KR102325225B1 - Photo sensor shrinkage package module - Google Patents

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KR102325225B1
KR102325225B1 KR1020200050053A KR20200050053A KR102325225B1 KR 102325225 B1 KR102325225 B1 KR 102325225B1 KR 1020200050053 A KR1020200050053 A KR 1020200050053A KR 20200050053 A KR20200050053 A KR 20200050053A KR 102325225 B1 KR102325225 B1 KR 102325225B1
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Abstract

본 발명은, 기판, 기판의 일면에 접합되고, 광 신호를 송신하는 발광 소자, 광 신호를 전기 신호로 변환하며, 기판의 일면에 대향하는 타면에 접합되는 포토센서 칩, 광 신호를 반사시키기 위하여 발광 소자를 커버하도록 기판의 일면 둘레에 접합되는 홀더를 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈로서, 구조와 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈이 제시된다.The present invention relates to a substrate, a light emitting device bonded to one surface of the substrate and transmitting an optical signal, a photosensor chip that converts an optical signal into an electrical signal, and is bonded to the other surface opposite to one surface of the substrate, in order to reflect the optical signal As a photosensor shrinkage package module including a holder bonded around one surface of a substrate to cover a light emitting device, a photosensor shrinkage package module capable of reducing a structure and size to a compact size is provided.

Description

포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈{PHOTO SENSOR SHRINKAGE PACKAGE MODULE}Photo sensor shrinkage package module {PHOTO SENSOR SHRINKAGE PACKAGE MODULE}

본 발명은 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조와 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensor shrinkage package module, and more particularly, to a photosensor shrinkage package module capable of compactly reducing the structure and size.

포토센서 칩은 대상의 이미지를 촬영하는 기능을 가진 반도체 소자이고, 패키지 모듈의 형대로 제작되며 디지털 카메라 및 스마트 폰을 포함하는 각종 모바일 기기에 탑재된다. 이러한 포토센서 칩은 센서 기술이 현저하게 향상됨에 따라 전자 판독 시의 노이즈가 거의 없는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이에, 포토센서 칩의 사용이 보안 분야로까지 확대되는 추세이다. 이를테면 통신 내용의 암호화 및 암호키의 생성 등에 쓰이는 양자난수를 생성하기 위한 이미지 센서에 포토센서 칩의 사용이 확대되고 있다. 이 외에도, 포토센서 칩은 광 신호를 입력받는 것이 요구되는 각종 기술 분야에서 다양하게 사용되고 있다.The photosensor chip is a semiconductor device having a function of capturing an image of a target, manufactured in the form of a package module, and mounted on various mobile devices including digital cameras and smart phones. Such a photosensor chip can generate image data with little or no noise in electronic reading as sensor technology has improved significantly. Accordingly, the use of the photosensor chip tends to be extended to the security field. For example, the use of photosensor chips for image sensors for generating quantum random numbers used for encryption of communication contents and generation of encryption keys is expanding. In addition to this, the photosensor chip is being used in a variety of fields in which it is required to receive an optical signal.

한편, 이미지 촬영 및 양자난수 생성 등의 각종 목적을 위한 광 신호를 포토센서 칩에 입력하기 위하여 광원과 광학 장치 등의 추가적인 하드웨어가 요구될 수 있다. 하지만 이러한 하드웨어들을 모바일 기기에 추가로 탑재하기 위해서는 많은 공간이 필요하고, 복잡한 회로가 요구된다. 이에, 포토센서 칩 및 이에 필요한 광원과 광학 장치 등의 하드웨어를 모바일 기기에 적용하기에는 어려움이 있다.Meanwhile, additional hardware such as a light source and an optical device may be required to input an optical signal for various purposes such as image capturing and quantum random number generation to the photosensor chip. However, in order to additionally mount these hardware in a mobile device, a lot of space is required and a complex circuit is required. Accordingly, it is difficult to apply the photosensor chip and hardware such as a light source and an optical device required therefor to a mobile device.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.The technology underlying the present invention is disclosed in the following patent documents.

KRUS 10-2014-004523510-2014-0045235 AA KRUS 10-2018-003424210-2018-0034242 AA

본 발명은 구조와 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 제공한다.The present invention provides a photo sensor shrinkage package module capable of reducing the structure and size of the compact.

본 발명은 외부로부터의 상이한 빛 신호를 차단할 수 있는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 제공한다.The present invention provides a photo sensor shrinkage package module that can block different light signals from the outside.

본 발명의 실시 형태에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은, 기판; 상기 기판의 일면에 접합되고, 광 신호를 송신하는 발광 소자; 광 신호를 전기 신호로 변환하며, 상기 기판의 일면에 대향하는 타면에 접합되는 포토센서 칩; 광 신호를 반사시키기 위하여 상기 발광 소자를 커버하도록 상기 기판의 일면 둘레에 접합되는 홀더;를 포함한다.Photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention, a substrate; a light emitting device bonded to one surface of the substrate and transmitting an optical signal; a photosensor chip that converts an optical signal into an electrical signal and is bonded to the other surface opposite to one surface of the substrate; and a holder bonded to one surface of the substrate so as to cover the light emitting device in order to reflect an optical signal.

상기 기판은 광 신호를 통과시킬 수 있도록 개구부를 구비하고, 상기 발광 소자는 상기 개구부를 둘러싸는 상기 기판의 주변부에 접합되고, 상기 포토센서 칩은 적어도 일부가 상기 개구부에 노출되도록 접합되며, 상기 홀더는 상기 개구부를 커버하도록 상기 주변부에 접합될 수 있다.The substrate has an opening to allow an optical signal to pass therethrough, the light emitting device is bonded to a periphery of the substrate surrounding the opening, the photosensor chip is bonded so that at least a portion is exposed to the opening, and the holder may be bonded to the periphery to cover the opening.

상기 주변부와 상기 홀더 사이에서 상기 개구부를 커버하도록 상기 주변부에 접합되고, 상기 포토센서 칩과 대향하도록 배치되는 광학 필터;를 포함할 수 있다.and an optical filter bonded to the peripheral portion to cover the opening between the peripheral portion and the holder and disposed to face the photosensor chip.

상기 포토센서 칩은 QRNG 포토센서 칩을 포함하고, 상기 기판은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.The photosensor chip may include a QRNG photosensor chip, and the substrate may include a printed circuit board.

상기 인쇄회로기판의 열팽창계수는 1.2×10-6 내지 3.2×10-6 /℃ 의 범위일 수 있다.The coefficient of thermal expansion of the printed circuit board may be in the range of 1.2×10 -6 to 3.2×10 -6 /°C.

상기 인쇄회로기판의 두께는 0.04 내지 0.15㎜ 의 범위일 수 있다.The thickness of the printed circuit board may be in the range of 0.04 to 0.15 mm.

상기 홀더는 적어도 하부면에 금속 재질의 코팅층이 형성될 수 있다.The holder may have a metal coating layer formed on at least a lower surface thereof.

상기 금속 재질은 팔라듐 재질 및 니켈 재질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal material may include any one of a palladium material and a nickel material.

상기 광학 필터는 적외선 파장대의 광을 흡수하고 나머지를 투과시키는 흡수형 필터를 포함할 수 있다.The optical filter may include an absorption type filter that absorbs light in the infrared wavelength band and transmits the rest.

상기 주변부를 관통하도록 형성되고, 상기 기판과 상기 홀더 사이의 내부 공간과 연통하는 공기 배출부;를 포함할 수 있다.It may include; is formed to pass through the peripheral portion and communicates with the internal space between the substrate and the holder.

상기 공기 배출부는 입구가 상기 기판의 일면에 위치하고, 출구가 상기 기판의 측면 또는 타면에 위치할 수 있다.The air outlet may have an inlet positioned on one surface of the substrate, and an outlet positioned on a side surface or the other surface of the substrate.

상기 기판과 상기 포토센서 칩 사이에서 이들을 접합하는 실링링 및 범프; 상기 기판의 타면과 상기 포토센서 칩을 피복하는 몰딩부;를 포함할 수 있다.a sealing ring and a bump bonding the substrate and the photosensor chip to each other; and a molding part covering the other surface of the substrate and the photosensor chip.

상기 실링링은 금속 물질을 재질로 포함하고, 상기 개구부의 둘레를 따라 폐루프 형상으로 패터닝되며, 천이액상접합(Transients Liquid Phase bonding)방식으로 상기 기판과 상기 포토센서 칩에 접합되고, 상기 범프들은 상기 실링링의 외측에서 상기 실링링의 둘레를 따라 이격되도록 배치되고, 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 상기 기판을 상기 포토센서 칩에 접합시킬 수 있다.The sealing ring includes a metal material, is patterned in a closed loop shape along the periphery of the opening, and is bonded to the substrate and the photosensor chip by a transients liquid phase bonding method, and the bumps are It is arranged to be spaced apart from the outside of the sealing ring along the circumference of the sealing ring, and the substrate may be bonded to the photosensor chip by a flip chip bonding method.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 기판의 일면 및 타면에 발광 소자 및 포토센서 칩을 접합시키고, 기판의 일면을 커버하도록 홀더를 접합시킴으로써, 발광 소자와 포토센서 칩을 모듈화할 수 있다. 이에, 기판과 발광 소자와 포토센서 칩과 홀더의 전체 구조와 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the light emitting element and the photosensor chip can be modularized by bonding the light emitting element and the photosensor chip to one surface and the other surface of the substrate and bonding the holder to cover one surface of the substrate. Accordingly, the overall structure and size of the substrate, the light emitting device, the photosensor chip, and the holder can be reduced compactly.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 홀더와 기판으로 둘러싸인 내부 공간 내에서 발광 소자가 포토센서 칩으로 광 신호를 송신할 수 있다. 따라서, 외부로부터 포토센서 칩으로의 상이한 빛 신호가 송신되는 것을 차단할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, the light emitting element can transmit an optical signal to the photosensor chip in the inner space surrounded by the holder and the substrate. Accordingly, it is possible to block transmission of different light signals from the outside to the photosensor chip.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 제1 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 제2 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 작동도이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention by cutting it in a first direction.
2 is a cross-sectional view illustrating a photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention by cutting it in a second direction.
3 is a plan view of a photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention.
4 is an operation diagram of a photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and will be implemented in various different forms. Only the embodiments of the present invention are provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform those of ordinary skill in the art the scope of the invention. The drawings may be exaggerated in order to explain the embodiment of the present invention, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements.

본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 보안 및 양자암호통신과 같은 각종 기술 분야에서 양자난수를 생성하는 것에 사용될 수 있다. 예컨대 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 QRNG 센서 쉬링키지 패키지 모듈일 수 있다.The photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention may be used to generate quantum random numbers in various technical fields such as security and quantum cryptography communication. For example, the photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention may be a QRNG sensor shrinkage package module.

양자난수('순수난수'라고도 한다)는 예컨대 양자암호통신, 수치 시뮬레이션, 통계분석 등의 난수성(randomness)을 필요로 하는 다양한 분야에서 사용된다. 이러한 양자난수를 생성하는 반도체 소자로 QRNG(Quantum Random Number Generator) 포토센서 칩이 있다. QRNG 포토센서 칩은 양자광학에 기초하여 양자난수를 생성한다.Quantum random numbers (also referred to as 'pure random numbers') are used in various fields requiring randomness, such as quantum cryptography communication, numerical simulation, and statistical analysis. As a semiconductor device for generating such quantum random numbers, there is a quantum random number generator (QRNG) photosensor chip. The QRNG photosensor chip generates quantum random numbers based on quantum optics.

QRNG 포토센서 칩은 광원으로부터 안정적으로 광 신호를 받아야 고품질의 양자난수를 생성할 수 있다. 그렇지 않으면, 광 신호를 입력받은 이후의 후처리 단계의 알고리즘이 복잡해질 수 있고, 생성되는 양자난수의 난수성의 품질이 저하될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 예컨대 QRNG 포토센서 칩과 발광 소자를 패키지 모듈로 제작할 수 있으므로, 발광 소자의 광 신호를 QRNG 포토센서 칩에 안정적으로 송신할수 있다.The QRNG photosensor chip can generate high-quality quantum random numbers only when it receives an optical signal stably from a light source. Otherwise, the algorithm of the post-processing step after receiving the optical signal may be complicated, and the quality of the randomness of the generated quantum random number may be deteriorated. In an embodiment of the present invention, for example, since the QRNG photosensor chip and the light emitting device can be manufactured as a package module, the light signal of the light emitting device can be stably transmitted to the QRNG photosensor chip.

물론, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 광 신호를 전기 신호로 변환할 수 있는 다양한 패키지 모듈로서 사용될 수 있다.Of course, the photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention may be used as various package modules capable of converting an optical signal into an electrical signal.

본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 구조와 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있고, 외부로부터의 상이한 빛 신호를 차단할 수 있는 기술적인 특징을 제시한다.The photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention can reduce the structure and size to be compact, and present technical features that can block different light signals from the outside.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 제1 방향으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 제2 방향으로 절단하여 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 평면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention cut in a first direction, and FIG. 2 is a photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention cut in a second direction. 3 is a plan view of a photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈 예컨대 QRNG 센서 패키지 모듈은, 기판(100), 기판(100)의 일면에 접합되고, 광 신호를 송신하는 발광 소자(200), 광 신호를 전기 신호로 변환하며, 기판(100)의 일면에 대향하는 타면에 접합되는 포토센서 칩(300), 광 신호를 반사시키기 위하여 발광 소자(200)를 커버하도록 기판(100)의 일면 둘레에 접합되는 홀더(400)를 포함한다.1 to 3 , a photo sensor shrinkage package module, for example, a QRNG sensor package module according to an embodiment of the present invention, is bonded to a substrate 100 and one surface of the substrate 100, and emits light to transmit an optical signal. The device 200, a photosensor chip 300 that converts an optical signal into an electrical signal, is bonded to the other surface opposite to one surface of the substrate 100, and a substrate to cover the light emitting device 200 to reflect the optical signal It includes a holder 400 that is joined to the circumference of one side of 100).

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은, 기판(100)의 주변부를 관통하도록 형성되고, 기판(100)과 홀더(400) 사이의 이격 공간과 연통하는 공기 배출부(H2), 기판(100)의 주변부와 홀더(400) 사이에서 기판(100)의 후술하는 개구부(H1)를 커버하도록 기판(100)의 주변부에 접합되고, 포토센서 칩(300)과 대향하는 광학 필터(500)를 더 포함할 수 있다.In addition, the photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention is formed to penetrate the peripheral portion of the substrate 100 and communicates with the separation space between the substrate 100 and the holder 400 , the air exhaust unit H2 ), bonded to the periphery of the substrate 100 so as to cover an opening H1 to be described later of the substrate 100 between the periphery of the substrate 100 and the holder 400 , and an optical filter facing the photosensor chip 300 . (500) may be further included.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은, 기판(100)과 포토센서 칩(300) 사이에서 이들을 접합하는 실링링(600) 및 범프(700)들, 기판(100)의 타면과 포토센서 칩(300)을 피복하는 몰딩부(900)를 더 포함할 수 있다.In addition, the photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention includes sealing rings 600 and bumps 700 for bonding them between the substrate 100 and the photosensor chip 300 , and the substrate 100 . A molding part 900 covering the other surface and the photosensor chip 300 may be further included.

기판(100)은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 기판(100)은 외부로부터의 전기 신호를 발광 소자(200)로 공급할 수 있다. 또한, 기판(100)은 포토센서 칩(200)에서 생성되는 전기 신호를 수신하여 외부로 송신할 수 있다.The substrate 100 may include a printed circuit board. The substrate 100 may supply an electric signal from the outside to the light emitting device 200 . Also, the substrate 100 may receive an electrical signal generated by the photosensor chip 200 and transmit it to the outside.

기판(100)은 예컨대 절연판 층, 절연판 층에 전기적인 회로를 제공하는 박막 패턴 층, 및 박막 패턴 층을 보호하도록 형성되는 솔더 레지스트(solder resist)층을 구비할 수 있다. 물론, 기판(100)의 구성은 다양할 수 있다.The substrate 100 may include, for example, an insulating plate layer, a thin film pattern layer providing an electrical circuit to the insulating plate layer, and a solder resist layer formed to protect the thin film pattern layer. Of course, the configuration of the substrate 100 may vary.

기판(100)은 일면 및 일면과 대향하는 타면을 구비하는 판 형상의 기판(100)일 수 있다. 일면은 상면일 수 있고, 타면은 하면일 수 있다. 물론, 기판(100)의 배치에 따라 일면이 하면이 될 수도 있다. 기판(100)의 일면과 타면을 상하 방향으로 관통하도록 개구부(H1)가 형성될 수 있다. 이때, 기판(100)의 개구부(H1)를 제외한 나머지 부분을 주변부로 정의할 수 있다. 기판(100)의 개구부(H1)와 주변부는 수평 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 기판(100)의 주변부는 기판(100)의 가장자리를 의미할 수 있다. 즉, 기판(100)의 일면 및 타면 각각 개구부(H1)와 주변부로 이루어질 수 있다.The substrate 100 may be a plate-shaped substrate 100 having one surface and the other surface opposite to the one surface. One surface may be an upper surface, and the other surface may be a lower surface. Of course, one surface may be the lower surface depending on the arrangement of the substrate 100 . An opening H1 may be formed to vertically penetrate one surface and the other surface of the substrate 100 . In this case, the remaining portion except for the opening H1 of the substrate 100 may be defined as a peripheral portion. The opening H1 and the peripheral portion of the substrate 100 may be parallel to each other in a horizontal direction. The peripheral portion of the substrate 100 may mean an edge of the substrate 100 . That is, one surface and the other surface of the substrate 100 may be formed of an opening H1 and a peripheral portion, respectively.

이처럼 기판(100)은 광 신호를 통과시킬 수 있도록 개구부(H1)를 구비할 수 있다. 또한, 기판(100)은 개구부(H1)를 둘러싸는 주변부를 구비할 수 있다. 개구부(H1)가 형성되는 위치는 다양할 수 있다. 개구부(H1)는 기판(100)의 중심부에서 소정의 방향으로 치우쳐서 형성될 수 있다. 물론, 개구부(H1)는 기판(100)의 중심부에 위치할 수도 있다. 한편, 기판(100)의 전체 형상은 사각 판 형상일 수 있다. 물론, 기판(100)의 형상은 다양할 수 있다.As such, the substrate 100 may include an opening H1 to allow the optical signal to pass therethrough. Also, the substrate 100 may include a peripheral portion surrounding the opening H1 . A position at which the opening H1 is formed may be varied. The opening H1 may be formed to be biased in a predetermined direction from the center of the substrate 100 . Of course, the opening H1 may be located at the center of the substrate 100 . Meanwhile, the overall shape of the substrate 100 may be a rectangular plate shape. Of course, the shape of the substrate 100 may vary.

기판(100)의 크기는 포토센서 칩(300)의 크기보다 클 수 있다. 이때, 크기는 수평 방향으로의 크기를 의미한다. 수평 방향은 좌우 방향(X)과 전후 방향(Y)을 포함할 수 있다. 따라서, 기판(100)의 주변부의 일부가 포토센서 칩(300)의 외측으로 돌출될 수 있다. 기판(100)의 주변부의 돌출된 위치에 후술하는 솔더 볼(800)이 장착될 수 있다.The size of the substrate 100 may be larger than the size of the photosensor chip 300 . In this case, the size means a size in the horizontal direction. The horizontal direction may include a left-right direction (X) and a front-rear direction (Y). Accordingly, a portion of the peripheral portion of the substrate 100 may protrude to the outside of the photosensor chip 300 . A solder ball 800 , which will be described later, may be mounted at a protruding position of the periphery of the substrate 100 .

개구부(H1)의 크기는 포토센서 칩(300)의 크기보다 작을 수 있다. 이에, 포토센서 칩(300)의 둘레가 기판(100)의 주변부와 중첩될 수 있다. 이때, 기판(100)의 주변부가 포토센서 칩(300)의 픽셀 영역을 감싸는 구조를 가질 수 있다.The size of the opening H1 may be smaller than the size of the photosensor chip 300 . Accordingly, the periphery of the photosensor chip 300 may overlap the periphery of the substrate 100 . In this case, the peripheral portion of the substrate 100 may have a structure surrounding the pixel area of the photosensor chip 300 .

즉, 포토센서 칩(300)의 픽셀 영역은 개구부(H1)를 통하여 기판(100)의 상측으로 노출될 수 있다. 이때, 개구부(H1)를 통하여 포토센서 칩(300)과 후술하는 광학 필터(500)가 마주볼 수 있다. 픽셀 영역은 포토센서 칩(200)의 중심부에서 소정의 방향으로 치우쳐서 위치할 수 있다. 물론, 픽셀 영역의 위치는 다양할 수 있다.That is, the pixel region of the photosensor chip 300 may be exposed to the upper side of the substrate 100 through the opening H1 . In this case, the photosensor chip 300 and the optical filter 500 to be described later may face each other through the opening H1 . The pixel region may be positioned to be biased in a predetermined direction from the center of the photosensor chip 200 . Of course, the positions of the pixel regions may vary.

기판(100)의 주변부는 포토센서 칩(300)의 둘레와 플립 칩 본딩 방식으로 접합될 수 있다. 상술한 플립 칩 본딩을 위한 범프(700)의 개수 및 배치는 원하는 접합 강도에 대응하여 다양하게 정해질 수 있다. 여기서, 범프(700)는 실링링(600)의 외측에서 포토센서 칩(300)의 둘레를 따라 나열되도록 복수개 배치될 수 있다.The periphery of the substrate 100 may be bonded to the periphery of the photosensor chip 300 by a flip-chip bonding method. The number and arrangement of bumps 700 for the above-described flip chip bonding may be variously determined according to a desired bonding strength. Here, a plurality of bumps 700 may be arranged along the circumference of the photosensor chip 300 from the outside of the sealing ring 600 .

기판(100)의 두께는 0.04 내지 0.15㎜ 의 범위일 수 있다. 기판(100)의 두께가 0.04㎜ 미만이면 기판(100)에 휨이 발생할 수 있다. 기판(100)의 두께가 0.15㎜를 초과하면 기판(100)의 두께에 의해 포토센서 칩(300)과 광학 필터(500) 간의 간격이 필요 이상으로 커질 수 있다. 기판(100)의 두께가 0.04 내지 0.15㎜ 의 범위로 됨에 따라, 기판(100)이 원하는 접합 강도를 만족할 수 있고, 포토센서 칩(300)과 광학 필터(500) 간의 간격도 원하는 간격으로 이격될 수 있다.The thickness of the substrate 100 may be in the range of 0.04 to 0.15 mm. If the thickness of the substrate 100 is less than 0.04 mm, warpage may occur in the substrate 100 . When the thickness of the substrate 100 exceeds 0.15 mm, the distance between the photosensor chip 300 and the optical filter 500 may become larger than necessary due to the thickness of the substrate 100 . As the thickness of the substrate 100 is in the range of 0.04 to 0.15 mm, the substrate 100 may satisfy the desired bonding strength, and the distance between the photosensor chip 300 and the optical filter 500 may also be spaced at a desired interval. can

기판(100)과 포토센서 칩(300)이 구조적으로 안정되도록, 기판(100)의 열팽창계수는 포토센서 칩(300)의 열팽창계수와 유사하거나 동일할 수 있다. 기판(100)의 열팽창계수는 1.2×10-6 내지 3.2×10-6 /℃ 의 범위일 수 있다. 기판(100)의 열팽창계수가 상술한 수치 범위를 벗어나게 되면, 기판(100)과 포토센서 칩(300)의 열팽창계수의 차이 때문에 기판(100)과 포토센서 칩(300)의 접합 부분에 손상이 발생할 수 있다.The thermal expansion coefficient of the substrate 100 may be similar to or the same as that of the photosensor chip 300 so that the substrate 100 and the photosensor chip 300 are structurally stable. The thermal expansion coefficient of the substrate 100 may be in the range of 1.2×10 −6 to 3.2×10 −6 /°C. When the coefficient of thermal expansion of the substrate 100 is out of the above-described numerical range, damage to the bonding portion between the substrate 100 and the photosensor chip 300 is caused due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate 100 and the photosensor chip 300 . can occur

발광 소자(200)는 기판(100)의 주변부의 일면에 접합될 수 있다. 이때, 일면은 상면일 수 있다. 발광 소자(200)는 광 신호를 생성하기 위한 소정의 전원을 공급받을 수 있도록 기판(100)의 박막 패턴 층과 연결될 수 있다. 이때, 기판(100)의 주변부의 일면에는 발광 소자(200)로 전원을 공급하기 위한 캐패시터(미도시)가 구비될 수 있다. 캐패시터는 기판(100)의 박막 패턴 층과 연결될 수 있다.The light emitting device 200 may be bonded to one surface of the peripheral portion of the substrate 100 . In this case, one surface may be an upper surface. The light emitting device 200 may be connected to the thin film pattern layer of the substrate 100 to receive a predetermined power for generating an optical signal. In this case, a capacitor (not shown) for supplying power to the light emitting device 200 may be provided on one surface of the peripheral portion of the substrate 100 . The capacitor may be connected to the thin film pattern layer of the substrate 100 .

발광 소자(200)는 LED(Light Emitting Diode) 소자를 포함할 수 있다. 물론, 발광 소자(200)의 종류는 양자난수를 생성하는 것에 사용되는 광의 종류에 따라 다양할 수 있다. 발광 소자(200)의 개수는 하나 이상일 수 있다.The light emitting device 200 may include a light emitting diode (LED) device. Of course, the type of the light emitting device 200 may vary according to the type of light used to generate the random quantum number. The number of the light emitting devices 200 may be one or more.

발광 소자(200)에서 송신되는 광 신호를 홀더(400)에서 반사되어 포토센서 칩(300)의 픽셀 영역으로 입사될 수 있고, 포토센서 칩(300)에서 전기 신호를 생성하는 것에 사용될 수 있다. 즉, 광 신호는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 내부에서 송신되며, 기판(100)의 상면측에서 하면측으로 이동하여 포토센서 칩(300)에 수신될 수 있다.An optical signal transmitted from the light emitting device 200 may be reflected from the holder 400 to be incident on a pixel region of the photosensor chip 300 , and may be used to generate an electrical signal in the photosensor chip 300 . That is, the optical signal is transmitted from the inside of the photo sensor shrinkage package module, and may be received by the photosensor chip 300 by moving from the upper surface side to the lower surface side of the substrate 100 .

포토센서 칩(300)은 QRNG 포토센서 칩을 포함할 수 있다. 포토센서 칩(300)은 홀더(400)에서 반사되어 광학 필터(500)를 통과한 광 신호를 수신하여 양자난수의 생성을 위한 전기 신호로 변환시키도록 형성될 수 있다. 포토센서 칩(300)의 일면 예컨대 상면에는 광 신호의 수신을 위한 픽셀 영역이 형성되고, 픽셀 영역의 주변에는 전기 신호의 송수신 및 전력 공급을 위한 단자(미도시)가 형성될 수 있다. 포토센서 칩(300)은 기판(100)과 전기적으로 연결되고, 기판(100)을 통하여 외부로 전기 신호를 송신할 수 있다. 한편, 포토센서 칩(300)은 적어도 일부가 개구부(H1)에 노출되도록 기판(100)의 주변부에 접합될 수 있다.The photosensor chip 300 may include a QRNG photosensor chip. The photosensor chip 300 may be formed to receive an optical signal reflected from the holder 400 and passed through the optical filter 500 to convert it into an electrical signal for generating quantum random numbers. A pixel area for receiving an optical signal may be formed on one surface, for example, an upper surface of the photosensor chip 300 , and terminals (not shown) for transmitting/receiving electrical signals and supplying power may be formed around the pixel area. The photosensor chip 300 may be electrically connected to the substrate 100 and transmit an electrical signal to the outside through the substrate 100 . Meanwhile, the photosensor chip 300 may be bonded to the periphery of the substrate 100 so that at least a part thereof is exposed to the opening H1 .

홀더(400)는 발광 소자(200)로부터 송신되는 광 신호를 포토센서 칩(300) 측으로 반사시키는 역할을 한다. 홀더(400)는 예컨대 서스(SUS) 재질을 포함할 수 있다. 물론, 홀더(400)의 재질은 다양할 수 있다.The holder 400 serves to reflect the optical signal transmitted from the light emitting device 200 toward the photosensor chip 300 . The holder 400 may include, for example, a SUS material. Of course, the material of the holder 400 may vary.

홀더(400)는 발광 소자(200)와 광학 필터(500)를 마주보는 면 예컨대 하부면이 상방으로 오목하도록 형성될 수 있다. 홀더(400)는 적어도 하부면에 금속 재질의 코팅층이 형성될 수 있다. 코팅층은 도금 방식으로 형성될 수 있다. 이때, 코팅층을 형성하는 금속 재질은 광 신호의 반사가 원활하도록 하는 재질인 팔라듐 재질 및 니켈 재질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The holder 400 may be formed such that a surface facing the light emitting device 200 and the optical filter 500, for example, a lower surface thereof is concave upward. The holder 400 may have a metal coating layer formed on at least a lower surface thereof. The coating layer may be formed by plating. In this case, the metal material forming the coating layer may include any one of a palladium material and a nickel material, which are materials for smooth reflection of an optical signal.

홀더(400)는 하부면의 가장자리 부분이 하방으로 돌출되고, 개구부(H1)를 커버하도록 홀더(400)의 돌출된 부분이 기판(100)의 주변부의 둘레에 접합될 수 있는데, 이때, 에폭시 수지가 접합에 사용될 수 있다.In the holder 400, the edge portion of the lower surface protrudes downward, and the protruding portion of the holder 400 may be bonded to the periphery of the periphery of the substrate 100 so as to cover the opening H1. At this time, the epoxy resin can be used for bonding.

홀더(400)에 의해 개구부(H1)를 포함하여 기판(100)의 일면이 커버됨으로써, 광 신호가 홀더(400)와 기판(100) 사이의 내부 공간에서 이동할 수 있고, 이에, 외부의 상이한 빛 신호가 광 신호와 간섭되는 것이 방지될 수 있다.Since one surface of the substrate 100 is covered by the holder 400 including the opening H1 , the optical signal can move in the internal space between the holder 400 and the substrate 100 , and thus, different light from the outside The signal can be prevented from interfering with the optical signal.

공기 배출부(H2)는 기판(100)의 주변부를 상하 방향으로 관통하도록 형성될 수 있다. 공기 배출부(H2)는 입구가 기판(100)의 주변부의 일면에 위치하고, 출구가 기판(100)의 주변부의 외측면 또는 타면에 위치할 수 있다. 기판(100)의 주변부의 외측면은 기판(100)의 측면을 지칭한다. 공기 배출부(H2)의 입구는 홀더(400)의 하부면으로부터 하방으로 이격될 수 있다.The air outlet H2 may be formed to penetrate the peripheral portion of the substrate 100 in the vertical direction. The air outlet H2 may have an inlet located on one surface of the peripheral portion of the substrate 100 , and an outlet located on an outer surface or the other surface of the peripheral portion of the substrate 100 . The outer surface of the periphery of the substrate 100 refers to the side surface of the substrate 100 . The inlet of the air outlet H2 may be spaced downward from the lower surface of the holder 400 .

공기 배출부(H2)는 홀더(400)와 기판(100)의 접합 시에, 홀더(400)와 기판(100) 사이의 이격 공간으로부터 기판(100)의 타면측 예컨대 하측으로 공기를 배출시키는 역할을 한다.The air discharge unit H2 serves to discharge air from the space between the holder 400 and the substrate 100 to the other side of the substrate 100, for example, to the lower side when the holder 400 and the substrate 100 are bonded. do

예컨대 기판(100)과 홀더(400)의 접합 시에 에폭시 수지를 경화시키기 위한 베이킹 과정을 수행하는데, 이때, 기판(100)과 홀더(400) 사이의 이격 공간의 공기가 열에 의해 팽창할 수 있다. 이 공기를 배출시키지 않으면 에폭시 수지가 파손될 수 있다. 따라서, 공기 배출부(H2)를 통하여 팽창된 공기를 이격 공간의 외부로 배출시킴으로써, 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 제조를 안정적으로 수행할 수 있다. For example, a baking process for curing the epoxy resin is performed when the substrate 100 and the holder 400 are bonded. At this time, the air in the space between the substrate 100 and the holder 400 may expand by heat. . Failure to vent this air may damage the epoxy resin. Therefore, by discharging the expanded air to the outside of the separation space through the air discharge unit H2, it is possible to stably manufacture the photo sensor shrinkage package module.

즉, 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 기판(100)에 공기 배출부(H2)를 형성함으로써, 홀더(400)와 기판(100)의 접합을 위한 베이킹 과정 시에 홀더(400)와 기판(100) 사이에 존재하는 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 한편, 공기 배출부(H2)는 베이킹 과정 이후에 기판(100)의 타면 예컨대 하면에 접합되는 범프(700) 또는 베이킹 과정 이후에 기판(100)의 하면을 피복하는 몰딩부(900)에 의하여, 그 출구가 폐쇄될 수 있다. 물론, 공기 배출부(H2)의 출구가 기판(100)의 측면에 위치할 수 있고, 이러한 경우에는 공기 배출부(H2)의 출구에 개폐부재(미도시)가 탈착 가능하게 삽입되어 장착될 수 있다.That is, the photosensor shrinkage package module forms an air outlet H2 on the substrate 100 , so that during a baking process for bonding the holder 400 and the substrate 100 , the holder 400 and the substrate 100 . The air present in between can be exhausted to the outside. On the other hand, the air discharge unit H2 is formed by a bump 700 bonded to the other surface of the substrate 100, for example, the lower surface after the baking process, or the molding unit 900 covering the lower surface of the substrate 100 after the baking process, The outlet may be closed. Of course, the outlet of the air outlet (H2) may be located on the side of the substrate 100, and in this case, an opening/closing member (not shown) may be detachably inserted and mounted at the outlet of the air outlet (H2). have.

광학 필터(500)는 기판(100)의 개구부(H1)를 커버하여 외부의 이물질로부터 포토센서 칩(100)을 보호하는 역할을 한다. 광학 필터(500)는 기판(100) 상에 위치하여 기판(100)의 주변부에 예컨대 에폭시(epoxy) 등을 이용한 접합(attach) 방식으로 견고하게 결합될 수 있다. 광학 필터(500)는 개구부(H1)를 원활하게 커버 가능하도록 적어도 개구부(H1)보다 크게 형성될 수 있다. The optical filter 500 serves to cover the opening H1 of the substrate 100 to protect the photosensor chip 100 from external foreign substances. The optical filter 500 may be positioned on the substrate 100 and firmly coupled to the periphery of the substrate 100 in an attach method using, for example, epoxy. The optical filter 500 may be formed to be at least larger than the opening H1 so as to smoothly cover the opening H1 .

광학 필터(500)는 광 신호를 투과시키도록 광 투과성 재질의 기판 예컨대 유리 재질로 제작되는 기판일 수 있으며, 특히, 적외선 파장대의 광 예컨대 700 내지 1200㎚ 파장대의 광을 차단하고, 그 나머지 예컨대 400 내지 650㎚ 파장대의 가시광를 투과시키도록 적외선 파장대의 광을 흡수하는 흡수형 필터를 포함할 수 있다.The optical filter 500 may be a substrate made of a light-transmitting material, such as a glass material, to transmit an optical signal. In particular, it blocks light in an infrared wavelength band, for example, light in a wavelength range of 700 to 1200 nm, and the rest, for example, 400 It may include an absorption filter that absorbs light in the infrared wavelength band to transmit visible light in the to 650 nm wavelength band.

광학 필터(500)는 적외선 컷 오프(IR cut off) 기능을 가지는 기판 일체형 및 투과성 기판에 필터층이 형성된 복합형 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대 기판 일체형의 광학 필터(500)는 자체가 적외선 흡수 기능을 가지도록 형성되는 투과성 기판을 포함할 수 있고, 복합형의 광학 필터(500)는 유리 또는 플라스틱 등의 재질로 제작되는 투과성 기판에 적외선 흡수 기능을 가지는 필름 등이 부착되거나, 적외선 흡수 기능을 가지는 졸 겔 타입(sol gel type)의 필터가 증착 코팅되어 형성되는 광학 필터일 수 있다.The optical filter 500 may include at least one of a substrate-integrated type having an IR cut-off function and a composite type in which a filter layer is formed on a transmissive substrate. For example, the substrate-integrated optical filter 500 may include a transmissive substrate formed so as to have an infrared absorbing function itself, and the composite optical filter 500 may include an infrared ray on a transmissive substrate made of a material such as glass or plastic. It may be an optical filter formed by attaching a film having an absorption function or the like, or by depositing and coating a sol gel type filter having an infrared absorption function.

한편, 광학 필터(500)는 상술한 흡수형 필터에 국한되지 않고 목적에 따라 필요한 기능을 가지는 모든 광학용 필터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 일반 반사형 IR filter, IR pass filter 및 ARC(Anti-Reflection Coating)등이 광학 필터로 사용될 수 있다.Meanwhile, the optical filter 500 is not limited to the above-described absorption type filter, and any optical filter having a necessary function according to the purpose may be used. For example, a general reflection type IR filter, an IR pass filter, and an anti-reflection coating (ARC) may be used as the optical filter.

포토센서 칩(300)의 픽셀 영역으로 이물질 등이 유입되는 것을 방지하고, 기판(100)과 포토센서 칩(300)을 견고하게 결합시킬 수 있도록 기판(100)과 포토센서 칩(300) 사이에 실링링(600)이 구비된다.Between the substrate 100 and the photosensor chip 300 to prevent foreign substances from entering the pixel region of the photosensor chip 300 and to firmly bond the substrate 100 and the photosensor chip 300 to each other. A sealing ring 600 is provided.

실링링(600)은 기판(100)의 주변부의 타면 예컨대 하부면에 기판(200)의 개구부(H1) 둘레를 따라 폐루프 형상 예컨대 사각 링 형상으로 연장되어 형성되며, 예컨대 천이 액상 접합(Transients Liquid Phase bonding)의 방식으로 기판(100)과 포토센서 칩(300)에 접합되며, 이에 기판(100)과 포토센서 칩(300)의 결합 구조는 열적, 기계적 스트레스에 강하며 우수한 접착 특성을 가질 수 있다.The sealing ring 600 is formed to extend along the periphery of the opening H1 of the substrate 200 on the other surface, for example, the lower surface, of the periphery of the substrate 100 in a closed loop shape, for example, a square ring shape, for example, a transition liquid bonding (Transients Liquid). It is bonded to the substrate 100 and the photosensor chip 300 by the method of phase bonding), and thus the bonding structure of the substrate 100 and the photosensor chip 300 is strong against thermal and mechanical stress and has excellent adhesive properties. have.

범프(700)들은 실링링(600)의 외측에서 기판(100)과 포토센서 칩(300)을 접합시킬 수 있다. 범프(700)들의 개수 및 배치는 다양할 수 있다. 범프(700)들에 의하여 기판(100)의 주변부가 포토센서 칩(300)의 둘레와 플립 칩 본딩 방식으로 접합될 수 있다.The bumps 700 may bond the substrate 100 and the photosensor chip 300 to the outside of the sealing ring 600 . The number and arrangement of the bumps 700 may vary. The periphery of the substrate 100 may be bonded to the periphery of the photosensor chip 300 by the bumps 700 in a flip-chip bonding method.

상술한 범프(700)들 및 실링링(600)은 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag) 등을 포함하는 금속 물질을 재질로 함유할 수 있으며, 예컨대 스퍼터링 또는 전기 도금 등을 이용하여 금속 물질의 층을 패터닝 또는 패턴화하는 방식으로 기판(100)의 주변부 하부면에 각각 형성될 수 있다.The above-described bumps 700 and sealing ring 600 may contain a metal material including copper (Cu), tin (Sn) and silver (Ag) as a material, for example, using sputtering or electroplating. Thus, the metal material layer may be patterned or formed on the lower surface of the peripheral portion of the substrate 100 in a patterning manner.

솔더 볼(800)은 외부 예컨대 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈이 적용되는 모바일 기기와 포토센서 칩(300)을 전기적으로 연결하는 구성부이며, 예컨대 소정 직경의 구 형상으로 형성되고, 기판(100)의 주변부의 타면 즉, 하부면에 복수개 배치되어, 기판(100)의 박막 패턴 층에 접합 연결될 수 있다.The solder ball 800 is a component that electrically connects the photosensor chip 300 and an external, for example, a mobile device to which a photosensor shrinkage package module is applied. A plurality of the other surfaces, that is, the lower surface of the peripheral portion, may be bonded and connected to the thin film pattern layer of the substrate 100 .

솔더 볼(800)은 주석, 은 및 구리의 합금(Sn-Ag-Cu)으로 형성되는 솔더 볼일 수 있으며, 또는, 최적의 피치(fine pitch)와 높은 프로파일(high profile)을 위한 코어 볼(core ball)일 수 있다. 여기서, 코어 볼은 상대적으로 높은 융점의 금속을 중심부에 코어로 가진 솔더 볼을 의미한다. 이때, 코어는 주석, 은 및 구리의 합금보다 높은 융점을 가진 금속을 포함할 수 있고, 예컨대 구리(copper)를 포함할 수 있다.The solder ball 800 may be a solder ball formed of an alloy of tin, silver, and copper (Sn-Ag-Cu), or a core ball for an optimal pitch and high profile. ball) can be Here, the core ball refers to a solder ball having a relatively high melting point metal as a core at the center. In this case, the core may include a metal having a higher melting point than an alloy of tin, silver, and copper, and may include, for example, copper.

몰딩부(900)는 기판(100)의 하측에서 포토센서 칩(300)의 상측 영역에 형성되는 제1 몰딩부 및 기판(100)의 하측에서 포토센서 칩(300)과 기판(100)의 하부면의 전체를 피복하는 제2 몰딩부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 몰딩부는 에폭시 예컨대 언더필 수지(underfill resin)를 재질로 하여, 진공 적층(vacuum lamination) 방식 및 EMC(Epoxy Modling Compund) 몰딩 방식과 같은 방법으로 기판(100)과 포토센서 칩(300) 사이, 그리고 기판(100)과 포토센서 칩(300)의 하부 전체를 감싸도록 형성할 수 있다.The molding part 900 includes a first molding part formed in an upper region of the photosensor chip 300 on the lower side of the substrate 100 and the photosensor chip 300 and the lower part of the substrate 100 on the lower side of the substrate 100 . A second molding part covering the entire surface may be included. The first and second molding parts are made of epoxy, for example, underfill resin, and the substrate 100 and the photosensor chip 300 are formed by a vacuum lamination method and an EMC (Epoxy Modling Compund) molding method. ) and may be formed to surround the entire lower portion of the substrate 100 and the photosensor chip 300 .

본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 제조 과정은 다음과 같다. 우선, 기판(100)을 마련하고, 기판(100)의 주변부의 일면에 발광 소자(200)를 실장한다. 이후, 기판(100)의 개구부(H1)를 커버하도록 광학 필터(500)를 부착시킨다. 이후, 홀더(400)의 가장자리의 돌출된 부분을 기판(100)의 주변부의 둘레에 부착시킨다. 이때, 에폭시 수지를 사용한다. 이후, 홀더(400)가 부착된 기판(100)을 베이킹 처리하여 에폭시 수지를 경화시킨다. 이때, 공기 배출부(H2)를 이용하여 가열된 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 이후, 기판(100)의 주변부의 타면에 솔더 볼(800)을 실장하고, 포토센서 칩(300)을 접합한 후, 몰딩부(900)를 형성한다.The manufacturing process of the photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention is as follows. First, the substrate 100 is prepared, and the light emitting device 200 is mounted on one surface of the peripheral portion of the substrate 100 . Thereafter, the optical filter 500 is attached to cover the opening H1 of the substrate 100 . Thereafter, the protruding portion of the edge of the holder 400 is attached to the periphery of the substrate 100 . In this case, an epoxy resin is used. Thereafter, the substrate 100 to which the holder 400 is attached is baked to cure the epoxy resin. At this time, the heated air may be discharged to the outside using the air discharge unit H2. Thereafter, the solder ball 800 is mounted on the other surface of the peripheral portion of the substrate 100 , the photosensor chip 300 is bonded to each other, and the molding part 900 is formed.

이후, 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈이 적용되는 모바일 기기와의 전기적 연결을 위하여, 솔더 볼(800)에 커넥터(1000)를 연결시킨다.Thereafter, the connector 1000 is connected to the solder ball 800 for electrical connection with the mobile device to which the photo sensor shrinkage package module is applied.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 작동도이다.4 is an operation diagram of a photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 작동을 설명한다.An operation of the photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 .

우선, 커넥터를 통하여 광 신호의 생성을 위한 전기 신호가 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈로 입력되고 기판(100)을 통해 발광 소자(200)로 전달되면, 발광 소자(200)가 광 신호를 생성한다.First, when an electrical signal for generating an optical signal is input to the photo sensor shrinkage package module through a connector and transmitted to the light emitting device 200 through the substrate 100 , the light emitting device 200 generates an optical signal.

발광 소자(200)에서 생성되는 광 신호는 기판(100)과 홀더(400) 사이의 내부 공간으로 조사되고, 홀더(400)에 반사되어 포토센서 칩(300)으로 진행된다. 이때, 홀더(400)는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 외부로부터 포토센서 칩(300)으로 각종 상이한 빛 신호가 진행하는 것을 차단하고, 발광 소자(200)로부터 포토센서 칩(300)으로 광 신호가 진행하는 것을 안내한다.The optical signal generated by the light emitting device 200 is irradiated to the inner space between the substrate 100 and the holder 400 , is reflected by the holder 400 , and proceeds to the photosensor chip 300 . At this time, the holder 400 blocks various different light signals from proceeding from the outside of the photo sensor shrinkage package module to the photosensor chip 300 , and the light signals from the light emitting device 200 to the photosensor chip 300 are guide you through the process

이때, 발광 소자(200)가 기판(100)의 일면에 위치하고, 포토센서 칩(300)이 기판(100)의 타면에 위치하기 때문에, 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 구조를 컴팩트하게 형성할 수 있고, 광 신호를 기판(100)의 개구부(H1)로 통과시킴으로써, 광 신호가 이동하는 거리를 줄일 수 있고, 광 신호가 이동하는 경로 자체를 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈의 내부에서 안전하게 보호할 수 있다.At this time, since the light emitting device 200 is located on one surface of the substrate 100 and the photosensor chip 300 is located on the other surface of the substrate 100, the structure of the photosensor shrinkage package module can be formed compactly, , by passing the optical signal through the opening H1 of the substrate 100, the distance the optical signal travels can be reduced, and the path itself the optical signal travels can be safely protected inside the photo sensor shrinkage package module. .

특히, 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈이 광 신호를 이용하여 양자난수를 생성하는 양자난수 생성기에 적용되는 경우, 광 신호의 이동 거리를 줄이고, 광 신호의 이동 경로를 외부로부터 보호함에 의하여, 광 신호의 이동 중에 노이즈가 생기거나 외부의 상이한 빛 신호에 의해 광 신호가 간섭되는 것을 방지할 수 있고, 이로부터 고품질의 양자난수를 생성할 수 있다.In particular, when the photo sensor shrinkage package module is applied to a quantum random number generator that generates a quantum random number using an optical signal, by reducing the movement distance of the optical signal and protecting the movement path of the optical signal from the outside, It is possible to prevent noise during movement or to prevent optical signals from being interfered with by different external light signals, thereby generating high-quality quantum random numbers.

포토센서 칩(300)은 광 신호를 입력받아서 전기 신호를 생성하고, 생성된 전기 신호는 커넥터(40)를 거쳐, 모바일 기기(미도시)의 컨버터 및 후처리 모듈로 전달되고, 양자난수 생성에 사용될 수 있다.The photosensor chip 300 receives an optical signal to generate an electrical signal, and the generated electrical signal is transmitted to a converter and a post-processing module of a mobile device (not shown) through the connector 40, and is used for generating quantum random numbers. can be used

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 발광 소자와 포토센서 칩을 모듈화함으로써, 그 전체 구조와 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있고, 홀더와 기판으로 둘러싸인 내부 공간 내에서 발광 소자가 포토센서 칩으로 광 신호를 송신함으로써, 포토센서 칩으로의 상이한 빛 신호가 송신되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈을 구비하는 모바일 기기에서 고품질의 양자난수를 생성할 수 있다.As described above, the photosensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention can reduce the overall structure and size of the light emitting device and the photosensor chip by modularizing the light emitting device and the photosensor chip, and within the internal space surrounded by the holder and the substrate. When the light emitting element transmits a light signal to the photosensor chip, it is possible to block different light signals from being transmitted to the photosensor chip. Accordingly, a high-quality quantum random number may be generated in a mobile device having a photo sensor shrinkage package module.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈은 그 제조 과정에서 공기 배출부를 이용하여 홀더와 기판 사이의 가열된 공기를 배출시킴으로써, 제조 중에 홀더와 기판의 접합부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the photo sensor shrinkage package module according to an embodiment of the present invention can prevent damage to the joint between the holder and the substrate during manufacturing by discharging the heated air between the holder and the substrate by using the air exhaust unit during the manufacturing process. can

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The above embodiments of the present invention are intended to illustrate the present invention, not to limit the present invention. It should be noted that the configurations and methods disclosed in the above embodiments of the present invention may be combined and modified in various forms by combining or intersecting with each other, and modifications thereof may also be considered as the scope of the present invention. That is, the present invention will be embodied in a variety of different forms within the scope of the claims and equivalents thereof, and those skilled in the art to which the present invention pertains can implement various embodiments within the scope of the technical spirit of the present invention. will be able to understand

100: 기판
200: 발광 소자
300: 포토센서 칩
400: 홀더
500: 광학 필터
600: 실링링
700: 범프
800: 솔더 볼
900: 몰딩부
1000: 커넥터
H1: 개구부
H2: 공기 배출부
100: substrate
200: light emitting element
300: photosensor chip
400: holder
500: optical filter
600: sealing ring
700: bump
800: solder ball
900: molding unit
1000: connector
H1: opening
H2: air outlet

Claims (13)

일면, 상기 일면과 대향하는 타면, 상기 일면부터 상기 타면까지 관통된 개구부를 구비하는 기판;
상기 기판의 일면에 접합되고, 광 신호를 송신하는 발광 소자;
광 신호를 전기 신호로 변환하며, 상기 개구부보다 크기가 크고, 그 둘레가 상기 개구부를 둘러싸는 상기 기판의 주변부와 중첩되도록 상기 기판의 타면에 접합되는 포토센서 칩;
광 신호를 상기 포토센서 칩 측으로 반사시키기 위하여 상기 발광 소자 및 상기 개구부를 커버하도록 상기 기판의 일면 둘레에 접합되는 홀더;를 포함하고,
상기 포토센서 칩과 상기 개구부와 상기 기판의 일면과 상기 홀더로 둘러싸이고, 외부와 차단되는 내부 공간에, 광 신호의 이동 경로를 형성하고,
상기 이동 경로가 상기 발광 소자와 상기 포토센서 칩의 픽셀 영역을 연결하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
a substrate having one surface, the other surface opposite to the one surface, and an opening penetrating from the one surface to the other surface;
a light emitting device bonded to one surface of the substrate and transmitting an optical signal;
a photosensor chip that converts an optical signal into an electrical signal, has a size larger than the opening, and is bonded to the other surface of the substrate so that a periphery thereof overlaps with a periphery of the substrate surrounding the opening;
and a holder bonded to one surface of the substrate so as to cover the light emitting element and the opening in order to reflect an optical signal toward the photosensor chip,
forming a movement path of an optical signal in an internal space surrounded by the photosensor chip, the opening, one surface of the substrate, and the holder, and blocked from the outside;
A photo sensor shrinkage package module in which the movement path connects the light emitting device and a pixel region of the photosensor chip.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 주변부와 상기 홀더 사이에서 상기 개구부를 커버하도록 상기 주변부에 접합되고, 상기 포토센서 칩과 대향하도록 배치되는 광학 필터;를 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
The method according to claim 1,
The photosensor shrinkage package module comprising a; an optical filter bonded to the periphery to cover the opening between the periphery and the holder and disposed to face the photosensor chip.
청구항 1에 있어서,
상기 포토센서 칩은 QRNG 포토센서 칩을 포함하고,
상기 기판은 인쇄회로기판을 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
The method according to claim 1,
The photosensor chip includes a QRNG photosensor chip,
The substrate is a photo sensor shrinkage package module including a printed circuit board.
청구항 4에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 열팽창계수는 1.2×10-6 내지 3.2×10-6 /℃ 의 범위인 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
5. The method according to claim 4,
The thermal expansion coefficient of the printed circuit board is in the range of 1.2 × 10 -6 to 3.2 × 10 -6 / ℃ photo sensor shrinkage package module.
청구항 4에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 두께는 0.04 내지 0.15㎜ 의 범위인 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
5. The method according to claim 4,
The thickness of the printed circuit board is a photo sensor shrinkage package module in the range of 0.04 to 0.15 mm.
청구항 1에 있어서,
상기 홀더는 적어도 하부면에 금속 재질의 코팅층이 형성되는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
The method according to claim 1,
The holder is a photo sensor shrinkage package module in which a coating layer of a metal material is formed on at least a lower surface.
청구항 7에 있어서,
상기 금속 재질은 팔라듐 재질 및 니켈 재질 중 어느 하나를 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
8. The method of claim 7,
The metal material is a photo sensor shrinkage package module including any one of a palladium material and a nickel material.
청구항 3에 있어서,
상기 광학 필터는 적외선 파장대의 광을 흡수하고 나머지를 투과시키는 흡수형 필터를 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
4. The method according to claim 3,
The optical filter is a photo sensor shrinkage package module including an absorption filter that absorbs light in the infrared wavelength band and transmits the rest.
청구항 1에 있어서,
상기 주변부를 관통하도록 형성되고, 상기 기판과 상기 홀더 사이의 내부 공간과 연통하는 공기 배출부;를 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
The method according to claim 1,
The photosensor shrinkage package module including a; formed to pass through the peripheral portion and communicating with an internal space between the substrate and the holder.
청구항 10에 있어서,
상기 공기 배출부는 입구가 상기 기판의 일면에 위치하고, 출구가 상기 기판의 측면 또는 타면에 위치하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
11. The method of claim 10,
The air discharge unit has an inlet located on one surface of the substrate, and an outlet located on a side surface or the other surface of the substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 기판과 상기 포토센서 칩 사이에서 이들을 접합하는 실링링 및 범프;
상기 기판의 타면과 상기 포토센서 칩을 피복하는 몰딩부;를 포함하는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
The method according to claim 1,
a sealing ring and a bump bonding the substrate and the photosensor chip to each other;
A photo sensor shrinkage package module comprising a; a molding part covering the other surface of the substrate and the photosensor chip.
청구항 12에 있어서,
상기 실링링은 금속 물질을 재질로 포함하고, 상기 개구부의 둘레를 따라 폐루프 형상으로 패터닝되며, 천이액상접합(Transients Liquid Phase bonding)방식으로 상기 기판과 상기 포토센서 칩에 접합되고,
상기 범프들은 상기 실링링의 외측에서 상기 실링링의 둘레를 따라 이격되도록 배치되고, 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 상기 기판을 상기 포토센서 칩에 접합시키는 포토 센서 쉬링키지 패키지 모듈.
13. The method of claim 12,
The sealing ring includes a metal material, is patterned in a closed loop shape along the periphery of the opening, and is bonded to the substrate and the photosensor chip by a transients liquid phase bonding method,
The bumps are arranged to be spaced apart from the outside of the sealing ring along the circumference of the sealing ring, and a photo sensor shrinkage package module for bonding the substrate to the photosensor chip by a flip chip bonding method.
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EP2940923B1 (en) * 2014-04-28 2018-09-05 Université de Genève Method and device for optics based quantum random number generator
KR20150130193A (en) * 2014-05-13 2015-11-23 (주)파트론 Sensor package and manufacturing method thereof
KR101962234B1 (en) * 2015-11-10 2019-03-26 (주)파트론 Optical sensor package
KR20170129506A (en) * 2016-05-17 2017-11-27 엘지이노텍 주식회사 Camera module
KR101963393B1 (en) 2016-09-27 2019-03-28 한국과학기술연구원 System and method for generating random number using image sensor, method for forming database, and computer readable recording medium thereof

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