KR20210147524A - 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법 - Google Patents

광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법에 관한 것으로, 하부기판부와, 하부기판부에 실장되고 광신호를 송수신할 수 있는 광소자부와, 하부기판부에 부착되고 광소자부를 둘러싸는 상부기판부와, 상부기판부 내부에 주입되어 광소자부를 보호하는 커버부를 포함하여, 광센서 모듈을 편리하게 제조할 수 있다.

Description

광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법{OPTICAL SENSOR MODULE AND MANUFACTURING METHOD OF OPTICAL SENSOR MODULE}
본 발명은 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대량 생산이 가능하여 제조단가를 낮추고 광소자를 안정적으로 보호할 수 있는 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광센서는 빛 자체 또는 빛에 포함되는 정보를 전기신호로 변환하여 검지하는 소자이다. 광센서의 특징으로는 검지가 비접촉, 비파괴, 고속도, 주변에 잡음의 영향을 주지 않는다는 것이다.
광센서의 검출 대상으로서는 눈에 보이는 가시광선, 눈으로 볼 수 없는 자외선, 적외선 등이 있으며, 또한 이것들은 그 파장의 차이뿐만 아니라 전자기파의 성질도 여러가지로 달라진다. 따라서 사용목적에 따라 센서 소자를 선택하여야 한다.
이와 같은 방식의 광센서는 컴퓨터에 입력 신호를 전달하기 위한 광 마우스에 적용되고 있는 바, 광 마우스에 적용된 광 이미지센서는 물체면이 바닥면을 향하고 있기 때문에 광원의 조사가 하부를 향하며 렌즈가 광 이미지센서의 하부에 위치하여 광 마우스 자체의 움직임에 의해서 화면 상의 커서 이동이 이루어지도록 한 것이다.
이러한 구조의 광센서가 휴대폰 등의 소형 전자기기에 적용되기 위해서는 물체면의 상방향에서 손가락(피사체)을 움직여 그 움직임을 감지하여야 하기 때문에 광 이미지센서면이 상부를 향하고 그 센서면 상부에 렌즈가 위치하여야 한다.
그러나, 종래 표면 실장 소자(surface-mount devices:SMD)는 높은 생산성과 낮은 제조원가를 위하여 합성수지의 기판 또는 리드 프레임 방식을 사용하지만, 이들을 대량 생산하기가 어려워 제조단가가 높다는 문제점이 있다. 또한, 광센서 모듈 자체의 소형화가 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2008-0043930호(2008.05.20. 공개, 발명의 명칭 : 비접촉식 광 센서 모듈)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 대량 생산이 가능하여 제조단가를 낮추고 광센서를 안정적으로 보호할 수 있는 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 광센서 모듈은: 하부기판부; 상기 하부기판부에 실장되고 광신호를 송수신할 수 있는 광소자부; 상기 하부기판부에 부착되고 상기 광소자부를 둘러싸는 상부기판부; 및 상기 상부기판부 내부에 주입되어 상기 광소자부를 보호하는 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부기판부는 상기 광소자부가 실장되는 복수개의 하부내판부; 상기 하부내판부를 둘러싸는 하부외판부; 및 상기 하부내판부와 상기 하부외판부를 연결하거나 이격된 상기 하부내판부를 서로 연결하고, 절단 가능한 하부연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광소자부는 상기 하부기판부에 장착되고, 광신호를 송신하는 광송신부; 및 상기 하부기판부에 장착되고, 광신호를 수신하는 광수신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부기판부는 상기 하부외판부에 안착되는 상부판부; 및 상기 상부판부에 형성되고, 상기 하부내판부를 노출시키는 상부홀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광센서 모듈 제조방법은: 하부기판부에 광소자부를 장착하는 단계; 상기 광소자부가 노출되도록 상기 하부기판부에 상부기판부를 적층하는 단계; 및 상기 상부기판부에 에폭시 몰딩을 하여 상기 광소자부를 커버하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부기판부에 상기 상부기판부를 적층하는 단계는 상기 광소자부가 노출되도록 상기 하부기판부와 상기 상부기판부를 정렬하는 단계; 상기 하부기판부에 상기 상부기판부를 안착하는 단계; 및 상기 하부기판부와 상기 상부기판부를 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광센서 모듈 제조방법은: 상기 하부기판부를 낱개로 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법은 광소자부가 실장된 하부기판부에 적층되는 상부기판부가 광소자부를 둘러싸도록 배치되고, 커버부가 주입되어 광소자부를 보호하므로, 제조 작업이 편리하게 이루어지고, 필요에 따라 다량의 광센서 모듈 제작이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부기판부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판부에 상부기판부를 적층하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈(1)은 하부기판부(10)와, 광소자부(20)와, 상부기판부(30)와, 커버부(40)를 포함한다.
광소자부(20)는 하부기판부(10)에 실장되고, 광신호를 송수신할 수 있다. 일예로, 제품 종류에 따라 광소자부(20)는 광신호를 송수신하거나 광신호를 수신할 수 있다.
상부기판부(30)는 하부기판부(10)에 부착되고 광소자부(20)를 둘러싸는 형상을 한다. 일예로, 상부기판부(30)는 하부기판부(10)에 적층되되, 평면상에서 광소자부(20)가 외부로 노출되도록 광소자부(20)의 둘레를 감쌀 수 있다.
커버부(40)는 상부기판부(30) 내부에 주입되어 광소자부(20)를 보호한다. 일예로, 커버부(40)는 에폭시 수지가 주입된 후 경화되어 광소자부(20)를 커버할 수 있다. 이러한 커버부(40)는 광신호가 투과 가능한 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판부(10)는 하부내판부(11)와, 하부외판부(12)와, 하부연결부(13)를 포함한다. 이러한 하부기판부(10)는 하나의 판재를 가공하거나 성형 작업을 통해 제작될 수 있다.
복수개의 하부내판부(11)에는 각각 광소자부(20)가 실장된다. 일예로, 하부내판부(11)는 평면에서 상하 좌우 방향으로 복수개가 나열될 수 있다. 이러한 하부내판부(11)에는 각종 회로가 형성될 수 있다.
하부외판부(12)는 하부내판부(11)를 둘러싸는 향상을 한다. 일예로, 하부외판부(12)는 중앙부에 홀이 형성되어 복수개의 하부내판부(11)가 배열될 수 있다.
하부연결부(13)는 하부내판부(11)와 하부외판부(12)를 연결하거나, 이격된 하부내판부(11)를 서로 연결한다. 이러한 하부연결부(13)는 절단 가능하다. 일예로, 하부외판부(12)와 근접 배치되는 하부내판부(11)는 하부연결부(13)에 의해 하부외판부(12)와 연결 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 이웃한 하부내판부(11)는 하부연결부(13)에 의해 연결 상태를 유지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자부(20)는 광송신부(21)와 광수신부(22)를 포함한다.
광송신부(21)는 하부기판부(10)에 장착되고, 광신호를 송신한다. 일예로, 광송신부(21)로는 레이저 다이오드가 될 수 있으며, 그 외, 전원이 인가되면 광신호를 송신할 수 있는 다양한 부품이 사용될 수 있다. 광송신부(21)는 하부내판부(11)에 전기적으로 연결될 수 있다.
광수신부(22)는 하부기판부(10)에 장착되고, 광신호를 수신한다. 일예로, 광수신부(22)로는 포토 다이오드가 될 수 있으며, 그 외, 광신호를 수신하여 전류를 생성할 수 있다. 광수신부(22)는 하부내판부(11)에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 광송신부(21)와 광수신부(22)가 동시에 하부기판부(10)에 장착되는 경우, 광송신부(21)에서 송신되는 신호가 물체(100)에 반사되어 광수신부(22)가 수신하면 물체를 감지할 수 있다(도 3b). 그 외, 광수신부(22)가 하부기판부(10)에 장착되어 마주보는 광송신부(21)에서 송신되는 광신호를 수신할 수 있다(도 3c).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부기판부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부기판부(30)는 상부판부(31)와 상부홀부(32)를 포함한다.
상부판부(31)는 하부외판부(12)에 안착된다. 일예로, 상부판부(31)의 넓이는 하부외판부(12)의 넓이와 대응되어 상부판부(31)가 하부외판부(12)의 전면을 커버할 수 있다.
상부홀부(32)는 상부판부(31)에 형성되고, 하부내판부(11)를 노출시킨다. 일예로, 도 4에서 상부홀부(32)는 상하로 길이를 갖는 홀을 형성하고, 도 2에서 상하로 배치되는 하부내판부(11)에 실장된 광소자부(20)를 외부로 노출시킬 수 있다. 이때, 하부내판부(11)는 복수개가 좌우로 배열되고, 이와 대응되도록 상부홀부(32)는 좌우로 복수개가 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 하부기판부(10)에 광소자부(20)를 장착한다(S10). 하부기판부(10)는 판재 가공을 통해 하부내판부(11)와, 하부내판부(11)의 둘레를 감싸는 하부외판부(12)와, 하부내판부(11)를 하부외판부(12)에 연결시키는 하부연결부(13)로 성형되되, 하부내판부(11)는 도 2 기준으로 상하 좌우로 복수개가 나열될 수 있다. 그리고, 하부내판부(11)에 광소자부(20)가 장착된다.
하부기판부(10)에 광소자부(20)를 장착한 다음, 하부기판부(10)에 상부기판부(30)를 적층한다(S20). 즉, 상부판부(31)는 하부외판부(12)의 전면을 커버하고, 상부판부(31)에 형성되는 복수개의 상부홀부(32)는 하부내판부(11) 및 하부내판부(11)에 장착된 광소자부(20)를 외부로 노출시킬 수 있다. 이때, 상부판부(31)는 광소자부(20)의 둘레를 감싸도록 형성되되, 상부판부(31)의 고점은 광소자부(20)의 고점보다 높게 설계될 수 있다.
하부기판부(10)에 상부기판부(30)가 적층되면, 상부기판부(30)에 에폭시 몰딩을 하여 광소자부(20)를 커버한다(S30). 즉, 상부홀부(32)에 의해 형성되는 공간으로 에폭시를 주입하여 경화시키면, 경하된 에폭시가 광소자부(20)를 커버하여 광소자부(20)를 보호하고, 광신호를 투과시킨다.
에폭시 몰딩으로 경화가 완료되면, 하부기판부(10)를 낱개로 절단한다(S40). 즉, 절단기를 통해 하부연결부(13)와 상부판부(31)를 절단하면, 하부내판부(11)가 낱개로 획득된다. 이때, 상부판부(31)에는 절단선(90)이 형성되고, 좌우로 배치되는 절단선(90)을 따라 절단 작업을 실시한다. 한편, 낱개로 획득되는 각각의 하부내판부(11)에는 상부판부(31)가 적층되고, 상부판부(31)의 내부로 에폭시가 경화되어 광소자부(20)를 보호한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판부에 상부기판부를 적층하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 하부기판부(10)에 상부기판부(30)를 적층하기 위해 정렬공정, 안착공정, 결합공정이 순차로 진행된다.
먼저, 광소자부(20)가 외부로 노출되도록 하부기판부(10)와 상부기판부(30)를 정렬한다(S21). 즉, 하부외판부(12)에는 고정수단용 고정핀이 관통되기 위한 정렬홀부(80)가 형성되고, 하부외판부(12)와 상부판부(31)를 정렬하기 위해 하부외판부(12)와 상부판부(31)에 형성되는 정렬홀부(80)를 일치시킨다.
하부기판부(10)와 상부기판부(30)를 정렬한 후, 하부기판부(10)에 상부기판부(30)를 안착한다(S22). 즉, 하부외판부(12)와 상부판부(31)에 형성되는 정렬홀부(80)가 일직선상에 위치된 상태에서 고정핀을 통해 상부판부(31)를 하방 이동시켜 하부외판부(12)의 상측면에 상부판부(31)를 안착시킨다.
하부기판부(10)가 상부기판부(30)에 안착되면, 하부기판부(10)와 상부기판부(30)를 결합한다(S23). 즉, 상부판부(31)의 저면에 접착제를 도포하고, 상부판부(31)와 하부기판부(10)를 접착한다. 이로 인해 상부홀부(32)는 하부내판부(11)에 장착된 광소자부(20)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 모듈 및 광센서 모듈 제조방법은 광소자부(20)가 실장된 하부기판부(10)에 적층되는 상부기판부(30)가 광소자부(20)를 둘러싸도록 배치되고, 커버부(40)가 주입되어 광소자부(20)를 보호하므로, 제조 작업이 편리하게 이루어지고, 필요에 따라 다량의 광센서 모듈 제작이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 하부기판부 11 : 하부내판부
12 : 하부외판부 13 : 하부연결부
20 : 광소자부 21 : 광송신부
22 : 광수신부 30 : 상부기판부
31 : 상부판부 32 : 상부홀부
40 : 커버부

Claims (7)

  1. 하부기판부;
    상기 하부기판부에 실장되고 광신호를 송수신할 수 있는 광소자부;
    상기 하부기판부에 부착되고 상기 광소자부를 둘러싸는 상부기판부; 및
    상기 상부기판부 내부에 주입되어 상기 광소자부를 보호하는 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하부기판부는
    상기 광소자부가 실장되는 복수개의 하부내판부;
    상기 하부내판부를 둘러싸는 하부외판부; 및
    상기 하부내판부와 상기 하부외판부를 연결하거나 이격된 상기 하부내판부를 서로 연결하고, 절단 가능한 하부연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광소자부는
    상기 하부기판부에 장착되고, 광신호를 송신하는 광송신부; 및
    상기 하부기판부에 장착되고, 광신호를 수신하는 광수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 상부기판부는
    상기 하부외판부에 안착되는 상부판부; 및
    상기 상부판부에 형성되고, 상기 하부내판부를 노출시키는 상부홀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈.
  5. 하부기판부에 광소자부를 장착하는 단계;
    상기 광소자부가 노출되도록 상기 하부기판부에 상부기판부를 적층하는 단계; 및
    상기 상부기판부에 에폭시 몰딩을 하여 상기 광소자부를 커버하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 하부기판부에 상기 상부기판부를 적층하는 단계는
    상기 광소자부가 노출되도록 상기 하부기판부와 상기 상부기판부를 정렬하는 단계;
    상기 하부기판부에 상기 상부기판부를 안착하는 단계; 및
    상기 하부기판부와 상기 상부기판부를 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 하부기판부를 낱개로 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 모듈 제조방법.
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Citations (3)

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