KR20160100606A - 센서 패키지 모듈 - Google Patents

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KR20160100606A
KR20160100606A KR1020150023242A KR20150023242A KR20160100606A KR 20160100606 A KR20160100606 A KR 20160100606A KR 1020150023242 A KR1020150023242 A KR 1020150023242A KR 20150023242 A KR20150023242 A KR 20150023242A KR 20160100606 A KR20160100606 A KR 20160100606A
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sensor
substrate
package module
sensor package
groove
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KR1020150023242A
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강필중
박태준
조성민
윤상기
이정원
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삼성전기주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
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Abstract

본 발명의 센서 패키지 모듈은 제1면이 개방된 센서; 상기 센서의 제1면과 마주하는 수용 공간이 형성되는 기판; 및 상기 센서와 상기 기판을 결합하는 접착 부재;를 포함하고, 상기 수용 공간의 둘레는 상기 접착 부재의 넘침을 방지하도록 구성된 하나 이상의 홈이 형성된다.

Description

센서 패키지 모듈{Sensor Package Module}
본 발명은 박형화에 유리한 센서 패키지 모듈에 관한 것이다.
센서 패키지 모듈은 소형 단말기에 장착되며, 소형 단말기에 필요한 적어도 하나의 기능을 수행한다.
센서 패키지 모듈은 상당한 높이를 갖는다. 일 예로, 센서 패키지 모듈은 적어도 센서 패키지 모듈에 탑재되는 센서 크기에 상응하는 높이를 갖는다. 따라서, 센서 패키지 모듈은 센서 크기에 의해 박형화할 수 있는 최대 높이에 제약을 받는다.
그런데 소형 단말기는 지속적으로 박형화되고 있으므로, 이러한 소형 단말기에 센서 패키지 모듈을 장착하기 위해서는 센서에 의한 크기 제약을 덜 받는 형태의 센서 패키지 모듈의 개발이 필요하다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.
KR 2012-045892 A JP 2006-261560 A
본 발명은 박형화가 용이한 센서 패키지 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈은 제1면이 개방된 센서; 상기 센서의 제1면과 마주하는 수용 공간이 형성되는 기판; 및 상기 센서와 상기 기판을 결합하는 접착 부재;를 포함하고, 상기 수용 공간의 둘레는 상기 접착 부재의 넘침을 방지하도록 구성된 하나 이상의 홈이 형성된다.
본 발명은 센서 패키지 모듈의 박형화에 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 분리 사시도
도 2는 도 1에 도시된 센서의 분리 사시도
도 3은 도 1에 도시된 센서 패키지 모듈의 결합 사시도
도 4는 도 3에 도시된 센서 패키지 모듈의 A-A 단면도
도 5는 도 1에 도시된 센서 패키지 모듈의 변형 형태에 따른 A-A 단면도
도 6은 도 1에 도시된 센서 패키지 모듈의 다른 변형 형태에 따른 A-A 단면도
도 7은 도 1에 도시된 센서 패키지 모듈의 또 다른 변형 형태에 따른 A-A 단면도
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 분리 사시도
도 9는 도 8에 도시된 간격 유지 부재의 B-B 단면도
도 10은 도 8에 도시된 센서 패키지 모듈의 결합 사시도
도 11은 도 10에 도시된 센서 패키지 모듈의 C-C 단면도
도 12는 도 10에 도시된 센서 패키지 모듈의 변형 형태에 따른 C-C 단면도
도 13은 도 10에 도시된 센서 패키지 모듈의 다른 변형 형태에 따른 C-C 단면도
도 14는 도 10에 도시된 센서 패키지 모듈의 또 다른 변형 형태에 따른 C-C 단면도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하여 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈을 설명한다.
본 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈(100)은 기판(110), 센서(120)를 포함한다. 일 예로, 센서 패키지 모듈(100)은 기판(110)에 센서(120)가 탑재된 형태일 수 있다.
기판(110)은 연성 재질 또는 경성 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 기판(110)은 합성수지 재질로 이루어질 수 있다. 다른 예로, 기판(110)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, 기판(110)은 연성 재질과 경성 재질이 적층된 다층형 기판일 수 있다.
기판(110)은 전자 부품의 내장을 위한 공간을 구비할 수 있다. 일 예로, 기판(110)의 적어도 일 면에는 소정의 깊이를 갖는 수용 공간(112)이 형성된다. 기판(110)은 탑재된 전자 부품들 간의 전기적 연결이 가능하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 기판(110)의 일 면 또는 적어도 일부 층에는 인쇄 회로가 형성될 수 있다. 다른 예로, 기판(110)에는 복수의 인쇄 회로를 연결하기 위한 비아 전극이 형성될 수 있다.
기판(110)은 접착 부재의 넘침을 방지하도록 구성된다. 일 예로, 기판(110)에는 다수의 홈(114)이 형성될 수 있다. 홈(114)은 센서(120)가 탑재되는 부분에 형성된다. 일 예로, 홈(114)은 수용 공간(112)의 둘레 형성될 수 있다. 다른 예로, 홈(114)은 센서(120)와 기판(110)의 접착이 이루어지는 접착 영역(116)에 형성될 수 있다.
센서(120)는 기판(110)에 탑재된다. 일 예로, 센서(120)는 센서(120)의 일 면이 기판(120)의 수용 공간(112)과 마주하도록 기판(120)에 탑재될 수 있다. 센서(120)는 외부로부터 가해지는 힘, 충격 등에 의해 움직이는 부분을 포함할 수 있다. 일 예로, 센서(120)는 외부의 속도 변화에 따라 움직이도록 구성된 작동 부재를 포함하고, 이를 통해 해당 속도 변화를 감지하는 각속도 센서일 수 있다. 그러나 센서(120)의 종류가 각속도 센서로 한정되는 것은 아니다.
센서 패키지 모듈(100)은 기판(110), 센서(120) 외의 전자부품을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 센서 패키지 모듈(100)은 반도체 소자(130)를 포함할 수 있다. 반도체 소자(130)는 센서(120)와 연결될 수 있다. 일 예로, 반도체 소자(130)는 기판(110)에 형성되는 인쇄 회로에 의해 센서(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 예로, 반도체 소자(130)는 본딩 와이어에 의해 센서(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 구성된 반도체 소자(130)는 센서(120)로부터 생성되는 전기신호를 해석 및 분석할 수 있다.
도 2를 참조하여 센서의 구조를 설명한다.
센서(120)는 지지 부재(122), 작동 부재(124), 압전 부재(126), 덮개 부재(128)를 포함한다.
지지 부재(122)는 대체로 사각 틀 형태로 형성된다. 일 예로, 지지 부재(122)의 내부에는 작동 부재(124)를 수용할 수 있는 공간이 형성된다. 지지 부재(122)는 양면이 개방된 형태일 수 있다. 일 예로, 지지 부재(122)의 상면과 하면(도 2 기준 방향임)은 외부로 개방될 수 있다. 이러한 지지 부재(122)의 형태는 지지 부재(122)의 내부에 형성되는 작동 부재(124)가 기판(110)의 수용 공간(112)으로 연장되는 것을 가능케 할 수 있다. 지지 부재(122)는 기판(110)에 견고하게 고정된다. 일 예로, 지지 부재(122)는 접착 부재에 의해 기판(110)에 접착될 수 있다.
작동 부재(124)는 지지 부재(122)와 연결되며, 지지 부재(122)에 대한 상대적인 움직임이 가능하도록 구성된다. 일 예로, 작동 부재(124)는 지지 부재(122)와 연결된 상태에서 센서(120)에 가해지는 힘의 방향에 따라 진동될 수 있다.
압전 부재(126)는 지지 부재(122)와 작동 부재(124)의 연결 지점에 형성된다. 일 예로, 압전 부재(126)는 지지 부재(122)와 작동 부재(124)의 경계 부위에 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 압전 부재(126)는 작동 부재(124)의 움직임에 의해 상기 경계부위에서 발생하는 응력을 전기신호로 변환한다. 압전 부재(126)는 반도체 소자(130)와 연결된다. 일 예로, 압전 부재(126)는 기판(110)에 형성되는 인쇄회로에 의해 반도체 소자(130)와 연결될 수 있다.
덮개 부재(128)는 지지 부재(122)의 개방된 일 면을 덮도록 구성된다. 일 예로, 덮개 부재(128)는 지지 부재(122)의 상면을 완전히 덮을 수 있다. 이와 같이 구성된 덮개 부재(128)는 지지 부재(122)의 내부에 수용된 작동 부재(124) 등이 외부의 충격에 의해 파손되는 현상을 경감시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 센서 패키지 모듈의 결합 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 센서(120)와 반도체 소자(130)를 일체로 포함할 수 있다. 일 예로, 센서 패키지 모듈(100)은 센서(120)와 반도체 소자(130)가 하나의 기판(110)에 탑재된 형태로 제작될 수 있다.
이와 같이 구성된 센서 패키지 모듈(100)은 휴대용 단말기에 장착이 용이할 수 있다. 아울러, 본 센서 패키지 모듈(100)은 센서(120)와 반도체 소자(130)의 연결이 용이하므로 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하여 센서 패키지 모듈의 단면 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 기판(110)의 수용 공간(112)에 센서(120)가 탑재되도록 구성된다. 일 예로, 센서(120)는 하면이 수용 공간(112)과 마주보도록 기판(110)에 배치될 수 있다. 이와 같이 구성된 센서 패키지 모듈(100)은 기판(110)이 센서(120)의 하면을 덮는 덮개 부재로써 이용되므로, 센서 패키지 모듈(100)의 전체적인 높이(h)를 낮출 수 있다.
수용 공간(112)은 센서(120)의 작동 부재(124)를 위한 공간으로 이용될 수 있다. 일 예로, 센서(120)의 작동 부재(124)는 수용 공간(112)까지 길게 연장될 수 있다. 이 경우 센서(120) 및 센서 패키지 모듈(100)의 높이를 더욱 낮출 수 있다.
수용 공간(112)의 깊이(d)는 기판(110)의 두께보다 작은 범위에서 임의로 결정될 수 있다. 일 예로, 수용 공간(112)의 깊이(d)는 기판(110) 두께의 1/2 이하 일 수 있다.
기판(110)은 접착 부재(140)의 넘침 현상을 방지할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 기판(110)에는 홈(114)이 형성될 수 있다. 홈(114)은 수용 공간(112)의 둘레에 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 홈(114)은 기판(110)과 센서(120) 사이에 과도하게 주입된 접착 부재를 수용할 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따르면 접착 부재(140)가 기판(110)의 외측으로 퍼져 기판(110)에 형성된 인쇄회로를 훼손하는 현상을 경감시킬 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따르면 접착 부재(140)가 센서(120)의 내측으로 유입되어 가동 부재(124)의 움직임을 방해하는 현상을 최소화시킬 수 있다.
다음에서는 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 변형 형태들을 설명한다.
도 5를 참조하여 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 변형 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 도 5에 도시된 형태로 변형될 수 있다. 일 예로, 기판(110)의 홈(114)은 경사진 형태로 변경될 수 있다. 이러한 홈(114)의 형태는 여분의 접착 부재(140)가 수용 공간(112) 측으로 이동하도록 유도하므로, 여분의 접착 부재(140)로 인한 문제점을 최소화할 수 있다.
도 6을 참조하여 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 다른 변형 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 도 6에 도시된 형태로 변형될 수 있다. 일 예로, 기판(110)의 홈(114)은 수용 공간(112)으로부터 거리를 두고 형성될 수 있다. 다른 예로, 기판(110)의 홈(114)은 수용 공간(112) 또는 센서(12)의 둘레를 둘러싸는 해자(垓字) 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 홈(114)은 수용 공간(112)의 바깥쪽으로 넘치는 접착 부재(140)를 수용하는데 유리할 수 있다.
도 7을 참조하여 일 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 또 다른 변형 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 도 7에 도시된 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 본 센서 패키지 모듈(100)은 접착 부재(140)의 넘침을 방지하기 위한 구성이 센서(120)에 형성될 수 있다. 일 예로, 센서(120)의 지지 부재(122)에는 여분의 접착 부재(140)를 수용할 수 있는 홈(1222)이 형성될 수 있다.
이하에서는 다른 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈을 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성요소는 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하고, 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하여 다른 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈을 설명한다.
본 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈(100)은 접착 부재(140)의 넘침 방지를 위한 구성에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다. 일 예로, 센서 패키지 모듈(100)은 간격 유지 부재(150)를 더 포함한다.
간격 유지 부재(150)는 기판(110)과 센서(120) 사이에 배치된다. 일 예로, 간격 유지 부재(150)는 기판(110)에 형성된 접착 영역(116)에 배치될 수 있다.
간격 유지 부재(150)는 기판(110)과 센서(120) 간의 직접적인 접착이 어려운 경우에 이용될 수 있다. 일 예로, 기판(110)에 충부한 깊이의 수용 공간(112)을 형성하기 어려운 경우에 이용될 수 있다. 다른 예로, 간격 유지 부재(150)는 기판(110) 또는 센서(120)에 접착 부재(140)를 수용하기 위한 홈을 형성하기 어려운 경우에 이용될 수 있다. 도 8에 도시된 도면부호 156은 간격 유지 부재(150)에 도포되는 접착 영역이다.
도 9를 참조하여 간격 유지 부재의 단면 형태를 설명한다.
간격 유지 부재(150)는 접착 부재(140)를 수용할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 간격 유지 부재(150)의 상면 및 하면(도 9 기준 방향임)에는 도포되는 접착 부재(140)를 수용할 수 있는 복수의 수용 홈(152)이 형성된다.
이와 같이 구성된 간격 유지 부재(150)는 기판(110)과 센서(120)의 접착을 용이하게 하고, 여분의 접착 부재(140)가 기판(110)의 상면이나 센서(120)의 내 측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 10을 참조하여 센서 패키지 모듈의 결합 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 전술된 실시 예와 마찬가지로 센서(120)와 반도체 소자(130)가 하나의 기판(110)에 탑재된 형태로 제작될 수 있다. 따라서, 본 센서 패키지 모듈(100)은 소형 전자 기기에 용이하게 장착될 수 있다.
도 11을 참조하여 센서 패키지 모듈의 단면 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 간격 유지 부재(150)에 의해 기판(110)과 센서(120)가 접착하도록 구성된다. 일 에로, 기판(110)과 간격 유지 부재(150) 사이에 접착 부재(140)가 도포되고, 간격 유지 부재(150)와 센서(120) 사이에 접착 부재(140)가 도포되어, 기판(110)과 센서(120) 간의 결합이 이루어질 수 있다.
접착 부재(140)는 간격 유지 부재(150)의 양면과 수용 홈(152)에 수용될 수 있다. 일 예로, 간격 유지 부재(150)의 양면에 형성되는 접착 부재(140)는 기판(110) 및 센서(120)와의 접착을 가능케 할 수 있다. 다른 예로, 기판(110) 및 센서(120)의 접착에 사용되고 남는 접착 부재(140)는 간격 유지 부재(150)의 수용 홈(152)에 채워지거나 또는 수용 홈(152)을 따라 기판(110)의 수용 공간(112)으로 흘러내릴 수 있다.
도 12를 참조하여 다른 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 변형 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 도 12에 도시된 형태로 변형될 수 있다. 일 예로, 기판(110)의 홈(114)은 수용 공간(112)으로부터 거리를 두고 형성될 수 있다. 다른 예로, 기판(110)의 홈(114)은 수용 공간(112) 또는 센서(12)의 둘레를 둘러싸는 해자(垓字) 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 홈(114)은 수용 공간(112)의 바깥쪽으로 넘치는 접착 부재(140)를 수용하는데 유리할 수 있다.
간격 유지 부재(150)는 접착 부재(140)가 기판(110)의 홈(114)으로 흘러가도록 구성될 수 있다. 일 예로, 간격 유지 부재(150)의 수용 홈(152)은 기판(110)의 홈(114) 방향으로 개방될 수 있다.
도 13을 참조하여 다른 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 다른 변형 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 도 13에 도시된 형태로 변형될 수 있다. 일 예로, 간격 유지 부재(150)의 수용 홈(152)은 경사진 형태로 변경될 수 있다. 이러한 수용 홈(152)의 형태는 여분의 접착 부재(140)가 수용 공간(112) 측으로 흘러가도록 유도하는데 유리할 수 있다.
도 14를 참조하여 다른 실시 예에 따른 센서 패키지 모듈의 또 다른 변형 형태를 설명한다.
센서 패키지 모듈(100)은 도 14에 도시된 형태로 변형될 수 있다. 일 예로, 간격 유지 부재(150)는 기판(110)의 수용 공간(112)에 배치될 수 있다. 또한, 간격 유지 부재(150)의 수용 홈(152)은 경사진 형태로 변경될 수 있다. 이러한 간격 유지 부재(150)의 배치 형태는 기판(110)에 홈을 형성할 공간이 부족한 경우에 유리할 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.
100 센서 패키지 모듈
110 기판
112 수용 공간
114 홈
120 센서
122 지지 부재
124 작동 부재
126 압전 부재
128 덮개 부재
130 반도체 소자
140 접착 부재
150 간격 유지 부재
152 수용 홈

Claims (12)

  1. 제1면이 개방된 센서;
    상기 센서의 제1면과 마주하는 수용 공간이 형성되는 기판; 및
    상기 센서와 상기 기판을 결합하는 접착 부재;
    를 포함하고,
    상기 수용 공간의 둘레는 상기 접착 부재의 넘침을 방지하도록 구성된 하나 이상의 홈이 형성되는 센서 패키지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 수용 공간을 향해 경사지도록 형성되는 센서 패키지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 수용 공간의 둘레를 둘러싸는 해자 형태인 센서 패키지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 탑재되는 반도체 소자를 포함하는 센서 패키지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 외부에서 발생하는 힘 또는 속도의 크기에 따라 움직이도록 구성된 작동 부재를 포함하는 센서 패키지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 기판에 고정되는 지지 부재;
    상기 지지 부재에 대한 상대적인 움직임이 가능하도록 구성되는 작동 부재; 및
    상기 작동 부재의 움직임을 전기신호로 변환하도록 구성되는 압전 부재;
    를 포함하는 센서 패키지 모듈.
  7. 제1면을 통해 작동 부재가 노출되도록 구성되는 센서;
    상기 작동 부재가 움직일 수 있는 수용 공간이 형성되는 기판; 및
    상기 센서와 상기 기판 사이에 배치되어, 상기 센서 및 상기 기판에 형성되는 접착 부재의 넘침을 방지하도록 구성된 수용 홈이 형성되는 간격 유지 부재;
    를 포함하는 센서 패키지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수용 홈은 상기 간격 유지 부재에서 상기 센서 및 상기 기판과 마주하는 면에 형성되는 센서 패키지 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수용 홈은 접착 부재가 상기 수용 공간으로 흘러내리도록 경사지도록 형성되는 센서 패키지 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판에는 접착 부재의 넘침을 방지하도록 구성된 홈이 형성되는 센서 패키지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홈은 상기 수용 공간의 둘레를 둘러싸는 해자 형태인 센서 패키지 모듈.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 작동 부재는 상기 수용 공간의 내측으로 길게 형성되는 센서 패키지 모듈.
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