KR101033623B1 - 수광소자 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패키지 내에 외란광 차단 필터를 포함하는 수광소자 패키지에 관한 것으로, 수광 칩이 마운트되는 딤플이 구비된 수광소자 패키지에 있어서, 상기 수광 칩이 마운트된 딤플 부위에 외란광 차단 필터 염료와 칩 보호용 코팅제를 혼합한 수지를 도포하여 외란광 차단 코팅부를 형성하고, 상기 외란광 차단 코팅부를 포함하도록 에폭시 수지를 몰드하여 몰딩부를 형성함으로써, 광투과율을 향상시킬 수 있고, 필터염료를 코팅하는 부위의 최소화로 제품의 비용절감 효과도 가져올 수 있다.

외란광 차단, 필터, 염료, 코팅제, 딤플

Description

수광소자 패키지{Detector package}

본 발명은 패키지 내에 외란광 차단 필터를 포함하는 수광소자 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광투과율을 향상시킴과 아울러 외란광을 차단하는 부위를 최소화함으로써, 제품의 비용절감이 가능한 수광소자 패키지에 관한 것이다.

종래의 리드 프레임이 구비된 수광소자 패키지는 도 1에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(11a)(11b)의 딤플에 수광 칩(12)이 마운트되고, 상기 수광 칩(12)을 감싸도록 Si코팅제가 칩 마운트된 딤플 부위에 코팅되고, 에폭시 수지를 몰드하여 몰딩부(14)를 형성하는 구성이다.

상기 Si코팅제는 상기 수광 칩(12)의 열화방지 및 에폭시 수지(14)와 칩(12)의 열팽창계수 차이로 인한 응력발생으로부터 결정구조가 파괴되는 현상을 방지하기 위해 코팅된다.

이와 같은 종래의 수광소자 패키지는 상기 수광 칩(12)에 광학적인 방식으로 광이 입사되면 일정 파장대의 외란광을 차단하기 위하여 상기 에폭시 몰드(14)에 필터 염료를 혼합하는 구성을 갖는다.

즉, 입사광으로부터 불필요한 파장대의 외란광이 입사되는 것을 차단시키기 위하여, 상기 에폭시 몰딩부(14)에 필터 염료를 첨가하여 필터로의 기능을 수행하게 하는 것이다.

그러나, 종래의 수광소자 패키지는 에폭시 수지에 필터염료를 혼합해 몰딩부(14)를 형성하는 것이었으므로, 필터링되는 면적이 넓어 상대적으로 광투과율이 낮고, 이에 따라 광투과율면에 있어서 손실이 큰 단점이 있었다.

또한, 에폭시 수지에 혼합하는 필터 염료가 에폭시 수지에 비해 가격이 비싸기 때문에, 패키지 전체를 수지와 필터 염료를 혼합해 몰딩하는 것은 비용 문제를 초래하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 필터 염료를 이용한 필터링 부위를 최소화하여 광투과율을 향상시킬 수 있는 수광소자 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 필터링 부위의 최소화로 사용되는 필터 염료의 양을 줄임으로써, 제품의 비용절감 효과를 창출할 수 있는 수광소자 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 수광 칩이 마운트되는 딤플이 구비된 수광소자 패키지에 있어서, 상기 수광 칩이 마운트된 딤플 부위에 외란광 차단 필터 염료와 칩 보호용 코팅제를 혼합한 수지를 도포하여 외란광 차단 코팅부를 형성하고, 상기 외란광 차단 코팅부를 포함하도록 에폭시 수지를 몰드하여 몰딩부를 형성하는 수광소자 패키지가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 코팅제는 실리콘(Si)인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 코팅제는 수광 칩의 열화를 방지하고, 에폭시 수지와 수광 칩의 열팽창계수 차이로 인한 응력발생으로부터 결정구조가 파괴되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 딤플은 칩 마운트가 가능한 리드 프레임, 피씨비, 세라믹 스템 중 어느 하나에 형성될 수 있다.

즉, 본 발명의 수광소자 패키지는 리드 프레임이 구비된 패키지와, 피씨비를 사용하는 칩온보드형 패키지 및 스템을 이용한 수광소자 패키지에 모두 적용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 필터 염료는 가시광선을 차단시키는 화합물로 이루어질 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수광소자 패키지는 기존에 광학적 특성을 이용해 외란광 차단 기능이 포함된 각종 센서부의 수광소자에 대해 기존 코팅부위에만 필터링 기능을 추가하여, 광투과율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 필터링 부위의 최소화로 인해, 제품의 비용절감 효과도 가져올 수 있다.

또한, 반도체 패키지 공정을 순차적으로 적용함으로써 추가 공정이 발생하지 않으며, 제조방법을 단순화함으로써 제품의 생산성을 높일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지를 도시한 사시도이다.

본 발명의 실시예에서는 리드 프레임형 수광소자 패키지를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, 피씨비형이나 메탈스템형 등 수광 칩이 마운트되는 딤플이 구비된 수광소자 패키지에 모두 적용이 가능하다.

본 발명의 수광소자 패키지는 리드 프레임(21a)(21b)의 딤플에 수광 칩(22)이 마운트되고, 상기 수광 칩(22)이 마운트된 딤플 부위에 외란광 차단 필터 염료와 칩 보호용 코팅제를 혼합한 수지를 도포하여 외란광 차단 코팅부(23)를 형성하고, 상기 외란광 차단 코팅부(23)를 포함하도록 에폭시 수지를 몰드하여 몰딩부(24)를 형성하는 구성이다.

즉, 본 발명에서는 상기 필터 염료를 에폭시 수지에 혼합한 것이 아니라, 코팅제와 혼합하여 딤플 부위에 코팅한 것에 특징이 있다.

상기 코팅제는 실리콘(Si)인 것이 바람직하며, 상기 수광 칩(22)의 열화방지 및 에폭시 수지(24)와 칩(22)의 열팽창계수 차이로 인한 응력발생으로부터 결정구조가 파괴되는 현상을 방지하기 위해 코팅된다.

상기 필터 염료는 가시광선을 차단시키는 화합물로 이루어지며, 이와 같은 필터 염료는 입사광으로부터 불필요한 파장대의 외란광이 입사되는 것을 차단시키는 역할을 한다.

따라서, 본 발명의 외란광 차단 코팅부(23)는 Si코팅제와 필터염료가 혼합되 어 딤플 부위에 도포되는 것이므로, 칩 열화방지 및 에폭시 수지와 칩의 열팽창계수 차이로 인한 응력발생으로부터 결정구조가 파괴되는 현상을 방지하기 위한 Si코팅제의 기능과, 입사광으로부터 불필요한 파장대의 외란광을 차단하게 되는 필터로의 기능을 수행하게 된다.

이와 같은 본 발명은 필터 염료와 Si코팅제의 혼합으로 필터링 기능과 코팅 기능이 결합되는 구조로서, 기존의 Si코팅 부위에만 필터 염료를 도포하는 것으로 종래와 구분된다.

첨부한 도 5a 내지 도 7b는 본 발명의 외란광 차단 효과를 입증하기 위한 실험예로서, 도 5a와 도 5b는 외란광 차단 기능이 없는 수광소자 패키지와 이에 대한 분광감도를 나타내는 그래프이고, 도 6a와 도 6b는 종래의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지와 이에 대한 분광감도를 나타내는 그래프이고, 도 7a와 도 7b는 본 발명의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지와 이에 대한 분광감도를 나타내는 그래프이다.

이에서 보는 바와 같이, 본 발명의 수광소자 패키지는 가시광선 영역인 700nm 이하의 파장대 영역에서 외란광의 차단기능이 우수한 것으로 나타났다.

즉, 종래의 필터 염료를 에폭시 수지에 혼합한 수광소자 패키지와 대비하여도, 외란광의 차단기능이 전혀 뒤떨어지지 않아 본 발명의 수광소자 패키지의 분광감도 상의 필터링 기능이 종래와 유사한 것으로 입증되었다.

이는 본 발명의 수광소자 패키지를 종래의 수광소자 패키지를 대신하여 사용할 수 있음을 의미하며, 필터 염료가 에폭시 수지에 비해 가격이 비싼 것을 감안하 면 패키지 전체에 필터 염료를 혼합해 몰딩하는 종래의 기술에 비해 본 발명은 필터링 부위의 최소화로 인해, 제품의 비용절감 효과도 가져올 수 있는 것이다.

또한, 본 출원인은 상술한 세가지 타입의 수광소자 패키지에 대해 광출력에 관한 실험도 실시하였다.

실험 조건은 V_CE=5V, E_V=1000lx(2856k 표준 텅스텐 램프)를 사용하였으며, 각각 3회에 걸쳐 실험하였다.

실험결과를 다음의 [표 1]에 나타내었다.

	A 타입(mA)	B 타입(mA)	C 타입(mA)
1회	1.20	0.94	1.05
2회	1.19	0.95	1.11
3회	1.24	0.98	1.08
평균	1.21	0.96	1.08

이에서 보는 바와 같이, 광출력에 있어서, 외란광 차단 기능이 없는 수광소자 패키지의 경우(A 타입), 광전류(Light Current[㎃])가 1회 1.20mA, 2회 1.19mA, 3회 1.24mA로서, 평균이 1.21mA로 측정되었으며, 종래의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지의 경우(B 타입), 광전류가 1회 0.94mA, 2회 0.95mA, 3회 0.98mA로서, 평균 0.96mA로 측정되어 외란광 차단 기능이 없는 A 타입과 대비 출력이 79%에 이른 것으로 나타났다.

한편, 본 발명의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지의 경우(C 타입), 광전류가 1회 1.05mA, 2회 1.11mA, 3회 1.08mA로서, 평균 1.08mA로 측정되어 외란광 차단 기능이 없는 A 타입과 대비 출력이 89%인 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 수광소자 패키지는 기존의 코팅부위에만 필터링 기능을 추가하여, 광투과율을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명은 기존에 센서 용도로 주로 사용되던 가시광 차단기능을 포함한 각종 수광소자에 외란광을 차단시키는 제조방법으로 사용되어질 수 있다.

도 1은 종래의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지를 도시한 사시도,

도 2는 종래의 수광소자 패키지를 제작하는 순서를 나타내는 플로우 차트,

도 3은 본 발명에 따른 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 수광소자 패키지를 제작하는 순서를 나타내는 플로우 차트.

도 5a 내지 도 7b는 본 발명의 외란광 차단 효과를 입증하기 위한 실험예로서, 도 5a와 도 5b는 외란광 차단 기능이 없는 수광소자 패키지와 이에 대한 분광감도를 나타내는 그래프,

도 6a와 도 6b는 종래의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지와 이에 대한 분광감도를 나타내는 그래프,

도 7a와 도 7b는 본 발명의 외란광 차단 기능이 있는 수광소자 패키지와 이에 대한 분광감도를 나타내는 그래프.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21a, 21b : 리드 프레임 22: 수광 칩

23 : 외란광 차단 코팅부 24 : 몰딩부

Claims (4)

1. 수광 칩이 마운트되는 딤플이 구비되는 수광소자 패키지에 있어서,

   상기 수광 칩에 외란광 차단 필터 염료와 칩 보호용 코팅제를 혼합한 수지를 도포하여 외란광 차단 코팅부를 형성하고,

   상기 외란광 차단 코팅부 표면에 에폭시 수지를 몰드하여 몰딩부를 형성하는 수광소자 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 코팅제는 실리콘인 것을 특징으로 하는 수광소자 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 딤플은 칩 마운트가 가능한 리드 프레임, 피씨비, 세라믹 스템, 메탈 스템 중 어느 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 수광소자 패키지.
4. 제1항에 있어서,

   상기 필터 염료는 가시광선을 차단시키는 화합물인 것을 특징으로 하는 수광소자 패키지.

Images