KR20180057825A - Optical signal mesurement modure and optical signal detecting device comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 저전력에서도 정확한 광 신호를 감지할 수 있는 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical signal measurement module capable of detecting an accurate optical signal even at a low power and an optical signal sensing device including the same.
전자 기술의 발달로, PC를 소형화한 스마트폰이 보급화되었다. 또한, 최근에는 다양한 웨어러블 디바이스가 출시되고 있다. 웨어러블 디바이스는 안경, 시계, 의복 등과 같이 착용할 수 있는 형태로 된 전자 장치를 의미한다. 웨어러블 디바이스는 사용자가 언제 어디서나 쉽게 사용할 수 있는 특성을 가진다. With the development of electronic technology, smart phones with miniaturized PCs became popular. In addition, various wearable devices have recently been released. A wearable device refers to an electronic device in a form that can be worn like a pair of glasses, a watch, a garment, and the like. A wearable device has characteristics that a user can easily use anytime, anywhere.
따라서, 스마트폰이나 웨어러블 디바이스는 개인의 신체 변화를 실시간으로 지속적으로 수집할 수 있다. Therefore, a smart phone or a wearable device can continuously collect personal change in real time.
또한, 개인의 건강에 관한 관심이 증대됨에 따라, 헬스 케어에 관련한 산업이 성장하고 있다. 특히, 고령화 시대에 접어들면서, 개인의 건강 상태를 지속적으로 모니터링 함에 따라, 질병을 예방하고자 하는 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 스마트폰은 개인의 활동량을 측정하는 만보계의 기능을 구비한다. 또는, 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스는 심박수 측정이 가능하다. Also, as interest in personal health grows, healthcare-related industries are growing. In particular, as the age of aging approaches, the demand for prevention of diseases is increasing as the individual's health status is constantly monitored. Accordingly, the smart phone has a function of a pedometer for measuring the amount of activity of an individual. Alternatively, a wearable device such as a smart watch can measure heart rate.
한편, 심박수(맥박수)의 측정은 피에조(piezo) 소자 등을 이용하는 압전식, 자기 접합 터널(MTJ: Magnetic Tunnel Junction) 소자를 이용하는 자기식, 필름형 압박센서를 이용하는 압박식, 생체 전기 임피던스를 이용하는 임피던스식, 광 센서를 이용하는 광학식 등이 있다.On the other hand, the measurement of the heart rate (pulse rate) is performed by using a piezoelectric type using a piezo element or the like, a pressing type using a magnetic type or film type pressure sensor using a magnetic tunneling junction (MTJ) element, An impedance type, and an optical type using an optical sensor.
이러한, 웨어러블 디바이스가 지속적으로 사용자의 건강 상태를 모니터링 하기 위해서는 저전력이 요구되고, 생체 정보를 인식하는 정확도 또한 높아야 한다. 또한, 사용자의 편의성을 향상시키기 위해서는 소형화가 요구된다.In order for the wearable device to constantly monitor the health state of the user, low power is required and accuracy of recognizing biometric information should be high. In addition, miniaturization is required in order to improve the user's convenience.
실시예는 슬림하고 저전력으로 광 신호를 감지할 수 있는 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치를 제공하기 위한 것이다. Embodiments provide an optical signal measurement module capable of sensing an optical signal with a slim and low power, and an optical signal sensing device including the same.
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 일면 및 타면을 포함하는 커버 기판; 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되는 발광부; 상기 발광부와 이격하여 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되는 수광부; 상기 발광부 및 상기 수광부 사이의 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 상기 발광부와 전기적으로 연결되는 회로 패턴; 상기 발광부를 감싸는 몰딩부; 및 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 메인보드와 상기 수광부를 전기적으로 연결하기 위해 배치되는 복수 개의 도전볼을 포함한다. An optical signal measurement module according to an embodiment includes: a cover substrate including a first surface and a second surface; A light emitting unit disposed on one surface of the cover substrate; A light receiving unit disposed on one surface of the cover substrate so as to be spaced apart from the light emitting unit; A circuit pattern disposed on one surface of the cover substrate between the light emitting portion and the light receiving portion, the circuit pattern being electrically connected to the light emitting portion; A molding part surrounding the light emitting part; And a plurality of conductive balls disposed on one side of the cover substrate and arranged to electrically connect the main board and the light receiving unit.
실시예에 따른 광 신호 감지 장치는 일면 및 타면을 포함하는 커버 기판; 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 상기 커버 기판의 타면을 향하여 광을 출사하는 발광부; 상기 발광부와 이격하여 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되는 수광부; 상기 발광부 및 상기 수광부 사이의 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 상기 발광부와 전기적으로 연결되는 회로 패턴; 상기 발광부를 감싸는 몰딩부; 상기 커버 기판의 일면 상에 상기 커버 기판과 이격하여 배치되는 메인 보드; 상기 커버 기판과 상기 메인 보드 사이에 배치되고, 상기 메인보드와 상기 수광부를 전기적으로 연결하기 위해 배치되는 복수 개의 도전볼; 및 상기 복수 개의 도전볼 사이에 배치되는 충진부를 포함한다. An optical signal sensing apparatus according to an embodiment includes a cover substrate including a first surface and a second surface; A light emitting unit disposed on one surface of the cover substrate and emitting light toward the other surface of the cover substrate; A light receiving unit disposed on one surface of the cover substrate so as to be spaced apart from the light emitting unit; A circuit pattern disposed on one surface of the cover substrate between the light emitting portion and the light receiving portion, the circuit pattern being electrically connected to the light emitting portion; A molding part surrounding the light emitting part; A main board disposed on one surface of the cover board and spaced apart from the cover board; A plurality of conductive balls disposed between the cover substrate and the main board and arranged to electrically connect the main board and the light receiving unit; And a filling part disposed between the plurality of conductive balls.
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 커버 기판의 일면 상에 발광부 및 수광부가 직접 배치될 수 있다. 즉, 실시예의 발광부는 커버 기판의 일면과 반대되는 타면의 방향으로 광을 출사할 수 있다. 따라서, 발광부, 감지 대상 및 수광부에 이르는 광 신호의 감지 거리가 감소될 수 있다. 따라서, 실시예는 저전력으로도 발광부의 강도 및 수광부의 감도를 향상시킬 수 있다. In an optical signal measurement module and an optical signal sensing device including the optical signal measurement module according to the embodiment, a light emitting portion and a light receiving portion may be directly disposed on one surface of a cover substrate. That is, the light emitting portion of the embodiment can emit light in the direction opposite to the one surface of the cover substrate. Therefore, the sensing distance of the optical signal reaching the light emitting portion, the sensing object, and the light receiving portion can be reduced. Therefore, the embodiment can improve the strength of the light emitting portion and the sensitivity of the light receiving portion with low power.
또한, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 커버 기판의 일면 상에 발광부, 수광부 및 발광부의 두께보다 큰 직경을 가지는 도전볼을 포함할 수 있다. 따라서, 실시예는 발광부를 수용하기 위한 캐비티를 가지는 별도의 회로 기판을 생략할 수 있다. 또한, 실시예는 커버 기판 상에 발광부가 직접 배치됨에 따라, 발광부를 지지하기 위한 회로 기판이 생략될 수 있다. 따라서, 실시예는 캐비티를 가지는 회로 기판 및 발광부를 지지하기 위한 회로 기판이 모두 생략될 수 있어, 광 신호 측정 모듈의 전체적인 두께가 감소될 수 있다. In addition, the optical signal measuring module and the optical signal sensing device including the optical signal measuring module according to the embodiment may include a conductive ball having a diameter larger than the thickness of the light emitting portion, the light receiving portion, and the light emitting portion on one surface of the cover substrate. Therefore, in the embodiment, a separate circuit board having a cavity for accommodating the light emitting portion can be omitted. Further, in the embodiment, since the light emitting portion is directly disposed on the cover substrate, the circuit substrate for supporting the light emitting portion can be omitted. Therefore, the embodiment can omit both the circuit board having the cavity and the circuit board for supporting the light emitting portion, so that the overall thickness of the optical signal measuring module can be reduced.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈의 다양한 단면도이다.
도 4는 도 3에 따른 광 신호 측정 모듈의 평면도이다.
도 5A는 커버 기판에 배치된 수광부의 상세 단면도이다.
도 5B는 도 1에 따른 광 신호 측정 모듈의 제조 공정을 도시한 단면도들이다.
도 6 및 도 7은 실시예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 11은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 광 신호정보 감지장치를 나타낸 도면들이다.1 to 3 are various cross-sectional views of an optical signal measurement module according to an embodiment.
4 is a plan view of the optical signal measurement module according to FIG.
5A is a detailed sectional view of a light receiving portion disposed on a cover substrate.
5B is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the optical signal measurement module according to FIG.
6 and 7 are views showing an example of the arrangement of the light emitting portion and the light receiving portion according to the embodiment.
8 to 11 are views showing an optical signal information sensing apparatus including an optical signal measurement module.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명''을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.In addition, the matters described in the attached drawings may be different from those actually implemented by the schematic drawings to easily describe the embodiments of the present invention.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.In the meantime, each constituent unit described below is only an example for implementing the present invention. Thus, in other implementations of the present invention, other components may be used without departing from the spirit and scope of the present invention.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.Also, the expression " comprising " is intended to merely denote that such elements are present as an expression of " open ", and should not be understood to exclude additional elements.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.Also, the expressions such as 'first, second', etc. are used only to distinguish between plural configurations, and do not limit the order or other features among the configurations.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
일반적인 광 신호 측정 모듈은 벌크 형태의 발광부와 수광부를 커버 기판 외의 별도의 기판 상에 실장(mounting)한다. 그 후에 커버를 상기 기판 위에 씌워 조립하는 형태로 구현된다. 또한, 수광부는 발광부의 일측에만 배치된다. A general optical signal measurement module mounts a bulk light emitting portion and a light receiving portion on a separate substrate other than the cover substrate. And then the cover is put on the substrate and assembled. Further, the light receiving portion is disposed only on one side of the light emitting portion.
이 경우, 발광부 및 수광부와 커버 기판 사이에 간격이 존재하며, 이는 광 신호의 감지 거리를 증가시키는 요인으로 작용하여, 소비 전력이 증가하게 된다. 또한, 수광부가 발광부의 일측에 배치되는 경우에는, 광 수신의 방향이 단방향으로 이루어지므로, 광 효율이 저하되는 문제를 가진다. In this case, there is a gap between the light emitting portion and the light receiving portion and the cover substrate, which increases the sensing distance of the optical signal, thereby increasing power consumption. In addition, when the light receiving portion is disposed on one side of the light emitting portion, there is a problem that the light efficiency is lowered because the light receiving direction is unidirectional.
실시예는 커버 기판, 발광부 및 수광부 사이의 거리를 감소시킴에 따라, 광 신호의 감지 거리를 감소시킬 수 있어, 저전력으로 광 신호를 측정할 수 있다. 또한, 수광부는 발광부의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있어, 광 수신 효율을 증대시킬 수 있다. As the distance between the cover substrate, the light emitting portion and the light receiving portion is reduced, the embodiment can reduce the sensing distance of the optical signal, and can measure the optical signal with low power. Further, the light receiving portion can be disposed so as to surround the periphery of the light emitting portion, and the light receiving efficiency can be increased.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈을 설명한다.Hereinafter, an optical signal measurement module according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 커버 기판(100), 발광부(200), 수광부(300: 310, 320), 회로 패턴(420: 421, 422), 몰딩부(610), 도전볼(410: 411, 412, 413, 414)을 포함할 수 있다. 1 to 3, an optical signal measurement module according to an embodiment includes a
상기 커버 기판(100)은 발광부(200), 수광부(300)를 외부의 충격이나, 오염물질로부터 보호하기 위한 것이다. The
상기 커버 기판(100)은 일면 및 상기 일면과 대향되는 타면을 포함할 수 있다. The
상기 커버 기판의 일면(100a)은 발광부(200), 수광부(300)가 장착되는 면을 의미할 수 있다. 여기에서 장착된다는 것은, 직접적인 접촉과 간접적인 접촉을 포함할 수 있다.One
상기 커버 기판의 타면(100b)은 외부로 노출되는 면을 의미할 수 있다. 상기 커버 기판의 타면(100b)은 심박 신호를 입력 받을 수 있다. 즉, 상기 커버 기판의 타면(100b)은 생체와 접촉되는 면을 의미할 수 있다. 여기에서, 접촉은 직접적인 접촉뿐만 아니라, 광 신호로 감지할 수 있는 영역의 이격 거리를 포함할 수 있다. 또한, 상기 커버 기판의 타면(100b)은 터치 신호 등의 다양한 입력 신호들을 입력 받을 수 있다. The
상기 커버 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)은 유리를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기판(100)은 규소산화물, 알루미늄산화물 또는 나트륨산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 커버 기판(100)은 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함할 수 있다.The
또한, 상기 커버 기판(100)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 커버 기판(100)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다. Also, the
또한, 상기 커버 기판(100)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 유리판일 수 있다. In addition, the
또한, 상기 커버 기판(100)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)을 포함하는 광 신호 측정 모듈도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈 및 이를 포함하는 광 신호 감지장치는 휴대가 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 웨어러블 디바이스에 포함될 수 있다.In addition, the
상기 커버 기판(100)은 300㎛ 내지 700㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)은 400㎛ 내지 600㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)은 450㎛ 내지 550㎛일 수 있다. 상기 커버 기판(100)의 두께가 약 700㎛ 초과인 경우에는, 광 신호 측정 모듈의 두께가 증가할 수 있다. 상기 커버 기판(100)의 두께가 약 300㎛ 미만인 경우에는, 커버 기판의 강도가 저하될 수 있다. The
상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에는 발광부(200)가 배치될 수 있다. 상기 커버 기판(100)은 상기 발광부(200)를 지지하기 위한 기판일 수 있다. The
상기 발광부(200)는 커버 기판(100) 상에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(200)의 상면은 커버 기판(100)의 일면(100a)과 직접 접촉할 수 있다. The
또는, 상기 발광부(200)의 상면은 커버 기판(100)의 일면(100a)과 간접적으로 접촉할 수 있다. 즉, 상기 발광부(200)와 상기 커버 기판(100)의 사이에는 다른 물질이 배치될 수 있다. 여기에서, 간접적으로 접촉된다는 것은 다른 구성요소가 더 배치될 수 있는 것을 의미하며, 별도의 기판이 배치되는 것을 의미하는 것은 아니다. Alternatively, the upper surface of the
예를 들어, 도 1을 참조하면, 상기 커버 기판(100)의 일면(100a)과 상기 발광부의 상면 사이에는 회로 패턴(422)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)의 일면(100a)과 상기 발광부의 상면 사이에는 발광부로부터 발생되는 신호를 전달하기 위한 회로 패턴이 배치될 수 있다. 이때, 상기 회로 패턴(422)은 광의 투과를 방해하지 않으면서, 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 회로 패턴(422)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 갈륨 알루미늄 산화아연(GAZO,), 갈륨 도프 산화아연(GZO) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. For example, referring to FIG. 1, a
예를 들어, 도 2를 참조하면, 상기 커버 기판(100)의 일면(100a)과 상기 발광부의 상면 사이에는 접착층(500)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)의 일면(100a)과 상기 발광부의 상면 사이에는 광의 투과를 방해하지 않으면서, 커버 기판과 발광부를 합지하기 위한 투명한 접착층(500)이 배치될 수 있다. 일례로, 상기 접착층(500)은 광학용 투명 접착제(OCA, OCR)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 접착층(500)은 투명하고 방열성을 가지는 에폭시 접착 물질을 포함할 수 있다.For example, referring to FIG. 2, an
즉, 실시예는 발광부(200)가 커버 기판의 일면 상에 배치될 수 있어, 발광부로부터 감지대상 물질까지의 광의 이동거리가 단축될 수 있다. 자세하게, 상기 발광부로부터 발광된 광은 커버 기판의 일면과 반대되는 타면의 방향으로 광을 출사할 수 있어, 광 신호의 이동거리를 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 저전력으로 구동될 수 있는 광 신호 측정 모듈을 제공할 수 있다. That is, in the embodiment, the
또한, 실시예는 발광부를 지지하기 위한 별도의 회로 기판이 요구되지 않을 수 있다. 또한, 발광부를 하우징하기 위한 캐비티를 가지는 회로 기판도 요구되지 않을 수 있다. 즉, 실시예는 발광부(200)를 지지하거나, 발광부를 수용하기 위한 회로 기판들을 생략할 수 있어, 전체적인 두께가 감소될 수 있다. 또한, 커버 기판과 회로 기판의 접착이 요구되지 않고, 발광부를 하우징하기 위한 캐비티를 가지는 회로 기판과 발광부를 지지하기 위한 회로 기판 사이의 접착이 요구되지 않을 수 있어, 접착층의 두께를 생략할 수 있으며, 공정 비용이 저감될 수 있고, 공정 효율이 향상될 수 있다.Further, the embodiment may not require a separate circuit board for supporting the light emitting portion. In addition, a circuit board having a cavity for housing the light emitting portion may not be required. That is, the embodiment can omit the circuit boards for supporting the
상기 발광부(200)는 발광 제어신호에 따라 특정 파장대의 광을 발생할 수 있다.The
상기 발광부(200)는 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 적외선 발광 다이오드(Infrared Emitting Diode), 레이저 다이오드(Laser Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
상기 발광부(200)는 전원 장치로부터 전력을 공급받을 수 있고, 공급된 에너지를 특정 파장의 빛으로 방출할 수 있다. 이때, 상기 발광부(200)는 특정 파장의 광을 방출하기 위해서, 다양한 재료가 사용될 수 있다.The
상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에는 수광부(300)가 배치될 수 있다. 상기 커버 기판(100)은 상기 수광부(300)를 지지하기 위한 기판일 수 있다. 즉, 상기 커버 기판(100)은 발광부(200) 및 수광부(300)를 동시에 지지할 수 있는 기판일 수 있다. 즉, 상기 발광부 및 상기 수광부는 커버 기판의 동일한 일면 상에 배치될 수 있어, 외부의 충격으로부터 보호되는 동시에, 광 신호의 이동거리를 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예는 광 신호를 통한 감지 대상 물질의 분포, 상태 변화 등과 같은 측정 정보의 정확도를 향상시킬 수 있다. A
상기 수광부(300)는 상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 수광부(300)는 상기 커버 기판(100)의 일면(100a)과 직접 접촉할 수 있다. The
즉, 상기 수광부(300)는 상기 커버 기판(100)과 이격되지 않고, 상기 커버 기판(100) 상에 직접 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 수광부(300)와 감지 대상과의 거리가 가까워질 수 있다. 일례로, 상기 감지 대상이 맥박인 경우에는, 상기 수광부(300)와 혈관 사이의 거리가 가까워질 수 있다. 따라서, 상기 수광부(300)는 발광부로부터 발생하여, 생체 신호를 거쳐 전달된, 상기 수광부(300)로 전달되는 광의 거리를 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 저전력에서 구동될 수 있다.That is, the
상기 수광부(300)는 상기 커버 기판(100)의 일면 상에 배치된 상기 발광부(200)과 이격하여, 상기 커버 기판(100)의 동일한 일면(100a) 상에 배치될 수 있다. 상기 수광부(300)는 상기 발광부(200)로부터 일정한 거리로 이격하여, 상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에서 상기 발광부(200)의 주변 영역을 전체적으로 둘러쌀 수 있다. 이에 따라, 상기 수광부(300)는 상기 발광부(200)와의 방향에 관계 없이, 광을 수광할 수 있다. 즉, 상기 수광부(300)는 상기 발광부(200)의 0° 내지 360°에 이르는 방향에 전체적으로 위치할 수 있다. 따라서, 상기 수광부(300)는 발광부(200)에서 방출되는 광을 방향에 관계없이 수광할 수 있어, 수광량이 증가할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 저전력으로 정확한 광 신호를 감지할 수 있다.The
상기 수광부(300)는 광 다이오드(Photodiode), 광 전자 증배관, 광 트랜지스터(Phototransistor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(300)는 박막 형태로 증착된 광 다이오드(Photodiode)일 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(300)의 두께는 3㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(300)의 두께는 2㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(300)의 두께는 1.5㎛ 이하일 수 있다. 상기 수광부(300)는 커버 기판(100)에 박막으로 배치됨에 따라, 상기 수광부(300)의 두께는 얇을 수 있고, 광 신호 측정 모듈이 경량화될 수 있다. The
상기 수광부(300)는 진공증착법, 스퍼터링, CVD, 인쇄공법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 상기 커버 기판(100) 상에 밀착할 수 있다.The
상기 커버 기판(100)의 일면 상에는 복수 개의 회로 패턴(421, 422)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)의 일면 상에는 복수 개의 회로 패턴(421, 422)이 직접 접촉하며 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 기판(100)의 일면 상에 배치되는 복수 개의 회로 패턴(421, 422)은 상기 커버 기판(100)의 일면에 비등방성 전도성 접착 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)를 본딩하여 형성할 수 있다. A plurality of
제 1 회로 패턴(421)은 상기 제 2 회로 패턴(422)과 이격될 수 있다. 즉, 상기 제 1 회로 패턴(421)은 절연 기판인 상기 커버 기판(100) 상에서 상기 제 2 회로 패턴(422)과 전기적으로 분리될 수 있다.The
예를 들어, 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중 적어도 하나는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중 적어도 하나는 Cu, Ag, Cr, Ti, Sn, Au, Ni, Pd 및 이들의 합금 중 선택되는 어느 하나의 물질일 수 있다. 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중 적어도 하나는 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422)은 금속 물질을 포함하더라도, 미세한 선폭을 가짐에 따라, 외부에서 보이지 않을 수 있다. For example, at least one of the
한편, 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중의 적어도 하나의 회로 패턴은 연결 부재(450)에 의하여 상기 발광부(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연결 부재(450)는 전도성을 가지는 금속 와이어를 포함할 수 있다. 상기 연결 부재(450)는 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중의 적어도 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.At least one circuit pattern of the
예를 들어, 도 1을 참고하면, 상기 제 1 회로 패턴(421)은 상기 연결 부재(500)에 의해서 발광부(200)의 포지티브 신호를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제 2 회로 패턴(422)은 발광부(200)의 네거티브 신호를 전기적으로 연결할 수 있다. For example, referring to FIG. 1, the
예를 들어, 도 2를 참고하면, 상기 제 1 회로 패턴(421)은 상기 연결 부재(500)에 의해서 발광부(200)의 포지티브 신호를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제 2 회로 패턴(422)은 상기 연결 부재(500)에 의해서 발광부(200)의 네거티브 신호를 전기적으로 연결할 수 있다. For example, referring to FIG. 2, the
상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에는 복수 개의 도전볼(410)이 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 도전볼은 서로 이격되어, 상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에 직접 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 도전볼은, 상기 수광부(300)와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 1 도전볼(411, 412) 및 상기 회로 패턴(421, 422)과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 2 도전볼(413, 414)을 포함할 수 있다.A plurality of conductive balls 410 may be disposed on one
예를 들어, 도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 제 1 도전볼(411, 412)은 수광부(300)와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 도전볼(411)은 수광부(300)의 포지티브 신호를 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 제 1 도전볼(412)은 수광부(300)의 네거티브 신호를 전기적으로 연결할 수 있다. For example, referring to FIGS. 1 and 2, the first
상기 제 2 도전볼(413, 414)은 상기 회로 패턴(421, 422)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 도전볼(413)은 발광부(200)의 포지티브 신호를 상기 제 1 회로 패턴(421)을 거쳐 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 제 2 도전볼(414)은 발광부(200)의 네거티브 신호를 상기 제 2 회로 패턴(422)을 거쳐 전기적으로 연결할 수 있다. The second
상기 도전볼(410: 411, 412, 413, 414)의 직경(T1)은 상기 발광부(200)의 두께(T2)보다 클 수 있다. The diameter T1 of the conductive balls 410 may be larger than the thickness T2 of the
예를 들어, 상기 도전볼의 직경(T1)은 300㎛ 내지 700㎛ 일 수 있다. 예를 들어, 상기 도전볼의 직경(T1)은 300㎛ 내지 600㎛ 일 수 있다. 예를 들어, 상기 도전볼의 직경(T1)은 400㎛ 내지 600㎛ 일 수 있다.For example, the diameter T1 of the conductive ball may be 300 to 700 mu m. For example, the diameter T1 of the conductive ball may be 300 to 600 mu m. For example, the diameter T1 of the conductive ball may be 400 m to 600 m.
예를 들어, 상기 발광부(200)의 두께(T2)는 400㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(200)의 두께(T2)는 200㎛ 내지 300㎛ 일 수 있다. For example, the thickness T2 of the
실시예는 상기 커버 기판(100)의 일면 상에 상기 발광부의 두께보다 큰 직경을 가지는 상기 도전볼을 배치함에 따라, 상기 발광부(200)를 배치하기 위한 공간을 확보할 수 있다. The conductive balls having a diameter larger than the thickness of the light emitting portion may be disposed on one surface of the
즉, 실시예는 상기 커버 기판의 일면 상에 배치된 회로 패턴과 수광부 상에 복수 개의 도전볼들을 배치함에 따라, 커버 기판의 일면 상에 발광부(200)를 안정적으로 배치할 수 있다. 따라서, 상기 발광부(200)를 실장하기 위한 별도의 회로 기판을 생략할 수 있다. 실시예는 회로 기판 및 회로 기판을 커버 기판에 연결하기 위한 접착층이 생략됨에 따라, 광 신호 측정 모듈의 전체적인 두께가 감소될 수 있다. That is, in the embodiment, the plurality of conductive balls are disposed on the circuit pattern and the light receiving unit disposed on one side of the cover substrate, so that the
상기 도전볼(410)은 솔더볼일 수 있다. 상기 솔더볼은 구형의 형상을 가질 수 있다. 상기 솔더볼은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 솔더볼은 Cu, Ag, Cr, Ti, Sn, Au, Ni, Pd, Pb 및 이들의 합금 중 선택되는 어느 하나의 물질일 수 있다. 일례로, 상기 솔더볼은 주석을 주 성분으로 하는 합금일 수 있다. The conductive balls 410 may be solder balls. The solder ball may have a spherical shape. The solder ball may include a conductive material. For example, the solder ball may be any one selected from Cu, Ag, Cr, Ti, Sn, Au, Ni, Pd, Pb and alloys thereof. For example, the solder ball may be an alloy containing tin as a main component.
상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에는 몰딩부(610)가 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)를 감쌀 수 있다. 상기 몰딩부(610)는 상기 커버 기판(100)의 일면(100a) 상에서, 상기 발광부(200)를 감쌀 수 있다. 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)의 양 측면 및 하면을 감쌀 수 있다. 이때, 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)의 양 측면, 하면 및 상기 커버 기판(100)의 일면(100a)과 직접 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)를 보호할 수 있다. 자세하게, 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)에 수분이나 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있고, 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. A
상기 몰딩부(610)의 폭은 상기 발광부(200)의 폭보다 클 수 있다. 상기 몰딩부(610)의 평단면적은 상기 발광부(200)의 평단면적보다 클 수 있다. 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광부(200)의 일면은 커버 기판의 일면과 접촉하고, 상기 발광부의 양 측면 및 상기 일면과 반대되는 타면은 몰딩부(610)와 접촉할 수 있다. 이때, 상기 몰딩부(610)의 두께는 상기 발광부(200)의 두께보다 클 수 있다. 상기 몰딩부(610)에 의하여, 상기 발광부(200)는 상기 커버 기판(100)과 합착될 수 있다.The width of the
상기 몰딩부(610)는 에폭시 계열의 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 몰딩부(610)는 방열성이 우수한 에폭시 계열의 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 실시예의 광 신호 측정 모듈의 내구성이 향상될 수 있다.The
상기 몰딩부(610)는 블랙색인 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰딩부(610)는 블랙 에폭시 몰딩 화합물(EMC, epoxy molding compound)을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 몰딩부(610)는 실리카, 에폭시 수지, 페놀 수지, 카본 블랙을 포함할 수 있다. The
상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)의 양 측면과 접촉할 수 있다. 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)를 통해 발생한 광이 커버 기판의 타면 방향으로 투과하도록 할 수 있다. The
상기 도전볼(410: 411, 412, 413, 414)의 직경(T1)은 상기 몰딩부(610)의 두께보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 도전볼은 상기 발광부(200) 및 상기 발광부(200)를 감싸는 상기 몰딩부(610)를 배치하기 위한 공간을 확보할 수 있다. The diameter T1 of the conductive balls 410 (411, 412, 413, 414) may be larger than the thickness of the
도 3을 참조하여, 실시예에 따른 광 신호 감지 장치를 설명한다. Referring to FIG. 3, an optical signal sensing apparatus according to an embodiment will be described.
실시예에 따른 광 신호 감지 장치는 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈과 다양한 전자 디바이스의 메인 보드를 포함할 수 있다. 이하에서, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈과 다양한 전자 디바이스의 메인 보드의 연결을 설명한다. The optical signal sensing apparatus according to an embodiment may include an optical signal measurement module according to an embodiment and a main board of various electronic devices. Hereinafter, the connection between the optical signal measurement module according to the embodiment and the main board of various electronic devices will be described.
실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 커버 기판(100), 발광부(200), 수광부(300: 310, 320), 회로 패턴(420: 421, 422), 몰딩부(610), 도전볼(410: 411, 412, 413, 414)을 포함할 수 있다. The optical signal measurement module according to the embodiment includes a
실시예에 따른 광 신호 감지 장치는 앞서 설명한 광 신호 측정 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광 신호 감지 장치는 커버 기판(100), 발광부(200), 수광부(300: 310, 320), 회로 패턴(420: 421, 422), 몰딩부(610), 도전볼(410: 411, 412, 413, 414), 메인 보드(700), 충진부(620)를 포함할 수 있다. The optical signal sensing apparatus according to the embodiment may include the optical signal measurement module described above. That is, the optical signal sensing device according to the embodiment includes the
실시예에 따른 광 신호 감지 장치는 커버 기판(100)의 일면 상에 배치되는 상기 발광부(200), 상기 수광부(300), 상기 회로 패턴(420), 몰딩부(610)를 포함할 수 있다. 상기 발광부(200), 상기 수광부(300), 상기 회로 패턴(420), 몰딩부(610)는 앞서 설명한 광 신호 측정 모듈과 동일하므로, 이하 중복되는 설명을 생략한다. The optical signal sensing apparatus according to the embodiment may include the
상기 커버 기판(100)의 일면 상에는 메인 보드(700)가 배치될 수 있다. 상기 메인 보드(700)는 다양한 전자 장치의 메인 보드일 수 있다. 일례로, 상기 메인 보드(700)는 스마트 폰의 메인 보드이거나, 스마트 워치 등의 전자 장치를 동작하기 위한 메인보드일 수 있다.A
상기 메인 보드(700)는 메모리, 구동 소자, 센서 또는 센서의 모듈 등을 포함할 수 있다. The
상기 메인 보드(700)는 리지드한 기판일 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 보드(700)는 반도체 칩과 같은 구동 소자들을 안정적으로 지지할 수 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 보드는(700)는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET), 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등 일 수 있다. 또는, 상기 메인 보드(700)은 세라믹일 수 있다. 또는, 상기 메인 보드(700)은 유-무기 복합 소재 기판 또는 글라스 섬유 함침 기판일 수 있다. 또는, 상기 메인 보드(700)는 열경화성 또는 열가소성 고분자 기판일 수 있다. 일례로, 상기 메인 보드(700)는 에폭시, 페놀 수지를 포함할 수 있다. 상기 메인 보드(700)는 절연성을 가질 수 있다. 상기 메인 보드(700)는 솔더 레지스트층을 포함할 수 있다. The
상기 메인 보드(700)는 구동 소자(430)를 포함할 수 있다. 상기 메인 보드(700)에는 구동 소자(430)가 매립될 수 있다. 이에 따라, 광 신호 감지 장치의 전체적인 두께가 감소될 수 있다. The
상기 도전볼(410)은 도전볼(410)의 상부에 배치된 수광부(300)와 상기 메인 보드(700)에 매립된 상기 구동 소자(430)를 서로 전기적으로 연결할 수 있다.The conductive ball 410 may electrically connect the
상기 커버 기판의 일면 상에는 상기 커버 기판과 이격하여 메인보드가 배치될 수 있다. 이때, 상기 커버 기판과 상기 메인보드는 서로 마주보며 배치될 수 있다. 상기 커버 기판의 평단면적은 상기 메인보드의 평단면적보다 클 수 있다. 상기 커버 기판과 상기 메인보드 사이에는 상기 메인 보드와 상기 수광부를 전기적으로 연결하기 위한 복수 개의 도전볼이 배치될 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 도전볼들은 서로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 복수 개의 도전볼(410)은 상기 수광부(300)와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 1 도전볼과 상기 발광부(200)의 신호를 전달하기 위한 회로 패턴(420)과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 2 도전볼을 포함할 수 있다. 상기 제 1 도전볼 및 상기 제 2 도전볼은 동일 평면 상에 배치될 수 있다. A main board may be disposed on one surface of the cover substrate so as to be spaced apart from the cover substrate. At this time, the cover board and the main board may be disposed facing each other. The flat surface area of the cover substrate may be larger than the flat surface area of the main board. A plurality of conductive balls for electrically connecting the main board and the light receiving unit may be disposed between the cover substrate and the main board. At this time, the plurality of conductive balls may be spaced apart from each other. The plurality of conductive balls 410 are electrically connected to at least one first conductive ball electrically connected to the
상기 제 1 도전볼의 상부는 상기 수광부(300)와 접촉할 수 있고, 상기 제 1 도전볼의 하부는 상기 구동소자(430)와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 도전볼은 상기 수광부(300)와 상기 구동소자(430)를 전기적으로 연결할 수 있다. The upper portion of the first conductive ball may contact the
상기 구동 소자(430)는 광 전류 신호의 강약 주기에 따라 맥박을 측정할 수 있다. 상기 구동 소자(430)는 주문형 반도체 집적 회로(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다. The driving
자세하게, 상기 구동 소자(430)는 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)를 제어할 수 있다. 상기 구동 소자(430)는 상기 수광부(300)를 통해 입사된 광에 대응하는 신호를 처리하여, 감지 대상의 신호를 측정할 수 있다. 일례로, 맥박의 변화, 가스의 누출, 먼지의 분포 등과 같은 다양한 감지 대상으로부터, 신호를 측정할 수 있다.In detail, the driving
즉, 실시예는 상기 도전볼(410)에 의해서, 수광부의 전기적 신호, 발광부의 전기적 신호가 메인 보드에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 도전볼은 비아를 가지는 별도의 회로 기판을 대체할 수 있다. 자세하게, 상기 도전볼(410)은 상기 커버 기판(100)과 상기 메인 보드(700)의 반도체 칩을 직접 접촉에 의하여 연결함에 따라, 전기적 신호를 상, 하로 전달 할 수 있다. 즉, 하나의 도전볼의 상부는 커버 기판에 의해 지지될 수 있는 회로 패턴 또는 수광부와 직접 접촉되고, 상기 하나의 도전볼의 하부는 메인 보드의 회로 패턴 또는 구동 소자와 직접 접촉될 수 있다. 따라서, 하나의 도전볼의 직경과 대응되거나 유사한 크기로 커버 기판과 메인보드가 이격될 수 있다. That is, in the embodiment, the electrical signal of the light receiving unit and the electrical signal of the light emitting unit can be connected to the main board by the conductive balls 410. Thus, the conductive balls may be replaced with separate circuit boards having vias. In detail, the conductive balls 410 can transmit electrical signals up and down by connecting the
실시예는 비아가 형성된 회로 기판 및 커버 기판과 회로 기판을 접착하기 위한 접착층을 생략할 수 있어, 공정 효율이 향상될 수 있고, 공정 비용이 저감될 수 있다. 또한, 실시예는 발광부, 수광부에서 발생한 신호를 메인보드에 전달하기 위한 연성 회로 기판을 생략할 수 있어, 연성 회로 기판 및 접착 물질을 생략할 수 있어, 공정 효율이 향상될 수 있고, 공정 비용이 저감될 수 있다.The embodiment can omit the circuit board on which the via is formed and the adhesive layer for bonding the cover substrate and the circuit board, so that the process efficiency can be improved and the process cost can be reduced. In addition, the embodiment can omit the flexible circuit board for transmitting the signal generated from the light emitting portion and the light receiving portion to the main board, omitting the flexible circuit board and the adhesive material, thereby improving the process efficiency, Can be reduced.
상기 서로 이격된 복수개의 도전볼 사이에는 충진부(620)가 배치될 수 있다. 상기 충진부(620)는 상기 커버 기판(100)과 상기 메인 보드(700) 사이에 복수 개의 도전볼(410)이 배치됨에 따른 빈공간에 충진될 수 있다. 이에 따라, 상기 충진부(620)는 상기 발광부(200), 상기 수광부(300), 상기 도전볼(410), 상기 회로 패턴(420), 상기 구동 소자(430)에 수분 등의 이물질이 침투되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 충진부(620)는 외부의 충격으로부터 광 신호 측정 모듈을 보호할 수 있다. A
상기 충진부(620)는 상기 몰딩부(610)와 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 충진부(620)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 충진부(620)는 광투과성을 가지는 실리콘 또는 에폭시 계열의 물질일 수 있다. 상기 충진부(620)에 의해서, 상기 광 신호 측정 모듈은 상기 메인 보드와 안정적으로 연결될 수 있다.The filling
도 4는 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈의 상면도를 나타낸다. 앞에서 살펴본 바와 같이, 상기 발광부(200)와 상기 수광부(300)는 동일한 커버 기판의 일면 상에 배치된다. 4 is a top view of an optical signal measurement module according to an embodiment. As described above, the
상기 발광부(200)에서 방출된 광은 감지 대상 물질에서 반사되어, 수광부(300)로 들어올 수 있다. 일례로, 광 신호가 생체 정보를 감지하기 위한 경우에는, 방출된 광은 혈관 내지 혈관 주위에서 반사되어 수광부로 들어올 수 있다. 이때, 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)는 커버 기판에 배치됨에 따라, 감지 대상 물질과 가까이 위치할 수 있다. 따라서, 저전력으로 구동이 가능할 수 있다. 또한, 상기 수광부(300)는 상기 발광부(200)의 주위를 전체적으로 둘러싸고 있어, 수광량이 증가할 수 있다. The light emitted from the
상기 발광부(200)와 상기 수광부(300)는 대응되거나 서로 다른 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(200) 및 상기 수광부(300)는 사각형 형상일 수 있다. 또는, 상기 발광부(200)는 사각형 형상이고, 상기 수광부(300)는 원형 형상일 수 있다. 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 수광부(300)는 타원형 형상, 삼각형 등 다양한 형상, 하트 모양의 형상 등 다양한 기하학적 형상을 포함할 수 있음은 물론이다. 즉, 실시예는 다양한 디자인을 가지는 광 신호 측정 모듈을 제공할 수 있다.The
도 5A 및 도 5B를 참조하여, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈의 제조 공정을 설명한다. 5A and 5B, a manufacturing process of the optical signal measurement module according to the embodiment will be described.
도 5A는 커버 기판(100)에 배치된 상기 수광부(300)의 상세 단면도를 도시한 것이다. 5A is a detailed sectional view of the
먼저, 도 5A를 참조하여, 커버 기판(100) 상에 상기 수광부(300)를 배치하는 단계를 설명한다. First, with reference to FIG. 5A, a step of disposing the
상기 수광부(300)는 상기 커버 기판(100) 상에 직접 박막 형태로 배치될 수 있다. 즉, 실시예는 상기 커버 기판(100)과 일체형의 상기 수광부(300)를 제공할 수 있다. The
상기 수광부(300)는 복수 개의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(300)는 제 1 전극(301), P 층(302), I 층(303), N층(304), 제 2 전극(305)을 포함할 수 있다. The
상기 제 1 전극(301) 및 상기 제 2 전극(302)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(301)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 전극(301)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 갈륨 알루미늄 산화아연(GAZO,), 갈륨 도프 산화아연(GZO) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. The
상기 제 1 전극(301)의 두께는 300㎚ 내지 500㎚일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(301)의 두께는 350㎚ 내지 450㎚일 수 있다. The thickness of the
예를 들어, 상기 제 2 전극(302)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.For example, the second electrode 302 may include a metal material. For example, chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), molybdenum (Mo). Gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof.
상기 제 2 전극(302)의 두께는 300㎚ 내지 500㎚일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(302)의 두께는 350㎚ 내지 450㎚일 수 있다. The thickness of the second electrode 302 may be 300 nm to 500 nm. For example, the thickness of the second electrode 302 may be 350 nm to 450 nm.
상기 제 1 전극(301)은 양극이고, 상기 제 2 전극(302)은 음극일 수 있다. The
예를 들어, 상기 P 층(302), 상기 I 층(303), 상기 N층(304)은 실리콘에 p형 도핑, I형 도핑, N형 도핑된 반도체층일 수 있다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 및 비정질 실리콘 중 어느 하나일 수 있다.For example, the P layer 302, the I layer 303, and the N layer 304 may be p-type doped silicon, I-doped or N-doped semiconductor layers. At this time, the silicon may be any one of single crystal silicon, polycrystalline silicon and amorphous silicon.
도 5B를 참조하면, 상기 커버 기판(100)의 일면 상에 수광부(300: 310, 320)를 배치한 후에, 상기 커버 기판(100)의 일면 상에 회로 패턴(421, 422)이 배치될 수 있다. 상기 커버 기판(100)의 일면 상에는 서로 이격된 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422)이 배치될 수 있다.5B, the
다음으로, 상기 커버 기판(100)의 일면 상에 발광부(200)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중 적어도 하나의 회로 패턴은 상기 발광부(200)와 연결 부재(450)를 통해 연결될 수 있다. 또는, 상기 제 1 회로 패턴(421) 및 상기 제 2 회로 패턴(422) 중 적어도 하나의 회로 패턴은 상기 발광부(200)와 접촉하여 연결될 수 있다. Next, the
상기 회로 패턴의 일단 및 상기 일단과 반대되는 타단은 상기 커버 기판의 일면 상에 연장될 수 있다. 상기 회로 패턴의 일단은 상기 수광부(300)와 이격될 수 있다. 이때, 상기 회로 패턴의 타단은 상기 발광부(200)와 이격되거나, 또는 상기 발광부(200)와 접촉될 수 있다. One end of the circuit pattern and the other end opposite to the one end may extend on one surface of the cover substrate. One end of the circuit pattern may be spaced apart from the
다음으로, 상기 제 1 회로 패턴(421), 상기 제 2 회로 패턴(422) 및 상기 수광부(300) 상에는 복수개의 도전볼이 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 발광부(200) 상에는 상기 발광부(200)의 양 측면 및 하면을 전체적으로 감쌀 수 있는 몰딩부(610)가 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200)를 감싸는 캡 형상일 수 있다. Next, a plurality of conductive balls may be disposed on the
예를 들어, 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200) 및 상기 연결 부재(450)의 일부를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 상기 몰딩부(610)는 상기 발광부(200), 상기 연결 부재(450)의 전체 및 회로 패턴을 부분적으로 감쌀 수 있다. 실시예는 상기 도전볼(410)이 배치되고, 상기 몰딩부(610)가 배치될 수 있으며, 상기 몰딩부(610)가 먼저 배치되고, 상기 도전볼(410)이 배치될 수 있음은 물론이다. 이에 따라, 상기 몰딩부(610)의 하부에는 도전볼이 배치되지 않을 수 있다. For example, the
커버 기판의 동일한 일면 상에 배치되는 상기 몰딩부(610)와 상기 수광부(300)는 서로 이격될 수 있다. The
또한, 상기 복수 개의 도전볼(410)들은 상기 커버 기판(100)과 상기 메인 보드 사이에서 서로 이격되어 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버 기판(100)과 상기 메인 보드 사이의 이격 거리는 상기 도전볼의 직경과 유사할 수 있다. In addition, the plurality of conductive balls 410 may be dispersed and separated from each other between the
또한, 실시예는 발광부, 수광부 및 도전볼이 커버 기판 상에 배치될 수 있어, 복수 개의 광 신호 측정 모듈을 동시에 형성할 수 있다. 자세하게, 실시예는 커버 기판 상에 복수 개의 발광부, 복수 개의 수광부를 형성하고, 복수 개의 도전볼을 배치할 수 있다. 그 후에, 발광부로부터 출사되는 광을 차폐하기 위하여, 블랙 레진을 포함하는 몰딩부를 발광부 상에 각각 동시에 배치할 수 있다. 그 후에, 커버 기판을 절단(dicing)하여 각각의 광 신호 측정 모듈을 형성할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈의 제조 공정은 공정 효율이 향상될 수 있고, 공정 비용이 저감될 수 있다. 또한, 슬림한 광 신호 측정 모듈을 제공할 수 있다. In addition, in the embodiment, the light emitting portion, the light receiving portion, and the conductive ball can be disposed on the cover substrate, so that a plurality of optical signal measurement modules can be simultaneously formed. Specifically, in the embodiment, a plurality of light emitting portions and a plurality of light receiving portions may be formed on a cover substrate, and a plurality of conductive balls may be arranged. Thereafter, in order to shield the light emitted from the light emitting portion, the molding portion including the black resin can be simultaneously disposed on the light emitting portion. Thereafter, the cover substrate may be diced to form each optical signal measurement module. Therefore, the manufacturing process of the optical signal measurement module according to the embodiment can improve the process efficiency and reduce the process cost. In addition, a slim optical signal measurement module can be provided.
도 6 및 도 7은 실시 예에 따른 발광부 및 수광부의 배치 구성 예를 나타낸 도면이다.6 and 7 are views showing an example of the arrangement of the light emitting portion and the light receiving portion according to the embodiment.
실시예에 따른 광 신호 감지장치는 상기 수광부(300)를 통해 수신된 광의 전압(즉, 수광 전압)에 따라 감지 대상의 정보를 검출할 수 있다. 일례로, 상기 감지 대상의 정보는 생체 정보를 포함할 수 있다. 상기 생체 정보는 심박수나 산소 포화도 등을 포함할 수 있다.The optical signal sensing apparatus according to the embodiment can detect the information of the object to be sensed according to the voltage (that is, the light receiving voltage) of the light received through the
도 6은, 광 신호 감지장치가 단순히 심박수만을 검출하는 경우에 나타나는 발광부(200) 및 수광부(300)의 구성 예이다.FIG. 6 is a configuration example of the
도 7은 광 신호 감지장치가 심박수 및 산소 포화도를 모두 검출 하는 경우에 나타나는 발광부(200) 및 수광부(300)의 구성 예이다.7 is a configuration example of the
도 6을 참조하면, 상기 심박수를 검출하기 위하여, 광 신호 감지장치는 적어도 하나의 발광부(200) 및 수광부(300)를 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 발광부(200)는 녹색 LED 일 수 있다. Referring to FIG. 6, in order to detect the heart rate, the optical signal sensing apparatus may include at least one
도 6의 (a)와 같이, 상기 발광부(200)는, 상기 제 2 기판(420)의 상면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 수광부(300)는 상기 커버 기판(100)의 타면에서 상기 중앙 영역 주위를 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 발광부와 상기 수광부는 상하 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 발광부(200)는 상기 커버 기판(100)의 홈의 안쪽과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.6 (a), the
또한, 상기 도 6의 (b) 및 (c)와 같이, 상기 발광부(200)는, 상기 제 2 기판(420)의 상면 중 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 수광부(300)는 상기 커버 기판(100)의 타면에서 상기 중앙 영역 주위를 둘러쌀 수 있다. 이때, 복수 개의 발광부(200)는 상기 커버 기판(100)의 홈의 안쪽과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 복수 개의 발광부(200)는 모두 녹색 LED 일 수 있다. 6 (b) and 6 (c), the
상기 발광부는 도 6(b)와 같이, 수평 방향으로 배치될 수 있다. The light emitting unit may be arranged in a horizontal direction as shown in FIG. 6 (b).
상기 발광부는 도 6(c)와 같이, 수직 방향으로 배치될 수 있다.The light emitting portion may be arranged in a vertical direction as shown in FIG. 6 (c).
도 7을 참조하면, 광 신호 감지장치는 상기 심박수 및 산호 포화도를 모두 검출하기 위하여, 복수 개의 발광부(200) 및 적어도 하나의 수광부(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the optical signal sensing apparatus may include a plurality of light emitting
도 7(a) 및 도 (b)를 참조하면, 복수 개의 녹색 발광부(201a, 201b), 적색 발광부(202) 및 적외선 발광부(203)로 구성되는 발광부(200)들과, 하나의 수광부(300)를 포함한다.Referring to FIGS. 7A and 7B, light emitting
도 7 (c)를 참조하면, 복수 개의 녹색 발광부(201a, 201b, 201c, 201d)들과 하나의 수광부(300)를 포함한다. Referring to FIG. 7 (c), a plurality of green
즉, 실시예는 발광부의 주위를 둘러싸는 구조로 수광부를 배치함으로써, 상기 수광부를 통해 수신되는 광량을 증가시킬 수 있으며, 다방향 광 경로를 활용하여 최적의 감지 환경을 제공할 수 있다.That is, in the embodiment, the amount of light received through the light receiving unit can be increased by disposing the light receiving unit with a structure surrounding the light emitting unit, and an optimal sensing environment can be provided by utilizing the multi-directional optical path.
도 8 내지 도 11은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 다양한 광 신호 감지장치를 나타낸 도면들이다. 여기에서, 광 신호 감지장치는 생체정보 측정 등의 다양한 기능을 가지는 다양한 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 광 신호를 이용하여, 먼지, 가스 등 다양한 물질의 변화 내지 분포를 감지할 수 있다. 8 to 11 are diagrams illustrating various optical signal sensing devices including an optical signal measurement module. Here, the optical signal sensing device may include various electronic devices having various functions such as biometric information measurement. For example, embodiments can detect changes or distributions of various materials such as dust, gas, etc. using an optical signal.
도 8은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 모바일 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 스마트 폰에 포함될 수 있다. Figure 8 relates to a mobile device comprising an optical signal measurement module. For example, the optical signal measurement module according to the embodiment may be included in a smart phone.
도 9는 광 신호 측정 모듈을 포함하는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 스마트 워치, 이어폰, 스마트 의류에 포함될 수 있다.Figure 9 relates to a wearable device including an optical signal measurement module. For example, the optical signal measurement module according to the embodiment may be included in a smart watch, earphone, and smart clothing.
도 10은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 의료 기기에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 심박수 등을 측정하기 위한 다양한 의료 기기에 사용될 수 있다.Figure 10 relates to a medical device comprising an optical signal measurement module. For example, the optical signal measurement module according to the embodiment can be used in various medical instruments for measuring the heart rate and the like.
도 11은 광 신호 측정 모듈을 포함하는 차량용 핸들에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예에 따른 광 신호 측정 모듈은 차량용 핸들에 구비됨에 따라, 운전자의 안전하게 보호할 수 있다. Figure 11 relates to a vehicle handle comprising an optical signal measurement module. For example, since the optical signal measurement module according to the embodiment is provided in the steering wheel for a vehicle, it can safely protect the driver.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 광 신호 측정 모듈은 마우스나, 운동 기구의 손잡이와 같이, 손바닥이나 손목 등이 닿는 다양한 전자 디바이스에 포함될 수 있음은 물론이다. It is needless to say that the optical signal measurement module may be included in various electronic devices such as a mouse or a handle of a fitness instrument, which are exposed to a palm or a wrist, though it is not shown in the drawing.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons having ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.
Claims (11)
상기 커버 기판의 일면 상에 배치되는 발광부;
상기 발광부와 이격하여 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되는 수광부;
상기 발광부 및 상기 수광부 사이의 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 상기 발광부와 전기적으로 연결되는 회로 패턴;
상기 발광부를 감싸는 몰딩부; 및
상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 메인보드와 상기 수광부를 전기적으로 연결하기 위해 배치되는 복수 개의 도전볼을 포함하는 광 신호 측정 모듈.A cover substrate including a first surface and a second surface;
A light emitting unit disposed on one surface of the cover substrate;
A light receiving unit disposed on one surface of the cover substrate so as to be spaced apart from the light emitting unit;
A circuit pattern disposed on one surface of the cover substrate between the light emitting portion and the light receiving portion, the circuit pattern being electrically connected to the light emitting portion;
A molding part surrounding the light emitting part; And
And a plurality of conductive balls disposed on one surface of the cover substrate and arranged to electrically connect the main board and the light receiving unit.
상기 복수 개의 도전볼은,
상기 수광부와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 1 도전볼; 및
상기 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 2 도전볼을 포함하는 광 신호 측정 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of conductive balls include:
At least one first conductive ball electrically connected to the light receiving unit; And
And at least one second conductive ball electrically connected to the circuit pattern.
상기 제 1 도전볼은 상기 회로 패턴과 접촉되고,
상기 제 2 도전볼은 상기 수광부와 접촉되는 것을 포함하는 광 신호 측정 모듈.3. The method of claim 2,
The first conductive ball is in contact with the circuit pattern,
And the second conductive ball is in contact with the light receiving portion.
상기 커버 기판의 일면과 상기 발광부 사이에는 상기 회로 패턴이 배치되는 것을 포함하는 광 신호 측정 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the circuit pattern is disposed between one surface of the cover substrate and the light emitting portion.
상기 커버 기판의 일면과 상기 발광부 사이에는 투명 접착층을 포함하는 광 신호 측정 모듈.The method according to claim 1,
And a transparent adhesive layer between one surface of the cover substrate and the light emitting portion.
상기 몰딩부는 상기 커버 기판의 일면과 직접 접촉하는 광 신호 측정 모듈.The method according to claim 1,
And the molding portion is in direct contact with one surface of the cover substrate.
상기 몰딩부는 블랙색인 것을 포함하는 광 신호 측정 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the molding portion is black.
상기 도전볼의 직경은 상기 발광부의 두께보다 큰 것을 포함하는 광 신호 측정 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the conductive ball is larger than the thickness of the light emitting portion.
상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 상기 커버 기판의 타면을 향하여 광을 출사하는 발광부;
상기 발광부와 이격하여 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되는 수광부;
상기 발광부 및 상기 수광부 사이의 상기 커버 기판의 일면 상에 배치되고, 상기 발광부와 전기적으로 연결되는 회로 패턴;
상기 발광부를 감싸는 몰딩부;
상기 커버 기판의 일면 상에 상기 커버 기판과 이격하여 배치되는 메인 보드;
상기 커버 기판과 상기 메인 보드 사이에 배치되고, 상기 메인보드와 상기 수광부를 전기적으로 연결하기 위해 배치되는 복수 개의 도전볼; 및
상기 복수 개의 도전볼 사이에 배치되는 충진부를 포함하는 광 신호 감지 장치.A cover substrate including a first surface and a second surface;
A light emitting unit disposed on one surface of the cover substrate and emitting light toward the other surface of the cover substrate;
A light receiving unit disposed on one surface of the cover substrate so as to be spaced apart from the light emitting unit;
A circuit pattern disposed on one surface of the cover substrate between the light emitting portion and the light receiving portion, the circuit pattern being electrically connected to the light emitting portion;
A molding part surrounding the light emitting part;
A main board disposed on one surface of the cover board and spaced apart from the cover board;
A plurality of conductive balls disposed between the cover substrate and the main board and arranged to electrically connect the main board and the light receiving unit; And
And a filling part disposed between the plurality of conductive balls.
상기 복수 개의 도전볼은 서로 이격되고,
상기 수광부와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 1 도전볼; 및
상기 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 2 도전볼을 포함하는 광 신호 감지 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of conductive balls are spaced apart from each other,
At least one first conductive ball electrically connected to the light receiving unit; And
And at least one second conductive ball electrically connected to the circuit pattern.
상기 메인 보드는 구동 소자를 포함하고,
상기 제 1 도전볼은 구동 소자와 전기적으로 연결되는 것을 포함하는 광 신호 감지 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the main board includes a driving element,
Wherein the first conductive ball is electrically connected to the driving element.
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---|---|---|---|
KR1020160156137A KR20180057825A (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Optical signal mesurement modure and optical signal detecting device comprising the same |
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KR20190142726A (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-27 | 후지쯔 콤포넌트 가부시끼가이샤 | Cassette and system |
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