WO2019078426A1 - 광학센서 패키지 - Google Patents

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WO2019078426A1
WO2019078426A1 PCT/KR2018/003085 KR2018003085W WO2019078426A1 WO 2019078426 A1 WO2019078426 A1 WO 2019078426A1 KR 2018003085 W KR2018003085 W KR 2018003085W WO 2019078426 A1 WO2019078426 A1 WO 2019078426A1
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WO
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optical sensor
base substrate
housing structure
side portion
light receiving
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PCT/KR2018/003085
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English (en)
French (fr)
Inventor
김덕현
윤상영
이정환
Original Assignee
주식회사 파트론
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes

Definitions

  • the present invention relates to an optical sensor package, and more particularly, to a light receiving sensor package that senses light reflected from a surface of a surface to be sensed.
  • Recent electronic devices are developing in a slim form.
  • the slim type electronic device not only has a good appearance but also has an advantage of improving the grip feeling of the user and improving the merchantability.
  • recent electronic devices are implementing complex functions. For this purpose, the number of parts accommodated in the electronic device is increasing.
  • Optical sensors that emit light from a subject to be sensed or light that is reflected from the subject are widely used in recent electronic devices. It is demanded that the optical sensor package is also slimmed in accordance with the slimming trend of the electronic device described above.
  • a conventional optical sensor includes a light receiving element for sensing light emitted from the outside and converting the light into an electric signal, and a light shielding member formed to surround the light receiving element.
  • the light shielding member functions to shield only the light receiving surface portion of the optical sensor to the outside and the other portion to cover the light shielding to block the light entering from the side or the like.
  • a black-based plastic injection molded article or a metal workpiece having light shielding property was mainly used as the light shielding member.
  • Korean Patent Registration No. 10-1457069 (registered October 27, 2014) discloses an optical sensor package including such a light shielding member.
  • the structure of the optical sensor package including such a conventional light-shielding member is miniaturized, more precise processing and assembly of the light-shielding member is required, which increases the processing cost and increases the defect rate.
  • the structure of such an optical sensor package is limited in size and slimness.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide an optical sensor package capable of effectively blocking noise light from the outside.
  • Another object of the present invention is to provide an optical sensor package with improved stability by improving the supporting force of the housing structure.
  • an optical sensor package comprising: a base substrate; an optical sensor having a light receiving surface on an upper surface thereof; an optical sensor located in the base substrate, A housing structure having opposed portions provided with a projection port, and an optical filter positioned above the light receiving surface of the optical sensor, wherein the entire housing structure is made of metal.
  • an optical sensor package comprising: a base substrate; an optical sensor having a light receiving surface on an upper surface thereof; an optical sensor located in the base substrate and accommodating the optical sensor in an inner space, A housing structure having opposed portions provided with a light input port, and an optical filter positioned above the light receiving surface of the optical sensor, wherein the housing structure is made of metal and plastic.
  • the housing structure includes a side surface portion located on the base substrate and extending a predetermined height from the base substrate side to the optical filter side and a side surface portion extending continuously from the side surface portion to the inner space in parallel with the base substrate
  • the upper portion and the side portion may be made of the same metal.
  • the housing structure may further include a lower end portion extending outside the optical sensor package by a predetermined length in parallel with the base substrate and continuously connected to the side surface portion.
  • the base substrate may further include a ground pad connected to the lower end portion or the side portion.
  • the housing structure includes a side surface portion positioned on the base substrate and extending a predetermined height from the base substrate side to the optical filter side and an upper portion connected to the side surface portion and extending in a predetermined length in parallel with the base substrate, Wherein the side portion is made of metal and the upper portion is made of plastic, or the side portion is made of plastic and the upper portion is made of metal.
  • the base substrate may further include a ground pad, and when the side portion is made of metal and the upper portion is made of plastic, the side portion may be connected to the ground pad.
  • the base substrate may further include a ground pad.
  • the side surface portion is made of plastic and the upper end portion is made of metal, the side surface portion penetrates in the height direction of the side surface portion and is connected to the ground pad, And filled via holes.
  • the optical filter may be coupled to the housing structure to cover the transmission port.
  • the optical filter may be coupled to the optical sensor to cover the light receiving surface of the optical sensor.
  • the optical filter may be an infrared ray pass filter.
  • the thickness of the optical sensor package is reduced, thereby miniaturizing the optical sensor package.
  • the optical sensor is enclosed by the housing structure, the light entering from the other area besides the light passing through the transmission port is efficiently blocked, thereby improving the reliability of the optical sensor.
  • the housing structure is made of metal, and the thickness of the side portion is thicker than the thickness of the upper end portion, the supporting force of the housing structure is strengthened and the stability of the optical sensor package is improved.
  • optical sensor package according to an embodiment of the present invention is advantageous in that it effectively blocks noise light from the outside.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of mounting an optical filter in an optical sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of the optical sensor package shown in Fig.
  • Figs. 4 and 5 are cross-sectional views, respectively, showing another mounting example of an optical filter in an optical sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical sensor package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an optical sensor package according to another embodiment of the present invention.
  • an optical sensor package includes a base substrate 100, an optical sensor 200 disposed on the base substrate 100, a housing structure 300 disposed on the base substrate 100 And an optical filter 400 positioned above the optical sensor 200.
  • the base substrate 100 may be a portion constituting the bottom surface of the optical sensor package of this example.
  • the optical sensor 200, the housing structure 300, and the optical filter 400 may be disposed on the base substrate 100.
  • the base substrate 100 may be a metal substrate having at least one of a printed circuit board, a ceramic substrate, and an anodized layer, but is not limited thereto.
  • the base substrate 100 may include an insulating layer, a conductor pattern, and a pad.
  • At least one pad 110 is provided on the upper surface of the base substrate 100 and may be electrically connected to the optical sensor 200.
  • at least one pad (not shown) is provided on the lower surface of the base substrate 100, that is, on the opposite side of the upper surface and facing the upper surface, to transmit electric signals or supply electric power to the optical sensor package of this example .
  • the pads of the base substrate 100 may be combined with electronic components, semiconductor elements, various passive elements, or lead frames in various manners.
  • a mounting region is provided on the upper surface of the base substrate 100, and the optical sensor 200 is disposed in the mounting region.
  • the pad 110 located on the upper surface of the base substrate 100 is electrically and physically connected to the optical sensor 200 located in the mounting region or the mounting region.
  • the optical sensor 200 located on the base substrate 100 is an electronic component including a light receiving surface 210.
  • the light receiving surface 210 of the optical sensor 200 senses light emitted from the outside to the optical sensor 200 and generates and outputs an electric signal corresponding to the sensed light.
  • the light receiving surface 210 On the light receiving surface 210, a plurality of light receiving elements may be integrated.
  • the light receiving surface 210 may correspond to an active area of an image sensor.
  • the optical sensor 200 has a light receiving surface 210 formed on at least a part of the upper surface of the optical sensor 200 located on the opposite side of the lower surface of the light receiving surface 210, .
  • the light receiving surface 210 mainly senses light irradiated downward from its upper part.
  • the light receiving surface 210 may be set to operate most suitably in a predetermined wavelength band.
  • the light receiving surface 210 may not detect light of a predetermined wavelength band.
  • the light receiving surface 210 can detect light other than a predetermined wavelength band, and in some cases, light other than the predetermined wavelength band can be recognized as noise by the optical sensor 200. Therefore, the light receiving surface 210 may be covered by a filter such as the optical filter 400.
  • the optical sensor 200 may be electrically connected to the base substrate 100 in various ways.
  • the optical sensor 200 may be electrically connected to the base substrate 100 in such a manner as wire bonding, ball grid array (BGA), land grid array (LGA), PID, dual in-line package .
  • BGA ball grid array
  • LGA land grid array
  • PID dual in-line package
  • an optical sensor 200 is electrically connected to a base substrate 100 using a wire 250 through a wire bonding method. Specifically, a pad 220 to which one end of the wire 250 is coupled is formed on the upper surface of the optical sensor 200. Both ends of the wire 250 are connected to the pads 110 disposed on the base substrate 100 and the pads 220 disposed on the optical sensor 200 to electrically couple the base substrate 100 and the optical sensor 200 .
  • the housing structure 300 is disposed on the base substrate 100 to form an internal space S1 for accommodating the optical sensor 200 to protect the optical sensor 200 located in the internal space S1 from external shocks, do.
  • the entire housing structure 300 of this embodiment is made of metal, and in this case, the housing structure 300 is detached through a metal press process.
  • the thickness of the housing structure 300 may be approximately 0.05 mm to 0.2 mm
  • the metal material may be a metal material such as stainless steel (SUS), phosphor bronze, etc., which can be subjected to a plate material pressing process.
  • the thickness of the housing structure 300 is 0.05 mm or more, the strength of the housing structure 300 is stably maintained and the installation is stably maintained.
  • the thickness of the housing structure 300 is 0.2 mm or less, 300 are secured.
  • the thickness of the housing structure 300 made of metal may be uniform regardless of the position.
  • the housing structure 300 is located on the base substrate 100 at a predetermined height so that an inner space S1, which is an empty space, is formed therein.
  • the housing structure 300 includes a lower end portion 310 in contact with the base substrate 100, a side portion 320 connected to the lower end portion 310 and having a predetermined height, and an upper end portion 330 connected to the side portion 320. [ .
  • the lower end portion 310, the side portion 320, and the upper end portion 330 are all made of a metal having the same bending strength.
  • the bending strength of each of the lower end portion 310, the side portion 320, and the upper end portion 330 may be 0.5 kgh or more.
  • the housing structure 300 is located at a predetermined fixed position and supports the optical filter 400 .
  • the lower end portion 310 has a shape extending parallel to the base substrate 100 by a predetermined length outside the optical sensor package (i.e., opposite to the inner space S1) Is located at the position of the base substrate 100 which completely surrounds the optical sensor 200 connected to the light source 100.
  • the lower end portion 310 is electrically connected to a corresponding pad of the base substrate 100 through a soldering method using solder or the like.
  • the lower end 310 is located on the base substrate 100 so as to surround not only the optical sensor 200 but also the pad 110 of the base substrate 100 connected to the wire 250.
  • the base substrate 100 further includes a pad 120 connected to the lower end 310 of the housing structure 300, wherein the pad 120 may be a ground pad connected to a ground terminal .
  • the housing structure 300 made of metal, which is a conductive material, is connected to the ground through the pad 120, the optical sensor package is protected from static electricity or the like.
  • the side surface 320 of the housing structure 300 is seamlessly connected to the lower end 310 and extends from the base substrate 100 side to the optical filter 400 by a predetermined length (i.e., height).
  • the height of the inner space S1 surrounded by the lower end portion 310 and the side portion 320 is determined according to the height of the side portion 320.
  • the height of the side portion 320 is set such that the height of the inner space S1 is set such that the upper surface of the housing structure 300 is not in direct contact with the component located in the inner space S1 such as the optical sensor 200 or the wire 250 It is good enough to be secured.
  • the upper end portion 330 of the housing structure 300 is seamlessly connected to the side portion 320 and extended to the inner space S1 by a predetermined length in parallel with the base substrate 100.
  • This upper portion 330 covers a part of the optical sensor 200 located in the inner space S1.
  • the upper end 330 of the housing structure 300 may have a light transmitting opening 331 formed therein.
  • the light which flows from the outside into the optical sensor package, flows into the optical sensor 200 located in the inner space S1 through the transmission port 331.
  • the light transmitting opening 331 is formed at a portion opposite to the light receiving surface 210 of the optical sensor 200. It is preferable that the transmission port 331 is formed to have a larger area than the light receiving surface 210 and the entire plane of the light receiving surface 210 is exposed through the transmission port 331.
  • the optical filter 400 is installed on the light receiving surface 331 of the housing structure 300 and is disposed on the light receiving surface 210 of the optical sensor 200.
  • the optical filter 400 selectively transmits light in a desired wavelength band according to the wavelength band Filter.
  • the optical filter 400 may be an infrared ray pass filter that selectively passes light in the infrared band.
  • the optical filter 400 Since the optical filter 400 is located at the transmission port 331 of the housing structure 300 which exposes the light receiving surface 210 as described above, the light passing through the optical filter 400 is transmitted through the optical sensor 200, Receiving surface 210 of the photodetector.
  • the optical filter 400 may be mounted on the transmission port 331 in various ways.
  • the optical filter 400 may be adhered to the upper end side of the housing structure 300, which is in contact with the light transmitting opening 331, using an adhesive or a molding agent.
  • the optical filter 300 may be located on the outer surface of the upper end of the housing structure 300.
  • a mounting groove 340 is formed in a part of the outer surface of the upper end portion of the housing structure 300 (that is, the upper surface of the upper end portion) where the edge portion of the optical filter 300 is positioned.
  • the edge of the optical filter 400 is located in the mounting groove 340 and is positioned on the upper end 300 of the housing structure 300.
  • the optical filter 400 located in the mounting groove 340 can be fixedly mounted in the mounting groove 340 with an adhesive or the like.
  • the mounting groove in which the optical filter 400 is located is located on the inner surface of the upper end of the housing structure 300 (i.e., on the opposite side of the upper end outer surface, And the optical filter 400 can be mounted on the mounting groove using an adhesive or the like.
  • the depth of the mounting groove 340 is determined by the thickness of the optical filter 400 May be the same or different.
  • the optical filter 400 is covered by the optical filter 400 and the optical sensor 200 is mounted on the base substrate 100, the housing structure 300, The light passing through the optical filter 400 is incident on the light receiving surface 21 of the optical sensor 200.
  • the optical filter 400 is disposed in the inner space S1,
  • the optical sensor 200 is located in the sealed inner space S1, the optical sensor 200 is protected from impurities such as dust.
  • the thickness of the optical sensor package can be reduced, so that the size of the optical sensor package can be reduced.
  • the optical filter 400 is not directly coupled to the housing structure 300 but is located above the light receiving surface 210 of the optical sensor 200 .
  • the transmission port 331 of the housing structure 300 is kept open, and the optical filter 400 is placed on the optical sensor 200 so as to completely cover the light receiving surface 210 of the optical sensor 200 Are directly coupled.
  • the mounting of the optical filter 400 is easier than in the case of Figs. 1 to 4, thereby reducing the manufacturing time of the optical sensor package.
  • the portion of the optical sensor 200 excluding the light receiving surface 210 is shielded by the housing structure 300 located on the optical filter 400, external light is prevented from entering the optical filter 400 in addition to the light passing through the optical filter 400. Thus, the noise-sensitive light is blocked and the operational reliability of the optical sensor 200 is improved.
  • the housing structure 300 includes the lower end 310, but the lower end 310 may be omitted along with the thickness of the housing structure 300 if necessary .
  • the lower end 310 of the housing structure 300 is omitted, the lower end of the side portion 320 of the housing structure 300 is connected to the pad 120 of the base substrate 100.
  • FIG. 6 An optical sensor package according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 is a diagrammatic representation of an optical sensor package according to another embodiment of the present invention.
  • the optical sensor package shown in Figs. 6 and 7 has the same structure as the optical sensor package shown in Figs. 1 to 5 except for the housing structures 300a and 300b.
  • 6 and 7 includes a base substrate 100, an optical sensor 200 located on the base substrate 100, housing structures 300a and 300b located on the base substrate 100, And an optical filter 400 positioned above the housing structures 300a and 300b or the optical sensor 200.
  • the housing structures 300a and 300b of the present embodiment are also positioned to surround the optical sensor 200 to form an internal space S1 which is an empty space inside the optical sensor 200 so that the optical sensor 200 is positioned in the internal space S1.
  • the housing structures 300a and 300b of the present example are made of different materials depending on their positions.
  • the housing structure 300a of this example has a side portion 320a that is in contact with the base substrate 100 and an upper end portion 330a that is connected to the side portion 320a.
  • the side surface portion 320a of the housing structure 300a extends from the base substrate 100 side toward the optical filter 400 by a predetermined height and the upper end portion 330a extends in parallel with the base substrate 100 toward the inner space S1 Length.
  • the side part 320a is made of metal, which is a conductive material
  • the upper part 330a is made of plastic, which is an insulating material.
  • the thickness of the side portion 320a may be thicker than the thickness of the upper portion 330a.
  • the thickness of the side portion 320a made of metal may be 0.05 mm to 0.2 mm
  • the thickness of the upper end 330a made of plastic may be 0.4 mm to 1.5 mm
  • the thickness of the overlapped portion between the side portion 320a and the upper portion 330a, which are the portions where the metal and the plastic meet, may be 0.6 mm to 2 mm.
  • the thickness of the side portion 320a is 0.05 mm or more, the strength of the side portion 320a is stably maintained, and the housing structure 300a is securely held at a predetermined position and stably supports the upper portion 330a located at the predetermined position. Further, when the thickness of the side portion 320a is 0.2 mm or less, the strength of the side portion 320a is stably maintained without increasing the volume or size due to an increase in the thickness of the side portion 320a.
  • the thickness of the upper end portion 330a is 0.4 mm or more, the strength of the upper end portion 330a is stably maintained to prevent damage due to a warping phenomenon or an external impact.
  • the thickness of the upper end portion 330a is 1.5 mm or more, The sagging phenomenon of the upper end portion 330a due to the increase in weight and the burden on the side portion 320a are prevented.
  • the thickness of the overlapped portion between the side portion 320a and the upper portion 330a is 0.6 mm, the bonding operation in the overlapping portion is facilitated.
  • the thickness is 2 mm or less, the thickness of the overlapping portion is prevented.
  • the metal is made of a material capable of plate material pressing such as SUS and phosphor bronze
  • the plastic is made of a resin such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PC (polycarbonate), LCP (liquid crystal polymer) ).
  • the housing structure 300b shown in FIG. 7 also includes a side portion 320b that is in contact with the base substrate 100 and an upper portion 330b that is connected to the side portion 320b.
  • the side portion 320b of the housing structure 300b extends from the base substrate 100 toward the optical filter 400 by a predetermined height and the upper portion 330b extends in parallel with the base substrate 100 in the inner space S1 ) By a predetermined length.
  • the side portion 320b is made of plastic, which is an insulating material
  • the upper portion 330b is made of a metal, which is a conductive material.
  • the side portion 320b has an inner At least one via hole (H1) filled with a conductive material is provided inside.
  • the via hole H1 completely penetrates the side portion 320b in the height direction and the conductive material filled in the via hole H1 is connected to the upper portion 330b and the pad 120 so that the upper portion 330b, And electrically and physically connects pad 120.
  • the upper portion 330b is connected to the ground pad 120 located on the base substrate 100 through the via hole H1 to be grounded.
  • the thickness of the side portion 320a may be thicker than the thickness of the upper portion 330a.
  • the thickness of the side portion 320b made of plastic may be 0.4 mm to 1.5 mm
  • the thickness of the upper end portion 330b made of metal may be 0.05 mm to 0.2 mm and the thickness of the overlapping portion of the side portion 320b and the upper end portion 330b which are portions where metal and plastic meet may be 0.6 mm to 2 mm .
  • the metal is made of a material capable of plate material pressing such as SUS and phosphor bronze
  • the plastic can be made of any resin that can be generally injected such as ABS, PC, LCP, and the like.
  • the thickness of the side portions 320a and 320b supporting the housing structures 300a and 300b is greater than the thickness of the upper portions 330a and 330b, the supporting force of the housing structures 300a and 300b increases, , 300b are increased.
  • the housing structures 300a and 300b made of different materials can be manufactured by a metal insert double injection method and the bending strength of each of the parts 320a, 320b, 330a, and 330b is also 0.5kgf or more, So that it can be stably positioned.
  • the housing structures 300a, 300b of FIGS. 6 and 7 do not have the lower end 310 shown in FIGS. 1-5, but are not limited thereto and may have a lower end as needed. In this case, the housing structures 300a and 300b are positioned in contact with the base substrate 100 through the lower ends in various manners.
  • the optical filter 400 can also be mounted on the housing structure 300a 300b or the optical sensor 200 in the form shown in one of Figs. 2 to 5 .
  • the purpose of applying metal in the metal-to-plastic injection bonding method is to reduce the thickness of the top portion.
  • base substrate 200 optical sensor

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Abstract

광학센서 패키지가 개시되며, 상기 광학센서 패키지는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서; 상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물; 및 상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터를 포함하고, 상기 하우징 구조물 전체가 금속으로 이루어져 있다.

Description

광학센서 패키지
본 발명은 광학센서 패키지(optical sensor package)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피감지체의 표면에서 반사된 빛을 감지하는 수광센서 패키지에 관한 것이다.
최근의 전자 장치는 슬림(slim)한 형태로 발전하고 있다. 슬림한 형태의 전자 장치는 외관이 유려할 뿐만 아니라 사용자의 그립감(grip feeling) 등도 향상되어 상품성이 향상된다는 장점이 있다. 그러면서도 최근의 전자 장치는 복합적인 기능을 구현하고 있다. 이를 위해 전자 장치의 내부에 수용되는 부품의 개수는 증가하는 추세이다.
감지 대상물인 피감지체에서 방출하거나 피감지체에서 반사되는 빛을 감지하는 광학센서는 최근의 전자 장치에서 널리 사용되는 부품이다. 상술한 전자 장치의 슬림화 추세에 맞춰 광학센서 패키지도 슬림화될 것이 요구되고 있다.
종래의 광학센서는 외부에서 조사되는 빛을 감지하여 전기신호로 변환하는 수광소자 및 이를 감싸도록 형성된 차광부재를 포함한다. 여기서, 차광부재는 광학센서의 수광면 부분만을 외부로 노출시키고 다른 부분은 차광되게 커버하여 측면 등에서 유입되는 광을 차단하는 기능을 한다. 주로 차광부재는 차광성이 있는 흑색 계열의 플라스틱 사출물 또는 금속 가공물이 사용되었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1457069호(2014년 10월 27일 등록)에는 이러한 차광부재가 포함된 광학센서 패키지가 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 차광부재를 포함하는 광학센서 패키지의 구조는 소형화될수록 더욱 차광부재의 더욱 정밀한 가공 및 조립이 필요하고, 이에 따라 가공비가 상승하고 불량률이 높아질 수 있다는 문제가 있다. 또한, 이러한 광학센서 패키지의 구조로는 소형화 및 슬림화에 한계가 있다는 문제가 있다.
선행기술문헌 대한민국 등록특허공보 제10-1457069호
본 발명이 해결하려는 과제는 전체적인 크기를 소형화 시키면서도 광학센서 패키지의 안전성을 향상시키기 위한 광학센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 외부에서 유입되는 노이즈 빛을 효과적으로 차단할 수 있는 광학센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 하우징 구조물의 지지력을 향상시켜 안정성이 향상된 광학센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 광학센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물, 및 상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터를 포함하고, 상기 하우징 구조물 전체가 금속으로 이루어져 있다.
본 발명의 다른 특징에 다른 광학센서 패키지는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서, 상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물, 및 상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터를 포함하고, 상기 하우징 구조물은 금속과 플라스틱으로 이루어져 있다.
상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 광학필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부, 및 상기 측면부에 끊김 없이 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부를 포함할 수 있고, 상기 측면부와 상기 상단부는 모두 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판과 평행하게 정해진 길이만큼 광학센서 패키지의 외측으로 연장되어 있고 상기 측면부에 끊김없이 연결되어 있는 하단부를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판은 상기 하단부 또는 상기 측면부에 연결되어 있는 접지 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 광학필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부, 및 상기 측면부에 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부를 포함하고, 상기 측면부는 금속으로 이루어져 있고 상기 상단부는 플라스틱으로 이루어져 있거나, 상기 측면부는 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부는 금속으로 이루어져 있을 수 있다.
상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함할 수 있고, 상기 측면부가 금속으로 이루어져 있고 상기 상단부가 플라스틱으로 이루어져 있는 경우, 상기 측면부는 상기 접지 패드와 연결될 수 있다.
상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함할 수 있고, 상기 측면부가 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부가 금속으로 이루어져 있는 경우, 상기 측면부는 상기 측면부의 높이 방향으로 관통하고 상기 접지 패드와 연결되어 있는 도전성 물질로 채워져 있는 비아홀을 포함할 수 있다.
상기 광학필터는 상기 투광구를 덮도록 상기 하우징 구조물에 결합될 수 있다.
상기 광학필터는 상기 광학센서의 수광면을 덮도록 상기 광학센서에 결합될 수 있다.
상기 광학필터는 적외선 통과 필터일 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 광학센서 패키지의 두께를 감소시키므로 광학센서 패키지의 소형화가 이루어진다.
또한, 하우징 구조물에 의해 광학센서가 에워싸여져 있으므로, 투광구를 통과하는 빛 이외에 다른 곳으로부터 유입되는 빛이 효율적으로 차단되므로, 광학센서의 신뢰성이 향상된다.
또한, 하우징 구조물의 적어도 일부가 금속으로 이루어져 있고, 측면부의 두께가 상단부의 두께보다 두꺼우므로, 하우징 구조물의 지지력이 강화되어 광학센서 패키지의 안정성이 향상된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학센서 패키지는 외부에서 유입되는 노이즈 빛을 효과적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지에서 광학필터의 장착 예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광학센서 패키지에서 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지에서 광학필터의 다른 장착 예를 각각 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학센서 패키지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학센서 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.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광학센서 패키지는 베이스 기판(100), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 광학센서(200), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 하우징 구조물(300) 및 광학센서(200) 위에 위치하는 광학필터(400)를 구비한다.
베이스 기판(100)은 본 예의 광학센서 패키지의 바닥면을 이루는 부분일 수 있다.
베이스 기판(100)의 상에는 광학센서(200), 하우징 구조물(300) 및 광학필터(400)가 위치할 수 있다.
베이스 기판(100)은 인쇄회로기판, 세라믹 기판 및 양극 산화층 중 적어도 하나를 가지는 금속 기판 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 베이스 기판(100)은 절연층, 도체 패턴 및 패드(pad) 등을 구비할 수 있다.
구체적으로, 베이스 기판(100)의 상면에는 적어도 하나의 패드(110)가 마련되어 광학센서(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 베이스 기판(100)의 하면 즉, 상면의 반대편에서 위치하여 상면과 마주보고 있는 면에는 적어도 하나의 패드(미도시)가 마련되어 본 예의 광학센서 패키지에 전기 신호를 전달하거나 전력을 공급할 수 있다.
이러한 베이스 기판(100)의 패드는 전자부품, 반도체소자, 각종 수동소자 또는 리드프레임 등과 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
베이스 기판(100)의 상면에는 실장 영역이 마련되어 있고, 이 실장 영역에는 광학센서(200)가 위치하게 된다. 베이스 기판(100)의 상면에 위치한 패드(110)는 실장 영역이나 실장 영역 주변에 위치하여 실장 영역에 위치하고 있는 광학센서(200)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다.
베이스 기판(100)에 위치하는 광학센서(200)는 수광면(210)을 포함하는 전자부품이다.
광학센서(200)의 수광면(210)은 외부에서 광학센서(200)로 조사되는 빛을 감지하고 감지된 빛에 따라 해당 상태의 전기신호로 생성하여 출력한다.
이러한 수광면(210)에는 복수의 수광소자가 집적되어 있을 수 있다. 수광면(210)은 이미지 센서(image sensor)의 액티브 영역(active area)에 해당할 수 있다. 광학센서(200)는 베이스 기판(100)과 결합되는 면을 하면으로 정의하면, 수광면(210)은 하면의 반대편에 위치하고 있는 광학센서(200)의 상면 중 적어도 일부에 수광면(210)이 형성된다. 이러한 경우 수광면(210)은 주로 자신의 상부에서 아래쪽으로 조사되는 빛을 감지하게 된다.
수광면(210)은 미리 정해진 파장대역에 가장 적합하게 동작하도록 정해져 있을 수 있다.
하지만 수광면(210)은 미리 정해진 파장대역의 빛만을 감지하는 것은 아닐 수 있다. 수광면(210)은 미리 정해진 파장대역 이외의 빛도 감지할 수 있고, 경우에 따라서 미리 정해진 파장대역 이외의 빛은 광학센서(200)가 노이즈로 인식할 수 있다. 따라서 수광면(210)은 광학필터(400)와 같은 필터에 의해 덮여 있을 수 있다.
광학센서(200)는 베이스 기판(100)과 다양한 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 광학센서(200)는 베이스 기판(100)과 와이어 본딩, BGA(ball grid array), LGA(land grid array), PID, DIP(dual in-line package) 등과 같은 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
첨부한 도 1을 참조하면, 광학센서(200)가 와이어(250)를 이용하여 베이스 기판(100)과 와이어 본딩 방식을 통해서 전기적으로 연결된 것이 도시되어 있다. 구체적으로, 광학센서(200)의 상면에는 와이어(250)의 일단이 결합되는 패드(220)가 형성된다. 따라서 와이어(250)의 양단은 각각 베이스 기판(100)에 위치한 패드(110)과 광학센서(200)에 위치한 패드(220)에 연결되어 베이스 기판(100)과 광학센서(200)를 전기적으로 결합시킨다.
하우징 구조물(300)은 베이스 기판(100)에 위치하여 광학센서(200)를 수용하는 내부 공간(S1)을 형성하여 내부 공간(S1) 내에 위치한 광학센서(200)를 외부 충격이나 불순물 등으로부터 보호한다.
본 예의 하우징 구조물(300) 전체는 금속(metal)로 이루어져 있고 이 경우, 금속 프레스(press) 공정을 통해 하우징 구조물(300)이 제지된다. 이 경우, 하우징 구조물(300)의 두께는 대략 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있고, 금속 재료는 SUS(stainless steel), 인청동 등과 같이 판재 프레스 공정이 가능한 금속물인 것이 좋다.
하우징 구조물(300)의 두께가 0.05㎜ 이상일 경우 하우징 구조물(300)은 강도가 안정적으로 유지되어 설치가 안정적으로 유지되고, 0.2㎜ 이하인 경우, 하우징 구조물(300)의 부피나 크기 증가없이 하우징 구조물(300)의 안전성이 확보된다.
이때, 금속으로 이루어진 하우징 구조물(300)의 두께는 위치에 무관하게 균일할 수 있다.
이러한 하우징 구조물(300)은, 도 1에 도시한 것처럼, 내부에 빈 공간인 내부 공간(S1)이 형성되도록 정해진 높이로 베이스 기판(100)에 위치한다.
따라서, 하우징 구조물(300)은 베이스 기판(100)과 접해 있는 하단부(310), 하단부(310)과 연결되어 있고 정해진 높이를 갖는 측면부(320), 그리고 측면부(320)와 연결되어 있는 상단부(330)를 구비한다.
이때, 이들 하단부(310), 측면부(320) 및 상단부(330)는 모두 동일한 휨 강도가 좋은 금속으로 이루어져 있다. 이때, 하단부(310), 측면부(320) 및 상단부(330) 각각의 휨 강도는 0.5kgh 이상일 수 있고, 이 경우, 하우징 구조물(300)은 안정적으로 정해진 위치에 위치하고 광학필터(400)를 지지할 수 있다.
이로 인해, 하우징 구조물(300)의 지지력이 증가하여 하우징 구조물(300)은 안정적으로 베이스 기판(100) 위에 위치하고, 광학센서(200)를 좀더 안정적으로 보호하게 된다.
하단부(310)는 베이스 기판(100)과 평행하게 광학센서 패키지의 외측(즉, 내부 공간(S1)의 반대 쪽)으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 형상을 갖고 있고, 와이어(250)를 통해 베이스 기판(100)과 연결되어 있는 광학센서(200)를 완전히 에워싸는 베이스 기판(100)의 위치에 위치한다.
이러한 하단부(310)는 땝납 등을 이용하는 솔더링법(soldering method) 등을 통해 베이스 기판(100)의 해당 패드와 전기적으로 연결되어 있다.
이때, 하단부(310)는 광학센서(200)뿐만 아니라 와이어(250)와 연결되어 있는 베이스 기판(100)의 패드(110)도 에워싸게 베이스 기판(100)에 위치한다.
따라서, 베이스 기판(100)은 하우징 구조물(300)의 하단부(310)와 연결되는 패드(120)를 추가로 구비하고 있고, 이때, 패드(120)는 접지단자와 연결되어 있는 접지 패드일 수 있다.
이처럼, 패드(120)를 통해 도전 물질인 금속으로 이루어진 하우징 구조물(300)을 접지와 연결시키므로, 정전기 등으로부터 광학센서 패키지를 보호한다.
하우징 구조물(300)의 측면부(320)는 하단부(310)와 끊김 없이 연결되어 있고 베이스 기판(100) 쪽에서 광학필터(400) 쪽으로 정해진 길이(즉, 높이)만큼 연장되어 있다.
따라서 측면부(320)의 높이에 따라 하단부(310)와 측면부(320)에 의해 에워싸여진 내부 공간(S1)의 높이가 정해진다.
이때, 측면부(320)의 높이는 하우징 구조물(300)의 상면이 광학센서(200)나 와이어(250) 등과 같이 내부 공간(S1) 내에 위치한 구성요소와 직접 접촉되지 않도록 내부 공간(S1)의 높이가 확보될 수 있는 크기이면 좋다.
하우징 구조물(300)의 상단부(330)는 측면부(320)와 끊김 없이 연결되어 있고, 베이스 기판(100)과 평행하게 내부 공간(S1) 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.
이러한 상단부(330)는 내부 공간(S1) 내에 위치한 광학센서(200)의 일부를 덮고 있다.
이러한 하우징 구조물(300)의 상단부(330)에는 개구인 투광구(331)가 형성될 수 있다.
따라서, 외부에서 광학센서 패키지로 유입되는 빛은 투광구(331)를 통해 내부 공간(S1) 내에 위치한 광학센서(200) 쪽으로 유입된다.
따라서, 투광구(331)는 광학센서(200)의 수광면(210)과 대향하는 부분에 형성되는 것이 좋다. 또한, 투광구(331)는 수광면(210)보다 큰 면적으로 형성되어 투광구(331)를 통해 수광면(210)의 평면 전체가 노출되는 것이 바람직하다.
광학필터(400)는 하우징 구조물(300)의 투광구(331)에 장착되어 광학센서(200)의 수광면(210) 위에 위치하고, 빛을 파장 대역에 따라 선택적으로 원하는 파장 대역의 빛을 통과시키는 필터이다. 본 예의 경우, 광학필터(400)는 적외선 대역의 빛을 선택적으로 통과시키는 적외선 통과 필터일 수 있다.
광학필터(400)는 이미 기술한 것처럼, 수광면(210)을 노출하고 있는 하우징 구조물(300)의 투광구(331)에 위치하므로, 광학필터(400)를 통과한 빛은 광학센서(200)의 수광면(210)에 조사된다.
이때, 광학필터(400)는 다양한 방식으로 투광구(331)에 장착될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시한 것처럼, 광학필터(400)는 접착제나 몰딩제 등을 이용하여 투광구(331)와 접해 있는 하우징 구조물(300)의 상단부 측면에 접착되어 장착될 수 있다.
다른 예로서, 도 2에 도시한 것처럼, 광학필터(300)는 하우징 구조물(300)의 상단부 외측면에 위치할 수 있다.
이를 위해, 하우징 구조물(300)의 상단부 외측면(즉, 상단부 상면) 일부에는 광학필터(300)의 가장자리부가 위치하는 장착홈(340)이 형성된다.
따라서, 광학필터(400)의 가장자리부는 장착홈(340)에 위치하여 하우징 구조물(300)의 상단부(300) 위에 위치하게 된다. 이 경우에도 장착홈(340)에 위치한 광학필터(400)는 접착제 등에 의해 장착홈(340)에 위치가 고정되게 장착될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 4에 도시한 것처럼, 광학필터(400)가 위치하는 장착홈은 하우징 구조물(300)의 상단부 내측면(즉, 상단부 외측면의 반대편에 위치하고 있고 광학센서(200)와 인접한 면인 상단부 하면)에 위치하여 접착제 등을 이용해 장착홈에 광학필터(400)를 장착할 수 있다.
이와 같이 하우징 구조물(300)의 상단부 외측면 또는 내측면에 형성된 장착홈(340)을 이용하여 광학필터(400)를 위치시키는 경우, 장착홈(340)의 깊이는 광학필터(400)의 두께와 같거나 다를 수 있다.
이와 같이, 광학필터(400)의 장착에 의해 개방 상태의 투광구(331)는 광학필터(400)에 의해 덮여 막히게 되어, 광학센서(200)는 베이스 기판(100), 하우징 구조물(300) 및 광학필터(400)에 의해 밀폐된 내부 공간(S1) 내에 위치하고, 광학필터(400)를 통과한 빛이 광학센서(200)의 수광면(21)으로 입사된다.
따라서, 광학필터(400)를 통과한 빛 이외에 다른 곳으로부터의 외부 광 유입이 방지되므로, 광학센서(200)로 유입되는 노이즈성 빛을 차단하고 광학센서(200)의 동작 신뢰성이 향상된다.
또한, 밀폐된 내부 공간(S1) 내에 광학센서(200)가 위치하므로, 먼지 등의 불순물로부터 광학센서(200)가 보호된다.
이에 더하여, 광학필터(400)를 하우징 구조물(300)이나 광학센서(200)에 장착하므로, 광학센서 패키지의 두께를 감소시키므로, 광학센서 패키지의 크기를 소형화할 수 있다.
하지만, 도 1 내지 도 4와는 달리, 도 5에 도시한 또 다른 예처럼, 광학필터(400)는 하우징 구조물(300)에 직접 결합되지 않고 광학센서(200)의 수광면(210) 위에 위치할 수 있다.
이 경우, 하우징 구조물(300)의 투광구(331)는 개방된 상태가 유지되게 되며, 광학필터(400)는 광학센서(200)의 수광면(210)을 완전히 덮도록 광학센서(200)에 직접 결합된다.
이러한 경우, 도 1 내지 도 4의 경우보다 광학필터(400)의 장착이 용이하여 광학센서 패키지의 제조 시간이 줄어든다.
또한 광학필터(400) 위에 위치한 하우징 구조물(300)에 의해 광학센서(200)의 수광면(210)를 제외한 부분이 차폐되므로, 광학필터(400)를 통과한 빛 이외에 외부 광 유입이 방지된다. 따라서, 노이즈성 빛이 차단되어 광학센서(200)의 동작 신뢰성이 향상된다.
이처럼, 도 1 내지 도 5에 도시한 광학센서 패키지에서, 하우징 구조물(300)은 하단부(310)를 구비하고 있지만, 필요에 따라서 하우징 구조물(300)의 두께 등을 따라 하단부(310)는 생략될 수 있다. 이와 같이, 하우징 구조물(300)의 하단부(310)가 생략될 경우, 하우징 구조물(300)의 측면부(320) 하단이 베이스 기판(100)의 패드(120)에 연결된다.
다음, 도 6 및 도 7를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학센서 패키지에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 5와 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면부호를 부여하였고 그에 대한 자세한 설명도 생략한다.
도 6 및 도 7에 도시한 광학센서 패키지는 하우징 구조물(300a, 300b)을 제외하면 도 1 내지 도 5에 도시한 광학센서 패키지와 같은 구조를 갖는다.
따라서, 도 6 및 도 7에 도시한 광학센서 패키지는 베이스 기판(100), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 광학센서(200), 베이스 기판(100) 위에 위치하는 하우징 구조물(300a, 300b) 및 하우징 구조물(300a, 300b)나 광학센서(200) 위에 위치하는 광학필터(400)를 구비한다.
본 예의 하우징 구조물(300a, 300b) 역시 광학센서(200)를 에워싸게 위치하여 내부에 빈 공간인 내부 공간(S1)을 형성해 내부 공간(S1)에 광학센서(200)가 위치하도록 한다.
하지만, 도 1 내지 도 5의 광학센서 패키지와 달리, 본 예의 하우징 구조물(300a, 300b)은 위치에 따라 서로 다른 물질로 이루어져 있다.
예를 들어, 도 6에 도시한 것처럼, 본 예의 하우징 구조물(300a)은 베이스 기판(100)과 접해 있는 측면부(320a) 그리고 측면부(320a)에 연결되어 있는 상단부(330a)를 구비한다.
하우징 구조물(300a)의 측면부(320a)는 베이스 기판(100) 쪽에서 광학필터(400) 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있고, 상단부(330a)는 베이스 기판(100)과 평행하게 내부 공간(S1) 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.
이때, 측면부(320a)는 도전 물질인 금속으로 이루어져 있고 상단부(330a)는 절연 물질인 플라스틱(plastic) 등으로 이루어져 있다.
또한, 측면부(320a)의 두께는 상단부(330a)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
한 예로, 금속으로 이루어져 있는 측면부(320a)의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있고, 플라스틱으로 이루어져 있는 상단부(330a)의 두께는 0.4㎜ 내지 1.5㎜일 수 있다. 또한, 금속과 플라스틱이 만나는 부분인 측면부(320a)와 상단부(330a)의 중첩 부분의 두께는 0.6㎜ 내지 2㎜일 수 있다.
측면부(320a)의 두께가 0.05㎜ 이상일 때, 측면부(320a)의 강도가 안정적으로 유지되어 하우징 구조물(300a)이 정해진 위치에 안전하게 유지되면서 그 위치에 위치한 상단부(330a)를 안정적으로 지지하게 된다. 또한, 측면부(320a)의 두께가 0.2㎜ 이하일 때, 측면부(320a)의 두께 증가로 인한 부피나 크기 증가없이 측면부(320a)의 강도가 안정적으로 유지된다.
상단부(330a)의 두께가 0.4㎜ 이상이면 상단부(330a)의 강도가 안정적으로 유지되어 휨 현상이나 외부 충격으로 인한 손상을 방지하고, 상단부(330a)의 두께가 1.5㎜ 이상이면 상단부(330a)의 무게 증가로 인한 상단부(330a)의 처짐 현상과 측면부(320a)의 부담을 방지하게 된다.
측면부(320a)와 상단부(330a)의 중첩 부분의 두께가 0.6㎜일 때 중첩 부분에서의 접착 동작이 용이하게 이루어지며, 2㎜이하일 경우, 중첩 부분의 두께 증가를 방지하게 된다.
본 예에서, 금속은 SUS, 인청동 등의 판재 프레스가 가능한 물질로 이루어져 있고, 플라스틱은 ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PC(polycarbonate), LCP(liquid crystal polymer) 등과 같이 일반 사출이 가능한 모든 레진(resin)으로 이루어질 수 있다.
또한, 도 7에 도시한 하우징 구조물(300b) 역시 베이스 기판(100)과 접해 있는 측면부(320b) 그리고 측면부(320b)에 연결되어 있는 상단부(330b)를 구비한다.
이 경우에도 하우징 구조물(300b)의 측면부(320b)는 베이스 기판(100) 쪽에서 광학필터(400) 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있고, 상단부(330b)는 베이스 기판(100)과 평행하게 내부 공간(S1) 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있다.
하지만, 도 7의 경우, 도 6과는 달리 측면부(320b)는 절연 물질인 플라스틱 등으로 이루어져 있고 상단부(330b)는 도전 물질인 금속으로 이루어져 있다.
도 7에 도시한 것처럼, 금속으로 이루어진 하우징 구조물(300b)의 상단부(330b)를 베이스 기판(100)에 위치한 패드(120)(즉, 접지 패드)에 연결하기 위해, 측면부(320b)는 내부가 도전성 물질로 채워져 있는 적어도 하나의 비아홀(H1)을 내부에 구비한다.
이때, 비아홀(H1)은 측면부(320b)를 높이 방향으로 완전히 관통하며, 비아홀(H1) 내부에 끊김 없이 채워져 있는 도전성 물질은 상단부(330b)와 패드(120)에 연결되어 있어 상단부(330b)와 패드(120)를 전기적 및 물리적으로 연결한다.
이로 인해, 상단부(330b)는 비아홀(H1)을 통해 베이스 기판(100)에 위치한 접지 패드(120)와 연결되어 접지가 이루어진다.
도 7의 경우에도, 측면부(320a)의 두께는 상단부(330a)의 두께 보다 두꺼울 수 있고, 이미 기술한 같은 이유로, 플라스틱으로 이루어져 있는 측면부(320b)의 두께는 0.4㎜ 내지 1.5㎜일 수 있고, 금속으로 이루어져 있는 상단부(330b)의 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜일 수 있으며, 금속과 플라스틱이 만나는 부분인 측면부(320b)와 상단부(330b)의 중첩 부분의 두께는 0.6㎜ 내지 2㎜일 수 있다. 또한, 금속은 SUS, 인청동 등의 판재 프레스가 가능한 물질로 이루어져 있고, 플라스틱은 ABS, PC, LCP 등과 같이 일반 사출이 가능한 모든 레진(resin)으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하우징 구조물(300a, 300b)을 지탱하는 측면부(320a, 320b)의 두께가 상단부(330a. 330b)의 두께보다 두꺼우므로, 하우징 구조물(300a, 300b)의 지지력이 증가하여 하우징 구조물(300a, 300b)의 안정성이 증가한다.
서로 다른 물질로 이루어진 하우징 구조물(300a, 300b)는 메탈 인서트 이중 사출 방식으로 제조될 수 있고, 각 부분(320a, 320b, 330a, 330b)의 휨 강도 역시 0.5kgf 이상으로 하우징 구조물(300a, 300b)이 안정적으로 위치할 수 있도록 한다.
도 6 및 도 7의 하우징 구조물(300a, 300b)는 도 1 내지 도 5에 도시된 하단부(310)를 구비하고 있지 않지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 하단부를 구비할 수 있다. 이 경우, 하우징 구조물(300a, 300b)은 다양한 방식으로 하단부를 통해 베이스 기판(100)과 접하게 위치한다.
도 6 및 도 7에 도시한 광학센서 패키지의 경우에도, 광학필터(400)는 도 2 내지 도 5 중 하나에 도시한 형태로 하우징 구조물(300a 300b)이나 광학센서(200)에 장착될 수 있다.
본 예와 같이 금속과 플라스틱 사출 결합 방식에서 금속을 적용하는 목적은 상단부의 두께를 줄이기 위한 것이다.
이상, 본 발명의 광학센서 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 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 베이스 기판 200: 광학센서
210: 수광면 300, 300a, 300b: 하우징 구조물
310: 하단부 320, 320a, 320b: 측면부
330, 330a, 330b: 상단부 331: 투광구
400: 광학필터

Claims (11)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서;
    상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물; 및
    상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터
    를 포함하고,
    상기 하우징 구조물 전체가 금속으로 이루어져 있는
    광학센서 패키지.
  2. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 위치하고, 상면에 수광면을 구비한 광학센서;
    상기 베이스 기판에 위치하고 내부 공간에 상기 광학센서를 수용하며, 상기 수광면과 대향하는 부분에 투광구를 구비하고 있는 하우징 구조물; 및
    상기 광학센서의 수광면의 위에 위치하는 광학필터
    를 포함하고,
    상기 하우징 구조물은 금속과 플라스틱으로 이루어져 있는
    광학센서 패키지.
  3. 제1항에서,
    상기 하우징 구조물은,
    상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 광학필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부; 및
    상기 측면부에 끊김 없이 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부
    를 포함하고,
    상기 측면부와 상기 상단부는 모두 동일한 금속으로 이루어져 있는
    광학센서 패키지.
  4. 제3항에서,
    상기 하우징 구조물은 상기 베이스 기판과 평행하게 정해진 길이만큼 광학센서 패키지의 외측으로 연장되어 있고 상기 측면부에 끊김없이 연결되어 있는 하단부를 더 포함하는 광학센서 패키지.
  5. 제4항에서,
    상기 베이스 기판은 상기 하단부 또는 상기 측면부에 연결되어 있는 접지 패드를 더 포함하는 광학센서 패키지.
  6. 제2항에서,
    상기 하우징 구조물은,
    상기 베이스 기판 위에 위치하고 상기 베이스 기판 쪽에서 상기 광학필터 쪽으로 정해진 높이만큼 연장되어 있는 측면부; 및
    상기 측면부에 연결되어 있고 상기 베이스 기판과 평행하게 상기 내부 공간 쪽으로 정해진 길이만큼 연장되어 있는 상단부
    를 포함하고,
    상기 측면부는 금속으로 이루어져 있고 상기 상단부는 플라스틱으로 이루어져 있거나,
    상기 측면부는 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부는 금속으로 이루어져 있는
    광학센서 패키지.
  7. 제6항에서,
    상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함하고,
    상기 측면부가 금속으로 이루어져 있고 상기 상단부가 플라스틱으로 이루어져 있는 경우, 상기 측면부는 상기 접지 패드와 연결되어 있는
    광학센서 패키지.
  8. 제6항에서,
    상기 베이스 기판은 접지 패드를 더 포함하고,
    상기 측면부가 플라스틱으로 이루어져 있고 상기 상단부가 금속으로 이루어져 있는 경우, 상기 측면부는 상기 측면부의 높이 방향으로 관통하고 상기 접지 패드와 연결되어 있는 도전성 물질로 채워져 있는 비아홀을 포함하는
    광학센서 패키지.
  9. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 광학필터는 상기 투광구를 덮도록 상기 하우징 구조물에 결합되어 있는 광학센서 패키지.
  10. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 광학필터는 상기 광학센서의 수광면을 덮도록 상기 광학센서에 결합되어 있는 광학센서 패키지.
  11. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 광학필터는 적외선 통과 필터인 광학센서 패키지.
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