KR20170035581A

KR20170035581A - 센서 패키지

Info

Publication number: KR20170035581A
Application number: KR1020150134610A
Authority: KR
Inventors: 이수길
Original assignee: (주)파트론
Priority date: 2015-09-23
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2017-03-31
Also published as: WO2017052088A1

Abstract

센서 패키지가 개시된다.본 발명의 센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면 상에 위치하는 센서 칩, 상기 센서 칩의 상면 상에 위치하는 글래스 커버 및 상기 센서 칩과 상기 글래스 커버 사이에 충진된 수지재를 포함한다.

Description

센서 패키지{Sensor package}

본 발명은 센서 패키지에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 센서 칩을 포함하고 센서 칩의 상면이 커버로 덮혀지는 패키지 구조에 관한 것이다.

최근의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등 전자 제품은 다양한 센서 장치를 탑재하고 있다. 이러한 센서 장치는 주로 외부에서 신호를 수신하여 측정하는 전기 소자이다. 따라서 외부에서 신호를 수신하기 위해서 적어도 일부가 전자 장치의 외부로 노출되어 있다.

센서 장치를 이루는 센서 패키지는 센서 칩을 포함하고 있는데, 센서 칩은 다른 구조물에 의해 커버되어 있는 경우가 많다. 이러한 커버 부분은 센서 칩이 수신하려는 신호를 원활하게 전달할 수 있으면서도 미감이 뛰어난 재질 및 형태로 형성될 것이 요구된다. 이러한 커버 부분이 전자 장치의 외부로 노출되기 때문이다.

종래에 센서 장치 중, 예를 들어 지문 인식 센서는 센서 칩이 에폭시 등의 수지재로 몰딩되는 경우가 있었다. 그러나 이러한 수지재의 경우 비유전율이 충분하게 높지 않아 신호 전달이 원활하지 않을 수 있다는 단점이 있었다. 이를 극복하기 위해서는 수지재를 얇게 가공하여야 하는데 이를 위한 공정은 매우 난해하다. 또한, 수지재는 미감이나 촉감이 상대적으로 우수하지 못해 전자 제품의 전체의 미감을 훼손할 수 있다는 단점이 있었다.

따라서 센서 칩이 수신하는 신호 등을 원활하게 전달할 수 있으면서 미감이 우수한 커버를 가지는 센서 패키지에 대한 요구가 증대되고 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는,센서 칩이 송수신하는 전기 신호를 원활하게 전달할 수 있는 구조의 센서 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 미감이 우수한 글래스 재질의 커버가 견고하게 결합된 센서 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 접착용 수지재 등이 패키지 외부로 유출되어 미감을 훼손하는 것을 방지하는 구조의 센서 패키지를 제공하는 것이다.

상기과제를 해결하기 위한 본 발명의 센서 패키지의 제조 방법은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면 상에 위치하는 센서 칩, 상기 센서 칩의 상면 상에 위치하는 글래스 커버 및 상기 센서 칩과 상기 글래스 커버 사이에 충진된 수지재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 센서 칩은 하면에 결합된 솔더 볼을 통해 상기 베이스 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 센서 칩을 둘러싸는 베젤부를 더 포함하고, 상기 베젤부는 상기 글래스 커버의 테두리 부분을 지지하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 베젤부는 상기 글래스 커버의 테두리 부분이 지지될 수 있는 지지턱 구조를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 베젤부와 상기 글래스 커버는 접착 수지재에 의해 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 베젤부는 상기 베젤부와 상기 글래스 커버가 맞닿는 부분에서 연속되어 형성되는 캐비티를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 캐비티에는 상기 접착 수지재의 일부가 수용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 베젤부의 내측면은 상기 센서 칩과 이격되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 수지재는 상기 베젤부의 내측면과 상기 센서 칩 사이의 이격된 공간의 적어도 일부까지 연속되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 베젤부의 내측면은 상기 센서 칩과 맞닿도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 수지재는 상기 센서 칩과 상기 글래스 커버 사이에서 상기 베젤부와 상기 글래스 커버 사이까지 연속되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 캐비티에는 상기 수지재의 일부가 수용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서,상기 수지재는 상기 센서 칩의 측면까지 연속되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 센서 칩이 송수신하는 전기 신호를 원활하게 전달할 수 있다.

또한,본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 미감이 우수한 글래스 재질의 커버가 견고하게 결합될 수 있다.

또한,본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 접착용 수지재 등이 패키지 외부로 유출되어 미감을 훼손하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 센서 패키지의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 베젤부의 일부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 센서 패키지의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 베젤부의 일부분을 확대하여 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부한 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 센서 패키지는 베이스 기판(100), 센서 칩(200), 글래스 커버(300), 베젤부(500) 및 수지재(400)를 포함한다.

베이스 기판(100)은 평판 형태로 형성된다. 베이스 기판(100)은 직사각형 형태인 것으로 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)으로 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)의 상면과 하면에는 각각 단자가 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)의 상면과 하면의 단자는 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 베이스 기판(100)의 상면 단자에는 센서 칩(200) 또는 ASIC 등이 실장 될 수 있다. 베이스 기판(100)의 하면 단자는 신호를 입출력하거나 전원을 전달할 수 있다.

센서 칩(200)은 베이스 기판(100)의 상면 상에 위치한다. 구체적으로, 센서 칩(200)은 솔더 볼(250) 또는 와이어(미도시) 등을 통해 베이스 기판(100)의 상면의 단자(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결을 통해 센서 칩(200)은 베이스 기판(100)으로부터 전원을 공급받을 수 있고, 신호를 전달하거나 전달받을 수 있다. 도 1에는 솔더 볼(250)을 통해 연결된 것이 도시되어 있으나 이에 한정된 것은 아니다.

경우에 따라서 센서 칩(200)의 하면과 베이스 기판(100) 사이의 공간은 비전도성의 수지재(260)로 충진되어 있을 수 있다. 따라서 센서 칩(200)의 하면이나 솔더 볼(250) 등에 이물이 닿는 것을 방지할 수 있고, 센서 칩(200)의 결합을 견고하게 할 수 있다.

센서 칩(200)은 외부 환경의 다양한 정보를 측정하여 전기적 신호로 변환하는 전기 소자일 수 있다. 예를 들어, 센서 칩(200)은 온도 센서, 광 센서, 압력 센서 또는 지문 인식 센서 등이 될 수 있다.

센서 칩(200)이 지문 인식 센서인 경우, 센서 칩(200)은 전기 신호를 인식하려는 지문을 향해 송신하고, 지문을 통과한 신호를 다시 수신하여 지문에 관한 정보를 취득한다. 따라서 센서 칩(200)이 지문 인식 센서인 경우 센서 칩(200)은 전기 신호의 송신부와 수신부를 포함한다.인식하려는 지문은 통상적으로 센서 칩(200)의 상측 방향에 위치하게 된다. 따라서 센서 칩(200)의 송신부와 수신부는 센서 칩(200)의 상면에 형성되는 것이 바람직하다.

글래스 커버(300)는 센서 칩(200)의 상면 상에 위치한다. 글래스 커버(300)는 센서 패키지의 상측 최외측을 이룰 수 있다. 따라서 글래스 커버(300)의 외측면에 인식하려는 지문인 접촉하게 될 수 있고, 글래스 커버(300)는 센서 칩(200)과 인식하려는 지문 사이에 위치하게 된다. 글래스 커버(300)는 평판 형태로 형성될 수 있다. 글래스 커버(300)는 투명한 재질로 형성되어 내부의 센서 칩(200) 등이 외부에서 보일 수 있도록 형성될 수도 있고, 불투명한 재질로 형성되어 내부의 센서 칩(200) 등이 외부에서 보이지 않도록 형성될 수도 있다.

글래스 커버(300)는 센서 칩(200)과 인식하려는 지문 사이에 위치하게 되므로, 센서 칩(200)의 송수신 신호가 통과하게 된다. 따라서 글래스 커버(300)는 소정의 비유전율을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 통상의 유리 재질은 비유전율이 XX이상으로 글래스 커버(300)가 적절한 두께로 형성될 경우 송수신 신호를 전달하는데 적당하다. 예를 들어, 강도가 높아 글래스 커버(300)로 사용하기 바람직한 사파이어 글래스 재질의 경우 비유전율이 XX로 송수신 신호를 전달하는데 적당하다.

글래스 커버(300)는 상술한 것과 같이 높은 비유전율을 가져서 센서 칩(200)을 에폭시 등의 수지재(400)로 몰딩하는 것보다 신호의 전달이 용이하다. 통상적으로 에폭시 등의 수지재(400)는 XX 정도의 비유전율을 가진다. 또한, 글래스 커버(300)는 에폭시 등의 수지재(400)보다 경도가 높아 스크레치 등에 대한 내구성이 높고, 미감이 뛰어나 센서 패키지가 탑재되는 장치의 외부 디자인을 향상시키는데 기여할 수 있다.

글래스 커버(300)는 센서 칩(200)의 상면과 근접하게 위치한다. 구체적으로, 글래스 커버(300)는 센서 칩(200)과 접촉되게 위치할 수 있고, 이격되지만 근접하게 위치할 수 있다. 글래스 커버(300)와 센서 칩(200)의 상면이 이격되는 경우 그 사이에는 수지재(400)가 충진되어 있을 수 있다. 수지재(400)는 글래스 커버(300)를 센서 칩(200)에 대해서 고정되도록 결합시킬 수 있다.

수지재(400)는 송수신 신호를 센서 칩(200)과 글래스 커버(300) 사이에 전달할 수 있다. 따라서 수지재(400)는 비유전율이 충분한 재질이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 센서 칩(200)과 글래스 커버(300)는 최대한 밀착되어 수지재(400)의 두께가 얇은 것이 바람직하다.

글래스 커버(300)는 센서 칩(200)의 상면보다 넓은 판형으로 형성되어 센서 칩(200)의 상면을 덮음과 동시에 그 주변까지 덮도록 형성된다. 구체적으로, 글래스 커버(300)의 테두리 부분은 후술할 베젤부(500)에 의해 지지되도록 형성될 수 있다.

베젤부(500)는 센서 칩(200)을 둘러싸도록 형성된다. 베젤부(500)의 상단은 센서 칩(200)의 상면보다 상부에 위치하도록 높게 형성되어 센서 칩(200)은 베젤부(500)에 의해 둘러싸인 공간 내부에 수용되게 된다.

베젤부(500)는 글래스 커버(300)의 테두리 부분을 지지한다. 구체적으로, 베젤부(500)는 글래스 커버(300)의 테두리 부분이 지지될 수 있는 지지턱 구조(510)를 포함한다. 지지턱 구조(510)는 베젤부(500)의 상단에 형성되고, 내주면 부분이 외주면 부분보다 낮도록 단차지게 형성되는 것에 의해 달성될 수 있다.

도 2를 참조하면,베젤부(500)와 글래스 커버(300)는 접착용 수지재(600)에 의해 결합될 수 있다. 접착용 수지재(600)는 경우에 따라서 센서 칩(200)과 글래스 커버(300) 사이에 충진된 수지재(400)와 동일한 재질로 사용될 수도 있다. 접착용 수지재(600)는 글래스 커버(300)의 하면 또는 측면과 베젤부(500) 사이에 도포 되어 센서 패키지의 외부로는 노출되지 않는 것이 바람직하다. 그러나 접착용 수지재(600)는 통상적으로 점성이 있는 액상으로 형성되어 도포되므로 과량이 도포되거나 경화되기 전 과도한 압력이 가해질 경우, 베젤부(500)와 글래스 커버(300) 사이를 통해 센서 패키지 외부로 유출될 수 있다.

베젤부(500)는 베젤부(500)와 글래스 커버(300) 사이에서 넘치는 수지재(600)를 수용하기 위한 캐비티(550)를 구비하고 있을 수 있다. 캐비티(550)는 베젤부(500)의 일부에 홈과 같은 형태로 형성된 공간일 수 있다. 캐비티(550)는 베젤부(500)와 글래스 커버(300)가 맞닿는 부분에서 연속되어 형성될 수 있다. 따라서 접착용 수지재(600)가 과량으로 도포되어 베젤부(500)와 글래스 커버(300) 사이에서 넘치는 경우, 넘치는 수지재(610)는 캐비티(550) 내부로 흘러 들게 된다. 따라서 수지재(600)가 베젤부(500)와 글래스 커버(300) 사이를 통해 외부로 유출되는 것은 최대한 억제할 수 있다.

베젤부(500)의 내측면은 센서 칩(200)과 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 경우 센서 칩(200)과 글래스 커버(300) 사이에 충진된 수지재(400)는 센서 칩(200)과 글래스 커버(300) 사이의 공간을 초과하여 센서 칩(200)의 측면까지 연속되어 형성될 수 있다. 즉, 수지재(400)는 베젤부(500)의 내측면과 센서 칩(200) 사이의 이격된 공간에 위치하게 된다.

이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.설명의 편의성을 위해 본 실시예에 따른 센서 패키지는 도 1및 도 2를 참조하여 설명한 센서 패키지와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.

본 실시예에 따른 센서 패키지는 베젤부(500)의 내측면이 센서 칩(200)과 맞닿도록 배치되는 것이 상술한 센서 패키지와 상이하다. 따라서 센서 칩(200)과 글래스 커버(300) 사이에서 초과된 수지재(400)는 센서 칩(200)과 베젤부(500)의 내측면 사이의 이격 공간으로 흘러갈 수 없다. 이러한 경우 수지재(400)는 베젤부(500)와 글래스 커버(300)가 맞닿는 부분까지 연속되어 형성될 수 있다. 여기서, 상기 수지재(400)는 베젤부(500)와 글래스 커버(300) 사이의 접착용 수지재(600)와 동일한 재질일 수 있다.

이러한 수지재(400) 중 적어도 일부(610)는 상술한 것과 같이, 베젤부(500)에 형성된 캐비티(550)에 수용되어 센서 패키지의 외부로 유출되는 것이 최대한 억제될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 센서 패키지에 의해 센서 칩(200)은 글래스 커버(300)에 밀착되어 결합되면서도 신호가 원활하게 전달될 수 있다. 또한, 글래스 커버(300)는 베젤부(500)에 견고하게 안착되면서도 접착용 수지재(600)가 외부로 유출되지 않아 외관상 미감이 훼손되는 것을 최대한 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 센서 패키지의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 베이스 기판 110: 상면의 단자
200: 센서 칩 250: 솔더 볼
300: 글래스 커버 400: 수지재
500: 베젤부 510: 지지턱
550: 캐비티

Claims

베이스 기판;
상기 베이스 기판의 상면 상에 위치하는 센서 칩;
상기 센서 칩의 상면 상에 위치하는 글래스 커버; 및
상기 센서 칩과 상기 글래스 커버 사이에 충진된 수지재를 포함하는 센서 패키지.
제1 항에 있어서,
상기 센서 칩은 하면에 결합된 솔더 볼을 통해 상기 베이스 기판과 전기적으로 연결되는 센서 패키지.
제1 항에 있어서,
상기 센서 칩을 둘러싸는 베젤부를 더 포함하고,
상기 베젤부는 상기 글래스 커버의 테두리 부분을 지지하도록 형성되는 센서 패키지.
제3 항에 있어서,
상기 베젤부는 상기 글래스 커버의 테두리 부분이 지지될 수 있는 지지턱 구조를 포함하는 센서 패키지.
제3 항에 있어서,
상기 베젤부와 상기 글래스 커버는 접착 수지재에 의해 결합되는 센서 패키지.
제5 항에 있어서,
상기 베젤부는 상기 베젤부와 상기 글래스 커버가 맞닿는 부분에서 연속되어 형성되는 캐비티를 포함하는 센서 패키지.
제6 항에 있어서,
상기 캐비티에는 상기 접착 수지재의 일부가 수용되는 센서 패키지.
제3 항에 있어서,
상기 베젤부의 내측면은 상기 센서 칩과 이격되어 배치되는 센서 패키지.
제8 항에 있어서,
상기 수지재는 상기 베젤부의 내측면과 상기 센서 칩 사이의 이격된 공간의 적어도 일부까지 연속되어 형성되는 센서 패키지.