KR200374889Y1 - 적외선 수신 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 고안에서는 몰드 본체 내부에 노이즈 차폐막을 구비한 적외선 수신 모듈이 개시된다. 노이즈 차폐막은 적외선 신호처리용 칩의 상부 공간에 형성된다. 또한, 몰드 본체의 소정 부위에 반구형의 적외선 필터를 구비한다. 몰드 본체를 중심으로 서로 마주보는 양 방향으로 형성된 리드핀들은 표면실장이 용이하도록 바닥면과 수평한 종단부를 가진다.

Description

적외선 수신 모듈{Infrared Receiver Module}
본 고안은 적외선 수신 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PCB(Printed Circuit Board)상에 탑재가 용이하고, 노이즈 차폐막을 내부에 구비한 적외선 수신용 모듈에 관한 것이다.
적외선 수신용 모듈은 수 uV 내지 수십 uV의 진폭을 가진 적외선 신호를 수신하여 출력 신호를 발생한다. 이러한 적외선 신호에 원하는 정보는 변조되어 적외선 수신용 모듈로 전송된다. 또한, 적외선 신호에는 원하지 않는 신호, 즉 노이즈 성분이 포함되어 있으며, 이러한 노이즈 성분은 주로 형광등 또는 백열등에 기인한 파워 노이즈가 대부분을 차지하고 있다. 따라서, 적외선 신호를 수신하는 경우, 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하고, 원하는 신호를 복조하는 것이 중요한 요소가 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 적외선 수신용 모듈을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 적외선 수신 모듈은 적외선센서와 적외선 신호처리용 반도체 칩을 내장하고 있는 몰드 본체(101), 상기 몰드 본체(101)로부터 서로 평행하게 신장된 다수의 리드 핀(103) 및 상기 몰드 본체(101)를 감싸는 노이즈 차폐막(105)을 가진다.
몰드 본체(101)는 합성수지로 이루어지며, 상기 몰드 본체(101)는 내부의 적외선 센서로부터 일정한 수직 거리에 반구형의 적외선 필터(107)를 가진다. 반구형의 적외선 필터(107)는 수신되는 다양한 신호들중 적외선만을 통과시키도록 형성된다. 또한, 반구형의 적외선 필터(107)는 몰드 본체 표면으로부터 돌출된 형상을 가지므로 적외선 신호의 수신시, 시야각을 넓히는 역할을 수행한다.
다수의 리드 핀(103)은 접지 핀, Vcc 핀, 출력단자 핀으로 구성된다. 따라서, 리드 핀(103)의 개수는 3개인 경우가 대부분이다. 다만, 종래 기술의 실시에 따라 다수의 리드 핀(103)은 접지 핀이 2개로 구성될 수 있으며, Vcc 핀이 2개로구성될 수도 있다. 즉, 종래 기술은 실시의 형태에 따라 4개의 핀으로 이루어질 수도 있다.
상술한 패키지 형상을 통상적으로 SIP(Single In-line Package)형의 패키지라 한다. 즉, SIP형의 패키지는 몰드 본체(101)로부터 핀들이 동일한 방향으로 쭉 뻗은 형상을 하고 있다. 이러한 SIP형의 패키지를 PCB에 실장하기 위해서는 PCB에 홀을 형성하고, 형성된 홀에 핀들을 삽입하는 과정이 필수적이다. 또한, 홀에 삽입된 핀들을 고정하고, 패키지 주변의 배선과 전기적 연결을 수행하기 위해 납땜을 수행하여야 한다.
또한, 상기 도 1에서 종래 기술에 따른 적외선 수신 모듈은 노이즈 차폐막(105)을 가진다. 상기 노이즈 차폐막(105)은 금속성 재질로 이루어지며, 입력 신호에 포함된 노이즈를 흡수하는 기능을 수행한다. 이러한 노이즈 차폐막(105)은 몰드 본체(101)를 전체적으로 감싸는 형상을 한다. 다만, 몰드 본체(101)에서 반구형으로 돌출된 적외선 필터(107) 부분에는 다수의 개구부를 형성하여, 적외선 신호가 원활하게 적외선 센서에 입력되도록 한다.
상술한 종래 기술에 따른 적외선 수신 모듈을 PCB에 실장하는 경우, 다수의 단점을 가진다.
첫째는, 적외선 수신 모듈이 SIP형이므로, PCB상에 탑재되는 경우, 홀을 형성하고, 상기 홀에 리드 핀을 삽입하고, 이를 납땜하여야 하는 복잡한 공정이 수행되어야한다는 점이다. 또한, PCB에 실장된 경우, 환경의 변화 등에 따른 냉납 현상으로 인해 작동 불량을 야기하기도 한다. 이외에도 다수의 적층구조를 가지는 다층구조의 PCB에서는 적외선 수신 모듈을 실장하기 위한, 홀의 형성이 용이하기 않다는 문제점을 가지고 있다.
둘째는, 노이즈 차폐막이 외부에 노출되어 있으므로, 습기나 수분등에 의해 부식된다는 문제점이다. 노이즈 차폐막은 금속으로 이루어져 있으므로, 시간의 경과에 따른 부식 현상은 피할 수 없는 것이라 할 것이다. 또한, 노이즈 차폐막으로 인해 PCB상에 과도한 면적을 차지하게 되어, PCB의 실장 효율을 떨어뜨리는 문제점을 가진다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 몰드 본체 내부에 노이즈 차폐막을 구비하며, PCB 실장이 용이한 적외선 수신 모듈을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 적외선 수신용 모듈을 도시한 평면도이다.
도 2는 본 고안의 다양한 실시예들에 따른 적외선 수신 모듈을 도시한 사시도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f는 본 고안의 다양한 실시예들에 따른 적외선 수신 모듈을 도시한 단면도들이다.
<주요 도면부호의 설명>
201:몰드 본체 203:적외선 필터
205:리드핀 207:리드 프레임
211:적외선 센서 209:적외선 신호처리용 칩
213:차폐막
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 적외선 센서, 적외선 신호처리용 칩을 매립하고, 내부에 노이즈 차폐막을 가지는 몰드 본체; 상기 몰드 본체의 표면으로부터 돌출되고, 적외선 신호를 상기 적외선 센서에 전달하기 위한 적외선 필터; 및 상기 몰드 본체로부터 마주보는 방향으로 신장되고, 바닥면에 수평한 종단부를 가지는 다수의 리드핀들을 포함하는 적외선 수신 모듈을 제공한다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안의 다양한 실시예들에 따른 적외선 수신 모듈을 도시한 사시도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 고안의 다양한 실시예들에 따른 적외선 수신 모듈을도시한 단면도들이다.
제1 실시예
도 2 및 도 3a를 참조하면, 본 고안의 제1 실시예에 따른 적외선 수신 모듈은 몰드 본체(201), 적외선 필터(203) 및 다수의 리드핀(205)들을 가진다.
상기 몰드 본체(201)는 리드 프레임(207)상의 소정 영역에 배치된 적외선 센서(211), 적외선 신호처리용 칩(209) 및 차폐막(213)을 매립한다.
적외선 센서(211)는 몰드 본체(201)로 입력되는 적외선 신호를 수신하고, 수신된 신호를 적외선 신호처리용 칩(209)으로 전송한다. 따라서, 적외선 센서(211)와 적외선 신호처리용 칩(209) 사이의 전기적 연결을 위해 와이어 본딩(207a)이 이루어진다. 상기 적외선 센서(211)와 적외선 신호처리용 칩(209) 사이의 와이어 본딩(207a)은 적외선 센서(211)의 출력 패드와 적외선 신호처리용 칩(209)의 입력 패드 사이를 직접 와이어 본딩할 수 있다. 또한, 실시의 형태에 따라서는 리드 프레임(207) 상에 소정의 패턴 및 패드들을 형성하여 상기 적외선 센서(211)의 출력 패드와 리드 프레임(207) 상에 형성된 패드에 1차 와이어 본딩을 하고, 상기 적외선 신호처리용 칩(209)의 입력단과 다른 패드 사이를 2차 와이어 본딩한 다음, 1차 와이어 본딩된 패드와 2차 와이어 본딩된 패드는 소정의 패턴을 통해 전기적 연결이 달성되도록 할 수 있다. 또한, 적외선 센서(211)로 입력되는 적외선 신호는 리모콘으로부터 수신된 것으로 다양한 노이즈를 포함하고 있다. 즉, 형광등 또는 백열등에 기인한 전원 노이즈 성분이 포함된다. 이러한 노이즈는 적외선 수신 모듈의 수신 거리를 제한하는 원인이 된다.
적외선 신호처리용 칩(209)은 수신된 적외선 신호를 처리한다. 상기 적외선 신호의 처리시, 리모콘으로부터 수신된 정상 신호 이외의 노이즈 성분도 포함된 신호가 입력된다. 따라서, 적외선 신호처리용 칩(209)은 적외선 신호에 포함된 노이즈 성분을 인식하고, 이를 제거하는 동작을 수행한다.
차폐막(213)은 상기 적외선 신호처리용 칩(209)의 상부에 배치된다. 상기 차폐막(213)은 적외선 신호처리용 칩의 동작중에 발생하는 전자기파 또는 외부로부터 적외선 신호처리용 칩(213)의 표면으로 입력되는 노이즈 성분을 제거하는 역할을수행한다. 따라서, 상기 차폐막(213)은 도전체로 형성되며, 바람직하게는 접지와 연결된다.
차폐막(213)은 적외선 신호처리용 칩(209)의 측면에 형성된 금속판을 절곡하여 적외선 신호처리용 칩(209)의 상부 공간을 폐쇄하도록 형성된다.
다수의 리드핀들(205)는 몰드 본체(201)에 대해 서로 마주보는 방향으로 형성된다. 또한, 리드핀들(205)은 와이어 본딩(207b)을 통해 적외선 신호처리용 칩(209)과 전기적으로 연결된다. 상기 리드핀들(205)은 몰드 본체(201)로부터 수평으로 신장된 후, 바닥면에 대해 실질적인 수직으로 절곡되며, 바닥면에 접촉되는 단부는 바닥면과의 접촉이 원활하도록 하기 위해 바닥면과 수평이 되도록 형성된다. 상술한 모듈의 형상을 SMD(Surface Mounted Device) 형이라 명명한다.
또한, 실시의 형태에 따라 리드핀들은 바닥면과 수평으로 형성되며, 절곡된 부분없이 형성될 수도 있다.
또한, 상술한 기능을 수행하기 위해 차폐막(213)의 형상은 다양하게 구현될 수 있다.
제2 실시예
도 3b는 본 고안의 제2 실시예에 따른, 차폐막(213)의 형태를 도시한 단면도이다.
도 3b를 참조하면, 차폐막(213)은 상기 리드 프레임(207)과 일체로 형성되고, 적외선 수신 모듈의 제조시, 소정의 각도로 절곡되어 형성될 수 있다. 이 경우, 적외선 센서(211)의 상면은 개방되고, 상기 적외선 신호처리용 칩의 상면은 차폐되는 형상이 된다.
도 3c는 상기 도 3b에 도시된 차폐막(213)형성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3c를 참조하면, 리드 프레임(207)과 일체로 형성된 차폐막(213)이 도시된다. 또한, 리드 프레임(207)의 소정 영역에는 적외선 신호처리용 칩(209) 및 적외선 센서(211)가 탑재된다. 이어서 상기 적외선 신호처리용 칩(209) 및 적외선 센서(211)에 대한 와이어 본딩 과정이 수행되고, 개방된 홀(215) 및 차폐막(213)이 형성된 부분을 절곡한다. 절곡에 의해 적외선 신호처리용 칩(209) 상부는 차폐막(213)으로 폐쇄되고, 적외선 센서(211) 상부 공간은 개방된다. 개방된 적외선 센서(211) 상부 공간을 통해 적외선 필터(203)를 통과한 적외선 신호는 적외선 센서(211)로 입력된다.
제3 실시예
도 3d는 본 고안의 제3 실시예에 따라 차폐막의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3d를 참조하면, 상기 차폐막(217)은 용접에 의해서도 형성될 수 있다. 즉, 상기 차폐막(217)은 리드 프레임(207)과 일체로 형성되지 않으면서 리드 프레임(207)에 고정되는 형상을 가진다. 먼저, 리드 프레임(207) 상에 적외선 신호처리용 칩(209) 및 적외선 센서(211)가 탑재된다. 계속해서, 와이어 본딩이 수행되고, 적외선 신호처리용 칩(209)의 상부 공간을 폐쇄하는 차폐막(217)을 상기 리드 프레임(207) 상에 형성한다. 상기 차폐막(217)의 형성은 리드 프레임(207) 표면과 차폐막(217)이 접촉되는 부분에 대한 용접에 의해 이루어진다.
제4 실시예
도 3e는 본 고안의 제4 실시예에 따른 차폐막의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3e를 참조하면, 상기 차폐막(217)은 리드 프레임(207)상에 형성된 홀을 이용하여 리드 프레임(207)에 고정될 수 있다. 즉, 적외선 신호처리용 칩(209)의 주변 영역에 홀이 형성된다. 또한, 차폐막(219)은 리드 프레임(207)에 수직한 방향으로 신장된 다수의 돌출핀을 가진다. 차폐막(219)이 리드 프레임(207)에 고정되기 위해 차폐막(219)의 돌출핀들을 홀에 삽입한다. 즉, 리드 프레임(207)에 형성된 다수의 홀들은 체결구로서의 역할을 수행한다.
제5 실시예
도 3f는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 차폐막의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3f를 참조하면, 먼저 리드 프레임(207) 상에 적외선 신호처리용 칩(209) 및 적외선 센서(211)가 탑재된다. 계속해서, 적외선 신호처리용 칩(209) 또는 적외선 센서(211)에 대한 와이어 본딩이 실시된다. 와이어 본딩이 완료되면, 적외선 신호처리용 칩(209)를 매립하는 부분 몰딩이 수행된다. 상기 부분 몰딩에 의해 적외선 신호처리용 칩(209)을 감싸는 부분 몰딩부(221)가 형성된다.
계속해서, 부분 몰딩부(221)를 차폐막(223)으로 폐쇄한다. 또한, 폐쇄의 형태는 상기 도 3f에 도시된 바대로 직사각형의 형상이 아니어도 무방하다. 즉, 타원형이거나 사다리꼴 모양일 수도 있다. 또한, 바람직하게는 상기 차폐막(223)을 리드 프레임(207)에 고정하기 위해, 리드 프레임(207)과 접촉되는 부위에 대한 용접을 실시한다.
상술한 실시예들에 따라 다양한 방법에 의해 차폐막은 형성될 수 있다. 즉, 다양한 방식에 의해 차폐막은 적외선 신호처리용 칩 상부 공간에 형성되며, 이러한 차폐막은 또한, 몰드 본체 내부에 형성된다.
상술한 다양한 실시예에 의해 형성된 차폐막이 형성된 리드 프레임에 대해 몰딩이 수행된다. 몰딩은 합성수지를 이용하여 적외선 센서, 적외선 신호처리용 칩 및 차폐막을 완전히 매립하여 외부로는 리드핀들만이 돌출되도록 하는 과정이다. 상기 몰드 본체의 형성과 함께, 적외선 센서의 상부 공간에 적외선 필터를 생성함이 바람직하다. 따라서, 적외선 필터는 상기 몰드 본체와 동일 재질을 가지며, 반구형의 형상을 가진다.
몰딩 공정에 의해 몰드 본체 및 적외선 필터가 형성된 후, 리드핀에 대한 절곡이 이루어진다. 다만, 실시의 형태에 따라 상기 리드핀들에 대한 절곡이 수행되지 않을 수 있다. 즉, 리드 핀들은 바닥면에 수평한 일방향으로 신장된 구조를 가질 수도 있다.
리드핀에 대한 절곡이 이루어지는 경우, 바닥면에 실질적으로 수직으로 1차 절곡이 이루어지며, 바닥면과 접촉되는 종단부를 2차 절곡하여 리드 핀들의 종단부가 바닥면과 수평이 되도록 한다. 이러한 형태로 제조된 적외선 수신 모듈의 모양을 SMD(Surface Mounted Device)형이라 한다.
상술한 실시예들에 의해 형성된 적외선 수신 모듈은 몰드 본체 내부에 차폐막을 포함하고 있으며, 반구형의 적외선 필터를 구비하고, SOP형의 리드핀들을 가지게 된다. 또한, 본 고안에서는 리드핀들의 수가 4개인 것으로 도시하였으나, 리드핀들의 수는 3개 일 수도 있다. 즉, Vcc핀, GND핀 및 Vout핀으로 이루어질 수도 있다. 또한, 리드핀들의 수가 4개인 경우에는 GND핀이 2개일 수도 있다.
따라서, 본 고안에 의할 경우, 몰드 본체 내부에 차폐막이 구비되어 적외선 수신 모듈의 크기가 크게 축소될 수 있으며, 노이즈 특성을 상당히 개선할 수 있다.
상기와 같은 본 고안에 따르면, 적외선 수신 모듈의 크기를 대폭 감소할 수 있다. 또한, 적외선 신호처리용 칩에 최근접하여 차폐막이 설치되므로 우수한 노이즈 제거 능력을 얻을 수 있다. 종래 기술에 의한 적외선 수신 모듈의 경우, 적외선 신호 수신 거리가 5미터 내지 7미터이나, 본 고안에 따른 적외선 수신 모듈의 수신거리는 10미터 이상으로 수신 품질이 향상된다. 또한, 리드핀이 바닥면에 수평하도록 형성되므로 PCB상에 탑재하기 위해 홀을 형성하고 PCB의 배면에서 납땜을 하여야하는 불편함을 해소할 수 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 적외선 센서, 적외선 신호처리용 칩을 매립하고, 내부에 노이즈 차폐막을 가지는 몰드 본체;
    상기 몰드 본체의 표면으로부터 돌출되고, 적외선 신호를 상기 적외선 센서에 전달하기 위한 적외선 필터; 및
    상기 몰드 본체로부터 마주보는 방향으로 신장되고, 바닥면에 수평한 종단부를 가지는 다수의 리드핀들을 포함하는 적외선 수신 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몰드 본체내의 노이즈 차폐막은 상기 적외선 신호처리용 칩의 상부에 배치되어 상기 적외선 신호처리용 칩을 노이즈로부터 차폐하는 것을 특징으로 하는 적외선 수신 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적외선 필터는 상기 몰드 본체와 동일 재질이면서, 반구형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 적외선 수신 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다수의 리드핀들은 상기 몰드 본체로부터 바깥쪽으로 굽어진 형상을 하는 것을 특징으로 하는 적외선 수신 모듈.
  5. 제3항에 있어서, 상기 다수의 리드핀들은 상기 몰드 본체로부터 바깥쪽으로수평으로 신장된 형상을 하는 것을 특징으로 하는 적외선 수신 모듈.
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