KR20100117195A - Electronic compass package having fluxgate device and method of manufacturing electronic compass package having fluxgate device - Google Patents

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KR20100117195A
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axis fluxgate
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김종태
장한성
김태일
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(주)파트론
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Abstract

PURPOSE: An electronic compass package having fluxgate device is provided to increase resistance on noise, since an outer terminal is not exposed to the outside. CONSTITUTION: An electronic compass package having fluxgate device comprises an X-axis flux gate device(500), a Y-axis flux gate device(600), and a Z-axis flux gate device(100), and an ASIC driving component(400). The X-axis and Y-axis flux gate device are horizontally mounted. The X-axis and Y-axis flux gate devices detect the horizontal magnetic field component on a base substrate(200). The Z-axis flux gate device detects the magnetic field of the vertical direction. The Z-axis flux gate device is mounted in the vertical direction. The ASIC driving component is installed in order to drive flux gate device.

Description

플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 패키지 및 이를 제조하는 방법 {Electronic compass package having fluxgate device and Method of manufacturing electronic compass package having fluxgate device}Electronic compass package having fluxgate device and method of manufacturing the same {Electronic compass package having fluxgate device and Method of manufacturing electronic compass package having fluxgate device}

본 발명은 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 패키지 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 z축 플럭스게이트 소자를 전자 나침반의 베이스 기판에 장착하는데 있어서 z축 플럭스게이트 소자의 전기 단자와 베이스 기판의 전기 단자를 볼 그리드 배열(BGA; Ball Grid Array) 방식으로 연결하는 전자 나침반 패키지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전자 나침반 패키지에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic compass package having a fluxgate element and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an electrical terminal and a base substrate of a z-axis fluxgate element in mounting a z-axis fluxgate element to a base substrate of an electronic compass. The present invention relates to a method for manufacturing an electronic compass package that connects electrical terminals of a ball grid array (BGA) method, and an electronic compass package manufactured through the same.

플렉스게이트(Fluxgate) 소자는 고투자율의 자심 둘레에 권선된 드라이브 코일에 교류전류를 인가하고, 이와 별도의 픽업 코일에 의하여 그 자심의 자기포화 및 비선형 자기 특성에 따라 지자계 등 외부 자계에 비례하는 2차 고조파 성분을 검출함으로써 외부 자계의 크기를 측정하는 장치이다.The fluxgate device applies an alternating current to the drive coil wound around the magnetic core of high magnetic permeability and is proportional to the external magnetic field such as the geomagnetic field according to the magnetic saturation and nonlinear magnetic characteristics of the magnetic core by a separate pickup coil. It is a device for measuring the magnitude of an external magnetic field by detecting a second harmonic component.

이러한 플럭스게이트 소자는 여타의 자기소자에 비해 비교적 고감도이면서도 소형으로 제작할 수 있으며, 출력신호 안정도가 우수하여 휴대장치의 전자 나침반 기능, 광맥탐사, 표적탐지, 인공위성의 자세제어에 이르기까지 민간용 및 군사용으로 광범위하게 사용되고 있다.These fluxgate devices can be manufactured in a relatively high sensitivity and small size compared to other magnetic devices, and have excellent output signal stability for civil and military purposes, ranging from electronic compass functions, light vein detection, target detection, and satellite attitude control to portable devices. Widely used.

하나의 플럭스게이트 소자를 구비한 전자 나침반으로 방위를 측정할 경우, 남극 또는 북극과의 편각의 크기는 측정할 수 있으나, 편향의 방향이 동쪽인지 또는 서쪽인지 여부는 파악할 수 없는 문제가 있다. 따라서 동서남북을 모두 파악하기 위하여 두 개의 플럭스게이트(2축 플럭스게이트)를 이용하여 지자계의 수평 성분(x ,y 축상의 성분)을 검출하여야 하며, 이때 각 플럭스게이트는 상호 직교하도록 배치되는 것이 바람직하다.When the bearing is measured by an electronic compass provided with one fluxgate element, the magnitude of the angle of declination with the south pole or the north pole can be measured, but there is a problem that it is not possible to determine whether the direction of the deflection is east or west. Therefore, two fluxgates (two-axis fluxgates) should be used to detect horizontal components (components on the x and y axes) of the earth's magnetic field, and each fluxgate should be arranged to be orthogonal to each other. Do.

또한 전자 나침반을 구성하는 플럭스게이트 소자는 지구 자장의 수평 성분만을 감지하는 소자이므로, 전자 나침반 소자를 지표면과 수평을 정확히 맞추어서 방향을 측정하지 않으면 상당한 방향 측정 오차가 발생한다. 따라서 지자계의 수직축 성분(즉, z측 성분)도 검출해서 플럭스케이트가 수평을 벗어났을 때의 오차를 보정해주어야 정확한 방위를 산출할 수 있으며, 이를 위해 3축 플럭스게이트가 사용될 수 있다.In addition, since the fluxgate element constituting the electronic compass senses only the horizontal component of the earth's magnetic field, a significant directional measurement error occurs when the electronic compass element is not leveled with the earth's surface exactly. Therefore, the correct orientation can be calculated by detecting the vertical axis component (that is, the z-side component) of the geomagnetic field and correcting the error when the flux skew is out of horizontal. For this purpose, the three-axis fluxgate can be used.

최근에는 휴대폰, PDA 등과 같은 휴대 단말을 통해 지리 정보 서비스(Geographic Information Services)의 제공이 보편화되는 추세에 있으며, 이를 보다 편리하게 이용하기 위해서는 휴대 단말의 디스플레이에 표시되는 지도(map)의 방향을 사용자의 방향과 일치시킬 필요가 있다. 이를 위해 휴대용 단말에 장착되어 사용자의 방향을 탐지할 수 있는 초소형 전자나침반이 요구되고 있다.Recently, the provision of Geographic Information Services (Geographic Information Services) through a mobile terminal such as a mobile phone, PDA, etc. is becoming more common, in order to use more conveniently, the direction of the map (map) displayed on the display of the mobile terminal user It needs to match the direction of. To this end, a small electronic compass that is mounted on a portable terminal and capable of detecting a user's direction is required.

도 1은 종래기술에 따른 3축 박막 플럭스게이트 소자를 채용한 전자나침반의 구조를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing the structure of an electronic compass employing a three-axis thin film fluxgate device according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이 3차원 측정용 전자나침반은 기판(10)상에 배치된 3개의 플럭스게이트 소자(12,14,16)와 이를 구동하는 ASIC 구동 소자(18)로 구성된다. 3개의 플럭스게이트 소자(12,14,16)는 기판 상에 x,y,z 축으로 배열되며, 플럭스게이트 소자(12,14,16)와 ASIC 구동소자(18)의 단자(20)는 도선용 와이어를 통해 상호 전기적으로 연결되게 된다.As shown in FIG. 1, the electronic compass for three-dimensional measurement includes three fluxgate elements 12, 14, and 16 disposed on the substrate 10 and an ASIC driving element 18 driving the same. Three fluxgate elements 12, 14, and 16 are arranged on the substrate in the x, y, and z axes, and the terminal 20 of the fluxgate elements 12, 14, and 16 and the ASIC drive element 18 is connected to a conductive line. It is electrically connected to each other through a dragon wire.

이와 같은 종래기술은 소자면이 측면을 향하는 z축용 박막 플럭스게이트 소자의 경우에 통상의 수직 이동형 와이어 본딩 머신으로는 단자의 도선 연결을 용이하게 수행할 수 없어 전기적 접촉을 형성시키는데 어려움을 해결하고자 z축 박막 플럭스게이트 소자(16)가 소자면과 90도를 이루는 소자체 상부에 당해 박막 소자의 단자와 전기적으로 연결된 도전 박막을 추가로 형성함으로써 기판(10)과 평행한 소자체 상부에 박막 소자로부터 연장되어 나온 별도의 전기 단자를 구비하고 있다.In the conventional art, in the case of the z-axis thin film fluxgate device having the device surface facing to the side, a conventional vertically movable wire bonding machine cannot easily connect the conductors of the terminals to solve the difficulty of forming an electrical contact. The axial thin film fluxgate element 16 further forms a conductive thin film electrically connected to the terminal of the thin film element on the element body having a 90 degree angle with the element surface, thereby removing the thin film element on the element body parallel to the substrate 10. It has a separate electrical terminal that extends out.

도 2는 상기 종래기술의 z축 박막 플럭스게이트 소자의 연결을 도시하는데, 도 2를 통해 이를 좀 더 살펴보면, z축용 박막 플럭스 게이트 소자(16)의 연결단자와 ASIC 구동 소자(18)의 단자간 와이어 본딩이 이루어지는 본딩면은 x,y,z축용 박막 플럭스 게이트 소자와 ASIC 구동소자의 와이어 본딩면과 마찬가지로 기판과 평행을 이루도록 추가적인 와이어 본딩 패드(36)를 형성시켜 통상의 수직 이동형 와이어 본딩 머신으로는 단자의 도선 연결을 용이하게 수행할 수 있도록 하였다.FIG. 2 shows a connection of the z-axis thin film fluxgate device of the prior art, which will be further described with reference to FIG. 2, between the connection terminal of the z-axis thin film flux gate device 16 and the terminal of the ASIC driving device 18. The bonding surface on which wire bonding is made is an ordinary vertically movable wire bonding machine by forming additional wire bonding pads 36 to be parallel to the substrate in the same manner as the wire bonding surfaces of the thin film flux gate elements for the x, y, and z axes and the ASIC driving elements. Easily connect the wires of the terminals.

그러나 이와 같은 종래기술은 z축 박막 플럭스게이트 소자의 제작공정이 복잡하여 생산단가가 높아지는 문제점이 있으며, 또한 추가적인 본딩 패드의 막박이 측면에 형성되는데, 이같은 측면에 형성되는 박막의 경우 일정한 막품질을 보장하기 어려운 공법이기 때문에 와이어 본딩 접합 신뢰성에 문제가 발생되어 양산성이 떨어지게 된다. However, such a conventional technology has a problem in that the manufacturing cost of the z-axis thin film fluxgate device is complicated and the production cost is increased, and additional thin film of the bonding pad is formed on the side, and the thin film formed on the side has a constant film quality. Because it is a difficult method to guarantee, a problem arises in the reliability of wire bonding joints, resulting in poor mass productivity.

본 발명은 3축 플럭스게이트 소자를 포함하는 전자 나침반에서 z축 플럭스게이트 소자를 간단한 구조 및 공정으로 장착한 전자 나침반 패키지와 이를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides an electronic compass package equipped with a z-axis fluxgate device with a simple structure and process in an electronic compass including a three-axis fluxgate device and a method of manufacturing the same.

또한 통상의 공정으로 z축 플럭스게이트 소자를 전자 나침반의 베이스 기판에 장착함에 있어서 수직 방향으로 와이어 본딩할 수 없는 문제점을 해결하고, 나아가서 수평방향으로 와이어 본딩하고자 z축 플럭스게이트 소자의 측면에 본딩패드를 형성함으로써 본딩패드 박막의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 해결하고자 한다.In addition, in order to solve the problem of not being able to wire bond in the vertical direction when mounting the z-axis fluxgate element on the base board of the electronic compass in a conventional process, and furthermore, bonding pads on the side of the z-axis fluxgate element to wire-bond in the horizontal direction. By forming a to solve the problem of low reliability of the bonding pad thin film.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법에 있어서, 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 소자에 배열된 제1 전기 단자 상에 범프(bump)를 형성시키는 범프 형성 단계; 및 상기 z축 플럭스게이트 소자를 전자 나침반의 베이스 기판 상에 수직 장착시에 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자와 각각 대응되어 상기 전자 나침반의 베이스 기판 상의 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 전기 단자가 볼 그리드 배열(BGA; Ball Grid Array) 방식으로 연결되는 z축 소자 장착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법이다.In order to achieve the above technical problem, the present invention, in the method for manufacturing an electronic compass package including a thin-film three-axis fluxgate for detecting the magnetic field component in the three-axis direction, z-axis flux for detecting the vertical component of the magnetic field A bump forming step of forming a bump on the first electrical terminal arranged in the gate element; And a second second electrically connected to an ASIC driving element on the base substrate of the electronic compass corresponding to the first electrical terminal of the z-axis fluxgate element when the z-axis fluxgate element is vertically mounted on the base substrate of the electronic compass. A method of manufacturing an electronic compass package comprising a z-axis device mounting step in which electrical terminals are connected in a ball grid array (BGA) manner.

바람직하게는 상기 범프 형성 단계는, 상기 z축 플럭스게이트 소자에 배열된 제1 전기 단자 상에 Au 범프(Au bump) 또는 솔더 범프(Solder bump)를 형성시킬 수 있다.Preferably, the bump forming step may form an Au bump or a solder bump on a first electrical terminal arranged in the z-axis fluxgate element.

보다 바람지하게는 상기 z축 소자 장착 단계는, 상기 전자 나침반의 베이스 기판의 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착될 부근에 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자에 대응되는 제2 전기 단자를 솔더 크림(Solder Cream)으로 형성하는 단계; 상기 전자 나침반의 베이스 기판 상의 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착될 위치에 상기 z축 플럭스게이트 소자를 장착하는 단계; 상기 제1 전기 단자 상의 범프와 상기 제2 전기 단자가 융착되도록 경화시키는 단계; 및 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동 소자 상의 전기 단자를 전기적으로 연결시키는 단계를 포함할 수 있다.More preferably, the mounting of the z-axis element may include installing a second electrical terminal corresponding to the first electrical terminal of the z-axis fluxgate element near the mount of the z-axis fluxgate element of the base substrate of the electronic compass. Forming with solder cream; Mounting the z-axis fluxgate element at a position where the z-axis fluxgate element is to be mounted on the base substrate of the electronic compass; Curing the bumps on the first electrical terminals and the second electrical terminals to be fused; And electrically connecting the second electrical terminal to the electrical terminal on the ASIC driving device.

나아가서 상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the method may further include molding a resin from the upper surface of the base substrate to include the triaxial fluxgate device and the ASIC driving device.

여기서 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동 소자 상의 전기 단자를 연결하 는 단계는, 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동 소자 상의 전기 단자를 와이어 본딩으로 연결할 수 있다.Here, in the connecting of the second electrical terminal and the electrical terminal on the ASIC driving device, the second electrical terminal and the electrical terminal on the ASIC driving device may be connected by wire bonding.

또한 본 발명은, 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반에 있어서, 전자 나침반의 베이스 기판 상에 수직으로 장착되어 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자에 형성된 범프(bump)가 상기 베이스 기판 상에 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결되는 제2 전기 단자와 접촉되어 경화됨으로써, 상기 z축 플럭스게이트 소자와 상기 ASIC 구동소자가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지이다.In addition, the present invention, in the electronic compass including a thin-film three-axis fluxgate for detecting the magnetic component in the three-axis direction, the z-axis is mounted vertically on the base substrate of the electronic compass to detect the vertical component of the magnetic field The bump formed on the first electrical terminal of the fluxgate element is cured in contact with the second electrical terminal electrically connected to the ASIC driving element on the base substrate, thereby forming the z-axis fluxgate element and the ASIC driving element. An electronic compass package characterized by being electrically connected.

나아가서 상기 베이스 기판 상에 제2 전기 단자는 상기 ASIC 구동소자와 와이어 본딩으로 연결될 수 있다.Furthermore, a second electrical terminal on the base substrate may be connected to the ASIC driver by wire bonding.

여기서 상기 범프는, Au 범프 또는 솔더 범프 중 선택된 어느 하나일 수 있다.Here, the bump may be any one selected from Au bumps and solder bumps.

바람직하게는 상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩될 수 있다.Preferably, the resin may be molded from a top surface of the base substrate to include a triaxial fluxgate device and the ASIC driving device.

이와 같은 본 발명에 따르면, 전자 나침반의 수직축인 z축 플럭스게이트 소자의 장착시에 수직방향으로 와이어 본딩이 어려운 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention, it is possible to solve the problem of difficult wire bonding in the vertical direction when mounting the z-axis fluxgate element which is the vertical axis of the electronic compass.

나아가서 z축 플럭스게이트 소자에 별도의 측면 박막을 형성함으로써 발생되 는 와이어 본딩의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 해결하고 또한 제조 공정을 단순화시킴으로써 대량생산이 가능하며 제조단가를 낮출 수 있다.Furthermore, by solving the problem of inferior reliability of wire bonding caused by forming a separate thin film on the z-axis fluxgate device and simplifying the manufacturing process, mass production is possible and manufacturing cost can be reduced.

또한 볼 그리드 배열 방식으로 z축 플럭스게이트 소자를 장착하여 부품의 실장 면적을 줄이고, 외부 단자가 나와 있지 않아서 노이즈에도 강한 전자 나침반을 제공할 수 있다.In addition, the z-axis fluxgate device can be mounted in a ball grid arrangement to reduce the mounting area of components and provide an electronic compass that is resistant to noise since external terminals are not provided.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명은 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 전자나침반 패키지와 이를 제조하는 방법으로서, z축 플럭스게이트 소자를 전기적으로 연결하는 어려움을 극복하고자 z축 플럭스게이트 소자를 볼 그리드 배열(BGA;Ball Grid Array) 방식으로 연결하여 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결시킨다.The present invention relates to an electronic compass package having a three-axis fluxgate device and a method of manufacturing the same, wherein the z-axis fluxgate device is a ball grid array (BGA) to overcome the difficulty of electrically connecting the z-axis fluxgate device. The electrical connection to the ASIC drive element.

도 3은 본 발명에 따른 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 패키지에 대한 하나의 실시예의 사시도를 나타낸다.3 shows a perspective view of one embodiment of an electronic compass package having a three-axis fluxgate element in accordance with the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 3축 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반은 3차원을 측정하기 위하여, 베이스 기판(200) 상에 수평 자계성분을 검출하기 위한 x축 플럭스게이트 소자(500)와 y축 플럭스게이트 소자(600)가 수평방향으로 장착되고 수직방향의 자계성분을 검출하기 위한 z축 플럭스게이트 소자(100)가 수직방향으로 장착되며, 이들 플럭스게이트 소자를 구동시키는 ASIC 구동소자(400)가 장착되어 각 플럭스게이트 소자(100, 500, 600)와 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 3, the electronic compass having a three-axis fluxgate element includes an x-axis fluxgate element 500 and a y-axis flux for detecting a horizontal magnetic component on the base substrate 200 to measure three dimensions. The gate device 600 is mounted in the horizontal direction, and the z-axis fluxgate device 100 for detecting the magnetic field component in the vertical direction is mounted in the vertical direction, and the ASIC driving device 400 for driving these fluxgate devices is mounted. And electrically connected to each of the fluxgate elements 100, 500, and 600.

본 발명에서는 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(200)에 수직으로 장착하는데 있어서, z축 플럭스게이트 소자(100)에 배열된 제1 전기 단자에 범프(bump)를 형성하고, 상기 제1 전기 단자에 형성된 범프가 베이스 기판(200)에 형성된 제2 전기 단자와 접촉되도록 경화시킨다. 여기서 상기 제2 전기 단자는 ASIC 구동소자(400)의 전기 단자(410)와 전기적으로 연결되는데, 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 와이어 본딩으로 연결되게 된다.In the present invention, in mounting the z-axis fluxgate element 100 perpendicular to the base substrate 200, a bump is formed in the first electrical terminal arranged in the z-axis fluxgate element 100, and the bump is formed. 1 The bumps formed on the electrical terminals are cured to be in contact with the second electrical terminals formed on the base substrate 200. In this case, the second electrical terminal is electrically connected to the electrical terminal 410 of the ASIC driving device 400, preferably, as shown in FIG. 3, by wire bonding.

여기서 베이스 기판(200)은 일반적인 PCB 기판이나 FPCB 등 다양한 종류의 기판이 적용될 수 있다.Here, the base substrate 200 may be applied to various kinds of substrates such as a general PCB substrate or FPCB.

이와 같이 본 발명에서는 z축 플럭스게이트 소자(100)를 장착함에 있어서 전기적 연결을 용이하게 하기 위하여 볼 그리드 배열(BGA) 방식을 이용하여 범프로 연결하는데, 이때 범프로는 Au 범프나 솔더 범프 등이 적용될 수 있다.As described above, in the present invention, in order to facilitate the electrical connection in mounting the z-axis fluxgate device 100, a bump grid is connected to the bump using a ball grid array (BGA) method. Can be applied.

나아가서 도 3에 도시된 바와 같이 각 소자를 전기적으로 연결한 와이어나 범프 등의 접합 신뢰성을 보장하기 위하여 베이스 기판(200)의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자(100, 500, 600) 및 ASIC 구동소자(400)를 포함하도록 수지로 몰딩된 전자 나침반 패키지가 될 수 있다.Furthermore, as shown in FIG. 3, three-axis fluxgate devices 100, 500, and 600 are driven from the top surface of the base substrate 200 to ensure bonding reliability of wires or bumps electrically connected to each device. It can be an electronic compass package molded with resin to contain the element 400.

본 발명은 z축 플럭스게이트 소자(100)를 전자 나침반의 베이스 기판(200) 상에 장착하는 것이 발명의 주된 구성이므로, 이하에서는 z축 플럭스게이트 소 자(100)를 중심으로 살펴본다.Since the main configuration of the present invention is to mount the z-axis fluxgate element 100 on the base substrate 200 of the electronic compass, the following description will focus on the z-axis fluxgate element 100.

도 4는 본 발명에 따른 전자 나침반 패키지의 제조 방법에서 z축 플럭스게이트 소자를 장착하는 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.4 is a schematic flowchart of a method of mounting a z-axis fluxgate element in a method of manufacturing an electronic compass package according to the present invention.

본 발명에 따른 전자 나침반의 패키지 제조방법은, z축 플럭스게이트 소자(100)를 장착하는 방법에 주된 구성이 있는데, 개략적으로 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 소자(100)에 배열된 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d) 상에 범프(120)를 형성시키는 범프 형성 단계와 z축 플럭스게이트 소자(100)를 전자 나침반의 베이스 기판(200)에 수직 장착함에 있어서 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d) 상의 범프(120)와 ASIC 구동소자(400)와 전기적으로 연결된 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)가 볼 그리드 배열(BGA) 방식으로 연결되는 z축 센서 장착 단계로 구성이 된다.The package manufacturing method of the electronic compass according to the present invention has a main configuration in the method of mounting the z-axis fluxgate element 100, which is schematically arranged in the z-axis fluxgate element 100 for detecting vertical components of the magnetic field. In the bump forming step of forming the bumps 120 on the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d and mounting the z-axis fluxgate element 100 perpendicularly to the base substrate 200 of the electronic compass, the first The bumps 120 on the electrical terminals 110a, 110b, 110c and 110d and the second electrical terminals 230a, 230b, 230c and 230d electrically connected to the ASIC drive element 400 are connected in a ball grid arrangement (BGA) manner. It consists of the z-axis sensor mounting step.

이를 도 4의 흐름도를 통해 보다 구체적으로 살펴보면, z축 플럭스 게이트 소자 상에 배열된 제1 전기 단자에 범프를 형성(S110)하는데, 도 5는 범프를 형성하는 실시예를 도시한다.4, the bumps are formed in the first electrical terminals arranged on the z-axis flux gate device (S110). FIG. 5 illustrates an embodiment of forming bumps.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 z축 플럭스게이스 소자(100)의 상면에는 복수개의 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)가 배열되어 있으며, 도 5의 (b)와 같이 각 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)에 범프(120)를 형성한다. 여기서 범프(120)는 Au 범프나 솔더 범프 등이 적용될 수 있다.As shown in FIG. 5A, a plurality of first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d are arranged on the upper surface of the z-axis flux-gauge element 100, as shown in FIG. 5 (b). Bumps 120 are formed in the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d, respectively. Here, the bump 120 may be Au bump, solder bump, or the like.

그리고 전자 나침반의 베이스 기판(200) 상에 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)에 대응되는 제2 전기 단자를 형성(S120)하는데, 도 6은 베이스 기 판(200) 상에 제2 전기 단자를 형성한 실시예를 나타내며, 도 6에 도시된 바와 같이 베이스 기판(200) 상에는 ASIC 구동소자(400)이 장착될 위치(240), x축 플럭스게이트 소자(500)가 장착될 위치(250), y축 플럭스게이트 소자(600)가 장착될 위치(600) 및 z축 플럭스게이트 소자(100)가 장착될 위치(210)가 존재하며, 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)는 z축 플럭스게이트 소자(100)가 장착될 위치(210) 부근에 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)에 대응되도록 형성한다. 여기서 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)는 솔더 크림을 이용하여 소정의 높이를 갖도록 형성할 수 있다.In addition, a second electrical terminal corresponding to the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d is formed on the base substrate 200 of the electronic compass (S120), and FIG. 6 is provided on the base substrate 200. 2 shows an embodiment in which the electrical terminals are formed, and as shown in FIG. 6, a position 240 on which the ASIC driving element 400 is to be mounted 240 and a position on which the x-axis fluxgate element 500 is to be mounted on the base substrate 200. 250, a position 600 at which the y-axis fluxgate element 600 is mounted, and a position 210 at which the z-axis fluxgate element 100 is mounted are present, and the second electrical terminals 230a, 230b, 230c, 230d) is formed to correspond to the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d near the position 210 on which the z-axis fluxgate element 100 is to be mounted. Here, the second electrical terminals 230a, 230b, 230c, and 230d may be formed to have a predetermined height using solder cream.

이후에 전자 나침반의 베이스 기판(200) 상의 z축 플럭스게이트 소자(100)가 장착될 위치(210)에 맞춰서 z축 플럭스게이트 소자(100)를 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)가 하부에 위치하도록 수직으로 장착(S130)하는데, 도 7은 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(200) 상에 장착하는 실시예를 도시한다.The z-axis fluxgate element 100 may be mounted to the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d in accordance with a position 210 on which the z-axis fluxgate element 100 is to be mounted on the base substrate 200 of the electronic compass. Is mounted vertically (S130) so that the bottom is located, Figure 7 shows an embodiment of mounting the z-axis fluxgate device 100 on the base substrate 200.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 베이스 기판(200)상의 z축 플럭스게이트 소자(100)가 장착될 위치(210)에 맞춰서 z축 플럭스게이트 소자(100)를 장착하는데, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 z축 플럭스게이트 소자(100)에 형성된 범프(120)가 베이스 기판(200) 상에 형성된 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)에 대응되어 접할 수 있도록 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(200)에 장착한다.As shown in FIG. 7A, the z-axis fluxgate element 100 is mounted in accordance with a position 210 on which the z-axis fluxgate element 100 is to be mounted on the base substrate 200. As shown in b), the bumps 120 formed on the z-axis fluxgate element 100 correspond to the second electrical terminals 230a, 230b, 230c, and 230d formed on the base substrate 200 to be in contact with each other. The axial fluxgate element 100 is mounted on the base substrate 200.

이와 같이 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(200) 상에 장착하고, 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)에 형성된 범프(120)와 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)가 서로 연결될 수 있도록 경화(S140)하여 융착시키는 데, 리플로우 오븐(reflow oven)이나 적외선 히터에서 열을 가하여 경화공정을 수행하게 된다.As such, the z-axis fluxgate element 100 is mounted on the base substrate 200, and the bump 120 and the second electrical terminals 230a, 230b, which are formed on the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d, Hardening (S140) and fusion so that 230c and 230d may be connected to each other may be performed by applying heat in a reflow oven or an infrared heater to perform a curing process.

도 8은 경화공정을 거쳐 범프와 제2 전기 단자가 융착된 실시예를 도시하는데, 도 8에서 보는 바와 같이 범프(120)와 제2 전기 단자(230a)가 서로 융착(130)되어 제1 전기 단자(110a)와 제2 전기 단자(230a)가 전기적으로 연결된다.8 illustrates an embodiment in which a bump and a second electrical terminal are fused through a hardening process. As shown in FIG. 8, the bump 120 and the second electrical terminal 230a are fused 130 to each other to form a first electrical connection. The terminal 110a and the second electrical terminal 230a are electrically connected to each other.

그리고 베이스 기판(200) 상에 ASIC 구동소자(400) 및 x축, y축 플럭스게이트 소자(500,600)를 장착하는데, 이는 본 발명의 주된 구성이 아니므로 생략한다.In addition, the ASIC driving device 400 and the x-axis and y-axis fluxgate devices 500 and 600 are mounted on the base substrate 200, which is omitted since it is not a main configuration of the present invention.

이와 같이 z축 플럭스게이트 소자(100)를 베이스 기판(200)에 장착시키고 베이스 기판(200)에 형성된 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)와 ASIC 구동소자(400)상에 배열된 전기 단자를 전기적으로 연결하는데, 여기서 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)와 ASIC 구동소자(400)상에 배열된 전기 단자를 와이어 본딩(S150)하여 연결시킬 수 있는데, 도 9는 베이스 기판(200)에 각 소자(100, 400, 500, 600)가 장착되고 와이어 본딩으로 ASIC 구동소자(400)와 각 소자(100, 500, 600)를 연결한 실시예를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, z축 플럭스게이트 소자(100)의 제1 전기 단자(110a, 110b, 110c, 110d)가 베이스 기판(200)에 형성된 제2 전기 단자(230a, 230b, 230c, 230d)와 각각 대응되어 볼 그리드 배열(BGA; Ball Grid Array) 방식으로 연결되어 있다.As such, the z-axis fluxgate element 100 is mounted on the base substrate 200, and the second electrical terminals 230a, 230b, 230c, and 230d formed on the base substrate 200 are arranged on the ASIC driving element 400. The electrical terminals are electrically connected, where the second electrical terminals 230a, 230b, 230c, and 230d and the electrical terminals arranged on the ASIC driving device 400 may be connected by wire bonding (S150). Each of the devices 100, 400, 500, and 600 is mounted on the base substrate 200, and the ASIC driving device 400 and the devices 100, 500, and 600 are connected by wire bonding. As shown in FIG. 9, second electrical terminals 230a, 230b, 230c, and 230d on which the first electrical terminals 110a, 110b, 110c, and 110d of the z-axis fluxgate element 100 are formed on the base substrate 200. ) Are connected to each other in a ball grid array (BGA) manner.

나아가서 전자 나침반의 장착된 소자와 와이어 본딩의 안정성을 유지하기 위하여 베이스 기판(200)의 상면으로부터 3축 플럭스게이트 소자(100, 500, 600) 및 ASIC 구동소자(400)를 포함하도록 수지로 몰딩(S160)하는데, 도 3의 본 발명에 따 른 전자 나침반 패키지의 실시예는 베이스 기판(200)의 상면이 수지로 몰딩(190)된 형태를 갖는다.Furthermore, in order to maintain the stability of the wire bonding with the mounted element of the electronic compass, molding of the resin to include the 3-axis fluxgate elements 100, 500, and 600 and the ASIC driving element 400 from an upper surface of the base substrate 200 is performed. S160), the embodiment of the electronic compass package according to the present invention of Figure 3 has a form in which the upper surface of the base substrate 200 is molded with a resin (190).

이와 같은 본 발명에 따른 3축 박막형 플럭스게이트를 갖는 전자 나침반 패키지는 z축 플럭스게이트 소자가 수직으로 장착됨으로 인해 수직 와이어 본딩으로 전기적 연결을 시킬 수 없는 문제점을 극복하고자 z축 플럭스게이트 소자의 전기 단자를 볼 그리드 배열 방식으로 베이스 기판 상에 연결시킴으로써 간단한 공정으로 z축 플럭스게이트 소자를 장착할 수 있으며, 나아가서 부품의 실장 면적을 줄이고, 외부 단자가 나와 있지 않아서 노이즈에도 강한 전자 나침반을 제공할 수 있다.Such an electronic compass package having a three-axis thin-film fluxgate according to the present invention is an electrical terminal of the z-axis fluxgate device to overcome the problem that the electrical connection by the vertical wire bonding can not be due to the vertical mounting of the z-axis fluxgate device Can be mounted on a base board in a ball grid arrangement, which allows the mounting of z-axis fluxgate elements in a simple process, further reducing the mounting area of components and providing an electronic compass that is resistant to noise since no external terminals are provided. .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 3축 박막 플럭스게이트 소자를 채용한 전자나침반의 구조를 나타내는 사시도이며,1 is a perspective view showing the structure of an electronic compass employing a three-axis thin film fluxgate device according to the prior art,

도 2는 상기 종래기술의 z축 박막 플럭스게이트 소자의 연결을 도시하며, 2 shows a connection of the z-axis thin film fluxgate device of the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 3축 박막 플럭스게이트 소자를 갖는 전자 나침반 패키지의 실시예에 대한 사시도를 나타내며,Figure 3 shows a perspective view of an embodiment of an electronic compass package having a three-axis thin film fluxgate device according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 전자 나침반 패키지의 제조 방법에서 z축 플럭스게이트 소자를 장착하는 개략적인 흐름도를 나타내며,4 is a schematic flowchart of mounting a z-axis fluxgate element in the method of manufacturing an electronic compass package according to the present invention;

도 5는 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자에 범프를 형성하는 실시예를 도시하며,FIG. 5 illustrates an embodiment for forming bumps in a first electrical terminal of a z-axis fluxgate element,

도 6은 본 발명에 따른 전자 나침반의 베이스 기판에 제2 전기 단자를 형성하는 실시예를 도시하며,6 illustrates an embodiment of forming a second electrical terminal on a base substrate of the electronic compass according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 전자 나침반의 베이스 기판 상에 z축 플럭스게이트 소자를 접착시키는 실시예를 도시하며,7 illustrates an embodiment of adhering a z-axis fluxgate element on a base substrate of an electronic compass according to the present invention,

도 8은 본 발명에 따른 제1 전기 단자와 제2 전기 단자가 연결되는 실시예를 도시하며,8 shows an embodiment in which a first electrical terminal and a second electrical terminal are connected according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 z축 플럭스게이트 소자가 장착된 전자 나침반을 도시한다.9 illustrates an electronic compass equipped with a z-axis fluxgate element in accordance with the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

100 : z축 플럭스게이트 소자,100: z-axis fluxgate element,

110a, 110b, 110c, 110d : 제1 전기 단자,110a, 110b, 110c, 110d: first electrical terminal,

120 : 범프, 190 : 몰딩,120 bump, 190 molding,

200 : 베이스 기판,200: base substrate,

230a, 230b, 230c, 230d : 제2 전기 단자,230a, 230b, 230c, 230d: second electrical terminal,

400 : ASIC 구동소자, 410 : ASIC 구동소자의 전기단자,400: ASIC driving device, 410: electrical terminal of the ASIC driving device,

500 : x축 플럭스게이트 소자, 600 : y축 플럭스게이트 소자.500: x-axis fluxgate element, 600: y-axis fluxgate element.

Claims (9)

3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing an electronic compass package comprising a thin-film three-axis fluxgate for detecting the magnetic field component in the three-axis direction, 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 소자에 배열된 제1 전기 단자 상에 범프(bump)를 형성시키는 범프 형성 단계; 및A bump forming step of forming a bump on a first electrical terminal arranged in a z-axis fluxgate element detecting a vertical component of the magnetic field; And 상기 z축 플럭스게이트 소자를 전자 나침반의 베이스 기판 상에 수직 장착시에 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자와 각각 대응되어 상기 전자 나침반의 베이스 기판 상의 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결된 제2 전기 단자가 볼 그리드 배열(BGA; Ball Grid Array) 방식으로 연결되는 z축 소자 장착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법.A second electrical device electrically connected to an ASIC driving element on the base substrate of the electronic compass, respectively corresponding to the first electrical terminal of the z-axis fluxgate element when the z-axis fluxgate element is vertically mounted on the base substrate of the electronic compass; A method of manufacturing an electronic compass package, comprising the steps of mounting a z-axis element in which the terminals are connected in a ball grid array (BGA) manner. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 범프 형성 단계는,The bump forming step, 상기 z축 플럭스게이트 소자에 배열된 제1 전기 단자 상에 Au 범프(Au bump) 또는 솔더 범프(Solder bump)를 형성시키는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법.Forming an Au bump or a solder bump on a first electrical terminal arranged in the z-axis fluxgate element. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 z축 소자 장착 단계는,The z-axis device mounting step, 상기 전자 나침반의 베이스 기판의 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착될 부근에 상기 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자에 대응되는 제2 전기 단자를 솔더 크림(Solder Cream)으로 형성하는 단계;Forming a second electrical terminal corresponding to the first electrical terminal of the z-axis fluxgate element with solder cream in the vicinity of where the z-axis fluxgate element of the base substrate of the electronic compass is to be mounted; 상기 전자 나침반의 베이스 기판 상의 상기 z축 플럭스게이트 소자가 장착될 위치에 상기 z축 플럭스게이트 소자를 장착하는 단계;Mounting the z-axis fluxgate element at a position where the z-axis fluxgate element is to be mounted on the base substrate of the electronic compass; 상기 제1 전기 단자 상의 범프와 상기 제2 전기 단자가 융착되도록 경화시키는 단계; 및Curing the bumps on the first electrical terminals and the second electrical terminals to be fused; And 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동 소자 상의 전기 단자를 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법.Electrically connecting the second electrical terminal and the electrical terminal on the ASIC drive element. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법.And molding with a resin such that a three-axis fluxgate element and the ASIC drive element are included from an upper surface of the base substrate. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동 소자 상의 전기 단자를 연결하는 단계는, 상기 제2 전기 단자와 상기 ASIC 구동 소자 상의 전기 단자를 와이어 본딩으로 연결하는 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지를 제조하는 방법.Connecting the second electrical terminal and the electrical terminal on the ASIC driving element comprises connecting the second electrical terminal and the electrical terminal on the ASIC driving element by wire bonding. 3축 방향의 자계성분을 검출하는 박막형 3축 플럭스게이트(Fluxgate)를 포함하는 전자 나침반에 있어서,An electronic compass comprising a thin-film three-axis fluxgate detecting magnetic field components in three axes, 전자 나침반의 베이스 기판 상에 수직으로 장착되어 자계의 수직 성분을 검출하는 z축 플럭스게이트 소자의 제1 전기 단자에 형성된 범프(bump)가 상기 베이스 기판 상에 ASIC 구동소자와 전기적으로 연결되는 제2 전기 단자와 접촉되어 경화됨으로써, 상기 z축 플럭스게이트 소자와 상기 ASIC 구동소자가 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지.A second bump is formed on the first electrical terminal of the z-axis fluxgate element mounted vertically on the base substrate of the electronic compass to detect the vertical component of the magnetic field is electrically connected to the ASIC drive element on the base substrate And the z-axis fluxgate element and the ASIC driving element are electrically connected to each other by being hardened by contact with an electrical terminal. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 베이스 기판 상에 제2 전기 단자는 상기 ASIC 구동소자와 와이어 본딩으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지.And the second electrical terminal on the base substrate is wire-bonded with the ASIC driving element. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 범프는, Au 범프 또는 솔더 범프인 것을 특징으로 하는 전자 나침반 패키지.The bump is an electronic compass package, characterized in that Au bump or solder bump. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 8, 상기 베이스 기판의 상부면으로부터 3축 플럭스게이트 소자 및 상기 ASIC 구동소자가 포함되도록 수지로 몰딩된 것을 특징으로 하는 전자나침반 패키지.The electronic compass package, characterized in that molded from resin to include a three-axis fluxgate element and the ASIC drive element from the upper surface of the base substrate.
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