KR20080079086A - Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same - Google Patents

Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same Download PDF

Info

Publication number
KR20080079086A
KR20080079086A KR1020070019148A KR20070019148A KR20080079086A KR 20080079086 A KR20080079086 A KR 20080079086A KR 1020070019148 A KR1020070019148 A KR 1020070019148A KR 20070019148 A KR20070019148 A KR 20070019148A KR 20080079086 A KR20080079086 A KR 20080079086A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image sensing
image sensor
sensor module
sensing device
image
Prior art date
Application number
KR1020070019148A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
고석구
Original Assignee
삼성테크윈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성테크윈 주식회사 filed Critical 삼성테크윈 주식회사
Priority to KR1020070019148A priority Critical patent/KR20080079086A/en
Publication of KR20080079086A publication Critical patent/KR20080079086A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

An image sensor module, a camera module having the same, and a method of manufacturing the image sensor module are provided to reduce an overall height of the camera module by joining IR(InfraRed) filters with each other using an insulation tape. An image sensor module includes an image sensing element(111), a via-hole(113), a conductive member(114), and a bump ball(115). The image sensing element includes an imaging region and a bonding pad. The imaging region converts an input beam energy into an electrical signal. The bonding pad serves as a gate toward an external circuit. The via-hole penetrates the image sensing element from an upper surface to a lower surface. The conductive member is filled in the via-hole. The bump ball is formed on one side of the via-hole, where the conductive member is filled, to generate an electrical coupling between the image sensing element and the external circuit.

Description

이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법{Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same}An image sensor module and a camera module having the same and a method of manufacturing the same {Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same}

도 1 및 도 2 각각은 종래의 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views showing a conventional camera module.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of a camera module according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 카메라 모듈의 일부분을 구성하는 이미지 센서 모듈의 구조를 나타내는 사시도이다. 4 is a perspective view illustrating a structure of an image sensor module constituting a part of the camera module of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an image sensor module and a camera module having the same, according to an exemplary embodiment.

도 6a 내지 도 6g는 도 5의 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈의 제조 방법을 수행하는 각 단계를 도시한 도면들이다.6A to 6G are diagrams illustrating each step of performing a method of manufacturing the image sensor module and the camera module having the same shown in FIG. 5.

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

100: 카메라 모듈 110: 이미지 센서 모듈100: camera module 110: image sensor module

111: 이미지 센싱 소자 112: 본딩 패드111: image sensing element 112: bonding pad

113: 비아홀 114: 도전성 부재113: via hole 114: conductive member

115: 범프볼 116: 절연 테이프115: bump ball 116: insulating tape

120: 광학계120: optical system

본 발명은 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 웨이퍼 레벨 패키지를 적용하여 이미지 센서 모듈을 제조함으로써 제조 공정이 간단하고 크기가 최소화되는 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an image sensor module, a camera module having the same, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an image sensor module that manufactures an image sensor module by applying a wafer level package and has a simple manufacturing process and minimizes the size thereof. One camera module and a method of manufacturing the same.

카메라 모듈은 동영상 및 사진 촬영을 하고 이를 전송할 수 있는 장치로서, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, PDA, 모니터 삽입용 카메라, 범퍼 장착용 자동차 후면 감시 카메라, 도어/인터폰용 카메라 등에 사용된다. The camera module is a device capable of capturing and transmitting video and pictures, and is used in mobile phones, notebook computers, PDAs, cameras for inserting monitors, rear view cameras for bumper mounting, and cameras for door / interphones.

일반적으로 카메라 모듈은 촬상소자 및 기판으로 이루어진 이미지 센서 모듈과 렌즈로 이루어진 광학계로 이루어진다. 촬상소자와 기판과의 인터커넥션 형태(interconnection type)로는 와이어 본딩 형태(wire bonding type)와 플립 칩 형태(flip chip type)가 많이 사용되고 있다. In general, the camera module is composed of an image sensor module consisting of an image pickup device and a substrate and an optical system consisting of a lens. As an interconnection type between the image pickup device and the substrate, a wire bonding type and a flip chip type are used.

도 1 및 도 2에는 종래의 카메라 모듈의 구성을 보여주는 단면도가 도시되어 있다. 여기서, 도 1은 와이어 본딩 형태로 이미지 센싱 소자와 회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도이고, 도 2는 플립 칩 본딩 형태로 이미지 센싱 소자와 회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도이다. 1 and 2 are cross-sectional views showing the configuration of a conventional camera module. 1 is a cross-sectional view showing the interconnection between the image sensing device and the circuit board in the form of wire bonding, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the interconnection between the image sensing device and the circuit board in the form of flip chip bonding. It is a cross section.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 카메라 모듈(10, 20)은 이미지 센서 모듈(11, 21) 및 광학계(15, 25)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the camera modules 10 and 20 include image sensor modules 11 and 21 and optical systems 15 and 25.

이미지 센서 모듈(11, 21)은 회로기판(12, 22)과, 이미지 센싱 소자(13, 23)를 구비한다. The image sensor modules 11 and 21 include circuit boards 12 and 22 and image sensing elements 13 and 23.

회로기판(12, 22)의 적어도 일측면에 회로 패턴이 형성되고, 회로 패턴이 형성된 일측면이 이미지 센싱 소자(13, 23)와 전기적으로 연결된다.A circuit pattern is formed on at least one side of the circuit boards 12 and 22, and one side on which the circuit pattern is formed is electrically connected to the image sensing elements 13 and 23.

이미지 센싱 소자(13, 23)와 회로기판(12, 22) 사이의 결합은 도 1에 도시된 것과 같이 골드 와이어(14)를 사용하여 전기적으로 연결되는 와이어 본딩에 의해 이루어질 수도 있고, 도 2에 도시된 것과 같이 범프(24)를 형성하여 이루어지는 플립 칩 본딩으로 결합될 수도 있다. The coupling between the image sensing elements 13 and 23 and the circuit boards 12 and 22 may be made by wire bonding electrically connected using the gold wire 14 as shown in FIG. As shown, it may be coupled by flip chip bonding formed by forming bumps 24.

광학계(15, 25)는 렌즈 하우징(16, 26)과, 보호 커버(17, 27)와, 적외선 차단 및 반사 방지를 위한 IR 필터(19, 29)와, 렌즈(18, 28)를 구비한다. The optical system 15, 25 includes lens housings 16, 26, protective covers 17, 27, IR filters 19, 29 for infrared blocking and antireflection, and lenses 18, 28. .

보호 커버(17, 27)는 촬영하고자 하는 영상이 통과되는 렌즈 하우징(16, 26)의 외부를 향하는 외측 단부에 설치된다. 또한 이미지 센싱 소자(13, 23) 위의 렌즈 하우징(16, 26)의 내측 단부에 IR 필터(19, 29)가 장착된다. 렌즈 하우징(16, 26)의 내부에는 영상 촬영을 위한 렌즈(18, 28)가 장착되고, 그 내면에는 초점 조절을 위하여 렌즈의 이송을 위한 나사산이 형성된다.The protective covers 17 and 27 are installed at the outer ends facing the outside of the lens housings 16 and 26 through which the image to be photographed passes. In addition, IR filters 19 and 29 are mounted on inner ends of the lens housings 16 and 26 on the image sensing elements 13 and 23. Lenses 18 and 28 for image capturing are mounted in the lens housings 16 and 26, and screw threads for conveying the lens are formed on the inner surface thereof for focus adjustment.

그런데 이러한 종래의 카메라 모듈(10, 20)에서는 이미지 센서 모듈(11, 21)은 칩 스케일 패키지로 제조되었다. 그러나 이와 같은 칩 스케일 패키지의 경우 그 소형화에 한계가 있으므로, 카메라 모듈의 소형화가 도모되는 최근의 경향에 적합 하지 않다는 문제점이 존재하였다. However, in the conventional camera modules 10 and 20, the image sensor modules 11 and 21 are manufactured in a chip scale package. However, such a chip-scale package has a limitation in its miniaturization, and therefore, there has been a problem that it is not suitable for the recent trend of miniaturization of the camera module.

또한, 칩 스케일 패키지의 제조에 추가로 투입되는 제조 설비 및 소요되는 원부자재가 많고, 제조 단가가 높아 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 존재하였다. In addition, there are a lot of manufacturing equipment and raw materials required to be added to the manufacture of the chip scale package, there is a problem that the price competitiveness is low due to the high manufacturing cost.

또한, 와이어 본딩 또는 플립 칩 본딩 과정에서 소요되는 시간으로 인하여 제조 시간이 길어지고, 제품 생산량이 감소하는 문제점이 존재하였다. In addition, the manufacturing time is long due to the time required for the wire bonding or flip chip bonding process, there was a problem that the product yield is reduced.

본 발명은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화 경향에 맞춰 카메라 모듈의 두께 및 크기를 감소시킬 수 있는 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an image sensor module that can reduce the thickness and size of the camera module according to the trend of miniaturization and thinning of the device on which the camera module is mounted, a camera module having the same, and a manufacturing method thereof.

본 발명은 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상 영역과, 외부 회로와의 게이트(gate) 역할을 수행하는 본딩 패드를 구비하는 이미지 센싱 소자; 상기 이미지 센싱 소자의 상부면부터 하부면까지 관통하여 형성되는 비아홀; 상기 비아홀에 충진되는 도전성 부재; 및 외부와의 전기적 접속을 위하여 상기 도전성 부재가 충진된 상기 비아홀의 일 측에 형성되는 범프볼이 포함되는 이미지 센서 모듈을 개시한다. The present invention provides an image sensing device including an imaging area for converting incident light energy into an electrical signal and a bonding pad serving as a gate of an external circuit; A via hole penetrating from an upper surface to a lower surface of the image sensing device; A conductive member filled in the via hole; And a bump ball formed at one side of the via hole filled with the conductive member for electrical connection with the outside.

본 발명에 있어서, 상기 이미지 센싱 소자의 상측에 IR 필터가 배치될 수 있다. In the present invention, an IR filter may be disposed above the image sensing device.

본 발명에 있어서, 상기 이미지 센싱 소자와 상기 IR 필터는 절연 테이프에 의하여 결합될 수 있다. In the present invention, the image sensing element and the IR filter may be coupled by an insulating tape.

본 발명에 있어서, 상기 도전성 부재는 구리, 금 및 텅스텐으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. In the present invention, the conductive member may include any one selected from the group consisting of copper, gold and tungsten.

본 발명에 있어서, 상기 범프볼은 전도성 물질을 포함하여 형성될 수 있다. In the present invention, the bump ball may be formed including a conductive material.

본 발명에 있어서, 상기 범프볼은 플립 칩 본딩에 의하여 외부와의 전기적 접속을 형성할 수 있다. In the present invention, the bump ball may form an electrical connection with the outside by flip chip bonding.

다른 측면에 관한 본 발명은 상기와 같은 구조를 가진 이미지 센서 모듈; 및 상기 이미지 센서 모듈의 상측에서 상기 이미지 센싱 소자와 결합하고, 외부의 영상을 받아들여 상기 촬상 영역에 결상하는 광학계;를 포함하는 카메라 모듈을 개시한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an image sensor module having the above structure; And an optical system coupled to the image sensing device at an upper side of the image sensor module and receiving an external image to form an image in the imaging area.

본 발명에 있어서, 상기 광학계는 전면의 빛이 상기 촬상 영역을 향해 입사하도록 전면을 향해 개구되는 개구부를 가지고, 상기 이미지 센서 모듈의 전면에 배치되는 보호 커버와, 상기 개구부에 배치되는 렌즈 하우징과, 상기 렌즈 하우징 내에 설치되는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. In the present invention, the optical system has an opening opening toward the front surface so that the light of the front surface is incident toward the imaging area, a protective cover disposed on the front surface of the image sensor module, a lens housing disposed in the opening, It may include at least one lens installed in the lens housing.

본 발명에 있어서, 상기 이미지 센싱 소자의 상부면과, 상기 광학계의 하부면에는 상호 대응되는 형상의 결합부가 형성될 수 있다. In the present invention, a coupling portion having a shape corresponding to each other may be formed on an upper surface of the image sensing device and a lower surface of the optical system.

본 발명에 있어서, 상기 결합부 중 일측에는 돌기가 형성되고, 타측에는 홀이 형성될 수 있다. In the present invention, a protrusion is formed on one side of the coupling portion, a hole may be formed on the other side.

또 다른 측면에 관한 본 발명은 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상 영역을 구비하는 이미지 센싱 소자를 준비하는 단계; 상기 이미지 센싱 소자 상에 형성되는 본딩 패드로부터 상기 이미지 센싱 소자의 배면까지 관통하는 비아홀을 형성하는 단계; 상기 비아홀에 도전성 부재가 충진되는 단계; 및 상기 도전성 부재가 충진된 상기 비아홀의 일 측에 범프볼이 형성되는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 개시한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preparing an image sensing device including an image sensing area for converting incident light energy into an electrical signal; Forming a via hole penetrating from a bonding pad formed on the image sensing device to a rear surface of the image sensing device; Filling the via hole with a conductive member; And forming a bump ball on one side of the via hole filled with the conductive member.

본 발명에 있어서, 상기 이미지 센서 모듈의 제조 방법은 상기 이미지 센싱 소자의 일 측에 IR 필터가 배치되는 단계를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the manufacturing method of the image sensor module may further include the step of disposing an IR filter on one side of the image sensing element.

본 발명에 있어서, 상기 이미지 센싱 소자의 일 측에 IR 필터가 배치되는 단계는, 상기 이미지 센싱 소자의 상측에 절연 테이프가 부착되는 단계와, 상기 절연 테이프의 상측에 IR 필터가 결합되는 단계를 포함할 수 있다 .In the present invention, the step of disposing the IR filter on one side of the image sensing element, the step of attaching an insulating tape on the upper side of the image sensing element, and the step of combining the IR filter on the upper side of the insulating tape. can do .

본 발명에 있어서, 상기 비아홀을 형성하는 단계는, 레이저 드릴을 이용하는 단계 및 플라즈마 에칭 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다. In the present invention, the forming of the via hole may include at least one of using a laser drill and plasma etching.

본 발명의 일 실시예에 관한 이미지 센싱 모듈(110) 및 이를 구비하는 카메라 모듈(100)은 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package; WLP)로 형성되는 것을 일 특징으로 한다. The image sensing module 110 and the camera module 100 including the same according to an embodiment of the present invention may be formed as a wafer level package (WLP).

상세히, 최근 전자산업의 추세는 경량화, 소형화, 고속화, 다기능화, 고성능화, 및 높은 신뢰성을 갖는 제품을 저렴하게 제조하는 것이다. 이와 같은 제품 설계의 목표 달성을 가능하게 하는 중요한 기술 중의 하나가 바로 패키지 조립 기술이다. 웨이퍼 조립 공정을 거쳐 집적회로가 형성된 반도체 칩은 패키지 조립 기술에 의해 패키지 형태를 갖게 됨으로써 외부환경으로부터의 보호와 용이한 실장 및 동작 신뢰성의 확보를 실현할 수 있게 된다. In detail, the recent trend of the electronics industry is to manufacture products having light weight, miniaturization, high speed, multifunction, high performance, and high reliability at low cost. One of the key technologies that enables these product design goals is package assembly technology. The semiconductor chip in which the integrated circuit is formed through the wafer assembly process has a package shape by package assembly technology, thereby realizing protection from external environments, easy mounting and operation reliability.

패키지 조립 기술에 따라 최근까지 다양한 형태의 패키지 형태가 소개되고 있으나 그 중에서도 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package)가 주목을 받고 있다. 칩 스케일 패키지는 패키지 크기가 칩 수준 정도인 패키지로서, 보통 칩 크기의 1.2배 이내의 패키지 크기를 갖는 패키지를 말한다. 이와 같은 칩 스케일 패키지는 전형적인 플라스틱 패키지에 비하여 많은 장점들을 가지며, 특히 패키지 크기가 작다는 장점이 있다. 이와 같은 장점 때문에 칩 스케일 패키지는 디지털 캠코더, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, 메모리 카드 등과 같이 소형화, 이동성이 요구되는 제품들에 주로 사용되며, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로 컨트롤러(micro controller) 등과 같은 반도체 소자들이 칩 스케일 패키지 안에 실장된다. 또한, DRAM(dynamic random access memory), 플래쉬 메모리(flash memory) 등과 같은 메모리 소자를 실장한 칩 스케일 패키지의 사용도 점점 확산 일로에 있다. 현재는 전 세계적으로 약 50개 이상의 각종 칩 스케일 패키지들이 개발되거나 생산되고 있는 실정이다. According to the package assembly technology, various types of package types have been introduced until recently, but among them, chip scale packages have attracted attention. A chip scale package is a package whose package size is about the chip level, and usually refers to a package having a package size of 1.2 times the chip size. Such a chip scale package has many advantages over a typical plastic package, in particular, a small package size. Because of these advantages, chip-scale packages are commonly used in products that require miniaturization and mobility, such as digital camcorders, mobile phones, notebook computers, memory cards, and so on. These include digital signal processors (DSPs), application specific integrated circuits (ASICs) and microcontrollers. Semiconductor devices such as microcontrollers are mounted in chip-scale packages. In addition, the use of chip-scale packages in which memory devices such as dynamic random access memory (DRAM), flash memory, and the like are mounted is increasingly spreading. Currently, more than 50 different chip scale packages are being developed or produced worldwide.

그러나, 칩 스케일 패키지가 크기 면에서 절대적인 이점을 가지는 반면, 아직까지는 기존의 플라스틱 패키지에 비하여 여러 가지 단점들을 안고 있는 것도 사실이다. 그 중의 하나는 신뢰성의 확보가 어렵다는 점이며, 다른 하나는 칩 스케일 패키지의 제조에 추가로 투입되는 제조 설비 및 소요되는 원부자재가 많고 제조 단가가 높아 가격 경쟁력이 떨어진다는 점이다. However, while chip-scale packages have absolute advantages in size, they still have several drawbacks over conventional plastic packages. One of them is that it is difficult to secure reliability, and the other is that there is a lot of manufacturing equipment and raw materials required for the manufacture of chip scale packages, and the manufacturing cost is low and the price competitiveness is low.

이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 웨이퍼 레벨(wafer level) 칩 스케일 패키지(이하 "웨이퍼 레벨 패키지"라 한다)가 대두되고 있다. 웨이퍼 레벨 패키지는 개별 반도체 칩으로 분리된 상태에서 조립이 진행되지 않고 웨이퍼 조립 공정으로 제조된 반도체 웨이퍼 상태에서 재배선 작업과 볼 형태의 외부 접속 단자의 형성 및 개별 반도체 칩 분리 작업을 거쳐 제조되는 패키지 형태이다. 웨이퍼 레벨 패키지는 패키지의 열적, 전기적 특성 및 패키지 소형화에 따르는 이점과 웨이퍼 레벨 테스트 적용에 따른 비용 감소와 파급 효과가 매우 크다는 이점을 갖는다. 더욱이, 패키지를 제조하는 데 사용되는 제조 설비나 제조 공정에 기존 웨이퍼 조립 설비와 공정들을 이용할 수 있고 패키지를 제조하기 위하여 추가로 소요되는 원부자재를 최소화할 수 있다. Wafer level chip scale packages (hereinafter referred to as "wafer level packages") have emerged as a way to solve this problem. The wafer level package is manufactured by rewiring, forming external connection terminals in the form of balls, and separating individual semiconductor chips in the state of semiconductor wafers manufactured by the wafer assembly process without the assembly being performed in the state of being separated into individual semiconductor chips. Form. Wafer-level packages have the advantages of thermal and electrical characteristics of the package, miniaturization of the package, and significant cost reduction and ripple effects from wafer-level test applications. Moreover, existing wafer assembly equipment and processes can be used in the manufacturing equipment or manufacturing process used to manufacture the package, minimizing additional raw materials needed to manufacture the package.

따라서, 본 발명은 카메라 모듈(100) 등에 적용되는 이미지 센싱 모듈(110)의 제작에 있어서 이와 같은 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package; WLP) 기술을 적용하여, 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화를 도모하는 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. Accordingly, the present invention applies such a wafer level package (WLP) technology in the fabrication of the image sensing module 110 applied to the camera module 100 and the like, thereby miniaturizing the device to which the camera module is mounted and It is characterized by providing an image sensor module, a camera module having the same, and a method of manufacturing the same.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라 모듈의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 카메라 모듈의 일부분을 구성하는 이미지 센서 모듈의 구조를 나타내는 사시도이다. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a camera module according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing the structure of an image sensor module constituting a part of the camera module of FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라 모듈(100)은 이미지 센서 모듈(110)과 광학계(120)를 포함하여 구성된다. 3 and 4, the camera module 100 according to an embodiment of the present invention includes an image sensor module 110 and an optical system 120.

이미지 센서 모듈(110)은 이미지 센싱 소자(111), 본딩 패드(112), 비아홀(113), 도전성 부재(114), 범프볼(115), 절연 테이프(116), IR 필터(117)를 포함한다. The image sensor module 110 includes an image sensing element 111, a bonding pad 112, a via hole 113, a conductive member 114, a bump ball 115, an insulating tape 116, and an IR filter 117. do.

이미지 센싱 소자(111)는 광학계(120)의 및 IR 필터(117)를 통과한 빛의 이미지를 아날로그 신호로 변환하는 역할을 한다. 이미지 센싱 소자(111)는 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변화하는 촬상 영역(111a)과, 광학계(120)와의 결합을 위한 결합홀(111b)을 포함한다. The image sensing element 111 converts an image of light passing through the optical system 120 and the IR filter 117 into an analog signal. The image sensing element 111 includes an imaging area 111a that converts incident light energy into an electrical signal, and a coupling hole 111b for coupling with the optical system 120.

이미지 센싱 소자(111)는 광학정보를 전기신호로 변화하는 반도체 소자로서, CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자) 이미지 센서나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 상보성 금속산화물반도체) 이미지 센서 등이 사용될 수 있으나, 카메라 폰의 소형화 및 다기능화에 의한 카메라 모듈의 경박단소화를 위해 COF(Chip On Film) 방식을 사용하기에 적합한 CMOS 방식의 이미지 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 보호 범위는 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The image sensing device 111 is a semiconductor device that converts optical information into an electrical signal. A CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor may be used. However, it is preferable to use a CMOS image sensor suitable for using a chip on film (COF) method in order to reduce the light and small size of the camera module by miniaturization and multifunction of the camera phone. However, the protection scope of the present invention is not necessarily limited thereto.

여기서, 본 발명은 이미지 센싱 모듈(110)의 제작에 있어서 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package; WLP) 기술을 적용하여, 웨이퍼 레벨에서 이미지 센싱 소자(111)의 재배선 작업과 볼 형태의 외부 접속 단자의 형성 및 개별 반도체 칩 분리 작업을 거쳐 이미지 센싱 소자(111)를 생산한다. 따라서 별도의 인쇄회로기판이 불필요하게 됨으로써, 카메라 모듈의 전체적인 넓이 및 높이가 감소하는 효과를 얻을 수 있다. Here, the present invention applies a wafer level package (WLP) technology in the fabrication of the image sensing module 110, the redistribution of the image sensing element 111 at the wafer level and the external connection terminal of the ball shape The image sensing device 111 is produced through the formation and the separation of the individual semiconductor chips. Therefore, since a separate printed circuit board is unnecessary, the overall width and height of the camera module can be reduced.

이미지 센싱 소자(111)의 상부면에는 적어도 두 개의 결합홀(111b)이 형성된다. 결합홀(111b)은 후술할 광학계(120)의 보호커버(122)의 하부면에 형성되는 결합돌기(122a)와 결합가능하도록 상호 대응되는 형상으로 형성된다. 예를 들어, 이미지 센싱 소자(111)의 결합홀(111b)은 홀(hole) 형상으로 함몰 형성되고, 보호커버(122)의 결합돌기(122a)는 돌기 형상으로 돌출 형성되어 서로 결합할 수 있다. 그러나, 본 발명의 사상은 이에 제한되는 것은 아니며, 이미지 센싱 소자(111) 결합돌기가 형성되고, 보호커버(122)에 결합홀이 형성되는 등, 서로 결합가능한 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 여기서, 이미지 센서 모듈(110)과 광학계(120)가 안정적으로 결합되어, 고정 위치가 지지되도록 결합홀(111b)과 결합돌기(122a)는 적어도 두 개 이상 형성될 수 있다. At least two coupling holes 111b are formed in the upper surface of the image sensing element 111. The coupling hole 111b is formed in a shape corresponding to each other so as to be coupled to the coupling protrusion 122a formed on the lower surface of the protective cover 122 of the optical system 120 to be described later. For example, the coupling hole 111b of the image sensing device 111 may be recessed in a hole shape, and the coupling protrusion 122a of the protective cover 122 may protrude in a protrusion shape to be coupled to each other. . However, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the image sensing element 111 may have a coupling protrusion, and the coupling cover may be formed in the protective cover 122. Here, the image sensor module 110 and the optical system 120 is stably coupled, so that at least two coupling holes 111b and coupling protrusions 122a may be formed to support a fixed position.

한편, 이미지 센싱 소자(111)의 상부 면에는 이미지 센싱 소자(111)와 외부 회로와의 게이트(gate) 역할을 수행하는 다수 개의 본딩 패드(112)가 형성된다. 그리고, 각 본딩 패드(112)의 중앙에는 본딩 패드(112)로부터 이미지 센싱 소자(111) 배면까지 관통하여 비아홀(113)이 형성되어 있다. 그리고, 비아홀(113)은 도전성 부재(114)로 채워져 있다. 도전성 부재(114)는 도전성 금속으로 이루어져 있으며 이미지 센싱 소자(111)와 접합되어 전기적인 연결이 이루어질 수 있다. 보통 이에 사용되는 도전성 금속으로는, 원하는 특성 임피던스와 사용되는 전력 소모량을 고려하여 유전특성이 좋은 물질, 예컨대 구리, 금, 텅스텐 등의 재질로 구성될 수 있다. Meanwhile, a plurality of bonding pads 112 are formed on the upper surface of the image sensing element 111 to serve as a gate between the image sensing element 111 and an external circuit. In the center of each bonding pad 112, a via hole 113 penetrates from the bonding pad 112 to the rear surface of the image sensing element 111. The via hole 113 is filled with the conductive member 114. The conductive member 114 is made of a conductive metal and can be electrically connected to the image sensing element 111. Usually, the conductive metal used therein may be made of a material having good dielectric properties, such as copper, gold, tungsten, etc. in consideration of desired characteristic impedance and power consumption.

비아홀(113)은 레이저 드릴(laser drill)을 이용하는 방법이나 플라즈마 에 칭(plasma etching) 등의 방법을 통하여 형성될 수 있다. 그리고, 비아홀(113)의 내벽에 스퍼터링(sputtering)이나 증발(evaporation) 기술을 이용하여 장벽 금속층을 형성하고, 전기 도금을 수행하여 도전성 부재(114)가 형성될 수 있다. 비아홀(113)의 형성에 있어서 플라즈마 에칭의 경우 마스크 제작과 사진 공정이 추가로 요구되므로 레이저 드릴에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 장벽 금속층으로는 티타늄, 티타늄질화막, 티타늄/텅스텐, 백금/실리콘 및 알루미늄이나 그 합금 재질로 형성할 수 있다. The via hole 113 may be formed by using a laser drill or a method such as plasma etching. In addition, the conductive member 114 may be formed by forming a barrier metal layer on the inner wall of the via hole 113 by sputtering or evaporation, and performing electroplating. In the formation of the via hole 113, a mask is manufactured and a photographic process is required in the case of plasma etching. Therefore, the via hole 113 is preferably formed by a laser drill. The barrier metal layer may be formed of titanium, titanium nitride, titanium / tungsten, platinum / silicon, aluminum or an alloy thereof.

한편, 이미지 센싱 소자(111)의 배면에는 외부 접속 단자 및 접착 부재의 역할을 수행하는 범프볼(115)이 형성된다. 범프볼(115)은 금 재질이거나, 외측면이 금으로 도금된 니켈 재질 등 전도성 물질로 형성될 수 있다. 범프볼(115)은 핸드폰 등 본 발명의 카메라 모듈(100)이 장착되는 각종 소형 전자기기의 메인 기판(미도시)에 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 범프볼(115)과 메인 기판(미도시)의 접합은 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding) 또는 SMT(Surface Mount Technology : 표면실장기술) 등 다양한 방법으로 수행될 수 있다. Meanwhile, a bump ball 115 is formed on the rear surface of the image sensing element 111 to serve as an external connection terminal and an adhesive member. The bump ball 115 may be formed of a gold material, or may be formed of a conductive material such as a nickel material having an outer surface plated with gold. The bump ball 115 may be electrically connected to a main board (not shown) of various small electronic devices on which the camera module 100 of the present invention, such as a mobile phone, is mounted. The bump ball 115 and the main substrate (not shown) may be bonded by various methods such as flip chip bonding or surface mount technology (SMT).

한편, 촬상 영역(111a)과 본딩 패드(112) 사이에는 절연 테이프(116)가 더 배치될 수 있다. 그리고, 절연 테이프(116)의 상측에는 IR 필터(117)가 더 배치될 수 있다. Meanwhile, an insulating tape 116 may be further disposed between the imaging region 111a and the bonding pad 112. In addition, an IR filter 117 may be further disposed on the insulating tape 116.

IR 필터(117)는 렌즈(123)를 통과한 빛 중에 적외선 영역의 빛을 차단하는 역할을 한다. 이미지 센싱 소자(11)의 촬상 영역(111a)에서 사용되는 포토 다이오드(미도시)는 적외선 영역까지 투과시키는데, 포토 다이오드를 투과한 적외선은 이 미지를 붉게 보이게 함으로 이러한 현상을 막기 위해 IR 필터(117)가 사용된다. 이를 위해 IR 필터(117)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성된다. 또한, IR 필터(117)는 내부로 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이를 위해 IR 필터(117)의 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflecting coating)이 형성된다. IR 필터(117)는 종래의 카메라 모듈에서는 하우징의 개구부의 하면에 실장되었다. 그러나, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)에서는 IR 필터(117)가 상술한 바와 같이 이미지 센서 모듈(110)에 실장된다. 따라서, 하우징에 적외선 필터를 실장하기 위한 공간을 따로 구비할 필요가 없으므로 카메라 모듈을 소형화하는데 유리하다.The IR filter 117 blocks the light in the infrared region among the light passing through the lens 123. The photodiode (not shown) used in the imaging region 111a of the image sensing element 11 transmits to the infrared region, and the infrared rays transmitted through the photodiode make the image appear red, thereby preventing the phenomenon. ) Is used. To this end, an IR cut coating is formed on the top surface of the IR filter 117. In addition, the IR filter 117 functions to prevent the light incident therein from being reflected. To this end, an anti-reflective coating (Anti-Reflecting coating) is formed on the lower surface of the IR filter 117. The IR filter 117 is mounted on the lower surface of the opening of the housing in the conventional camera module. However, in the camera module 100 according to the present invention, the IR filter 117 is mounted on the image sensor module 110 as described above. Therefore, since it is not necessary to separately provide a space for mounting the infrared filter in the housing, it is advantageous to miniaturize the camera module.

이와 같이 절연 테이프(116)를 이용하여 IR 필터(117)를 접합시킴으로써, 카메라 모듈(100) 전체의 높이가 감소하는 효과를 얻을 수 있다. Thus, by bonding the IR filter 117 using the insulating tape 116, the effect of reducing the height of the entire camera module 100 can be obtained.

한편, 광학계(120)는 렌즈 하우징(121), 보호 커버(122) 및 렌즈(123)를 구비한다. 보호 커버(122)는 렌즈 하우징(121)을 지지하고, 외부로부터 원하지 않는 경로로 빛이 들어오는 것을 차단할 수 있다. 보호 커버(122)에는 렌즈 하우징(121)이 삽입되는 개구부가 형성된다. 보호 커버(122)에는 이미지 센싱 소자(111)의 결합홀(111b)과 결합가능하도록 상호 대응되는 형상으로 형성되어 있는 결합돌기(122a)가 더 형성될 수 있다. 보호 커버(122)는 이미지 센싱 소자(111)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 렌즈 하우징(121)은 적어도 하나의 렌즈(123)를 내장한 후, 보호 커버(122)의 개구부에 설치된다. Meanwhile, the optical system 120 includes a lens housing 121, a protective cover 122, and a lens 123. The protective cover 122 may support the lens housing 121 and block light from entering an unwanted path from the outside. The protective cover 122 is formed with an opening through which the lens housing 121 is inserted. The protective cover 122 may further include a coupling protrusion 122a formed in a shape corresponding to each other so as to be coupled to the coupling hole 111b of the image sensing device 111. The protective cover 122 may perform a function of protecting the image sensing element 111. The lens housing 121 includes at least one lens 123 and is installed in the opening of the protective cover 122.

이와 같은 구성에 의하여, 카메라 모듈(100)의 전체적인 크기가 감소되어 카 메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화를 수행하는 효과를 가질 수 있다. 다시 말하면, 종래 칩 스케일 패키지의 경우 이미지 센서 모듈에 별도의 PCB 기판이 형성되었다. 이 경우 이미지 센싱 소자와 PCB 기판을 연결하기 위하여 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩 등이 수행되기 위한 공간이 추가로 요구되었다. 또한 PCB 기판 상단에 이미지 센싱 소자가 배치되고, PCB 기판이 광학계와 결합되기 때문에 PCB 기판과 광학계의 결합을 위한 공간이 PCB 기판상에 추가로 요구되었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 웨이퍼 레벨 패키지 기술을 적용하여 PCB 기판이 불필요하게 됨으로써, 이미지 센서 모듈의 전체적인 크기가 감소되는 효과를 얻을 수 있다. By such a configuration, the overall size of the camera module 100 can be reduced to have an effect of miniaturizing and thinning the device on which the camera module is mounted. In other words, in the conventional chip scale package, a separate PCB substrate is formed in the image sensor module. In this case, a space for flip chip bonding or wire bonding is additionally required to connect the image sensing device and the PCB substrate. In addition, since an image sensing device is disposed on the PCB substrate and the PCB substrate is coupled with the optical system, space for coupling the PCB substrate and the optical system is additionally required on the PCB substrate. In order to solve this problem, in the present invention, the PCB substrate is unnecessary by applying the wafer level package technology, thereby reducing the overall size of the image sensor module.

또한, PCB 기판이 불필요해 짐으로써, PCB 기판의 두께만큼 카메라 모듈 전체의 높이가 감소하는 효과를 얻을 수 있다. 나아가서는, 절연 테이프(116)를 이용하여 IR 필터(117)를 접합시킴으로써, 카메라 모듈(100) 전체의 높이가 더욱 감소하는 효과를 얻을 수 있다. In addition, since the PCB substrate becomes unnecessary, the height of the entire camera module can be reduced by the thickness of the PCB substrate. Furthermore, by bonding the IR filter 117 using the insulating tape 116, the effect of further reducing the height of the entire camera module 100 can be obtained.

또한, 웨이퍼 레벨 패키지 기술을 적용하여 제조 공정이 단순화되고, 제조 비용이 감소하고, 모델 변경 시 소요되는 비용 및 노력이 감소하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 웨이퍼 레벨에서 패키징을 수행하기 때문에 생산성 및 공정의 효율성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, the wafer-level package technology can be applied to simplify the manufacturing process, reduce manufacturing costs, and reduce the cost and effort required for model changes. In addition, packaging is performed at the wafer level, resulting in improved productivity and process efficiency.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 관한 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈의 제조 방법에 대하여 살펴본다. Hereinafter, an image sensor module and a manufacturing method of a camera module having the same according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈의 제조 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 6a 내지 도 6g는 도 5의 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈의 제조 방법을 수행하는 각 단계를 도시한 도면들이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an image sensor module and a camera module having the same according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6A to 6G illustrate the image sensor module of FIG. 5 and a method of manufacturing the camera module having the same. Figures show each step performed.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 이미지 센서 모듈과 이를 구비한 카메라 모듈의 제조 방법은 이미지 센싱 소자(111)를 준비하는 단계(S210 단계)와, 이미지 센싱 소자(111) 상에 형성되는 본딩 패드(112)로부터 이미지 센싱 소자(111)의 배면까지 관통하는 비아홀(113)을 형성하는 단계(S220 단계)와, 비아홀(113)에 도전성 부재(114)가 충진되는 단계(S230 단계)와, 도전성 부재(1114)가 충진된 비아홀(113)의 일 측에 범프볼(115)이 형성되는 단계(S240 단계)와, 이미지 센싱 소자(111)의 일 측에 IR 필터(117)가 배치되는 단계(S250 단계)를 포함한다. 5 and 6, an image sensor module and a method of manufacturing a camera module including the same according to an embodiment of the present invention may include preparing an image sensing device 111 (S210) and an image sensing device ( Forming a via hole 113 penetrating from the bonding pad 112 formed on the 111 to the rear surface of the image sensing element 111 (step S220), and the conductive member 114 is filled in the via hole 113. Step (S230), the bump ball 115 is formed on one side of the via hole 113 filled with the conductive member 1114 (step S240), and IR filter on one side of the image sensing element 111 117 is disposed (step S250).

도 6a는 이미지 센싱 소자(111)를 준비하는 단계(S210 단계)를 나타내는 도면이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 이미지 센싱 소자(111)는 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변화하는 촬상 영역(111a)과, 광학계(120)와의 결합을 위한 결합부(도 4의 111b 참조)를 포함한다. 또한, 이미지 센싱 소자(111)의 상부면에는 다수 개의 본딩 패드(112)가 형성되어 있다. 6A is a diagram illustrating an operation of preparing an image sensing device 111 (operation S210). As illustrated in FIG. 6A, the image sensing device 111 may include an image capturing region 111a that converts incident light energy into an electrical signal and a coupling unit for coupling the optical system 120 (see 111b of FIG. 4). It includes. In addition, a plurality of bonding pads 112 are formed on an upper surface of the image sensing element 111.

도 6b는 이미지 센싱 소자(111) 상에 형성되는 본딩 패드(112)로부터 이미지 센싱 소자(111)의 배면까지 관통하는 비아홀(113)을 형성하는 단계를 나타낸다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 본딩 패드(112)의 중앙에는 본딩 패드(112)로부터 이미 지 센싱 소자(111) 배면까지 관통하여 비아홀(113)이 형성된다. 상술한 바와 같이, 비아홀(113)은 레이저 드릴(laser drill)을 이용하는 방법이나 플라즈마 에칭(plasma etching) 등의 방법을 통하여 형성될 수 있다. 6B illustrates a step of forming a via hole 113 penetrating from a bonding pad 112 formed on the image sensing element 111 to a rear surface of the image sensing element 111. As shown in FIG. 6B, a via hole 113 is formed at the center of each bonding pad 112 by penetrating from the bonding pad 112 to the back surface of the image sensing element 111. As described above, the via hole 113 may be formed by using a laser drill, plasma etching, or the like.

도 6c는 비아홀(113)에 도전성 부재(114)가 충진되는 단계(S230 단계)를 나타내는 도면이다. 도전성 부재(114)는 도전성 금속으로 이루어져 있으며 이미지 센싱 소자(111)와 접합되어 전기적인 연결이 이루어질 수 있다. 도전성 부재(114)는 비아홀(113)의 내벽에 스퍼터링(sputtering)이나 증발(evaporation) 기술을 이용하여 장벽 금속층을 형성하고, 전기 도금을 수행하여 형성될 수 있다. 6C is a view illustrating a step (S230) of filling the via hole 113 with the conductive member 114. The conductive member 114 is made of a conductive metal and can be electrically connected to the image sensing element 111. The conductive member 114 may be formed by forming a barrier metal layer on the inner wall of the via hole 113 by sputtering or evaporation, and performing electroplating.

도 6d는 도전성 부재(114)가 충진된 비아홀(113)의 일 측에 범프볼(115)이 형성되는 단계(S240 단계)를 나타내는 도면이다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 이미지 센싱 소자(111)의 배면에는 외부 접속 단자 및 접착 부재의 역할을 수행하는 범프볼(115)이 형성된다. 범프볼(115)은 금 재질이거나, 외측 면이 금으로 도금된 니켈 재질 등 전도성 물질로 형성될 수 있다. 범프볼(115)은 핸드폰 등 본 발명의 카메라 모듈(100)이 장착되는 각종 소형 전자기기의 메인 기판(미도시)에 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다. FIG. 6D is a view illustrating a step in which a bump ball 115 is formed at one side of the via hole 113 filled with the conductive member 114 (step S240). As shown in FIG. 6D, a bump ball 115 serving as an external connection terminal and an adhesive member is formed on a rear surface of the image sensing element 111. The bump ball 115 may be formed of a gold material, or may be formed of a conductive material such as a nickel material having an outer surface plated with gold. The bump ball 115 may be electrically connected to a main board (not shown) of various small electronic devices on which the camera module 100 of the present invention, such as a mobile phone, is mounted.

도 6e 및 도 6f는 이미지 센싱 소자(111)의 일 측에 IR 필터(117)가 배치되는 단계(S250 단계)를 나타내는 도면이다. 상세히, 도 6e는 이미지 센싱 소자의 일 측에 절연 테이프가 배치되는 단계를 나타내는 도면이고, 도 6f는 절연 테이프(116)의 상측에는 IR 필터(117)가 결합되는 단계를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)에서는 IR 필터(117)가 상술한 바와 같이 이미지 센서 모 듈(110)에 실장된다. 이와 같이 절연 테이프(116)를 이용하여 IR 필터(117)를 접합시킴으로써, 카메라 모듈(100) 전체의 높이가 감소하는 효과를 얻을 수 있다. 6E and 6F are diagrams illustrating an operation in which an IR filter 117 is disposed on one side of the image sensing element 111 (operation S250). In detail, FIG. 6E is a diagram illustrating a step in which an insulating tape is disposed on one side of the image sensing element, and FIG. 6F is a diagram illustrating a step in which an IR filter 117 is coupled to an upper side of the insulating tape 116. In the camera module 100 according to the present invention, the IR filter 117 is mounted on the image sensor module 110 as described above. Thus, by bonding the IR filter 117 using the insulating tape 116, the effect of reducing the height of the entire camera module 100 can be obtained.

도 6g는 이미지 센서 모듈(110)과 광학계(120)가 결합하여 카메라 모듈(100)이 조립되는 단계이다. 상술한 바와 같이, 이미지 센싱 소자(111)의 상부면에는 적어도 두 개의 결합홀(111b)이 형성된다. 그리고, 보호커버(122)의 하부면에는 이미지 센싱 소자(111)의 결합홀(111b)과 결합가능하도록 상호 대응되는 형상의 결합돌기(122a)가 형성된다. 예를 들어, 이미지 센싱 소자(111)의 결합홀(111b)는 홀(hole) 형상으로 함몰 형성되고, 보호커버(122)의 결합돌기(122a)는 돌기 형상으로 돌출 형성되어 서로 결합할 수 있다. 6G is a step in which the camera module 100 is assembled by combining the image sensor module 110 and the optical system 120. As described above, at least two coupling holes 111b are formed in the upper surface of the image sensing element 111. In addition, a coupling protrusion 122a having a shape corresponding to each other is formed on the lower surface of the protective cover 122 so as to be coupled to the coupling hole 111b of the image sensing element 111. For example, the coupling hole 111b of the image sensing device 111 may be recessed in a hole shape, and the coupling protrusion 122a of the protective cover 122 may protrude in a protrusion shape to be coupled to each other. .

마지막으로, 범프볼(115)은 핸드폰 등 본 발명의 카메라 모듈(100)이 장착되는 각종 소형 전자기기의 메인 기판(미도시)에 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 범프볼(115)과 메인 기판(미도시)의 접합은 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding) 또는 SMT(Surface Mount Technology : 표면실장기술) 등 다양한 방법으로 수행될 수 있다.  Finally, the bump ball 115 may be electrically connected to a main board (not shown) of various small electronic devices on which the camera module 100 of the present invention, such as a mobile phone, is mounted. The bump ball 115 and the main substrate (not shown) may be bonded by various methods such as flip chip bonding or surface mount technology (SMT).

이와 같은 구성에 의하여, 카메라 모듈(100)의 전체적인 크기가 감소되어 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화를 수행하는 효과를 가질 수 있다. 즉, 본 발명에서는 웨이퍼 레벨 패키지 기술을 적용하여 PCB 기판이 불필요하게 됨으로써, 이미지 센서 모듈의 전체적인 크기가 감소되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, PCB 기판이 불필요해 짐으로써, PCB 기판의 두께만큼 카메라 모듈 전체의 높이가 감소하는 효과를 얻을 수 있다. By such a configuration, the overall size of the camera module 100 may be reduced to have an effect of miniaturizing and thinning the device on which the camera module is mounted. That is, in the present invention, the PCB substrate is unnecessary by applying the wafer level package technology, thereby reducing the overall size of the image sensor module. In addition, since the PCB substrate becomes unnecessary, the height of the entire camera module can be reduced by the thickness of the PCB substrate.

또한, 절연 테이프(116)를 이용하여 IR 필터(117)를 접합시킴으로써, 카메라 모듈(100) 전체의 높이가 더욱 감소하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼 레벨 패키지 기술을 적용하여 제조 공정이 단순화되고, 제조 비용이 감소하고, 모델 변경 시 소요되는 비용 및 노력이 감소하고, 생산성 및 공정의 효율성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, by bonding the IR filter 117 using the insulating tape 116, the effect of further reducing the height of the entire camera module 100 can be obtained. In addition, the wafer-level package technology can be applied to simplify the manufacturing process, reduce the manufacturing cost, reduce the cost and effort of model change, and improve productivity and process efficiency.

본 발명은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화 경향에 맞춰 카메라 모듈의 두께 및 크기가 감소하고, 제조 공정이 간단해지고, 제조 비용이 감소하는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, the thickness and size of the camera module can be reduced, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced in accordance with the tendency of miniaturization and thinning of the device on which the camera module is mounted.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (14)

입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상 영역과, 외부 회로와의 게이트(gate) 역할을 수행하는 본딩 패드를 구비하는 이미지 센싱 소자;An image sensing element having an imaging area for converting incident light energy into an electrical signal and a bonding pad serving as a gate to an external circuit; 상기 이미지 센싱 소자의 상부면부터 하부면까지 관통하여 형성되는 비아홀; A via hole penetrating from an upper surface to a lower surface of the image sensing device; 상기 비아홀에 충진되는 도전성 부재; 및A conductive member filled in the via hole; And 외부와의 전기적 접속을 위하여 상기 도전성 부재가 충진된 상기 비아홀의 일 측에 형성되는 범프볼이 포함되는 이미지 센서 모듈.And a bump ball formed at one side of the via hole filled with the conductive member for electrical connection with the outside. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이미지 센싱 소자의 상측에 IR 필터가 배치되어 있는 이미지 센서 모듈.And an IR filter disposed above the image sensing device. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 이미지 센싱 소자와 상기 IR 필터는 절연 테이프에 의하여 결합되는 이미지 센서 모듈.And the image sensing device and the IR filter are coupled by an insulating tape. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도전성 부재는 구리, 금 및 텅스텐으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 이미지 센서 모듈.The conductive member includes any one selected from the group consisting of copper, gold and tungsten. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 범프볼은 전도성 물질을 포함하여 형성되는 이미지 센서 모듈.The bump ball is an image sensor module formed of a conductive material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 범프볼은 플립 칩 본딩에 의하여 외부와의 전기적 접속을 형성하는 이미지 센서 모듈.The bump ball is an image sensor module to form an electrical connection to the outside by flip chip bonding. 제 1항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항의 구조를 가진 이미지 센서 모듈; 및An image sensor module having the structure of any one of claims 1 to 6; And 상기 이미지 센서 모듈의 상측에서 상기 이미지 센싱 소자와 결합하고, 외부의 영상을 받아들여 상기 촬상 영역에 결상하는 광학계;를 포함하는 카메라 모듈.And an optical system coupled to the image sensing device at an upper side of the image sensor module, and receiving an external image to form an image in the imaging area. 제 7 항에 있어서, 상기 광학계는 The method of claim 7, wherein the optical system 전면의 빛이 상기 촬상 영역을 향해 입사하도록 전면을 향해 개구되는 개구부를 가지고, 상기 이미지 센서 모듈의 전면에 배치되는 보호 커버와, A protective cover having an opening opening toward the front surface so that light of the front surface is incident toward the imaging area, and disposed on the front surface of the image sensor module; 상기 개구부에 배치되는 렌즈 하우징과, A lens housing disposed in the opening; 상기 렌즈 하우징 내에 설치되는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.At least one lens installed in the lens housing. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 이미지 센싱 소자의 상부면과, 상기 광학계의 하부면에는 상호 대응되는 형상의 결합부가 형성되는 카메라 모듈.And a coupling portion having a shape corresponding to each other on an upper surface of the image sensing device and a lower surface of the optical system. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 결합부 중 일측에는 돌기가 형성되고, 타측에는 홀이 형성되는 카메라 모듈.A projection module is formed on one side of the coupling portion, the hole is formed on the other side. 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상 영역을 구비하는 이미지 센싱 소자를 준비하는 단계;Preparing an image sensing device having an imaging area for converting incident light energy into an electrical signal; 상기 이미지 센싱 소자 상에 형성되는 본딩 패드로부터 상기 이미지 센싱 소자의 배면까지 관통하는 비아홀을 형성하는 단계;Forming a via hole penetrating from a bonding pad formed on the image sensing device to a rear surface of the image sensing device; 상기 비아홀에 도전성 부재가 충진되는 단계; 및Filling the via hole with a conductive member; And 상기 도전성 부재가 충진된 상기 비아홀의 일 측에 범프볼이 형성되는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.And forming a bump ball on one side of the via hole filled with the conductive member. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 이미지 센서 모듈의 제조 방법은, The manufacturing method of the image sensor module, 상기 이미지 센싱 소자의 일 측에 IR 필터가 배치되는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.And an IR filter disposed on one side of the image sensing device. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12, 상기 이미지 센싱 소자의 일 측에 IR 필터가 배치되는 단계는, The IR filter is disposed on one side of the image sensing device, 상기 이미지 센싱 소자의 상측에 절연 테이프가 부착되는 단계와, Attaching an insulating tape to an upper side of the image sensing device; 상기 절연 테이프의 상측에 IR 필터가 결합되는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.A method of manufacturing an image sensor module comprising coupling an IR filter to an upper side of the insulating tape. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 비아홀을 형성하는 단계는, Forming the via hole, 레이저 드릴을 이용하는 단계 및 플라즈마 에칭 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조 방법.A method of manufacturing an image sensor module comprising at least one of using a laser drill and a plasma etching step.
KR1020070019148A 2007-02-26 2007-02-26 Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same KR20080079086A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019148A KR20080079086A (en) 2007-02-26 2007-02-26 Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019148A KR20080079086A (en) 2007-02-26 2007-02-26 Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080079086A true KR20080079086A (en) 2008-08-29

Family

ID=39880890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070019148A KR20080079086A (en) 2007-02-26 2007-02-26 Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080079086A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046391B1 (en) * 2009-06-29 2011-07-05 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor package
US8223248B2 (en) 2009-04-10 2012-07-17 Hynix Semiconductor Inc. Image sensor module having a semiconductor chip, a holder and a coupling member
KR101314274B1 (en) * 2011-12-05 2013-10-02 (주)파트론 Sensing device
US9148556B2 (en) 2013-05-29 2015-09-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module configured to prevent introduction of foreign objects and to prevent irregularly reflected light from being introduced to image sensor
KR20190067515A (en) * 2017-12-07 2019-06-17 삼성전자주식회사 Fan-out sensor package
JP2020530136A (en) * 2017-08-07 2020-10-15 ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 Camera module, its manufacturing method and corresponding smart terminal

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8223248B2 (en) 2009-04-10 2012-07-17 Hynix Semiconductor Inc. Image sensor module having a semiconductor chip, a holder and a coupling member
KR101046391B1 (en) * 2009-06-29 2011-07-05 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor package
KR101314274B1 (en) * 2011-12-05 2013-10-02 (주)파트론 Sensing device
US9148556B2 (en) 2013-05-29 2015-09-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module configured to prevent introduction of foreign objects and to prevent irregularly reflected light from being introduced to image sensor
JP2020530136A (en) * 2017-08-07 2020-10-15 ▲寧▼波舜宇光▲電▼信息有限公司 Camera module, its manufacturing method and corresponding smart terminal
KR20190067515A (en) * 2017-12-07 2019-06-17 삼성전자주식회사 Fan-out sensor package

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7679167B2 (en) Electronic assembly for image sensor device and fabrication method thereof
US7701044B2 (en) Chip package for image sensor and method of manufacturing the same
US7361989B1 (en) Stacked imager package
KR101453158B1 (en) Stepped package for image sensor and method of making same
US8114701B2 (en) Camera modules and methods of fabricating the same
US7593636B2 (en) Pin referenced image sensor to reduce tilt in a camera module
US20100328525A1 (en) Camera module
US20120276951A1 (en) Low rise camera module
US7709915B2 (en) Microelectronic devices having an EMI shield and associated systems and methods
KR101187899B1 (en) Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same
JP2011123497A (en) Camera module and method of manufacturing the same
KR20080079086A (en) Image sensor module and camera module comprising the same and manufacturing method for the same
KR101133135B1 (en) Image sensor module and camera module comprising the same
US8951858B2 (en) Imager device with electric connections to electrical device
KR20140000078A (en) Camera module
JP2004274164A (en) Optical module, its manufacturing method and electronic apparatus
KR20080081726A (en) Image sensor module and camera module comprising the same
KR101070918B1 (en) Camera module and method of manufacturing the same
KR20070116434A (en) Multi-layer ceramic substrate, and camera module having the same
JP2004343638A (en) Optical device and its manufacturing method, optical module, and electronic equipment
KR102396489B1 (en) Camera packaging apparatus
JP2004282227A (en) Optical module, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
JP2010251605A (en) Solid-state imaging apparatus
KR20210153361A (en) Image sensor package and camera device comprising the same
JPH1117997A (en) Image pickup unit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application