KR101832148B1 - 밀봉 패키지의 실장 구조 및 실장 방법 - Google Patents

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Abstract

밀봉 패키지의 실장 구조가 개시된다. 본 발명의 밀봉 패키지의 실장 구조는 상면에 연결 단자가 형성되고, 하면에 입출력 단자가 형성되며, 상하면을 관통하는 벤트홀이 형성된 베이스 기판, 상기 베이스 기판과 결합되어 내부 공간을 한정하는 커버, 상기 내부 공간에 수용되고, 상기 연결 단자와 전기적으로 연결되는 전자 장치, 상기 벤트홀을 기밀(氣密)하게 밀봉하는 밀봉제, 상면에 실장 단자가 형성되며, 상기 베이스 기판의 하부에 위치하는 실장 기판 및 상기 입출력 단자와 상기 실장 단자를 전기적으로 연결하는 실장 솔더를 포함하고, 상기 밀봉제와 상기 실장 기판은 서로 이격된다.

Description

밀봉 패키지의 실장 구조 및 실장 방법{MOUNTING STRUCTURE OF SEALING PACKAGE AND MOUNTING METHOD OF SEALING PACKAGE}
본 발명은 내부 공간이 밀봉된 전자 장치 패키지의 실장 구조 및 실장 방법에 관한 것이다.
최근의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 착용가능한 전자 디바이스에는 복합적인 기능을 수행하기 위한 다양한 종류의 센서 장치가 탑재되는 추세이다. 예를 들어, 최근의 상기 전자 장치들에는 온도 센서, 심박 센서 또는 조도 센서 등이 탑재되고 있다.
이러한 센서 장치는 외부의 환경을 감지하여 전자 신호로 변환하는 센서 칩과 이러한 센서 칩을 내부 수용하고 있는 패키지 구조물로 구성된다. 다양한 센서 장치 중 몇몇은 외부의 온도, 습도 등 환경에 민감하게 반응하기도 한다. 따라서 이러한 센서 장치는 외부와 기밀(氣密)하게 밀봉되는 밀봉 패키지에 수용된다.
대한민국 공개특허공보 제2015-0145413호(2015년 12월 30일 공개)에는 밀봉된 형태의 센서 패키지가 개시되어 있다. 이러한 센서 패키지는 패키지 구조물의 각 구성이 폴리머 재질의 접합 부재로 접합되어 있다.
그러나 이러한 경우 접합 부재의 경화 과정에서 폴리머 또는 폴리머의 용매 성분의 가스가 발생하여 내부 공간에 머물게 된다. 또한, 내부 공간에 습기가 배출되지 않아 내부에 패키지 내부에 결로가 발생할 수도 있다. 이러한 가스 및 결로는 센서 칩의 오작동 또는 측정 정확도의 저하를 유발할 수 있다.
따라서 이러한 문제를 해결할 수 있으면서, 스마트폰 등 완제품 전자 장치에 실장성이 높은 형태의 밀봉 패키지 및 그 실장 구조가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 밀봉 패키지의 내부 공간의 가스 발생 및 결로 현상을 억제할 수 있으면서 실장 기판에 실장성이 우수한 밀봉 패키지의 실장 구조를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 밀봉 패키지가 열적, 전기적으로 안정적인 밀봉 패키지의 실장 구조를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 밀봉 패키지의 실장 구조는, 상면에 연결 단자가 형성되고, 하면에 입출력 단자가 형성되며, 상하면을 관통하는 벤트홀이 형성된 베이스 기판, 상기 베이스 기판과 결합되어 내부 공간을 한정하는 커버, 상기 내부 공간에 수용되고, 상기 연결 단자와 전기적으로 연결되는 전자 장치, 상기 벤트홀을 기밀(氣密)하게 밀봉하는 밀봉제, 상면에 실장 단자가 형성되며, 상기 베이스 기판의 하부에 위치하는 실장 기판 및 상기 입출력 단자와 상기 실장 단자를 전기적으로 연결하는 실장 솔더를 포함하고, 상기 밀봉제와 상기 실장 기판은 서로 이격된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤트홀의 내주면을 포함하는 부분에 형성된 금속층을 더 포함하고, 상기 밀봉제는 상기 금속층과 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속층은, 상기 벤트홀의 내주면에 형성된 내주부 및 상기 베이스 기판의 상면 중 상기 벤트홀 주변에 형성되고, 상기 내주부에서 연장되는 상측부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속층은, 상기 벤트홀의 내주면에 형성된 내주부 및 상기 베이스 기판의 하면 중 상기 벤트홀 주변에 형성되고, 상기 내주부에서 연장되는 하측부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속층은 상기 베이스 기판의 접지 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤트홀은 내측의 개구보다 외측의 개구가 상대적으로 넓은 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤트홀은 외측의 개구보다 내측의 개구가 상대적으로 넓은 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉제는 벤트홀 하측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실장 솔더의 하단은 상기 밀봉제의 돌출된 하단보다 하부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 입출력 단자는 상기 베이스 기판의 하면에서 하방으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤트홀의 하측 개구의 직경은 상기 벤트홀의 길이의 0.4배 내지 0.8배일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 하면과 상기 실장 기판의 상면은 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커버는 상기 베이스 기판과 대향하는 부분에 개구가 형성되어 있고, 상기 개구는 투광성 렌즈로 밀봉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전자 장치는 상기 투광성 렌즈를 통과한 광을 수광하는 수광 센서일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉제는 솔더일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실장 솔더는 상기 밀봉제보다 녹는점이 낮을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 밀봉 패키지의 실장 방법은, 하면에 벤트홀이 형성되고, 상기 벤트홀의 내주면에 금속층이 형성된 패키지 구조물을 마련하는 단계, 상기 벤트홀의 하부에 밀봉제를 위치시키는 단계, 상기 밀봉제는 제1 온도로 가열하여 용융시켜, 상기 벤트홀 내부로 유입시켜 상기 벤트홀을 밀봉하는 단계, 상기 벤트홀이 밀봉된 패키지 구조물과 실장 기판을 실장 솔더를 사이에 두고 배치하는 단계 및 상기 실장 솔더는 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 가열하여 용융시켜, 상기 패키지 구조물과 상기 실장 기판을 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉제를 위치시키는 단계 및 상기 벤트홀을 밀봉하는 단계는, 스크린 프린팅 방식의 리플로우에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 실장 구조는 밀봉 패키지의 내부 공간의 가스 발생 및 결로 현상을 억제할 수 있으면서 실장 기판에 실장성이 우수하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 실장 구조는 밀봉 패키지가 열적, 전기적으로 안정적인 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 실장 솔더 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 벤트홀 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 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 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 실장 구조의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 밀봉 패키지는 패키지 구조물(100), 전자 장치(200), 금속층(150) 및 밀봉제(300)를 포함한다.
패키지 구조물(100)은 전자 장치(200)를 수용하는 내부 공간을 한정하여 형성하는 구조물이다. 패키지 구조물(100)은 내외부를 관통하는 적어도 하나의 벤트홀(115)을 포함한다. 패키지 구조물(100)은 벤트홀(115)을 제외한 다른 부분은 기밀(氣密)하게 밀봉되는 것이 바람직하다.
패키지 구조물(100)은 베이스 기판(110), 커버(120) 및 렌즈(130)를 포함할 수 있다.
베이스 기판(110)은 패키지 구조물(100)의 하부 기판을 이루는 부분이다. 베이스 기판(110)은 경성의 인쇄회로기판(rigid printed circuit board)로 형성될 수 있다. 베이스 기판(110)은 소정의 두께를 가지는 판 형태로 형성될 수 있고, 서로 대향하는 상면 및 하면을 가진다. 본 명세서에서, 베이스 기판(110)의 상면은 내부 공간에 접하게 되는 내측면이고, 베이스 기판(110)의 하면은 외부로 노출되는 외측면인 것으로 설명하도록 한다.
베이스 기판(110)에는 벤트홀(115)이 형성될 수 있다. 베이스 기판(110)의 상면 및 하면에는 적어도 하나의 단자가 형성될 수 있다. 베이스 기판(110)의 상면에 형성된 단자는 연결 단자(111)일 수 있다. 연결 단자(111)는 전자 장치(200)와 전기적으로 연결되는 부분일 수 있다. 베이스 기판(110)의 하면에 형성된 단자는 입출력 단자(112)일 수 있다. 입출력 단자(112)는 밀봉 패키지에 신호가 입출력되거나 전력이 전달되기 위한 단자일 수 있다. 베이스 기판(110)은 다층의 전도성 패턴과 비전도성 수지층의 다층 구조로 형성될 수 있다.
커버(120)는 베이스 기판(110)과 결합되어 내부 공간을 한정한다. 커버(120)는 하부가 개방된 캔(can) 형태로 형성될 수 있다. 커버(120)의 개방된 하부는 베이스 기판(110)에 의해 밀폐된다. 구체적으로 커버(120)의 하단은 베이스 기판(110)의 상면 테두리 부분과 결합된다. 커버(120)와 베이스 기판(110)은 기밀하게 밀봉된다.
커버(120)는 상기 베이스 기판(110)과 대향하는 부분에 개구(121)가 형성된다. 개구(121)는 투광성 렌즈(130)로 밀봉된다. 투광성 렌즈(130)와 개구(121) 부분은 기밀성 접착제에 의해 접합된다.
전자 장치(200)는 패키지 구조물(100)의 내부 공간에 수용된다. 전자 장치(200)는 각종 센서 칩이 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 온도 센서칩, 압력 센서칩, 수광 소자 또는 이미지 센서 등이 될 수 있다.
전자 장치(200)는 베이스 기판(110)에 결합될 수 있다. 전자 장치(200)와 베이스 기판(110)의 단자는 전기적으로 연결된다. 전자 장치(200)는 베이스 기판(110)의 단자와 플립칩 방식 또는 와이어 본딩 방식으로 연결될 수 있다. 첨부한 도면에는 전자 장치(200)가 와이어 본딩 방식으로 연결되는 것이 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 밀봉 패키지는 실장 기판(400)에 실장된다. 실장 기판(400)은 밀봉 패키지가 탑재되어 작동하는 완제품 전자 장치(200)의 기판일 수 있다. 실장 기판(400)에는 밀봉 패키지 이외에도 다른 전자 장치(200) 및 소자 등이 실장될 수 있다. 실장 기판(400)은 경성의 인쇄회로기판(rigid printed circuit board)으로 형성될 수 있다.
실장 기판(400)은 밀봉 패키지의 베이스 기판(110)의 하부에 위치한다. 구체적으로, 실장 기판(400)의 상면과 베이스 기판(110)의 하면은 서로 대향하도록 위치한다. 실장 기판(400)의 상면에는 실장 단자(140)가 형성된다. 베이스 기판(110)의 입출력 단자(112)와 실장 기판(400)의 실장 단자(140)는 서로 전기적으로 연결된다. 입출력 단자(112)와 실장 단자(140)는 실장 솔더(420)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 실장 구조의 실장 솔더 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 입출력 단자(112)는 베이스 기판(110)의 하면에서 하방으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 그리고 실장 솔더(420)는 소정의 두께로 형성될 수 있다. 따라서 입출력 단자(112)가 형성되지 않은 부분의 베이스 기판(110)의 하면과 실장 단자(140)가 형성되지 않은 부분의 실장 기판(400)의 상면은 서로 이격되게 된다. 구체적으로, 입출력 단자(112)의 높이 및 실장 솔더(420)의 두께에 해당하는 만큼 이격되게 된다. 베이스 기판(110)과 실장 기판(400)이 이격되는 정도는 실장 솔더(420)의 양을 조절하여 다르게 할 수 있다.
베이스 기판(110)과 실장 기판(400)이 이격됨에 따라 베이스 기판(110)과 실장 기판(400) 사이의 열 전도를 최소화할 수 있다. 실장 기판(400)은 베이스 기판(110)보다 크게 형성되어, 다른 발열체와 인접하게 위치하는 경우가 일반적이다. 따라서 실장 기판(400)에서 베이스 기판(110)으로 발열체의 열이 전달될 수 있다. 상술한 것과 같이, 베이스 기판(110)과 실장 기판(400)이 단자 부분을 제외하고 나머지 부분에서 이격되어 있는 경우, 열 전달을 최소화할 수 있다. 이러한 열 전달의 최소화는 밀봉 패키지 내부의 전자 장치(200)의 동작 성능에 기여할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 벤트홀(115) 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하여, 밀봉 패키지의 벤트홀(115), 금속층(150) 및 밀봉제(300)에 대해 설명하도록 한다.
벤트홀(115)은 패키지 구조물(100)에 형성되어, 내외부를 관통한다. 벤트홀(115)은 구체적으로, 베이스 기판(110)을 관통하도록 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 벤트홀(115)은 전자 장치(200)와 단자가 와이어 본딩 방식으로 연결될 경우, 전자 장치(200)와 베이스 기판(110)의 단자 사이에 위치할 수 있다.
벤트홀(115)은 하측 개구(121)의 직경이 벤트홀(115)의 길이보다 작도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 벤트홀(115)의 하측 개구(121)의 직경은 벤트홀(115)의 길이의 0.4배 내지 0.8배일 수 있다. 여기서 벤트홀(115)의 길이는 베이스 기판(110)의 두께에 해당할 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(110)의 두께가 0.3mm이고 벤트홀(115)의 길이도 0.3mm인 경우, 벤트홀(115)의 하측 개구(121)의 직경은 0.12mm 내지 0.32mm가 되는 것이 바람직하다. 벤트홀(115)의 하측 개구(121)의 직경의 크기에 따라 밀봉제(300)가 하부로 돌출되는 정도가 조절될 수 있다.
금속층(150)은 벤트홀(115)의 내주면과 그 주변에 형성될 수 있다. 금속층(150)은 서로 연속된 내주부(151), 내측부(153) 및 외측부(152)를 포함할 수 있다. 내주부(151)는 베이스 기판(110)의 내주면에 형성된 부분이다. 내측부(153)는 베이스 기판(110)의 내측면 중 벤트홀(115) 주변에 형성되고, 내주부(151)에서 연장되는 부분이다. 외측부(152)는 베이스 기판(110)의 외측면 중 벤트홀(115) 주변에 형성되고, 내주부(151)에서 연장되는 부분이다. 금속층(150)은 베이스 기판(110)에 형성된 도금층으로 형성될 수 있다.
내측부(153) 및 외측부(152)는 벤트홀(115)의 내측과 외측 개구를 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있다. 내측부(153) 및 외측부(152)의 직경은 벤트홀(115)의 길이에 비례하여 정해질 수 있다. 구체적으로, 내측부(153) 및 외측부(152)의 직경은 벤트홀(115)의 길이의 1.2배 내지 1.5배가 되도록 형성될 수 있다. 상술한 예시와 같이, 벤트홀(115)의 길이가 0.3mm인 경우, 내측부(153) 및 외측부(152)의 직경은 0.36mm 내지 0.45mm가 되는 것이 바람직하다.
벤트홀(115)과 금속층(150)은 인쇄회로기판에서 비아홀과 유사한 형태로 형성될 수 있다. 금속층(150)은 베이스 기판(110)의 다른 전도성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 더욱 구체적으로, 금속층(150)은 베이스 기판(110)의 접지 패턴과 전기적으로 연결되어 접지 전위를 가질 수 있다. 이에 따라 패키지 구조물(100)의 전기적 안정성이 향상될 수 있다.
밀봉제(300)는 상기 금속층(150)과 결합되고, 벤트홀(115)을 기밀하게 밀봉한다. 밀봉제(300)는 솔더 등 금속층(150)과 밀착 결합되는 재질로 형성될 수 있다. 따라서 벤트홀(115)은 밀봉제(300)에 의해 견고하게 밀봉될 수 있다.
밀봉제(300)는 벤트홀(115)의 외측에서부터 주입된 것일 수 있다. 구체적으로, 밀봉제(300)는 처음에 벤트홀(115)의 외측에 위치하고, 용융되어 벤트홀(115)의 내부로 유입되는 것일 수 있다. 벤트홀(115)이 밀봉제(300)에 의해 기밀하게 밀봉됨에 따라 패키지 구조물(100) 전체가 기밀하게 밀봉될 수 있다.
밀봉제(300)는 적어도 일부가 벤트홀(115)의 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 밀봉제(300) 중 벤트홀(115)의 외측으로 돌출된 부분은 금속층(150) 중 외측부(152)와 맞닿으며 결합된다. 밀봉제(300) 중 벤트홀(115)의 외측으로 돌출된 부분과 실장 기판(400)은 서로 이격되도록 형성된다. 상술한 것과 같이, 베이스 기판(110)의 하면과 실장 기판(400)의 상면은 실장 솔더(420)의 양에 의해 조절될 수 있다. 실장 솔더(420)는 밀봉제(300)의 하단이 실장 기판(400)에 닿지 않을 정도로 베이스 기판(110)의 하면과 실장 기판(400)의 상면이 이격되도록 도포될 수 있다.
밀봉제(300)가 실장 기판(400)과 이격됨에 따라 밀봉 패키지는 실장 기판(400)에 수평을 유지한 상태로 실장될 수 있다. 또한, 밀봉제(300)의 하단이 실장 기판(400)에 의해 손상되어 벤트홀(115)의 밀봉이 파손되는 것을 예방할 수 있다.
실장 솔더(420)는 밀봉제(300)를 형성하는 솔더보다 저온에서 용융되는 것일 수 있다. 즉, 밀봉제(300)에 의해 벤트홀(115)이 밀봉된 상태에서 밀봉 패키지의 실장을 위해 실장 솔더(420)의 리플로우를 수행하는 과정에서, 밀봉제(300)는 용융되지 않고 벤트홀(115)을 밀봉하는 상태가 유지될 수 있다. 예를 들어, 밀봉제(300)는 통상의 솔더가 사용되고, 실장 솔더(420)는 저온 솔더가 사용될 수 있다.
이하, 첨부한 도 4 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 밀봉 패키지에 대해 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 벤트홀부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
밀봉 패키지는 벤트홀(115) 부분의 형태가 다양하게 형성될 수 있다. 구체적으로, 벤트홀(115)의 내주면이 경사지게 형성될 수 있다.
예를 들어, 벤트홀(115)은 도 4에 도시된 것과 같이 내측의 개구(121)보다 외측의 개구(121)가 상대적으로 넓은 형태로 형성될 수 있다. 이러한 벤트홀(115)의 형태에 있어서, 금속층(150)의 내주부(151)도 동일한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 예를 들어 벤트홀(115)은 도 5에 도시된 것과 같이 외측의 개구(121)보다 내측의 개구(121)가 상대적으로 넓은 형태로 형성될 수 있다. 이러한 벤트홀(115)의 형태에 있어서, 금속층(150)의 내주부(151)도 동일한 형태로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 것과 같이, 벤트홀(115)의 내주면이 경사지게 형성됨에 따라 밀봉제(300)가 벤트홀(115) 내부로 더 원활하게 유입되게 될 수 있다. 상술한 것과 같이, 밀봉제(300)는 벤트홀(115)의 외측에 위치하였다가 용융되어 내부로 유입되는데, 벤트홀(115)의 내주면이 경사지게 형성될 경우 용융된 밀봉제(300)가 더 원활하게 유입될 수 있다.
이하, 첨부한 도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉 패키지의 실장 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 밀봉 패키지의 실장 방법은 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 밀봉 패키지의 실장 구조를 제조하는 방법에 해당한다. 따라서 상술한 내용과 중복되는 내용은 일부 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 밀봉 패키지의 실장 방법은, 패키지 구조물(100)의 마련하는 단계(S100), 밀봉제(300)를 위치시키는 단계(S200), 벤트홀(115)을 밀봉하는 단계(S300), 밀봉된 패키지 구조물(100)을 실장 기판(400)에 배치하는 단계(S400) 및 패키지 구조물(100)과 실장 기판(400)을 전기적으로 연결하는 단계(S500)를 포함한다.
도 7을 참조하여, 패키지 구조물(100)의 마련하는 단계(S100)를 설명하도록 한다. 패키지 구조물(100)은 하면에 벤트홀(115)이 형성되고, 벤트홀(115)의 내주면에 금속층(150)이 형성된 것이다. 패키지 구조물(100)은 벤트홀(115)을 제외한 부분에서 기밀하게 밀봉되어 있는 것이 바람직하다. 벤트홀(115)이 개방된 상태에서 패키지 구조물(100) 내부의 특정 성분의 가스가 배출될 수 있고, 습도가 조절될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 밀봉제(300)를 위치시키는 단계(S200) 및 벤트홀(115)을 밀봉하는 단계(S300)에 대해 설명하도록 한다.
밀봉제(300)는 금속층(150)과 밀착되어 결합되는 솔더로 형성될 수 있다. 밀봉제(300)는 스크린 프린팅 방식의 리플로우를 통해 벤트홀(115)에 주입되어 벤트홀(115)을 밀봉할 수 있다.
구체적으로, 도 8에 도시된 것과 같이 밀봉제(300)는 벤트홀(115)의 외측에 위치하게 된다. 이때, 밀봉제(300)는 벤트홀(115)에 해당하는 위치에 구멍이 형성된 스크린을 통과하여 벤트홀(115)의 외측에 위치된다. 경우에 따라, 복수의 패키지 구조물(100)이 배열되고, 배열된 위치에 대응하도록 형성된 복수의 스크린의 구멍을 통과하여 밀봉제(300)가 도포될 수 있다.
이후, 열풍 등에 의해 밀봉제(300)가 용융시켜 도 9에 도시된 것과 같이 밀봉부(300)를 벤트홀(115) 내부로 유입시킨다. 용융된 밀봉부(300)는 금속층(150)과 결합되어 벤트홀(115) 내부로 유입되게 된다. 경우에 따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 용융된 밀봉부(300)는 벤트홀(115)의 내주면이 경사지게 형성된 경우 더욱 원활하게 유입될 수 있다.
이후, 용융된 밀봉부(300)가 다시 경화되면 벤트홀(115)이 기밀하게 밀봉되게 된다. 경우에 따라서 밀봉부(300)가 모두 벤트홀(115) 내부로 유입되지 않아서 일부가 벤트홀(115) 외부로 돌출된 상태가 될 수 있다. 밀봉부(300)가 돌출되는 것은 밀봉부(300)를 형성하는 솔더의 양, 벤트홀(115)의 길이 및 하측 개구(121)의 직경에 따라 조절될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하여, 밀봉된 패키지 구조물(100)을 실장 기판(400)에 배치하는 단계(S400) 및 패키지 구조물(100)과 실장 기판(400)을 전기적으로 연결하는 단계(S500)에 대해 설명하도록 한다.
도 10에 도시된 것과 같이, 밀봉된 패키지 구조물(100)은 실장 기판(400) 상에 놓여진다. 구체적으로, 패키지 구조물(100)의 입출력 단자(112)와 실장 기판(400)의 실장 단자(140)가 서로 대향하도록 위치하게 된다.
패키지 구조물(100)이 실장 기판(400) 상에 놓여지기 전에, 입출력 단자(112)와 실장 단자(140) 사이에 실장 솔더(420)가 도포된다. 도포되는 실장 솔더(420)의 양을 조절하여 패키지 구조물(100)의 베이스 기판(110)과 실장 기판(400) 사이의 이격 거리를 조절할 수 있다. 베이스 기판(110)과 실장 기판(400)은 밀봉부가 외부로 돌출된 부분이 실장 기판(400)과 이격될 만큼 이격되는 것이 바람직하다. 여기서, 실장 솔더(420)는 밀봉부를 형성하는 솔더보다 더 낮은 온도에서 용융되는 저온 솔더가 사용되는 것이 바람직하다.
도 11에 도시된 것과 같이, 실장 솔더(420)에 열을 가해 실장 솔더(420)를 용융시킨다. 따라서 실장 솔더(420)가 용융되어 입출력 단자(112)와 실장 단자(140)를 전기적으로 연결한다. 실장 솔더(420)가 용융되는 온도에서 밀봉제(300)를 용융되지 않고 밀봉 상태를 유지한다.
이상, 본 발명의 밀봉 패키지의 실장 구조 및 그 실장 방법의 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: 패키지 구조물 110: 베이스 기판
111: 연결 단자 112: 입출력 단자
115: 벤트홀 120: 커버
121: 개구 130: 렌즈
150: 금속층 151: 내주부
152: 외측부 153: 내측부
200: 전자 장치 300: 밀봉제
400: 실장 기판 410: 실장 단자
420: 실장 솔더

Claims (18)

  1. 상면에 연결 단자가 형성되고, 하면에 입출력 단자가 형성되며, 상하면을 관통하는 벤트홀이 형성된 베이스 기판;
    상기 베이스 기판과 결합되어 내부 공간을 한정하는 커버;
    상기 내부 공간에 수용되고, 상기 연결 단자와 전기적으로 연결되는 전자 장치;
    상기 벤트홀을 기밀(氣密)하게 밀봉하는 밀봉제;
    상면에 실장 단자가 형성되며, 상기 베이스 기판의 하부에 위치하는 실장 기판; 및
    상기 입출력 단자와 상기 실장 단자를 전기적으로 연결하는 실장 솔더를 포함하고,
    상기 벤트홀의 내주면을 포함하는 부분에 형성되고 상기 베이스 기판의 접지 패턴과 전기적으로 연결되는 금속층을 더 포함하고,
    상기 밀봉제는 상기 금속층과 결합되고, 벤트홀 하측으로 돌출되도록 형성되고,
    상기 실장 솔더의 하단은 상기 밀봉제의 돌출된 하단보다 하부에 위치하고,
    상기 밀봉제와 상기 실장 기판은 서로 이격되는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 금속층은,
    상기 벤트홀의 내주면에 형성된 내주부; 및
    상기 베이스 기판의 상면 중 상기 벤트홀 주변에 형성되고, 상기 내주부에서 연장되는 상측부를 포함하는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 금속층은,
    상기 벤트홀의 내주면에 형성된 내주부; 및
    상기 베이스 기판의 하면 중 상기 벤트홀 주변에 형성되고, 상기 내주부에서 연장되는 하측부를 포함하는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 벤트홀은 내측의 개구보다 외측의 개구가 상대적으로 넓은 형태로 형성되는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 벤트홀은 외측의 개구보다 내측의 개구가 상대적으로 넓은 형태로 형성되는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 입출력 단자는 상기 베이스 기판의 하면에서 하방으로 돌출되도록 형성되는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 벤트홀의 하측 개구의 직경은 상기 벤트홀의 길이의 0.4배 내지 0.8배인 밀봉 패키지의 실장 구조.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 하면과 상기 실장 기판의 상면은 서로 이격되는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 베이스 기판과 대향하는 부분에 개구가 형성되어 있고,
    상기 개구는 투광성 렌즈로 밀봉되는 밀봉 패키지의 실장 구조.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 전자 장치는 상기 투광성 렌즈를 통과한 광을 수광하는 수광 센서인 밀봉 패키지의 실장 구조.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 솔더인 밀봉 패키지의 실장 구조.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 실장 솔더는 상기 밀봉제보다 녹는점이 낮은 밀봉 패키지의 실장 구조.
  17. 삭제
  18. 삭제
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