KR102470098B1 - 센서 패키지 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 센서 패키지는, 센서부; 및 상기 센서부를 감싸는 커버부를 포함하며, 상기 센서부는, 기판과, 상기 기판 위에 배치되는 제 1 소자 및 제 2 소자와, 상기 제 1 소자 위에 배치되며, 상기 제 1 소자의 상면의 제 1 영역을 노출하는 제 1 홀이 형성된 보호부와, 상기 기판 위에 배치되어 상기 제 1 소자 및 제 2 소자를 덮으며, 상기 제 1 홀을 노출하는 제 2 홀이 형성된 몰딩부를 포함하며, 상기 커버부의 상부에는, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀을 노출하는 제 3 홀이 형성된다.
Description
실시 예는 센서 패키지에 관한 것으로, 특히 카드 형태의 패키지 구조를 가지는 센서 패키지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
온도 센서는 온도를 측정하는 방법에 따라 접촉식 온도 센서와 비접촉식 온도 센서로 구분될 수 있다. 접촉식 온도 센서는 온도 센서와 피측정체가 물리적으로 직접 접촉되어 온도를 측정하는 방식의 온도 센서이다. 대표적으로 수은온도계, 알콜온도계 및 NTC온도계 등이 이에 해당한다. 그러나 접촉식 온도 센서는 피측정체가 물리적으로 온도 센서에 접촉되어야 하므로 복합적인 기능을 수행하는 전자 디바이스에 채용되어 활용되는 것에는 한계가 있었다.
따라서 최근의 전자 디바이스에 채용되어 활용될 수 있는 온도 센서는 주로 비접촉식 온도 센서가 고려되어 왔다. 비접촉식 온도 센서의 대표적인 형태는 적외선 온도 센서이다. 적외선 온도 센서는 피측정체가 발산하는 적외선을 온도 센서의 써모파일이 수광하여 온도를 측정하는 방식이 사용된다. 이러한 방식의 적외선 온도 센서는 제백효과(seebeck effect)를 이용하여 온도를 측정한다. 제백효과는 접속한 두 지점 사이에 온도차가 발생하면 생성되는 기전력이 발생하는 효과이다.
도 1은 종래 기술에 따른 센서 패키지를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 센서 패키지(10)는, 기판(11), 센서(12), 제어소자(13) 및 연결부(14)를 포함한다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 기판(11)의 하면에는 배터리(도시하지 않음)가 추가로 배치되며, 그에 따라 상기 기판(11) 위에 배치된 센서(12) 및 제어 소자(13)에 각각 구동 전원이 공급되도록 한다.
기판(11) 위에는 센서(12) 및 제어소자(13)가 배치된다.
센서(12)는 적외선 온도 센서나 적외선 습도 센서일 수 있으며, 설치 장치에서 온도 또는 습도를 측정하여 측정된 신호를 제어소자(13)로 전달한다.
제어소자(13)는 상기 센서(12)의 동작을 제어하며, 상기 센서(12)를 통해 측정된 신호를 연결부(14)를 통해 외부장치(도시하지 않음)로 전달한다.
연결부(14)는 외부장치와 데이터 통신을 위한 인터페이스를 제공하며, 도시된 바와 같이 USB(Universal Serial Bus) 타입으로 구현될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 센서 패키지는, 기판(11)의 상면 및 하면에 각각 구성요소가 배치되고, 그에 따라 별도의 연결부(14)를 통해 외부장치로 신호를 전송함으로써, 부피가 큰 단점이 있다.
또한, 컨테이너에 화물이나 상품을 가득 채우고, 상기 화물이나 상품의 이동 시에 상기 온도나 습도를 측정하는 사용 환경에서, 상기 화물이나 상품에 상기 센서 패키지의 부착이 어려운 문제점이 있다. 또한, 외부장치를 통해 사용자가 상기 측정된 신호의 획득에 있어서 상기 연결부(14)를 상기 외부장치의 인터페이스를 삽입해야 함으로써, 데이터 획득에 불편함이 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 카드 타입의 새로운 구조의 센서 패키지 및 이의 제조 방법를 제공한다.
또한, 실시 예에서는 자체 메모리 기능을 부여하여 측정 데이터를 누적 기록할 수 있는 센서 패키지 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 실시 예에서는, 무선 통신 기능을 활용하여 센서에서 획득한 데이터를 무선으로 확인할 수 있는 센서 패키지 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 실시 예에서는 센서의 오픈부 위에 별도의 충격 방지 필름을 형성하여 추후 상기 오픈부를 노출하기 위한 홀 형성시에 상기 센서가 파손되는 것을 방지할 수 있는 센서 패키지 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 센서 패키지는, 센서부; 및 상기 센서부를 감싸는 커버부를 포함하며, 상기 센서부는, 기판과, 상기 기판 위에 배치되는 제 1 소자 및 제 2 소자와, 상기 제 1 소자 위에 배치되며, 상기 제 1 소자의 상면의 제 1 영역을 노출하는 제 1 홀이 형성된 보호부와, 상기 기판 위에 배치되어 상기 제 1 소자 및 제 2 소자를 덮으며, 상기 제 1 홀을 노출하는 제 2 홀이 형성된 몰딩부를 포함하며, 상기 커버부의 상부에는, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀을 노출하는 제 3 홀이 형성된다.
또한, 상기 제 1 소자는, 상면에 상기 제 1 영역에 대응하는 오픈부가 형성된 센서이며, 상기 제 1 홀 내지 상기 제 3 홀은, 상기 센서의 오픈부를 노출한다.
또한, 상기 보호부는, 상기 제 1 소자 위에 배치된 제 1 보호부와, 상기 제 1 보호부 위에 배치된 제 2 보호부를 포함하며, 상기 제 1 홀은 상기 2 보호부에 형성된다.
또한, 상기 제 1 보호부는, 상기 센서의 상기 오픈부를 덮으며, 표면에 기체를 통과시키면서 이물질을 차단하는 다수의 홀이 형성된다.
또한, 상기 몰딩부는, 상기 기판 아래에 형성되는 제 1 몰딩부와, 상기 기판 위에 형성되는 제 2 몰딩부를 포함하며, 상기 제 1 몰딩부는, 상기 기판의 하면을 덮고, 상기 제 2 몰딩부는, 상기 기판, 상기 제 1 소자, 상기 보호부 및 상기 제 2 소자의 상면을 덮는다.
또한, 상기 제 2 몰딩부는, 상기 제 2 소자와 동일 높이로 형성되며, 상기 제 2 몰딩부의 상면은, 상기 제 2 소자의 상면과 동일 평면 상에 배치된다.
또한, 상기 센서부는, 상기 기판 위에 배치되는 안테나와, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 안테나와 연결되는 통신 소자와, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 센서부를 구성하는 각 구성요소에 구동 전원을 공급하는 배터리와, 상기 센서부의 동작을 활성화 또는 비활성화시키는 스위치를 더 포함한다.
또한, 상기 안테나는, 상기 배터리 및 상기 스위치의 주위를 둘러싸며 상기 기판의 가장자리 영역에 배치된다.
또한, 상기 커버부는, 상기 센서부의 상면을 덮는 제 1 커버부와, 상기 센서부의 측면을 덮는 제 2 커버부와, 상기 센서부의 하면을 덮는 제 3 커버부를 포함하며, 상기 제 3 홀은, 상기 제 1 커버부에 형성된다.
또한, 상기 제 2 소자의 상면은, 상기 제 1 커버부의 하면과 직접 접촉한다.
한편, 센서 패키지의 제조 방법은 지지부 위에 제 1 몰딩부를 형성하는 단계; 상기 형성된 제 1 몰딩부 위에 기판, 상기 기판 위에 배치된 제 1 소자 및 제 2 소자를 포함하는 센서부를 배치하는 단계; 상기 제 1 소자 위에 보호부를 배치하는 단계; 상기 센서부 위에 상기 센서부의 상부를 덮는 제 2 몰딩부를 형성하는 단계; 상기 보호부 및 상기 제 2 몰딩부에 상기 제 1 소자의 상면의 일부를 노출하는 제 1 홀을 형성하는 단계; 상기 지지부를 제거하는 단계; 및 상기 센서부의 상면, 하면 및 측면을 덮으며, 상면에 상기 제 1 홀을 노출하는 제 2 홀이 형성된 커버부를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 소자는, 상면에 오픈부가 형성된 센서이며, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀은, 상기 센서의 오픈부를 노출한다.
또한, 상기 보호부를 배치하는 단계는, 상기 제 1 소자 위에 제 1 보호부를 배치하는 단계와, 상기 제 1 보호부 위에 제 2 보호부를 배치하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 홀은 상기 2 보호부에 형성된다.
또한, 상기 제 1 보호부를 배치하는 단계는, 상기 센서의 상기 오픈부를 덮으며, 표면에 기체를 통과시키면서 이물질을 차단하는 다수의 홀이 형성된 제 1 보호부를 배치하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 2 몰딩부를 형성하는 단계는, 상기 제 2 소자와 동일 높이로 형성되며, 상면이 상기 제 2 소자의 상면과 동일 평면 상에 배치되는 제 2 몰딩부를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 센서부는, 상기 기판 위에 배치되는 안테나와, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 안테나와 연결되는 통신 소자와, 상기 기판 위에 배치되며, 상기 센서부를 구성하는 각 구성요소에 구동 전원을 공급하는 배터리와, 상기 센서부의 동작을 활성화 또는 비활성화시키는 스위치를 더 포함한다.
또한, 상기 안테나는, 상기 배터리 및 상기 스위치의 주위를 둘러싸며 상기 기판의 가장자리 영역에 배치된다.
또한, 상기 커버부는, 상기 센서부의 상면을 덮는 제 1 커버부와, 상기 센서부의 측면을 덮는 제 2 커버부와, 상기 센서부의 하면을 덮는 제 3 커버부를 포함하며, 상기 제 2 홀은, 상기 제 1 커버부에 형성된다.
또한, 상기 제 2 소자의 상면은, 상기 제 1 커버부의 하면과 직접 접촉한다. 또한, 상기 센서부는 상기 제 1소자의 상면에서 내부로 이어지는 리세스를 포함한다. 또한, 상기 제 1 보호부는 상기 제 1 소자의 최상면 상에 배치된다. 또한, 상기 제 2 보호부는 상기 제 1 보호부 상면에 배치된다. 또한, 상기 커버부, 제 2 몰딩부 및 제 2 보호부를 관통하여 형성된 홀을 포함하며, 상기 리세스와 상기 홀은 수직으로 중첩되며 같은 폭을 가지고, 상기 제 1 보호부는 상기 리세스와 상기 홀 사이에 배치된다.
본 발명에 따른 실시 예에 따르면, 측정 대상물에 용이하게 부착할 수 있으며, 이에 따라 상기 측정 대상물의 이동 중에도 상기 측정 대상물에서 측정된 데이터를 무선으로 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 따르면, 카드 타입의 얇은 구조의 센서 패키지를 제공함으로써, 컨테이너, 실내, 콜드 박스 표면 등 다양한 환경에서 적용 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 센서의 오픈부 위에 별도의 충격 방지 필름을 형성하여 추후 상기 오픈부를 노출하기 위한 홀 형성시에 상기 센서가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 센서 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 패키지의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 센서 패키지의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부의 상세 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 15는 도 3에 도시된 센서 패키지의 제조 방법을 공정순으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 패키지의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 센서 패키지의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부의 상세 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 15는 도 3에 도시된 센서 패키지의 제조 방법을 공정순으로 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명에서는 카드 타입의 새로운 센서 패키지 및 이의 제조 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 패키지의 외관을 나타낸 도면이다.
센서 패키지(100)는 커버부(200)를 포함하며, 상기 커버부(200) 내부에는 센서 장착 영역(A)이 배치되며, 상기 센서 장착 영역(A)에는 센서(300)가 배치된다.
상기와 같은 커버부(200)는 상기 센서(300)의 외부를 감싸며 형성되고, 상기 센서(300)의 내부 구성이 외부 환경에 의해 손상되는 것을 방지한다.
상기 커버부(200)는 플라스틱과 같은 재질로 형성 가능하다.
상기 커버부(200)는 85.6mm의 가로 폭을 가지고, 54.0mm의 세로 폭을 가진다.
이때, 상기 커버부(200)는 내부에 배치된 센서 장착 영역(A) 보다 넓은 폭을 가지며, 이에 따라 상기 센서 장착 영역(A)의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면으로부터 돌출되는 돌출영역을 포함한다.
상기 돌출 영역은 도 2에 도시된 바와 같이, 5.0mm 정도의 폭을 가질 수 있다.
상기 커버부(200)의 표면은 제조사의 원하는 도안에 의해 디자인될 수 있으며, 예를 들어, 제조사의 로고가 포함될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 센서 패키지의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 센서 패키지(100)는 센서부(300) 및 상기 센서부(300)를 감싸는 커버부(200)를 포함한다.
센서부(300)는 기판(310), 제 1 소자(320), 제 2 소자(330), 제 1 보호부(340), 제 2 보호부(350), 제 1 몰딩부(360), 제 2 몰딩부(370)를 포함한다.
기판(310)은 단일 회로 패턴이 형성되는 센서부(300)의 지지 기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 센서부(300) 중 어느 한 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수도 있다.
상기 기판(310)이 복수의 적층 구조 중 어느 한 절연층을 의미하는 경우, 상기 기판(310)의 상면 또는 하면에 복수의 회로 패턴이 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 기판(310)은 절연 플레이트를 형성하며, 열 경화성 또는 열 가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합 소재 기판, 또는 유리 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판(310)의 상면에는 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성된다. 상기 회로 패턴은 상기 기판(310) 위에 배치되는 제 1 소자(320) 및 제 2 소자(330)와 전기적으로 연결된다.
상기 기판(310)은 상면 및 상기 상면과 대향되는 하면을 갖는다. 상기 기판(310)은 전기 전도성이 낮아 통전하지 않는 재질로 형성된다. 상기 기판(310)은 상기 설명한 바와 같이, 페놀수지 또는 에폭시 수지 등의 소성이 쉽고 전기 전도성이 낮은 재질이 사용될 수 있으며, 방열 특성을 개선하기 위해 열옹량이 높은 재질의 절연층이 사용될 수도 있다.
상기 회로 패턴은 상기 제 1 소자(320)와 연결되어, 상기 제 1 소자(320)를 통해 획득된 감지 데이터를 수신하고, 이를 상기 제 2 소자(330)로 전달할 수 있다.
상기 회로 패턴은 구리와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 회로 패턴은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 기판(310) 위에는 일정 간격 이격되어 제 1 소자(320) 및 제 2 소자(330)가 배치된다.
상기 제 1 소자(320)는 적외선 온도 센서이며, 측정 대상물에 대한 온도나 습도를 측정하고, 상기 측정에 따른 감지 데이터를 출력한다.
상기 제 1 소자(320)의 상면에는 오픈부(325)가 형성되며, 상기 오픈부(325)를 통해 외부로부터 적외선을 입력받을 수 있다.
상기 제 1 소자(320)는 상기 오픈부(325)를 통해 입력되는 적외선의 변화를 읽고, 상기 읽은 적외선의 변화에 대한 감지 데이터를 생성하여 출력한다. 상기 적외선은, 전자기파 스펙트럼 중 가시광선의 적색광보다 길고 마이크로파보다 짧은 파장, 즉 파장 0.75㎛~1mm의 복사선을 의미한다.
상기 제 2 소자(330)는 상기 제 1 소자(320)와 연결되고, 상기 제 2 소자(320)를 통해 출력되는 감지 데이터를 수신하고, 이를 관리한다.
또한, 상기 제 2 소자(330)는 상기 감지 데이터를 저장하며, 외부의 요청에 따라 상기 감지 데이터를 외부로 전송한다. 추후 설명하겠지만, 상기 제 2 소자(330)는 상기 감지 데이터를 외부로 전송하기 위한 무선 통신 모듈을 포함한다.
바람직하게, 도 2에 도시된 제 2 소자(330)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다.
상기 제 1 소자(320) 위에는 제 1 보호부(340)가 배치된다. 상기 제 1 보호부(340)는 상기 제 1 소자(320)의 상면을 덮는다.
이때, 상기 제 1 소자(320)의 상면은 상기 오픈부(325)가 형성된 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 보호부(340)는 상기 제 1 영역과 제 2 영역을 모두 덮는다. 다시 말해서, 상기 제 1 보호부(340)는 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)를 덮으며 상기 제 1 소자(320) 위에 배치된다.
이때, 상기 제 1 보호부(340)는 상기 적외선을 상기 오픈부(325)를 통해 상기 제 1 소자(320)로 전달하기 위해 다수의 홀이 형성된다.
바람직하게, 상기 제 1 보호부(340)는 기체는 통과시키면서 물이나 먼지 등을 차단할 수 있는 다수의 홀을 포함한다. 이를 위해, 상기 제 1 보호부(340)는 고어텍스(gore tex)로 구현될 수 있다.
상기 제 1 보호부(340) 위에는 제 2 보호부(350)가 배치된다.
상기 제 2 보호부(350)는 상기 제 1 보호부(340)의 상면 중 상기 제 1 영역에 대응하는 부분은 노출하며, 상기 제 2 영역에 대응하는 부분만을 덮으며 형성된다. 이를 위해, 상기 제 2 보호부(350)는 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)에 대응하는 영역을 노출하는 홀을 포함한다.
상기 제 2 보호부(350)는 추후 상기 제 2 몰딩부(370)에 형성되는 홀에 의해 상기 제 1 보호부(340) 및 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)가 파손되는 것을 방지하기 위해 형성된다.
상기 제 2 보호부(350)는 외부로부터 발생하는 충격을 흡수하여 상기 충격에 의한 데미지가 상기 제 1 소자(320)로 전달되는 것을 방지하기 위해 충격 방지 필름으로 형성될 수 있다.
상기 기판(310) 아래에는 제 1 몰딩부(360)가 배치되고, 상기 기판(310) 위에는 제 2 몰딩부(370)가 배치된다.
상기 제 1 몰딩부(360)는 상기 기판(310)을 고정하는 역할을 하는 동시에, 상기 기판(310)의 하면을 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 제 1 몰딩부(360)는 평탄도 확보를 위해 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 기판(310)이 평탄한 상기 제 1 몰딩부(360) 위에 안정적으로 배치될 수 있도록 한다.
상기 제 1 몰딩부(360)는 상온 경화 타입의 레진으로 형성될 수 있으며, 바람직하게 에폭시 계열의 레진으로 형성될 수 있다.
제 2 몰딩부(360)는 상기 오픈부(325) 및 상기 제 2 보호부(350)의 홀을 노출하는 홀이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 2 몰딩부(360)의 홀과 상기 제 2 보호부(350)의 홀은 서로 연결되어 일체로 형성된다.
즉, 상기 제 2 보호부(350)의 홀과, 상기 제 2 몰딩부(360)의 홀은 상기 제 1 보호부(340)의 상면 중 일부를 노출한다. 이때, 상기 홀에 의해 노출되는 상기 제 1 보호부(340)의 상면은 상기 제 1 소자(320)에 형성된 오픈부(325)와 중첩되는 영역이다.
한편, 상기 제 2 몰딩부(370)는 상기 제 1 소자(320)의 높이보다 높게 형성된다. 또한, 제 2 몰딩부(370)는 상기 제 2 소자(330)와 동일한 높이를 가지며 형성된다.
다시 말해서, 상기 제 2 몰딩부(370)의 상면은 상기 제 1 소자(320)의 상면보다는 높게 위치하며, 상기 제 2 소자(330)의 상면과 동일한 평면 상에 배치된다.
상기 제 2 몰딩부(370)는 상기 제 2 소자(330)의 상면과 동일한 평면 상에 배치될 수 있도록 하여, 상기 센서 패키지의 부피를 최소화면서, 상기 센서부(300)의 상면에 대한 평탄도가 확보될 수 있도록 한다.
커버부(200)는 상기 센서부(300)를 덮는다.
이를 위해, 커버부(200)는 상기 센서부(300)의 하면을 덮는 하부 커버와, 측면을 덮는 측부 커버와, 상면을 덮는 상부 커버를 포함할 수 있다.
상기 커버부(200)의 하부 커버는 상기 센서부(300)의 하면을 덮는다. 바람직하게, 상기 하부 커버는 상기 센서부(300)의 제 1 몰딩부(360)의 하면을 덮는다.
상기 커버부(200)의 측부 커버는 상기 센서부(300)의 측면을 덮는다. 바람직하게, 상기 측부 커버는, 상기 센서부(300)의 제 1 몰딩부(360)의 측면, 상기 기판(310)의 측면 및 상기 제 2 몰딩부(370)의 측면을 덮는다.
상기 커버부(200)의 상부 커버는 상기 센서부(300)의 상면을 덮는다. 바람직하게, 상기 상부 커버는, 상기 센서부(300)의 제 2 몰딩부(370)의 상면, 상기 제 2 소자(330)의 상면을 덮는다.
이때, 상기 상부 커버에는, 상기 제 2 몰딩부(370) 및 상기 제 2 보호부(350)에 형성된 홀을 노출하는 홀이 형성된다.
이에 따라, 상기 제 2 몰딩부(370), 제 2 보호부(350) 및 상기 상부 커버에 형성된 홀에 의해 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)와 중첩되는 제 1 보호부(340)의 일부 상면은 외부로 노출되게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부의 상세 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 센서부(300)는 기판 위에 다수의 구성요소가 배치된다.
상기 다수의 구성요소는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 소자(320) 및 제 2 소자(330)를 포함할 수 있다.
이때, 제 2 소자(330)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 소자(332)를 포함할 수 있으며, 이 이외에도 통신 소자(331), 수동 소자(333), 안테나(334), 배터리(335) 및 스위치(336)를 추가로 더 포함할 수 있다.
통신 소자(331)는 상기 기판(310) 위에 상기 제어 소자(332)와 상기 제 1 소자(320) 사이에 배치된다. 이에 따라, 실시 예는 상기 통신 소자(331)를 제어 소자(332) 및 제 1 소자(320) 사이에 배치하여, 상기 제어 소자(332)와 제 1 소자(320) 사이에서 발생할 수 있는 상호 간섭을 최소화할 수 있으며, 상기 기판(310) 위의 안테나(334)의 배치를 보다 용이하게 할 수 있어 통신 효율성을 최대로 할 수 있다.
상기 통신 소자(331)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 인터넷 통신 모듈 및 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등의 근거리 통신 모듈로 구현될 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나(335)는 상기 기판(310) 위에 패턴 형태로 배치될 수 있다. 안테나(335)는 스위치(336) 및 배터리(335)의 주위를 둘러싸며 배치된다.
즉, 안테나(335)에 의한 통신 효율을 최대화하기 위해, 동일 면적 내에서 상기 스위치(336) 및 배터리(335)를 내부에 배치하고, 상기 스위치(336) 및 배터리(335)의 주위를 감싸면서 상기 안테나(335)를 배치한다.
배터리(335)는 상기 센서부(300)를 구성하는 구성요소에 구동 전원을 공급한다.
또한, 스위치(336)는 상기 센서부(300)의 기능을 활성화 또는 비활성화할 수 있으며, 제어 소자(332)는 상기 스위치(336)와 연결되고, 상기 스위치(336)를 통해 입력되는 스위칭 신호에 따라 상기 배터리(335)를 통해 공급되는 구동 전원을 단속한다.
상기와 같은, 본 발명에 따른 실시 예에 따르면, 측정 대상물에 용이하게 부착할 수 있으며, 이에 따라 상기 측정 대상물의 이동 중에도 상기 측정 대상물에서 측정된 데이터를 무선으로 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 따르면, 카드 타입의 얇은 구조의 센서 패키지를 제공함으로써, 컨테이너, 실내, 콜드 박스 표면 등 다양한 환경에서 적용 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 센서의 오픈부 위에 별도의 충격 방지 필름을 형성하여 추후 상기 오픈부를 노출하기 위한 홀 형성시에 상기 센서가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 센서 패키지의 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 15는 도 3에 도시된 센서 패키지의 제조 방법을 공정순으로 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면 커버부(200)를 제작한다.
상기 커버부(200)는 센서부(300)의 외부를 감싸기 위한 용도로 제조된다. 상기 커버부(200)는 표면에 제조사가 원하는 형태로 디자인된다. 도면에 도시된 바와 같이 제조사의 로고가 포함될 수 있다.
상기 커버부(200)는 일반 시중에 유통되는 신용 카드 등의 커버 재질로 형성될 수 있으며, 일 예로 플라스틱을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
이때, 상기 커버부(200)는 상면의 특정 영역에 홀(210)이 형성되어 있다.
상기 홀(210)은 추후 센서부(300)의 특정 영역을 노출하기 위해 형성되며, 이에 따라, 상기 센서부(300)의 특정 영역에 대응하는 부분에 형성된다. 상기 특정 영역은 센서부(300)를 구성하는 제 1 소자(320)의 오픈부(325)에 대응하는 영역일 수 있다.
이때, 상기 커버부(200)는 상기 센서부(300)의 하면을 덮는 하부 커버, 측면을 덮는 측부 커버 및 상면을 덮는 상부 커버를 포함할 수 있으며, 상기 홀(210)은 상기 상부 커버의 특정 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 센서부(300)를 제조한다.
상기 센서부(300)는 기판(310), 상기 기판(310) 위에 배치된 제 1 소자(320) 및 상기 기판(310) 위에 배치된 제 2 소자(330)를 포함한다.
기판(310)은 단일 회로 패턴이 형성되는 센서부(300)의 지지 기판일 수 있으나, 복수의 적층 구조를 가지는 센서부(300) 중 어느 한 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있는 절연층 영역을 의미할 수도 있다.
상기 기판(310)이 복수의 적층 구조 중 어느 한 절연층을 의미하는 경우, 상기 기판(310)의 상면 또는 하면에 복수의 회로 패턴이 연속적으로 형성될 수 있다.
상기 기판(310)은 절연 플레이트를 형성하며, 열 경화성 또는 열 가소성 고분자 기판, 세라믹 기판, 유-무기 복합 소재 기판, 또는 유리 섬유 함침 기판일 수 있으며, 고분자 수지를 포함하는 경우, 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판(310)의 상면에는 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성된다. 상기 회로 패턴은 상기 기판(310) 위에 배치되는 제 1 소자(320) 및 제 2 소자(330)와 전기적으로 연결된다.
상기 기판(310)은 상면 및 상기 상면과 대향되는 하면을 갖는다. 상기 기판(310)은 전기 전도성이 낮아 통전하지 않는 재질로 형성된다. 상기 기판(310)은 상기 설명한 바와 같이, 페놀수지 또는 에폭시 수지 등의 소성이 쉽고 전기 전도성이 낮은 재질이 사용될 수 있으며, 방열 특성을 개선하기 위해 열옹량이 높은 재질의 절연층이 사용될 수도 있다.
상기 회로 패턴은 상기 제 1 소자(320)와 연결되어, 상기 제 1 소자(320)를 통해 획득된 감지 데이터를 수신하고, 이를 상기 제 2 소자(330)로 전달할 수 있다.
상기 회로 패턴은 구리와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 회로 패턴은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 기판(310) 위에는 일정 간격 이격되어 제 1 소자(320) 및 제 2 소자(330)가 배치된다.
상기 제 1 소자(320)는 적외선 온도 센서이며, 측정 대상물에 대한 온도나 습도를 측정하고, 상기 측정에 따른 감지 데이터를 출력한다.
상기 제 1 소자(320)의 상면에는 오픈부(325)가 형성되며, 상기 오픈부(325)를 통해 외부로부터 적외선을 입력받을 수 있다.
상기 제 1 소자(320)는 상기 오픈부(325)를 통해 입력되는 적외선의 변화를 읽고, 상기 읽은 적외선의 변화에 대한 감지 데이터를 생성하여 출력한다. 상기 적외선은, 전자기파 스펙트럼 중 가시광선의 적색광보다 길고 마이크로파보다 짧은 파장, 즉 파장 0.75㎛~1mm의 복사선을 의미한다.
상기 제 2 소자(330)는 상기 제 1 소자(320)와 연결되고, 상기 제 2 소자(320)를 통해 출력되는 감지 데이터를 수신하고, 이를 관리한다. 상기 제 2 소자(330)는 제어소자일 수 있다.
또한, 상기 제 2 소자(330)는 상기 감지 데이터를 저장하며, 외부의 요청에 따라 상기 감지 데이터를 외부로 전송한다.
바람직하게, 제 2 소자(330)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 1 소자(320)의 상면 위에 제 1 보호부(340)를 배치한다.
상기 제 1 보호부(340)는 상기 제 1 소자(320)의 상면을 덮는다.
이때, 상기 제 1 소자(320)의 상면은 상기 오픈부(325)가 형성된 제 1 영역과, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 보호부(340)는 상기 제 1 영역과 제 2 영역을 모두 덮는다. 다시 말해서, 상기 제 1 보호부(340)는 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)를 덮으며 상기 제 1 소자(320) 위에 배치된다.
이때, 상기 제 1 보호부(340)는 상기 적외선을 상기 오픈부(325)를 통해 상기 제 1 소자(320)로 전달하기 위해 다수의 홀이 형성된다. 바람직하게, 상기 제 1 보호부(340)는 기체는 통과시키면서 물이나 먼지 등을 차단할 수 있는 다수의 홀을 포함한다. 이를 위해, 상기 제 1 보호부(340)는 고어텍스(gore tex)로 구현될 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제 1 보호부(340) 위에 제 2 보호부(350)를 배치한다.
이때, 상기 제 2 보호부(350)는 상기 제 1 보호부(340)의 상면의 전체 영역을 덮으며 형성될 수 있다.
상기 제 2 보호부(350)는 추후 형성되는 홀에 의해 상기 제 1 보호부(340) 및 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)가 파손되는 것을 방지하기 위해 형성된다.
상기 제 2 보호부(350)는 외부로부터 발생하는 충격을 흡수하여 상기 충격에 의한 데미지가 상기 제 1 소자(320)로 전달되는 것을 방지하기 위해 충격 방지 필름으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이 지지부를 준비한다.
지지부는 이형 필름(410) 및 상기 이형 필름(410)의 상면 위에 수직으로 세워진 형태로 배치되며, 일정 간격 이격된 복수의 셀 가이드부(420)를 포함한다.
상기 셀 가이드부(420)의 이격 폭은 상기 센서부(300)의 폭에 대응될 수 있다.
이형 필름(410)는 추후 형성되는 제 1 몰딩부(360)와는 다른 재질의 필름으로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 추후 상기 제 1 몰딩부(360)로부터 용이하게 분리가 가능하도록 한다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 이형 필름(410) 위에 평탄도 확보를 위한 제 1 몰딩부(360)를 형성한다.
상기 제 1 몰딩부(360)는 추후 배치되는 상기 기판(310)을 고정하는 역할을 하는 동시에, 상기 기판(310)의 하면을 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 제 1 몰딩부(360)는 평탄도 확보를 위해 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 기판(310)이 평탄한 상기 제 1 몰딩부(360) 위에 안정적으로 배치될 수 있도록 한다.
상기 제 1 몰딩부(360)는 상온 경화 타입의 레진으로 형성될 수 있으며, 바람직하게 에폭시 계열의 레진으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 도 9에서 제조한 센서부(300)를 상기 제 1 몰딩부(360) 위에 배치한다.
상기 몰딩부(360)는 접착성을 제공하며, 이에 따라 상기 센서부(300)는 상기 제 1 몰딩부(360) 위에 안정적으로 부착될 수 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 부착된 센서부(300) 위에 제 2 몰딩부(370)를 형성한다.
상기 제 2 몰딩부(370)는 상기 제 1 소자(320)의 높이보다 높게 형성된다. 또한, 제 2 몰딩부(370)는 상기 제 2 소자(330)와 동일한 높이를 가지며 형성된다.
다시 말해서, 상기 제 2 몰딩부(370)의 상면은 상기 제 1 소자(320)의 상면보다는 높게 위치하며, 상기 제 2 소자(330)의 상면과 동일한 평면 상에 배치된다.
상기 제 2 몰딩부(370)는 상기 제 2 소자(330)의 상면과 동일한 평면 상에 배치될 수 있도록 하여, 상기 센서 패키지의 부피를 최소화면서, 상기 센서부(300)의 상면에 대한 평탄도가 확보될 수 있도록 한다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 드릴(500)을 이용하여 상기 제 2 몰딩부(370) 및 상기 제 2 보호부(350)의 특정 영역에 홀(380)을 형성한다.
상기 홀(380)은 상기 제 1 보호부(340)의 상면의 일부를 노출한다.
이때, 상기 노출되는 상기 제 1 보호부(340)의 상면은 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)와 중첩되는 영역이다.
다시 말해서, 상기 홀(380)에 의해 제 2 보호부(350)는 상기 제 1 보호부(340)의 상면 중 상기 제 1 영역에 대응하는 부분은 노출하며, 상기 제 2 영역에 대응하는 부분만을 덮으며 형성된다.
그리고, 제 2 몰딩부(360)는 상기 오픈부(325) 및 상기 제 2 보호부(350)의 홀을 노출하는 홀(380)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 2 몰딩부(360)의 홀과 상기 제 2 보호부(350)의 홀은 상기 드릴(500)에 의해 한번에 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 보호부(350)의 홀과, 상기 제 2 몰딩부(360)의 홀은 상기 제 1 보호부(340)의 상면 중 일부를 노출한다. 이때, 상기 홀에 의해 노출되는 상기 제 1 보호부(340)의 상면은 상기 제 1 소자(320)에 형성된 오픈부(325)와 중첩되는 영역이다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 지지부를 제거한다.
그리고, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제조된 센서부(300)의 상면, 측면 및 하면을 덮는 커버부(200)를 형성한다.
이때, 상기 커버부(200)에는 홀(210)이 형성되어 있으며, 상기 홀(210)은 상기 제 2 보호부(350) 및 상기 제 2 몰딩부(370)에 형성된 홀(380)과 중첩되어 상기 제 1 소자(320)의 오픈부(325)를 노출한다.
본 발명에 따른 실시 예에 따르면, 측정 대상물에 용이하게 부착할 수 있으며, 이에 따라 상기 측정 대상물의 이동 중에도 상기 측정 대상물에서 측정된 데이터를 무선으로 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 따르면, 카드 타입의 얇은 구조의 센서 패키지를 제공함으로써, 컨테이너, 실내, 콜드 박스 표면 등 다양한 환경에서 적용 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 센서의 오픈부 위에 별도의 충격 방지 필름을 형성하여 추후 상기 오픈부를 노출하기 위한 홀 형성시에 상기 센서가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 센서 패키지
200: 커버부
300: 센서부
310: 기판
320: 제 1 소자
330: 제 2 소자
340: 제 1 보호부
350: 제 2 보호부
360: 제 1 몰딩부
370: 제 2 몰딩부
200: 커버부
300: 센서부
310: 기판
320: 제 1 소자
330: 제 2 소자
340: 제 1 보호부
350: 제 2 보호부
360: 제 1 몰딩부
370: 제 2 몰딩부
Claims (19)
- 센서부; 및
상기 센서부를 감싸는 커버부를 포함하며,
상기 센서부는,
기판과,
상기 기판 위에 배치되는 제 1 소자 및 제 2 소자와,
상기 기판 아래에 배치되는 제 1 몰딩부,
상기 기판 위에 배치되며 상기 제 1 소자상에 배치되는 제 2 몰딩부,
상기 제 1소자의 상면에서 내부로 이어지는 리세스,
상기 제 1 소자의 최상면 상에 배치되는 제 1 보호부와,
상기 제 1 보호부 상면에 배치되는 제 2 보호부,
상기 커버부, 제 2 몰딩부 및 제 2 보호부를 관통하여 형성된 홀을 포함하며,
상기 리세스와 상기 홀은 수직으로 중첩되며 같은 폭을 가지고,
상기 제 1 보호부는 상기 리세스와 상기 홀 사이에 배치되며,
상기 제 1 보호부는, 표면에 기체를 통과시키면서 이물질을 차단하는 다수의 홀이 형성된 센서 패키지. - 제 1항에 있어서,
기판 상에 배치되는 제 2 소자를 포함하며,
상기 제 2 몰딩부는 상기 제 2 소자와 동일 높이로 형성되고,
상기 제 2 몰딩부의 상면은 상기 제 2 소자의 상면과 동일 평면 상에 배치되는 센서 패키지. - 제 1항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 기판 위에 배치되는 안테나와,
상기 기판 위에 배치되며, 상기 안테나와 연결되는 통신 소자와,
상기 기판 위에 배치되며, 상기 센서부를 구성하는 각 구성요소에 구동 전원을 공급하는 배터리와,
상기 센서부의 동작을 활성화 또는 비활성화시키는 스위치를 포함하고,
상기 배터리 및 상기 스위치의 주위를 둘러싸며 상기 기판의 가장자리 영역에 배치되는
센서 패키지.
- 제 1항에 있어서,
상기 홀의 폭은 상기 제1 소자의 상면의 폭보다 작은 센서 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 리세스의 폭은 상기 제1 소자의 상면의 폭보다 작은 센서 패키지. - 삭제
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