KR20160135528A - Sensor package and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20160135528A
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KR1020150068962A
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정원규
김종운
이정원
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삼성전기주식회사
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Abstract

The present invention relates to a sensor package having a MEMS sensor and to a method for manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, the sensor package includes: a base which is formed in a pipe shape and has a mass arranged therein; and at least one cap which is combined with at least one end of the base and seals a space where the mass is arranged, wherein the base can be arranged to be parallel to a substrate having the base mounted thereon. The present invention can minimize the thickness of the sensor package and maintain the sensitivity of the sensor package.

Description

센서 패키지 및 그 제조 방법{SENSOR PACKAGE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}[0001] SENSOR PACKAGE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 멤스(MEMS) 센서를 갖는 센서 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor package having a MEMS sensor and a method of manufacturing the same.

로봇, 각종 정밀 기기 등, 산업상의 다양한 분야에 있어서 가속도 센서가 넓게 이용되고 있으며, 최근에는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 반도체 가속도 센서의 수요가 급증하고 있다.Acceleration sensors are widely used in a variety of industrial fields such as automobiles, robots, and various precision instruments. Recently, the demand for semiconductor acceleration sensors using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology is rapidly increasing.

MEMS 기술을 적용한 센서에 있어 대부분의 감지 방식은 감지하고자 하는 물리량의 변화에 따라 질량체(Mass)의 변화(변위 발생)를 측정하는 방식을 채택하고 있다. 보다 세부적으로는 발생된 변화(변위)에 대해 커패시턴스(Capacitance)의 변화를 측정하거나(정전 방식), 압전체에서 발생되는 전류의 변화를 측정하거나(압전 방식), 압저항체의 저항 변화를 측정(압저항 방식)하는 방식을 채택하고 있다. Most sensors in MEMS technology adopt a method of measuring the mass change (displacement occurrence) according to the change of the physical quantity to be sensed. More specifically, the change of capacitance is measured (displacement) with respect to the change (displacement) generated (electrostatic method), the change of current generated in the piezoelectric body is measured (piezoelectric method), or the resistance change of the piezoelectric resistor is measured Resistance type).

이 중 압전 방식과 압저항 방식의 센서는 측정하고자 하는 물리량의 변화에 민감하게 반응하는 구조로 만들기 위해 질량체의 두께를 두껍게 만들고 있다.Among them, piezo-electric and piezoresistive sensors are made thick to make the structure sensitive to changes in physical quantities to be measured.

그러나 전자 기기의 박형화가 진행됨에 따라 두께를 최소화하면서 동시에 감도를 유지할 수 있는 센서가 요구되고 있다.
However, as electronic devices have become thinner, there is a need for a sensor capable of minimizing thickness while maintaining sensitivity.

일본공개특허공보 제2001-337105호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-337105

본 발명의 목적은 두께를 최소화하면서 동시에 감도를 유지할 수 있는 센서 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
An object of the present invention is to provide a sensor package and a method of manufacturing the same that can minimize sensitivity and maintain sensitivity at the same time.

본 발명의 실시예에 따른 센서 패키지는, 관 형상으로 형성되며 내부에 질량체가 배치되는 베이스 및 상기 베이스의 적어도 어느 한 단에 결합되어 상기 질량체가 배치된 공간을 밀봉하는 적어도 하나의 캡을 포함하며, 상기 베이스는, 상기 베이스가 실장되는 기판과 평행을 이루도록 배치될 수 있다. A sensor package according to an embodiment of the present invention includes a base formed in a tubular shape and having a mass disposed therein, and at least one cap coupled to at least one end of the base to seal a space in which the mass is disposed , And the base may be disposed so as to be parallel to the substrate on which the base is mounted.

또한 본 발명의 실시예에 따른 센서 패키지 제조 방법은, 관형의 프레임 내에 질량체가 배치되고, 상기 프레임에 적어도 하나의 도체 구멍이 형성된 베이스를 준비하는 단계, 상기 도체 구멍에 도전체를 충진하는 단계, 및 상기 도체 구멍을 따라 상기 베이스를 절단하여 상기 도전체를 외부로 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
A method of manufacturing a sensor package according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a base having a mass body disposed in a tubular frame and having at least one conductor hole formed in the frame, filling the conductor hole with a conductor, And cutting the base along the conductor hole to expose the conductor to the outside.

본 발명에 따른 센서 패키지는 질량체의 길이 방향이 기판의 면 방향과 평행을 이루도록 배치된다. 따라서 질량체의 길이를 확장하더라도 센서 패키지의 두께가 증가하지 않으므로 박형의 전자 기기에 용이하게 탑재될 수 있다.
The sensor package according to the present invention is arranged such that the longitudinal direction of the mass is parallel to the plane direction of the substrate. Therefore, even if the length of the mass body is extended, the thickness of the sensor package is not increased, so that it can be easily mounted on a thin electronic device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 센서 패키지의 확대도.
도 3은 도 2에 도시된 센서 패키지의 분해 사시도.
도 4 내지 도 9는 본 실시예에 따른 센서 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 모듈을 개략적으로 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sensor module according to an embodiment of the present invention;
2 is an enlarged view of the sensor package shown in Fig.
3 is an exploded perspective view of the sensor package shown in Fig.
4 to 9 are views for explaining a method for manufacturing a sensor package according to the present embodiment.
10 is a cross-sectional view schematically showing a sensor module according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. In addition, the shape and size of elements in the figures may be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sensor module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 센서 모듈(100)은, 기판(7), 전자 소자(2), 몰드부(3), 및 센서 패키지(1)를 포함할 수 있다.
1, the sensor module 100 according to the present embodiment may include a substrate 7, an electronic element 2, a mold part 3, and a sensor package 1. [

기판(7)은 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 세라믹 기판, 인쇄 회로 기판, 유연성 기판 등)이 이용될 수 있다. As substrate 7, various types of substrates (e.g., ceramic substrate, printed circuit board, flexible substrate, etc.) well known in the art can be used.

기판(7)의 양면에는 센서 패키지(1)나 전자 소자(2)가 전기적으로 연결되는 실장용 전극들과, 실장용 전극들 상호간을 전기적으로 연결하는 배선 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. On both sides of the substrate 7, mounting electrodes for electrically connecting the sensor package 1 and the electronic element 2 and wiring patterns (not shown) for electrically connecting the mounting electrodes to each other can be formed .

본 실시예에 따른 기판(7)은 반도체 기판이 이용될 수 있다. 여기서 반도체 기판은 반도체 제조 공정을 통해 형성된 기판을 의미할 수 있다. The substrate 7 according to the present embodiment may be a semiconductor substrate. Here, the semiconductor substrate may refer to a substrate formed through a semiconductor manufacturing process.

기판(7)은 단층 기판이거나, 복수의 층으로 형성된 다층 기판일 수 있으며, 이 경우 각 층 사이에는 전기적 연결을 형성하기 위한 회로 패턴이 형성될 수 있다. The substrate 7 may be a single layer substrate or a multilayer substrate formed of a plurality of layers, in which case a circuit pattern for forming an electrical connection may be formed between each layer.

또한, 본 실시예에 따른 기판(7)은 양면에 형성되는 실장용 전극과 기판(7)의 내부에 형성되는 회로 패턴들을 전기적으로 연결하는 도전성 비아(via)를 포함할 수 있다. In addition, the substrate 7 according to the present embodiment may include conductive vias electrically connecting circuit patterns formed inside the substrate 7 with mounting electrodes formed on both sides.

또한 본 실시예에 따른 기판(7)은 하면에 외부 접속용 패드가 형성될 수 있다. 외부 접속용 패드에는 외부 단자(8)가 부착된다.
In addition, a pad for external connection may be formed on the bottom surface of the substrate 7 according to the present embodiment. An external terminal 8 is attached to the pad for external connection.

전자 소자(2)는 주문형 전자 소자(ASIC, application-specific integrated circuit)일 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The electronic device 2 may be an application-specific integrated circuit (ASIC). However, the present invention is not limited thereto.

전자 소자(2)는 기판(7)의 일면에 접합된다. 전자 소자(2)에는 다수의 전극이 형성되며, 플립 칩 본딩 방식으로 기판(7)에 실장될 수 있다. The electronic element (2) is bonded to one surface of the substrate (7). A plurality of electrodes are formed on the electronic device 2 and can be mounted on the substrate 7 by a flip chip bonding method.

한편 도 1에서는 하나의 전자 소자(2)만이 기판(7) 상에 실장되는 경우를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다른 일반적인 능동 소자나 수동 소자, 반도체 소자들이 더 부가될 수 있다.
Although only one electronic element 2 is mounted on the substrate 7 in FIG. 1, the present invention is not limited thereto. Other general active elements, passive elements, and semiconductor elements may be added as necessary .

몰드부(3)는 기판(7)의 일면에 실장된 센서 패키지(1)와 전자 소자(2)를 밀봉한다. 또한 소자들(1, 2)의 외부를 둘러싸며 소자들(1, 2)을 기판(7) 상에 고정시켜 외부의 충격으로부터 소자들(1, 2)을 안전하게 보호한다. The mold part 3 seals the sensor package 1 and the electronic device 2 mounted on one surface of the substrate 7. [ Also, the elements 1 and 2 are surrounded on the outside of the elements 1 and 2 to fix the elements 1 and 2 on the substrate 7, thereby safely protecting the elements 1 and 2 from external impacts.

본 실시예에 따른 몰드부(3)는 EMC(Epoxy Molding Compound)와 같이 수지재를 포함하는 절연성의 재료로 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.The mold part 3 according to the present embodiment is formed of an insulating material including a resin material such as EMC (Epoxy Molding Compound). However, the present invention is not limited thereto.

본 실시예에 따른 몰드부(3)는 기판(7)의 일면 전체를 덮는 형태로 형성된다. 한편, 본 실시예에서는 소자들(1, 2)이 몰드부(3)의 내부에 매립되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 몰드부(3)의 내부에 매립되는 소자들(1, 2) 중 적어도 하나는 일부가 몰드부(3)의 외부로 노출되도록 구성하는 등 다양한 응용이 가능하다.
The mold part 3 according to the present embodiment is formed so as to cover the entire one surface of the substrate 7. On the other hand, in this embodiment, the case where the elements 1 and 2 are embedded in the mold part 3 is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and at least one of the elements 1 and 2 embedded in the mold 3 may be partially exposed to the outside of the mold 3, Do.

도 2는 도 1에 도시된 센서 패키지의 확대도이고, 도 3은 도 2에 도시된 센서 패키지의 분해 사시도이다.FIG. 2 is an enlarged view of the sensor package shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the sensor package shown in FIG.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 센서 패키지(1)는, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 공정을 통해 제조할 수 있는 압전형 또는 압저항형 관성 센서 패키지일 수 있다. 따라서, 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 기반으로 형성된다.Referring to FIGS. 2 and 3, the sensor package 1 according to the present embodiment may be a piezo-electric or piezoresistive inertial sensor package that can be manufactured through a MEMS (Micro Electro Mechanical System) process. Thus, it is formed on the basis of a semiconductor substrate such as a wafer.

본 실시예에 따른 센서 패키지(1)는 베이스(10)와, 베이스(10)의 내부 공간(14)에 설치되는 질량체(11)를 포함한다.
The sensor package 1 according to the present embodiment includes a base 10 and a mass body 11 installed in the internal space 14 of the base 10.

베이스(10)는 관 형으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 육면체 형상을 갖는 관형의 프레임(13)와 연결부(12)를 포함할 수 있다. The base 10 may be formed in a tubular shape. In this embodiment, the base 10 may include a tubular frame 13 having a hexahedron shape and a connecting portion 12.

프레임(13)의 외부면 중 한 면(예컨대 하부면)은 기판(7) 상에 접합될 수 있다. 따라서 베이스(10)는 센서 패키지(1)가 실장되는 기판(7)과 평행을 이루는 형태로 기판(7)에 실장된다.One surface (e.g., the bottom surface) of the outer surface of the frame 13 may be bonded onto the substrate 7. Thus, the base 10 is mounted on the substrate 7 so as to be in parallel with the substrate 7 on which the sensor package 1 is mounted.

프레임(13)의 내부 공간에는 질량체(11)가 배치된다. 질량체(11)는 프레임(13)의 내부에서 프레임(13)과 평행을 이루는 형태로 배치될 수 있다. 따라서 프레임(13)과 마찬가지로 질량체(11)도 센서 패키지(1)가 실장되는 기판(7)과 평행을 이루도록 배치된다.
The mass body (11) is disposed in the inner space of the frame (13). The mass body 11 may be disposed in parallel with the frame 13 inside the frame 13. [ Therefore, like the frame 13, the mass body 11 is arranged so as to be parallel to the substrate 7 on which the sensor package 1 is mounted.

질량체(11)는 연결부(12)에 의해 프레임(13)와 연결되며, 센서 패키지(1)의 움직임에 따라 진동한다. The mass body 11 is connected to the frame 13 by the connecting portion 12 and vibrates according to the movement of the sensor package 1. [

질량체(11)는 전체적으로 사각기둥 형상으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 공지된 모든 형상으로 형성될 수 있다.
The mass body 11 is shown in a rectangular pillar shape as a whole, but it is not limited thereto and may be formed in any shape known in the art.

연결부(12)는 프레임(13)의 일단에 형성되며, 프레임(13)과 질량체(11)를 연결한다.The connecting portion 12 is formed at one end of the frame 13 and connects the frame 13 and the mass body 11. [

따라서 연결부(12)는 센서 패키지(1)의 움직임에 따라 진동하는 질량체(11)에 대해 탄성체 역할을 수행한다. Therefore, the connection part 12 serves as an elastic body for the mass body 11 which vibrates according to the movement of the sensor package 1. [

연결부(12)는 다수개가 구비될 수 있다. 본 실시예의 경우, 질량체(11)의 사방에 각각 하나씩 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 이에 한정되지 않는 것은 아니다.
A plurality of connecting portions 12 may be provided. In the case of this embodiment, the mass bodies 11 are arranged one on each side, but the present invention is not limited thereto.

연결부(12)에는 적어도 하나의 감지 수단(18)이 배치된다. 따라서 질량체(11)(11)가 움직이는 경우, 연결부(12)에는 굽힘 또는 비틀림이 발생하게 되며, 감지 수단(18)은 연결부(12)의 움직임에 따라 질량체(11)의 변위를 감지한다.
At least one sensing means (18) is arranged in the connection (12). Therefore, when the mass body 11 moves, bending or twisting occurs in the connection portion 12, and the sensing means 18 senses the displacement of the mass body 11 in accordance with the movement of the connection portion 12.

감지 수단(18)는 압전체로 형성될 수 있으며, 이에 압전 방식이나 압저항 방식으로 활용 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 정전용량 방식, 광학 방식 등을 이용하도록 형성할 수 있다.
The sensing means 18 may be formed of a piezoelectric material, and may be used in a piezoelectric or piezoresistive manner. However, the structure of the present invention is not limited thereto, and it can be formed using an electrostatic capacity method, an optical method, or the like.

연결부(12)의 외부면에는 적어도 하나의 배선 패턴(17)이 형성될 수 있다. At least one wiring pattern 17 may be formed on the outer surface of the connection part 12.

배선 패턴(17)은 연결부(12) 상에 회로를 형성하며, 감지 수단(18)과 전극(15)을 전기적으로 연결할 수 있다. 배선 패턴(17)의 형성 위치는 연결부(12)의 외부면으로 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있다.
The wiring pattern 17 forms a circuit on the connection portion 12 and can electrically connect the sensing means 18 and the electrode 15. [ The formation position of the wiring pattern 17 is not limited to the outer surface of the connection portion 12, and may be formed at various positions as required.

전극(15)은 베이스(10)의 상부면에 형성될 수 있다. 여기서 베이스(10)의 상부면은 센서 패키지(1)가 기판(7)에 실장될 때 상부에 배치되는 일면을 의미할 수 있다. The electrode 15 may be formed on the upper surface of the base 10. Here, the upper surface of the base 10 may mean one side where the sensor package 1 is disposed on the upper side when the substrate 7 is mounted on the substrate 7.

또한 전극(15)의 일단은 연결부(12)가 배치된 프레임(13)의 일단으로 연장되어 형성될 수 있으며, 배선 패턴(17)을 통해 감지 수단(18)과 전기적으로 연결될 수 있다.
One end of the electrode 15 may extend to one end of the frame 13 in which the connection portion 12 is disposed and may be electrically connected to the sensing means 18 through the wiring pattern 17.

베이스(10)의 양단에는 베이스(10)의 내부 공간(14)을 밀폐하기 위해, 각각 커버 형태의 캡(20, 30)이 결합될 수 있다. 캡(20, 30)은 베이스(10) 내에 배치된 질량체(11)나 연결부(12) 상에 형성된 회로를 외부로부터 보호하며, 질량체(11)가 배치된 내부 공간(14)을 밀봉한다.
Caps 20 and 30 in the form of a cover can be coupled to both ends of the base 10 to seal the inner space 14 of the base 10. The caps 20 and 30 protect the circuit formed on the mass body 11 or the connecting portion 12 disposed in the base 10 from the outside and seal the internal space 14 in which the mass body 11 is disposed.

제1 캡(20)은 베이스(11)의 개방면에 결합되며 제2 캡(30)은 베이스(11)의 연결부(12)를 덮는 형태로 베이스에 결합될 수 있다. The first cap 20 is coupled to the open side of the base 11 and the second cap 30 can be coupled to the base in a manner covering the connection 12 of the base 11.

베이스(10)와 제1, 제2 캡(20, 30)은 모두 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The base 10 and the first and second caps 20 and 30 may be formed of the same material. For example, a silicon material. However, the present invention is not limited thereto.

제1 캡(30)의 내부에는 베이스(10)의 내부 공간(14)을 확장하는 확장 공간(33)이 홈의 형태로 형성될 수 있다. 확장 공간(33)은 베이스(10)의 내부 공간을 연장하는 형태로 형성될 수 있다.
The first cap 30 may be formed with an extended space 33 extending in the inner space 14 of the base 10 in the form of a groove. The extension space 33 may be formed to extend the inner space of the base 10.

캡(20, 30)과 베이스(10)는 접합 부재(40)에 의해 상호 접합될 수 있다.The caps 20 and 30 and the base 10 can be joined to each other by the joining member 40.

접합 부재(40)는 금속 재질로 형성되거나 수지 재질로 형성될 수 있다. 접합 부재(40)가 수지 재질로 형성되는 경우, 에폭시 수지, 아크릴 수지, PHS(Polyhydroxy Styrene), 실리콘(Silicone), 및 페놀 수지 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스(10)와 상부 캡(30)을 용이하게 접합시킬 수 있는 폴리머 재질이라면 다양하게 이용될 수 있다.
The joining member 40 may be formed of a metal material or a resin material. When the joining member 40 is formed of a resin material, it may be formed of any one material of epoxy resin, acrylic resin, polyhydroxy styrene (PHS), silicone, and phenol resin. However, the present invention is not limited thereto, and various materials can be used as long as they are made of a polymer material capable of easily bonding the base 10 and the upper cap 30.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 센서 패키지(1)는 베이스(10) 내에서 질량체(11)가 기판(7)과 평행하게 배치된다. 따라서 센서 패키지(1)의 두께(높이)에 제한 없이 질량체(11)의 길이를 확장할 수 있다. In the sensor package 1 according to the present embodiment having such a structure, the mass body 11 is disposed in parallel with the substrate 7 in the base 10. Therefore, the length of the mass body 11 can be extended without any limitation on the thickness (height) of the sensor package 1.

일반적으로, 센서 패키지(1)의 센싱 감도는 질량체(11)의 길이 제곱에 비례한다. 따라서 센싱 감도를 높이기 위해서는 질량체(11)의 길이를 길게 형성하는 것이 유리하다. 여기서 질량체(11)의 길이란 연결부(12)와 연결된 질량체(11)의 일단에서 반대면인 끝단까지의 길이(또는 두께)를 의미한다. Generally, the sensing sensitivity of the sensor package 1 is proportional to the square of the length of the mass body 11. Therefore, in order to increase the sensing sensitivity, it is advantageous to make the length of the mass body 11 long. Here, the length of the mass body 11 means the length (or thickness) from one end of the mass body 11 connected to the connecting portion 12 to the opposite end.

종래의 경우, 질량체의 길이 방향은 기판의 면 방향과 수직을 이루도록 배치된다. 따라서 질량체의 길이를 확장하는 경우, 센서 패키지의 두께(예컨대 실장 높이)가 증가되어야 한다. 따라서 박형의 전자 기기에 탑재되기 어렵다. In the conventional case, the longitudinal direction of the mass is arranged to be perpendicular to the plane direction of the substrate. Therefore, when the length of the mass is extended, the thickness (for example, the mounting height) of the sensor package must be increased. Therefore, it is difficult to be mounted on a thin electronic device.

반면에 본 실시예에 따른 센서 패키지(1)는 질량체(11)의 길이 방향이 기판(7)의 면 방향과 평행을 이루도록 배치된다. 따라서 질량체(11)의 길이를 확장하더라도 센서 패키지(1)의 두께는 증가하지 않으므로 박형의 전자 기기에 용이하게 탑재될 수 있다.
On the other hand, the sensor package 1 according to the present embodiment is arranged such that the longitudinal direction of the mass body 11 is parallel to the plane direction of the substrate 7. [ Therefore, even if the length of the mass body 11 is extended, the thickness of the sensor package 1 does not increase, so that the sensor package 1 can be easily mounted on a thin electronic device.

이어서, 본 실시예에 따른 센서 패키지(1)의 제조 방법을 설명한다. Next, a manufacturing method of the sensor package 1 according to the present embodiment will be described.

도 4 내지 도 9는 본 실시예에 따른 센서 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 to 9 are views for explaining a method of manufacturing the sensor package according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 센서 패키지의 제조 방법은 반도체 공정(예컨대 MEMS 공정)을 이용한다. 따라서 웨이퍼 상태에서 다수 개가 일률적으로 제조되고, 제조가 완료된 후 웨이퍼를 절단하여 개별적인 센서 패키지들로 형성할 수 있다.
The manufacturing method of the sensor package according to the present embodiment uses a semiconductor process (for example, a MEMS process). Accordingly, a plurality of wafers can be uniformly manufactured in the wafer state, and after the fabrication is completed, the wafers can be cut into individual sensor packages.

먼저 도 4을 참조하면, 내부 공간(14)에 질량체(11)가 배치된 베이스(10)를 준비한다. First, referring to FIG. 4, a base 10 in which a mass body 11 is disposed in an inner space 14 is prepared.

본 단계의 베이스(10)는 웨이퍼(wafer)와 같은 반도체 기판(101, 이하 웨이퍼)를 준비하고, 웨이퍼의 내부를 부분적으로 식각함으로써 내부 공간(14)과 질량체(11), 연결체(12) 등을 형성할 수 있다.The base 10 of this step is prepared by preparing a semiconductor substrate 101 (hereinafter referred to as a wafer) such as a wafer and partially etching the inside of the wafer to form the internal space 14 and the mass 11, And the like.

또한 본 실시예에 따른 센서 패키지 제조 방법은, 베이스 웨이퍼(101)를 식각하는 과정에서 전극(도 2의 15)을 형성하기 위한 도체 구멍(19)을 함께 형성한다. The method of manufacturing the sensor package according to the present embodiment also forms the conductor holes 19 for forming the electrodes (15 in FIG. 2) in the course of etching the base wafer 101.

전극(15)이 형성될 위치에 대응하여 다수 개가 홈의 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로 도체 구멍(19)은 프레임(13)의 일단에서 질량체(11)와 평행을 이루도록 형성될 수 있다. A plurality of grooves may be formed in correspondence with the positions where the electrodes 15 are to be formed. Specifically, the conductor hole 19 may be formed so as to be parallel to the mass body 11 at one end of the frame 13.

도체 구멍(19)은 홈의 형태로 한정되지 않으며 관통 구멍의 형태로 형성하는 등 내부에 도체가 충진될 수 있는 공간을 구비한다면 다양한 변형이 가능하다.The conductor hole 19 is not limited to the shape of the groove but may be formed in the form of a through hole or the like, provided that it has a space in which the conductor can be filled.

한편, 본 실시에에서는 하나의 웨이퍼(101)에 다수의 베이스들(10)이 형성된다. 따라서 도 4에 도시된 바와 같이 베이스들(10)은 개별 영역(A) 별로 구분되어 하나의 웨이퍼(101) 상에 반복 배치된다. On the other hand, in this embodiment, a plurality of bases 10 are formed on one wafer 101. Therefore, as shown in FIG. 4, the bases 10 are divided into individual regions A and repeatedly disposed on one wafer 101.

또한 절단선(C)은 후술되는 절단 공정에서 센서 패키지(1)를 개별화하기 위해 웨이퍼(101)를 절단하는 선을 의미한다.
The cutting line C refers to a line that cuts the wafer 101 in order to individualize the sensor package 1 in a cutting process to be described later.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 웨이퍼(101)의 일면 즉 상부면에 절연막(16)을 형성한다. 절연막(16)은 베이스 웨이퍼(101)의 일면 전체에 형성할 수 있으며, 필요에 따라 부분적으로 형성할 수 있다. 또한 절연막(16)은 도체 구멍(19)의 내부에도 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 5, an insulating film 16 is formed on one surface, that is, the top surface of the base wafer 101. The insulating film 16 can be formed on the entire one surface of the base wafer 101, and can be partially formed if necessary. The insulating film 16 may also be formed inside the conductor hole 19.

절연막(16)은 후술되는 도체 패턴(17)과 베이스 웨이퍼(101)를 상호 절연하기 위해 구비된다. 따라서 절연이 필요 없는 영역에는 절연막(16)이 생략될 수 있다.
The insulating film 16 is provided to mutually insulate the conductive pattern 17 and the base wafer 101, which will be described later. Therefore, the insulating film 16 may be omitted in a region where insulation is not required.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 베이스 웨이퍼(101)에 도체 패턴을 형성한다. Then, a conductor pattern is formed on the base wafer 101 as shown in Fig.

여기서, 도체 패턴은 전술한 배선 패턴(17)과 전극(15)을 포함할 수 있다. 따라서 본 단계는 베이스 웨이퍼(101)의 일면에 배선 패턴(17)을 형성하는 공정과, 도체 구멍(19)의 내부에 도전체(15a)를 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
Here, the conductor pattern may include the wiring pattern 17 and the electrode 15 described above. Therefore, this step may include the step of forming the wiring pattern 17 on one side of the base wafer 101 and the step of forming the conductor 15a in the inside of the conductor hole 19. [

도체 패턴(17, 15)은 증착 등의 방식으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 포토리소그라피(photolithography) 공정을 이용하는 등 다양한 변형이 가능하다.
The conductor patterns 17 and 15 may be formed by evaporation or the like, but the present invention is not limited thereto, and various modifications such as using a photolithography process are possible.

또한 본 단계에서 연결부(12)에는 적어도 하나의 감지 수단(18)이 배치될 수 있다. 감지 수단(18)은 배선 패턴(17)과 연결될 수 있으며, 배선 패턴(17)을 통해 전극(15)과 전기적으로 연결될 수 있다. Also, at this stage, at least one sensing means 18 may be arranged in the connection portion 12. [ The sensing means 18 may be connected to the wiring pattern 17 and may be electrically connected to the electrode 15 through the wiring pattern 17.

이를 위해, 감지 수단(18)은 도체 패턴(17)을 형성하기 전에 연결부(12)에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
For this purpose, the sensing means 18 may be arranged in the connection 12 before forming the conductor pattern 17. However, the present invention is not limited thereto.

이어서 도 7에 도시된 바와 같이 베이스 웨이퍼(101)의 하부에 제1 캡(20)을 접합한다. 제1 캡(20)은 베이스(10)와 마찬가지로 웨이퍼(201) 상태로 준비되어 베이스(10)가 형성된 웨이퍼(101)의 하부에 접합될 수 있다. Then, as shown in FIG. 7, the first cap 20 is bonded to the lower portion of the base wafer 101. The first cap 20 may be bonded to the lower portion of the wafer 101 on which the base 10 is formed, as in the case of the base 10,

베이스(10)와 제1 캡(20)은 전술한 접합 부재(40)에 의해 접합될 수 있다.
The base 10 and the first cap 20 may be joined by the bonding member 40 described above.

이어서 도 8에 도시된 바와 같이 제2 캡(30)을 베이스 웨이퍼(101)의 상부면에 부착한다. 제2 캡(30)도 베이스(10)와 마찬가지로 웨이퍼(301) 상태로 준비되어 베이스 웨이퍼(101)의 상부에 접합될 수 있다. Then, the second cap 30 is attached to the upper surface of the base wafer 101 as shown in Fig. The second cap 30 may be prepared in the state of the wafer 301 as in the case of the base 10 and may be bonded to the upper portion of the base wafer 101.

이에 웨이퍼를 적층하는 공정이 완료되며, 베이스 웨이퍼(101)의 하부와 상부에 각각 제1 캡 웨이퍼(201)와 제2 캡 웨이퍼(301)가 적층된 적층 웨이퍼가 마련된다.A stacked wafer in which the first cap wafer 201 and the second cap wafer 301 are laminated on the lower and upper portions of the base wafer 101 is completed.

한편 제2 캡 웨이퍼(301)에는 베이스(10)의 내부 공간(14)을 확장할 수 있는 확장 공간(33)이 식각 등을 통해 형성될 수 있다. 또한 도시되어 있지 않지만 상기한 확장 공간은 필요에 따라 제1 캡 웨이퍼(201)에도 동일하게 적용될 수 있다.
On the other hand, the second cap wafer 301 may be provided with an extended space 33 through which the internal space 14 of the base 10 can be extended. Although not shown, the above-described extended space can be equally applied to the first cap wafer 201 as needed.

다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 절단선(C)을 따라 적층 웨이퍼를 절단한다. 이때, 적층 웨이퍼는 도체 구멍(19)에 형성된 도전체(15a)가 노출되도록 절단된다.Next, as shown in Fig. 9, the laminated wafer is cut along the cutting line C. At this time, the laminated wafer is cut so that the conductor 15a formed in the conductor hole 19 is exposed.

따라서 적층 웨이퍼가 개별적인 패키지들로 분리되면, 절단면에는 도전체들(15a)이 노출되며, 이러한 도전체들(15a)은 전극(도 2의 15)으로 기능하게 된다. Thus, when the laminated wafers are separated into individual packages, the cut surfaces are exposed with the conductors 15a, and these conductors 15a function as electrodes (15 in Fig. 2).

또한 본 실시예에서는 도전체들(15a)을 양분하도록 적층 웨이퍼를 절단하며, 양분된 도전체(15a)들은 각각의 개별 패키지에서 전극(15)으로 기능한다. 따라서 하나의 도전체(15a)를 이용하여 2개 센서 패키지 전극(15)을 형성할 수 있다.Also in this embodiment, the laminated wafer is cut so as to bisect the conductors 15a, and the divided conductors 15a function as the electrodes 15 in each individual package. Therefore, two sensor package electrodes 15 can be formed using one conductor 15a.

이에 도 1에 도시된 본 실시예에 따른 센서 패키지(1)가 완성된다.
Thus, the sensor package 1 according to the present embodiment shown in Fig. 1 is completed.

이상에서 설명한 방법을 통해 제조된 센서 패키지(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 전극(15)의 상부를 향하도록 기판(7)에 실장된다. 그리고 본딩 와이어(9)를 통해 전극(15)과 기판(7)이 전기적으로 연결된다.
The sensor package 1 manufactured through the above-described method is mounted on the substrate 7 so as to face the top of the electrode 15 as shown in Fig. Then, the electrode 15 and the substrate 7 are electrically connected through the bonding wire 9.

한편, 본 발명에 따른 센서 패키지는 전술한 실시예로 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다. Meanwhile, the sensor package according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다. 10 is a cross-sectional view schematically showing a sensor package according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 센서 패키지(1a)는 제2 캡(30)이 베이스(10)의 일단 단면적보다 작은 크기로 형성되며, 이에 따라 베이스(10) 일단이 부분적으로 노출된다. 그리고 제2 캡(30)의 외측으로 노출된 부분에는 전극(15)이 형성될 수 있다. 10, the sensor package 1a according to the present embodiment is formed such that the second cap 30 is smaller in size than the one end cross-sectional area of the base 10, so that one end of the base 10 is partially exposed . An electrode 15 may be formed on the exposed portion of the second cap 30.

즉, 본 실시예에 따른 센서 패키지(1a)는 전극(15)이 프레임(13)의 2면을 통해 형성된다. That is, in the sensor package 1a according to the present embodiment, the electrode 15 is formed through two sides of the frame 13.

이에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이 사용자는 전극(15)이 형성된 2면 중 어느 한 면이 상부를 향하도록 센서 패키지(1a)를 기판(7)에 실장할 수 있으므로, 실장 공간이나 실장 높이에 대응하여 적합한 형태로 센서 패키지(1a)를 실장할 수 있다.
10, the user can mount the sensor package 1a on the substrate 7 with one of the two surfaces on which the electrode 15 is formed facing upward, so that the mounting space and the mounting height So that the sensor package 1a can be mounted in a suitable form.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. And will be apparent to those skilled in the art.

100: 센서 모듈
1, 1a: 센서 패키지
10: 베이스
11: 질량체
12: 연결부
13: 프레임
14: 내부 공간
15: 전극
16: 절연막
17: 배선 패턴
18: 감지 수단
19: 도체 구멍
20: 하부 캡
30: 상부 캡
40: 접합 부재100: Sensor module
1, 1a: sensor package
10: Base
11: mass
12: Connection
13: frame
14: Interior space
15: Electrode
16:
17: wiring pattern
18: sensing means
19: conductor hole
20: Lower cap
30: upper cap
40:

Claims (18)

관 형상으로 형성되며 내부에 질량체가 배치되는 베이스; 및
상기 베이스의 적어도 어느 한 단에 결합되어 상기 질량체가 배치된 공간을 밀봉하는 적어도 하나의 캡;
을 포함하며,
상기 베이스는, 상기 베이스가 실장되는 기판과 평행을 이루도록 배치되는 센서 패키지.
A base formed in a tubular shape and having a mass disposed therein; And
At least one cap coupled to at least one end of the base to seal a space in which the mass is disposed;
/ RTI >
Wherein the base is disposed so as to be parallel to a substrate on which the base is mounted.
제1항에 있어서, 상기 베이스는,
관형의 프레임; 및
상기 프레임의 일단에 형성되어 상기 프레임과 상기 질량체를 연결하는 연결부;
를 포함하는 센서 패키지.
The apparatus of claim 1,
A tubular frame; And
A connecting portion formed at one end of the frame and connecting the frame and the mass body;
.
제2항에 있어서, 상기 베이스는,
상기 프레임이 상기 기판 및 상기 질량체와 평행을 이루도록 배치되는 센서 패키지.
3. The apparatus of claim 2,
And the frame is disposed so as to be in parallel with the substrate and the mass body.
제3항에 있어서, 상기 베이스는,
상기 프레임의 하부면이 상기 기판에 접합되며 상기 기판에 실장되는 센서 패키지.
4. The apparatus of claim 3,
And a lower surface of the frame is bonded to the substrate and mounted on the substrate.
제4항에 있어서, 상기 베이스는,
상기 프레임의 상부면에 적어도 하나의 전극이 형성되는 센서 패키지.
5. The apparatus of claim 4,
Wherein at least one electrode is formed on an upper surface of the frame.
제5항에 있어서, 상기 전극은,
본딩 와이어를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되는 센서 패키지.
The electrode according to claim 5,
And electrically connected to the substrate via a bonding wire.
제5항에 있어서,
상기 연결부에 형성되는 적어도 하나의 감지 수단; 및
상기 감지 수단과 상기 전극을 전기적으로 연결하는 배선 패턴;
을 더 포함하는 센서 패키지.
6. The method of claim 5,
At least one sensing means formed in the connection portion; And
A wiring pattern electrically connecting the sensing means and the electrode;
≪ / RTI >
제5항에 있어서, 상기 전극은,
상기 연결부가 배치된 상기 프레임의 일단으로 연장되어 형성되는 센서 패키지.
The electrode according to claim 5,
Wherein the connection portion is extended to one end of the frame in which the connection portion is disposed.
제2항에 있어서, 상기 질량체는,
상기 연결부와 연결되는 일단에서 끝단까지의 수평 길이가 수직 길이보다 길게 형성되는 센서 패키지.
3. The method of claim 2,
Wherein a horizontal length from one end to an end of the sensor package is longer than a vertical length.
제2항에 있어서,
상기 캡과 상기 베이스 사이에 개재되는 접합 부재를 더 포함하는 센서 패키지.
3. The method of claim 2,
And a bonding member interposed between the cap and the base.
관 형상으로 형성되는 프레임; 및
상기 프레임 내에 배치되는 질량체;
를 포함하며,
상기 질량체는 상기 프레임이 실장되는 기판과 평행을 이루도록 배치되는 센서 패키지.
A frame formed in a tubular shape; And
A mass disposed within the frame;
/ RTI >
Wherein the mass body is disposed so as to be in parallel with a substrate on which the frame is mounted.
관형의 프레임 내에 질량체가 배치되고, 상기 프레임에 적어도 하나의 도체 구멍이 형성된 베이스를 준비하는 단계;
상기 도체 구멍에 도전체를 충진하는 단계; 및
상기 도체 구멍을 따라 상기 베이스를 절단하여 상기 도전체를 외부로 노출시키는 단계;
를 포함하는 센서 패키지 제조 방법.
Preparing a base in which a mass is disposed in a tubular frame and at least one conductor hole is formed in the frame;
Filling the conductor hole with a conductor; And
Cutting the base along the conductor hole to expose the conductor to the outside;
≪ / RTI >
제12항에 있어서, 상기 도전체를 충진하는 단계 이전에,
상기 도체 구멍에 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 센서 패키지 제조 방법.
13. The method of claim 12, wherein prior to filling the conductor,
And forming an insulating film on the conductor hole.
제12항에 있어서, 상기 베이스를 절단하는 단계는,
상기 도체 구멍이 양분되도록 상기 베이스를 절단하는 단계인 센서 패키지 제조 방법.
13. The method of claim 12, wherein cutting the base comprises:
And cutting the base so that the conductor hole is divided into two.
제12항에 있어서, 상기 도전체를 충진하는 단계는,
상기 도체 구멍이 양분되도록 상기 베이스를 절단하는 단계인 센서 패키지 제조 방법.
13. The method of claim 12, wherein filling the conductor comprises:
And cutting the base so that the conductor hole is divided into two.
제12항에 있어서, 상기 도전체를 충진하는 단계는,
상기 베이스의 적어도 어느 한 단에 상기 도전체와 전기적으로 연결되는 배선 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 센서 패키지 제조 방법.
13. The method of claim 12, wherein filling the conductor comprises:
And forming a wiring pattern electrically connected to the conductor on at least one end of the base.
제12항에 있어서, 상기 도전체를 충진하는 단계 이후,
상기 베이스의 적어도 어느 한 단에 캡을 부착하는 단계를 더 포함하는 센서 패키지 제조 방법.
13. The method of claim 12, wherein after filling the conductor,
And attaching a cap to at least one of the ends of the base.
제12항에 있어서, 상기 상기 도체 구멍은,
상기 프레임의 일단에서 상기 질량체와 평행을 이루도록 형성되는 센서 패키지 제조 방법.
13. The semiconductor device according to claim 12,
And the second end of the frame is parallel to the mass at one end of the frame.
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