KR20040035701A

KR20040035701A - 적외선 센서 패키지

Info

Publication number: KR20040035701A
Application number: KR10-2004-7001464A
Authority: KR
Inventors: 다니구치료; 다카다유지; 고도마사히로; 시노타니마사토; 다나카히사노부; 히로나카아쓰시
Original assignee: 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2004-04-29
Also published as: TW200404995A; DE60308867T2; TWI220922B; CN1312809C; DE60308867D1; EP1516397B1; KR100586785B1; CN1545752A; EP1516397A1; US7157709B2; AU2003243007A1; WO2004001908A1; US20040178344A1

Abstract

적외선 센서 패키지는 초전기 부재로부터의 신호를 처리하는 IC 칩을 고정하기 위한 IC 마운트뿐만 아니라 초전기 부재를 고정하기 위한 센서 마운트를 가지도록 플라스틱 재료로 성형되는 절연 지지체를 구비한다. 상기 지지체는 금속 부품과 일체로 형성되도록 금속 부품 위에 성형된다. 상기 금속 부품은 IC 칩과 초전기 부재의 상호 접속을 위한 센서 컨덕터, 및 I/O 핀과 IC 칩의 상호 접속을 위한 I/O 컨덕터를 포함한다. 상기 I/O 컨덕터뿐만 아니라 센서 컨덕터 모두는 상기 절연 지지체와 일체로 성형된다.

Description

적외선 센서 패키지 {INFRARED SENSOR PACKAGE}

미국 특허 번호 US 6,121,614호는 IC 칩뿐만 아니라 초전기 부재가 장착되는 절연 지지체를 구비한 상기의 자체 내장식(self-contained) 타입의 적외선 센서를 공개한다. 상기 지지체는 베이스와 커버 사이의 공간 내에 지지된다. 상기 베이스는 IC 칩에 접속되는 I/O 핀을 구비하고 외부 회로와 접속을 위하여 돌출된다. 상기 IC 칩을 초전기 부재, 외부 전기 부품, 및 I/O 핀에 전기적으로 접속시키기 위하여, 대체로 직평행 육면체 형상의 지지체는 상기 지지체의 2이상의 외면을 가로질러 연장되는 복합 컨덕터 패턴(complex conductor pattern)을 형성한다. 그러나, 상기 컨덕터 패턴은 센서를 저가로 제조하기 곤란하게 만드는, 특정 설비의 이용으로 다수의 공정을 통하여만 실현될 수 있다.

본 발명은 적외선 센서 패키지에 관한 것으로, 특히 결정된 센서 출력을 제공하는 부재로부터의 신호 출력을 처리하는 IC 칩뿐만 아니라 초전기 부재를 통합하는 자체 내장식 타입의 적외선 센서 패키지에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 센서 패키지의 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3은 다른 방향에서 각각 바라본 센서 패키지의 주요부의 사시도이다.

도 4는 상기 패키지의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.

도 5는 상기 패키지의 플라스틱 지지체 내에 매립된 금속 컨덕터의 사시도이다.

도 6은 상기 지지체의 정면도이다.

도 7은 도 6의 7-7 선을 따른 단면도이다.

도 8은 도 6의 8-8선을 따른 단면도이다.

도 9a 및 도 9b는 각각 상기 패키지에 이용되는 초전기 부재의 평면도 및 저면도이다.

도 10은 센서 패키지의 회로도이다.

도 11a 및 도 11f는 센서 패키지의 제조 공정을 나타내는 사시도이다.

도 12a 내지 도 12d는 센서 패키지의 제조 공정을 나타내는 사시도이다.

도 13은 상기 센서 패키지의 변형 사시도이다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선 센서 패키지의 분해 사시도이다.

도 16 및 도 17은 다른 방향에서 각각 바라본 센서 패키지의 플라스틱 지지체를 나타내는 사시도이다.

도 18a 내지 도 18e는 센서 패키지의 제조 공정을 나타내는 사시도이다.

도 19는 상기 실시예의 변형 사시도이다.

도 20 및 도 21은 다른 방향에서 각각 바라본 지지체를 나타내는 사시도이다.

상기한 문제점을 고려하여, 본 발명은 간결성(compactness)을 유지하면서도, 낮은 비용으로 제조될 수 있는 개선된 적외선 센서 패키지를 제공하게 되었다. 본발명의 적외선 센서 패키지는 초전기 부재로부터의 신호를 처리하는 IC 칩을 고정하기 위한 IC 마운트뿐만 아니라 초전기 부재를 고정하기 위한 센서 마운트를 가지도록 플라스틱 재료로 성형되는 절연 지지체를 포함한다. 상기 지지체는 외부 회로와 IC 칩의 전기 접속을 위하여 베이스를 통하여 뻗어 있는 복수의 I/O 핀을 형성하는 베이스에 지지된다. 커버가 상기 지지체를 수용하기 위하여 그 사이에 공간을 만들도록 베이스에 고정된다. 상기 지지체는 상기 초전기 부재와 IC 칩 사이의 전기 상호 접속을 위한 센서 컨덕터 및 또한 상기 IC 칩과 I/O 핀 사이의 전기 상호 접속을 위한 I/O 컨덕터를 형성한다. 본 발명의 중요한 특징은 상기 센서 컨덕터 및 I/O 컨덕터가 상기 절연 지지체와 일체로 성형된다는 점에 있다. 따라서, I/O 컨덕터뿐만 아니라 센서 컨덕터는 상당히 간단한 제조 공정에 의하여 실현될 수 있어 적외선 센서의 제조 비용을 줄일 수 있고, IC 칩과 초전기 부재 사이 및 IC 칩과 I/O 핀 사이에 지지체의 측면의 전기 접속을 보장한다.

바람직한 실시예에서, 상기 지지체는 상면, 정면 및 하면을 가지는 대체로 직평행 육면체로 형성된다. 상기 상면은 센서 마운트로 형성되고, 상기 정면은 IC 마운트로 형성된다. 센서 컨덕터 각각은 IC 마운트에 고정되는 IC 칩과 접속을 위하여 뿐만 아니라 센서 마운트에 고정되는 초전기 부재와 접속을 위하여 각각 지지체이 상면 및 정면에 노출되는 부분을 가지고 있다. I/O 컨덕터 각각은 상기 지지체의 하면에 상기 IC 칩 및 상기 I/O 핀과의 접속을 위하여 각각 지지체의 정면 및 하면에 노출되는 부분을 가지고 있다. 이 구성으로, 상기 센서 패키지는 간단하게 제조될 수 있고, 각 컨덕터의 패턴을 단순화할 수 있다.

바람직하게, 금속 차폐물은 상기 IC 마운트에 인접한 부분에서 상기 지지체 내에 성형되고 안정된 전기 전위에서 IC 칩을 차폐하기 위하여 IC 칩의 회로의 안정된 전기 전위에 접속되어, 그 때문에 센서 출력의 향상된 신뢰성을 위하여 상기 IC 칩의 입력과 출력 사이의 와류 정전용량(parasitic capacitance)을 최소화하도록 상기 IC 칩의 회로를 전자기적으로 보호한다. 이 접속에서, 금속 차폐물은 IC 마운트 후방에서 상기 지지체 내에 매립되는 수직부 및 IC 칩을 초전기 부재로부터 보호하기 위하여 상기 수직부의 상단부로부터 만곡되는 수평부를 갖도록 형성될 수 있다. 이것은 지지체 내에 매립되는 금속 차폐물의 사용에도 불구하고, IC 칩을 초전기 부재로부터도 효과적으로 차폐하는데 유리하다.

금속 차폐물은 정면에서 IC 마운트 후방에 매립되는 주요부 및 IC 칩의 회로의 일정한 전위 부분과 접속을 위하여 상기 주요부로부터 상기 정면으로 뻗어 있는 터미널 레그를 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 금속 차폐물은 상기 초전기 부재를 마찬가지로 잘 차폐하기 위하여 센서 마운트 후방으로 뻗어 있는 일체형 연장부를 가지는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 초전기 센서의 신호 출력과 접속을 초래하는, 센서 컨덕터 중 하나는 상기 상면에 인접하여 위치되고 IC 칩의 출력에 접속되는 I/O 컨덕터 중 하나로부터 상기 정면에 대하여 대각선으로 이격된다. 이것은 신뢰할 수 있는 적외선 검출을 위하여 IC 칩의 신호 입력과 출력 사이의 가능한 전기 용량의 접속을 줄이는데 유리하다.

또한, 상기 I/O 컨덕터는 상기 지지체 내에 매립되는 수직부 및 상기 I/O 핀과의 즉시의 접속을 위하여 상기 수직부로부터 지지체의 외측으로 뻗어 있는 수평부를 포함할 수 있다.

또한 상기 지지체는 상기 IC 칩을 차폐하기 위하여 상기 IC 마운트에 인접한 서로 이격되는 제1 금속 차폐물 및 제2 금속 차폐물 위에 성형되는 것이 바람직하다. 상기 제1 금속 차폐물은 상기 IC 칩의 접지 라인(ground line)에 전기적으로 접속되고, 제2 금속 차폐물은 상기 접지 라인보다 더 높은 전기 전위를 가지는 상기 IC 칩의 일부에 전기적으로 접속된다. 상기 제2 금속 차폐물의 포함으로, 초전기 부재의 센서 출력으로부터 누설 전류를 줄이는 것이 쉽게 가능하여, 그 때문에 적외선 센서의 신뢰성을 향상할 수 있다.

상기 센서 컨덕터는 전기 전도성 접착제에 의하여 초전기 부재의 전극과 전기적 접속을 위하여 상기 지지체로 돌출되는 패드를 각각 형성할 수 있다.

상기 지지체는 상기 IC 칩의 회로에 접속되는 외부 전기 구성요소를 그 내부에 수용하기 위하여 오목부를 형성한다. 한 쌍의 구성요소 터미널이 외부 전기 구성요소와 접촉을 위하여 그리고 IC 칩에 상기 구성요소의 전기적 상호 접속을 위하여 상기 오목부의 바닥으로 노출되는 부분을 갖고 상기 지지체 내에 성형된다. 따라서, IC 칩에 부수적인 필요한 전자 구성요소가 IC 칩과 함께 상기 지지체 내에 성공적으로 통합될 수 있어, 전체 조립을 간결하게 만든다.

이 접속에서, 구성요소 터미널은 IC 칩에 외부 전기 구성요소의 전기적 상호 접속을 위하여 IC 칩을 수용하는 오목부의 바닥으로 노출되는 각각의 부분을 가진다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지체는 센서 마운트 및 IC 마운트로 각각 형성되는 상면 및 바닥면을 가지는 대체로 평평한 판으로 구성된다. 이 경우, 각 센서 컨덕터는 상기 초전기 부재와 IC 칩 사이의 상호 접속을 위하여 상기 지지체의 상면 및 바닥면에 노출되는 부분을 가지고, 각 I/O 컨덕터는 상기 IC 칩과 I/O 핀 사이의 상호 접속을 위하여 상기 지지체의 바닥면에 노출되는 부분을 가진다. 따라서, 상기 초전기 부재, 상기 IC 칩 및 I/O 핀이 상기 평평한 지지체에 성공적으로 지지될 수 있고 상기 지지체 내에 매립되는 컨덕터의 사용으로 서로 전기적으로 접속될 수 있다.

이 경우, 상기 센서 컨덕터 및 I/O 컨덕터는 상기 센서 마운트와 상기 IC 마운트 사이에서 상기 지지체 내에 매립되는 평평한 판으로 형성될 수 있다. 평평한 형상의 센서 컨덕터 및 I/O 컨덕터의 사용으로, 매립되는 컨덕터에 여분의 만곡bending) 작업 없이 전기적 상호 접속을 이루는 것이 가능하다.

또한, 상기 센서 마운트 및 IC 마운트는 상기 초전기 부재 및 IC 칩을 그 내부에 수용하기 위하여 상면 및 바닥면에 각각 형성되는 리세스일 수 있다.

상기 I/O 핀 각각은 상기 I/O 컨덕터 중 결합되는 하나의 컨덕터 각각과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 지지체에 성형되는 상기 I/O 컨덕터는 다수의 구성요소를 줄이기 위하여 상기 I/O 핀과 일체로 제공될 수 있다.

상기 센서 컨덕터는 판의 형태로 상기 초전기 부재를 지지하기 위하여 센서 마운트에 노출되는 패드를 가지고 있다. 즉, 상기 초전기 부재는 기계적으로 지지될 뿐만 아니라 전기적으로 접속되게 패드를 가로질러 브리지(bridge)될 수 있다.이 브리지 지지체는 신뢰할 수 있는 감지 성능을 위하여 지지체 또는 IC 칩과 상기 초전기 부재의 충분한 열적 차단을 보장한다. 바람직하게, 상기 센서 마운트는 상기 패드를 오목부의 바닥에 노출시키도록 상기 지지체에 형성되는 오목부의 형태를 갖고 있다.

상기 IC 마운트가 리세스의 형태를 가지면, 상기 리세스는 바닥 및 상기 바닥보다 큰 입구를 갖도록 형성된다. 이것은 상기 IC 칩과 센서 컨덕터 및/또는 상기 I/O 터미널 사이에 와이어 접합(wire bonding)을 용이하게 만드는데, 즉 와이어 접합에 사용되는 모세관 헤드의 입구를 수용하는데 유리하다.

또한, 상기 지지체는 각각의 I/O 핀을 그 내부에 수용하기 위하여 구멍을 형성할 수 있다. 각각의 I/O 컨덕터는 상기 구멍 내에 삽입되는 I/O 핀과의 전기적 상호 접속을 위하여 각 구멍에 노출되는 부분을 가지고 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적 및 유리한 특징이 첨부도면과 관련하여 행한 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 센서 패키지가도시된다. 상기 적외선 센서 패키지는 예를 들면, 경고하거나 또는 관련 조명 장치 등을 제어하기 위하여 룸 또는 영역 내에 존재하는 사람을 감지하기 위하여 제공된다. 상기 패키지는 본래 절연 지지체(dielectric support)(20)를 이송하는 베이스(base)(10), I/O 터미널 핀(terminal pins)(11 내지 13), 및 상기 베이스(10) 상의 상기 지지체(20)에 맞는 커버(100)로 이루어진다. 상기 절연 지지체(20)는 초전기 부재(pyroelectric element)(30), 신호 처리 회로를 형성하는 IC 칩(40), 및 상기 IC 칩(40)의 회로에 접속되는 전자 구성요소(50)를 구비한다. 상기 초전기 부재(30)는 상기 커버(100)의 상단에 투명창(101)을 통하여 적외선 복사를 수신하는 신호 출력을 발생한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 신호 처리 회로는 신호 출력을 전압 내에 전류의 형태로 변환하는 전류-전압 변환기(current-voltage converter)(41), 전압을 증폭하는 증폭기(amplifier)(42), 사람 이외로부터 발생되지 않는 노이즈(noise)를 여과하는 디지털 필터(digital filter)(43), 및 사람 존재의 검출을 위하여 여과된 전압을 임계값과 비교하는 윈도우-비교기(window-comparator)를 포함하는 출력부(44)를 실행하고, 출력 터미널(45)을 통하여 사람 존재를 표시하는 결정된 센서 출력 신호를 출력한다. 또한, 상기 회로는 작동 전압<VR>을 상기 초전기 부재(30)에 공급할 뿐만 아니라 다른 전압을 상기 회로의 여러 부분에 공급하기 위하여 외부 소스 전압<VDD>에 의하여 전압이 가해지는 전력 공급부(power supply)(46)를 포함하고, 또한 클록 신호(clock signal)를 디지털 필터에 전달하는 클록 제너레이터(clock generator)(47)를 포함한다. 상기 외부 전자 구성요소(50)는 상기 IC 칩(40)에 포함되지 않고 그 회로에 접속되는 비교적 대정전용량의 커패시터(capacitor)이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지지체(20)는 절연 플라스틱 재료로부터 폭이 좁은 상면 및 큰 정면을 가지는 대체로 평평한 직평행 육면체(cuboid)로 형성된다. 상기 상면은 상기 초전기 부재(30)를 고정하는 센서 마운트(sensor mount)(21)로 성형되고, 상기 정면은 상기 IC 칩(40)을 고정하는 IC 마운트(25)로 성형된다. 상기 플라스틱 지지체(20)는 액정 폴리머(liquid crystal polymer)로 이루어지고, 그것과 함께 일체로 형성되는 금속 부품 위에 성형된다. 즉, 상기 금속 부품은 그 성형(molding)때 상기 지지체(20) 내에 부분적으로 매립된다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 금속 부품은 상기 초전기 부재(30)를 IC 칩(40)과 전기적으로 서로 접속되는 한 쌍의 센서 컨덕터(sensor conductor)(61, 62), 상기 IC 칩(40)을 상기 I/O 핀(11 내지 13)과 각각 전기적으로 서로 접속되는 3개의 I/O 컨덕터(71 내지 73), 상기 외부 구성요소(50)를 상기 IC 칩(40)과 전기적으로 접속되는 한 쌍의 구성요소 터미널(component terminals)(81, 82) 및 차폐판(shield plates)(90, 95)을 포함한다. 상기 차폐판(90)은 다른 금속 부품과 분리되고, 수직부(91), 상기 수직부의 상부로 뻗어 있는 수평부(92), 및 상기 수직부의 일측으로부터 수평으로 뻗어 있는 터미널 리드(terminal lead)(93)를 포함한다. 상기 수직부(91)는 전자기적으로 차폐하기 위하여 상기 IC 칩(40)의 상부 후방 위치에서 상기 지지체(20) 내에 매립되고, 상기 수평부(92)는 상기 IC 칩(40)을 상기 초전기 부재(30)로부터 차폐하거나 또는 전자기적으로 격리하기 위하여 상기 초전기 부재(30) 아래 위치에서 상기 지지체 내에 매립된다. 다른 한편, 상기 차폐판(95)은 상기 구성요소 터미널(82) 뿐만 아니라 I/O 컨덕터(72)와 일체로 또는 연속적인 부재로 형성되고, 상기 IC 칩(40)의 하단부 후방에 위치되는 수직부(96), 상기 IC 칩(40)의 하단부를 차폐하기 위하여 상기 수직부(96)의 하단부로부터 돌출되는 수평부(97), 및 상기 IC 칩(40)의 측면을 차폐하는 측면 연장부(98)를 포함한다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 수직부(96)는 상기 지지체(20)의 정면으로 노출되는 주요부를 가지고 상기 IC 칩(40)의 접지(ground)에 연결된다. 이 연결에서, 상기 차폐판(95)과 일체로 형성된 I/O 컨덕터(72)가 상기 베이스(10)의 상단부에서 접지 컨덕터(14)와 직접 접촉하기 위하여 상기 지지체의 바닥에 노출되고, 베이스를 통하여 I/O 핀(12)에 전기적으로 접속된다.

도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 상기 센서 마운트(21)는 상기 지지체(20)의 상면에 형성된 캐비티(cavity)의 대향 단부에 한 쌍의 쇼울더(shoulders)로 형성된다. 상기 쇼울더를 가로질러 상기 초전기 부재(30)가 상기 지지체(20)의 상면에 고정되도록 연결된다(도 1). 상기 초전기 부재(30)는 전극(32, 33)을 수용하는 라이트와 함께 각각 대향면에 형성되는 절연 기판(31)으로 구성된다. 상기 전극(32, 33)은 상기 기판의 상면에(도 9a) 패턴(pattern)으로 및 상기 기판의 하면에(도 9b) 패턴으로 배치되어 반대 극성의 4쌍의 전극(32, 33)이 각 쌍의 전극 사이에 개재되는 기판과 함께 주어진다. 상기 기판(30)은 상기 지지체(20)의 상면에 돌출되는 센서 컨덕터(61, 62)의 부분 또는 패드(pads)에 전기 전도성 접착제에 의하여 각각 연결되는 터미널(34, 35)을 그 대향 단부에 형성한다.

상기 IC 마운트(25)는 도 1 및 도 7에 점선으로 나타낸 바와 같이, 그 내부에 IC 칩(40)을 수용하기 위하여 상기 지지체(20)의 정면으로 윈도우(26)의 바닥에 직사각형 리세스(recess)의 형태를 갖고 있다. 상기 IC 칩(40)은 상기 리세스(25)의 바닥에 접착제에 의하여 고정되고 상기 지지체 내에 매립되는 컨덕터의 부분에 와이어 접합법에 의하여 전기적으로 접속된다. 도 4 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 센서 컨덕터(61, 62), 상기 구성요소 터미널(81, 82), 수직부(96), 터미널 리드(93), I/O 컨덕터(71, 73)의 부분들이 상기 리세스(25)의 둘레에 상기 윈도우(26)의 바닥에 노출된다. 이들 부분들이 상기 IC 칩(40)의 주변에 터미널 리드에 대응하도록 와이어 접합된다. 이 접합에서, 상기 윈도우(26)를 둘러싸는 벽은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 바닥보다 넓은 개구(opening) 또는 입구(mouth)를 만들도록 경사져 있어, 그 때문에 와이어 접합 작업을 용이하게 하고, 즉, 와이어 접합을 위하여 사용되는 모세관 헤드(capillary head)를 용이하게 수용할 수 있다.

상기 센서 컨덕터(61)는 상기 초전기 부재(30)로부터 신호 출력을 수신하도록 연결되고 상기 IC 칩(40)의 회로의 신호 입력<SIN>에 와이어 접합되고, 상기 회로는 센서 출력을 출력 터미널(45)을 통하여 I/O 컨덕터(71)에 전달한다. 도면에 도시된 바와 같이, 신호 입력, 즉 상기 센서 컨덕터(16)에 접속은 상기 지지체(20)의 정면에 대하여, 상기 센서 출력, 즉 I/O 컨덕터(71)에의 접속으로부터 대각선으로 이격된다. 이 공간 배치는 다른 전위의 2개의 차폐판(90, 95)을 이용하는 고유 전자-자기 차폐 기구와 협력하여 상기 초전기 부재(30)의 신호 출력과 상기 IC 칩(40)의 센서 출력 사이의 전기 절연을 향상시킨다. 즉, 상기 I/O 컨덕터(71)로상기 센서 출력에 인접한 상기 차폐판(95)은 상기 IC 칩(40)의 회로의 회로 접지에 연결되고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 센서 출력을 제공하는 센서 컨덕터(61)에 인접한 차폐판(90)은 터미널 리드(93)에서 접지로부터 상승되는 일정한 전위<VR2> 또는 <VR>를 가지는 IC 칩(40)의 일부분에 연결된다. 일정한 전위 또는 안정된 전압은 초전기 부재(30)의 출력<SIN>이 사람 존재를 결정하는데 비교되는 기준 전압으로서 주어진다. 상기 차폐판(91, 92)은 접지보다 더 높은 기준 전압에서 유지되기 때문에, 상기 초전기 부재의 출력으로부터 IC 칩으로 가능한 전류 누설을 최소화하도록 되며, 따라서 신뢰할 수 있는 검출을 보장한다.

또한 상기 지지체(20)는 외부 구성요소(50)가 삽입되는 오목부(concavity)(24)와 함께 윈도우(26)에 인접한 정면에 형성되고 상기 오목부(24)의 바닥에 노출되는 구성요소 터미널(81, 82)의 부분들에 전기 전도성 접착제에 의하여 전기적으로 접속된다. 상기 I/O 컨덕터(71, 73)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(10)의 상면에 상기 I/O 핀(11, 13)과 연결을 위하여 상기 지지체의 하단부로 노출되는 기부(feet)를 주기 위하여 만곡된 각 하단부를 가지고 있다.

도 11a 내지 도 11f 및 도 12a 내지 도 12d는 적외선 센서 패키지를 제조하는 공정을 나타낸다. 먼저, 컨덕터 또는 금속 부품은 그로부터 타출됨으로써 하나의 금속 시트(8)로 형성된다(도 11a). 그 다음, 상기 지지체(20)는 상기 금속 부품의 부분들 위쪽으로 성형되고 IC 칩(40)은 상기 지지체(20)에 장착되고(도 11b), 그 후 원도우는 상기 IC 칩을 밀봉하도록 캡슐 봉함(encapsulating) 부재(2)로 충전된다(도 11c).

그 다음에, 상기 외부 전자 구성요소(50)가 상기 오목부(24) 내에 끼워 맞춤되고(도 11d), 상기 지지체(20)가 금속 시트의 프레임으로부터 분리되고(도 11e), 그 후 상기 I/O 컨덕터(71, 73)의 기부가 만곡된다(도 11f). 그 다음, 상기 지지체(20)는 상기 베이스의 I/O 핀(11, 12, 13) 및 접지 컨덕터(14)에 접속되는 I/O 컨덕터(71 내지 73)로 상기 베이스(10)에 조립된다(도 12a 및 도 12b). 마지막으로, 상기 초전기 부재(30)는 상기 지지체(20)의 상면에 센서 마운트(21)에 고정되고(도 12c), 상기 커버(100)는 상기 지지체 위쪽을 위치되고 상기 베이스(10)에 밀봉된다(도 12d).

도 13은 센서 마운트(21)가 상기 센서 마운트(21)의 계단형 쇼울더 내에 초전기 부재의 단부를 안정되게 수용하기 위하여 초전기 부재의 두께에 대응하는 깊이 만큼 상기 지지체의 상면으로부터 오목하게 형성되는 한 쌍의 계단형 쇼울더에 의하여 형성되는 상기 실시예의 변형예를 나타낸다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본질적으로 상기한 실시예와 유사하지만 지지체(20A)가 낮은 형상 구조를 실현하도록 베이스(10A) 상에 평평하게 위치하는 점에 특히 상이한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 적외선 센서 패키지가 도시된다. 유사한 부품은 "A"의 첨자와 함께 유사한 참조부호에 의하여 지시되고, 여기서 중복된 설명은 생략한다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 지지체(20A)는 하나의 금속 시트로 타출되는 금속 부품 상에 성형되고, 그 상부의 큰 표면에 리세스 형태의 센서마운트(21A) 및 외부 전자 구성요소(50)를 위한 오목부(24A)도 형성하고, 그 하부의 표면에 IC 마운트(25A)를 형성한다. 상기 센서 마운트(21A)는 함몰부(depression)(22)의 대향 단부에 형성되고 상기 지지체(20A)의 상면으로부터 오목하게 들어간 한 쌍의 계단형 쇼울더로 형성된다. 즉, 상기 센서 마운트(21A)는 그 바닥에서 함몰부(22)를 갖는 오목한 형태를 갖고 있다. 센서 컨덕터(61A, 62A)는 지지체에 평평하게 매립되고 쇼울더에 지지되는 초전기 부재(30)의 터미널과 각각 즉시 접속을 위한 패드를 형성하기 위하여 상기 센서 마운트(21A)의 쇼울더에 노출되는 각각의 부분을 가지고 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 IC 마운트는 상기 지지체(20A)의 하면에 형성된 윈도우(26A) 내의 리세스로 형성된다. 상기 리세스(25A)는 그 폭 단부에 IC 칩(40)이 끼워지는 리브(ribs)(27)를 형성한다. 센서 컨덕터(61A, 62A)의 부분이 와이어 접합에 의하여 상기 IC 칩(40)의 대응 터미널과 접속을 위하여 노출되는 섹션(section)(28)이 상기 리브(27)의 외측을 향하는 부분에서 상기 윈도우(26A)의 바닥에 형성된다.

상기 지지체(20A)는 모두가 그 성형시 상기 지지체 내에 일부 매립되는 본래 평평한 판인 구성요소 터미널(81A, 82a) 뿐만 아니라 I/O 컨덕터(71A, 72A, 73A)를 포함한다. 이 목적을 위하여, 또한 상기 윈도우(26A)는 바닥의 길이 방향 단부에 I/O 컨덕터(71A, 72A, 73A)의 일부가 노출되는 섹션(29)을 형성한다. 또한 구성요소 터미널(81A, 82A)은 평평하게 이루어지고 전도성 접착제에 의하여 구성요소(50)와 접속을 위하여 오목부(24A)의 바닥에 노출되는 각각의 부분을 가지고 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 섹션(28, 29)에 인접하는 윈도우의 내벽은 와이어 접합 작업을 용이하게 하기 위하여 바닥보다 폭이 더 넓은 개구 또는 입구를 만들도록 경사져 있다.

도 16 및 도 17에 점선에 의하여 나타낸 바와 같이, 상기 구성요소 터미널(82A)은 이전의 실시예와 유사한 방식으로 상기 I/O 컨덕터(72A)와 일체로 형성된다. 도면에 도시되지 않았지만, IC 칩 및/또는 초전기 부재를 위하여 금속 차폐물 또는 차폐물들이 이전의 실시예와 유사한 방식으로 지지체 내에 매립될 수 있다. 상기 I/O 컨덕터(71A, 72A, 73A) 각각은 구멍을 통하여 뻗어 있는 I/O 핀 중 결합되는 하나의 핀 각각과 전기 접속을 위하여 구멍(121, 122, 123)들 중 하나의 구멍 각각의 벽에 노출되는 링(ring)을 가지고 있다.

도 18a 내지 도 18e는 센서 패키지를 제조하는 단계를 나타낸다. 하나의 금속 시트(8A) 또는 테이프(tape)는 상기 패키지의 복수 세트용 금속 부품을 형성한다(도 18a). 상기 지지체(20A)가 각 세트의 금속 부품 위에 성형된 후(도 18b), 상기 IC 칩(40)이 매립된 I/O 컨덕터에 연결됨으로써 뒤따르는 상기 지지체(20A) 상에 장착된다(도 18c). 그 다음, 상기 IC 칩은 캡슐 봉함 부재(2A)에 의하여 밀봉되고(도 18d), 그 후 상기 지지체(20A)는 상기 금속 시트로부터 분리된다(도 18e). 마지막으로, 전기 구성요소(50A) 뿐만 아니라 초전기 부재(30A)는 상기 지지체(20A)에 고정되고, 상기 지지체(20A)는 도 15에 도시된 바와 같이, 베이스(10A)에 고정된다.

도 19 내지 도 21은 I/O 핀(11B, 12B, 13B) 각각이 상기 I/O 컨덕터(71A, 72A, 73A) 중 대응하는 하나와 각각 일체로 형성되는 것 이외에는 상기한 실시예와동일한 변형 센서 패키지를 나타낸다. 유사한 부품은 "B"의 첨자와 함께 유사한 참조부호에 의하여 지시되고, 여기서 중복된 설명은 생략한다. 상기 I/O 핀은 상기 I/O 컨덕터로부터 아래로 만곡되고 상기 베이스(10B)의 구멍을 통하여 뻗어 있다.

본 발명은 적외선 센서 패키지에 관한 것으로, 특히 결정된 센서 출력을 제공하는 부재로부터의 신호 출력을 처리하는 IC 칩뿐만 아니라 초전기 부재를 통합하는 자체 내장식 타입의 적외선 센서 패키지에 이용될 수 있다.

Claims

적외선 센서 패키지(infrared sensor package)로서,

플라스틱 재료로 성형되고, 초전기 부재(pyroelectric element)를 고정하기 위한 센서 마운트(sensor mount) 및 상기 센서 마운트로부터의 신호를 처리하는 IC 칩(chip)을 고정하기 위한 IC 마운트로 형성되는 절연 지지체(dielectric support),

상기 절연 지지체를 이송하고, 상기 IC 칩을 외부 회로와 전기 접속하기 위하여 자신을 관통하여 뻗어 있는 복수의 I/O 핀(pin)을 가지고 있는 베이스(base),

내부에 상기 절연 지지체를 수용하기 위하여 상기 베이스와의 사이에 공간을 제공하도록 상기 베이스에 고정되는 커버(cover),

상기 초전기 부재와 상기 IC 칩 사이의 전기적 접속을 위하여 상기 지지체의 측면에 형성되는 센서 컨덕터(sensor conductors), 및

상기 IC 칩과 상기 I/O 핀 사이의 전기적 접속을 위하여 상기 지지체의 측면에 형성되는 I/O 컨덕터

를 포함하고,

상기 센서 컨덕터 및 상기 I/O 컨덕터가 상기 절연 지지체의 내부에 상기 절연 지지체와 일체로 성형되는

적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상지 지지체는 상면, 상기 상면에 인접한 정면, 및 하면을 구비하는 대체로 직평행 육면체(cuboid)이고,

상기 상면은 상기 센서 마운트로 형성되고,

상기 정면은 상기 IC 마운트로 형성되며,

상기 센서 컨덕터 각각은 상기 IC 마운트에 고정되는 IC 칩뿐만 아니라 상기 센서 마운트에 고정되는 상기 초전기 부재와의 접속을 위하여 각각 상기 지지체의 상면 및 정면에 노출되는 부분을 가지며,

상기 I/O 컨덕터 각각은 상기 지지체의 하면에 상기 IC 칩 및 상기 I/O 핀과의 접속을 위하여 각각 상기 지지체의 정면 및 하면에 노출되는 부분을 가지고 있는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 적외선 센서 패키지는 상기 IC 마운트에 인접한 부분에서 상기 지지체 내부에 성형되고, 안정된 전기 전위에서 상기 IC 칩을 차폐하기 위하여 상기 IC 칩의 안정된 전기 전위 부분에 접속되는 금속 차폐물(metal-shield)을 추가로 포함하는 적외선 센서 패키지.
제3항에 있어서,

상기 금속 차폐물은 상기 IC 마운트 후방에서 상기 지지체의 내에 매립되는수직부 및 상기 초전기 부재로부터 상기 IC 칩을 차폐하기 위하여 상기 수직부의 상단으로부터 만곡되는 수평부를 포함하는 적외선 센서 패키지.
제4항에 있어서,

상기 수평부는 상기 IC 칩의 기준 전압에 접속되는 적외선 센서 패키지.
제2항에 있어서,

상기 금속 차폐물은 상기 정면에서 상기 IC 마운트의 후방에 매립되는 주요부를 포함하고,

상기 IC 칩의 회로의 일정한 전위 부분과의 접속을 위하여 터미널 레그(terminal leg)가 상기 주요부로부터 상기 지지체의 정면으로 뻗어 있는

적외선 센서 패키지.
제3항에 있어서,

상기 금속 차폐물은 상기 초전기 부재를 IC 칩으로부터 차폐하기 위하여 상기 센서 마운트 후방에 뻗어 있는 일체형 연장부를 가지고 있는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 지지체는 상기 센서 마운트로 형성되는 상면, 및 상기 상면에 인접하고상기 IC 마운트로 형성되는 정면을 가지는 대체로 직평행 육면체이고,

상기 초전기 센서의 신호 출력과 접속하기 위한 상기 센서 컨덕터는 상기 상면에 인접하여 위치되고 상기 IC 칩의 센서 출력에 접속되는 상기 I/O 컨덕터로부터 상기 정면에 대하여 대각선으로 이격되는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 지지체는 상기 센서 마운트로 형성되는 상면, 및 상기 상면에 수직하고 상기 IC 마운트로 형성되는 정면을 가지는 대체로 직평행 육면체이고,

상기 I/O 컨덕터는 상기 지지체 내에 매립되는 수직부 및 상기 I/O 핀과의 연결을 위하여 상기 수직부의 하단부로부터 상기 지지체의 외측으로 뻗어 있는 수평부를 포함하는

적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 적외선 센서 패키지는 상기 IC 칩을 차폐하기 위하여 상기 IC 마운트에 인접한 서로 이격 관계로 상기 지지체 내에 성형되는 제1 금속 차폐물 및 제2 금속 차폐물을 추가로 포함하고,

상기 제1 금속 차폐물은 상기 IC 칩의 접지 라인(ground line)에 전기적으로 접속되고,

제2 금속 차폐물은 상기 접지 라인보다 더 높은 전기 전위를 가지는 상기 IC칩의 일부에 전기적으로 접속되는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 센서 컨덕터는 각각의 상단부에서, 전기적 전도성 접착제에 의하여 상기 초전기 부재의 전극과 전기적 접속을 위하여 상기 지지체 상에 돌출되는 패드(pad)로 형성되는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 지지체는 상기 IC 칩의 회로에 접속되는 외부 전기 구성요소를 수용하기 위한 오목부(concavitiy)를 형성하고,

한 쌍의 구성요소 터미널은 상기 지지체의 내부에 성형되며, 상기 외부 전기 구성요소와의 접촉을 위하여 그리고 상기 IC 칩에 상기 외부 전기 구성요소의 전기적 상호 접속을 위하여 상기 오목부의 바닥에 노출되는 부분을 갖는

적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 지지체는 상면 및 바닥면을 가지는 대체로 평평한 판(plate)이고,

상기 상면은 상기 센서 마운트로 형성되고,

상기 바닥면은 상기 IC 마운트로 형성되며,

상기 센서 컨덕터 각각은 상기 IC 마운트에 고정되는 IC 칩뿐만 아니라 상기센서 마운트에 고정되는 초전기 부재와의 접속을 위하여 각각 상기 지지체의 상면 및 정면에 노출되는 부분을 가지며,

상기 I/O 컨덕터 각각은 상기 IC 칩을 상기 I/O 핀에 접속하기 위하여 상기 지지체의 바닥면에 노출되는 부분을 가지고 있는 적외선 센서 패키지.
제13항에 있어서,

상기 센서 마운트는 상기 지지체의 상면에 있으며, 상기 초전기 부재를 내부에 수용하기 위한 리세스(recess)이고,

상기 IC 마운트는 상기 지지체의 바닥면에 있으며, 상기 IC 칩을 내부에 수용하기 위한 리세스인 적외선 센서 패키지.
제13항에 있어서,

상기 센서 컨덕터 및 상기 I/O 컨덕터는 상기 센서 마운트와 상기 IC 마운트 사이에서 상기 지지체 내에 매립되는 평평한 판 내에 각각 형성되는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 I/O 핀 각각은 상기 I/O 컨덕터 중 결합되는 하나의 컨덕터 각각과 일체로 형성되어 단일 구조를 이루는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 센서 컨덕터는 상기 센서 마운트에 노출되는 패드를 가지며,

상기 초전기 부재는 기계적으로 지지될 뿐만 아니라 전기적으로 접속되도록 상기 패드를 가로질러 브리지(bridge)되는 판의 형태인 적외선 센서 패키지.
제17항에 있어서,

상기 센서 마운트는 상기 지지체에 형성된 오목부의 형태이고,

상기 패드는 상기 오목부의 바닥에 노출되는

적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 IC 마운트는 상기 지지체 내의 리세스의 형태이고,

상기 리세스는 바닥 및 상기 바닥보다 더 큰 입구(mouth)를 가지고 있는 적외선 센서 패키지.
제1항에 있어서,

상기 지지체는 각각 상기 I/O 핀을 내부에 수용하는 구멍을 구비하도록 형성하되,

상기 I/O 콘덕트 각각은 상기 I/O 핀과의 전기적 접속을 위하여 상기 구멍 각각에 각각 노출되는 부분을 가지는 적외선 센서 패키지.