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Title:
THIN SENSOR DEVICE PROTECTED BY RESIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/047503
Kind Code:
A2
Abstract:
The present invention relates to a thin sensor device protected by resin and more specifically to a thin sensor device protected by resin, wherein the head part is protected by both a silic

Inventors:
LEE, Chung-Kook (# Garam Apt, Samcheon-dong Seo-gu, Daejeon 302-222, 302-222, KR)
Application Number:
KR2009/006006
Publication Date:
April 29, 2010
Filing Date:
October 19, 2009
Export Citation:
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Assignee:
LATTRON CO. LTD. (#1688-24, Sinil-dong Daedeok-gu, Daejeon 306-120, 306-120, KR)
주식회사 래트론 (대전광역시 대덕구 신일동 1688-24, 306-120 Daejeon, 306-120, KR)
International Classes:
H01L23/28; H01L23/28
Attorney, Agent or Firm:
KANG, Kyung Chan et al. (K2B International Patent And Law Office, #303 Soohyup Bldg 917 Dunsan-dong, Seo-gu, Daejeon 302-828, 302-828, KR)
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Claims:
센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸고 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸는 실리콘층과,

상기 실리콘층을 감싸 센서 소자 및 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 절연필름부는,

상기 에폭시층으로 보호되는 부분과 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 전체를 보호하기 위한 필름(또는 코팅)층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 헤드부의 두께(높이)는,

헤드부의 폭(넓이)보다 얇은 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 헤드부의 두께는,

0.8mm ~ 1.8mm인 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 절연필름부의 두께가,

헤드부의 두께보다 얇고, 절연필름부의 두께보다 절연필름부의 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 절연필름부의 두께는,

0.10mm ~ 0.3mm이며, 리드프레임의 폭은 0.15 ~ 1.0mm인 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 절연필름부의 리드프레임폭이,

절연필름부의 두께보다 넓은 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 필름층은,

절연필름을 이용하여 제조하거나, 프레임에 절연물질을 전기적 연결부위를 제외한 리드프레임부분, 또는 전기적 연결부위를 제외한 전체 표면에 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박형 수지보호 센서 소자.

Description:
박형 수지보호 센서 소자

본 발명은 박형 수지보호 센서 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리콘층과 에폭시층으로 헤드부를 이중보호하여 내충격성 및 압축강도를 높일 뿐만 아니라, 필름형 센서소자만큼 제조가 용이하여 자동화가 가능하고, 헤드부 두께가 에폭시형 센서소자보다 얇게 형성할 수 있게 되어 기계적 강도가 안정적인 박형 수지보호 센서 소자에 관한 것이다.

일반적인 필름형 센서소자는 도 1에 도시한 바와 같이, 센서 소자(100)와 리드프레임(200)을 절연 필름(500)으로 보호하여 센서 기능을 구현하는 방식이다.

상기 필름형 센서소자의 장점은 헤드부의 두께가 0.8mm이내로 얇게 형성할 수 있어서 박형 공간에 사용할 수 있으나, 얇은 리드 프레임에 센서 소자를 납땜하므로 형태가 일정하지 못하는 제조상에 한계(예를 들어, 센소 소자가 돌출되거나, 리드 프레임이 돌출되거나, 센서소자가 기울여지는 문제점이 발생하게 됨.)를 가질 수 밖에 없으며, 센서소자가 충분히 보호되지 못해 특히 불안정한 구조로 형성된 센서소자는 내충격성, 압축강도 등 외부충격에 극히 취약할 수 밖에 없었다.

한편, 에폭시형 센서소자는 도 2에 도시한 바와 같이, 센서소자(100)를 에나멜(600)로 절연코팅된 리드와이어(700)로 연결한 후에, 센서소자 및 주변부위만 에폭시 수지(층,400)로 보호하는 방식이다.

이는 0.3mm 이내의 리드와이어로 형성된 에폭시형 센서소자로 광범위하게 사용되고 있다.

상기 에폭시형 방식은 리드와이어 직경을 가늘게 할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 센서소자의 상하에 리드와이어를 납땜하므로 와이어 직경이 헤드부의 크기를 결정하게 되므로, 헤드부를 작게 하기가 어렵고, 헤드부를 얇게 하려 할수록 리드와이어도 극히 얇은 것을 사용하게 되어, 기계적 강도가 취약하므로 취급방법도 어려워져 결국 양산성이 떨어지는 제조 한계를 가질 수 밖에 없으며, 리드와이어가 가늘어서 외부의 기계적 충격에 피복선이 벗겨지거나, 끊어지는 문제점을 가질 수 밖에 없었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 실리콘층과 에폭시층으로 헤드부를 이중보호하여 내충격성 및 압축강도를 높일 뿐만 아니라, 필름형 센서소자만큼 제조가 용이하여 자동화가 가능하고, 헤드부 두께가 에폭시형 센서소자보다 얇게 형성할 수 있게 되어 기계적 강도가 안정적이어서, 취급이 용이한 박형 수지보호 센서 소자를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자는,

*센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸는 실리콘층과,

상기 실리콘층을 감싸 센서 소자 및 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 박형 수지보호 센서 소자는,

실리콘층과 에폭시층의 이중보호로 내충격성과 압축강도를 크게 높일 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 필름형 센서소자만큼 제조가 용이하여 자동화가 가능하고, 헤드 두께가 에폭시형보다 얇은 효과를 제공하여 박형에 용이하게 적용할 수 있게 된다.

또한, 납땜형태에 기계적 강도가 영향을 적게 받아 기계적 강도가 안정적인 효과를 제공하게 된다.

또한, 리드프레임을 형성하고 있으며, 리드프레임의 두께는 센서소자보다 충분히 얇고 리드프레임의 폭이 넓어 기계적으로 안정적인 효과 및 리드프레임을 형성함에 따른 일정한 피치를 제공할 수 있어 작업이 용이한 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래의 필름형 센서소자를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 2는 종래의 에폭시형 센서소자를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 4는 종래의 필름형 센서소자의 압축강도 성능을 나타낸 도면이다.

도 5는 종래의 에폭시형 센서소자의 압축강도 성능을 나타낸 도면이다.

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자의 압축강도 성능을 나타낸 도면이다.

도 7는 필름형 센서소자, 에폭시형 센서소자, 박형 수지보호 센서 소자의 내충격성 성능을 비교한 도면이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자는,

센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸고 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자는,

센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸는 실리콘층과,

상기 실리콘층을 감싸 센서 소자 및 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 절연필름부는,

상기 에폭시층으로 보호되는 부분과 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 전체를 보호하기 위한 필름(또는 코팅)층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 헤드부의 두께(높이)는,

헤드부의 폭(넓이)보다 얇은 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 헤드부의 두께는,

0.8mm ~ 1.8mm인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 절연필름부의 두께가,

헤드부의 두께보다 얇고, 절연필름부의 두께보다 절연필름부의 폭이 넓은 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 절연필름부의 두께는,

0.10mm ~ 0.3mm이며, 리드프레임의 폭은 0.15 ~ 1.0mm인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 절연필름부의 리드프레임폭이,

절연필름부의 두께보다 넓은 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 필름층은,

절연필름을 이용하여 제조하거나, 프레임에 절연물질을 전기적 연결부위를 제외한 리드프레임부분, 또는 전기적 연결부위를 제외한 전체 표면에 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

*이하, 본 발명에 의한 박형 수지보호 센서 소자의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명인 박형 수지보호 센서 소자는,

센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자(100)의 좌우측에 부착되는 리드프레임(200)과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸고 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층(400)을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자는,

센서 소자에 있어서,

상기 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임(200)과,

상기 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸는 실리콘층(300)과,

상기 실리콘층을 감싸 센서 소자 및 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층 역할을 하는 에폭시층(400)을 포함하여 구성되는 헤드부와;

상기 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성되는 절연필름부(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연층을 형성시키는 절연필름부는 에폭시층으로 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 보호할 수도 있지만, 상기 에폭시층으로 보호되는 부분과 보호되지 않는 리드프레임 부위를 절연시켜 전체를 보호하기 위한 필름층을 포함하여 구성될 수도 있다.

즉, 본 발명의 센서 소자의 헤드부는 종래의 에폭시형 센서 소자와 유사하나 두께에 있어서 에폭시형 센서 소자의 헤드부 두께는 1.8mm ~ 3.0mm이지만 본 발명의 센소 소자의 헤드부 두께는 0.8mm ~ 1.8mm로 훨씬 얇아지는 장점을 가지게 된다.

또한, 상기 헤드부의 두께(높이)는 헤드부의 폭(넓이)보다 얇아, 정면에서 절단한 단면도로 보면 도면에서는 타원형의 형상을 가지게 된다.

따라서, 헤드부 두께가 얇아지는 종래의 필름형 센서 소자의 장점인 박형 공간에 사용할 수 있게 된다.

상기 헤드부는 도면에서 제시한 형상에 국한되지 아니하며, 예를 들어 헤드부는 사출법으로 성형하면 타원형 이외에 원형, 사각형, 센서소자가 위치한 가운데가 약간 파인 형태 등 임의로 바꿀 수 있다.

상기 리드프레임(200)은 센서 소자(100)의 좌우측에 부착되고, 실리콘층(300)을 센서 소자를 감싸며, 센서 소자의 좌우측에 부착되는 리드프레임 부위를 감싸도록 형성하며, 상기 에폭시층(400)을 상기 실리콘층을 감싸도록 형성하여 센서 소자 및 리드프레임의 형상을 유지시키는 보호층을 형성하게 된다.

또한, 상기 리드프레임 부분의 절연층(필름층)은 절연필름을 이용하여 제조하거나, 프레임에 절연물질을 전기적 연결부위를 제외한 리드프레임부분, 또는 전기적 연결부위를 제외한 전체 표면에 코팅하여 형성하게 된다.

즉, 에폭시층과 실리콘층의 이중층을 센서 소자에 형성시켜 에폭시층에 의해 충격에 강한 특성을 가지며, 실리콘층에 의해 충격을 완화시키는 특성을 가지게 되는 것이다.

다시 말하자면, 상기 에폭시층과 실리콘층의 이중 보호로 인하여 내충격성과 압축 강도를 높일 수 있으며, 필름형 센서소자의 장점인 제조상의 용이성을 제공할 수 있게 되어 이에 따른 자동화가 가능하며, 헤드부의 두께가 에폭시형 센서소자보다 얇은 장점을 가질 수 있게 되어 이에 따른 박형 공간에 사용이 가능하며, 납땜 형태에 기계적 강도 영향을 적게 받아 기계적 강도가 안정적이며, 리드와이어가 아닌 리드프레임을 사용하여 두께는 충분히 센서 소자보다 충분히 얇고 리드프레임의 폭이 두께보다 넓어 기계적으로 안정하며, 리드프레임이므로 피치가 일정하여 이에 따른 작업이 용이한 효과를 제공하게 된다.

한편, 상기 절연필름부의 두께가 헤드부의 두께보다 얇고, 절연필름부의 두께보다 절연필름부의 폭이 넓어 이에 따른 기계적 안정성을 제공하게 된다.

이를 위하여 바람직하게는 절연필름부의 두께는 0.10mm ~ 0.3mm이며, 리드프레임의 폭은 0.15 ~ 1.0mm로 형성하여야 한다.

즉, 상기 절연필름부의 리드프레임 폭이 절연필름부의 두께보다 넓도록 형성하여야 기계적으로 안정하게 된다.

*도 4는 종래의 필름형 센서소자의 압축강도 성능을 나타낸 도면이다.

도 5는 종래의 에폭시형 센서소자의 압축강도 성능을 나타낸 도면이다.

도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자의 압축강도 성능을 나타낸 도면이다.

도 4는 종래의 필름형 센서소자의 압축강도 성능을 나타낸 것으로서, 압축강도는 최소 4kgf이며, 도 5는 종래의 에폭시형 센서소자의 압축강도 성능을 나타낸 것으로서, 압축 강도는 약 8kgf로 일정하며, 도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 박형 수지보호 센서 소자의 압축강도 성능을 나타낸 것으로서, 압축 강도는 최소 12kgf로 필름형 센서소자 혹은 에폭시형 센서소자보다 압축강도가 높은 것을 알 수 있었다.

도 7는 필름형 센서소자, 에폭시형 센서소자, 박형 수지보호 센서 소자의 내충격성 성능을 비교한 도면이다.

도 7도 도시한 바와 같이, 필름형 센서소자의 경우에는 실리콘으로 센서 소자를 감싸고 있음에도 불구하고 내충격성이 현저히 떨어지는 제품들이 불규칙하게 나타나는 문제점을 가지고 있음을 실험을 통해 알 수 있었다.

한편, 수지형(에폭시형) 센서소자의 경우에는 에폭시의 특성상 충격에 상당히 강한 것을 실험을 통해 알 수 있었으나, 상기 수지형 센서소자의 경우에는 이를 위하여 헤드부의 두께를 두껍게 처리해야 하는 문제점에 의하여 박형 공간에 사용하기에는 어려우며, 박형 공간에 사용하기 위해서는 헤드부를 얇게 형성하고 극히 얇은 리드와이어를 사용해야 하므로 양산성이 현저히 떨어지는 문제점을 야기시킬 수 밖에 없었다.

그러나, 본 발명인 박형 수지보호 센서 소자는 필름형과 수지형의 중간에서 수지형에 가까운 내충격성을 나타내고 있음을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

즉, 본 발명인 박형 수지보호 센서 소자는 수지형의 장점인 내충격성과 필름형의 헤드부 두께를 얇게 형성하는 장점을 동시에 제공할 수 있게 된다.

또한, 휘어진 면에서 리드프레임이 표면에 최대한 밀착되면 원통형 등 복잡한 피구조물을 밀착시킬 수 있으며, 센서 소자는 측정공간이 2mm 이하로 얇은 곳에 충분히 위치시킬 수 있게 되어 사용상 용이성을 제공하게 되는 것이다.

*일반적으로 헤드부분의 형태를 구성하는 것은 센서 소자의 두께, 리드의 위치가 상하에 있는지 아니면 좌우에 있는지 그리고 에폭시를 두께가 얇고 폭은 넓게 형성할 수 있는지에 따라 결정된다.

*보통 에폭시형 센서소자의 경우는 리드선이 상하에 있어서, 센서소자가 두께가 얇고 폭이 넓어도 이 리드선 때문에 두께가 두꺼워진다.

한편, 센서소자가 두께보다 폭 방향이 넓고, 리드프레임도 넓은 폭 방향으로 형성된 소자를 액체 에폭시를 사용하여 보호층을 형성하면, 에폭시 자체의 표면장력에 의해 에폭시표면이 모든 방향으로 장력이 영향을 미쳐서, 구형으로 만들어지면서 경화하여, 결국 폭과 두께가 같아진다.

그러나 센서소자가 두께보다 폭 방향이 넓고, 리드프레임도 넓은 폭 방향으로 형성된 소자를 분체에폭시를 사용하여 에폭시층을 형성하면, 분체에폭시는 기 형성된 형태를 따라서 일정한 두께로 코팅이 되므로, 결과적으로 에폭시층의 두께는 같아져서, 두께방향은 얇고, 폭방향은 넓어지게 된다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명인 박형 수지보호 센서 소자는,

실리콘층과 에폭시층의 이중보호로 내충격성과 압축강도를 크게 높일 수 있는 효과를 제공하게 되어 센서소자 분야에 널리 유용하게 활용될 것이다.