KR101661920B1 - 센서 패키지 - Google Patents

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Abstract

센서 패키지가 개시된다. 본 발명의 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 실장된 센서 칩 및 상기 베이스 기판과 솔더링에 의해 결합되어 외부로부터 밀봉되고, 상기 센서 칩을 수용하는 내부 공간을 형성하는 커버를 포함하고,상기 베이스 기판에는 상기 내부 공간과 외부를 연통시키는 벤트홀이 형성되되, 상기 벤트홀은솔더에 의해 밀봉된다.

Description

센서 패키지{Sensor package}
본 발명은 센서 패키지에 관한 것으로,더욱 상세하게는 밀봉된 내부 공간에 센서 칩이 수용된 구조의 센서 패키지에 관한 것이다.
최근의 스마트폰,태블릿 컴퓨터와 같은 모바일 전자 장치 등에는 다양한 센서 장치가 탑재되고 있다.이러한 센서 장치 중 일부는 센서 칩이 외부로부터 밀봉된 내부 공간에 수용될 것이 요구된다. 따라서 이러한 센서 칩이 포함된 센서 패키지는 외부로부터 밀봉된 내부 공간이 형성되도록 구성된다.
밀봉된 내부 공간을 형성하기 위해서는 베이스 기판과 커버가 기밀하게 결합되어야 한다.종래의 몇몇 센서 패키지는 베이스 기판과 커버를 레이저 웰딩을 통해 결합시키는 구조가 사용되었다.그러나 레이저 웰딩은 센서 패키지에 큰 충격을 가하게 되어 내부 공간의 센서 칩 또는 반도체 칩이 손상될 문제가 있었다.
다른 종래의 몇몇 센서 패키지는 베이스 기판과 커버를 솔더링을 통해 결합시키는 구조가 사용되었다.그러나 솔더링 과정에서 내부 공간의 온도 변화,가스 성분 변화 등으로 인해 센서 내부 공간의 센서 칩 또는 반도체 칩이 손상되거나 오작동률이 높아질 수 있다는 문제가 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해결하면서도 밀봉된 내부 공간을 제공할 수 있는 센서 패키지에 대한 요구가 증대되어 왔다.
본 발명이 해결하려는 과제는,내부에 수용된 센서 칩의 안정성 및 감지의 정확도를 확보하면서 밀봉된 내부 공간을 제공할 수 있는 센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 밀봉된 내부 공간을 제공하면서 표면 실장 기술에 의해 다른 장치에 안정적으로 결합 될 수 있는 구조의 센서 패키지를 제공하는 것이다.
상기과제를 해결하기 위한 본 발명의 센서 패키지는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 실장된 센서 칩 및 상기 베이스 기판과 솔더링에 의해 결합되어 외부로부터 밀봉되고, 상기 센서 칩을 수용하는 내부 공간을 형성하는 커버를 포함하고,상기 베이스 기판에는 상기 내부 공간과 외부를 연통시키는 벤트홀이 형성되되, 상기 벤트홀은솔더에 의해 밀봉된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커버는 상기 센서 칩과 대향하는 부분에 개구 형성되고,상기 개구는 투광 렌즈로 밀봉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센서 칩은 적외선을 감지하여 온도를 측정할하는 온도 센서 칩일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 솔더는 상기 벤트홀의 하방에서 상기 벤트홀을 밀봉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤트홀의하방개구면 주변에는 메탈 마스크가 형성되고,상기 솔더는 상기 메탈 마스크에 결합되어 상기 벤트홀을 밀봉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 하면에 주변보다 함몰되게 형성된 리세스부가 형성되고,상기 벤트홀은 상기 리세스부에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 솔더는 상기 벤트홀의하부측개구면에서하방으로 돌출되게 형성되되, 리세스 외부로 돌출되지 않도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 하면에는 입출력 단자가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입출력 단자는 상기 베이스 기판의 하면에서하방으로 돌출되도록 형성되고,상기 솔더는 상기 벤트홀의하부측개구면에서하방으로 돌출되게 형성되되, 상기 입출력 단자보다는 돌출되지 않도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 내부에 수용된 센서 칩의 안정성 및 감지의 정확도를 확보하면서 밀봉된 내부 공간을 제공할 수 있다.
또한,본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 밀봉된 내부 공간을 제공하면서 표면 실장 기술에 의해 다른 장치에 안정적으로 결합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 도 1의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지의 저면도이다.
도 4는 도 3의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의다른 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.도 2는 도 1의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 것이다.도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지의 저면도이다.도 4는 도 3의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 1을 참조하면,센서 패키지는 베이스 기판(100),센서 칩(200) 및 커버(300)를 포함한다.
베이스 기판(100)은 평판 형태로 형성된다. 베이스 기판(100)은 직사각형 형태인 것으로 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)으로 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)의 상면과 하면에는 각각 단자(110, 120)가 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)의 상면과 하면의 단자(110, 120)는 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 구체적으로, 베이스 기판(100)의 상면과 하면의 단자(110, 120)는 베이스 기판(100)을 관통하는 비아홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 베이스 기판(100)의 상면 단자(110)에는 센서 칩(200) 또는 ASIC(210) 등이 실장될 수 있다. 베이스 기판(100)의 하면 단자(120)는 신호를 입출력하거나 전원을 전달할 수 있다.베이스 기판(100)의 하면 단자(120)는 리플로우솔더링을 통해 다른 전자 장치의 회로 기판의 표면에 직접 실장될 수 있다.
베이스 기판(100)의 상면의 테두리 또는 측면에는 커버(300)와 결합될 수 있는 메탈 마스크(130)가 형성되어 있을 수 있다.경우에 따라서 메탈 마스크(130)는 베이스 기판(100)의 접지부와 전기적으로 연결될 수 있다.
센서 칩(200)은 베이스 기판(100)의 상면에 실장된다. 센서 칩(200)은 와이어 본딩 또는 플립칩본딩 방식으로 실장 될 수 있다.센서 칩(200)은 외부의 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 장치일 수 있다.센서 칩(200)은 예를 들어,적외선을 감지하여 온도를 측정하는 온도 센서 칩(200)일 수 있다.
베이스 기판(100)의 상면에는 센서 칩(200)과 함께 ASIC(210)이 실장될 수 있다. ASIC(210)은 센서 칩(200)이 생성한 신호를 처리하거나 센서 칩(200)을 제어할 수 있다.
커버(300)는 베이스 기판(100)과 결합 되어 내부 공간(S)을 형성한다.커버(300)는 상면과 상면의 외곽에서 하방으로 연장된 측면으로 형성된다. 커버(300)의 하면은 개방된 형태이고 베이스 기판(100)과 결합 되어 하면이 밀폐되는 구조일 수 있다.구체적으로, 커버(300)의 하단과 베이스 기판(100)의 상면의 테두리가 결합될 수있다.커버(300)의 하면이 베이스 기판(100)에 의해 덮어지면 커버(300)와 베이스 기판(100) 사이에 내부 공간(S)이 형성되게 된다.
커버(300)와 베이스 기판(100)은 솔더링(320)에 의해 결합 될 수 있다.구체적으로 커버(300)와 베이스 기판(100)의 사이 또는 커버(300)와 베이스 기판(100)의 접촉 부분 주변에는 솔더(320)가 형성되어 커버(300)와 베이스 기판(100)을 긴밀하게 결합시킨다.구체적으로,커버(300)와 베이스 기판(100) 사이는 기밀(氣密)성 있는 결합이 형성되는 것이 바람직하다.
커버(300)의 상면 부분에 개구(310)가 형성될 수 있다.구체적으로,개구(310)는 센서 칩(200)과 대향하는 부분이 형성된다.개구(310)에는 투광 렌즈(350)가 결합되어 밀봉된다.투광 렌즈(350)는 개구(310)에 기밀하게 결합될 수 있다.센서 칩(200)은 투광 렌즈(350)를 통해 외부에서 유입되는 광을 수광할 수 있다.
이에 따라 베이스 기판(100)과 커버(300) 사이에는 센서 칩(200)이 수용된 내부 공간(S)이 형성되게 된다.내부 공간(S)은 외부로부터 밀봉된 상태이다.구체적으로, 내부 공간(S)은 외부와 공기의 유출입이 없는 기밀(氣密)한 상태일 수 있다.외부의 온도 변화에 민감하게 반응하여 센싱의 정확도가 떨어질 수 있는 온도 센서의 경우 이러한 밀봉된 내부 공간(S)에 수용될 것이 요구된다.
도 2 및 도 4를 참조하면,베이스 기판(100)에는 벤트홀(140)이 형성된다.벤트홀(140)은 베이스 기판(100)의 상하를 관통하여 내부 공간(S)과 외부를 연통시킨다.다만,벤트홀(140)은 솔더(141)에 의해 밀봉된다.솔더(141)는 벤트홀(140)의 하방에서벤트홀(140)을 밀봉할 수 있다.
벤트홀(140)은 커버(300)가 베이스 기판(100)에 결합된 이후에 밀봉된 것일 수 있다.커버(300)와 베이스 기판(100)이 솔더링(320)에 의해 결합되는 경우,내부 공간(S)은 온도 변화가 발생할 수 있다.이로 인해 센서 칩(200)의 수광면 또는 투광 렌즈(350)에 습기가 맺일 수 있다.이는 투광율을 저하시켜 온도 측정의 정확도를 떨어트릴 수 있다.또한,솔더링 과정에서 가스가 발생할 수 있다.이러한 가스에 의해 센서 칩(200) 또는 ASIC(210)이 손상될 수 있다.따라서 벤트홀(140)은 케버가 베이스 기판(100)에 결합되는 과정에서 개방된 상태를 유지하여 습기가 맺히는 것을 방지하고,가스가 배출되도록 한다.벤트홀(140)은 커버(300)가 베이스 기판(100)에 결합된 이후에 솔더(141)에 의해서 밀봉되게 된다.
베이스 기판(100)은 하면에리세스부(150)가 형성될 수 있다.리세스부(150)는 주변의 다른 부분보다 함몰되게 형성된 부분을 의미한다.그리고 벤트홀(140)은 리세스부(150)에 형성될 수 있다.따라서 벤트홀(140)의 하부측개구(310)면은 리세스부(150)의 함몰면에 둘러싸여 있을 수 있다.
벤트홀(140)의 하부측개구(310)면의 주변에는 메탈 마스크(151)가 형성될 수 있다.메탈 마스크(151)는 솔더(141)와 결합될 수 있는 부분이다.솔더(141)는 메탈 마스크(151)와 결합되어 벤트홀(140)의 하부측개구(310)면을 밀봉한다.
솔더(141)는 벤트홀(140)의 하부측개구(310)면에서 하방으로 돌출되게 형성된다.다만,솔더(141)는 리세스부(150) 외부로 돌출될 정도는 아니도록 형성된다. 즉, 솔더(141)는 하방으로 돌출되도록 형성되나 여전히 리세스부(150) 내부에 위치하게 된다.따라서 센서 패키지를 다른 실장면에 배치하여도 솔더(141)의 간섭 없이 베이스 기판(100)의 하면과실장면이 접촉하게 된다.
이하, 첨부한 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
도 5를 참조하면,베이스 기판(100)의 하면에 형성된 입출력 단자(120)는 베이스 기판(100)의 하면에서하방으로 돌출되도록 형성된다.그리고 벤트홀(140)을 막는 솔더(141)도 하방으로 돌출되도록 형성된다.다만,벤트홀(140)은 입출력 단자(120)보다는 하방으로 돌출되지 않도록 형성된다.따라서 센서 패키지를 다른 실장면에 배치하여도 솔더(141)의 간섭 없이 입출력 단자의 하면과 실장면이 접촉하게 된다.
이상, 본 발명의 센서 패키지의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 베이스 기판 140: 벤트홀
141: 솔더 150: 리세스부
151: 메탈 마스크 200: 센서 칩
300: 커버 310: 개구
320: 솔더 350: 투광 렌즈
S: 내부 공간

Claims (9)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상면에 실장된 센서 칩; 및
    상기 베이스 기판과 솔더링에 의해 결합되어 외부로부터 밀봉되고, 상기 센서 칩을 수용하는 내부 공간을 형성하는 커버를 포함하고,
    상기 베이스 기판에는 하면에서 상기 베이스 기판의 내측 방향으로 연장된 측벽 및 상기 측벽의 내측단에서 연장된 내부면을 형성하여, 주변의 하면보다 함몰되게 형성된 리세스부가 형성되고,
    상기 리세스부에 내부에 상기 내부 공간과 외부를 연통시키는 벤트홀이 형성되고,
    상기 벤트홀의 하방 개구면 주변에 해당하는 리세스부의 내부면에 메탈 마스크가 형성되고,
    상기 벤트홀은 상기 메탈 마스크에 결합된 솔더에 의해 밀봉되는 센서 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 센서 칩과 대향하는 부분에 개구가 형성되고,
    상기 개구는 투광 렌즈로 밀봉되는 센서 패키지
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 칩은 적외선을 감지하여 온도를 측정하는 온도 센서 칩인 센서 패키지.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 솔더는 상기 벤트홀의 하부측 개구면에서 하방으로 돌출되게 형성되되, 리세스 외부로 돌출되지 않도록 형성되는 센서 패키지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 하면에는 입출력 단자가 형성되는 센서 패키지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 입출력 단자는 상기 베이스 기판의 하면에서 하방으로 돌출되도록 형성되고,
    상기 솔더는 상기 벤트홀의 하부측 개구면에서 하방으로 돌출되게 형성되되, 상기 입출력 단자보다는 돌출되지 않도록 형성되는 센서 패키지.
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