KR20170061296A - 센서 패키지 - Google Patents

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KR20170061296A
KR20170061296A KR1020150166113A KR20150166113A KR20170061296A KR 20170061296 A KR20170061296 A KR 20170061296A KR 1020150166113 A KR1020150166113 A KR 1020150166113A KR 20150166113 A KR20150166113 A KR 20150166113A KR 20170061296 A KR20170061296 A KR 20170061296A
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hole
signal pad
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KR1020150166113A
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이수길
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(주)파트론
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    • G06K9/00053—
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Abstract

수정발진기 및 그 제조 방법 센서 패키지가 개시된다. 본 발명의 센서 패키지는 상면에 신호 패드가 형성되고, 상면과 하면을 관통하는 홀이 형성된 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부에 위치하고, 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는 신호 단자를 구비하는 센서 칩, 상기 베이스 기판과 센서 칩 사이를 기밀(氣密)하게 밀봉하는 상부 밀봉부 및 상기 베이스 기판의 하면에 결합되어 상기 홀을 수밀(水密)하게 밀봉하는 하부 밀봉부를 포함한다.

Description

센서 패키지{Sensor package}
본 발명은 센서 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방수가 가능한 센서 패키지에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 스마트 워치 등 최근의 전자 장치는 다양한 센서를 구비하고 있다. 예를 들어, 최근의 스마트폰에는 사용자의 지문의 패턴을 인식할 수 있는 지문인식 센서가 탑재되어 있고, 최근의 스마트 워치에는 사용자의 심박수를 측정할 수 있는 심박 센서가 탑재되어 있다.
이러한 센서는 통상적으로 외부의 환경이나 대상을 측정하는 것으로 측정을 위한 일부분이 외부로 노출되어 있어야 한다. 구체적으로, 지문인식 센서의 경우 지문이 접촉하는 부분이나, 심박 센서의 경우 심박을 측정하는 광이 조사되는 부분이 외부로 노출되어야 한다.
최근에는 이러한 전자 장치가 다양한 상황에서 사용될 수 있도록 방수 기능이 요구되고 있다. 일부가 외부로 노출된 센서 패키지의 경우 방수 기능을 달성하기 위해서 별도의 방수 부재가 필요하다. 또한, 이러한 방수 기능이 부가된 센서 패키지의 경우 별도의 방수 테스트가 요구된다.
따라서 간소한 구성과 방법으로 방수 기능을 달성할 수 있고, 방수 테스트도 수행할 수 있는 센서 패키지가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 방수 기능이 달성될 수 있는 센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 방수 테스트가 수행될 수 있는 센서 패키지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 센서 패키지는, 상면에 신호 패드가 형성되고, 상면과 하면을 관통하는 홀이 형성된 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부에 위치하고, 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는 신호 단자를 구비하는 센서 칩, 상기 베이스 기판과 센서 칩 사이를 기밀(氣密)하게 밀봉하는 상부 밀봉부 및 상기 베이스 기판의 하면에 결합되어 상기 홀을 수밀(水密)하게 밀봉하는 하부 밀봉부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센서 칩은 상기 베이스 기판의 상면과 이격되어 위치하고, 상기 상부 밀봉부는 상기 베이스 기판의 상면과 상기 센서 칩 사이의 이격된 부분을 밀봉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 밀봉부는 상기 이격된 부분에 주입되는 수지재일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 밀봉부는 상기 센서 칩의 테두리 부분에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 패드와 상기 신호 단자는 솔더에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 밀봉하는 에폭시일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 밀봉하는 방수 테이프일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 수밀하지만 통기가 가능하도록 밀봉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 밀봉부는 고어텍스 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센서 칩은 지문인식을 위한 센서 칩일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 센서 패키지는, 상면에 신호 패드가 형성되고, 상면과 하면을 관통하는 홀이 형성된 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부에 위치하고, 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는 신호 단자를 구비하는 센서 칩 및 상기 베이스 기판의 상면과 상기 센서 칩 사이에 위치하여, 상기 신호 패드와 상기 신호 단자를 전기적으로 연결하는 이방성 전도성 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이방성 전도성 필름은 상기 베이스 기판의 상면과 상기 센서 칩 사이를 기밀하게 밀봉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 하면에 결합되어 상기 홀을 수밀(水密)하게 밀봉하는 하부 밀봉부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 밀봉하는 방수 테이프일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 방수 기능이 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지는 방수 테스트가 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지의 단면도이다.
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 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 센서 패키지는 베이스 기판(100), 센서 칩(200), 상부 밀봉부(300) 및 하부 밀봉부(400)를 포함한다.
베이스 기판(100)은 평판 형태로 형성된다. 베이스 기판(100)은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 베이스 기판(100)은 경성의 인쇄회로기판(Rigid PCB)이거나 연성의 인쇄회로기판(Flexible PCB)이거나, 경성의 부분과 연성의 부분이 결합된 인쇄회로기판(Rigid-Flexible PCB)로 형성될 수 있다. 베이스 기판(100)이 연성의 인쇄회로기판인 경우에 연성의 인쇄 회로기판의 하부에 스티프너(stiffener)가 결합되어 형태를 유지할 수 있다.
베이스 기판(100)의 상면에는 실장 영역이 형성된다. 실장 영역은 센서 칩(200)이 결합되어 위치하는 영역이다. 실장 영역에는 신호 패드(110)가 형성되어 있다. 센서 칩(200)은 신호 패드(110)와 결합되며 실장 영역에 위치하게 된다.
베이스 기판(100)에는 홀(120)이 형성되어 있다. 홀(120)은 베이스 기판(100)의 상면과 하면을 관통하도록 형성된다. 홀(120)은 하나 또는 둘 이상이 형성될 수 있다. 홀(120)은 베이스 기판(100)의 상면에 센서 칩(200)이 위치하게 될 경우 센서 칩(200)의 하부에 해당하는 위치에 형성된다.
센서 칩(200)은 외부의 환경이나 물체의 특성을 감지하여 전기 신호로 출력하는 전자 장치이다. 센서 칩(200)은 외부로 노출되는 입력부를 가질 수 있다. 예를 들어, 센서 칩(200)은 지문인식 센서 칩(200)이고, 인식하려는 지문이 접촉하게 되는 입력부를 구비한다. 입력부는 센서 칩(200)의 상면에 형성될 수 있다. 지문인식 센서 칩(200)의 입력부에 인식하려는 지문이 접촉하게 되면 센서 칩(200)의 송신부에서 전달되는 전기 신호가 인식하려는 지문을 통과하게 된다. 통과된 신호는 센서 칩(200)의 수신부로 전달되어 지문의 패턴을 인식하게 된다.
센서 칩(200)은 베이스 기판(100)의 상부에 위치한다. 구체적으로, 센서 칩(200)은 베이스 기판(100)의 실장 영역에 위치한다. 센서 칩(200)은 신호가 입출력되거나 전원을 공급받을 수 있는 신호 단자(210)를 구비한다. 신호 단자(210)는 센서 칩(200)의 하면에 형성될 수 있다. 신호 단자(210)는 베이스 기판(100)의 신호 패드(110)와 전기적으로 연결되며 베이스 기판(100)의 상면에 결합되게 된다. 구체적으로, 신호 단자(210)와 신호 패드(110)는 도전 부재(150)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 도전 부재(150)는 예를 들어, 솔더를 통해 연결될 수 있다.
베이스 기판(100)의 상면과 센서 칩(200)의 하면은 소정의 거리로 이격될 수 있다. 이격된 부분에는 센서 칩(200)의 신호 단자(210)와 베이스 기판(100)의 신호 패드(110)를 연결하는 도전 부재(150)가 위치할 수 있다.
센서 칩(200)은 베이스 기판(100)의 홀(120)의 상부에 위치한다. 따라서 센서 칩(200)은 베이스 기판(100)의 홀(120)을 밀착되지는 않지만 상부에서 이격된 상태로 덮도록 배치된다. 센서 칩(200)이 베이스 기판(100)의 상부에 위치하면, 베이스 기판(100)의 하부에서 센서 칩(200) 주변의 외부까지 베이스 기판(100)의 홀(120)과 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이의 이격 공간을 통해 연통되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상부 밀봉부(300)는 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이를 밀봉한다. 구체적으로, 상부 밀봉부(300)는 센서 칩(200)의 외곽을 따라 베이스 기판(100)과의 이격 공간을 밀봉한다. 상부 밀봉부(300)에 의해서 베이스 기판(100)과 세서 칩 사이는 기밀(氣密)하게 밀봉될 수 있다. 기밀하게 밀봉되는 것은 공기가 통과하지 않는 수준으로 밀봉되는 것을 의미한다. 이는 물 등의 액체가 통과하지 않는 수준으로 밀봉되는 것인 수밀(水密)한 밀봉보다 더욱 치밀하게 밀봉되는 것에 해당한다. 수밀한 밀봉의 경우, 물 등의 액체는 통과하지 않지만 공기는 통과하는 것이 가능할 수 있다. 상부 밀봉부(300)는 기밀하게 밀봉되는 것을 통해 방수을 보장할 수 있다.
구체적으로, 상부 밀봉부(300)는 베이스 기판(100)의 상면과 센서 칩(200)의 테두리 사이에 주입되어 경화된 수지재일 수 있다. 예를 들어, 에폭시 등의 수지재가 사용될 수 있다.
이에 따라 베이스 기판(100)의 상면 측에서 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이의 공간은 방수가 달성된다. 베이스 기판(100)의 상면 측에서 물이 유입되더라도 센서 칩(200)의 하부로 물이 유입되지 않는다.
이와 같이, 상부 밀봉부(300)까지 형성되고 하부 밀봉부(400)는 형성되지 않은 상태에서 상부 밀봉부(300)의 기밀성 테스트가 수행될 수 있다. 기밀성 테스트는 공기를 베이스 기판(100)의 홀(120)을 통과하도록 유입시켜 공기가 상부 밀봉부(300)를 통과하는지 여부를 테스트하는 것이다.
구체적으로, 공기를 베이스 기판(100)의 홀(120)의 하부에서 상부로 유입시켜 공기가 상부 밀봉부(300) 밖으로 유출되는지 할 수 있다. 공기가 유출되는 경우 방수 테스트를 통과하지 못한 것으로 분류된다. 또한, 공기를 상부 밀봉부(300)의 외부에서 내측으로 유입시켜 베이스 기판(100)의 홀(120)을 통해 공기가 유출되는지 확인할 수 있다. 공기가 유출되는 경우 방수 테스트를 통과하지 못한 것으로 분류된다.
이러한 기밀성 테스트를 통해 상부 밀봉부(300)의 불량 여부를 판별할 수 있다.
하부 밀봉부(400)는 기밀성 테스트가 수행된 이후에 결합될 수 있다. 하부 밀봉부(400)는 베이스 기판(100)의 하면에 결합되어 홀(120)을 밀봉한다. 하부 밀봉부(400)는 홀(120)을 적어도 수밀(水密)하게 밀봉한다. 적어도 수밀하게 밀봉된다는 것은 수밀하면서 동시에 기밀하게 밀봉되어 물과 공기 모두 통과되지 않는다는 것일 수도 있고, 수밀하되 기밀하지는 않아 통기가 가능하다는 것일 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것은 홀(120)이 수지재로 밀봉된 것이 도시되어 있다. 수지재의 재질에 따라 다르지만 통상적으로 수지재로 밀봉되는 경우, 홀(120)은 수밀하면서 동시에 기밀하게 밀봉된다. 수지재는 예를 들어, 에폭시일 수 있다. 기밀성 테스트가 수행된 이후에 에폭시가 홀(120)의 하부에서 주입되어 경화되며 홀(120)을 밀봉할 수 있다.
경우에 따라서, 도 3에 도시된 것과 같이 홀(120)은 방수 테이프를 통해 밀봉될 수 있다. 방수 테이프는 베이스 기판(100)의 하면에 부착될 수 있다. 방수 테이프는 재질에 따라 수밀하면서 기밀하게 밀봉할 수 있고, 또한, 수밀하되 기밀하지 않게 밀봉할 수도 있다.
상부 밀봉부(300)에 이어 하부 밀봉부(400)까지 형성됨에 따라 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이의 공간은 완전히 밀봉되게 된다. 따라서 센서 패키지는 상부와 하부 모두에 대해서 방수가 달성되게 된다.
이하, 첨부한 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.
도 4를 참조하여 설명하는 실시예는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 센서 패키지는 베이스 기판(100), 센서 칩(200), 상부 밀봉부(300) 및 하부 밀봉부(400)를 포함한다.
여기서, 상부 밀봉부(300)는 앞서 설명한 실시예와 같이 기밀하게 밀봉된다.
그리고 하부 밀봉부(400)는 수밀하되, 기밀하지 않게 밀봉된다. 하부 밀봉부(400)는 수밀하되, 기말하지 않는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 밀봉부(400)는 베이스 기판(100)의 하면에 부착된 고어텍스(Gore-tex, 등록상표) 재질로 형성된 테이프일 수 있다.
이러한 하부 밀봉부(400)가 형성될 경우에는 상부 밀봉부(300)의 기밀성 테스트는 하부 밀봉부(400)가 결합된 이후에 수행될 수 있다. 즉, 하부 밀봉부(400)를 통해 공기가 통과될 수 있기 때문에 하부 밀봉부(400)를 통과시켜 홀(120)에 공기를 유입시키거나, 하부 밀봉부(400)를 통과하여 홀(120)에서 공기가 유출되는지 여부를 확인할 수 있다.
이러한 경우에도 센서 패키지는 상부와 하부 모두에 대해서 방수가 달성되게 된다.
이하, 첨부한 도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 센서 패키지에 대해 설명한다.
도 5를 참조하여 설명하는 실시예는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 센서 패키지는 베이스 기판(100), 센서 칩(200) 및 이방성 전도성 필름(310)을 포함한다.
여기서, 이방성 전도성 필름(310)(ACF, Anisotropic Conductive Film)은 박형으로 형성된 절연성 수지재로서, 수지재 내부에 분산된 도전 입자를 포함한다. 이방성 전도성 필름(310)은 열이 가해지면 부분적으로 절연막이 파괴되면서 필름 양면을 전기적으로 연결시킨다.
본 발명의 이방성 전도성 필름(310)은 베이스 기판(100)의 상면과 센서 칩(200) 사이에 위치하여 베이스 기판(100)과 센서 칩(200)을 결합시킨다. 이방성 전도성 필름(310)은 베이스 기판(100)의 신호 패드(110)와 센서 칩(200)의 신호 단자(210)를 전기적으로 연결시키면서, 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이의 공간을 기밀하게 밀봉할 수 있다. 또한, 이방성 전도성 필름(310)에 의해서 베이스 기판(100)의 홀(120)도 밀봉될 수 있다. 구체적으로, 신호 패드(110)와 신호 단자(210)가 연결되는 것은 이방성 전도성 필름(310)에 포함된 도전 입자에 의해 전기적으로 연결되는 것이고, 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이의 공간을 밀봉하는 것은 이방성 전도성 필름(310)의 절연성 수지재에 의해서 연결되는 것이다.
센서 칩(200)이 이방성 전도성 필름(310)에 의해 결합되면 기밀성 테스트가 수행될 수 있다. 기밀성 테스트는 공기를 베이스 기판(100)의 홀(120)을 통과하도록 유입시켜 공기가 상부 밀봉부(300)를 통과하는지 여부를 테스트하는 것이다. 이방성 전도성 필름(310)이 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이의 공간을 완전히 기밀하게 밀봉하지 못하는 경우 홀(120)로 유입된 공기가 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이로 유출되거나, 베이스 기판(100)과 센서 칩(200) 사이로 주입한 공기가 홀(120)로 유출되게 된다.
이러한 기밀성 테스트를 통해 이방성 전도성 필름(310)의 불량 여부를 판별할 수 있다.
기밀성 테스트가 수행된 이후에 베이스 기판(100)의 하면에서 홀(120)을 추가적으로 수밀하게 밀봉하는 하부 밀봉부(400)를 부가할 수 있다. 하부 밀봉부(400)는 홀(120)을 밀봉하는 수지재 또는 방수 테이프일 수 있다. 하부 밀봉부(400)에 의해서 홀(120)은 이중으로 밀봉될 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: 신호 패드
120: 홀 150: 도전 부재
200: 센서 칩 210: 신호 단자
300: 밀봉부 310: 이방성 전도성 필름
400: 하부 밀봉부

Claims (14)

  1. 상면에 신호 패드가 형성되고, 상면과 하면을 관통하는 홀이 형성된 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상부에 위치하고, 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는 신호 단자를 구비하는 센서 칩;
    상기 베이스 기판과 센서 칩 사이를 기밀(氣密)하게 밀봉하는 상부 밀봉부; 및
    상기 베이스 기판의 하면에 결합되어 상기 홀을 수밀(水密)하게 밀봉하는 하부 밀봉부를 포함하는 센서 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 칩은 상기 베이스 기판의 상면과 이격되어 위치하고,
    상기 상부 밀봉부는 상기 베이스 기판의 상면과 상기 센서 칩 사이의 이격된 부분을 밀봉하는 센서 패키지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 상부 밀봉부는 상기 이격된 부분에 주입되는 수지재인 센서 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 밀봉부는 상기 센서 칩의 테두리 부분에 결합되는 센서 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 신호 패드와 상기 신호 단자는 솔더에 의해 전기적으로 연결되는 센서 패키지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 밀봉하는 에폭시인 센서 패키지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 밀봉하는 방수 테이프인 센서 패키지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 수밀하지만 통기가 가능하도록 밀봉하는 센서 패키지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 밀봉부는 고어텍스 재질로 형성된 센서 패키지.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 센서 칩은 지문인식을 위한 센서 칩인 센서 패키지.
  11. 상면에 신호 패드가 형성되고, 상면과 하면을 관통하는 홀이 형성된 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상부에 위치하고, 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는 신호 단자를 구비하는 센서 칩; 및
    상기 베이스 기판의 상면과 상기 센서 칩 사이에 위치하여, 상기 신호 패드와 상기 신호 단자를 전기적으로 연결하는 이방성 전도성 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)을 포함하는 센서 패키지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 이방성 전도성 필름은 상기 베이스 기판의 상면과 상기 센서 칩 사이를 기밀하게 밀봉하는 센서 패키지.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 하면에 결합되어 상기 홀을 수밀(水密)하게 밀봉하는 하부 밀봉부를 포함하는 센서 패키지.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 하부 밀봉부는 상기 홀을 밀봉하는 방수 테이프인 센서 패키지.
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