KR100935311B1 - Wafer level camera module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 레벨 카메라 모듈에 관한 것으로, 상면에 이미지센서가 실장되며, 하면에는 외부연결수단이 구비되는 웨이퍼 상에 상기 이미지센서가 밀봉되도록 투명부재가 장착되는 웨이퍼 레벨 패키지; 상기 웨이퍼 레벨 패키지 상에 도포되며, 외부조건에 따라 방향성을 가지는 물질을 포함하는 접착층; 및 상기 접착층에 의해 상기 웨이퍼 레벨 패키지 상에 접착 고정되는 웨이퍼 렌즈;를 포함하는 웨이퍼 레벨 카메라 모듈을 제공한다.The present invention relates to a wafer level camera module, the image sensor is mounted on the upper surface, the lower surface of the wafer level package is mounted on the transparent member so that the image sensor is sealed on the wafer having an external connection means; An adhesive layer coated on the wafer level package, the adhesive layer comprising a material having an orientation according to external conditions; And a wafer lens adhesively fixed onto the wafer level package by the adhesive layer.

웨이퍼 레벨 패키지, WLCM, 웨이퍼 렌즈 Wafer Level Package, WLCM, Wafer Lens

Description

웨이퍼 레벨 카메라 모듈{Wafer level camera module}Wafer level camera module

본 발명은 웨이퍼 레벨 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 웨이퍼 레벨 패키지와 웨이퍼 렌즈 사이에 외부조건에 따라 방향성을 가지는 물질을 포함하는 접착층이 형성된 웨이퍼 레벨 카메라 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer level camera module, and more particularly, to a wafer level camera module in which an adhesive layer is formed between a wafer level package and a wafer lens.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능뿐만 아니라 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버젼스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버젼스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈이 가장 대표적이라 할 수 있다.Nowadays, portable terminals such as mobile phones and PDAs are being used as a multi-convergence with music, movies, TV, and games as well as simple telephone functions with the recent development of the technology. The module is the most representative.

상기 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.The camera module is small and has been applied to various IT devices such as a mobile phone and a toy camera such as a camera phone, a PDA, a smart phone, etc. In recent years, a small camera module is installed in accordance with various tastes of consumers. The release of devices is gradually increasing.

이와 같은 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며, 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.Such a camera module is manufactured by using an image sensor such as a CCD or a CMOS as a main component, and collects an image of an object through the image sensor and stores the data in a memory in the device, and the stored data is stored in the LCD or PC in the device. The image is displayed through a display medium such as a monitor.

상기 카메라 모듈용 이미지센서의 패키징 방식은 플립칩(Flip chip) 방식의 COF(Chip On Film), 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board)이 널리 이용되고 있다. As the packaging method of the image sensor for the camera module, a flip chip type chip on film (COF) and a wire bonding type chip on board (COB) are widely used.

상기 COF 와 COB은 렌즈를 베럴과 결합시킨 뒤, 이를 하우징과의 나사결합을 통해 렌즈와 이미지센서 간의 거리를 조정하여 포커싱을 맞추는 방식이다.The COF and COB combine a lens with a barrel and adjust the distance between the lens and the image sensor by screwing the lens to the housing to adjust focusing.

그러나 현재 카메라 모듈은 기술의 발전을 거듭하여 상기와 같이 나사결합을 통해 체결하던 방식에서 탈피하여, 렌즈와 이미지센서 사이의 거리를 일정하게 이격시켜 조립한 뒤, 별도의 포커싱 거리 조정이 필요없는 칩 스케일 패키지방식의 CSP(Chip Scale Package)로 변화하고 있다.However, the current camera module has continued to develop the technology and break away from the method of fastening by screwing as described above, assembled with a constant distance between the lens and the image sensor, and then do not need a separate focusing distance adjustment chip It is changing to a CSP (Chip Scale Package) of a scale package method.

이와 함께 칩을 절단하지 않은 웨이퍼 상태에서 모든 조립 과정을 마치는 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer level package) 방식이 차세대 CSP 기술로 각광받고 있다.In addition, the wafer level package method, which completes all assembly processes without cutting a chip, is in the spotlight as the next generation CSP technology.

상기 웨이퍼 레벨 패키지는 글라스 웨이퍼 폴리머를 성형하고 이를 적층한 후 다이싱하여 웨이퍼 렌즈를 만들고, 이렇게 만들어진 웨이퍼 렌즈는 별도의 포커싱 거리 조정이 필요없는 CSP 방식으로 이미지센서 위에 바로 접착 적층시켜 조립 공정을 마친 후 이를 절단해 곧바로 완제품을 만드는 방식이다.The wafer level package is formed by laminating glass wafer polymer, laminating it, and then dicing to make a wafer lens. The wafer lens is then bonded and laminated directly onto the image sensor in a CSP method that does not require separate focusing distance adjustment. After cutting it, the finished product is immediately made.

따라서, 상기 웨이퍼 레벨 패키지 기술은 현재 선보이고 있는 CSP 기술보다 전체적인 패키지 크기 및 비용면에서 이점을 가진다.Thus, the wafer level package technology has advantages in overall package size and cost over current CSP technology.

그러나 렌즈와 이미지센서의 높이 조절이 쉽지 않아 포커싱이 맞지 않는 경우가 많았다.However, the focusing is not correct because the height of the lens and the image sensor is not easy to adjust.

또한, 조립시 포커싱이 맞는지의 여부 확인이 쉽지 않아서 불량이 발생할 확률이 높아 렌즈와 이미지센서 조립시 매우 높은 정확도가 요구되었다.In addition, it is not easy to check whether focusing is correct when assembling, so a high probability of defects is required. Therefore, a very high accuracy is required when assembling a lens and an image sensor.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼 레벨 패키지와 웨이퍼 렌즈 사이에 외부조건에 따라 방향성을 가짐으로써 높이에 변화를 주는 접착층이 형성되어, 상기 웨이퍼 레벨 패키지와 웨이퍼 렌즈 사이의 높이 차이로 인한 포커싱 오차를 보상해주는 웨이퍼 레벨 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above disadvantages and problems, the adhesive layer for changing the height by having a direction in accordance with the external conditions between the wafer level package and the wafer lens is formed, the wafer level package and the wafer It is an object of the present invention to provide a wafer level camera module that compensates for focusing errors due to height differences between lenses.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 레벨 패키지는 상면에 이미지센서가 실장되며, 하면에는 외부연결수단이 구비되는 웨이퍼 상에 상기 이미지센서가 밀봉되도록 투명부재가 장착되는 웨이퍼 레벨 패키지; 상기 웨이퍼 레벨 패키지 상에 도포되며, 외부조건에 따라 방향성을 가지는 물질을 포함하는 접착층; 및 상기 접착층에 의해 상기 웨이퍼 레벨 패키지 상에 접착 고정되는 웨이퍼 렌즈;를 포함하여 이루어진다.Wafer level package according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a wafer level is mounted on the upper surface, the lower surface is equipped with a transparent member so that the image sensor is sealed on the wafer having an external connection means package; An adhesive layer coated on the wafer level package, the adhesive layer comprising a material having an orientation according to external conditions; And a wafer lens adhesively fixed onto the wafer level package by the adhesive layer.

또한, 상기 외부연결수단은 솔더볼, 범프 또는 패드 중 어느 하나로 형성될 수 있다.In addition, the external connection means may be formed of any one of a solder ball, bump or pad.

또한, 상기 투명부재는 글래스로 구성되며, 일면에 IR 코팅면이 형성될 수 있다.In addition, the transparent member is composed of glass, IR coating surface may be formed on one surface.

또한, 상기 외부조건은 전압, 자기력 또는 빛 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In addition, the external condition may be made of any one of voltage, magnetic force or light.

또한, 상기 외부조건에 따라 방향성을 가지는 물질은 액정, 자석입자 또는 광배향 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In addition, the material having an orientation according to the external conditions may be made of any one of liquid crystal, magnetic particles or photo-alignment material.

또한, 상기 웨이퍼 레벨 패키지와 상기 웨이퍼 렌즈의 측면을 감싸는 광학케이스를 더 구비할 수 있다.The apparatus may further include an optical case surrounding the side surface of the wafer level package and the wafer lens.

이상에서, 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈은 웨이퍼 레벨 패키지와 웨이퍼 렌즈 사이에 외부조건에 따라 방향성을 가짐으로써 높이에 변화를 주는 접착층이 형성되어, 상기 웨이퍼 레벨 패키지와 웨이퍼 렌즈 사이의 높이 오차로 인해 발생하는 포커싱 오차를 보상해주는 효과가 있다.As described above, in the wafer level camera module according to the present invention, an adhesive layer is formed between the wafer level package and the wafer lens to have a change in height by having directionality according to external conditions. It compensates for the focusing error caused by the height error.

따라서, 포커싱이 맞지 않는 상태로 카메라 모듈이 조립되는 것을 방지하여 생산성이 높은 카메라 모듈을 제작할 수 있는 효과가 있다.Therefore, it is possible to prevent the camera module from being assembled in a state in which focusing is not performed, thereby producing a highly productive camera module.

본 발명에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.Details regarding the operational effects including the technical configuration of the wafer level camera module according to the present invention will be clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings in which preferred embodiments of the present invention are shown.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모 듈에 대하여 상세히 설명한다.A wafer level camera module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈에 대한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a wafer level camera module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈(100)은 크게 이미지센서(112)가 실장된 웨이퍼(110) 상에 구비되는 투명부재(116)로 이루어진 웨이퍼 레벨 패키지(120), 상기 웨이퍼 레벨 패키지(120) 상부에 도포되는 접착층(130) 및 상기 접착층(130) 상부에 접착 고정되는 웨이퍼 렌즈(140)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, a wafer level camera module 100 according to an embodiment of the present invention is a wafer level package including a transparent member 116 provided on a wafer 110 on which an image sensor 112 is mounted. 120, an adhesive layer 130 applied on the wafer level package 120, and a wafer lens 140 adhesively fixed on the adhesive layer 130.

상기 웨이퍼(110) 상면에는 이미지센서(112)가 실장되고, 하면에는 외부연결수단(114)을 전기적으로 연결하기 위한 비아 및 배선패턴(도면 미도시) 등이 형성되어 있다.An image sensor 112 is mounted on an upper surface of the wafer 110, and vias and wiring patterns (not illustrated) are formed on the lower surface of the wafer 110 to electrically connect the external connection means 114.

이때, 상기 외부연결수단(114)은 솔더볼, 범프 또는 패드 중 어느 하나로 형성될수 있다.In this case, the external connection means 114 may be formed of any one of a solder ball, bump or pad.

그리고 상기 투명부재(116)는 상기 웨이퍼(110) 상에 장착되어, 상기 이미지센서(112)를 밀봉하여 보호하도록 글라스 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the transparent member 116 may be mounted on the wafer 110 to form a glass to seal and protect the image sensor 112.

또한, 상기 투명부재(116) 일면에는 적외선 차단부재(도면 미도시)를 구비하여, 상기 투명부재(116)를 통해 상기 이미지센서(112)로 유입되는 광 중에 포함된 과도한 적외선을 차단할 수 있다.In addition, an infrared blocking member (not shown) may be provided on one surface of the transparent member 116 to block excessive infrared rays included in the light flowing into the image sensor 112 through the transparent member 116.

상기 적외선 차단부재는 상기 투명부재(116)의 일면에 적외선 차단물질이 코팅되어 형성된 적외선 차단 코팅층 일 수 있고, 상기 투명부재(116)의 일면에 설치 되는 IR 필터 또는 IR 필름형태로 구성될 수 있다.The infrared blocking member may be an infrared blocking coating layer formed by coating an infrared blocking material on one surface of the transparent member 116, and may be configured in the form of an IR filter or an IR film installed on one surface of the transparent member 116. .

이와 같이 웨이퍼 레벨 패키지(120)가 구비되고, 상기 웨이퍼 레벨 패키지 (120) 상면에 도포된 접착층(130)이 도포된다.As such, the wafer level package 120 is provided, and the adhesive layer 130 applied to the upper surface of the wafer level package 120 is coated.

다음으로, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈의 외부 조건에 따라 방향성을 가지는 접착층의 변화상태에 대한 단면도이다.Next, FIGS. 2 to 3 are cross-sectional views of a changed state of an adhesive layer having directivity according to external conditions of a wafer level camera module according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 접착층(130)은 외부 조건에 따라 방향성을 가지는 물질(132)로 이루어져, 이후 상기 접착층(130) 상면에 접착될 웨이퍼 렌즈(140)의 수광부(140a)를 통해 외부조건을 주게 되면 상기 방향성을 가지는 물질(132)의 방향성이 바뀌면서 상기 웨이퍼 레벨 패키지(120)와 상기 웨이퍼 렌즈(140) 사이의 높이를 변화시킨다.2 to 3, the adhesive layer 130 is made of a material 132 having a directionality according to external conditions, and then the light receiving unit 140a of the wafer lens 140 to be adhered to the upper surface of the adhesive layer 130. When the external conditions are applied to each other, the orientation of the directional material 132 is changed to change the height between the wafer level package 120 and the wafer lens 140.

다음, 상기 외부조건을 일정하게 유지한 상태에서 상기 접착층(130)을 경화시켜 높이를 고정시킴으로써, 상기 웨이퍼 레벨 패키지(120)와 웨이퍼 렌즈(140) 사이의 높이 오차로 인해 발생하는 포커싱 오차를 보상한다.Next, by fixing the height by curing the adhesive layer 130 in a state in which the external conditions are kept constant, the focusing error caused by the height error between the wafer level package 120 and the wafer lens 140 is compensated for. do.

따라서, 포커싱이 맞지 않는 상태로 카메라 모듈(100)이 조립되는 것을 방지하여 생산성이 높은 웨이퍼 레벨 카메라 모듈(100)을 제작할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the camera module 100 from being assembled in a state in which focusing is not performed, thereby manufacturing a wafer-level camera module 100 having high productivity.

이때, 상기 외부조건은 전압, 자기력 또는 빛 등이 될 수 있으며, 상기 외부조건으로 상기와 같은 예를 들었으나, 상기 접착층(130)의 방향성을 가지는 물질(132)의 방향 변화를 위해 시행되는 모든 외부변화는 모두 외부조건에 해당 될 수 있다. At this time, the external condition may be a voltage, magnetic force or light, and the like as described above as the external condition, but all carried out to change the direction of the material 132 having the directivity of the adhesive layer 130 All external changes may correspond to external conditions.

그리고 상기 외부조건은 신호의 입력과 정지만으로 제어될 수 있고, 외부조 건의 변화 세기 등을 제어하여 방향성을 가지는 물질(132)의 정량적인 변화를 유도할 수 있다.In addition, the external condition may be controlled only by input and stop of a signal, and may induce a quantitative change of the directional material 132 by controlling a change intensity of an external condition and the like.

또한, 상기 외부조건에 따라 방향성을 가지는 물질(132)은 액정, 자석입자, 또는 광배향 물질 등이 될 수 있으며, 상기 방향성을 가지는 물질(132)의 경우도 상기와 같은 예를 들었으나, 상기 외부조건의 변화로 인해 물질의 방향성이 바뀌는 모든 물질은 모두 방향성을 가지는 물질(132)에 해당 될 수 있다.In addition, the directional material 132 according to the external condition may be a liquid crystal, a magnetic particle, or a photo-alignment material, and the like, and the case of the directional material 132 as described above, but the All materials whose orientation changes due to changes in external conditions may correspond to the materials 132 having orientation.

그리고 상기 웨이퍼 렌즈(140)는 웨이퍼 레벨 상태로 레플리카 공법을 통해 사출 성형되어 어레이 형태로 제작된 것일 수 있으며, 이런 웨이퍼 렌즈(140)의 입사구를 제외한 전면에는 외부광의 입사를 차단하는 불랙 계열의 코팅막이 형성되어 있을 수 있다. In addition, the wafer lens 140 may be manufactured in the form of an array by injection molding through a replica method in a wafer level state, and a block-based block that blocks incidence of external light on the front surface of the wafer lens 140 except for the entrance hole. The coating film may be formed.

상기 웨이퍼 레벨 패키지(120)와 상기 웨이퍼 렌즈(140)가 상기 접착층(130)에 의해 접착 고정된 후, 상기 웨이퍼 렌즈(140)의 수광부(140a)만을 오픈시키는 개구부를 구비한 광학케이스(150)를 덮어씌우면 카메라 모듈이 제작된다.After the wafer level package 120 and the wafer lens 140 are adhesively fixed by the adhesive layer 130, the optical case 150 having an opening opening only the light receiving unit 140a of the wafer lens 140 is opened. Overwrite the camera module.

이때, 광학 케이스(150)는 외부에서 침투할 수 있는 잡광을 차단하고, 상기 웨이퍼 레벨 패키지(120)와 상기 웨이퍼 렌즈(140)의 결합구조를 더욱 공고히 시키는 역할을 한다.At this time, the optical case 150 serves to block the light that can penetrate from the outside, and to further solidify the coupling structure of the wafer level package 120 and the wafer lens 140.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능 할 것이나, 이러한 치한, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and various substitutions, modifications, and changes within the scope without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. This may be possible, but such molesters, modifications, etc. should be regarded as belonging to the following claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈에 대한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a wafer level camera module according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 카메라 모듈의 외부 조건에 따라 방향성을 가지는 접착층의 변화상태에 대한 단면도이다.2 to 3 are cross-sectional views of the changed state of the adhesive layer having a direction in accordance with the external conditions of the wafer level camera module according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 카메라 모듈 110 : 웨이퍼 100: camera module 110: wafer

112 : 이미지센서 114 : 외부연결수단112: image sensor 114: external connection means

116 : 투명부재 120 : 웨이퍼 레벨 패키지116 transparent member 120 wafer level package

130 : 접착층 132 : 방향성을 가지는 물질130: adhesive layer 132: a material having a direction

140 : 웨이퍼 렌즈 140a: 수광부140: wafer lens 140a: light receiving portion

150 : 광학케이스150: optical case

Claims (6)

상면에 이미지센서가 실장되며, 하면에는 외부연결수단이 구비되는 웨이퍼 상에 상기 이미지센서가 밀봉되도록 투명부재가 장착되는 웨이퍼 레벨 패키지;A wafer level package having an image sensor mounted on an upper surface thereof and a transparent member mounted on a lower surface thereof so as to seal the image sensor on a wafer having an external connection means; 상기 웨이퍼 레벨 패키지 상에 도포되며, 빛의 조사 방향에 따라 방향성을 가지는 광배향물질을 포함하고, 상기 방향성을 변화시킨 후에 경화되는 접착층; 및An adhesive layer applied on the wafer level package and including a photo-alignment material having a directionality depending on the irradiation direction of light, and cured after changing the directionality; And 상기 접착층에 의해 상기 웨이퍼 레벨 패키지 상에 접착 고정되는 웨이퍼 렌즈;A wafer lens adhesively fixed onto the wafer level package by the adhesive layer; 를 포함하는 웨이퍼 레벨 카메라 모듈.Wafer level camera module comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부연결수단은 솔더볼, 범프 또는 패드 중 어느 하나로 형성되는 웨이퍼 레벨 카메라 모듈.The external connection means is a wafer level camera module formed of any one of a solder ball, bump or pad. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명부재는 글래스로 구성되며, 일면에 IR 코팅면이 형성되는 웨이퍼 레벨 카메라 모듈.The transparent member is made of glass, the wafer level camera module is formed with an IR coating surface on one surface. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼 레벨 패키지와 상기 웨이퍼 렌즈의 측면을 감싸는 광학케이스를 더 구비하는 웨이퍼 레벨 카메라 모듈.A wafer level camera module further comprises an optical case surrounding the side of the wafer level package and the wafer lens.
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