KR20190035013A - 압력 센서 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 압력 센서 패키지는 전자 장치의 내부 공간에 배치될 수 있다. 압력 센서 패키지는, 홀을 포함하는 기판, 홀을 덮도록 기판의 일면에 배치되고, 멤브레인(membrane)을 포함하는 압력 센서, 및 멤브레인의 적어도 일부를 덮도록 압력 센서에 배치되는 절연층을 포함할 수 있다. 압력 센서는 홀을 통해 전자 장치의 내부 공간의 제 1 압력을 감지하고, 전자 장치로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지하도록 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 압력 센서 패키지를 이용하여 전자 장치의 내부 공간의 압력과 전자 장치의 외부로부터 인가되는 압력이 모두 감지될 수 있다. 따라서, 전자 장치의 면적 및 제작 비용이 감소할 수 있다.

Description

압력 센서 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치{PRESSURE SENSOR PACKAGE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 압력 센서 패키지 및 전자 장치에 관한 것이다.
기술이 발전함에 따라, 다양한 전자 장치들이 개발되고 있다. 특히, 스마트폰과 같은 휴대용 전자 장치에 다양한 기능들이 개발되고 추가되고 있다. 다양한 기능들을 구현하기 위해, 전자 장치에 다양한 종류의 부품들이 배치될 수 있다. 전자 장치에는, 예를 들어, 카메라, 배터리, 통신 모듈, 안테나, 디스플레이, 터치 패드, 마이크, 스피커, 센서 등이 배치될 수 있다. 또한, 전자 장치는 이물질(예를 들어, 물)이 내부로 침투하지 않도록 방수 구조를 포함할 수 있다.
전자 장치의 방수 구조를 테스트하기 위해, 직접적으로 전자 장치가 물에 투입될 수도 있으나, 전자 장치의 센서가 사용될 수 있다. 이러한 센서는 테스트를 위해서 사용되고 테스트 이외의 용도로는 사용되지 않을 수 있다. 즉, 테스트를 위해서만 전자 장치에 부품이 배치되면 전자 장치의 제작 비용 및 면적이 증가할 수 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 압력 센서 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 압력 센서 패키지는 전자 장치의 내부 공간에 배치될 수 있다. 압력 센서 패키지는, 홀이 형성되는 기판, 홀을 덮도록 기판의 일면에 배치되고, 멤브레인(membrane)을 포함하는 압력 센서, 및 멤브레인의 적어도 일부를 덮도록 압력 센서에 배치되는 절연층을 포함할 수 있다. 압력 센서는 홀을 통하는 공기에 따른 전자 장치의 내부 공간의 제 1 압력을 감지하고, 절연층을 통해 전자 장치로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 방수를 위한 하우징을 포함하는 전자 장치는, 하우징 내부의 제 1 압력 및 하우징으로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지하도록 구성되는 압력 센서 패키지 및 압력 센서 패키지의 감지 결과를 수신하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 압력 센서 패키지를 이용하여 전자 장치의 내부 공간의 압력과 전자 장치의 외부로부터 인가되는 압력이 모두 감지될 수 있다. 따라서, 전자 장치의 면적 및 제작 비용이 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 압력 센서 패키지가 전자 장치에 배치되는 경우, 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전자 장치에 배치된 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압력 센서 패키지를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전자 장치에 배치된 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 압력 센서 패키지(pressure sensor package, 100)는 기판(substrate, 110), 압력 센서(120), 및 절연층(insulator, 130)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 압력 센서(120)에 전력을 공급하고 물리적으로 압력 센서(120)를 지지할 수 있다. 기판(110)은 압력 센서(120)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있고 압력 센서(120)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 기판(110)은 예를 들어, 리드프레임(lead frame) 또는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)일 수 있다.
도 1을 참조하면, 기판(110)에 홀(hole, 111)이 형성될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 기판(110)의 윗면과 밑면이 관통되어 홀(111)이 형성될 수 있다. 기판(110)은 압력 센서(120)를 지지함과 동시에 홀(111)을 이용하여 압력 센서(120)에 공기 유출입 경로(air flow path)를 제공할 수 있다. 홀(111)은 도 1에 도시된 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 압력 센서(120)에 공기 유출입 경로를 제공하는 임의의 형상으로 형성될 수 있다.
압력 센서(120)는 홀(111)을 덮도록 기판(110)의 윗면에 배치될 수 있다. 압력 센서 패키지(100)의 외부 공기는 홀(111)을 통해 압력 센서(120)로 유입될 수 있다. 압력 센서(120)는 멤브레인(membrane, 121) 및 프레임(frame, 122)을 포함할 수 있다.
멤브레인(121)은 압력 센서(120)의 제조 공정에서 피복되는 얇은 층을 나타낼 수 있다. 멤브레인(121)은 압력에 의해 쉽게 휘어질 수 있다. 멤브레인(121)은 다이어프램(diaphragm)으로 지칭될 수 있다. 멤브레인(121)은 폴리실리콘 막(polysilicon film) 또는 실리콘 산화막(silicon oxide film)이 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 멤브레인(121)은 에피택시얼 층(epitaxial layer)일 수 있다.
프레임(122)은 n형 실리콘 기판, p형 실리콘 기판, 또는 유리 기판일 수 있다. 프레임(122)은 멤브레인(121) 및 기판(110) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 프레임(122)의 일부는 멤브레인(121) 및 기판(110) 사이에 캐비티(cavity)가 형성되도록 식각(etching)될 수 있다. 식각을 통해 캐비티가 형성되면, 멤브레인(121)은 압력 센서 패키지(100)의 외부와 연결될 수 있다. 또한, 캐비티는 홀(111)을 통해 압력 센서 패키지(100)의 외부와 연결될 수 있다.
압전 소자들(piezo elements, 123, 124)은 멤브레인(121)에 배치될 수 있다. 압전 소자들(123, 124)의 수는 적어도 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 압전 소자들(123, 124)은 멤브레인(121)에 불순물이 주입되어 형성될 수 있다. 압력에 의해 멤브레인(121)이 휘어지면, 멤브레인(121)의 응력(stress)이 압전 소자들(123, 124)에 전달될 수 있다. 압전 소자들(123, 124)의 저항 값들은 멤브레인(121)의 응력에 의해 각각 변경될 수 있고, 이를 통해 압력이 감지되거나 측정될 수 있다.
실시 예에 있어서, 압전 소자들(123, 124)은 멤브레인(121)의 응력을 최대로 전달받을 수 있는 위치에 형성되거나 배치될 수 있다. 도 1에서 도시된 것과 같이 압전 소자들(123, 124)은 프레임(122)과 캐비티의 경계 부근에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
절연층(130)은 압력 센서(120)의 윗면에 배치될 수 있다. 절연층(130)은 멤브레인(121)의 휘어짐에 따라 휘어질 수 있는 유연한(flexible) 재질로 구현될 수 있다. 절연층(130)은 멤브레인(121)의 전체를 덮도록 배치되거나 또는 멤브레인(121)에 배치된 압전 소자들(123, 124)을 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 도 1에서 도시된 것과 달리, 절연층(130)은 멤브레인(121)의 적어도 일부분을 덮도록 배치될 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1의 압력 센서 패키지가 전자 장치에 배치되는 경우, 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면들이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 압력 센서 패키지(100)는 전자 장치(10)에 부착될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 압력 센서 패키지(100)의 절연층(130)은 전자 장치(10)의 내면 또는 밑면에 부착될 수 있다. 압력 센서 패키지(100)는 전자 장치의 내부에 배치될 수 있다.
실시 예에 있어서, 전자 장치(10)는 하우징(housing)을 포함할 수 있다. 전자 장치(10)의 내면은 하우징의 일면일 수 있다. 하우징은 전자 장치를 보호하기 위해 전자 장치를 둘러싸거나 전자 장치를 덮는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 하우징은 커버, 케이스, 디스플레이, 터치 패드 등을 의미할 수 있다.
도 2를 참조하면, 압력 센서 패키지(100)는 홀(111)을 통하는 공기를 이용하여 전자 장치의 내부 공간의 제 1 압력을 감지할 수 있다. 제 1 압력은 전자 장치의 내부 공기에 의해 형성될 수 있고, 제 1 압력은 전자 장치의 내부 기압(또는 공기압)일 수 있다. 전자 장치가 방수 기능을 지원하는 경우, 전자 장치(10)는 전자 장치의 내부로 물이 침투하지 않도록 방수 구조를 포함할 수 있다.
만약 전자 장치(10)의 균열, 조립 불량 등으로 인해 전자 장치의 방수 기능에 문제가 있는 경우, 전자 장치의 내부 공간의 제 1 압력은 일정하게 유지되지 않을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 방수 기능을 테스트하기 위해, 전자 장치(10)의 임의의 위치에 압력이 가해지면, 제 1 압력은 변경될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 전자 장치의 외부에서 내부로 향하는 방향으로 압력이 가해지면, 전자 장치의 내부의 제 1 압력에 의해 도시된 것과 같이 멤브레인(121)이 절연층(130)으로 향하는 방향으로 휘어질 수 있다. 압력 센서(120)는 변경되는 제 1 압력을 감지할 수 있다. 만약, 전자 장치의 방수 기능에 문제가 없으면, 제 1 압력에는 변화가 없고 멤브레인(121)은 휘어지지 않을 수 있다. 즉, 압력 센서(120)의 감지 결과를 이용하여 전자 장치의 방수 기능이 테스트될 수 있다.
도 3을 참조하면, 압력 센서 패키지(100)는 절연층(130)을 통해 전자 장치(10)로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)로 인가되는 외력은 사용자의 터치에 의해 발생될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 외력에 의한 제 2 압력이 전자 장치(10)에 인가되면, 전자 장치(10)는 절연층(130)으로 향하는 방향으로 휘어질 수 있다. 전자 장치(10)는 일반적으로 전자 장치를 보호하기 위해 단단한 재질로 구현될 수 있으므로, 전자 장치(10)는 제 2 압력에 의해 미세하게 휘어질 수 있다.
절연층(130)이 제 2 압력을 압력 센서(120)로 전달하도록, 절연층(130)의 윗면은 전자 장치(10)에 접하고, 절연층(130)의 밑면은 압력 센서(120)에 접할 수 있다. 따라서, 절연층(130)도 제 2 압력에 따른 전자 장치(10)의 변형에 의해 같이 휘어질 수 있고 멤브레인(121)은 기판(110)으로 향하는 방향으로 휘어질 수 있다. 즉, 압력 센서(120)는 변경되는 제 2 압력을 감지할 수 있다.
도 3에서, 절연층(130)이 직접적으로 전자 장치(10)에 접하는 것으로 도시되었다. 다른 실시 예에 있어서, 도시된 것과 달리, 절연층(130)과 전자 장치(10)는 직접적으로 접하지 않을 수 있다. 예를 들어, 절연층(130)과 전자 장치(10) 사이에 또 다른 절연층이 배치되거나, 전자 장치(10)의 다양한 구성 요소들이 배치될 수도 있다. 이러한 경우에도, 압력 센서 패키지(100)는 전자 장치(10)로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 전달받도록 전자 장치(10)의 내부에 배치될 수 있다.
압력 센서 패키지(100)는 절연층(130)을 통해 전자 장치(10)로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 압력 센서 패키지(100)를 이용하여 제 1 압력 및 제 2 압력이 모두 감지될 수 있다. 따라서, 전자 장치의 면적 및 제작 비용이 감소할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 전자 장치에 배치된 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 압력 센서 패키지(200)는 전자 장치(20)에 부착될 수 있다. 압력 센서 패키지(200)는 기판(210), 압력 센서(220), 절연층(230), 및 몰딩 수지(molding resin, 250)를 포함할 수 있다. 이하, 압력 센서 패키지(200)와 도 1의 압력 센서 패키지(100)의 차이점을 위주로 설명한다.
기판(210)은 도 1의 기판(110)과 비교하여 입력 단자들(213, 214)을 더 포함할 수 있다. 입력 단자들(213, 214)은 금속성 물질로 구현될 수 있고, 기판(210)의 윗면에 배치될 수 있다. 입력 단자들(213, 214)은 압력 센서(220)의 감지 결과를 수신하기 위한 단자들이다. 도시되진 않았으나, 기판(210)은 입력 단자들(213, 214)과 전기적으로 연결되고 기판(210)의 밑면에 배치되는 출력 단자들을 더 포함할 수 있다. 출력 단자들은 도 7에서 후술된다. 압력 센서(220)의 감지 결과는 입력 단자들(213, 214) 및 출력 단자들을 통해 전자 장치의 구성 요소들(미도시)로 전달될 수 있다.
압력 센서(220)는 도 1의 압력 센서(120)와 실질적으로 동일하게 동작할 수 있다. 압력 센서(220)는 멤브레인(221) 및 프레임(222)을 포함할 수 있다. 멤브레인(221)은 도 1의 멤브레인(121)과 비교하여 압전 소자들(223, 224)뿐만 아니라 출력 단자들(225, 226) 및 배선들(227, 228)을 더 포함할 수 있다.
출력 단자들(225, 226)은 배선들(227, 228)을 통해 압전 소자들(223, 224)의 저항 값의 변화들을 각각 수신할 수 있다. 이를 위해, 출력 단자들(225, 226)은 배선들(227, 228)을 통해 압전 소자들(223, 224)과 각각 연결될 수 있다. 출력 단자들(225, 226)은 배선들(227, 228)은 압력 센서(120)의 제작 과정에서 실리콘 기판(즉, 멤브레인(221)) 상에 형성될 수 있다. 출력 단자들(225, 226)의 수는 도시된 것에 한정되지 않고, 압전 소자들(223, 224)의 수와 동일하거나 클 수 있다.
압력 센서 패키지(200)는 출력 단자들(225, 226)과 입력 단자들(213, 214)을 각각 전기적으로 연결하는 도전성 와이어들(241, 242)을 포함할 수 있다. 도전성 와이어들(241, 242)은 와이어 본딩(wire bonding) 과정을 통해 형성될 수 있다. 압력 센서(220)의 감지 결과는 배선들(227, 228), 출력 단자들(225, 226), 및 도전성 와이어들(241, 242)을 통해 기판(210)으로 전달될 수 있다.
압력 센서 패키지(200)는 도 1의 압력 센서(120)와 비교하여 몰딩 수지(250)를 더 포함할 수 있다. 몰딩 수지(250)는 압력 센서(120) 및 도전성 와이어들(241, 242)을 밀봉하고 보호할 수 있다. 이 때, 몰딩 수지(250)는 절연층(230)이 전자 장치(20)에 부착될 수 있도록, 절연층(230)의 윗면을 덮지 않을 수 있다. 절연층(230)의 윗면은 외부로 노출될 수 있고, 몰딩 수지(250)의 윗면과 절연층(230)의 윗면은 동일한 평면상에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압력 센서 패키지를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 압력 센서 패키지(300)는 기판(310), 압력 센서(320), 및 절연층(330)을 포함할 수 있다. 기판(310), 압력 센서(320), 및 절연층(330)은 도 1의 기판(110), 압력 센서(120), 및 절연층(130)과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 그리고 압력 센서 패키지(300)는 몰딩 수지를 포함할 수 있으나, 몰딩 수지의 도시는 생략되었다.
기판(310)은 입력 단자들(313, 315)을 포함할 수 있다. 입력 단자들(313, 315)은 도 4의 입력 단자들(213, 214)과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 기판(310)의 밑면에는 공기 경로(air path, 317)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 공기 경로(317)는 기판(310)의 밑면의 일부분이 식각되어 형성될 수 있거나, 또는 공기 경로(317)는 기판(310)의 밑면에 또 다른 기판이 덧붙여져서 형성될 수도 있다.
도시되진 않았지만, 도 1의 기판(110)과 유사하게, 기판(310)에는 홀이 형성될 수 있고, 이러한 홀은 공기 경로(317)와 연결될 수 있다. 따라서, 압력 센서 패키지(300)의 외부 공기는 기판(310)의 윗면에 형성된 홀 및 기판(310)의 밑면에 형성된 공기 경로(317)을 통해 압력 센서(320)로 유입될 수 있다.
압력 센서(320)는 멤브레인(321) 및 프레임(322)을 포함할 수 있고, 멤브레인(321)은 압전 소자들(323~326) 및 출력 단자들(327, 329)을 포함할 수 있다. 멤브레인(321)에 배치되는 압전 소자들(323~326)의 수는 4개일 수 있다. 압전 소자들(323~326)은 도 1의 압전 소자들(123, 124)과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 압전 소자들(323~326)은 휘스톤 브릿지(wheatstone bridge) 회로를 구성할 수 있다.
출력 단자들(327, 329)은 압전 소자들(323~326)과 연결될 수 있다. 도시된 것과 달리, 출력 단자들(327, 329)의 수는 압전 소자들(323~326)의 수와 동일하거나 클 수 있다.
도전성 와어어들(341, 343)은 출력 단자들(327, 329)과 입력 단자들(313, 315)을 각각 연결할 수 있다. 도전성 와어어들(341, 343)은 도 4의 도전성 와이어들(241, 242)과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다.
절연층(330)은 압전 소자들(323~326)을 덮을 수 있도록 멤브레인(321)의 윗면에 배치될 수 있다. 절연층(330)은 도 1의 절연층(130)과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 절연층(330)의 윗면은 전자 장치의 밑면(미도시)에 접하거나 밀착될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 전자 장치에 배치된 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다. 압력 센서 패키지(400)는 기판(410), 압력 센서(420), 및 절연층(430)을 포함할 수 있다. 기판(410), 홀(411), 및 절연층(430)은 도 1의 기판(110), 홀(111), 및 절연층(130)과 각각 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 압력 센서 패키지(400)는 전자 장치(40)에 부착될 수 있다. 압력 센서 패키지(400)와 도 4의 압력 센서 패키지(200)간의 차이점을 위주로 설명한다.
압력 센서(420)는 멤브레인(421) 및 프레임(422)을 포함할 수 있다. 프레임(422)은 도 4의 프레임(222)과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 도 4의 멤브레인(221)과 유사하게, 멤브레인(421)에는 압전 소자들(423, 424)이 배치될 수 있다. 도 4의 멤브레인(221)과 비교하여, 멤브레인(421)에는 전자 회로(425) 및 배선들(427, 428)이 더 배치될 수 있다.
전자 회로(425)는 실리콘 기판(멤브레인(421)) 상에서 구현될 수 있다. 전자 회로(425)는 배선들(427, 428)을 통해 압전 소자들(423, 424)과 연결될 수 있다. 전자 회로(425)는 전압 또는 전류 형태로 압전 소자들(423, 424)의 저항 값들의 변화들을 수신하고 처리할 수 있다. 또한, 전자 회로(425)는 압전 소자들(423, 424)에 전력을 제공하고 압전 소자들(423, 424)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 회로(425)는 프로세서일 수 있다.
압력 센서(420)에는 멤브레인(421) 및 프레임(422)을 관통하는 TSV(trough silicon via, 429)가 형성될 수 있다. TSV(429)는 전자 회로(425)와 기판(410)을 연결할 수 있다. TSV(429)는 전자 회로(425)에 전력을 공급하는 경로일 수 있고, 전자 회로(425)에 대한 입출력 경로일 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 압력 센서 패키지의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 압력 센서 패키지(500)는 기판(510), 압력 센서(520), 절연층(530), 및 몰딩 수지(550)를 포함할 수 있다. 압력 센서(520)는 멤브레인(521) 및 프레임(522)을 포함할 수 있다. 압력 센서(520), 멤브레인(521), 프레임(522), 절연층(530), 및 몰딩 수지(550)는 도 4의 압력 센서(220), 멤브레인(221), 프레임(222), 절연층(230), 및 몰딩 수지(250)와 각각 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다.
기판(510)의 윗면에는 홀(511)이 형성될 수 있고, 기판의 밑면(519)에는 홀(511) 및 공기 경로(517)가 형성될 수 있다. 공기 경로(517)는 도 5의 공기 경로(317)와 유사하게 구현될 수 있다. 기판의 밑면(519)과 공기 경로(517)는 동일 평면상에 위치하지 않을 수 있다. 기판의 밑면(519)이 전자 장치의 기판에 접하거나 밀착될 때, 공기 경로(517)는 전자 장치의 기판에 접하거나 밀착되지 않을 수 있다. 도 7에 도시된 화살표에 따라, 공기는 홀(511) 및 공기 경로(517)를 통해 압력 센서(520)의 캐비티 및 압력 센서 패키지(500) 외부 사이를 이동하거나 흐를 수 있다.
기판의 밑면(519)에는 출력 단자(518)가 형성될 수 있다. 출력 단자(518)를 통해 압력 센서(520)의 감지 결과가 전자 장치의 구성 요소들(예를 들면, 프로세서, 저장 장치 등)로 전달될 수 있다. 기판(510)이 전자 장치의 기판상에 배치되는 경우, 출력 단자(518)는 전자 장치의 기판상에 배치된 입력 단자와 접촉할 수 있다. 출력 단자(518)의 수 및 형상은 도 7에서 도시된 것에 한정되지 않는다.
실시 예에 있어서, 출력 단자(518)는 볼(ball)의 형태로 형성될 수 있다(즉, BGA(ball grid array)). 압력 센서 패키지(500)가 다른 기판상에 배치될 때, 출력 단자(518)의 두께로 인해, 기판의 밑면(519)은 다른 기판과 접하거나 밀착되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 출력 단자들(518) 사이로 공기가 흐를 수 있으므로, 공기 경로(517)가 기판의 밑면(519)에 형성되지 않을 수도 있다. 즉, 기판(510)은 압력 센서(520)의 캐비티로 공기가 전달될 수 있도록 구현될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 전자 장치(1000)는 하우징(1100), 인쇄 회로 기판(1200), 및 압력 센서 패키지(1300)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(1000)는 스마트폰, 웨어러블 장치, 태블릿 PC, 이동 전화기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia computer), 카메라, MP3 플레이어 등일 수 있다.
하우징(1100)은 전자 장치(1000)의 구성 요소들(미도시)을 감싸고 보호할 수 있다. 예를 들어, 구성 요소들은 프로세서, 저장 장치, 통신 모듈, 카메라, 배터리, 마이크, 스피커, 다양한 센서들, 인터페이스 회로 등을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(1200)에는 전자 장치(1000)의 구성 요소들이 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 압력 센서 패키지(1300)는 하우징(1100) 및 인쇄 회로 기판(1200) 사이에 배치될 수 있다. 압력 센서 패키지(1300)는 기판(1310), 압력 센서(1320), 및 절연층(1330)을 포함할 수 있다.
기판(1310)은 인쇄 회로 기판(1200)의 일면에 부착될 수 있다. 이 때, 도 8에서 도시된 것과 같이, 기판(1310)의 홀은 인쇄 회로 기판(1200)의 홀(1210)의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 기판(1310)의 밑면에는 도 7에서 전술한 공기 경로(517)가 형성될 수 있다. 따라서, 화살표 방향으로, 전자 장치(1000)의 내부의 공기가 압력 센서 패키지(1300)로 이동하거나, 압력 센서 패키지(1300)의 공기가 전자 장치(1000)의 내부로 이동할 수 있다.
압력 센서 패키지(1300)는 전자 장치(1000)의 내부 공간의 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서 패키지(1300)가 전자 장치(1000)의 내부 공간의 압력을 감지할 수 있도록, 인쇄 회로 기판(1200)에는 적어도 하나의 홀이 형성될 수 있다.
절연층(1330)은 하우징(1100)과 압력 센서(1320) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 절연층(1330)은 하우징(1100)에 인가되는 외력을 압력 센서(1320)로 전달할 수 있다. 따라서, 압력 센서 패키지(1300)는 하우징(1100)에 인가되는 외력을 감지할 수 있다. 압력 센서 패키지(1300)는 기판(1310) 및 인쇄 회로 기판(1200)을 통해 전자 장치(1000)의 구성 요소로 감지 결과를 전송할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 압력 센서 패키지(1300)의 감지 결과를 수신하도록 구성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 압력 센서 패키지(1300)는 절연층(1330)이 하우징(1100)의 후면 중 임의의 부분에 배치될 수 있다. 전자 장치(1000)가 스마트폰인 경우, 압력 센서 패키지(1300)는 후면에 배치되는 카메라와 인접하여 배치될 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 상술한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 압력 센서 패키지;
110, 210, 310, 410, 510: 기판;
120, 220, 320, 420, 520: 압력 센서;
130, 230, 330, 430, 530: 절연층;

Claims (10)

  1. 전자 장치의 내부 공간에 배치되는 압력 센서 패키지에 있어서:
    홀이 형성되는 기판;
    상기 홀을 덮도록 상기 기판의 일면에 배치되고, 멤브레인(membrane)을 포함하는 압력 센서; 및
    상기 멤브레인의 적어도 일부를 덮도록 상기 압력 센서에 배치되는 절연층을 포함하되,
    상기 압력 센서는 상기 홀을 통하는 공기에 따른 상기 전자 장치의 상기 내부 공간의 제 1 압력을 감지하고, 상기 절연층을 통해 상기 전자 장치로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지하도록 배치되는 압력 센서 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 압력 센서의 감지 결과를 수신하도록 구성되는 압력 센서 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 리드프레임 또는 인쇄 회로 기판인 압력 센서 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 타면에는 상기 홀과 연결된 공기 경로가 더 형성되는 압력 센서 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 타면이 상기 전자 장치의 기판에 접할 때, 상기 공기 경로는 상기 전자 장치의 상기 기판에 접하지 않는 압력 센서 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 압력을 상기 압력 센서에 전달하도록, 상기 절연층의 일면은 상기 전자 장치의 내면에 접하고, 상기 절연층의 타면은 상기 압력 센서에 접하는 압력 센서 패키지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자 장치는 하우징을 포함하고, 그리고
    상기 전자 장치의 상기 내면은 상기 하우징의 일면인 압력 센서 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는:
    상기 멤브레인에 배치되는 적어도 하나의 압전 소자; 및
    상기 홀을 통해 상기 전자 장치의 상기 내부 공간과 연결되는 캐비티가 형성되도록, 상기 멤브레인과 상기 기판 사이에 배치되는 프레임을 포함하는 압력 센서 패키지.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 멤브레인은 상기 제 1 압력에 의해 상기 절연층으로 향하는 방향으로 휘어지거나 상기 제 2 압력에 의해 상기 기판으로 향하는 방향으로 휘어지는 압력 센서 패키지.
  10. 방수를 위한 하우징을 포함하는 전자 장치에 있어서:
    상기 하우징 내부의 제 1 압력 및 상기 하우징으로 인가되는 외력에 의한 제 2 압력을 감지하도록 구성되는 압력 센서 패키지; 및
    상기 압력 센서 패키지의 감지 결과를 수신하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 전자 장치.

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