KR20140074026A - 지자기 센서 - Google Patents

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KR20140074026A
KR20140074026A KR1020120142171A KR20120142171A KR20140074026A KR 20140074026 A KR20140074026 A KR 20140074026A KR 1020120142171 A KR1020120142171 A KR 1020120142171A KR 20120142171 A KR20120142171 A KR 20120142171A KR 20140074026 A KR20140074026 A KR 20140074026A
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KR1020120142171A
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김범석
박은태
정세훈
이성호
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삼성전기주식회사
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    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G01R33/072—Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • G—PHYSICS
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    • G01C17/02—Magnetic compasses
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Abstract

본 발명에 따른 지자기 센서는 일면 및 타면을 갖는 리드 프레임, 상기 리드 프레임 일면 상에 배치된 반도체 소자 및 상기 리드 프레임 일면 및 상기 반도체 소자를 감싸도록 형성되되, 연자성 필러(filler)를 포함하는 몰딩부재를 포함한다.

Description

지자기 센서{Geo magnetic sensor}
본 발명은 지자기 센서에 관한 것이다.
일반적으로 지자기 센서는 미세 자계 중 하나인 지구 자계를 측정하여 방위를 표시한다. 미세 자계 중 하나인 지구 자계를 이용하여 방위를 측정하는 방법은 지표면과 수평한 위치에서 지구 자계의 3축 성분을 측정하여 방위를 표시하는 것을 기본으로 하고 있다.
이와 같은 미세 자계 검출센서로는 일반적으로 홀(hall) 센서, 플럭스게이트(fluxgate) 센서, 직류 자기저항(MR) 센서 및 교류 자기저항(MI) 센서가 있다.
그러나, 상기 플럭스게이트(fluxgate) 센서, 직류 자기저항(MR) 센서 및 교류 자기저항(MI) 센서의 경우 제조 방법이 상기 홀(hall) 센서에 비해 까다롭기 때문에 모바일용 지자기센서에서는 주로 홀(hall) 센서가 많이 사용되고 있다.
홀(hall) 센서는 상술한 다른 센서들과 비교하여 온도 안정성이 높고, 높은 선형성(linearity)을 가지며, 초소형 크기로 제작이 용이하고, 대량 생산이 용이한 것과 같은 많은 장점을 갖는 반면, 다른 센서들에 비해 낮은 자기 감도(magnetic sensitivity)를 갖는 문제가 있어 홀(hall) 센서의 자기 감도(magnetic sensitivity)를 높이기 위한 노력이 계속되고 있다.
한편, 종래 기술에 따른 지자기 센서가 미국등록특허 제5453727호에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면은 외부 자력선에 대한 높은 감도를 갖는 지자기 센서를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 지자기 센서는 일면 및 타면을 갖는 리드 프레임, 상기 리드 프레임 일면 상에 배치된 반도체 소자 및 상기 리드 프레임 일면 및 상기 반도체 소자를 감싸도록 형성되되, 연자성 필러(filler)를 포함하는 몰딩부재를 포함한다.
여기에서, 상기 반도체 소자는 기판 및 상기 기판상에 형성된 센서소자를 포함할 수 있다.
이때, 상기 센서소자는 홀(hall) 센서소자일 수 있다.
또한, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다.
또한, 상기 리드 프레임 일면과 상기 반도체 소자 사이에 형성된 접착층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착층은 폴리머(polymer)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 연자성 필러(filler)는 니켈-철 합금(Ni-Fe alloy)으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 몰딩부재는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound:EMC)일 수 있다.
또한, 상기 몰딩부재는 무기 필러(filler)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기 필러(filler)는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN) 및 탄화규소(SiC) 중 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 홀(hall) 센서소자를 감싸는 몰딩부재에 연자성 필러(filler)를 첨가함으로써, 외부 자력선에 대한 홀(hall) 센서소자의 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 홀(hall) 센서소자에 연자성 물질을 물리적으로 본딩하는 것이 아닌 최종 몰딩 공정 시 연자성 필러(filler)가 첨가된 몰딩재를 사용함으로써, 공정이 단순해지고, 공정 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지자기 센서의 구조를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지자기 센서의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 지자기 센서(100)는 리드 프레임(110), 상기 리드 프레임(110) 상에 배치된 반도체 소자(120) 및 상기 리드 프레임(110) 및 반도체 소자(120)를 감싸도록 형성되되, 연자성 필러(filler)(150)를 포함하는 몰딩부재(140)를 포함한다.
본 실시 예에서, 리드 프레임(110)은 반도체 소자(120)와 외부 장치를 전기적으로 연결하는 역할을 하는 것으로, 구리(Cu), 구리 합금(Cu alloy), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 철(Fe) 또는 철-니켈 합금(Fe-Ni alloy) 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에서, 리드 프레임(110)은 일면 및 타면을 가지며, 반도체 소자(120)는 리드 프레임(110)의 일면 상에 배치될 수 있다.
본 실시 예에서, 반도체 소자(120)는 도 1과 같이, 기판(121) 및 상기 기판(121) 상에 형성된 센서소자(123)를 포함할 수 있다.
여기에서, 기판(121)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 센서소자(123)는 홀(hall) 센서소자일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 홀(hall) 센서소자는 상기 기판(121)상에 진공증착법 또는 에피택셜 성장(epitaxial growth)법을 통하여 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 홀(hall) 센서소자는 실리콘(Si), 인듐비소(InAs), 인듐안티몬(InSb) 및 갈륨비소(GaAs) 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에 따른 지자기 센서(100)는 반도체 소자(120)와 리드 프레임(110) 일면 사이에 형성된 접착층(115)을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 접착층(115)은 폴리머(ploymer)로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 접착층(115)으로는 수지계 에폭시, 페이스트 또는 내열성이 우수한 접착 테이프 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 접착 테이프로는 상용화된 공지의 유리 테이프, 실리콘 테이프, 테프론 테이프, 스테인리스 포일 테이프, 세라믹 테이프 등과 같은 고온 테이프가 사용될 수 있다.
본 실시 예에서는 와이어(130)를 이용하여 리드 프레임(110) 일면에 실장된 반도체 소자(120)와 리드 프레임(110)을 전기적으로 연결할 수 있다.
이때, 와이어(130) 본딩 공정은 당 기술분야에서 잘 알려진 볼 본딩(ball bonding), 웨지 본딩(wedge bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding)에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 와이어(130)로는 알루미늄(Al), 금(Au) 및 구리(Cu) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에서, 몰딩부재(140)는 도 1에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(110) 일면, 리드 프레임(110) 일면 상에 실장된 반도체 소자(120) 및 와이어(130)를 감싸도록 형성되되, 리드 프레임(110) 타면, 리드 프레임(110)의 일단 및 타단을 외부로 노출시키도록 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
몰딩부재(140)는 와이어(130)를 포함하여 반도체 소자(120)를 외부환경으로부터 보호하기 위해 형성하는 것으로, 예를 들어 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound:EMC), 실리콘(silicon)계 에폭시(epoxy) 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에서 몰딩부재(140)는 연자성 필러(filler)(150)를 포함할 수 있다.
여기에서, 연자성 필러(filler)(150)는 외부 자기력에 의해 자화되어 상기 외부 자기력의 세기를 증폭시키는 역할을 하며, 본 실시 예에서는 상기 연자성 필러(filler)(150)로 니켈-철 합금(Ni-Fe alloy)이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 본 실시 예에 따른 반도체 소자(120)의 홀(hall) 센서소자(123)는 연자성 필러(filler)(150)를 통해 세기가 증폭된 외부 자기력을 감지할 수 있게 되므로, 연자성 필러(filler)(150)를 포함하지 않는 종래의 홀(hall) 센서와 비교하여 자기 감도(magnetic sensitivity)가 현저하게 향상될 수 있다.
종래의 홀(hall) 센서는 제작이 용이하고, 대량 생산이 가능하며, 센서 사이즈(size)를 줄일 수 있는 이점 때문에, 주로 실리콘(Si)을 이용하여 제작하고 있다.
이와 같이 실리콘(Si)을 이용하여 제작한 홀(hall) 센서소자는 다른 재료 즉, 상술한 인듐비소(InAs), 인듐안티몬(InSb) 및 갈륨비소(GaAs) 등을 이용하여 제작한 홀(hall) 센서소자와 비교하여 자기 감도(magnetic sensitivity)가 매우 낮은 문제가 있었다.
특히, 플럭스게이트(fluxgate) 센서, 직류 자기저항(MR) 센서 및 교류 자기저항(MI) 센서 등과 같은 다른 방식으로 제작되는 센서와 비교해서는 100배 이상 낮은 자기 감도(magnetic sensitivity)를 갖는 문제가 있었다.
따라서, 홀(hall) 센서소자를 실리콘(Si)을 이용하여 제작하되 자기 감도(magnetic sensitivity)는 향상시킬 수 있는 다양한 방법을 연구해왔다.
그 중 하나의 방법으로, 연자성 물질을 사용하는 방법이 사용되었는데, 이 방법은 반도체 공정을 통해 홀(hall) 센서소자 제작을 완성한 후, 후 공정으로 연자성 물질을 물리적으로 본딩(bonding)해야하므로, 공정 수율이 낮아지고, 공정 단가는 높아지는 문제가 여전히 남아 있었다.
이에 따라, 본 발명에서는 반도체 공정을 통해 홀(hall) 센서소자(123)가 형성된 반도체 소자(120)를 형성한 다음, 연자성 필러(filler)(150)를 포함하는 몰딩재를 이용하여 몰딩 공정을 수행함으로써, 홀(hall) 센서소자(123) 상부에 위치하는 몰딩부재(140)에 연자성 필러(filler)(150)가 분포되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명은 종래 방법과 비교하여 불필요한 공정이 삭제되므로, 공정 수율이 낮아지고, 공정 단가 역시 절감할 수 있는 동시에 홀(hall) 센서소자(123)의 자기 감도(magnetic sensitivity)는 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 몰딩부재(140)는 도 1에 도시하지는 않았으나, 상기 연자성 필러(filler)(150) 외에 무기 필러(filler)를 추가로 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 무기 필러(filler)로는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN) 및 탄화규소(SiC) 중 선택된 적어도 하나 이상일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이상 본 발명의 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명에 따른 전력 모듈 패키지는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 지자기 센서
110 : 리드 프레임
115 : 접착층
120 : 반도체 소자
121 : 기판
123 : 센서소자
130 : 와이어
140 : 몰딩부재
150 : 연자성 필러(filler)

Claims (10)

  1. 일면 및 타면을 갖는 리드 프레임;
    상기 리드 프레임 일면 상에 배치된 반도체 소자; 및
    상기 리드 프레임 일면 및 상기 반도체 소자를 감싸도록 형성되되, 연자성 필러(filler)를 포함하는 몰딩부재
    를 포함하는 지자기 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 소자는,
    기판; 및
    상기 기판상에 형성된 센서소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 센서소자는 홀(hall) 센서소자인 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)인 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드 프레임 일면과 상기 반도체 소자 사이에 형성된 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 접착층은 폴리머(polymer)로 이루어진 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연자성 필러(filler)는 니켈-철 합금(Ni-Fe alloy)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부재는 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound:EMC)인 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부재는 무기 필러(filler)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 무기 필러(filler)는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN) 및 탄화규소(SiC) 중 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 지자기 센서.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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