KR200300876Y1

KR200300876Y1 - 적외선 리모콘 수광 센서

Info

Publication number: KR200300876Y1
Application number: KR20-2002-0025646U
Authority: KR
Inventors: 송기영
Original assignee: 송기영
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2003-01-24

Abstract

본 고안은 적외선 리모콘 수광 센서에 관한 것으로서 특히, 구조를 단순화함으로서 제품의 크기를 초 소형화할 수 있고 제조 원가를 절감할 수 있으며, 제품의 특성 및 신뢰성의 향상시킬 수 있는 적외선 리모콘 수광 센서에 관한 것이다.

이러한 본 고안의 양면에 회로 패턴이 형성된 기판(10)과 ; 베어-칩(증폭IC)의 각 전극부에 범프 본더를 이용하여 일면에 신호 입/출력, 접지, 전원 및 필터( Signal In/Out, Ground, Vcc, BPF) 전극을 형성한 웨이퍼를 소우잉 머신으로 절단하여 만들어지고, 기판(10) 상에 각각의 전극이 본딩되며, 포토다이오드(20)로부터 전달되는 신호를 증폭하는 증폭IC(30)와 ; 상기 기판(10)에 증폭IC(30)가 설치된 면의 반대측에 증폭IC(30)와 대향되게 설치되어 리모콘으로부터 방출되는 빛이 증폭IC(30)에 조사되는 것을 차단하고 리모콘으로부터 조사된 빛을 수광하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(20) 및 ; 리모콘으로부터 조사된 빛을 상기 포토다이오드(20)의 수광면으로 유도하는 렌즈(40)로 구성된다.

Description

적외선 리모콘 수광 센서{photo sensor for infrared remote controller}

본 고안은 적외선 리모콘 수광 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어-칩 상태인 리모콘 증폭IC의 신호 입/출력, 접지, 전원 및 필터(Signal In/Out, Ground, Vcc, BPF) 전극을 범프 본딩하고 범프 본딩된 베어칩을 절단하여 회로기판상에 본딩(bonding)하여 전기적인 접속을 이루게 한 적외선 리모콘 수광 센서에 관한 것이다.

또한 본 고안은 증폭IC의 렌즈를 향한 면에 포토다이오드를 비도전성 접착제로 접착하고 포토다이오드의 각 전극을 기판상의 패턴에 본딩함으로서 증폭IC의 표면이 포토다이오드에 의해 외란광으로부터 보호되어 노이즈를 차단함으로서 오동작을 방지할 수 있도록 한 적외선 리모콘 수광 센서에 관한 것이다.

더욱이 상기와 같은 구조로 구성함으로서 증폭IC를 외란광으로부터 보호하기 위한 케이스를 사용하지 않아도 되어 전체적인 크기를 줄일수 있으며, 케이스의 조립시 가해지는 압력에 의해 증폭IC나 포토다이오드가 파손되는 것을 방지할 수 있는 적외선 리모콘 수광 센서에 관한 것이다.

전자 기기나 장비를 조작하기 위한 수단은 장비 자체에 구비된 조작판이나 무선 리모트 콘트롤러(remote controller)(일명 리모콘 이하, '리모콘'이라 칭함.)가 사용되고 있다.

이러한 조작 수단 중 리모콘을 사용하는 전자 기기는 리모콘으로부터 수신되는 적외선을 감지하기 위한 수광 센서가 설치되어 있으며, 이러한 수광 센서는 도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이 구성되었다.

즉, 기판(인쇄회로기판 또는 리드 프레임(lead frame))의 회로 패턴이 형성된 면에 포토다이오드(2)와 증폭IC(3)을 배치하고 도전성 와이어(wire)로 결선하여 구성된다. 또한 포토다이오드(2)의 수광면에 렌즈(4)를 설치하여 리모콘으로부터 조사된 적외선이 보다 잘 감지할 수 있도록 하였다.

상기와 같이 구성된 적외선 리모콘 수광 센서는 증폭IC(3)의 표면에 빛이 조사되면 증폭IC(3)에 노이즈가 발생하여 오동작하므로 그 외부에 실드 케이스(5)를 설치하고 있으며, 이 실드 케이스(5)에 렌즈(4)가 통과할 수 있는 구멍을 형성하여 포토 다이오드(2)의 수광면에만 빛이 입사될 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 구성된 종래의 적외선 리모콘 수광 센서는 전기와 같이 증폭IC(3)에 빛이 입사되는 것을 방지하여야 함으로 렌즈(4)의 크기를 제한 할 수 밖에 없고 렌즈(4)의 크기를 줄이게 되면 리모콘으로부터 조사되는 적외선 신호 즉, 빛을 수광할 수 있는 면적이 줄어들어 리모콘이 일정거리 이상에서는 작동되지 않는 문제가 있으며, 렌즈(4)의 크기를 키우게 되면 증폭IC(3)를 렌즈로부터 멀리 이격시켜야 함으로 전체적인 크기가 커지는 문제가 있었다.

또한 전술한 바와 같이 종래의 적외선 리모콘 수광 센서는 증폭IC(3)에 빛이 조사되는 것을 방지하기 위한 실드 케이스가 요구됨으로 제조 공정에서 실드 케이스를 설치하기 위한 공정이 더 요구될 뿐만 아니라 실드 케이스를 설치하는 과정에서 실드 케이스의 단부를 접는 과정에서 내장되는 부품에 압력이 가해져 내장 부품들이 손상되어 수율을 떨어뜨리는 문제가 있었다.

따라서 본 고안의 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로 실드 케이스를 사용하지 않을 수 있도록 적외선 리모콘 수광 센서를 구성하되 증폭IC에 빛이 조사되는 것을 방지할 수 있게 함으로서 제작이 용이하고 저렴하며, 노이즈를 차단시킬 수 있는 적외선 리모콘 수광 센서를 제공함을 목적으로한다.

도 1a는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 일실시예의 종단면도,

도 1b는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 일실시예의 횡단면도,

도 2a는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 일실시예의 종단면도,

도 2b는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 일실시예의 횡단면도,

도 3a는 종래 적외선 리모콘 수광센서의 종단면도,

도 3b는 종래 적외선 리모콘 수광센서의 횡단면도,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 기판 20 : 포토다이오드

30 : 증폭기 31 : 플립-칩 본딩부

40 : 렌즈

이러한 본 고안의 목적은 양면에 회로 패턴이 형성된 기판과 ; 증폭회로가 구성된 베어-칩의 각 전극부에 범프 본더를 이용하여 각각의 전극을 형성한 웨이퍼를 소우잉 머신으로 절단하여 만들어지고, 기판의 각 접속단자에 각각의 전극이 본딩되며, 포토다이오드로부터 전달되는 신호를 증폭하는 증폭IC와 ; 상기 기판에 설치되되 증폭IC가 설치된 면의 반대측에 증폭IC를 가리도록 설치되어 리모콘으로부터 방출되는 빛이 증폭IC에 조사되는 것을 차단하고 리모콘으로부터 조사된 빛을 수광하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드 및 ; 리모콘으로부터 조사된 빛을 상기 포토다이오드의 수광면으로 유도하는 렌즈로 이루어진 적외선 리모콘 수광 센서에 의해 이루어진다.

또한 본 고안의 목적은 상기 증폭IC의 각 전극을 기판상에 형성된 회로 패턴의 각 접속 단자에 플립-칩 본딩하고, 상기 증폭IC의 각 전극은 각각 기판상에 형성된 회로 패턴의 각 접속 단자에 플립-칩 본딩 또는 와이어 본딩하며, 상기 렌즈는 플라스틱 에폭시로 몰딩하되 구성품을 보호할 수 있도록 전체를 몰딩하고 렌즈 부분만을 볼록하게 형성함에 의해 그 효과를 높일 수 있다.

이와 같은 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광 센서의 일실시예를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 제1실시예의 종단면도이고, 도 1b는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 제1실시예의 횡단면도이고,도 2a는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 일실시예의 종단면도이며, 도 2b는 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광센서의 일실시예의 횡단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광 센서는 포토다이오드(20)에 의해 그 표면이 덮혀진 증폭IC(30)를 구비하고 있다.

상기 증폭IC(30)는 증폭 회로가 구성된 베어-칩 웨이버의 일면에 범프 본더(Bump bonder)를 이용하여 전극을 형성하고 이를 소우잉 머신을 이용하여 일정한 크기로 절단하여 만들어진다.

상기 증폭IC(30)의 각각의 전극은 기판(10)상에 형성된 회로 패턴의 단자에 각각 접합된다.

상기 증폭IC(30)를 기판(10)에 접합시키기 위해 플립-칩 본딩 또는 와이어 본딩을 하게 된다. 도 1a 및 1b는 증폭IC(30)를 플립-칩 본딩한 것의 일예이고, 도 2a 및 2b는 폭IC(30)를 와이어 본딩한 것의 일예이다.

상기 기판(10)의 증폭IC(30)가 설치된 면의 반대 면 즉, 리보콘으로부터 방출되는 적외선과 대향되는 면에는 상기 증폭IC(30)를 가리도록 포토 다이오드(20)가 설치되어 있다.

상기 증폭IC(30)의 표면 즉, 기판(10)과 반대를 향한 면은 본 고안의 수광 센서를 전자기기에 설치할 때 전자기기의 내부로 향하게 설치됨으로 외부에서 침투되는 노이즈가 증폭IC(30)에 영향을 미치지 않게 된다.

상기 포토 다이오드(20)는 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환시키는 소자로서 기판(10)을 사이에 두고 증폭IC(30)의 반대 면에 설치되며, 증폭IC(30)로 빛이조사되는 것을 차단하는 차광막(遮光幕)의 역할을 한다.

상기 포토 다이오드(20)의 각각의 전극은 기판(10)상에 형성된 패턴의 단자에 도전성 와이어를 이용하여 와이어 본딩된다.

상기 기판(10)과 포토 다이오드(20) 및 증폭IC(30)를 감싸도록 몰딩이 되어 있다. 이 몰딩은 렌즈(40)와 일체로 구성된다.

즉, 몰딩을 하되 렌즈(40)가 형성되어야할 부분인 포토 다오오드(20)의 수광면이 위치하는 부분은 반구형으로 돌출시켜 외부로부터 조사되는 빛이 보다 용이하게 수광면에 입사될 수 있게 하였다.

상기 몰딩의 재료는 리모콘에서 방출되는 일정한 파장의 적외선만을 집광 할 수 있는 특성을 갖는 재질의 수지가 사용되며 바람직하게는 에폭시 수지가 사용될 수 있다.

상기 기판(10)은 인쇄회로기판 또는 리드 프레임으로 베어-칩 형상의 증폭IC(30)의 각 전극이 접속되는 단자와 포토다이오드(20)의 전극이 접속되는 단자가 각각 형성되되 서로 다른 면에 형성되어 있으며, 각각의 소자를 전기적으로 접속시킬 수 있도록 기판의 일부에 구멍을 형성하고 패턴을 연결하였다.

이하 상기와 같이 구성된 적외선 리모콘 수광 센서의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.

① 먼저, 각 구성품을 준비한다. 이 단계에서는 증폭IC(30)와 기판(10) 및 포토 다이오드(20) 등을 비롯한 각 구성품을 준비한다.

㉠ 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광 센서를 구성하는 증폭IC(30)는 증폭회로가 구성된 베어-칩(bare-chip) 웨이퍼의 각각 전극부에 범프 본더를 이용하여 전극을 형성하고 이를 소우잉 머신으로 절단함에 의해 만들어진다.

㉡ 상기 기판(10)은 적외선 리모콘 수광 센서를 구성하는 통상의 기판과 동일 유사한 구조 및 패턴을 갖는 기판으로 베어-칩 형상의 증폭IC(30)의 각 전극이 접속되는 단자와 포토다이오드(20)의 전극이 접속되는 단자가 각각 형성되되 서로 다른 면에 형성하고 각각의 소자를 전기적으로 접속시킬 수 있도록 기판의 일부에 구멍을 형성하고 패턴을 연결시켜 구성한다.

② 준비된 증폭IC(30)를 기판(10)에 설치하여 전기적으로 접속을 이루게 하되 플립-칩 본딩이나 와이어 본딩으로 접속시킨다. 플립-칩 본딩을 이용할 때의 조건은 온도 100~150℃상에서 1에서 2초로 한다.

③ 상기와 같이 증폭IC(30)가 설치된 면의 반대측 기판(10) 면에 포토다이오드(20)를 올려고 각 전극을 기판(10)상의 각 접속 단자에 본딩한다.

④ 상기와 같이 각 구성품이 기판(10)상에 배치되면 외부의 충격으로부터 각 부품을 보호할 수 있도록 몰딩(molding)한다.

이때 몰딩 소재는 불투명한 재질의 에폭시 수지를 사용하며, 전체를 감싸도록 몰딩을 하되 포토 다이오드(20)의 수광면이 향한 부분에는 반구형으로 볼록하게 돌출시켜 렌즈(40)를 구성한다.

미설명 부호 10a는 본 고안의 적외선 리모콘 수광 센서를 전자기기의 회로에 접속시키기 위한 단자들이고, 31은 기판에 형성된 패턴 중 접속 단자부와 적속되는 본딩부이다.

이상에서와 같은 본 고안에 따른 적외선 리모콘 수광 센서는 리드 케이스를 사용하지 않고 최소한의 공간에 포토다이오드와 증폭IC를 설치함으로서 종래의 적외선 리모콘 수광 센서 보다 크기를 초 소형화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전술한 바와 같이 그 구성 부품 및 제조공정을 단순화함에 따라 제조 원가를 절감할 수 있어 저렴한 가격의 제품을 제공할 수 있는 효과가 있다.

더욱이 증폭IC에 조사되는 빛(외란광)을 충분히 차단시킬 수 있음으로 증폭IC에 노이즈가 침투하지 않아 제품의 특성을 향상시킬 수 있다.

또한 리모콘에서 방출되는 적외선 신호를 집광하는 렌즈의 크기를 크게 할 수 있음으로 수광 범위 즉, 거리 및 각도 특성을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 본 고안의 적외선 리모콘 수광 센서의 구조는 전자기기에 설치시 칩-마운트가 가능하여 자동화 작업이 가능함으로서 생산성을 향상시킬 수 있으며, 실드 케이스가 사용되지 않음으로 케이싱(casing) 작업시 발생되는 칩 크랙(chip crack), 리드 벤트(Lead bent), 솔더(solder) 불량 등을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

양면에 회로 패턴이 형성된 기판(10)과 ;

베어-칩의 각 전극부에 범프 본더를 이용하여 일면에 신호 입/출력, 접지, 전원 및 필터(Signal In/Out, Ground, Vcc, BPF) 전극을 형성한 웨이퍼를 소우잉 머신으로 절단하여 만들어지고, 기판(10) 상에 각각의 전극이 본딩되며, 포토다이오드(20)로부터 전달되는 신호를 증폭하는 증폭IC(30)와 ;

상기 기판(10)에 설치되되 증폭IC(30)가 설치된 면의 반대측에 증폭IC(30)를 가리도록 설치되어 리모콘과 외부에서 침투되는 빛이 증폭IC(30)에 조사되는 것을 차단하고 리모콘으로부터 조사된 빛을 수광하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(20) 및 ;

리모콘으로부터 조사된 빛을 상기 포토다이오드(20)의 수광면으로 유도하는 렌즈(40)로 이루어짐을 특징으로 하는 적외선 리모콘 수광 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 증폭IC(30)의 각 전극은 각각 기판(10)상에 형성된 회로 패턴의 각 접속 단자에 플립-칩 본딩됨을 특징으로 하는 적외선 리모콘용 수광 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 증폭IC(30)의 각 전극은 각각 기판(10)상에 형성된 회로 패턴의 각 접속 단자에 와이어 본딩됨을 특징으로 하는 적외선 리모콘 수광 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 렌즈(40)는 에폭시 수지임을 특징으로 하는 적외선 리모콘 수광 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 렌즈(40)는 포토다이오드(20)의 수광면을 향한 단부는 반구형으로 형성되고 이 반구형 부분으로부터 반원형 봉체 형상으로 연장 형성됨을 특징으로 하는 적외선 리모콘 수광 센서.