KR101914542B1 - 이미지센서 패키지 - Google Patents

Abstract

광학센서 패키지가 개시되며, 상기 광학센서 패키지는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서; 상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물; 및 상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터를 포함하고, 상기 하우징 구조물 전체가 금속으로 이루어져 있다.

Description

이미지센서 패키지 {IMAGE SENSOR PACKAGE}

본 발명은 광학센서 패키지(optical sensor package)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피감지체의 표면에서 반사된 빛을 감지하는 수광센서 패키지에 관한 것이다.

최근의 전자 장치는 슬림(slim)한 형태로 발전하고 있다. 슬림한 형태의 전자 장치는 외관이 유려할 뿐만 아니라 사용자의 그립감(grip feeling) 등도 향상되어 상품성이 향상된다는 장점이 있다. 그러면서도 최근의 전자 장치는 복합적인 기능을 구현하고 있다. 이를 위해 전자 장치의 내부에 수용되는 부품의 개수는 증가하는 추세이다.

감지 대상물인 피감지체에서 방출하거나 피감지체에서 반사되는 빛을 감지하는 광학센서는 최근의 전자 장치에서 널리 사용되는 부품이다. 상술한 전자 장치의 슬림화 추세에 맞춰 광학센서 패키지도 슬림화될 것이 요구되고 있다.

종래의 광학센서는 외부에서 조사되는 빛을 감지하여 전기신호로 변환하는 수광소자 및 이를 감싸도록 형성된 차광부재를 포함한다. 여기서, 차광부재는 광학센서의 수광면 부분만을 외부로 노출시키고 다른 부분은 차광되게 커버하여 측면 등에서 유입되는 광을 차단하는 기능을 한다. 주로 차광부재는 차광성이 있는 흑색 계열의 플라스틱 사출물 또는 금속 가공물이 사용되었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1457069호(2014년 10월 27일 등록)에는 이러한 차광부재가 포함된 광학센서 패키지가 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 차광부재를 포함하는 광학센서 패키지의 구조는 소형화될수록 더욱 차광부재의 더욱 정밀한 가공 및 조립이 필요하고, 이에 따라 가공비가 상승하고 불량률이 높아질 수 있다는 문제가 있다. 또한, 이러한 광학센서 패키지의 구조로는 소형화 및 슬림화에 한계가 있다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1457069호

본 발명이 해결하려는 과제는 전체적인 크기를 소형화 시키면서도 광학센서 패키지의 안전성을 향상시키기 위한 광학센서 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 외부에서 유입되는 노이즈 빛을 효과적으로 차단할 수 있는 광학센서 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 하우징 구조물의 지지력을 향상시켜 안정성이 향상된 광학센서 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 광학센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물, 및 상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터를 포함하고, 상기 하우징 구조물 전체가 금속으로 이루어져 있다.

본 발명의 다른 특징에 다른 광학센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물, 및 상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터를 포함하고, 상기 하우징 구조물은 금속과 플라스틱으로 이루어져 있다.

상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 광학필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부, 및 상기 측면부에 끊김 없이 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부를 포함할 수 있고, 상기 측면부와 상기 상단부는 모두 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.

상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판과 평행하게 정해진 길이만큼 광학센서 패키지의 외측으로 연장되어 있고 상기 측면부에 끊김없이 연결되어 있는 하단부를 더 포함할 수 있다.

상기 베이스 기판은 상기 하단부 또는 상기 측면부에 연결되어 있는 접지 패드를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 광학필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부, 및 상기 측면부에 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부를 포함하고, 상기 측면부는 금속으로 이루어져 있고 상기 상단부는 플라스틱으로 이루어져 있거나, 상기 측면부는 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부는 금속으로 이루어져 있을 수 있다.

상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함할 수 있고, 상기 측면부가 금속으로 이루어져 있고 상기 상단부가 플라스틱으로 이루어져 있는 경우, 상기 측면부는 상기 접지 패드와 연결될 수 있다.

상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함할 수 있고, 상기 측면부가 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부가 금속으로 이루어져 있는 경우, 상기 측면부는 상기 측면부의 높이 방향으로 관통하고 상기 접지 패드와 연결되어 있는 도전성 물질로 채워져 있는 비아홀을 포함할 수 있다.

상기 광학필터는 상기 투광구를 덮도록 상기 하우징 구조물에 결합될 수 있다.

상기 광학필터는 상기 광학센서의 수광면을 덮도록 상기 광학센서에 결합될 수 있다.

상기 광학필터는 적외선 통과 필터일 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 광학센서 패키지의 두께를 감소시키므로 광학센서 패키지의 소형화가 이루어진다.

또한, 하우징 구조물에 의해 광학센서가 에워싸여져 있으므로, 투광구를 통과하는 빛 이외에 다른 곳으로부터 유입되는 빛이 효율적으로 차단되므로, 광학센서의 신뢰성이 향상된다.

또한, 하우징 구조물의 적어도 일부가 금속으로 이루어져 있고, 측면부의 두께가 상단부의 두께보다 두꺼우므로, 하우징 구조물의 지지력이 강화되어 광학센서 패키지의 안정성이 향상된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학센서 패키지는 외부에서 유입되는 노이즈 빛을 효과적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지에서 광학필터의 장착 예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광학센서 패키지에서 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지에서 광학필터의 다른 장착 예를 각각 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학센서 패키지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학센서 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.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지는 베이스 기판(100), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 광학센서(200), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 하우징 구조물(300) 및 광학센서(200) 위에 위치하는 광학필터(400)를 구비한다.

베이스 기판(100)은 본 예의 광학센서 패키지의 바닥면을 이루는 부분일 수 있다.

베이스 기판(100)의 상에는 광학센서(200), 하우징 구조물(300) 및 광학필터(400)가 위치할 수 있다.

베이스 기판(100)은 인쇄회로기판, 세라믹 기판 및 양극 산화층 중 적어도 하나를 가지는 금속 기판 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 베이스 기판(100)은 절연층, 도체 패턴 및 패드(pad) 등을 구비할 수 있다.

구체적으로, 베이스 기판(100)의 상면에는 적어도 하나의 패드(110)가 마련되어 광학센서(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 베이스 기판(100)의 하면 즉, 상면의 반대편에서 위치하여 상면과 마주보고 있는 면에는 적어도 하나의 패드(미도시)가 마련되어 본 예의 광학센서 패키지에 전기 신호를 전달하거나 전력을 공급할 수 있다.

이러한 베이스 기판(100)의 패드는 전자부품, 반도체소자, 각종 수동소자 또는 리드프레임 등과 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

베이스 기판(100)의 상면에는 실장 영역이 마련되어 있고, 이 실장 영역에는 광학센서(200)가 위치하게 된다. 베이스 기판(100)의 상면에 위치한 패드(110)는 실장 영역이나 실장 영역 주변에 위치하여 실장 영역에 위치하고 있는 광학센서(200)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.

베이스 기판(100)에 위치하는 광학센서(200)는 수광면(210)을 포함하는 전자부품이다.

광학센서(200)의 수광면(210)은 외부에서 광학센서(200)로 조사되는 빛을 감지하고 감지된 빛에 따라 해당 상태의 전기신호로 생성하여 출력한다.

이러한 수광면(210)에는 복수의 수광소자가 집적되어 있을 수 있다. 수광면(210)은 이미지 센서(image sensor)의 액티브 영역(active area)에 해당할 수 있다. 광학센서(200)는 베이스 기판(100)과 결합되는 면을 하면으로 정의하면, 수광면(210)은 하면의 반대편에 위치하고 있는 광학센서(200)의 상면 중 적어도 일부에 수광면(210)이 형성된다. 이러한 경우 수광면(210)은 주로 자신의 상부에서 아래쪽으로 조사되는 빛을 감지하게 된다.

수광면(210)은 미리 정해진 파장대역에 가장 적합하게 동작하도록 정해져 있을 수 있다.

하지만 수광면(210)은 미리 정해진 파장대역의 빛만을 감지하는 것은 아닐 수 있다. 수광면(210)은 미리 정해진 파장대역 이외의 빛도 감지할 수 있고, 경우에 따라서 미리 정해진 파장대역 이외의 빛은 광학센서(200)가 노이즈로 인식할 수 있다. 따라서 수광면(210)은 광학필터(400)와 같은 필터에 의해 덮여 있을 수 있다.

광학센서(200)는 베이스 기판(100)과 다양한 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 광학센서(200)는 베이스 기판(100)과 와이어 본딩, BGA(ball grid array), LGA(land grid array), PID, DIP(dual in-line package) 등과 같은 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.

첨부한 도 1을 참조하면, 광학센서(200)가 와이어(250)를 이용하여 베이스 기판(100)과 와이어 본딩 방식을 통해서 전기적으로 연결된 것이 도시되어 있다. 구체적으로, 광학센서(200)의 상면에는 와이어(250)의 일단이 결합되는 패드(220)가 형성된다. 따라서 와이어(250)의 양단은 각각 베이스 기판(100)에 위치한 패드(110)과 광학센서(200)에 위치한 패드(220)에 연결되어 베이스 기판(100)과 광학센서(200)를 전기적으로 결합시킨다.

하우징 구조물(300)은 베이스 기판(100)에 위치하여 광학센서(200)를 수용하는 내부 공간(S1)을 형성하여 내부 공간(S1) 내에 위치한 광학센서(200)를 외부 충격이나 불순물 등으로부터 보호한다.

본 예의 하우징 구조물(300) 전체는 금속(metal)로 이루어져 있고 이 경우, 금속 프레스(press) 공정을 통해 하우징 구조물(300)이 제지된다. 이 경우, 하우징 구조물(300)의 두께는 대략 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있고, 금속 재료는 SUS(stainless steel), 인청동 등과 같이 판재 프레스 공정이 가능한 금속물인 것이 좋다.

하우징 구조물(300)의 두께가 0.05㎜ 이상일 경우 하우징 구조물(300)은 강도가 안정적으로 유지되어 설치가 안정적으로 유지되고, 0.2㎜ 이하인 경우, 하우징 구조물(300)의 부피나 크기 증가없이 하우징 구조물(300)의 안전성이 확보된다.

이때, 금속으로 이루어진 하우징 구조물(300)의 두께는 위치에 무관하게 균일할 수 있다.

이러한 하우징 구조물(300)은, 도 1에 도시한 것처럼, 내부에 빈 공간인 내부 공간(S1)이 형성되도록 정해진 높이로 베이스 기판(100)에 위치한다.

따라서, 하우징 구조물(300)은 베이스 기판(100)과 접해 있는 하단부(310), 하단부(310)과 연결되어 있고 정해진 높이를 갖는 측면부(320), 그리고 측면부(320)와 연결되어 있는 상단부(330)를 구비한다.

이때, 이들 하단부(310), 측면부(320) 및 상단부(330)는 모두 동일한 휨 강도가 좋은 금속으로 이루어져 있다. 이때, 하단부(310), 측면부(320) 및 상단부(330) 각각의 휨 강도는 0.5kgh 이상일 수 있고, 이 경우, 하우징 구조물(300)은 안정적으로 정해진 위치에 위치하고 광학필터(400)를 지지할 수 있다.

이로 인해, 하우징 구조물(300)의 지지력이 증가하여 하우징 구조물(300)은 안정적으로 베이스 기판(100) 위에 위치하고, 광학센서(200)를 좀더 안정적으로 보호하게 된다.

하단부(310)는 베이스 기판(100)과 평행하게 광학센서 패키지의 외측(즉, 내부 공간(S1)의 반대 쪽)으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 형상을 갖고 있고, 와이어(250)를 통해 베이스 기판(100)과 연결되어 있는 광학센서(200)를 완전히 에워싸는 베이스 기판(100)의 위치에 위치한다.

이러한 하단부(310)는 땝납 등을 이용하는 솔더링법(soldering method) 등을 통해 베이스 기판(100)의 해당 패드와 전기적으로 연결되어 있다.

이때, 하단부(310)는 광학센서(200)뿐만 아니라 와이어(250)와 연결되어 있는 베이스 기판(100)의 패드(110)도 에워싸게 베이스 기판(100)에 위치한다.

따라서, 베이스 기판(100)은 하우징 구조물(300)의 하단부(310)와 연결되는 패드(120)를 추가로 구비하고 있고, 이때, 패드(120)는 접지단자와 연결되어 있는 접지 패드일 수 있다.

이처럼, 패드(120)를 통해 도전 물질인 금속으로 이루어진 하우징 구조물(300)을 접지와 연결시키므로, 정전기 등으로부터 광학센서 패키지를 보호한다.

하우징 구조물(300)의 측면부(320)는 하단부(310)와 끊김 없이 연결되어 있고 베이스 기판(100) 쪽에서 광학필터(400) 쪽으로 정해진 길이(즉, 높이)만큼 연장되어 있다.

따라서 측면부(320)의 높이에 따라 하단부(310)와 측면부(320)에 의해 에워싸여진 내부 공간(S1)의 높이가 정해진다.

이때, 측면부(320)의 높이는 하우징 구조물(300)의 상면이 광학센서(200)나 와이어(250) 등과 같이 내부 공간(S1) 내에 위치한 구성요소와 직접 접촉되지 않도록 내부 공간(S1)의 높이가 확보될 수 있는 크기이면 좋다.

하우징 구조물(300)의 상단부(330)는 측면부(320)와 끊김 없이 연결되어 있고, 베이스 기판(100)과 평행하게 내부 공간(S1) 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.

이러한 상단부(330)는 내부 공간(S1) 내에 위치한 광학센서(200)의 일부를 덮고 있다.

이러한 하우징 구조물(300)의 상단부(330)에는 개구인 투광구(331)가 형성될 수 있다.

따라서, 외부에서 광학센서 패키지로 유입되는 빛은 투광구(331)를 통해 내부 공간(S1) 내에 위치한 광학센서(200) 쪽으로 유입된다.

따라서, 투광구(331)는 광학센서(200)의 수광면(210)과 대향하는 부분에 형성되는 것이 좋다. 또한, 투광구(331)는 수광면(210)보다 큰 면적으로 형성되어 투광구(331)를 통해 수광면(210)의 평면 전체가 노출되는 것이 바람직하다.

광학필터(400)는 하우징 구조물(300)의 투광구(331)에 장착되어 광학센서(200)의 수광면(210) 위에 위치하고, 빛을 파장 대역에 따라 선택적으로 원하는 파장 대역의 빛을 통과시키는 필터이다. 본 예의 경우, 광학필터(400)는 적외선 대역의 빛을 선택적으로 통과시키는 적외선 통과 필터일 수 있다.

광학필터(400)는 이미 기술한 것처럼, 수광면(210)을 노출하고 있는 하우징 구조물(300)의 투광구(331)에 위치하므로, 광학필터(400)를 통과한 빛은 광학센서(200)의 수광면(210)에 조사된다.

이때, 광학필터(400)는 다양한 방식으로 투광구(331)에 장착될 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시한 것처럼, 광학필터(400)는 접착제나 몰딩제 등을 이용하여 투광구(331)와 접해 있는 하우징 구조물(300)의 상단부 측면에 접착되어 장착될 수 있다.

다른 예로서, 도 2에 도시한 것처럼, 광학필터(400)는 하우징 구조물(300)의 상단부 외측면에 위치할 수 있다.

이를 위해, 하우징 구조물(300)의 상단부 외측면(즉, 상단부 상면) 일부에는 광학필터(400)의 가장자리부가 위치하는 장착홈(340)이 형성된다.

따라서, 광학필터(400)의 가장자리부는 장착홈(340)에 위치하여 하우징 구조물(300)의 상단부(330) 위에 위치하게 된다. 이 경우에도 장착홈(340)에 위치한 광학필터(400)는 접착제 등에 의해 장착홈(340)에 위치가 고정되게 장착될 수 있다.

또 다른 예로서, 도 4에 도시한 것처럼, 광학필터(400)가 위치하는 장착홈은 하우징 구조물(300)의 상단부 내측면(즉, 상단부 외측면의 반대편에 위치하고 있고 광학센서(200)와 인접한 면인 상단부 하면)에 위치하여 접착제 등을 이용해 장착홈에 광학필터(400)를 장착할 수 있다.

이와 같이 하우징 구조물(300)의 상단부 외측면 또는 내측면에 형성된 장착홈(340)을 이용하여 광학필터(400)를 위치시키는 경우, 장착홈(340)의 깊이는 광학필터(400)의 두께와 같거나 다를 수 있다.

이와 같이, 광학필터(400)의 장착에 의해 개방 상태의 투광구(331)는 광학필터(400)에 의해 덮여 막히게 되어, 광학센서(200)는 베이스 기판(100), 하우징 구조물(300) 및 광학필터(400)에 의해 밀폐된 내부 공간(S1) 내에 위치하고, 광학필터(400)를 통과한 빛이 광학센서(200)의 수광면(21)으로 입사된다.

따라서, 광학필터(400)를 통과한 빛 이외에 다른 곳으로부터의 외부 광 유입이 방지되므로, 광학센서(200)로 유입되는 노이즈성 빛을 차단하고 광학센서(200)의 동작 신뢰성이 향상된다.

또한, 밀폐된 내부 공간(S1) 내에 광학센서(200)가 위치하므로, 먼지 등의 불순물로부터 광학센서(200)가 보호된다.

이에 더하여, 광학필터(400)를 하우징 구조물(300)이나 광학센서(200)에 장착하므로, 광학센서 패키지의 두께를 감소시키므로, 광학센서 패키지의 크기를 소형화할 수 있다.

하지만, 도 1 내지 도 4와는 달리, 도 5에 도시한 또 다른 예처럼, 광학필터(400)는 하우징 구조물(300)에 직접 결합되지 않고 광학센서(200)의 수광면(210) 위에 위치할 수 있다.

이 경우, 하우징 구조물(300)의 투광구(331)는 개방된 상태가 유지되게 되며, 광학필터(400)는 광학센서(200)의 수광면(210)을 완전히 덮도록 광학센서(200)에 직접 결합된다.

이러한 경우, 도 1 내지 도 4의 경우보다 광학필터(400)의 장착이 용이하여 광학센서 패키지의 제조 시간이 줄어든다.

또한 광학필터(400) 위에 위치한 하우징 구조물(300)에 의해 광학센서(200)의 수광면(210)를 제외한 부분이 차폐되므로, 광학필터(400)를 통과한 빛 이외에 외부 광 유입이 방지된다. 따라서, 노이즈성 빛이 차단되어 광학센서(200)의 동작 신뢰성이 향상된다.

이처럼, 도 1 내지 도 5에 도시한 광학센서 패키지에서, 하우징 구조물(300)은 하단부(310)를 구비하고 있지만, 필요에 따라서 하우징 구조물(300)의 두께 등을 따라 하단부(310)는 생략될 수 있다. 이와 같이, 하우징 구조물(300)의 하단부(310)가 생략될 경우, 하우징 구조물(300)의 측면부(320) 하단이 베이스 기판(100)의 패드(120)에 연결된다.

다음, 도 6 및 도 7를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학센서 패키지에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 5와 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면부호를 부여하였고 그에 대한 자세한 설명도 생략한다.

도 6 및 도 7에 도시한 광학센서 패키지는 하우징 구조물(300a, 300b)을 제외하면 도 1 내지 도 5에 도시한 광학센서 패키지와 같은 구조를 갖는다.

따라서, 도 6 및 도 7에 도시한 광학센서 패키지는 베이스 기판(100), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 광학센서(200), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 하우징 구조물(300a, 300b) 및 하우징 구조물(300a, 300b)나 광학센서(200) 위에 위치하는 광학필터(400)를 구비한다.

본 예의 하우징 구조물(300a, 300b) 역시 광학센서(200)를 에워싸게 위치하여 내부에 빈 공간인 내부 공간(S1)을 형성해 내부 공간(S1)에 광학센서(200)가 위치하도록 한다.

하지만, 도 1 내지 도 5의 광학센서 패키지와 달리, 본 예의 하우징 구조물(300a, 300b)은 위치에 따라 서로 다른 물질로 이루어져 있다.

예를 들어, 도 6에 도시한 것처럼, 본 예의 하우징 구조물(300a)은 베이스 기판(100)과 접해 있는 측면부(320a) 그리고 측면부(320a)에 연결되어 있는 상단부(330a)를 구비한다.

하우징 구조물(300a)의 측면부(320a)는 베이스 기판(100) 쪽에서 광학필터(400) 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있고, 상단부(330a)는 베이스 기판(100)과 평행하게 내부 공간(S1) 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.

이때, 측면부(320a)는 도전 물질인 금속으로 이루어져 있고 상단부(330a)는 절연 물질인 플라스틱(plastic) 등으로 이루어져 있다.

또한, 측면부(320a)의 두께는 상단부(330a)의 두께보다 두꺼울 수 있다.

한 예로, 금속으로 이루어져 있는 측면부(320a)의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있고, 플라스틱으로 이루어져 있는 상단부(330a)의 두께는 0.4㎜ 내지 1.5㎜일 수 있다. 또한, 금속과 플라스틱이 만나는 부분인 측면부(320a)와 상단부(330a)의 중첩 부분의 두께는 0.6㎜ 내지 2㎜일 수 있다.

측면부(320a)의 두께가 0.05㎜ 이상일 때, 측면부(320a)의 강도가 안정적으로 유지되어 하우징 구조물(300a)이 정해진 위치에 안전하게 유지되면서 그 위치에 위치한 상단부(330a)를 안정적으로 지지하게 된다. 또한, 측면부(320a)의 두께가 0.2㎜ 이하일 때, 측면부(320a)의 두께 증가로 인한 부피나 크기 증가없이 측면부(320a)의 강도가 안정적으로 유지된다.

상단부(330a)의 두께가 0.4㎜ 이상이면 상단부(330a)의 강도가 안정적으로 유지되어 휨 현상이나 외부 충격으로 인한 손상을 방지하고, 상단부(330a)의 두께가 1.5㎜ 이상이면 상단부(330a)의 무게 증가로 인한 상단부(330a)의 처짐 현상과 측면부(320a)의 부담을 방지하게 된다.

측면부(320a)와 상단부(330a)의 중첩 부분의 두께가 0.6㎜일 때 중첩 부분에서의 접착 동작이 용이하게 이루어지며, 2㎜이하일 경우, 중첩 부분의 두께 증가를 방지하게 된다.

본 예에서, 금속은 SUS, 인청동 등의 판재 프레스가 가능한 물질로 이루어져 있고, 플라스틱은 ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PC(polycarbonate), LCP(liquid crystal polymer) 등과 같이 일반 사출이 가능한 모든 레진(resin)으로 이루어질 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 하우징 구조물(300b) 역시 베이스 기판(100)과 접해 있는 측면부(320b) 그리고 측면부(320b)에 연결되어 있는 상단부(330b)를 구비한다.

이 경우에도 하우징 구조물(300b)의 측면부(320b)는 베이스 기판(100) 쪽에서 광학필터(400) 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있고, 상단부(330b)는 베이스 기판(100)과 평행하게 내부 공간(S1) 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.

하지만, 도 7의 경우, 도 6과는 달리 측면부(320b)는 절연 물질인 플라스틱 등으로 이루어져 있고 상단부(330b)는 도전 물질인 금속으로 이루어져 있다.

도 7에 도시한 것처럼, 금속으로 이루어진 하우징 구조물(300b)의 상단부(330b)를 베이스 기판(100)에 위치한 패드(120)(즉, 접지 패드)에 연결하기 위해, 측면부(320b)는 내부가 도전성 물질로 채워져 있는 적어도 하나의 비아홀(H1)을 내부에 구비한다.

이때, 비아홀(H1)은 측면부(320b)를 높이 방향으로 완전히 관통하며, 비아홀(H1) 내부에 끊김 없이 채워져 있는 도전성 물질은 상단부(330b)와 패드(120)에 연결되어 있어 상단부(330b)와 패드(120)를 전기적 및 물리적으로 연결한다.

이로 인해, 상단부(330b)는 비아홀(H1)을 통해 베이스 기판(100)에 위치한 접지 패드(120)와 연결되어 접지가 이루어진다.

도 7의 경우에도, 측면부(320a)의 두께는 상단부(330a)의 두께 보다 두꺼울 수 있고, 이미 기술한 같은 이유로, 플라스틱으로 이루어져 있는 측면부(320b)의 두께는 0.4㎜ 내지 1.5㎜일 수 있고, 금속으로 이루어져 있는 상단부(330b)의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있으며, 금속과 플라스틱이 만나는 부분인 측면부(320b)와 상단부(330b)의 중첩 부분의 두께는 0.6㎜ 내지 2㎜일 수 있다. 또한, 금속은 SUS, 인청동 등의 판재 프레스가 가능한 물질로 이루어져 있고, 플라스틱은 ABS, PC, LCP 등과 같이 일반 사출이 가능한 모든 레진(resin)으로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 하우징 구조물(300a, 300b)을 지탱하는 측면부(320a, 320b)의 두께가 상단부(330a. 330b)의 두께보다 두꺼우므로, 하우징 구조물(300a, 300b)의 지지력이 증가하여 하우징 구조물(300a, 300b)의 안정성이 증가한다.

서로 다른 물질로 이루어진 하우징 구조물(300a, 300b)는 메탈 인서트 이중 사출 방식으로 제조될 수 있고, 각 부분(320a, 320b, 330a, 330b)의 휨 강도 역시 0.5kgf 이상으로 하우징 구조물(300a, 300b)이 안정적으로 위치할 수 있도록 한다.

도 6 및 도 7의 하우징 구조물(300a, 300b)는 도 1 내지 도 5에 도시된 하단부(310)를 구비하고 있지 않지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 하단부를 구비할 수 있다. 이 경우, 하우징 구조물(300a, 300b)은 다양한 방식으로 하단부를 통해 베이스 기판(100)과 접하게 위치한다.

도 6 및 도 7에 도시한 광학센서 패키지의 경우에도, 광학필터(400)는 도 2 내지 도 5 중 하나에 도시한 형태로 하우징 구조물(300a 300b)이나 광학센서(200)에 장착될 수 있다.

본 예와 같이 금속과 플라스틱 사출 결합 방식에서 금속을 적용하는 목적은 상단부의 두께를 줄이기 위한 것이다.

이상, 본 발명의 광학센서 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 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 베이스 기판 200: 광학센서
210: 수광면 300, 300a, 300b: 하우징 구조물
310: 하단부 320, 320a, 320b: 측면부
330, 330a, 330b: 상단부 331: 투광구
400: 광학필터

Claims (11)

1. 베이스 기판;
   상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 이미지 센서;
   상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 이미지 센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물; 및
   상기 이미지 센서의 수광면의 위에 바로 위치하여 상기 수광면을 완전히 덮는 적외선 통과 필터
   를 포함하고,
   상기 하우징 구조물은,
   상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 적외선 통과 필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부; 및
   상기 측면부에 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부
   를 포함하고,
   상기 측면부는 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부는 금속으로 이루어져 있는
   이미지센서 패키지..
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4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에서,
   상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함하고,
   상기 측면부는 상기 측면부의 높이 방향으로 관통하고 상기 접지 패드와 연결되어 있는 도전성 물질로 채워져 있는 비아홀을 포함하는 이미지센서 패키지.
9. 제8항에서,
   상기 측면부의 두께는 0.4㎜ 내지 1.5㎜이고, 상단부의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜인 이미지센서 패키지.
10. 제9항에서,
    상기 측면부와 상기 상단부의 중첩 부분의 두께는 0.6㎜ 내지 2㎜인 이미지센서 패키지.
11. 제1항에서,
    상기 투광구는 개방된 상태를 유지하는 이미지센서 패키지.

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