KR20160043450A - Fingerprint sensor package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지문센서 패키지에 관한 것이다.
The present invention relates to a fingerprint sensor package.
스마트 폰이나 태블릿 같은 모바일 제품에 채용되는 디바이스의 패키징에 대한 요구는 계속해서 소형화, 고형화이며, 상기 패키징을 소형으로 구현함으로써, 동일한 공간내 더 많은 기능을 부가하거나 혹은 여분의 공간에 배터리 용량을 확대하려는 노력들이 전개되고 있다. 최근 스마트 폰내의 방위센서는 기본으로 채용되고 있으며, 스마트 폰 기능의 특화를 위해, 환경센서, 보안관련 센서등의 채용이 경쟁적으로 확대되고 있는 추세이다.
The demand for packaging of devices used in mobile products such as smart phones and tablets continues to be small and solid, and by implementing the above packaging in a small size, it is possible to add more functions in the same space, or to expand battery capacity in extra space Efforts are underway. In recent years, orientation sensors in smart phones have been adopted as basic devices, and the adoption of environmental sensors and security-related sensors has been expanding competitively in order to specialize smart phone functions.
지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서로서, 최근에는 휴대폰(mobile terminal)이나 태블릿 피씨(tablet PC) 등의 휴대용 전자기기에서 보안성을 강화하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다. 즉, 지문센서를 통해 사용자 등록이나 인증 절차를 거치도록 함으로써, 휴대용 전자기기에 저장된 데이터를 보호하고, 보안사고를 미연에 방지하게 된다.
Background Art [0002] A fingerprint sensor is a sensor for detecting fingerprints of a human being and is widely used as a means for enhancing security in portable electronic devices such as a mobile terminal and a tablet PC. That is, the user is registered and authenticated through the fingerprint sensor, thereby protecting the data stored in the portable electronic device and preventing the security accident in advance.
한편, 휴대용 전자기기에서는 커서와 같은 포인터의 조작을 수행하는 내비게이션 기능을 지문센서에 통합하기도 하는데, 이러한 형태의 지문센서를 바이오매트릭 트랙패드(BTP: Biometric Track Pad)라 한다. 그 외에도, 사용자로부터 정보를 입력받는 스위칭 기능을 지문센서에 통합하기도 한다.
On the other hand, in a portable electronic device, a navigation function for performing operation of a pointer such as a cursor is integrated into a fingerprint sensor. Such a fingerprint sensor is referred to as a biometric track pad (BTP). In addition, a switching function that receives information from a user may be incorporated into the fingerprint sensor.
지문센서의 종류에는 정전용량식, 광학식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉 방식 등이 있으나, 감도가 우수하고 외부 환경변화에 강인하며 휴대용 전자기기에의 정합성이 우수한 정전용량 방식의 지문센서가 최근 많이 사용되고 있다.
There are capacitive type, optical type, ultrasonic type, thermal type, non-contact type, and the like. However, capacitive type fingerprint sensor having excellent sensitivity, robust against external environment change and excellent in compatibility with portable electronic devices, It is widely used.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제 1 기판(플렉서블 기판)의 일면에 지문을 센싱하기 위한 센싱부를 실장하며, 타면에 상기 센싱부로부터 감지된 지문정보를 처리하기 위한 반도체 칩이 실장되는 지문센서 패키지를 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor chip for mounting a sensing part for sensing a fingerprint on one surface of a first substrate (flexible substrate) And to provide a fingerprint sensor package to be mounted.
본 발명에 따른 지문센서 패키지는 유리(Glass) 또는 실리콘으로 구성된 제 1 기판상에 전극패턴을 형성함으로써, 보다 정밀한 전극패턴의 구현이 가능해졌으며, 이를 통해, 사용자의 지문입력에 의한 센싱감도를 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.
The fingerprint sensor package according to the present invention can realize a more precise electrode pattern by forming an electrode pattern on a first substrate made of glass or silicon, Can be efficiently improved.
또한, 제 1 기판의 양면에 사용자의 지문인식을 위한 센싱부 와 상기 센싱부의 지문인식정보를 처리하기 위한 반도체 칩을 상호 대향적으로 구성함으로써, 전체 패키지의 두께를 줄임으로써, 모바일 제품에 보다 적합해질 수 있다.
In addition, by configuring the sensing unit for fingerprint recognition of the user and the semiconductor chip for processing the fingerprint recognition information of the sensing unit on both sides of the first substrate in a mutually opposing manner, the thickness of the entire package is reduced, .
따라서, 본 발명에 따른 지문센서 패키지는 상기와 같은 효과를 위해, 제 1 기판, 상기 제 1 기판의 일면에 실장되며, 적어도 하나이상의 전극패턴을 포함하는 센싱부 및 상기 제 1 기판의 타면에 상기 센싱부에 대항하도록 페이스 업(face-up)으로 실장되는 반도체 칩을 포함한다.
In order to achieve the above-described effects, the fingerprint sensor package according to the present invention includes a first substrate, a sensing unit mounted on one surface of the first substrate, the sensing unit including at least one electrode pattern, And a semiconductor chip mounted face-up against the sensing portion.
또한, 상기 제 1 기판은 플렉서블(flexible) 기판일 수 있으며, 상기 센싱부는 제 2 기판, 상기 제 2 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나이상의 전극패턴, 상기 제 2 기판을 관통하여 형성되며, 상기 전극패턴과 상기 제 1 기판을 전기적으로 연결하는 관통비아 및 상기 전극패턴 상에 형성되는 보호층을 포함한다.
In addition, the first substrate may be a flexible substrate, the sensing unit may include a second substrate, at least one electrode pattern formed on one surface of the second substrate, A through hole for electrically connecting the pattern to the first substrate, and a protection layer formed on the electrode pattern.
나아가, 상기 센싱부는 상기 관통비아와 상기 베이스 기판의 일면에 형성된 접속패드간의 솔더링을 통해 전기적으로 연결되며, 상기 센싱부는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, 이하,ACF라 함)을 통해, 상기 베이스 기판의 일면에 접합되고, 상기 관통비아는 상기 베이스 기판상의 접속패드에 돌출되어 형성되는 제 1 솔더볼과 전기적으로 연결된다.
Further, the sensing unit is electrically connected through soldering between the through vias and connection pads formed on one surface of the base substrate, and the sensing unit is connected to the base substrate through an anisotropic conductive film (ACF) And the through vias are electrically connected to the first solder balls protruding from the connection pads on the base substrate.
도 1은 종래의 지문센서 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 패키지를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 패키지를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a conventional fingerprint sensor package.
2 is a view illustrating a fingerprint sensor package according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a fingerprint sensor package according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "one side,"" first, ""first,"" second, "and the like are used to distinguish one element from another, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 지문센서 패키지를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 패키지를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지문센서 패키지를 나타낸 도면이다.
FIG. 1 illustrates a conventional fingerprint sensor package, FIG. 2 illustrates a fingerprint sensor package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a fingerprint sensor package according to another embodiment of the present invention .
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 지문센서 패키지(1)는 센싱부(5)와 상기 센싱부(5)로부터 감지된 사용자의 지문인식 정보를 처리하는 반도체 칩(2)이 포함된 지문센서 패키지(1)가 상기 지문센서 패키지(1)의 하면에 형성된 솔더볼(3)을 통해, 기판(7)의 일면에 실장되는 구조이었으며, 상기 구조하에서는 지문센서 패키지의 전체 높이(사이즈)가 커지며, 단단한 기판(PCB)상에 지문인식을 위한 전극패턴을 정밀하게 형성할 수 없은 문제점이 있었다.
1, a conventional
하지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 지문센서 패키지(10)는 제 1 기판(102), 제 1 기판(102)의 일면에 실장되는 센싱부(110) 및 제 1 기판(102)의 타면에 상기 센싱부(110)에 대향하도록 페이스- 업(face-up) 실장되는 반도체 칩(121)을 포함한다.
2 and 3, the
제 1 기판(102)은 통상적으로 층간 절연소재로 사용되는 복합 고분자 수지(프리프레그, ABF(Ajinomoto Build up Film), FR-4 또는 BT(Bismaleimide Triazine) 등의 에폭시계 수지)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스기판으로서, 동박적층판(CCL)을 이용하는 것도 가능하고, 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
The
그리고, 제 1 기판(102)의 상면에는 센싱부(110)와 전기적으로 연결되는 제 1 접속패드(103)가 형성되며, 하면에는 제 2 접속단자()가 형성된다. 여기에서, 제 1 접속단자()와 제 2 접속단자()는 비아()를 통해, 상호 전기적으로 연결될 수 있으며, 제 2 접속단자()는 반도체 칩(121)과 전기적으로 연결된다.
A
센싱부(110)는 제 1 기판(102)의 일면에 실장되며, 제 2 기판(113), 제 2 기판(113)의 일면에 형성되는 적어도 하나 이상의 전극패턴(112), 제 2 기판(113)을 관통하여 형성되며, 전극패턴(112)과 제 1 기판(102)을 전기적으로 연결하는 관통비아(114) 및 전극패턴(112)상에 형성되는 보호층(111)을 포함한다.The sensing unit 110 is mounted on one surface of the
여기에서, 센싱부(110)의 높이(H1)는 95 내지 106 [um]범위에서 형성될 수 있으며, 보호층(111)은 레진(resin)으로 필름라미네이션 또는 스프레이 코팅등의 방식으로 형성될 수 있다.
Here, the height H 1 of the sensing unit 110 may be in the range of 95 to 106 [mu] m, and the
제 2 기판(113)은 유리(glass) 또는 실리콘(silicon)으로 이루어진 기판일 수 있으며, 제 2 기판(113)의 상면에는 사용자의 지문을 감지하는 적어도 하나이상의 전극패턴(112)이 형성된다. The
여기에서, 제 2 기판(113)이 유리(glass) 또는 실시콘(silicon)으로 이루어진 경우에는 보다 정밀한 전극패턴(112)의 형성이 가능하며, 전극패턴(112)은 구리(Cu)를 도금(Plating)하여, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
Here, when the
관통비아(114)는 제 2 기판(113)을 관통하여 형성되며, 내부는 도전성 페이스트를 포함한 도전성 금속물질로 충전될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 관통비아(114)는 제 2 기판(113)의 상면에 형성된 전극패턴(112)을 제 1 기판(102)의 제 1 접속패드(103)에 전기적으로 연결한다.
The through
나아가, 1) 본 발명의 일실시예(도 2)에 따르면, 센싱부(110)는 관통비아(114)와 제 1 기판(102)의 일면에 형성된 제 1 접속패드(103)간의 솔더링(Soldering)을 통해 전기적으로 연결된다. 즉, 관통비아(114)는 제 1 접속패드(103)상에 솔더합금도금 또는 크림솔더를 공급한 후, 열풍등의 열원을 사용하여, 상기 솔더의 용융, 경화하는 리플로우(reflow soldering) 과정을 통해, 제 1 접속패드(103)에 전기적으로 연결될 수 있다.
2, the sensing unit 110 may include soldering (not shown) between the
2) 본 발명의 다른 실시예(도 3)에 따르면, 센싱부(110)는 이방성 도전 필름(ACF)을 통해, 제 1 기판(102)에 접합될 수 있다. 즉, 상기 이방성 도전 필름(ACF)은 센싱부(110)의 하면과 제 1 기판(102)사이에 구비될 수 있으며, 센싱부(110)는 상기 이방성 도전 필름의 접착성을 이용해, 제 1 기판(102)의 상면에 접합된다.
2) According to another embodiment of the present invention (FIG. 3), the sensing unit 110 may be bonded to the
여기에서, 제 1 기판(102)상에 형성된 제 1 접속패드(103)상에는 제 1 솔더볼(105)이 형성되며, 센싱부(110)는 관통비아(114)를 통해, 제 1 접속패드(103)상에 돌출되어 형성되는 제 1 솔더볼(105)과 전기적으로 연결된다. The
즉, 센싱부(110)를 제 1 기판(102)의 상면에, 상기 이방성 도전 필름(ACF)를 통해, 접합하는 과정에서, 관통비아(114)와 제 1 접속패드(103)가 맞닿은 부분의 상기 이방성 도전 필름상에 포함된 도전볼이 파괴되면서, 상기 파괴된 도전볼이 관통비아(114)와 제 1 접속패드(103)간의 통전을 가능하게 한다.
That is, in the process of bonding the sensing portion 110 to the upper surface of the
반도체 칩(121)은 제 1 기판(102)의 하면에 플립칩 본딩(flip-chip)방식으로 실장된다. 즉, 반도체 칩(121)은 제 1 기판(102)의 하면에 형성된 제 2 접속패드()에 제 2 솔더볼(122)간의 솔더링을 통해, 상호 전기적으로 연결되며, 반도체 칩(121)과 제 1 기판(102)의 하면 사이에는 레진등으로 충진된 언더필(underfill)이 형성된다. 이를 통해, 반도체 칩(121)과 제 1 기판(102)과의 접합력이 보다 강화될 수 있다. 여기에서, 반도체 칩(121)의 높이(H2)는 105 내지 110 [um]에서 형성될 수 있다.
The
그리고, 반도체 칩(121)은 사용자가 손가락을 이용해, 제 2 기판(113)의 상면에 형성된 전극패턴(112)을 스와핑(swiping)하는 경우, 사용자의 손가락의 지문패턴과 전극패턴(112)간의 정전용량의 변화를 감지하여, 사용자에 의한 지문입력여부를 판단한다. 여기에서, 반도체 칩(121)은 지문센서 드라이버 집적회로(IC)일 수 있으며, 상기에서 설명한 기능을 수행하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있으며, 펌웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어(예를들면, 반도체칩 또는 응용집적회로(application-specific integrated circuit)에서 구현될 수 있다.
When the user swipes the
나아가, 반도체 칩(121)은 사용자가 센싱부(110)의 전극패턴(112)을 터치하는 경우, 상기 터치로 인한 전극패턴(112)의 정전용량변화을 감지하여, 상기 정전용량변화에 대한 정보를 커넥터(130)의 접속단자(131,132)에 실장될 수 있는 프로세서(Application Processor)에 전송한다.
In addition, when the user touches the
상기에서 검토한 바와 같이, 본 발명에 따른 지문센서 패키지는 유리(Glass) 또는 실리콘으로 구성된 제 1 기판상에 전극패턴을 형성함으로써, 보다 정밀한 전극패턴의 구현이 가능해졌으며, 이를 통해, 사용자의 지문입력에 의한 센싱감도를 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.
As described above, the fingerprint sensor package according to the present invention can realize a more precise electrode pattern by forming an electrode pattern on a first substrate made of glass or silicon, The sensing sensitivity by the input can be improved more efficiently.
또한, 제 1 기판의 양면에 사용자의 지문인식을 위한 센싱부 와 상기 센싱부의 지문인식정보를 처리하기 위한 반도체 칩을 상호 대향적으로 구성함으로써, 전체 패키지의 두께를 줄임으로써, 모바일 제품에 보다 적합해질 수 있다.
In addition, by configuring the sensing unit for fingerprint recognition of the user and the semiconductor chip for processing the fingerprint recognition information of the sensing unit on both sides of the first substrate in a mutually opposing manner, the thickness of the entire package is reduced, .
또한, 제 1 기판의 양면에 사용자의 지문인식을 위한 센싱부 와 상기 센싱부의 지문인식정보를 처리하기 위한 반도체 칩을 상호 대향적으로 구성함으로써, 플렉서블한 제 1 기판의 강도에 대한 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이를 통해, 플렉서블 기판의 강화를 위한 추가적인 재료 및 부착공정이 불필요하다.
Further, by configuring the semiconductor chip for processing the fingerprint recognition information of the user and the fingerprint recognition information of the user on both sides of the first substrate mutually oppositely, the reliability of the strength of the flexible first substrate can be ensured Thereby eliminating the need for additional materials and deposition processes for the reinforcement of the flexible substrate.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 지문센서 패키지는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10 : 지문센서 패키지
101: 솔더레지스트 102: 제 1 기판
103: 제 1 접속패드 104 : 비아
105: 제 1 솔더볼 106 : 제 2 접속패드
110 : 센싱부 111 : 보호층
112 : 전극패턴 113: 제 2 기판
114 : 관통비아
121 : 반도체 칩 122: 제 2 솔더볼
123 : 언더필 130 : 커넥터10: fingerprint sensor package
101: Solder resist 102: First substrate
103: first connection pad 104: via
105: first solder ball 106: second connection pad
110: sensing part 111: protective layer
112: electrode pattern 113: second substrate
114: Through vias
121: semiconductor chip 122: second solder ball
123: underfill 130: connector
Claims (9)
상기 제 1 기판의 일면에 실장되며, 적어도 하나이상의 전극패턴을 포함하는 센싱부;및
상기 제 1 기판의 타면에 상기 센싱부에 대항하도록 페이스 업(face-up)으로 실장되는 반도체 칩을 포함하는 지문센서 패키지.
A first substrate;
A sensing unit mounted on one surface of the first substrate and including at least one electrode pattern;
And a semiconductor chip mounted on a second surface of the first substrate so as to face-up against the sensing unit.
상기 제 1 기판은
플렉서블(flexible) 기판인 지문센서 패키지.
The method according to claim 1,
The first substrate
A fingerprint sensor package that is a flexible substrate.
상기 센싱부는
제 2 기판;
상기 제 2 기판의 일면에 형성되는 적어도 하나이상의 전극패턴;
상기 제 2 기판을 관통하여 형성되며, 상기 전극패턴과 상기 제 1 기판을 전기적으로 연결하는 관통비아;및
상기 전극패턴 상에 형성되는 보호층을 포함하는 지문센서 패키지.
The method of claim 2,
The sensing unit
A second substrate;
At least one electrode pattern formed on one surface of the second substrate;
A through-hole formed through the second substrate and electrically connecting the electrode pattern and the first substrate;
And a protective layer formed on the electrode pattern.
상기 센싱부는
상기 관통비아와 상기 베이스 기판의 일면에 형성된 접속패드간의 솔더링을 통해 전기적으로 연결되는 지문센서 패키지.
The method of claim 3,
The sensing unit
And the through vias and the connection pads formed on one surface of the base substrate are electrically connected through soldering.
상기 센싱부는
이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, 이하,ACF라 함)을 통해, 상기 베이스 기판의 일면에 접합되며,
상기 관통비아는
상기 베이스 기판상의 접속패드에 돌출되어 형성되는 제 1 솔더볼과 전기적으로 연결되는 지문센서 패키지.
The method of claim 3,
The sensing unit
And is bonded to one surface of the base substrate through an anisotropic conductive film (ACF)
The through-
And electrically connected to the first solder ball protruding from the connection pad on the base substrate.
상기 센싱부의 높이(H1)는
95 내지 105 [um] 인 지문센서 패키지.
The method of claim 2,
The height (H 1 ) of the sensing portion is
95 to 105 [um].
상기 반도체 칩의 높이(H2)는
105 내지 110 [um]인 지문센서 패키지.
The method of claim 6,
The height (H 2 ) of the semiconductor chip
105 to 110 [um].
상기 제 2 기판은
유리(Glass) 또는 실리콘(Silicon)인 지문센서 패키지.
The method of claim 2,
The second substrate
Glass or silicon fingerprint sensor package.
상기 반도체 칩은
상기 베이스 기판의 타면에 플립칩 본딩(flip- chip bonding)되는 지문센서 패키지.The method of claim 8,
The semiconductor chip
Wherein the base substrate is flip-chip bonded to the other surface of the base substrate.
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WO2018026132A1 (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 하나 마이크론(주) | Fingerprint sensor package and fingerprint sensor module including same |
KR20190089406A (en) * | 2018-01-22 | 2019-07-31 | 엘지이노텍 주식회사 | Fingerprint sensing module and lectronic device comprising the same |
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2014
- 2014-10-13 KR KR1020140137847A patent/KR20160043450A/en not_active Application Discontinuation
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