있다.

한편, 휴대용 전자기기의 홈 버튼과 같은 기능키는 사용자의 입력을 감지하기 위하여 인접한 위치에 스위치부를 구비하기도 한다.

일 예로, 휴대용 전자기기의 홈 버튼은 하부에 돔 스위치 또는, 택트 스위치 등의 기계식 스위치부를 구비하기도 하는데, 이러한 기계식 스위치는 도체로 이루어진 접점이 기계식으로 접촉 또는 분리함으로써 스위치의 역할을 수행하였다.

즉, 기계식 스위치부는 접점의 접촉 여부에 따른 온 오프 신호를 휴대용 전자기기에 전달하게 되는데, 접점의 접촉 여부만을 감지하는 기계식 스위치부의 특성 상, 홈 버튼에 가해지는 압력의 세기에 따라 세분화된 신호를 휴대용 전자기기에 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 기계식 스위치부는 반복적으로 가해지는 압력으로 인해 접점부분이 파손되거나, 또는 접촉 분리 과정에서 발생되는 스파크로 인해 접점부분이 마모될 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 압력의 세기를 감지할 수 있는 지문센서 모듈을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 베이스 기판, 베이스 기판에 실장되는 지문센서, 지문센서를 덮도록 형성되는 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지; 상기 지문센서 패키지에 인접하게 위치하며, 지문센서 패키지에 가해지는 압력을 감지하는 압전층;을 포함하고, 상기 압전층은 감지한 압력의 세기에 따라 다른 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 지문센서 모듈을 제공한다.

본 발명의 지문센서 모듈은 압력의 세기에 따라 다른 전기적 신호를 발생시키기 때문에, 휴대용 전자기기에 다양한 입력을 인가할 수 있다.

본 발명의 지문센서 모듈은 기계식 스위치부의 구성 없이 압력의 세기를 감지하기 때문에, 지문센서 모듈의 내구성이 높아질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지를 나타낸 단면예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전층을 나타낸 단면예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전층을 나타낸 단면예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실 시예로 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.

또한, 실시예들의 설명에 있어서 각 구성요소의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은　도면을　기준으로　설명한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 모듈을 나타낸 단면예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 패키지를 나타낸 단면예시도이다.

본 발명에 따른 지문센서 모듈(100)은 지문센서 패키지(200) 및 압전층(300)을 포함할 수 있다.

지문센서 패키지(200)는 베이스 기판(210), 지문센서(220), 몰딩부(230)를 포함할 수 있다.

베이스 기판(210)은 지문센서(220)를 실장할 수 있으며, 전기신호정보를 전달할 수 있는 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board) 또는 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.

지문센서(220)는 지문의 이미지를 감지할 수 있는 센서로써, 다양한 감지 방식을 이용하여 지문의 이미지를 감지할 수 있다. 예를 들어, 지문센서(220)는 정전용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉 방식 등을 사용하여 지문의 이미지를 감지할 수 있는데, 이하에서는 설명의 편의상 지문센서(220)가 정전용량 방식을 이용하는 경우로 예를 들어 설명하도록 한다.

상세히, 지문센서(220)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(220)는 지문을 감지하기 위해 다양한 형태의 센싱구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지문센서(220)는 2차원적으로 배열된 복수개의 센싱 픽셀을 포함할 수 있다. 또한, 지문센서(220)는 라인 타입의 복수개의 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수도 있다. 또한, 지문센서(220)는 AREA 타입인 복수개의 이미지 수신부를 포함할 수도 있다.

베이스 기판(210) 및 지문센서(220)는 본딩 와이어(240)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 본딩 와이어(240)는 지문센서(220) 상의 전극(미도시)과 베이스 기판(210) 상의 전극(미도시)을 전기적으로 연결할 수 있다.

즉, 지문센서 패키지(200)는 이러한 전기적 연결에 의해 사용자의 손가락을 향하여 구동신호를 송출할 수 있고, 또는 송출된 구동신호에 응답하여 사용자의 손가락의 지문 정보를 수신할 수도 있다.

이때, 본딩 와이어(240)는 일 예로 골드 와이어(gold wire)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 베이스 기판(210)과 지문센서(220)는 본딩 와이어(240)를 통하지 않고 솔더 볼(solder ball)을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다.

예컨대, 지문센서(220)는 볼 그리드 어레이(BGA, Ball Grid Array) 방식을 통해 베이스 기판(210)과 전기적으로 연결될 수도 있다.

몰딩부(230)는 지문센서(220)를 덮는 부재로서, 지문센서(220)를 고정 및 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부(230)는 지문센서(220) 모듈(100)의 전체적인 형상을 결정할 수 있다.

몰딩부(230)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC, Epoxy Molding Compound), 유브이(UV)몰딩, 세라믹 몰딩 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 몰딩부(230)의 상면에는 컬러층(250)이 추가로 구비될 수도 있다. 이때, 컬러층(250)은 스프레이 방식, 컬러필름 접착 방식 등을 통해 구비될 수 있다.

다음으로, 압전층(300)은 지문센서 패키지(200)와 인접하게 위치할 수 있으며, 기계적인 압력을 받을 경우 전기적 신호를 발생시키는 압전 소자(330)를 포함할 수 있다.

상세히, 사용자가 지문센서 패키지(200)에 압력을 가할 경우, 지문센서 패키지(200)에 인접하게 위치한 압전층(300)에 압력이 전달될 수 있다.

따라서, 압전층(300)은 사용자가 지문센서 패키지(200)에 가하는 압력을 전기적 신호로 변환할 수 있으며, 이를 제어부(미도시)에 전달할 수 있다. 또한, 제어부는 전달된 전기적 신호를 통해 지문센서 패키지(200)에 압력이 가해짐을 감지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전층을 나타낸 단면예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 압전층(300)은 상부 전극(310), 하부 전극(320) 및 압전 소자(330)를 포함할 수 있다.

상부 전극(310)은 압전 소자(330)의 일면에 연결될 수 있으며, 하부 전극(320)은 압전 소자(330)의 타면에 연결될 수 있다. 이때, 상부 전극(310) 및 하부 전극(320)은 도전성 소재로 이루어질 수 있다. 일 예로, 상부 전극(310) 및 하부 전극(320)은 은(Silver) 소재로 이루어질 수 있다.

압전 소자(330)에 압력이 가해질 경우, 상부 전극(310)과 하부 전극(320) 사이에 전기적 신호가 발생할 수 있다. 또한, 제어부(미도시)는 상부 전극(310)과 하부 전극(320) 사이에서 발생하는 전기적 신호를 감지함으로써 지문센서 패키지(200)에 압력이 가해짐을 감지할 수 있다. 이때, 전기적 신호는 전위차, 전류 등을 포함할 수 있다.

한편, 전기적 신호는 압전층(300)에 가해진 압력의 세기에 따라 가변될 수 있다. 또한, 제어부는 압력에 따라 가변된 전기적 신호를 기설정된 기준에 따라 복수개로 분류할 수 있으며, 분류한 신호들을 서로 다른 입력으로 판단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전층을 나타낸 단면예시도이다.

도 4의 실시예는 압전층(300)이 복수개의 압전 소자(330)를 포함하는 것을 제외하고는 도 3의 실시예와 실질적으로 동일하다. 그러므로, 도 3의 실시예와 중복되는 구성요소에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 압전층(300)은 복수개의 압전 소자(330)를 포함할 수 있다.

상세히, 복수개의 압전 소자(330)는 상부전극(310)과 하부전극(320) 사이에 적층될 수 있다. 따라서, 상부전극(310)과 하부전극 사이(320)의 전위차는 증가할 수 있다. 이러한, 복수개의 압전소자(330)는 접착층(340)을 통해 서로 연결될 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.

100 : 지문센서 모듈
200 : 지문센서 패키지
210 : 베이스 기판
220 : 지문센서
230 : 몰딩부
240 : 본딩 와이어
250 : 컬러층
300 : 압전층
310 : 상부 전극
320 : 하부 전극
330 : 압전 소자
340 : 접착층

Claims (1)

1. 베이스 기판, 베이스 기판에 실장되는 지문센서, 지문센서를 덮도록 형성되는 몰딩부를 포함하는 지문센서 패키지;
   상기 지문센서 패키지에 인접하게 위치하며, 지문센서 패키지에 가해지는 압력을 감지하는 압전층;을 포함하고,
   상기 압전층은 감지한 압력의 세기에 따라 다른 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 지문센서 모듈.
   
   

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