KR102241227B1 - 센서칩 패키지 - Google Patents

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KR102241227B1
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Abstract

본 발명은 베이스 기판부, 베이스 기판부와 결합하는 센서칩부, 센서칩부를 덮도록 베이스 기판부와 결합하는 몰딩부, 베이스 기판부 및 몰딩부의 측부를 둘러싸는 베젤부, 베이스 기판부와 베젤부 사이를 밀봉하는 방수부 및 베이스 기판부와 전기적으로 연결되는 회로기판부를 포함하고, 상기 센서칩부와 결합된 면과 반대면인 상기 베이스 기판부의 일면은 적어도 베젤부의 일면과 동일평면상에 위치하거나 상기 베젤부보다 더 돌출되는 센서칩 패키지를 제공한다.

Description

센서칩 패키지{SENSOR CHIP PAKAGE}
본 발명은 센서칩 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면실장기술 공정을 이용한 센서칩 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 광학센서도 슬림화될 것이 요구되고 있다.
상기한 광학센서와 관련된 종래기술은 인쇄회로기판에 센서칩을 전기적으로 연결되도록 부착한 후 센서칩을 몰딩한다. 이후, 인쇄회로기판과 몰딩영역을 베젤의 내부로 위치시킨 후 베젤과 인쇄회로기판 사이를 밀봉한다. 이때, 베젤의 하부는 인쇄회로기판의 하부보다 더 하부로 돌출된다.
그러나, 상기한 종래기술은 인쇄회로기판과 베젤 사이를 밀봉하는 공정을 수행하는 과정상의 어려움이 발생함에 따른 작업효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술은 상기한 인쇄회로기판의 하면에 경성회로기판을 결합시키는 과정에서 공정 상에 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) KR10-1914541 B1
(특허문헌 2) KR10-1872755 B1
본 발명이 해결하려는 과제는, 제조공정을 간소화하면서 베젤부와 베이스 기판 사이를 밀봉하는 센서칩 패키지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 센서칩 패키지는, 베이스 기판부, 상기 베이스 기판부와 결합하는 센서칩부, 상기 센서칩부를 덮도록 상기 베이스 기판부와 결합하는 몰딩부, 상기 베이스 기판부 및 상기 몰딩부의 측부를 둘러싸는 베젤부, 상기 베이스 기판부와 상기 베젤부 사이를 밀봉하는 방수부 및 상기 베이스 기판부와 전기적으로 연결되는 회로기판부를 포함하고, 상기 센서칩부와 결합된 면과 반대면인 상기 베이스 기판부의 일면은 적어도 상기 베젤부의 일면과 동일평면상에 위치하거나 상기 베젤부보다 더 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 베이스 기판부는 일체로 형성되고, 상기 베이스 기판부의 하부는 상기 베이스 기판부의 상부에서 하방으로 돌출되게 형성되는 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 베이스 기판부는, 상기 센서칩부와 결합하는 제1 베이스 기판 및 상기 제1 베이스 기판의 하부에 위치하는 제2 베이스 기판을 포함하고, 상기 제1 베이스 기판은 상기 제2 베이스 기판과 분리된 상태에서 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 베이스 기판은 상기 제1 베이스 기판의 하면에서 하방으로 돌출되게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 측면 하부에 단턱부가 형성되고, 상기 몰딩부는 상기 단턱부 방향으로 돌출되어 상기 단턱부에 삽입되는 돌출부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방수부는 상기 단턱부와 상기 돌출부 사이에 충진되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회로기판부는, 상기 베이스 기판의 하면과 결합하는 결합부 및 상기 결합부에서 연장되고 적어도 일부가 상기 베젤부의 하부에 위치하는 연장부를 포함하고, 상기 방수부의 일부는 상기 연장부의 상부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베젤부는 상기 베젤부의 적어도 일부를 둘러싸는 케이스와 결합되고, 상기 베젤부와 상기 케이스 사이에 삽입되는 오링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판부와 몰딩부의 측면은 상기 베젤부의 내측면 중 적어도 일부와 접하면서 대응하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서칩 패키지는 제조공정을 간소화하면서 베젤부와 베이스 기판 사이를 밀봉함에 따라 작업효율을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지에 케이스 및 오링이 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서칩 패키지를 나타낸 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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지(100)에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지(100)는 베이스 기판부(110), 센서칩부(120), 몰딩부(130), 베젤부(140), 방수부(150) 및 회로기판부(160)를 포함한다.
특히, 본 발명은 반도체 패키지의 밑바닥에 칩 전극을 어레이 형태로 형성한 패키지 방식인 LGA(Land Grid Array) 패키지일 수 있다.
또한, 본 예의 센서칩 패키지(100)는 표면실장기술(SMT: Surface Mounter Technology) 공정에 의해 제조될 수 있으며, 표면실장기술 공정은 공지기술에 해당하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
베이스 기판부(110)는 경성인쇄회로기판(HPCB, Hard printed circuit board)이고 제1 실시예에서 일체로 형성된다. 또한, 베이스 기판부(110)의 하부는 베이스 기판부(110)의 상부에서 하방으로 돌출되게 형성될 수 있다.
이와 같은 구조에 따라 베이스 기판부(110)는 베젤부(140)의 내부로 삽입되고, 특히 베이스 기판부(110)의 상부는 베젤부(140)에 고정될 수 있다.
즉, 베이스 기판부(110)의 측면 하부에는 단턱부(113)가 형성된다. 그리고 베젤부(140)의 내측 하단은 단턱부(113) 방향으로 돌출되어 단턱부에 삽입되는 돌출부(142)를 포함한다.
돌출부(142)는 링형상으로서, 그 내부로 제2 베이스 기판(112)이 삽입된다. 즉, 돌출부(142)는 제2 베이스 기판(112)의 측부를 둘러싸도록 형성된다. 베젤 바디(141)의 외측 하부에는 단차부(143)가 형성된다.
상기한 베이스 기판부(110)는 제1 베이스 기판(111) 및 제2 베이스 기판(112)을 포함한다. 여기서, 베이스 기판부(110)를 제1 베이스 기판(111) 및 제2 베이스 기판(112)으로 구분하여 설명하지만, 본 실시예에서는 제1 베이스 기판(111) 및 제2 베이스 기판(112)이 일체로 설명되는 것이다.
제1 베이스 기판(111)은 평판 형상을 가질 수 있다. 제1 베이스 기판(111)의 상면 중앙부에는 센서칩부(120)가 결합될 수 있다. 또한, 제1 베이스 기판(111)의 양측부는 베젤부(140)에 의해 고정된다. 이러한 제1 베이스 기판(111)의 하면에는 제2 베이스 기판(112)이 형성된다.
제2 베이스 기판(112)은 제1 베이스 기판(111)과 같이 평판 형상을 가질 수 있다. 다만, 제1 베이스 기판(111)은 제2 베이스 기판(112)보다 크게 형성된다. 즉, 제2 베이스 기판(112)은 제1 베이스 기판(111)의 하면에서 하방으로 돌출되도록 형성된다.
센서칩부(120)는 베이스 기판부(110)와 결합한다. 보다 상세하게 도 1을 기준으로 설명하면, 센서칩부(120)의 하면은 베이스 기판부(110)의 상면 중앙부에 결합된다.
센서칩부(120)는 회로기판인 베이스 기판부(110)와 전기적으로 연결할 수 있는 입력단자를 포함할 수 있다.
몰딩부(130)는 센서칩부(120)를 덮도록 베이스 기판부(110)와 결합한다. 몰딩부(130)는 베이스 기판부(110)의 상면 중앙부에 결합되는 센서칩부(120)의 모든 면을 덮도록 결합한다. 몰딩부(130)의 측면은 베젤부(140)의 내측면 중 적어도 일부와 결합될 수 있다.
이와 관련하여 베이스 기판부(110)와 몰딩부(130)의 측면은 베젤부(140)의 내측면 중 적어도 일부와 접하면서 대응하도록 형성될 수 있다. 이를 위한 몰딩부(130)는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC, epoxy molding compound)로 이루어질 수 있다.베젤부(140)는 베이스 기판부(110) 및 몰딩부(130)의 측부를 둘러싸도록 형성된다. 베젤부(140)의 내측면은 계단형태로 단차지게 형성될 수 있고, 단차진 베젤부(140)의 내측면에 제1 베이스 기판(111)의 양측부가 고정될 수 있다.
베젤부(140)의 외측면도 내측면과 같이 계단형태로 단차진 단차부(143)가 형성된다. 단차부(143)에는 오링(20)의 외주면이 접할 수 있다.
상기한 베젤부(140)는 베젤 바디(141), 돌출부(142) 및 단차부(143)를 포함한다.
베젤 바디(141)는 서로 수직하게 절곡된 회전체로서, 회전축에 인접한 중심부는 비어 있는 형상이다.베젤 바디(141)의 하부 내측면에는 회전축을 향하여 연장되는 링형상의 돌출부(142)가 형성된다.
방수부(150)는 베이스 기판부(110)와 베젤부(130) 사이를 밀봉한다. 보다 구체적으로 방수부(150)는 베젤부(140)의 내측면 중 적어도 일부와 베이스 기판부(110)의 외측면 중 적어도 일부를 밀봉한다. 다시 말하면, 방수부(150)는 베이스 기판부(110)의 단턱부(113)와 베젤부(140)의 돌출부(142) 사이에 충진되어 형성되는 것이다. 이를 위한 방수부(150)는 에폭시 등 수지재가 적용될 수 있다.
또한, 밀봉된다는 것은 크게 수밀하게 밀봉된다는 것과 기밀하게 밀봉된다는 의미일 수 있다. 적어도 수밀하게 밀봉된다는 것은 수밀하면서 동시에 기밀하게 밀봉되어 물과 공기 모두 통과되지 않는다는 것일 수도 있고, 수밀하되 기밀하지는 않아 통기가 가능하다는 것일 수도 있다. 수밀한 밀봉의 경우, 물 등의 액체는 통과하지 않지만 공기는 통과하는 것이 가능할 수 있다.
방수 테이프는 재질에 따라 수밀하면서 기밀하게 밀봉할 수 있고, 또한, 수밀하되 기밀하지 않게 밀봉할 수도 있다.
기밀하게 밀봉되는 것은 공기가 통과하지 않는 수준으로 밀봉되는 것을 의미한다. 이는 물 등의 액체가 통과하지 않는 수준으로 밀봉되는 것인 수밀(水密)한 밀봉보다 더욱 치밀하게 밀봉되는 것에 해당한다.
회로기판부(160)는 베이스 기판부(110)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로 회로기판부(160)는 제2 베이스 기판(112)의 하면과 결합된다. 이러한 회로기판부(160)는 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
회로기판부(160)는 결합부(161) 및 연장부(162)를 포함할 수 있다. 결합부는 회로기판부(160) 중 베이스 기판부(110)의 하면에 결합되는 부분이다. 연장부(162)는 결합부(161)에서 연장되는 부분이다. 연장부(162)는 베이스 기판부(110)의 하면을 초과하여 연장된다. 그래서 연장부(162)는 적어도 일부가 베젤부(140)의 하부에 위치한다.
회로기판부(160)의 연장부(162) 중 결합부(161)에 인접한 부분의 상부에는 방수부(150)의 일부가 위치하게 된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지에 케이스 및 오링이 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 센서칩 패키지의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 센서칩 패키지(100)는 다음과 같은 과정에 따라 제조될 수 있다. 우선, 준비된 베이스 기판부(110)의 상면 중앙부에 센서칩부(120)를 결합시킨다. 다음, 베이스 기판부(110)의 상면과 센서칩부(120)를 덮도록 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)로 몰딩하여 몰딩부(130)를 형성한다.
베이스 기판부(110)는 현재까지 공정이 진행된 상태에서, 또는 그 이전에 단차부(113)가 형성될 수 있다. 단차부(113)는 베이스 기판부(110)의 측면 하부의 일부를 제거하는 것을 통해 형성될 수 있다.
다음, 베젤부(140)의 내부로 베이스 기판부(110)를 위치시킨 후 베이스 기판부(110)와 베젤부(140) 사이로 방수부(150)를 주입하여 베이스 기판부(110)와 베젤부(140)를 밀봉한다. 이때, 센서칩부(120)와 결합된 면과 반대면인 베이스 기판부(110)의 일면은 적어도 베젤부(140)의 일면과 동일평면상에 위치하거나 베젤부(140)보다 더 돌출될 수 있다.
다음, 베이스 기판부(110)의 하면에 회로기판부(160)를 결합한다. 회로기판부(160)는 베이스 기판부(110)에 SMT 공정으로 결합될 수 있다. 상술한 것과 같이, 베이스 기판부(110)의 하면이 베젤부(140)의 하면과 동일평면상에 위치하거나 베젤부(140)보다 더 돌출되게 형성되어 SMT 공정을 사용하여 회로기판부(160)를 결합하는 것이 가능하다.
마지막으로 베젤부(140)의 외측면 중 적어도 일부는 케이스(10)와 결합하고, 케이스(10)는 베젤부(140)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 이때, 베젤부(140)와 케이스(10) 사이에는 오링(20)이 형성된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서칩 패키지를 나타낸 단면도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서칩 패키지를 설명하도록 하되, 제1 실시예와 공통적인 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 하며, 제1 실시예와 다른 구성요소를 중점적으로 기술한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서칩 패키지(100)는 베이스 기판부(110)가 분리된 상태에서 결합되는 형태이다. 이는 제1 실시예에 따른 일체형의 베이스 기판부(110)와 다른 형태이다.
베이스 기판부(110)는 제1 베이스 기판(111) 및 제2 베이스 기판(112)을 포함한다.
제1 베이스 기판(111)은 센서칩부(120)와 결합한다. 구체적으로 제1 베이스 기판(111)은 센서칩부(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 베이스 기판(111)의 하면에는 제2 베이스 기판(112)이 결합된다. 즉, 제1 베이스 기판(111)은 제2 베이스 기판(112)과 분리된 상태에서 결합하는 것이다.
제2 베이스 기판(112)은 제1 베이스 기판(111)의 하부에 위치한다. 또한, 제2 베이스 기판(112)과 제1 베이스 기판(111) 사이에는 단자부(170)가 다수로 형성될 수 있다. 상기한 단자부(170)는 제1 베이스 기판(111)과 제2 베이스 기판(112)을 전기적으로 연결한다.
제2 베이스 기판(112)은 제1 베이스 기판(111)의 하면에서 하방으로 돌출되도록 형성된다. 이에 따라 베이스 기판(110)에는 단턱부(113)가 형성된다. 단턱부(113)에 베젤부(140)의 돌출부(142)가 삽입되고, 방수부(150)가 형성되는 것은 상술한 실시예와 동일하다.
상기한 바에 따르면, 본 발명의 센서칩 패키지는 회로기판부(160)를 결합시키기 전에 방수부(150)를 형성할 수 있다. 따라서 방수부(150)를 형성하는 것이 상대적으로 용이할 수 있다. 이로 인해 방수부(150)를 형성하는데 누수 불량이 발생할 가능성을 낮출 수 있다. 그러면서도 회로기판부(160)를 SMT 공정을 이용하여 결합시킬 수 있어 공정을 간소화시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 센서칩 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.
10: 케이스
20: 오링
100: 센서칩 패키지
110: 베이스 기판부
111: 제1 베이스 기판
112: 제2 베이스 기판
113: 단턱부
120: 센서칩부
130: 몰딩부
140: 베젤부
141: 베젤 바디
142: 돌출부
143: 단차부
150: 방수부
160: 회로기판부
161: 결합부
162: 연장부
170: 단자부

Claims (9)

  1. 상부, 상기 상부에서 하방으로 돌출되는 하부를 포함하고, 상기 상부와 상기 하부에 의해 형성되는 단턱부를 더 포함하는 베이스 기판부;
    상기 베이스 기판부와 결합하는 센서칩부;
    상기 센서칩부를 덮도록 상기 베이스 기판부와 결합하는 몰딩부;
    상기 베이스 기판부 및 상기 몰딩부의 측부를 둘러싸고, 상기 단턱부 방향으로 돌출되어 상기 단턱부에 삽입되는 돌출부를 포함하는 베젤부;
    상기 하부의 측부 및 상기 돌출부의 내주면 사이에 위치하여, 상기 베이스 기판부와 상기 베젤부 사이를 밀봉하는 방수부; 및
    상기 베이스 기판부의 하면과 결합하는 결합부 및 상기 결합부에서 연장되어 적어도 일부가 상기 베젤부의 하부에 위치하는 연장부를 포함하는 연성의 회로기판부를 포함하고,
    상기 센서칩부와 결합된 면과 반대면인 상기 베이스 기판부의 일면은 적어도 상기 베젤부의 일면과 동일평면상에 위치하거나 상기 베젤부보다 더 돌출되고,
    상기 회로기판부는 상기 하부와 상기 돌출부 사이의 이격공간을 하부에서 덮고, 상기 방수부의 일부는 상기 회로기판부의 상부에 위치하는 센서칩 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부와 상기 하부는 일체로 형성되는 센서칩 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판부는,
    상기 상부에 해당하고 상기 센서칩부와 결합하는 제1 베이스 기판; 및
    상기 하부에 해당하고, 상기 제1 베이스 기판의 하부에 위치하는 제2 베이스 기판을 포함하고,
    상기 제1 베이스 기판은 상기 제2 베이스 기판과 분리된 상태에서 결합하는 센서칩 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 베젤부는 상기 베젤부의 적어도 일부를 둘러싸는 케이스와 결합되고,
    상기 베젤부와 상기 케이스 사이에 삽입되는 오링을 더 포함하는 센서칩 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판부와 몰딩부의 측면은 상기 베젤부의 내측면 중 적어도 일부와 접하면서 대응하도록 형성되는 센서칩 패키지.
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