KR102351988B1 - 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents

스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR102351988B1
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Abstract

본 발명은 패키지 공정을 단축시켜서 공정 비용을 절감할 수 있고, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 하는 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 통합 기판: 상기 통합 기판의 가운데 부분에 설치되는 발광 장치; 상기 통합 기판의 테두리 부분에 설치되고, 상기 발광 장치의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치를 중심으로 방사선 상에 다각도로 배치되는 복수개의 수광 장치들; 및 복수개의 상기 수광 장치들을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 수광 장치 통합 투광성 봉지재;를 포함할 수 있다.

Description

스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법{Multi sensor package module for smart device and its manufacturing method}
본 발명은 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패키지 공정을 단축시켜서 공정 비용을 절감할 수 있고, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 하는 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
스마트 워치나 스마트 밴드 등과 같은 웨어러블 스마트 기기에는 맥박수, 심장 박동수, 혈중 산소량, 혈압 등 착용자의 각종 생체 정보를 측정할 수 있는 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈이 설치될 수 있다.
도 1은 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈을 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법을 단계적으로 나타내는 개념도이다.
도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈은, 1개의 발광 장치(2)와, 상기 발광 장치(2)를 중심으로 그 둘레에 등각으로 배치되는 8개의 수광 장치(3) 및 충전 도크(미도시)와 자력으로 연결될 수 있도록 자석(6) 등을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법은, LED 웨어퍼를 이용한 복수개의 발광 다이오드(R, G, B, IR 등)들을 제 1 기판(1-1) 상에 다이 어태치하고, 투광성 봉지재를 패키징하여 1개의 상기 발광 장치(2)를 개별 제조할 수 있다.
또한, 이와는 별개로, 포토 다이오드 웨이퍼를 이용하여 제조된 포토 다이오드를 제 2 기판(1-2) 상에 다이 어태치하고, 개별적으로 투광성 봉지재를 패키징하여 8개의 수광 장치(3)들을 개별 제조할 수 있다.
따라서, 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈은, 이렇게 제조된 1개의 상기 발광 장치(2)를 제 3 기판(1-3)의 중심부에 실장하고, 상술된 8개의 상기 수광 장치(3)를 그 둘레에 등각으로 배치하여 총 9개의 패키지들은 원판 형상으로 형성된 상기 제 3 기판(1-3) 상에 실장하여 이루어질 수 있었다.
이외에도, 상기 제 3 기판(1-3)에는 상기 자석(6) 및 다양한 집적 회로(IC)들이 추가로 설치될 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈은, 총 9번의 패키징 공정이 개별적으로 이루어지는 것으로서, 기판 또는 부품의 개수가 증대되어 제조 비용이나 기간이 낭비되고, 패키지 공정이 복잡하여 공정 비용이 증대되며, 각각의 패키지들을 실장할 수 있는 최소한의 공간이 확보되어야 하기 때문에 패키지의 부피나 두께가 커져서 설치의 제약이 발생되고, 패키징 공정의 횟수에 비례하여 열적 스트레스와 기계적 스트레스가 증대되어 부품 손상으로 인해 안전성이떨어지며, 개별적으로 많은 금형을 제작해야 하기 때문에 금형 제작 비용 및 기간이 많이 소요되고, 신속한 고객 대응이 어려우며, 포토 다이오드의 면적이 줄어들어서 광 감도가 떨어지고, 자석의 면적이 축소되어 충전 도크의 위치 보정력이 떨어지는 등 많은 문제점들이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통합 기판으로 기판을 통합하고, 개별적으로 이루어지던 투명 봉지재의 패키지 공정을 일원화하여 패키지 공정을 단소화하여 공정 비용을 절감할 수 있고, 패키지를 소형화하거나 다양한 형상으로 형성할 수 있으며, 패키징 공정의 횟수를 단축시켜서 열적 스트레스와 기계적 스트레스로 인한 손상을 최소화함으로써 안전성을 향상시킬 수 있고, 통합 금형만 제작하여 금형 제작 비용 및 기간을 절감할 수 있으며, 다양한 발광 다이오드나 포토 다이오드에도 통합 적용이 가능하여 신속한 고객 대응을 가능하게 하고, 통합 기판을 IPS(Insulated Pattern Substrate)로 개발하여 두께를 최소화할 수 있으며, 포토 다이오드의 면적을 증대시켜서 광 감도를 크게 향상시킬 수 있고, 자석의 외경이나 높이 등의 자석 면적을 증대시켜서 충전 도크의 위치 보정력을 향상시킬 수 있으며, 돔형 렌즈부를 이용하여 수광 효율 또는 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 패키지 일체화로 인해 구조적으로 매우 견고하며, 내구성을 크게 향상시킬 수 있고, 다양한 사출 성형 방식으로 성형을 용이하게 할 수 있으며, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 하는 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈은, 통합 기판: 상기 통합 기판의 가운데 부분에 설치되는 발광 장치; 상기 통합 기판의 테두리 부분에 설치되고, 상기 발광 장치의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치를 중심으로 방사선 상에 다각도로 배치되는 복수개의 수광 장치들; 및 복수개의 상기 수광 장치들을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 수광 장치 통합 투광성 봉지재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재는, 주수광축 선상에 돔(Dome) 형상의 수광 렌즈부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 수광 장치는, 상기 통합 기판에 다이 어태치되는 포토 다이오드; 및 상기 통합 기판과 상기 포토 다이오드를 전기적으로 연결하는 포토 다이오드용 와이어;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 발광 장치는, 상기 통합 기판에 다이 어태치되는 복수개의 발광 다이오드; 상기 통합 기판과 상기 발광 다이오드를 전기적으로 연결하는 발광 다이오드용 와이어; 및 복수개의 상기 발광 다이오드들을 통합적 또는 개별적으로 보호할 수 있도록 상기 발광 다이오드들을 둘러싸는 형상으로 형성되는 발광 장치 통합 투광성 봉지재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 봉지재 사출시, 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재로부터 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 방향으로 흐를 수 있도록 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재와 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 사이에 형성되는 통합 런너(Runner);를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 충전 도크와 자력으로 체결될 수 있도록 상기 발광 장치와 상기 수광 장치들 사이에 링형상으로 형성되는 자석;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 통합 런너는 상기 자석에 형성된 관통부를 관통하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 포토 다이오드의 모서리와 이와 대응되는 이웃하는 포토 다이오드의 모서리는 서로 접촉되거나, 또는, 상기 포토 다이오드의 모서리와 이와 대응되는 이웃하는 포토 다이오드의 모서리 사이의 제 1 이격 거리는, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재의 최대 측면 두께 보다 작을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 자석과 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재 사이의 제 2 이격 거리는, 상기 제 1 이격 거리 보다 작을 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법은, (a) 통합 기판을 준비하는 단계: (b) 상기 통합 기판의 가운데 부분에 발광 장치를 설치하고, 상기 통합 기판의 테두리 부분에 상기 발광 장치의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치를 중심으로 방사선 상에 다각도로 복수개의 수광 장치들을 배치하는 단계; 및 (c) 복수개의 상기 수광 장치들을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 수광 장치 통합 투광성 봉지재와, 상기 발광 장치에 형성되는 발광 장치 통합 투광성 봉지재를 동시에 사출 성형하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 통합 런너(Runner)를 이용하여 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재로부터 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 방향으로 흐를 수 있도록 상기 용융재를 측방으로 성형할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재 방향 및 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 방향으로 각각 흐를 수 있도록 상기 용융재를 하방으로 성형할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈 및 이의 제조 방법은, 통합 기판으로 기판을 통합하고, 개별적으로 이루어지던 투명 봉지재의 패키지 공정을 일원화하여 패키지 공정을 단소화하여 공정 비용을 절감할 수 있고, 패키지를 소형화하거나 다양한 형상으로 형성할 수 있으며, 패키징 공정의 횟수를 단축시켜서 열적 스트레스와 기계적 스트레스로 인한 손상을 최소화함으로써 안전성을 향상시킬 수 있고, 통합 금형만 제작하여 금형 제작 비용 및 기간을 절감할 수 있으며, 다양한 발광 다이오드나 포토 다이오드에도 통합 적용이 가능하여 신속한 고객 대응을 가능하게 하고, 통합 기판을 IPS(Insulated Pattern Substrate)로 개발하여 두께를 최소화할 수 있으며, 포토 다이오드의 면적을 증대시켜서 광 감도를 크게 향상시킬 수 있고, 자석의 외경이나 높이 등의 자석 면적을 증대시켜서 충전 도크의 위치 보정력을 향상시킬 수 있으며, 돔형 렌즈부를 이용하여 수광 효율 또는 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 패키지 일체화로 인해 구조적으로 매우 견고하며, 내구성을 크게 향상시킬 수 있고, 다양한 사출 성형 방식으로 성형을 용이하게 할 수 있으며, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법을 단계적으로 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법을 단계적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법의 여러 실시예들을 나타내는 도면들이다.
도 8은 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 발광 면적 향상을 나타내는 평면도들이다.
도 9는 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 자석 면적 향상을 나타내는 평면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)은, 크게 통합 기판(10)과, 발광 장치(20)와, 수광 장치(30)들 및 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)를 포함할 수 있다.
여기서, 예컨대, 상기 통합 기판(10)은, 1개의 상기 발광 장치(20)와 8개의 상기 수광 장치(30)들이 안착되어 지지될 수 있도록 충분한 강도와 내구성을 가진 회로 기판의 일종일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 통합 기판(10)은, 전체적으로 원판 형상으로 형성되고, 주변에 링형상의 연장부가 형성되는 인쇄 회로 기판이거나, 또는 플렉시블 기판이거나, 또는 금속 기판, 세라믹 기판, 기타 절연 재질에 패턴을 형성한 IPS(Insulated Pattern Substrate) 기판 등일 수 있다.
이러한 상기 통합 기판(10)은 스마트 워치나 스마트 밴드 등의 각종 웨어러블 기기에 적용될 수 있는 것으로서, 이외에도 스마트 패드나, 스마트 폰이나, 스마트 헬스 케어 지지나, 스마트 의료 장비 등 다양한 스마트 기기에 모두 적용될 수 있다.
이러한 상기 통합 기판(10)은 종래의 도 1 및 도 2의 상기 제 1 기판(1-1)과 상기 제 2 기판(1-2)의 역할을 통합적으로 수행하는 것으로서, 상기 제 1 기판(1-1)과 상기 제 2 기판(1-2)을 종래의 상기 제 3 기판(1-3)에 다이 어태치하는 공정을 생략할 수 있기 때문에 공정의 개수를 줄여서 공정 비용과 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
또한, 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 발광 장치(20)는, 상기 통합 기판(10)의 가운데 부분에 설치되는 것으로서, 상기 통합 기판(10)에 다이 어태치되는 복수개의 발광 다이오드(21)와, 상기 통합 기판(10)과 상기 발광 다이오드(21)를 전기적으로 연결하는 발광 다이오드용 와이어(22) 및 복수개의 상기 발광 다이오드(21)들을 통합적 또는 개별적으로 보호할 수 있도록 상기 발광 다이오드(21)들을 둘러싸는 형상으로 형성되는 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23)를 포함할 수 있다.
여기서, 더욱 구체적으로는 상기 발광 다이오드(21)는, 적어도 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드, 적외선 발광 다이오드 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다. 그러나 이외에도 다양한 발광 다이오드들이 선택적으로 적용될 수 있고, 플립칩을 이용하는 경우, 상기 와이어는 생략될 수도 있다.
또한, 예컨대, 상기 수광 장치(30)는, 상기 통합 기판(10)의 테두리 부분에 설치되고, 상기 발광 장치(20)의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치(20)를 중심으로 방사선 상에 다각도로 배치되는 복수개의 장치들로서, 각각의 상기 수광 장치(30)는, 상기 통합 기판(10)에 다이 어태치되는 포토 다이오드(31) 및 상기 통합 기판(10)과 상기 포토 다이오드(31)를 전기적으로 연결하는 포토 다이오드용 와이어(32)를 포함할 수 있다. 그러나 이외에도 다양한 수광 다이오드들이 선택적으로 적용될 수 있고, 플립칩을 이용하는 경우, 상기 와이어는 생략될 수도 있다.
또한, 예컨대, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)는, 복수개의 상기 수광 장치(30)들(도면에서는 8개)을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치(30)들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 CMC나 실리콘 등의 투광성 수지 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)는, 주수광축 선상에 돔(Dome) 형상의 수광 렌즈부(40a)가 형성될 수 있다.
따라서, 상기 수광 렌즈부(40a)를 이용하여 수광 집중도를 높여서 상기 포토 다이오드(31)의 수광 효율 및 광 감도를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)은, 충전 도크와 자력으로 체결될 수 있도록 상기 발광 장치(20)와 상기 수광 장치(30)들 사이에 링형상으로 형성되는 자석(60)을 더 포함할 수 있다.
도 6은 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)의 제조 방법을 단계적으로 나타내는 개념도이다.
따라서, 도 6의 상방 도면들에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)의 제조 방법을 단계적으로 설명하면, LED 웨어퍼나 포토 다이오드 웨이퍼를 이용하여 생산된 복수개의 발광 다이오드(R, G, B, IR 등)들 및 8개의 포토 다이오드를 상기 통합 기판(10) 상에 일괄적으로 다이 어태치하고, 역시 일괄적으로 와이어 본딩할 수 있다.
이어서, 도 6의 하방 도면들에 도시된 바와 같이, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)와, 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23)를 일괄적으로 사출 성형할 수 있다. 이어서, EMC 또는 WEMC 재질의 광차단성 또는 광반사성 재질의 격벽형 광차단 봉지재(24) 및 하우징형 광유도 봉지재(25)를 사출 성형할 수 있다.
따라서, 이러한 일괄 패키징 공정을 이용하여 상기 발광 다이오드(21) 및 상기 포토 다이오드(31)를 동시에 성형하여 공정을 크게 단축시킬 수 있다.
이외에도, 상기 통합 기판(10)에는 상기 자석(60) 및 다양한 집적 회로(IC)들이 추가로 설치될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)에 따르면, 상기 통합 기판(10)으로 기판을 통합하고, 개별적으로 이루어지던 다이 어태치, 투명 봉지재, 와이어링 등의 패키지 공정을 일원화하여 패키지 공정을 단소화하여 공정 비용을 절감할 수 있고, 패키지를 소형화하거나 다양한 형상으로 형성할 수 있으며, 패키징 공정의 횟수를 단축시켜서 열적 스트레스와 기계적 스트레스로 인한 손상을 최소화함으로써 안전성을 향상시킬 수 있고, 통합 금형만 제작하여 금형 제작 비용 및 기간을 절감할 수 있으며, 다양한 발광 다이오드나 포토 다이오드에도 통합 적용이 가능하여 신속한 고객 대응을 가능하게 하고, 통합 기판을 IPS(Insulated Pattern Substrate)로 개발하여 두께를 최소화할 수 있다.
도 7은 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)의 제조 방법의 여러 실시예들을 나타내는 도면들이다.
한편, 도 4 내지 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)은, 봉지재 사출시, 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)로부터 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23) 방향으로 흐를 수 있도록 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)와 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23) 사이에 형성되는 통합 런너(50)(Runner)를 더 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 통합 런너(50)는 상기 자석(60)에 형성된 관통부(61)를 관통하여 형성될 수 있다.
따라서, 봉지재 사출시, 상기 용융재는 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)로부터 상기 통합 런너(50)를 거쳐서 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23) 방향으로 흐를 수 있고, 이를 통해서, 1회의 봉지재 사출 공정만으로도 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)와, 상기 통합 런너(50) 및 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23)를 모두 동시에 사출 성형할 수 있다.
도 8은 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)의 발광 면적 향상을 나타내는 평면도들이다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 경우, 미리 만들어진 기성품의 규격에 맞춘 발광 다이오드 패키지나 포토 다이오드 패키지들을 사용하고, 이들 기성 패키지들은 상기 발광 다이오드나 상기 포토 다이오드를 투명 봉지재들이 둘러싸는 형상으로 미리 사출 성형되어 있기 때문에 상기 투명 봉지재의 밑면적은 최소한 상기 다이오드들의 밑면적 보다 넓고, 강도와 내구성을 유지할 수 있도록 최소한의 측면 두께가 형성되어 있기 때문에 포토 다이오드들 간의 최소한의 거리, 즉 예컨대, 기존 이격 거리(L11)는 0.83mm가 필요했었다.
이에 반하여, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)은, 다이 어태치 이후에 패키징을 하기 때문에, 상기 포토 다이오드(31)의 모서리와 이와 대응되는 이웃하는 포토 다이오드(31)의 모서리는 서로 접촉되거나, 또는, 상기 포토 다이오드(31)의 모서리와 이와 대응되는 이웃하는 포토 다이오드(31)의 모서리 사이의 제 1 이격 거리(L1)(예컨대, 0.18mm)는, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)의 최대 측면 두께(T1) 보다 작게 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명은 기존과 대비하여 포토 다이오드의 발광 면적을 실재 측정상 6.39mm2에서 12.41mm2로 대략 2배 이상으로 최대화할 수 있기 때문에 수광 효율을 극대화하여 광 감도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 4의 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)의 자석 면적 향상을 나타내는 평면도들이다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상술된 바와 같은 원리로 포토 다이오드(31)와 상기 자석(60) 간의 기존 자석 외경(D11)이 6mm 라면, 도 9의 (6)에 도시된 바와 같이, 상기 자석(60)과 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40) 사이의 제 2 이격 거리(L2)는 상기 제 1 이격 거리(L1) 보다 작게 하여, 자석 외경(D1)은, 7mm로 자석의 면적을 18.79mm2에서 29.93mm2로 증대시켜서 자석의 자성을 추가적으로 더 확보할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈(100)의 제조 방법은, 통합 기판(10)(Substrate)을 준비하는 단계와, 상기 통합 기판(10)의 가운데 부분에 발광 장치(20)를 설치하고, 상기 통합 기판(10)의 테두리 부분에 상기 발광 장치(20)의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치(20)를 중심으로 방사선 상에 다각도로 복수개의 수광 장치(30)들을 배치하는 단계(Die Attach) 및 복수개의 상기 수광 장치(30)들을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치(30)들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)와, 상기 발광 장치(20)에 형성되는 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23)를 동시에 사출 성형하는 단계(LED & PD Package)를 포함할 수 있다.
이 때, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계에서, 통합 런너(50)(Runner)를 이용하여 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40)로부터 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23) 방향으로 흐를 수 있도록 상기 용융재를 측방으로 성형할 수 있다.
이외에도, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계에서, 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재(40) 방향 및 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재(23) 방향으로 각각 흐를 수 있도록 상기 용융재를 하방으로 성형할 수 있다. 이러한 하방 성형시에는 상기 통합 런너(50)를 생략하는 것도 가능하다.
그러므로, 상기 포토 다이오드(31)의 면적을 증대시켜서 광 감도를 크게 향상시킬 수 있고, 상기 자석(60)의 외경이나 높이 등의 자석 면적을 증대시켜서 충전 도크의 위치 보정력을 향상시킬 수 있으며, 상술된 돔형 렌즈부(23a)(41a)를 이용하여 수광 효율 또는 발광 효율을 향상시킬 수 있고, 패키지 일체화로 인해 구조적으로 매우 견고하며, 내구성을 크게 향상시킬 수 있고, 다양한 사출 성형 방식으로 성형을 용이하게 할 수 있으며, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1-1: 제 1 기판
1-2: 제 2 기판
1-3: 제 3 기판
IC: 집적 회로
10: 통합 기판
2, 20: 발광 장치
21: 발광 다이오드
22: 발광 다이오드용 와이어
23: 발광 장치 통합 투광성 봉지재
3, 30: 수광 장치
31: 포토 다이오드
32: 포토 다이오드용 와이어
40: 수광 장치 통합 투광성 봉지재
40a: 수광 렌즈부
50: 통합 런너
6, 60: 자석
61: 관통부
L1: 제 1 이격 거리
L2: 제 2 이격 거리
T1: 최대 측면 두께
D1: 자석 외경
100: 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈

Claims (12)

  1. 통합 기판:
    상기 통합 기판의 가운데 부분에 설치되는 발광 장치;
    상기 통합 기판의 테두리 부분에 설치되고, 상기 발광 장치의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치를 중심으로 방사선 상에 다각도로 배치되는 복수개의 수광 장치들; 및
    복수개의 상기 수광 장치들을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 수광 장치 통합 투광성 봉지재;
    를 포함하고,
    충전 도크와 자력으로 체결될 수 있도록 상기 발광 장치와 상기 수광 장치들 사이에 링형상으로 형성되는 자석;
    을 더 포함하는,
    스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재는, 주수광축 선상에 돔(Dome) 형상의 수광 렌즈부가 형성되는, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광 장치는,
    상기 통합 기판에 다이 어태치되는 포토 다이오드; 및
    상기 통합 기판과 상기 포토 다이오드를 전기적으로 연결하는 포토 다이오드용 와이어;
    를 포함하는, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광 장치는,
    상기 통합 기판에 다이 어태치되는 복수개의 발광 다이오드;
    상기 통합 기판과 상기 발광 다이오드를 전기적으로 연결하는 발광 다이오드용 와이어; 및
    복수개의 상기 발광 다이오드들을 통합적 또는 개별적으로 보호할 수 있도록 상기 발광 다이오드들을 둘러싸는 형상으로 형성되는 발광 장치 통합 투광성 봉지재;
    를 포함하는, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    봉지재 사출시, 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재로부터 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 방향으로 흐를 수 있도록 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재와 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 사이에 형성되는 통합 런너(Runner);
    를 더 포함하는, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 통합 런너는 상기 자석에 형성된 관통부를 관통하여 형성되는, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포토 다이오드의 모서리와 이와 대응되는 이웃하는 포토 다이오드의 모서리는 서로 접촉되거나, 또는, 상기 포토 다이오드의 모서리와 이와 대응되는 이웃하는 포토 다이오드의 모서리 사이의 제 1 이격 거리는, 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재의 최대 측면 두께 보다 작은, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자석과 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재 사이의 제 2 이격 거리는, 상기 제 1 이격 거리 보다 작은, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈.
  10. 삭제
  11. (a) 통합 기판을 준비하는 단계:
    (b) 상기 통합 기판의 가운데 부분에 발광 장치를 설치하고, 상기 통합 기판의 테두리 부분에 상기 발광 장치의 주변을 둘러싸도록 상기 발광 장치를 중심으로 방사선 상에 다각도로 복수개의 수광 장치들을 배치하는 단계; 및
    (c) 복수개의 상기 수광 장치들을 통합적으로 보호할 수 있도록 상기 수광 장치들을 서로 연결하여 링형상으로 둘러싸는 형상으로 형성되는 수광 장치 통합 투광성 봉지재와, 상기 발광 장치에 형성되는 발광 장치 통합 투광성 봉지재를 동시에 사출 성형하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 (c) 단계에서,
    통합 런너(Runner)를 이용하여 용융재가 금형 내에서 상기 수광 장치 통합 투광성 봉지재로부터 상기 발광 장치 통합 투광성 봉지재 방향으로 흐를 수 있도록 상기 용융재를 측방으로 성형하는, 스마트 기기용 멀티 센서 패키지 모듈의 제조 방법.
  12. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156883A (ja) 2004-12-01 2006-06-15 Seiko Epson Corp 光半導体素子、光通信装置、電子機器、光半導体素子の製造方法及び光通信装置の製造方法
KR100763859B1 (ko) 2006-06-16 2007-10-05 한국 고덴시 주식회사 칩 발광다이오드 패키지
KR101457500B1 (ko) 2013-05-08 2014-11-05 주식회사 아이티엠반도체 근접 조도 센서의 제작 방법
JP2017114933A (ja) 2015-12-21 2017-06-29 京セラ株式会社 オプトデバイス用樹脂組成物およびこれを用いたオプトデバイス

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101568267B1 (ko) * 2014-04-15 2015-11-11 노명재 다중 광원의 통합 제어용 집광형 렌즈광학계를 포함하는 라인 설계형 led 집광모듈
KR20190059443A (ko) * 2017-11-23 2019-05-31 주식회사 라온즈 웨어러블 및 휴대 스마트 디바이스용 광학 센싱 모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156883A (ja) 2004-12-01 2006-06-15 Seiko Epson Corp 光半導体素子、光通信装置、電子機器、光半導体素子の製造方法及び光通信装置の製造方法
KR100763859B1 (ko) 2006-06-16 2007-10-05 한국 고덴시 주식회사 칩 발광다이오드 패키지
KR101457500B1 (ko) 2013-05-08 2014-11-05 주식회사 아이티엠반도체 근접 조도 센서의 제작 방법
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