KR20210048970A - 광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법을 개시하며, 영상 인식 장치는 연성인쇄회로기판, 영상 센서, 접착제, 광학 콜리메이터, 지지링, 프레임 접착제 및 필터를 포함한다. 연성인쇄회로기판의 상부에는 홈이 형성되어 있고, 영상 센서는 홈 내에 위치하며, 영상 센서의 측벽과 홈의 측벽 사이는 서로 이격되어 있고, 영상 센서는 복수의 도선을 통해 연성인쇄회로기판에 전기적으로 연결된다. 접착제는 연성인쇄회로기판과 영상 센서를 접착하며, 또 도선을 피복한다. 광학 콜리메이터는 영상 센서 상에 설치되고, 지지링은 연성인쇄회로기판 상에 설치되어 절연 접착제와 광학 콜리메이터를 감싸며, 필터는 프레임 접착제 상에 설치되어, 광학 콜리메이터와 영상 센서를 차폐한다. 본 발명은 홈을 이용해 인식 장치의 총 두께를 감소시킨다.

Description

광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법 {Optical Image Recognition Device and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 영상 인식 기술에 관한 것으로, 특히 광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지문은 융기, 골 및 더 미세한 점을 포함하여 많은 특성을 가지고 있다. 더 미세한 점은 융기가 분기된 분기과 융기가 끝나는 종점을 포함한다. 지문은 특징 분포가 다르고 모든 사람이 동일한 지문을 가질 수 없기 때문에 고유한 생체 인식 데이터로 간주될 수 있다. 따라서 보안 시스템에서 지문과 같은 생체 인식 데이터를 사용하면 보안이 필요하고 유동식 자산 등 영역을 효과적이고 정확하게 보호하도록 보장할 수 있다. 지문 이미지를 획득하기 위해 사용되는 지문 인식 장치는 일반적으로 정전용량성 장치 및 광학성 장치로 분류될 수 있다. 풀 스크린 패널의 경우, 원래 지문 인식 장치를 수용할 수 있는 화면 아래 영역도 압박을 받았으며, 외관 및 주변 기기의 시장성을 고려하여 스마트 폰 제조업체는 자연스럽게 화면 뒷면에 지문을 넣기를 원하지 않기 때문에 광학 지문 인식 장치는 미래의 추세이다. 종래의 기술에서, 광학 지문 인식 장치를 제조하고자 하는 경우, 먼저 기판에 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 센서를 형성하고, 다시 센서 상에 광학 콜리메이터를 설치하고, 마지막으로 광학 콜리메이터의 상방에 적외선 필터(IR-Cut filter)를 형성하여 광 경로를 차단한다. 그러나, 광학 지문 인식 장치의 전체 두께는 가장 얇아도 475μm이며, 이는 400μm보다 작은 고객의 휴대폰의 요구에 부합되지 않는다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 종래에 발생하는 문제를 해결하기 위해 광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 주요 목적은 홈 내에 연성인쇄회로기판이 설치되어 있고, 홈 내에 영상 센서가 설치되어 있으며, 박리막을 이용해 선택적으로 기판을 제거함으로써 광학 인식 장치의 총 두께를 감소시키는 광학 영상 인식 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 연성인쇄회로기판(FPC), 영상 센서, 접착제, 절연 접착제, 광학 콜리메이터, 지지링, 프레임 접착제 및 필터를 포함하는 광학 영상 인식 장치를 제공한다. 연성인쇄회로기판의 상부에는 홈이 형성되어 있고, 영상 센서는 홈에 위치하며, 영상 센서의 측벽과 홈의 측벽 사이에 환형 갭이 형성되어 있고, 영상 센서는 복수의 도선을 통해 연성인쇄회로기판에 전기적으로 연결된다. 접착제는 환형 갭 내에 충전되고, 영상 센서와 연성인쇄회로기판 상에 설치되어, 연성인쇄회로기판과 영상 센서를 접착하고, 도선을 피복한다. 광학 콜리메이터는 영상 센서 상에 설치되고, 지지링은 연성인쇄회로기판 상에 설치되어 절연 접착제 및 광학 콜리메이터를 감싸며, 지지링의 상부의 높이는 모든 도선의 상부의 높이 및 광학 콜리메이터의 상부의 높이보다 높다. 프레임 접착제는 지지링 상에 설치되고, 필터는 프레임 접착제 상에 설치되어 광학 콜리메이터와 영상 센서를 차폐한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착제는 밀봉 접착제와 절연 접착제를 더 포함한다. 밀봉 접착제는 연성인쇄회로기판과 영상 센서를 접착하도록 환형 갭 내에 충전된다. 절연 접착제는 영상 센서, 연성인쇄회로기판 및 밀봉 접착제에 설치되어 모든 도선을 피복한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학 영상 인식 장치는 연성인쇄회로기판, 지지링 및 필터 상에 설치되며, 지지링 및 필터의 측벽을 덮는 봉지 접착제를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 홈은 연성인쇄회로기판을 관통하며, 영상 센서의 바닥 높이는 연성인쇄회로기판의 바닥 높이와 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학 영상 인식 장치는 지지링 상에 설치된 스테인레스 링을 더 포함하고, 스테인레스 링의 상부의 높이는 프레임 접착제의 상부의 높이와 동일하며, 필터는 스테인레스 링 상에 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 영상 센서는 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 영상 센서이고, 필터는 적외선 필터(IR-Cut filter)이며, 광학 콜리메이터는 미세전자기계(MEMS) 구조이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 지지링의 재료는 폴리이미드(PI)이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 연성인쇄회로기판, 상기 지지링, 상기 프레임 접착제 및 상기 필터의 총 두께는 335㎛ 미만 및 325㎛ 이상이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학 영상 인식 장치는 지지링 상에 설치되는 스테인레스 링을 더 포함하고, 스테인레스 링의 상부의 높이는 프레임 접착제의 상부의 높이보다 높으며, 스테인레스 링이 상기 필터를 감싼다.
본 발명은 광학 영상 인식 장치의 제조 방법을 더 제공한다. 먼저 박리막이 형성되어 있는 기판을 제공한다. 그 다음, 박리막 상에 연성인쇄회로기판(FPC)을 형성하고, 연성인쇄회로기판의 상부에 홈을 형성한다. 그 다음, 홈에 영상 센서를 형성하고, 영상 센서의 측벽과 홈의 측벽 사이에 환형 갭을 형성하고, 영상 센서 상에 광학 콜리메이터를 형성하고, 연성인쇄회로기판과 영상 센서가 접착되도록 환형 갭 내에 밀봉 접착제를 형성한다. 접착 후, 영상 센서와 연성인쇄회로기판이 전기적으로 연결되도록 영상 센서와 연성인쇄회로기판 상에 복수의 도선을 형성한다. 그 다음, 영상 센서, 연성인쇄회로기판 및 밀봉 접착제 상에 절연 접착제를 형성하여 도선을 피복한다. 피복한 후, 연성인쇄회로기판 상에 지지링을 형성하여 절연 접착제 및 광학 콜리메이터를 감싸고, 지지링의 상부의 높이는 모든 도선의 상부의 높이 및 광학 콜리메이터의 상부의 높이보다 높다. 또한, 지지링 상에 프레임 접착제를 형성하고, 광학 콜리메이터 및 영상 센서를 차폐하도록 프레임 접착제 상에 필터를 형성한다. 마지막으로, 연성인쇄회로기판으로부터 기판과 박리막을 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 프레임 접착제 상에 필터를 형성하는 단계 후에, 연성인쇄회로기판, 지지링 및 필터 상에 봉지 접착제를 형성하여 지지링과 필터의 측벽을 덮고, 다시 연성인쇄회로기판으로부터 기판 및 박리막을 제거하는 단계를 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 홈에 영상 센서를 형성하고, 영상 센서 상에 광학 콜리메이터를 형성하며, 환형 갭 내에 밀봉 접착제를 형성하는 단계에서, 먼저 홈 내에 영상 센서를 형성하고, 영상 센서 상에 광학 콜리메이터를 형성한 다음 환형 갭 내에 밀봉 접착제를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 홈은 연성인쇄회로기판을 관통하며, 영상 센서의 바닥 높이는 연성인쇄회로기판의 바닥 높이와 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 지지링 상에 프레임 접착제를 형성하는 단계에서, 지지링 상에 프레임 접착제 및 스테인레스 링을 형성하고, 스테인레스 링의 상부의 높이는 프레임 접착제의 상부의 높이와 동일하며, 프레임 접착제 상에 필터를 형성하는 단계에서, 필터를 프레임 접착제 및 스테인레스 링 상에 형성한다.
본 발명은 광학 영상 인식 장치의 제조 방법에 대해 더 공개한다. 먼저, 연성인쇄회로기판(FPC)이 제공되며, 연성인쇄회로기판의 상부에 홈과 지지링이 형성되고, 지지링에는 스테인레스 링이 설치되며, 지지링은 홈의 측벽과 서로 이격되고, 스테인레스 링은 지지링의 내벽과 서로 이격된다. 그 다음, 홈에 영상 센서를 형성하고, 영상 센서의 측벽과 홈의 측벽 사이에 환형 갭을 형성하며, 영상 센서 상에 광학 콜리메이터를 형성한다. 그 다음, 영상 센서와 연성인쇄회로기판 상에 복수의 도선을 형성하여 영상 센서와 연성인쇄회로기판을 전기적으로 연결한다. 완성 후, 환형 갭, 영상 센서 및 연성인쇄회로기판 상에 접착제를 형성하여 연성인쇄회로기판과 영상 센서를 접착하고, 도선을 피복한다. 그 다음, 지지링 상에 프레임 접착제를 형성하고, 스테인레스 링으로 프레임 접착제를 감싼다. 마지막으로, 광학 콜리메이터 및 영상 센서를 차폐하도록 프레임 접착제 상에 필터를 형성하고, 스테인레스 링으로 필터를 감싼다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 스테인리스 링의 상부의 높이는 프레임 접착제의 상부의 높이보다 높다.
심사관께서 본 발명의 구조 특징 및 달성하고자 하는 효과에 대해 더 이해하고 인식하도록, 바람직한 실시예에 도면을 결합하여 상세하게 설명한다. 설명은 아래와 같다.
도 1은 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 1 실시예의 구조 단면도이다.
도 2 내지 도 11은 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 1 실시예의 각 단계의 구조 평면도이다.
도 12 내지 도 21은 본 발명의 광학 영상 인식 장치를 제조하는 제 1 실시예에서의 각 단계의 구조의 단면도이다.
도 22는 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 2 실시예의 구조 단면도이다.
도 23 내지 도 32는 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 2 실시예에서의 각 단계의 구조의 평면도이다.
도 33 내지 도 42는 본 발명의 광학 영상 인식 장치를 제조하는 제 2 실시예에서의 각 단계의 구조의 단면도이다.
도 43은 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 3 실시예의 구조 단면도이다.
도 44 내지 도 49는 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 3 실시예의 각 단계의 구조의 평면도이다.
도 50 내지 도 55는 본 발명의 광학 영상 인식 장치를 제조하는 제 3 실시예에서의 각 단계의 구조의 단면도이다.
아래에 관련 도면을 결합하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 도면 및 설명에 있어서, 동일한 부호는 가능한 한 동일하거나 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도면에서, 형상 및 두께는 간략성과 편의를 위해 과장되어 표시될 수 있다. 특별히 도면에 도시되어 있지 않거나 명세서에서 설명되지 않은 요소는 본 기술분야의 기술자에게 있어서 공지의 형태인 것으로 이해할 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 본 발명의 내용에 따라 다양한 변경 및 수정을 할 수 있다.
하나의 구성 요소가 "…위"에 있을 경우, 이는 이 구성 요소가 다른 구성 요소 위에 직접 존재하거나 또는 사이에 다른 구성 요소가 존재함을 의미할 수 있다. 반대로, 하나의 구성 요소가 다른 요소에 "직접" 있을 경우, 그 사이에 다른 구성 요소가 존재할 수 없다. 본원에서 사용된 용어 "및/또는"은 열거한 관련 항목 중의 하나 이상의 임의의 조합을 포함한다.
이하, "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 관한 설명은 적어도 일 실시예에서 관련된 특정 요소, 구조 또는 특징에 관한 것이다. 그러므로, 이하 여러 곳에서 나타나는 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 다수의 설명은 동일한 실시예에 관한 것이 아니다. 또한, 일 또는 다수의 실시예에서의 특정 구성 요소, 구조 및 특징은 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 1 실시예에 대해 설명한다. 광학 영상 인식 장치는 연성인쇄회로기판(FPC)(10), 영상 센서(12), 밀봉 접착제(14) 및 절연 접착제(16)를 포함하는 접착제(17), 광학 콜리메이터(18), 지지링(20), 프레임 접착제(22), 스테인레스 링(24), 필터(26), 복수의 도선(28) 및 봉지 접착제(30)를 포함한다. 본 발명의 일부 실시예에 있어서, 영상 센서(12)는 예를 들어 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS,complementary metal-oxide-semiconductor) 영상 센서이고, 필터(26)는 예를 들어 적외선 필터((IR-Cut filter)이며, 광학 콜리메이터(18)는 예를 들어, 미세전자기계(MEMS) 구조이다. 지지링(20)의 재료는 폴리이미드(PI)일 수 있다. 밀봉 접착제(14), 절연 접착제(16) 및 봉지 접착제(14)의 재료는 예를 들어 에폭시 수지, 실리콘, 아크릴 또는 TUFFY 접착제이며, TUFFY 접착제는 스티렌 중합체이다. 필터(26)의 재료는 예를 들어 유리 또는 플라스틱이고, 필터(26)의 두께는 0.03 내지 0.5mm이다. 도선(28)의 재료는 금, 은 또는 구리일 수 있다. 영상 센서(12) 및 광학 콜리메이터(18)의 총 두께는 0.05 내지 0.5mm이다. 연성인쇄회로기판(10)의 상부에는 홈(32)이 형성되어 있고, 홈(32)은 연성인쇄회로기판(10)을 관통하지 않는다. 홈(32)의 깊이는 49μm일 수 있고, 점선 아래의 연성인쇄회로기판(10)의 두께는 39μm일 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 영상 센서(12)는 연성인쇄회로기판(10) 상에 설치되고, 홈(32)에 위치된다. 영상 센서(12)의 측벽과 홈(32)의 측벽 사이에 환형 갭이 형성되어 있고, 영상 센서(12)는 모든 도선(28)을 통해 연성인쇄회로기판(10)에 전기적으로 연결된다. 모든 도선(28)의 두께는 0보다 크고 150μm보다 작다. 밀봉 접착제(14)는 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서(12)를 접착하기 위해 환형 갭 내에 충전된다. 밀봉 접착제(14)의 폭은 150μm일 수 있다. 절연 접착제(16)는 영상 센서(12), 연성인쇄회로기판(10) 및 밀봉 접착제(14) 상에 설치되어 모든 도선(28)을 피복한다. 절연 접착제(16)의 두께는 0보다 크고 150μm보다 작다. 광학 콜리메이터(18)는 영상 센서(12) 상에 설치되고, 지지링(20)은 연성인쇄회로기판(10) 상에 설치되며, 절연 접착제(16) 및 광학 콜리메이터(18)를 감싸며, 지지링(20)의 상부의 높이는 모든 도선(28)의 상부의 높이 및 광학 콜리메이터(18)의 상부의 높이보다 높다. 지지링(20)의 두께는 125μm일 수 있다. 프레임 접착제(22) 및 스테인레스 링(24)은 지지링(20) 상에 설치되고, 스테인레스 링(24)은 프레임 접착제(22)를 감싸며, 스테인레스 링(24)의 상부의 높이와 프레임 접착제(22)의 상부의 높이는 동일하다. 프레임 접착제(22) 및 스테인레스 링(24)의 두께는 예를 들어 100μm이다. 필터(26)는 프레임 접착제(22) 및 스테인레스 링(24) 상에 설치되고, 광학 콜리메이터(18) 및 영상 센서(12) 바로 위에 위치하여 필터(26)가 광학 콜리메이터(18) 및 영상 센서(12)를 덮도록 한다. 지지링(20)과 스테인레스 링(24)이 프레임 접착제(22)보다 단단하기 때문에, 광학 콜리메이터(18)는 흔들릴 가능성이 적어, 광이 광학 콜리메이터(18)를 통해 영상 센서(12) 내로 정확하게 입사되기 쉽다. 봉지 접착제(30)는 연성인쇄회로기판(10), 스테인레스 링(24), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 설치되고, 지지링(20)의 측벽, 스테인레스 링(24)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 연성인쇄회로기판(10), 지지링(20), 프레임 접착제(22) 및 필터(26)의 총 두께는 335μm 미만 및 325μm 이상이다.
이하, 도 2 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 1 실시예의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 12 내지 도 21은 각각 도 2 내지 도 11의 A-A`선에 따른 구조의 단면도이다. 먼저, 도 2 및 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(34)이 제공되고, 그 위에 박리막(36)이 설치된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 기판(34)의 재료는 유리, 세라믹, 폴리이미드(PI), 석영, 사파이어 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트일 수 있다. 다음으로, 박리막(36) 상에 연성인쇄회로기판(10)을 형성한다. 총 두께를 감소하기 위해, 연성인쇄회로기판(10)의 상부에 홈(32)이 형성되어 있다. 다시, 도 3 및 도 13에 도시된 바와 같이, 영상 센서(12)를 연성인쇄회로기판(10) 상에 형성하면서 홈(32)에 위치시키고, 영상 센서(12)의 측벽과 홈(32)의 측벽 사이에 환형 갭(38)을 형성하고, 광학 콜리메이터(18)를 영상 센서(12) 상에 형성한다. 완성 후, 도 4 및 도 14에 도시된 바와 같이, 환형 갭(38) 내에 밀봉 접착제(14)를 형성하여 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서(12)를 접착한다. 접착 후, 도 5 및 도 15에 도시된 바와 같이, 영상 센서(12) 및 연성인쇄회로기판(10) 상에 복수의 도선(28)을 형성하여 영상 센서(12)와 연성인쇄회로기판(10)을 전기적으로 연결한다. 그 다음, 도 6 및 도 16에 도시된 바와 같이, 영상 센서(12), 연성인쇄회로기판(10) 및 밀봉 접착제(14) 상에 절연 접착제(16)를 형성하여 모든 도선(28)을 피복한다. 피복 후, 도 7 및 도 17에 도시된 바와 같이, 절연 접착제(16) 및 광학 콜리메이터(18)를 감싸도록 지지링(20)을 연성인쇄회로기판(10) 상에 형성한다. 지지링(20)의 상부의 높이는 모든 도선(28)의 상부의 높이 및 광학 콜리메이터(18)의 상부의 높이보다 높다. 또한, 도 8 및 도 18에 도시된 바와 같이, 지지링(20) 상에 프레임 접착제(22) 및 스테인레스 링(24)을 형성하여 스테인레스 링(24)으로 프레임 접착제(22)를 감싼다. 완성한 후, 도 9 및 도 19에 도시된 바와 같이, 광학 콜리메이터(18) 및 영상 센서(12)를 차폐하도록 필터(26)를 프레임 접착제(22)와 스테인레스 링(24) 상에 형성한다. 차폐 후, 도 10 및 도 20에 도시된 바와 같이, 봉지 접착제(30)를 연성인쇄회로기판(10), 스테인레스 링(24), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 형성하여 지지링(20)의 측벽, 스테인레스 링(24)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 마지막으로, 도 11 및 도 21에 도시된 바와 같이, 인식 장치의 총 두께를 더 감소시키기 위해 연성인쇄회로기판(10)으로부터 기판(34) 및 박리막(36)을 제거한다.
제 1 실시예의 제조 방법에서, 도 13 및 도 14의 단계는 동일한 단계에서 수행될 수 있다. 즉 홈(32) 내에 영상 센서(12)를 동시에 형성하고, 광학 콜리메이터(18)를 영상 센서(12) 상에 형성하며, 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서(12)를 접착하도록 환형 갭(38)에 밀봉 접착제(14)를 형성한다.
제 1 실시예의 구조에 있어서, 스테인레스 링(24)은 생략할 수 있으며, 봉지 접착제(30)를 연성인쇄회로기판(10), 프레임 접착제(22), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 설치하여 지지링(20)의 측벽, 프레임 접착제(22)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 동시에, 도 18의 단계에서, 지지링(20) 상에 프레임 접착제(22)만 형성된다. 도 20의 단계에서, 봉지 접착제(30)를 연성인쇄회로기판(10), 프레임 접착제(22), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 형성하여 지지링(20)의 측벽, 프레임 접착제(22)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 그 외에, 제 1 실시예의 구조에서, 봉지 접착제(30)는 생략될 수 있고, 도 20의 단계도 생략될 수 있다.
이하, 도 22를 참조하여 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 2 실시예에 대해 설명한다. 제 2 실시예는 홈(32)에서 제 1 실시예와 상이하다. 제 2 실시예에서, 홈(32)은 연성인쇄회로기판(10)을 관통하고, 영상 센서(12)의 바닥 높이는 연성인쇄회로기판(10)의 바닥 높이와 동일하며, 연성인쇄회로기판(10)의 두께는 88μm일 수 있다. 영상 센서(12)는 밀봉 접착제(14)에 의해서만 연성인쇄회로기판(10) 상에 고정된다. 홈(32)이 연성인쇄회로기판(10)을 완전히 관통하기 때문에, 광학 영상 인식 장치의 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 더 감소된다.
이하, 도 23 내지 도 42를 참조하여 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 2 실시예의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 33 내지 도 42는 각각 도 23 내지 도 32의 B-B`선에 따른 구조의 단면도이다. 먼저, 도 23 및 도 33에 도시된 바와 같이, 기판(34)이 제공되고, 그 위에 박리막(36)이 설치된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 기판(34)의 재료는 유리, 세라믹, 폴리이미드(PI), 석영, 사파이어 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트일 수 있다. 다음으로, 박리막(36) 상에 연성인쇄회로기판(10)을 형성하고, 총 두께를 감소시키기 위해, 연성인쇄회로기판(10)의 상부에 인쇄회로기판을 관통하는 홈(32)을 형성한다. 또한, 도 24 및 도 34에 도시된 바와 같이, 영상 센서(12)를 홈(32)에 형성하고, 영상 센서(12)의 측벽과 홈(32)의 측벽 사이에 환형 갭(38)을 형성하며, 광학 콜리메이터(18)를 영상 센서(12) 상에 형성한다. 완성 후, 도 25 및 도 35에 도시된 바와 같이, 밀봉 접착제(14)를 환형 갭(38)에 형성하여 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서(12)를 접착한다. 접착 후, 도 26 및 도 36에 도시된 바와 같이, 영상 센서(12)와 연성인쇄회로기판(10) 상에 복수의 도선(28)을 형성하여 영상 센서(12)와 연성인쇄회로기판(10)을 전기적으로 연결한다. 그 다음, 도 27 및 도 37에 도시된 바와 같이, 영상 센서(12), 연성인쇄회로기판(10) 및 밀봉 접착제(14) 상에 절연 접착제(16)를 형성하여 모든 도선(28)을 피복한다. 피복 후, 도 28 및 도 38에 도시된 바와 같이, 절연 접착제(16) 및 광학 콜리메이터(18)를 감싸도록 지지링(20)을 연성인쇄회로기판(10) 상에 형성하고, 지지링(20)의 상부의 높이는 모든 도선(28)의 높이, 광학 콜리메이터(18)의 상부의 높이보다 높다. 또한, 도 29 및 도 39에 도시된 바와 같이, 스테인레스 링(24)으로 프레임 접착제(22)를 감싸도록 지지링(20) 상에 프레임 접착제(22) 및 스테인레스 링(24)을 형성한다. 완성 후, 도 30 및 도 40에 도시된 바와 같이, 광학 콜리메이터(18) 및 영상 센서(12)를 차폐하도록 필터(26)를 프레임 접착제(22)와 스테인레스 링(24) 상에 형성한다. 차폐 후, 도 31 및 도 41에 도시된 바와 같이, 봉지 접착제(30)를 연성인쇄회로기판(10), 스테인레스 링(24), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 형성하여 지지링(20)의 측벽, 스테인레스 링(24)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 마지막으로, 도 32 및 도 42에 도시된 바와 같이, 인식 장치의 총 두께를 더 감소시키기 위해 연성인쇄회로기판(10), 밀봉 접착제(14) 및 영상 센서(12)로부터 기판(34) 및 박리막(36)을 제거한다.
제 2 실시예의 제조 방법에 있어서, 도 34 및 도 35의 단계는 동일한 단계에서 수행될 수 있다. 즉 영상 센서(12)를 홈(32)에 동시에 형성하고, 광학 콜리메이터(18)를 영상 센서(12) 상에 형성하며, 밀봉 접착제(14)를 환형 갭(38)에 형성하여 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서(12)를 접착한다.
제 2 실시예의 구조에서, 스테인레스 링(24)은 생략될 수 있고, 봉지 접착제(30)를 연성인쇄회로기판(10), 프레임 접착제(22), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 설치하여, 지지링(20)의 측벽, 프레임(22)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 동시에, 도 39의 단계에서, 지지링(20) 상에 프레임 접착제(22)만 형성한다. 도 40의 단계에서, 봉지 접착제(30)를 연성인쇄회로기판(10), 프레임 접착제(22), 지지링(20) 및 필터(26) 상에 형성하여 지지링(20)의 측벽, 프레임 접착제(22)의 측벽 및 필터(26)의 측벽을 덮는다. 그 외에, 제 2 실시예의 구조에서, 봉지 접착제(30)는 생략될 수 있고, 도 40의 단계도 생략될 수 있다.
이하, 도 43을 참조하여 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 3 실시예에 대해 설명한다. 광학 영상 인식 장치는 연성인쇄회로기판(FPC)(10), 영상 센서(12), 접착제(17), 광학 콜리메이터(18), 지지링(20), 프레임 접착제(22), 스테인레스 링(24), 필터(26) 및 복수의 도선(28)을 포함한다. 본 발명의 일부 실시예에 있어서, 영상 센서(12)는 예를 들어 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 영상 센서이고, 필터(26)는 예를 들어 적외선 필터(IR-Cut filter)이며, 광학 콜리메이터(18)는 예를 들어, 미세전자기기(MEMS) 구조이다. 지지링(20)의 재료는 폴리이미드(PI)일 수 있다. 접착제(17) 및 프레임 접착제(22)의 재료는 예를 들어 에폭시 수지, 실리콘, 아크릴 또는 TUFFY 접착제이며, TUFFY 접착제는 스티렌 중합체이다. 필터(26)의 재료는 예를 들어 유리 또는 플라스틱이고, 필터(26)의 두께는 0.03 내지 0.5mm, 바람직하게는 110μm이다. 도선(28)의 재료는 금, 은 또는 구리일 수 있다. 영상 센서(12) 및 광학 콜리메이터(18)의 총 두께는 0.05 내지 0.5mm이고, 영상 센서(12)의 두께는 바람직하게는 60μm이며, 광학 콜리메이터(18)의 두께는 바람직하게는 50μm이다. 연성인쇄회로기판(10)의 상부에는 홈(32)이 형성되어 있고, 홈(32)은 연성인쇄회로기판(10)을 관통하지 않는다. 홈(32)의 깊이는 49μm일 수 있고, 점선 아래의 연성인쇄회로기판(10)의 두께는 39μm일 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 영상 센서(12)는 접착제를 통해 연성인쇄회로기판(10) 상에 선택적으로 설치되면서 홈(32)에 위치된다. 여기서, 접착제의 예는 생략한다. 영상 센서(12)의 측벽과 홈(32)의 측벽 사이에 환형 갭이 형성되고, 환형 갭의 폭은 바람직하게는 170μm이고, 영상 센서(12)는 모든 도선(28)을 통해 연성인쇄회로기판(10)에 전기적으로 연결된다. 모든 도선(28)의 두께는 0보다 크고 150μm 보다 작으며, 80μm보다 작은 것이 바람직하다. 접착제(17)는 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서(12)를 접착시키기 위해 환형 갭 내에 충전된다. 환형 갭의 폭은 150 내지 170μm일 수 있다. 접착제(17)는 영상 센서(12) 및 연성인쇄회로기판(10) 상에 설치되어 모든 도선(28)을 피복한다. 접착제(17)의 두께는 0보다 크고 150μm보다 작다. 광학 콜리메이터(18)는 영상 센서(12) 상에 설치되고, 지지링(20)은 연성인쇄회로기판(10) 상에 설치되며 접착제(17) 및 광학 콜리메이터(18)를 감싼다. 지지링(20)의 상부의 높이는 모든 도선(28)의 높이, 광학 콜리메이터(18)의 상부의 높이보다 높다. 지지링(20)의 두께는 125μm일 수 있다. 프레임 접착제(22) 및 스테인레스 링(24)은 지지링(20) 상에 설치되고, 스테인레스 링(24)은 프레임 접착제(22)를 감싼다. 스테인레스 링(24)의 상부의 높이는 프레임 접착제(22)의 상부의 높이보다 높다. 스테인레스 링(24)의 두께는 예를 들어 100μm이고, 프레임 접착제(22)의 두께는 예를 들어 10μm이다. 필터(26)는 프레임 접착제(22) 상에 설치되고, 광학 콜리메이터(18)와 영상 센서(12)의 바로 위에 위치되어, 필터(26)가 광학 콜리메이터(18) 및 영상 센서(12)를 차폐하도록 한다. 필터(26)는 스테인레스 링(24)으로부터 약 0.05 내지 2mm 떨어져 있을 수 있다. 스테인레스 링(24)은 필터(26)를 감싸고, 필터(26)의 두께는 바람직하게는 110μm이다. 지지링(20) 및 스테인레스 링(24)은 프레임 접착제(22)보다 단단하기 때문에, 필터(26)는 흔들릴 가능성이 적어, 광이 광학 콜리메이터(18)를 통해 필터(26)로부터 영상 센서(12)로 정확하게 입사하기 쉬워지고, 연성인쇄회로기판(10)도 지지링(20) 및 스테인레스 링(24)으로 인해 더 강하다. 연성인쇄회로기판(10), 지지링(20), 프레임 접착제(22) 및 필터(26)의 총 두께는 335μm 미만, 325μm 이상이다.
이하, 도 44 내지 도 55를 참조하여 본 발명의 광학 영상 인식 장치의 제 3 실시예의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 50 내지 도 55는 각각 도 44 내지 도 49의 C-C`선에 따른 구조의 단면도이다. 먼저, 도 44 및 도 50에 도시된 바와 같이, 연성인쇄회로기판(10)이 제공되며, 총 두께를 감소시키기 위해, 연성인쇄회로기판(10)의 상부에 홈(32) 및 지지링(20)이 형성되며, 지지링(20)에는 스테인레스 링(24)이 형성되고, 지지링(20)은 홈(32)의 측벽과 서로 이격되고, 스테인레스 링(24)은 지지링(20)의 내벽과 서로 이격된다. 다음으로, 도 45 및 도 51에 도시된 바와 같이, 연성인쇄회로기판(10) 상에 영상 센서(12)를 형성하고, 홈(32) 내에 위치시킨다. 영상 센서(12)의 측벽 및 홈(32)의 측벽 사이에는 환형 갭(38)이 형성되고, 광학 콜리메이터(18)를 영상 센서(12) 상에 형성한다. 완성 후, 도 46 및 도 52에 도시된 바와 같이, 모든 도선(28)을 영상 센서(12)와 연성인쇄회로기판(10) 상에 형성하여 영상 센서(12)와 연성인쇄회로기판(10)을 전기적으로 연결한다. 연결 후, 도 47 및 도 53에 도시된 바와 같이, 환형 갭(38) 내, 영상 센서(12) 및 연성인쇄회로기판(10) 상에 접착제(17)를 형성하여 연성인쇄회로기판(10)과 영상 센서를 접착하고, 모든 도선(28)을 피복한다. 피복 후, 도 48 및 도 54에 도시된 바와 같이, 지지링(20) 상에 프레임 접착제(22)를 형성하고, 스테인레스 링(24)은 프레임 접착제(22)를 감싼다. 마지막으로, 도 49 및 도 55에 도시된 바와 같이, 광학 콜리메이터(18) 및 영상 센서(12)를 차폐하도록 필터(26)를 프레임 접착제(22) 상에 형성하고, 스테인레스 링(24)으로 필터(26)를 감싼다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 연성인쇄회로기판에 홈이 형성되어 있고, 영상 센서를 홈 내에 설치하고, 박리막을 이용하여 기판을 선택적으로 제거함으로써 인식 장치의 총 두께를 감소시킨다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명의 실시 범위를 한정하는 것이 아니므로, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 형상, 구조, 특징 및 사상에 따른 균등한 변화 및 수정은 모두 본 발명의 특허 출원 범위에 포함되어야 한다.
10 연성인쇄회로기판
12 영상 센서
14 밀봉 접착제
16 절연 접착제
17 접착제
18 광학 콜리메이터
20 지지링
22 프레임 접착제
24 스테인레스 링
26 필터
28 도선
30 봉지 접착제
32 홈
34 기판
36 박리막
38 환형 갭

Claims (16)

  1. 상부에 홈이 형성되어 있는 연성인쇄회로기판(FPC);
    홈에 위치하는 영상 센서로서, 상기 영상 센서의 측벽과 상기 홈의 측벽 사이에 환형 갭이 형성되어 있고, 복수의 도선을 통해 상기 연성인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 영상 센서;
    환형 갭 내에 충전되고, 상기 영상 센서와 상기 연성인쇄회로기판 상에 설치되며, 상기 연성인쇄회로기판과 상기 영상 센서를 접착하고, 도선을 피복하는 접착제;
    상기 영상 센서 상에 설치되는 광학 콜리메이터(collimator);
    상기 연성인쇄회로기판 상에 설치되고, 절연 접착제 및 상기 광학 콜리메이터를 감싸며, 상부의 높이가 상기 도선의 상부의 높이 및 상기 광학 콜리메이터의 상부의 높이보다 높은 지지링;
    상기 지지링 상에 설치되는 프레임 접착제; 및
    상기 프레임 접착제 상에 설치되고, 상기 광학 콜리메이터와 상기 영상 센서를 차폐하는 필터;를 포함하는 광학 영상 인식 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제는,
    상기 연성인쇄회로기판과 상기 영상 센서를 접착하도록 상기 환형 갭 내에 충전되는 밀봉 접착제; 및
    상기 영상 센서, 상기 연성인쇄회로기판 및 상기 밀봉 접착제에 설치되어 상기 도선을 피복하는 절연 접착제를 더 포함하는 광학 영상 인식 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판, 상기 지지링 및 상기 필터 상에 설치되며, 상기 지지링 및 상기 필터의 측벽을 덮는 봉지 접착제를 더 포함하는 광학 영상 인식 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 연성인쇄회로기판을 관통하며, 상기 영상 센서의 바닥 높이는 상기 연성인쇄회로기판의 바닥 높이와 동일한 광학 영상 인식 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지링 상에 설치된 스테인레스 링을 더 포함하고, 상기 스테인레스 링의 상부의 높이는 상기 프레임 접착제의 상부의 높이와 동일하며, 상기 필터는 상기 스테인레스 링 상에 설치되는 광학 영상 인식 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 센서는 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS) 영상 센서이고, 상기 필터는 적외선 필터(IR-Cut filter)이며, 상기 광학 콜리메이터는 미세전자기계(MEMS) 구조인 광학 영상 인식 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지링의 재료는 폴리이미드(PI)인 광학 영상 인식 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판, 상기 지지링, 상기 프레임 접착제 및 상기 필터의 총 두께는 335㎛ 미만 및 325㎛ 이상인 광학 영상 인식 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지링 상에 설치되는 스테인레스 링을 더 포함하고, 상기 스테인레스 링의 상부의 높이는 상기 프레임 접착제의 상부의 높이보다 높으며, 상기 스테인레스 링이 상기 필터를 감싸는 광학 영상 인식 장치.
  10. 박리막이 형성되어 있는 기판을 제공하는 단계;
    상기 박리막 상에 연성인쇄회로기판(FPC)을 형성하고, 상기 연성인쇄회로기판의 상부에 홈을 형성하는 단계;
    상기 홈에 영상 센서를 형성하고, 상기 영상 센서의 측벽과 상기 홈의 측벽 사이에 환형 갭을 형성하고, 상기 영상 센서 상에 광학 콜리메이터를 형성하고, 상기 연성인쇄회로기판과 상기 영상 센서가 접착되도록 상기 환형 갭 내에 밀봉 접착제를 형성하는 단계;
    상기 영상 센서와 상기 연성인쇄회로기판을 전기적으로 연결되도록 상기 영상 센서와 상기 연성인쇄회로기판 상에 복수의 도선을 형성하는 단계;
    상기 영상 센서, 상기 연성인쇄회로기판 및 상기 밀봉 접착제 상에 절연 접착제를 형성하여 도선을 피복하는 단계;
    상기 연성인쇄회로기판 상에 지지링을 형성하여 상기 절연 접착제 및 상기 광학 콜리메이터를 감싸고, 상기 지지링의 상부의 높이는 상기 도선의 상부의 높이 및 상기 광학 콜리메이터의 상부의 높이보다 높게 하는 단계;
    상기 지지링 상에 프레임 접착제를 형성하는 단계;
    상기 광학 콜리메이터 및 상기 영상 센서를 차폐하도록 상기 프레임 접착제 상에 필터를 형성하는 단계; 및
    상기 연성인쇄회로기판으로부터 상기 기판과 박리막을 제거하는 단계;를 포함하는 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프레임 접착제 상에 상기 필터를 형성하는 단계 후에, 상기 연성인쇄회로기판, 상기 지지링 및 상기 필터 상에 봉지 접착제를 형성하여 상기 지지링과 상기 필터의 측벽을 덮고, 다시 상기 연성인쇄회로기판으로부터 상기 기판 및 상기 박리막을 제거하는 단계를 수행하는 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 홈에 상기 영상 센서를 형성하고, 상기 영상 센서 상에 상기 광학 콜리메이터를 형성하며, 상기 환형 갭 내에 상기 밀봉 접착제를 형성하는 단계에서, 먼저 상기 홈 내에 상기 영상 센서를 형성하고, 상기 영상 센서 상에 상기 광학 콜리메이터를 형성한 다음 상기 환형 갭 내에 상기 밀봉 접착제를 형성하는 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 연성인쇄회로기판을 관통하며, 상기 영상 센서의 바닥 높이가 상기 연성인쇄회로기판의 바닥 높이와 동일한 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지링 상에 상기 프레임 접착제를 형성하는 단계에서, 상기 지지링 상에 상기 프레임 접착제 및 스테인레스 링을 형성하고, 상기 스테인레스 링의 상부의 높이는 상기 프레임 접착제의 상부의 높이와 동일하며, 상기 프레임 접착제 상에 상기 필터를 형성하는 단계에서, 상기 필터를 상기 프레임 접착제 및 상기 스테인레스 링 상에 형성하는 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.
  15. 연성인쇄회로기판(FPC)이 제공되며, 상기 연성인쇄회로기판의 상부에 홈과 지지링이 형성되고, 상기 지지링에는 스테인레스 링이 설치되며, 상기 지지링은 상기 홈의 측벽과 서로 이격되고, 상기 스테인레스 링은 상기 지지링의 내벽과 서로 이격되는 단계;
    상기 홈에 영상 센서를 형성하고, 상기 영상 센서의 측벽과 상기 홈의 측벽 사이에 환형 갭을 형성하며, 상기 영상 센서 상에 광학 콜리메이터를 형성하는 단계;
    상기 영상 센서와 상기 연성인쇄회로기판 상에 복수의 도선을 형성하여 상기 영상 센서와 상기 연성인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 환형 갭, 상기 영상 센서 및 상기 연성인쇄회로기판 상에 접착제를 형성하여 상기 연성인쇄회로기판과 상기 영상 센서를 접착하고, 상기 도선을 피복하는 단계;
    상기 지지링 상에 프레임 접착제를 형성하고, 상기 스테인레스 링으로 상기 프레임 접착제를 감싸는 단계; 및
    상기 광학 콜리메이터 및 상기 영상 센서를 차폐하도록 상기 프레임 접착제 상에 필터를 형성하고, 상기 스테인레스 링으로 상기 필터를 감싸는 단계;를 포함하는 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스테인리스 링의 상부의 높이는 상기 프레임 접착제의 상부의 높이보다 높은 광학 영상 인식 장치의 제조 방법.

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