CN104730118A - 传感器封装件及具有该传感器封装件的便携式终端 - Google Patents

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Abstract

提供了一种可以使流体能够顺畅地流动从而提高响应特性的传感器封装件和一种具有该传感器封装件的便携式终端。该传感器封装件可以包括：端子部；至少一个电子元件，通过结合线电连接到端子部；模制部，包封结合线和电子元件，并且包括部分地暴露电子元件的传感部和将环境流体引导到传感部的至少一个引导部。

Description

传感器封装件及具有该传感器封装件的便携式终端
本申请要求于2013年12月24日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0162207号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种传感器封装件以及一种具有该传感器封装件的便携式终端，更具体地讲，涉及一种允许流体顺畅地流动以由此提高响应特性的传感器封装件以及一种具有该传感器封装件的便携式终端。
背景技术
近来，随着诸如蜂窝电话、笔记本电脑等的电子产品已经小型化同时已经需要改善其性能，内部组件的体积也已经减小。在这点上，虽然这样的内部组件的尺寸已经减小，但是其性能需要增强。
在这些情况下，在安装在便携式终端中的传感器的领域中已经研究和开发出很多的产品。在这些传感器中，例如，最近一种温度-湿度传感器已经被用在便携式终端中并获得广泛的兴趣和需求。
当温度-湿度传感器被用在诸如智能手机的便携式终端中时，其精度和响应速度是关键因素，因此，开发温度-湿度传感器的厂商已经做出很大的努力来提高其精度和响应速度。
然而，相关技术的传感器封装件安装在诸如便携式终端的薄型电子元件中，使其难以将环境空气引入到传感器的表面。因此，传感器的响应特性降低。
因此，需要在温度-湿度传感器及其安装结构中具有提高的响应速度和可靠性的传感器封装件。
[相关技术文献]
(专利文献1)第7901971号美国专利
发明内容
本公开的一方面可提供一种具有增强的传感器响应特性的传感器封装件以及一种具有该传感器封装件的便携式终端。
根据本公开的一方面，一种传感器封装件可包括：端子部；至少一个电子元件，通过结合线电连接到端子部；模制部，包封结合线和电子元件，并且包括部分地暴露电子元件的传感部和将周围的流体引导到传感部的至少一个引导部。
传感部可具有通孔，电子元件的一个表面可封闭通孔的一端。
传感部横截面积可沿着朝向其一端的方向减小。
端子部可被设置为引线框架。
结合线可被设置成具有位置比电子元件高的顶点。
所述至少一个引导部可被设置为连接模制部的侧面和传感部的线性凹进。
所述至少一个引导部可被设置为在向着传感部的方向上深度增大的凹进。
所述至少一个引导部的底表面可为向着传感部倾斜的阶梯形状。
所述至少一个引导部可设置在四个方向上，并使传感部位于其中心。
所述至少一个引导部可被设置成放射状的方式，并使传感部位于其中心。
所述至少一个引导部的宽度可向着传感部增大。
所述至少一个引导部的宽度可向着传感部减小。
所述至少一个引导部的宽度可对应于传感部的直径。
电子元件可通过在专用集成电路(ASIC)上堆叠传感器元件来形成。
传感器元件可包括温度/湿度传感器。
根据本公开的另一方面，一种传感器封装件可包括：传感器元件；模制部，包封传感器元件同时使传感器元件部分地暴露，其中，模制部可包括经由传感器元件的暴露部分横穿模制部的一个表面的凹进型引导部。
引导部可设置为在向着传感器元件的暴露部分的方向上深度增大的凹进。
根据本公开的另一方面，一种便携式终端可包括：传感器封装件，包括模制部，包括包封传感器元件同时使传感器元件部分地暴露的模制部，模制部包括经由传感器元件的暴露部分横穿模制部的一个表面的至少一个引导部；板，使传感器封装件能够安装在板上；外壳，将板和传感器封装件容纳在其中，并且外壳具有至少一个流体入口。
传感器封装件可以以使所述至少一个引导部设置在传感器元件的暴露部分和流体入口对齐的方向上的方式安装在板上。
所述至少一个引导部可设置为在向着传感器元件的暴露部分的方向上深度增大的凹进。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和其他优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的传感器封装件的透视图；
图2A是沿图1的线A-A'截取的剖视图；
图2B是沿图1的线B-B'截取的剖视图；
图3A是图2A中的传感部和引导部的放大剖视图；
图3B是省略图3A中的引导部的放大剖视图；
图4是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的传感器封装件的透视图；
图5是沿图4的线B-B'截取的剖视图；
图6至图8是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的传感器封装件的剖视图；
图9至图11是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的传感器封装件的透视图；
图12是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的具有传感器封装件的便携式终端的剖视图；
图13和图14是示出根据本公开的示例性实施例的测量数据的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本公开的实施例。
然而，本公开可以以许多不同的形式来举例说明，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。
在附图中，为了清楚起见，会夸大元件的形状和尺寸，相同的附图标记将始终用于指示相同或相似的元件。
图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的传感器封装件的透视图，图2A是沿图1的线A-A'截取的剖视图，而图2B是沿图1的线B-B'截取的剖视图。
参照图1至图2B，根据本示例性实施例的传感器封装件100可包括引线框架110、至少一个电子元件160和模制部130。电子元件160可包括传感器元件120、半导体元件140以及用于操作传感器元件所需的各种无源元件和有源元件。传感器封装件100可为安装在便携式终端中的用以测量温度和湿度的传感器封装件。
可使用在本领域中众所周知的各种引线框架作为引线框架110。
引线框架110可充当使电子元件160电连接到外部的外部连接端子。另外，引线框架110也可充当在其上安装电子元件160的板。
引线框架110可由诸如铜(Cu)的金属形成，并且可包括电连接到电子元件160的端子部111和在其上安装电子元件160的芯片焊盘(die pad)112。
端子部111可通过结合线170电连接到电子元件160。端子部111可充当外部连接端子，为此，端子部111可与芯片焊盘112电绝缘。然而，本公开不限于此，端子部111可根据需要电连接到芯片焊盘112，用于接地等。
至少一个电子元件160可安装在引线框架110的芯片焊盘112上。在图2A中，示出的是只安装有单个电子元件160，但本公开不限于此，而是可根据需要安装量更多的电子元件。电子元件可既包括无源元件又包括有源元件。
同时，在本示例性实施例中，以包括引线框架110的传感器封装件100作为示例，但本公开不限于此。即，可使用板代替引线框架110。在这种情况下，诸如陶瓷板、印刷电路板(PCB)、柔性板、玻璃板等各种板可以用作板。而且，布线图案可形成在板的至少一个表面上，以将容许传感器元件120或半导体元件140安装在其上的电极焊盘电连接。
传感器元件120可为具有温度-湿度传感器的元件。
传感器元件120可包括上电极122、下电极124以及置于上电极122和下电极124之间的绝缘层126。这里，绝缘层126可由易于吸收和排出水分的聚合物形成，以感测温度和湿度。
在根据本示例性实施例的传感器元件120中，在两个电极之间形成的电容根据水分的量而变化，并且被转换为测量相对湿度。因此，可在上电极122中形成至少一个通孔123，以使得水分易于渗透到绝缘层126中。另外，上电极122可由多孔材料形成以代替通孔123。
根据本示例性实施例的传感器元件120可堆叠在半导体元件140上，以形成至少一个电子元件160。即，可将传感器元件120和半导体元件140构造为单个元件。
半导体元件140可为专用集成电路(ASIC)。然而，本公开的构造不限于此，半导体元件140可包括任何通用元件。
可在制造过程中顺序地堆叠半导体元件140和传感器元件120以形成单个集成元件。
然而，本公开不限于此，而是可以以各种方式修改，使得半导体元件140和传感器元件120分开制造并且在制造传感器封装件100的过程中进行堆叠和电连接。
如上所述构造的电子元件160可通过结合线170电连接到引线框架110的端子部111。在这种情况下，结合线170的一端可结合到传感器元件120的上表面或半导体元件140的上表面。因此，结合线170的最上面部分(顶点)可被定位为高于传感器元件120的上表面。
模制部130可密封安装在引线框架110上的元件。另外，模制部130可填充元件之间的空间，以防止电短路的发生并安全地保护元件免受外部冲击的影响。
模制部130可由包括诸如环氧树脂模制化合物(EMC)的树脂材料的绝缘材料形成。
在本示例性实施例中，可形成模制部130以覆盖引线框架110的一个表面的全部。另外，可将模制部130形成为具有与引线框架110的形状对应的整体长方体形状。
同时，根据本示例性实施例，以安装在引线框架110上的全部元件被嵌入在模制部130内的情形作为示例。然而，本公开不限于此，而是可以以各种方式修改。例如，元件的至少一部分可暴露在模制部130的外面。
另外，在本示例性实施例中，传感部132和至少一个引导部135可形成在模制部130中。
图3A是图2A中的传感部和引导部的放大剖视图，图3B是省略图3A的引导部而只形成传感部的放大剖视图。
参照图3A和图3B，传感部132可形成为穿透模制部130，且传感部的一个表面可设置为封闭通孔的一端。因此，传感部132可形成为在其内传感器元件120形成底表面的凹进。
传感部132的截面积可朝向其一端减小，以使流体(例如，空气)顺畅地流动。即，传感部130的直径可向上地增大。然而，本公开不限于此，可根据需要将传感部132形成为具有各种形状的孔。
引导部135可形成为连接到传感部132的凹进，并且可以是引导流体朝向传感部312的通道。因此，引导部135可形成为连接传感部132与模制部130的侧面的线性凹进。
具体地讲，引导部135可形成为深度朝向传感部132增大的凹进。因此，引导部135的底表面可形成为倾斜表面使得深度朝向传感部分132增大。
另外，在本示例性实施例中，引导部135形成为具有侧壁和底表面的有角的凹进。然而，本公开不限于此，而是可以以各种方式进行修改。例如，引导部135的侧表面和底表面可形成为像U形一样的连续曲面，或者可形成为具有V形的横截面而不具有底表面。
引导部135可设置在结合线170之间。如果引导部135设置在结合线170的顶点上方，则可能难以将引导部135形成得较深，这样可能导致传感器封装件100的总高度增大。
因此，在本示例性实施例中，引导部135可设置在结合线170之间。当如上所述形成引导部135时，模制部130的高度可以最小化。然而，本公开不限于此。例如，当结合线170设置得很密集时，引导部135可设置在结合线170上方。
在根据本示例性实施例的传感器封装件100的上述构造中，传感器元件120和引线框架110通过结合线170电连接。由于结合线170的顶点位于传感器元件120上方，所以包封结合线170的模制部130可形成为使得其上表面与传感器元件120的上部分隔开预定的距离。
传感器元件120可通过在模制部130中形成的作为通孔的传感部132向外暴露。
这里，如图3B所示，当传感器封装件100只具有传感部132时，填充传感部132的流体(以下，称作“空气”)被包围在传感部132中，因此，空气可能无法容易地流动。
即，由于传感部132的内部填充有空气，所以难以容易地将在模制部130外部流动的空气W引入到传感部132的内部，因此，传感器元件120会不能精确地检测温度和湿度。
另外，在这种情况下，环境空气W只可在模制部130外部流动，因此将耗费相对长的时间段使环境空气W传播到传感部132内并与传感器元件120接触。因此，会耗费相对长的时间段来感测温度和湿度。
出于该原因，根据本示例性实施例的传感封装件包括如图3A所示的至少一个引导部135。
引导部135可形成为模制部130的上表面中的凹进，以将环境空气W引导到传感部132。
根据本示例性实施例的引导部135形成为具有横穿模制部130的整个上表面的线性形状。因此，环境空气W可沿着引导部135流动，同时横穿模制部130。
在这个过程期间，传感部132的内部压力由于引导部135内的空气流动而降低，使得包围在传感部132中的空气能够被容易地引入到传感部，从而使包围在传感部132中的空气流动。因此，环境空气W可容易地与传感器元件120接触。
而且，由于引导部135连接到传感部132，所以沿着引导部135流动的环境空气W可在部分地穿过传感部132的内部(即，上端部)的同时移动。
因此，使环境空气W和传感器元件120之间的距离最小化，因此也可使环境空气W在传感部132内传播的时间缩短。因此，可快速地感测温度和湿度。
图13和图14是示出根据本公开的示例性实施例的测量数据的曲线图。这里，图13是示出在图3A和图3B的P1-P2处测量的速度值的曲线图，图14是示出在图3A和图3B的P3-P2处测量的速度值的曲线图。另外，改进模型代表在图3A中示出的结构，而基本模型代表在图3B中示出的结构。
这里，通过将环境空气的速度设定为0.001m/s来执行测量。
首先，参照图13，可以看出，在P2处，改进模型和基本模型两者的速度值都是0，而在P1处，改进模型的速度值比基本模型的速度值高大约10％。
另外，参照图14，可以看出，P3处的速度值明显不同。另外，甚至在接近于P2的区域中，改进模型相对于现有模型具有增大的速度值。
因此，由于根据本示例性实施例的传感器封装件100具有引导部135，所以可有效地增大在传感器元件120的感测点处的速度值(即，空气流动)。因此，由于传感器元件120快速地与环境空气接触，所以可精确地且迅速地测量温度和湿度。
同时，根据本公开的传感器封装件100不限于上述的示例性实施例，并可以以各种方式进行修改。
图4是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的传感器封装件的透视图，图5是沿图4的线B-B'截取的剖视图。
参照图4和图5，在根据本示例性实施例的传感器封装件中，引导部135以放射状的方式形成，使传感部132位于其中心。即，除了根据前面的示例性实施例的引导部之外，还在模制部130的对角线方向上设置了附加的引导部135。
按照这种方式，在根据本示例性实施例的传感器封装件中，引导部135可以以各种形式添加。另外，引导部135可如在本示例性实施例中形成在各个方向上，但不限于此。引导部135可以以各种方式修改。例如，引导部可仅在一个方向上形成为与空气流动对应。
图6至图8是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的传感器封装件的剖视图，其中各个横截面对应于沿图1的线A-A'截取的横截面。
参照图6，在根据本示例性实施例的传感器封装件中，引导部135的底表面呈具有至少一个台阶的阶梯形状。
另外，图7和图8示出的是传感器封装件的引导部135的底表面形成为呈曲线形状或弧线形状。这里，图7和图8示出的是弯曲表面形成在相反的方向上。
在这些情况下，传感部132和引导部135可形成为无清晰界限的连续的凹进。
图9至图11是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的传感器封装件的透视图。
图9示出的是引导部135具有大的宽度的示例。这里，引导部135的宽度可对应于传感部132的直径。然而，本公开不限于此，引导部135可具有比传感部132的直径大的宽度。
图10和图11示出的是引导部135形成宽度不相等但根据位置而不同的示例。
在图10的情况下，引导部135的宽度朝向传感部132增大，在图11的情况下，引导部135的宽度朝向模制部130的侧面增大。
按照这种方式，在根据本示例性实施例的传感器封装件100中，引导部135可被构造为具有各种形式。
图12是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的具有传感器封装件的便携式终端的剖视图。
参照图12，根据本示例性实施例的便携式终端1可包括外壳5、板2和安装在板2上的电子组件。这里，电子组件可包括上述的传感器封装件100和扩音器元件6。
外壳5形成便携式终端1的外部并保护诸如板2、传感器封装件100等的组件。
外壳5具有至少一个流体入口7。当出于呼叫通信的目的来使用便携式终端1时，入口7可以用作使得使用者的声音借此被引入的通路。另外，入口7可以用作使得将要被传感器封装件100感测的环境空气W借此被引入的通路。
板2可固定地设置在外壳5内，且扩音器元件6可安装在板的至少一个表面上。
在本示例性实施例中，传感器封装件100安装在板2的一个表面上，且扩音器元件6安装在板的另一个表面上。然而，本公开不限于此，上述的组件100和6两者可根据需要安装在板2的任何一个表面上。
另外，在根据本示例性实施例的便携式终端1中，传感器封装件100的引导部135被设置成面向入口7。即，传感器封装件100可以以使引导部135设置在入口7和传感部132对齐的方向上的方式安装在板2上。因此，通过入口7引入的环境空气可易于沿着引导部135流动至传感部132。
按照这种方式，根据本示例性实施例的安装结构可以以各种方式进行修改，只要传感部135如上所述地设置为对齐即可。
如前所述，由于根据本公开的示例性实施例的传感器封装件具有引导部，所以传感器元件的感测点处的速度值(即，空气流动)会有效地增大。因此，传感器元件可快速地与环境空气接触以精确地和迅速地测量温度和湿度。
尽管上面已经示出并描述了示例性实施例，但对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行修改和改变。

Claims (20)

1.一种传感器封装件，包括：
端子部；
至少一个电子元件，通过结合线电连接到端子部；以及
模制部，包封结合线和电子元件，并且包括部分地暴露电子元件的传感部和将环境流体引导到传感部的至少一个引导部。
2.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，传感部具有通孔，以及
电子元件的一个表面封闭通孔的一端。
3.如权利要求2所述的传感器封装件，其中，传感部的横截面积在朝向传感部的一端的方向上减小。
4.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，端子部被设置为引线框架。
5.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，结合线被设置为具有位置比电子元件高的顶点。
6.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部被设置为连接模制部的侧面和传感部的线性凹进。
7.如权利要求6所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部被设置为在朝向传感部的方向上深度增大的凹进。
8.如权利要求7所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部的底表面具有朝向传感部倾斜的阶梯形状。
9.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部设置在四个方向上，并且使传感部位于在所述至少一个引导部的中心。
10.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部以放射状的方式设置，并且使传感部位于所述至少一个引导部的中心。
11.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部的宽度朝向传感部增大。
12.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部的宽度朝向传感部减小。
13.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，所述至少一个引导部的宽度对应于传感部的直径。
14.如权利要求1所述的传感器封装件，其中，通过在专用集成电路上堆叠传感器元件来形成电子元件。
15.如权利要求14所述的传感器封装件，其中，传感器元件包括温度/湿度传感器。
16.一种传感器封装件，包括：
传感器元件；以及
模制部，包封传感器元件同时使传感器元件部分地暴露，
其中，模制部包括经由传感器元件的被暴露部分横穿模制部的一个表面的凹进型引导部。
17.如权利要求16所述的传感器封装件，其中，引导部被设置为在朝向传感器元件的被暴露部分的方向上深度增大的凹进。
18.一种便携式终端，包括：
传感器封装件，包括包封传感器元件同时使传感器元件部分地暴露的模制部，模制部包括经由传感器元件的被暴露部分横穿模制部的一个表面的至少一个引导部；
板，使传感器封装件能够安装在板上；以及
外壳，将板和传感器封装件容纳在外壳中，并且外壳具有至少一个流体入口。
19.如权利要求18所述的便携式终端，其中，传感器封装件按照使所述至少一个引导部设置在传感器元件的被暴露部分和流体入口对齐的方向上的方式安装在板上。
20.如权利要求19所述的便携式终端，其中，所述至少一个引导部被设置为在朝向传感器元件的被暴露部分的方向上深度增大的凹进。
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