KR102560901B1 - 온도 센서 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 센서 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 개구부를 구비한 연성 베이스 기판; 상기 개구부를 통해 전면이 노출되도록 상기 연성 베이스 기판의 배면에 부착되는 금속성 재질의 보강재; 상기 개구부를 내에서 상기 보강재의 전면에 부착되고, 온도를 감지하여 신호를 생성하는 온도 센서부; 측면부와 상면부를 구비하여 상기 개구부 및 상기 온도 센서부을 덮도록 상기 연성 베이스 기판의 전면에 위치하고, 상기 상면부에 개구홀을 구비하는 케이스; 및 상기 상면부의 내측면에 위치하는 렌즈부;를 포함한다.

Description

온도 센서 모듈{Temperature sensor module}
본 발명은 온도 센서 모듈에 관한 것이다.
최근들어, 휴대폰, 스마트폰 등의 이동 통신용 단말기나, 타블랫 PC, MP3 플레이어 등과 같은 소형 전자 장치들은 보다 소형화 및 경량화되고 있는 추세이다. 이러한 추세에 따라 소형 전자 장치들을 구성하는 부품 또한 더욱 소형화 및 경량화되어가고 있다. 그러나 소형 전자기기에 사용되던 센서는 기계적인 가동 부위가 포함되어 있기 때문에 최소한의 크기 이하로는 더 이상 축소가 어려운 물리적 한계가 있다.
따라서 센서 크기의 물리적 한계를 해결할 수 있는 멤스(Micro Electro Mechanical System: MEMS) 기술 개발이 집중적으로 이루어지고 있다.
최근에는 이와 같은 멤스를 이용하여 온도 센서에 적용하고 있다.
KR 10-2016-0013507
본 발명은 온도 센서 모듈을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 개구부를 구비한 연성 베이스 기판; 상기 개구부를 통해 전면이 노출되도록 상기 연성 베이스 기판의 배면에 부착되는 금속성 재질의 보강재; 상기 개구부를 내에서 상기 보강재의 전면에 부착되고, 온도를 감지하여 신호를 생성하는 온도 센서부; 측면부와 상면부를 구비하여 상기 개구부 및 상기 온도 센서부을 덮도록 상기 연성 베이스 기판의 전면에 위치하고, 상기 상면부에 개구홀을 구비하는 케이스; 및 상기 상면부의 내측면에 위치하는 렌즈부;를 포함한다.
상기 보강재는 판 형상으로 구비되고, 상기 보강재의 제1 방향으로의 폭은 상기 개구부의 상기 제1 방향으로의 폭보다 크고, 상기 보강재가 부착되는 상기 연성 베이스 기판 부분의 상기 제1 방향으로의 폭보다 작을 수 있다.
상기 케이스의 측면부 사이의 제1 방향으로의 폭은 상기 개구부의 상기 제1 방향으로의 폭보다 크고, 상기 보강재의 제1 방향으로의 폭보다 작을 수 있다.
상기 온도 센서부는 상기 보강재의 전면에 유기접착제인 DAF(die attach film)에 의해 부착될 수 있다.
상기 온도 센서부는 상기 보강재의 전면에 열전도성을 갖는 방열 접착제에 의해 부착될 수 있다.
상기 온도 센서부와 상기 보강재 사이의 가운데 영역에는 제1 접착력을 가지고, 제1 열전도성을 갖는 제1 접착제가 구비되고, 상기 온도 센서부와 상기 보강재 사이의 테두리 영역에는 상기 제1 접착력보다 낮은 제2 접착력을 가지며 상기 제1 열전도성보다 높은 제2 열전도성을 갖는 제2 접착제가 구비될 수 있다.
상기 케이스의 측면부의 하부 끝단은 상기 보강재의 의해 지지되는 상기 연성 베이스 기판의 부분에 부착될 수 있다.
상기 개구부를 내에서 상기 보강재의 전면에 부착되고, 상기 온도 센서부에 인접하여 위치하고, 상기 온도 센서부로부터 생성된 신호를 처리하는 신호 처리부;을 더 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는 상기 보강재의 전면에 유기접착제인 DAF(die attach film)에 의해 부착될 수 있다.
상기 렌즈부는 실리콘(Si) 재질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 온도 센서 모듈은 온도 센서부가 연성 베이스 기판 상에 위치하는 것이 아니라, 연성 베이스 기판의 개구부 내에 노출되는 금속성의 보강재에 부착함으로써, 온도 센서부에 발생되는 열이 보강재를 통하여 보다 용이하게 방열되도록 할 수 있어, 온도 센서 모듈의 방열 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 온도 센서 모듈의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온도 센서 모듈을 보다 상세하게 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일례에 따른 온도 센서 모듈을 설명하기 위한 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함하는’의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 온도 센서 모듈의 구조를 설명하기 위한 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 온도 센서 모듈을 보다 상세하게 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 일례에 따른 온도 센서 모듈은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연성 베이스 기판(100), 보강재(200), 온도 센서부(300), 신호 처리부(400), 케이스(500) 및 렌즈부(600)를 포함할 수 있다.
연성 베이스 기판(100)은 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuits Board, FPCB)일 수 있으며, 베이스 기재(110)와 베이스 기재(110)의 전면에 구비되는 전면에 전극 라인(120)을 포함할 수 있으며, 연성 베이스 기판(100)에서 온도 센서부(300)가 위치하는 부분에 개구부(H1)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 도 1의 (a)에서는 개구부(H1)의 전체적인 평면 형상이 사각형인 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 개구부(H1)의 전체적인 형상은 다른 형상, 일례로 원형이나, 타원형 등을 가질 수도 있다.
보강재(200)는 개구부(H1)를 통해 전면이 노출되도록 연성 베이스 기판(100)의 배면에 부착되는 금속성 재질일 수 있다. 예를 들어 보강재(200)는 금속성 스테인레스강 재질(SUS)로 형성될 수 있으며, 연성 베이스 기판(100)에 구비되는 개구부(H1)와 유사한 평면 형상을 가질 수 있으며, 연성 베이스 기판(100)의 배면에 에폭시와 같은 수지 접착제(AD2)에 의해 접착될 수 있다.
이와 같은 보강재(200)는 판 형상으로 구비되고, 보강재(200)의 평면 면적은 연성 베이스 기판(100)의 개구부(H1) 면적보다 크고, 보강재(200)의 가운데 영역에 개구부(H1)가 위치할 수 있다.
아울러, 보강재(200)의 제1 방향으로의 폭(W1)은 개구부(H1)의 제1 방향으로의 폭(W3)보다 크고, 보강재(200)가 부착되는 연성 베이스 기판(100) 부분의 제1 방향으로의 폭(W2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 보강재(200)의 어느 한 방향으로의 폭은 동일한 방향으로의 개구부(H1)의 폭보다 크고, 연성 베이스 기판(100)의 폭보다 작을 수 있다.
아울러, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 보강재(200)의 가장자리 라인은 연성 베이스 기판(100)의 가장자리 라인 근처에서 나란하게 형성될 수 있다.
온도 센서부(300)는 개구부(H1)를 내에서 보강재(200)의 전면에 부착되고, 온도를 감지하여 신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 온도 센서부(300)는 멤스(Micro Electro Mechanical System: MEMS)가 적용될 수 있다.
이와 같은 멤스를 이용한 온도 센서부(300)는 렌즈부(600)를 통해 대상 물체로부터 방사되는 빛을 필터링하여, 필더링된 빛으로부터 광자량을 측정하고, 측정된 광자량을 이용하여 온도를 대상 물체의 온도를 감지하여 온도에 따른 신호를 생성할 수 있다. 온도 센서부(300)에서 생성된 신호는 온도 센서부(300)와 신호 처리부(400) 사이에 연결되는 와이어 도선(w)을 통하여 신호 처리부(400)에 전달될 수 있다.
이와 같은 온도 센서부(300)는 보강재(200)의 전면에 접착제(AD1)에 의해 부착될 수 있다. 일례로, 접착제(AD1)는 유기접착제인 DAF(die attach film)가 사용될 수 있다. 이와 같이 온도 센서부(300)가 금속성 재질의 보강재(200)에 부착됨으로써, 온도에 민감한 온도 센서부(300)에서 발생하는 열을 보다 용이하고 효율적으로 방출시킬 수 있다.
그러나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 온도 센서부(300)의 방열 성능을 보다 향상시키기 위해, 온도 센서부(300)와 보강재(200)의 전면 사이가 열전도성을 갖는 방열 접착제(AD1)에 의해 부착되도록 할 수 있다.
이와 같은 방열 접착제는 비전도성 베이스 수지에 금속 입자가 분산 분포되어 구비될 수 있으며, 일례로, 써멀 그리스(Thermal Grease)가 이용될 수도 있다. 아울러, 온도 센서부(300)에 대한 부착력과 방열 효과가 최적화되도록 하기 위하여 다른 접착 방식으로 온도 센서부(300)를 보강재(200)에 접착시키는 것도 가능하다. 이에 대해서는 도 3에서 보다 상세히 설명한다.
신호 처리부(400)는 개구부(H1)를 내에서 보강재(200)의 전면에 부착되고, 온도 센서부(300)에 인접하여 위치하고, 온도 센서부(300)로부터 생성된 신호를 와이어를 통하여 수신받아 처리할 수 있다. 일례로, 신호 처리부(400)는 온도 센서부(300)로부터 발생되는 신호에 대해 노이즈 신호를 제거하고, 원하는 대역으로 신호를 필터링할 수 있다.
신호 처리부(400)는 연성 베이스 기판(100) 상에 구비된 전극 라인(120)에 와이어 도선(w)으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 신호 처리부(400)에서 신호 처리된 신호는 와이어 도선(w)을 통하여 연성 베이스 기판(100)의 전극 라인(120)으로 전달되어, 외부로 출력될 수 있다.
이와 같은 신호 처리부(400)는 보강재(200)의 전면에 접착제(AD1)에 의해 접착되되, 일례로, 유기접착제인 DAF(die attach film) 또는 방열 접착제인 써멀 그리스(Thermal Grease)에 의해 접착될 수 있다.
케이스(500)는 측면부와 상면부를 구비하여 개구부(H1) 및 온도 센서부(300)을 덮도록 연성 베이스 기판(100)의 전면에 위치하고, 상면부에 개구홀(H2)을 구비할 수 있다.
아울러, 케이스(500)의 측면부의 하부 끝단은 보강재(200)의 의해 지지되는 연성 베이스 기판(100)의 부분에 부착될 수 있다. 이를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(500)의 측면부 사이의 제1 방향으로의 폭(W4)은 개구부(H1)의 제1 방향으로의 폭(W3)보다 크고, 보강재(200)의 제1 방향으로의 폭(W1)보다 작게 형성될 수 있다.
이에 따라, 케이스(500)의 측면부가 연성 베이스 기판(100) 상에 부착되더라도, 보강재(200)를 통해 케이스(500)를 지지하므로, 케이스(500)가 연성 베이스 기판(100)에 보다 안정적으로 부착될 수 있다.
렌즈부(600)는 상면부의 내측면에 위치하여, 온도를 측정하고자 하는 대상 물체로부터 입사되는 빛을 모아, 온도 센서부(300)로 전달할 수 있으며, 특정 파장의 빛을 필터링할 수도 있다. 이와 같은 렌즈부(600)는 실리콘(Si) 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일례에 따른 온도 센서 모듈은 온도에 민감한 온도 센서부(300)가 열전도성이 약한 연성 베이스 기판(100)에 부착되는 것이 아니라, 금속성 재질의 보장재 상에 부착되도록 함으로써, 온도 센서부(300)의 방열 효과를 더욱 높일 수 있다.
아울러, 앞에서는 온도 센서부(300)의 방열 효과를 높이기 위하여 열전도성이 뛰어난 써멀 그리스를 온도 센서부(300)와 보강재(200) 사이의 접착제로 이용하는 것에 대해 기재하였지만, 온도 센서부(300)의 부착력과 방열 효과를 더욱 높이기 위하여, 서로 다른 특성을 갖는 접착제를 함께 사용하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 일례에 따른 온도 센서 모듈을 설명하기 위한 도이다.
도 3에서는 앞선 도 1 및 도 2에서 설명한 내용과 중복된 내용에 대한 설명은 앞선 내용으로 대체하고 다른 부분을 위주로 설명한다.
본 발명의 다른 일례에 따른 온도 센서 모듈은 온도 센서부(300)와 보강재(200) 사이에 서로 다른 특성을 갖는 이종 접착제를 사용할 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 온도 센서부(300)와 보강재(200) 사이의 가운데 영역에는 제1 접착력을 가지고, 제1 열전도성을 갖는 제1 접착제(S2)가 구비되고, 온도 센서부(300)와 보강재(200) 사이의 테두리 영역에는 제1 접착력보다 낮은 제2 접착력을 가지며 제1 열전도성보다 높은 제2 열전도성을 갖는 제2 접착제(S1)가 구비될 수 있다.
즉, 온도 센서부(300)의 가운데 영역에는 상대적으로 제2 접착제(S1)보다 상대적으로 열전도성이 약하지만, 상대적으로 접착력이 강한 제1 접착제(S2)를 적용할 수 있고, 온도 센서부(300)의 테두리 영역에는 제1 접착제(S2)보다 상대적으로 접착력이 약하지만 열전도성이 강한 제2 접착제(S1)를 적용할 수 있다.
이와 같은 경우, 온도 센서부(300)의 보강재(200)에 대한 접착력도 충분히 유지하면서, 온도 센서부(300)의 열전도성을 높일 수 있어, 온도 센서부(300)의 부착력과 방열 효과를 원하는 수준으로 유지할 수 있다.
아울러, 도 3에서는 상대적으로 접착력이 강한 제1 접착제(S2)를 온도 센서부(300)의 가운데 영역에, 상대적으로 열전도성이 높은 제2 접착제(S1)를 온도 센서부(300)의 테두리 영역에 적용한 경우를 일례로 도시하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 접착제(S2)가 테두리 영역에, 제2 접착제(S1)가 가운데 영역에 위치하는 것도 가능하다.
또는, 본 발명은 제1, 2 접착제를 서로 교번하여 온도 센서부(300)의 하부면에 도포하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 온도 센서 모듈은 온도 센서부(300)가 연성 베이스 기판(100) 상에 위치하는 것이 아니라, 연성 베이스 기판(100)의 개구부(H1) 내에 노출되는 금속성의 보강재(200)에 부착함으로써, 온도 센서부(300)에 발생되는 열이 보강재(200)를 통하여 보다 용이하게 방열되도록 할 수 있어, 온도 센서 모듈의 방열 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 연성 베이스 기판 200: 보강재
300: 온도 센서부 400: 신호 처리부
500: 케이스 600: 렌즈부

Claims (10)

  1. 개구부를 구비한 연성 베이스 기판;
    상기 개구부를 통해 전면이 노출되고 상기 전면의 반대편에 위치한 배면 전체가 노출되도록 상기 연성 베이스 기판의 배면에 부착되어 있으며, 금속성 재질로 형성된 하나의 보강재;
    상기 개구부를 내에서 상기 보강재의 전면에 부착되고, 온도를 감지하여 신호를 생성하는 온도 센서부;
    측면부와 상면부를 구비하여 상기 개구부 및 상기 온도 센서부를 덮도록 상기 연성 베이스 기판의 전면에 위치하고, 상기 상면부에 개구홀을 구비하는 케이스; 및
    상기 상면부의 내측면에 위치하는 렌즈부;
    를 포함하는 온도 센서 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보강재는 판 형상으로 구비되고, 상기 보강재의 제1 방향으로의 폭은 상기 개구부의 상기 제1 방향으로의 폭보다 크고, 상기 보강재가 부착되는 상기 연성 베이스 기판 부분의 상기 제1 방향으로의 폭보다 작은 온도 센서 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 케이스의 측면부 사이의 제1 방향으로의 폭은 상기 개구부의 상기 제1 방향으로의 폭보다 크고, 상기 보강재의 제1 방향으로의 폭보다 작은 온도 센서 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 온도 센서부는 상기 보강재의 전면에 유기접착제인 DAF(die attach film)에 의해 부착되는 온도 센서 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 온도 센서부는 상기 보강재의 전면에 열전도성을 갖는 방열 접착제에 의해 부착되는 온도 센서 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 온도 센서부와 상기 보강재 사이의 가운데 영역에는 제1 접착력을 가지고, 제1 열전도성을 갖는 제1 접착제가 구비되고,
    상기 온도 센서부와 상기 보강재 사이의 테두리 영역에는 상기 제1 접착력보다 낮은 제2 접착력을 가지며 상기 제1 열전도성보다 높은 제2 열전도성을 갖는 제2 접착제가 구비되는 온도 센서 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 케이스의 측면부의 하부 끝단은 상기 보강재의 의해 지지되는 상기 연성 베이스 기판의 부분에 부착되는 온도 센서 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 개구부를 내에서 상기 보강재의 전면에 부착되고, 상기 온도 센서부에 인접하여 위치하고, 상기 온도 센서부로부터 생성된 신호를 처리하는 신호 처리부;를 더 포함하는 온도 센서 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 상기 보강재의 전면에 유기접착제인 DAF(die attach film)에 의해 부착되는 온도 센서 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 실리콘(Si) 재질을 포함하는 온도 센서 모듈.
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