KR102252854B1 - 광센서 패키지 장치 및 광센서 패키징 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치는 하나 이상의 광센서가 설치된 기판; 상기 하나 이상의 광센서 각각을 덮는 하나 이상의 제1 몰드(mold); 상기 하나 이상의 제1 몰드 각각의 측면을 덮는 제2 몰드를 포함한다.

Description

광센서 패키지 장치 및 광센서 패키징 방법{OPTICAL SENSOR PACKAGE APPARATUS AND OPTICAL SENSOR PACKAGING METHOD}
본 발명은 광센서 패키지 장치 및 광센서 패키징 방법에 관한 것이다.
일반적인 광센서 패키지 장치는 광센서를 보호하기 위하여 몰드를 기판 상에 형성하고, 커버를 통하여 복수의 몰드를 덮는다.
커버를 기판에 부착시키기 위하여 에폭시 돗팅(epoxy dotting) 공정이 이루어지는데, 에폭시를 기판 상에 점 형상으로 떨어뜨린 후 점 형상의 에폭시에 커버가 부착하게 된다.
이러한 에폭시 돗팅 공정을 이용하여 커버를 부착할 경우 크로스톡이 과도하게 발생하거나 기판과 커버의 접착력이 떨어지는 등 여러 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 여러 연구가 이루어지고 있다.
특허공개 10-2015-0054340 (공개일자 2015년05월20일)
본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치 및 광센서 패키징 방법은 안정적인 성능을 제공할 수 있는 광센서 패키지를 제공할 수 있다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 하나 이상의 광센서가 설치된 기판; 상기 하나 이상의 광센서 각각을 덮는 하나 이상의 제1 몰드(mold); 상기 하나 이상의 제1 몰드 각각의 측면을 덮는 제2 몰드를 포함하는 광센서 캐키지 장치가 제공된다.
복수의 상기 광센서 및 상기 제1 몰드가 존재할 경우, 상기 제2 몰드는 상기 복수의 제1 몰드 사이의 영역을 덮을 수 있다.
상기 기판에서 상기 제1 몰드의 끝단까지의 거리는 상기 기판에서 상기 제2 몰드의 끝단까지의 거리와 같을 수 있다.
상기 제1 몰드의 상측면은 상기 제2 몰드의 간섭없이 외부로 노출될 수 있다.
상기 제1 몰드는 외부에서 들어오는 가시광을 차단하는 가시광 필터링 물질로 이루어지고, 상기 제2 몰드는 상기 광센서가 센싱하는 광을 차단하는 광차단 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 광센서가 설치된 기판을 준비하는 단계; 몰딩 공정을 통하여 상기 하나 이상의 광센서를 덮는 제1 몰드를 형성하는 단계; 몰딩 공정을 통하여 상기 제1 몰드의 외측면 전체를 덮는 제2 몰드를 형성하는 단계; 상기 제1 몰드 및 상기 제2 몰드를 그라인딩(grinding)하는 단계를 포함하는 광센서 패키징 방법이 제공된다.
상기 제1 몰드 및 상기 제2 몰드를 형성하는 몰딩 공정은 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 공정을 통하여 이루어질 수 있다.
상기 그라인딩 공정을 통하여 상기 기판에서 상기 제1 몰드의 끝단까지의 거리는 상기 기판에서 상기 제2 몰드의 끝단까지의 거리와 같도록 할 수 있다.
상기 그라인딩 공정을 통하여 상기 제1 몰드의 상측면은 상기 제2 몰드의 간섭없이 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치 및 광센서 패키징 방법은 제1 몰드 및 제2 몰드를 통하여 안정적인 성능을 제공할 수 있는 광센서 패키지를 제공할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치의 기판의 일례를 나타낸다.
도 2는 제1 몰드를 형성하는 과정을 나타낸다.
도 3은 제2 몰드를 형성하는 과정을 나타낸다.
도 4는 제1 몰드 및 제2 몰드에 대한 그라인딩 공정을 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치의 제조 과정을 나타낸다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치는 기판(110), 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)를 포함한다.
기판(110)에는 하나 이상의 광센서가 설치된다. 예를 들어, 광센서는 적외선을 센싱하는 적외선 센서일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 전면부에는 광센서 및 이외의 다른 소자들이 설치될 수 있고, 기판(110)의 후면부에는 광센서 및 여러 소자들의 리드선(lead line)이 솔더링될 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 제1 몰드(130)(mold)는 하나 이상의 광센서 각각을 덮는다. 또한 제2 몰드(150)는 하나 이상의 제1 몰드(130) 각각의 측면을 덮는다.
제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)에 대해서는 다음에 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치의 제조 과정을 통하여 이루어진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 광센서가 설치된 기판(110)이 준비된다. 광센서 및 기판(110)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 몰딩 공정을 통하여 하나 이상의 광센서를 덮는 제1 몰드(130)가 형성된다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이 몰딩 공정을 통하여 제1 몰드(130)의 외측면 전체를 덮는 제2 몰드(150)가 형성된다.
이 때 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)를 형성하는 몰딩 공정은 동일한 몰딩 공정, 예를 들어, 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 공정을 통하여 이루어질 수 있다.
제1 몰드(130)의 형성을 위한 트랜스터 몰딩 공정은 EMC(Epoxy Molding Compound)를 제1 몰드(130)의 형성을 위한 금형에 넣고, 트랜스퍼 몰드 프레스(transfer mold press)로 고온 및 고압으로 눌러 제1 몰드(130)가 형성될 수 있다.
제2 몰드(150)의 형성 역시 트랜스터 몰딩 공정이 이용되며, EMC를 제2 몰드(150)의 형성을 위한 금형에 넣고, 트랜스퍼 몰드 프레스(transfer mold press)로 고온 및 고압으로 눌러 제2 몰드(150)가 형성될 수 있다.
이와 같이 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)의 형성이 동일한 트랜스퍼 몰딩 공정을 이용함으로써 제조 과정이 단순해질 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)가 그라인딩(grinding)된다. 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)에 대한 그라인딩은 제1 몰드(130)가 외부에 드러날 때까지 이루어지거나 제1 몰드(130)가 외부에 드러난 후에도 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)에 대한 그라인딩이 이루어질 수 있다. 외부에 노출된 제1 몰드(130)이 상측면은 적외선과 같은 광이 광센서로 입사되는 윈도우(window)의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제1 몰드(130)의 상측면은 제2 몰드(150)의 간섭없이 외부로 노출될 수 있다.
이와 같은 그라인딩의 정도에 따라 본 발명의 실시예에 따른 광센싱 패키지 장치의 실제 높이(h)가 결정될 수 있다. 상기 높이(h)는 기판(110)에서 제2 몰드(150) 및 제1 몰드(130)의 끝단까지의 거리일 수 있다.
즉, 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)에 대한 그라인딩 공정으로 인하여 기판(110)에서 제1 몰드(130)의 끝단까지의 거리는 기판(110)에서 제2 몰드(150)의 끝단까지의 거리와 같을 수 있다.
그라인딩 공정으로 인하여 광센서 패키지 장치의 실제 높이가 정밀하게 조절될 수 있다. 즉, 설계 상에서 설정된 타겟 높이와 실제 높이 사이의 차이는 수십 마이크로 미터 이내일 수 있다.
기존의 광센서 패키지 장치의 경우 제1 몰드(130)의 형성 후 제1 몰드(130)를 덮는 커버(미도시)가 구비되었는데, 커버의 높이는 이미 정해져 변경이 어렵기 때문에 기존 광센서 패키지 장치의 높이 조절이 어려웠다.
이에 비하여 본 발명의 실시예에 따른 광센서 패키지 장치는 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)에 대한 그라인딩 공정을 통하여 정밀한 높이 조절이 가능하다.
이와 같은 그라인딩 공정은 싱글 스텝(single step) 또는 멀티 스텝(multi step)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 그라인딩 수단의 거칠기가 작을 경우, 그라인딩 공정의 시간이 늘어나는 반면 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150)의 표면 거칠기가 작기 때문에 별도의 추가 그라인딩 공정없더라도 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150)의 표면에서의 과도한 광산란이 방지될 수 있다.
반대로 그라인딩 수단의 거칠기가 클 경우, 크라인딩 공정의 시간이 단축되는 반면, 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150)의 표면 거칠기가 크기 때문에 별도의 추가 그라인딩 공정을 통하여 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150)의 표면 거칠기를 낮춤으로써 과도한 광산란이 방지될 수 있다.
이와 같이 그라인딩 공정을 통하여 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)의 표면 거칠기가 과도한 광산란을 방지할 수 있을 정도로 제어될 수 있기 때문에 복수의 제1 몰드(130) 사이의 거칠기 편차가 줄어들어 복수의 광센서의 센싱 성능 편차가 줄어들 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)가 고온 고압의 몰딩 과정을 통하여 형성되므로 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150) 사이의 접착력이 크게 향상될 수 있다. 즉, 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)의 형성을 위한 트랜스퍼 몰딩 공정에서 고체 EMC가 액상화될 정도의 열 및 압력이 가해질 수 있다.
이에 따라 액상화된 EMC가 제1 몰드(130)의 외측면을 둘러싼 후 냉각되에 제2 몰드(150)가 형성되기 때문에 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150) 사이의 공극이 최소화되어 인접한 광센서 사이의 크로스톡(cross-talk)이 방지될 수 있고, 고 제1 몰드(130)와 제2 몰드(150) 사이의 접착력이 크게 향상될 수 있다.
이에 비하여 기존의 광센서 패키지 장치의 경우, 제1 몰드(130)를 덮는 커버는 기판(110)에 돗팅(dotting)된 에폭시(epoxy)에 부착된다. 이에 따라 점 형상의 에폭시와 에폭시 사이의 공간이 형성되므로 제1 몰드(130)와 커버의 접착력이 저하될 뿐만 아니라 상기 공간을 통하여 빛이 입사될 수 있기 때문에 인접한 광센서 사이에서 크로스톡이 발생할 수 있다.
또한 에폭시가 경화되면, 경화된 에폭시의 표면이 오목하게 변형되므로 광센서의 윈도우 표면 불안정으로 인하여 광센서의 성능이 저하될 수 있다.
이에 비하여 본 발명의 경우, 커버가 없더라도 그라인딩 공정을 통하여 외부에 노출된 제1 몰드(130)의 상측면이 광센서의 윈도우가 되므로 윈도우의 표면이 매우 깨끗하기 때문에 윈도우 표면 불안정으로 인하여 광센서의 성능 저하가 방지될 수 있다.
뿐만 아니라 제1 몰드(130) 및 제2 몰드(150)의 견고함으로 인하여 SMT(surface mount technology, 표면 실장) 과정에서 과도한 외관 변형이 방지될 수 있으며, 기존 커버를 이용하는 광센서 패키지 장치에 비하여 온도 및 습도 관리가 용이하다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 광센서 및 제1 몰드(130)가 존재할 경우, 제2 몰드(150)는 복수의 제1 몰드(130) 사이의 영역을 덮을 수 있다.
제1 몰드(130)는 외부에서 들어오는 가시광을 차단하는 가시광 필터링 물질로 이루어질 수 있다. 이를 위하여 가시광 필터링 EMC가 사용될 수 있다. 이에 따라 제1 몰드(130)는 외란광의 영향을 줄일 수 있다.
또한 제2 몰드(150)는 광센서가 센싱하는 광을 차단하는 광차단 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 광센서가 적외선을 센싱할 경우, 제2 몰드(150)는 적외선 차단 EMC를 통하여 형성됨으로써 광센서 사이의 크로스톡(cross-talk)을 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
기판(110)
제1 몰드(130)
제2 몰드(150)

Claims (9)

  1. 하나 이상의 광센서가 설치된 기판;
    상기 하나 이상의 광센서 각각을 덮는 하나 이상의 제1 몰드(mold);
    상기 하나 이상의 제1 몰드 각각의 외측면 전체를 덮은 후, 냉각되는 제2 몰드를 포함하며,
    상기 제1 몰드 및 상기 제2 몰드는,
    상기 제1 몰드 및 상기 제2 몰드를 그라인딩하는 그라인딩 수단의 거칠기에 따라, 상기 제1 몰드의 상측면이 외부에 나타난 후에도 상기 기판에서 상기 제1 몰드까지의 거리가 상기 기판에서 상기 제2 몰드까지의 거리와 같아지도록, 그라인딩되며,
    상기 제1 몰드는 외부에서 들어오는 가시광을 차단하기 위해 가시광 필터링 물질의 가시광 필터링 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어지고,
    상기 제1 몰드의 외측면 전체를 덮는 상기 제2 몰드는 상기 광센서가 센싱하는 적외선을 차단하는 적외선 차단 EMC로 이루어진 광센서 패키지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 광센서 및 상기 제1 몰드가 존재할 경우, 상기 제2 몰드는 상기 복수의 제1 몰드 사이의 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 광센서 패키지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판에서 상기 제1 몰드의 끝단까지의 거리는 상기 기판에서 상기 제2 몰드의 끝단까지의 거리와 같은 것을 특징으로 하는 광센서 패키지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 몰드의 상측면은 상기 제2 몰드의 간섭없이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 광센서 패키지 장치.
  5. 삭제
  6. 하나 이상의 광센서가 설치된 기판을 준비하는 단계;
    몰딩 공정을 통하여 상기 하나 이상의 광센서를 덮는 제1 몰드를 형성하는 단계;
    몰딩 공정을 통하여 상기 제1 몰드의 외측면 전체를 덮는 제2 몰드를 형성하는 단계;
    상기 제1 몰드 및 상기 제2 몰드를 그라인딩(grinding)하는 그라인딩 수단의 거칠기에 따라, 상기 제1 몰드의 상측면이 외부에 나타난 후에도, 상기 기판에서 상기 제1 몰드까지의 거리가 상기 기판에서 상기 제2 몰드까지의 거리와 같아지도록 상기 제1 몰드 및 상기 제1 몰드 각각의 외측면 전체를 덮는 상기 제2 몰드를 그라인딩하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 몰드는 외부에서 들어오는 가시광을 차단하기 위해 가시광 필터링 물질의 가시광 필터링 EMC(Epoxy Molding Compound)로 이루어지고,
    상기 제1 몰드의 외측면 전체를 덮는 상기 제2 몰드는 상기 광센서가 센싱하는 적외선을 차단하는 적외선 차단 EMC로 이루어진 광센서 패키징 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 몰드 및 상기 제2 몰드를 형성하는 몰딩 공정은 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 공정을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광센서 패키징 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 그라인딩을 통하여 상기 제1 몰드의 상측면은 상기 제2 몰드의 간섭없이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 광센서 패키징 방법.
KR1020190070234A 2019-06-13 2019-06-13 광센서 패키지 장치 및 광센서 패키징 방법 KR102252854B1 (ko)

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