KR20150025831A - 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈 - Google Patents

이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20150025831A
KR20150025831A KR20130103897A KR20130103897A KR20150025831A KR 20150025831 A KR20150025831 A KR 20150025831A KR 20130103897 A KR20130103897 A KR 20130103897A KR 20130103897 A KR20130103897 A KR 20130103897A KR 20150025831 A KR20150025831 A KR 20150025831A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image sensor
sensor chip
circuit board
shape
disposed
Prior art date
Application number
KR20130103897A
Other languages
English (en)
Inventor
박옥경
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR20130103897A priority Critical patent/KR20150025831A/ko
Publication of KR20150025831A publication Critical patent/KR20150025831A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27—Manufacturing methods
    • H01L2224/27011—Involving a permanent auxiliary member, i.e. a member which is left at least partly in the finished device, e.g. coating, dummy feature
    • H01L2224/27013—Involving a permanent auxiliary member, i.e. a member which is left at least partly in the finished device, e.g. coating, dummy feature for holding or confining the layer connector, e.g. solder flow barrier
    • 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • 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
    • 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
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • 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
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83385—Shape, e.g. interlocking features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap

Landscapes

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

Abstract

이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈에 있어서, 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 구비하는 회로기판, 중앙부가 상기 형상 변형부 상에 위치하고 상기 형상 변형부를 덮도록 상기 회로기판 상에 배치되는 이미지 센서 칩, 및 상기 형상 변형부의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩과 상기 회로기판 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩과의 접착 면적이 상기 이미지 센서 칩의 표면적보다 작도록 배치되는 접착부재를 포함한다. 접착부재와 이미지 센서 칩의 접착위치 및 접착면적을 일정하게 유지하여 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성을 개선할 수 있다.

Description

이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈 {Image sensor chip package and image sensor module having the same}
본 발명은 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 씨모스(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 이미지 센서 칩을 구비하는 씨모스 이미지 센서(CIS) 칩 패키지 및 이를 구비하는 씨모스 이미지 센서 (CIS) 모듈에 관한 것이다.
최근 디지털 카메라나 카메라 폰 등과 같이 고해상도의 이미지 센서 모듈을 포함하는 디지털 이미지 장치들의 보급이 급속하게 확산되고 있다. 이에 따라, 광학 이미지를 전기적 신호로 변환할 수 있는 이미지 센서 칩을 구비하는 이미지 센서 모듈에 대한 수요도 급속하게 증가하고 있다.
이미지 센서 칩으로서 전하 결합 소자(charge coupled device, CCD)를 이용하는 CCD 이미지 센서와 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 소자를 이용하는 CMOS 이미지 센서가 주로 이용되고 있다. 특히, 종래의 반도체 제조공정 기술을 이용함으로써 제조비용을 절감할 수 있고 신호처리 알고리즘(signal processing algorithm)을 개선하여 이미지 품질을 높임으로써 최근에는 CMOS 이미지 센서가 널리 이용되고 있는 실정이다.
종래의 CMOS 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서 칩을 회로기판에 실장하여 CMOS 이미지 센서 칩 패키지를 형성하고 상기 CMOS 이미지 센서 칩 패키지를 외부의 구동유닛이나 제어유닛과 연결되도록 시스템 보드에 접속함으로써 다양한 디지털 이미지 장치에 이용된다. 사용 환경에 따라 상기 CMOS 이미지 센서 칩과 구동유닛 및 제어유닛이 동일한 회로기판에 접속되어 시스템 패키지로 제공되는 경우도 있다.
일반적으로, 이미지 센서의 화상품질(image quality)은 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성(warpage characteristics)에 크게 영향을 받는다. 이에 따라, 이미지 센서 칩 패키지의 휨(warpage)을 가능한 줄이기 위해 접착력을 손상시키지 않는 범위 내에서 이미지 센서 칩과 회로기판의 접착면적을 최소화하고 있다. 따라서, 이미지 센서 칩 패키지의 휨을 최소화하기 위해 CMOS 이미지 센서 칩의 중앙부에서 회로기판과 접착시키고 있다.
그러나, 이미지 센서 칩과 회로기판을 접착시키는 현재의 접착설비(die attach system)에는 접착제(adhesive)의 밀도, 중량 및 점성과 같은 물리적 성질들을 정량적으로 분석할 수 있는 수단을 구비하고 있지 않으므로 이미지 센서 칩과 회로기판의 접착 후 이미지 센서 칩(다이)의 배면에서의 접착면적(adhesive area)과 접착위치(adhesive position)는 각 이미지 센서 칩 패키지마다 상이하여 균일한 휨 특성을 기대하기 어렵고, 동일한 공정을 통하여 제조된 이미지 센서 칩 패키지라 할지라도 표준적인 화상품질을 기대하기 어려운 문제점이 있다.
이에 따라, 이미지 센서 칩과 회로기판 사이의 접착면적 및 접착위치를 일정하게 유지할 수 있는 새로운 CMOS 이미지 센서 칩 패키지가 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 이미지 센서 칩의 중앙부와 균일한 면적에서 접착하는 이미지 센서 칩 패키지를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예들은 상기 이미지 센서 칩 패키지를 구비하는 이미지 센서 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 실시예들에 의한 이미지 센서 칩 패키지는 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 구비하는 회로기판, 중앙부가 상기 형상 변형부 상에 위치하고 상기 형상 변형부를 덮도록 상기 회로기판 상에 배치되는 이미지 센서 칩, 및 상기 형상 변형부의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩과 상기 회로기판 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩과의 접착 면적이 상기 이미지 센서 칩의 표면적보다 작도록 배치되는 접착부재를 포함한다.
일실시예로서, 상기 형상 변형부는 상기 회로기판의 표면으로부터 돌출높이만큼 돌출된 돌출부를 포함하여, 상기 접착부재는 상기 돌출부의 상면과 측면을 덮도록 배치된다.
일실시예로서, 상기 이미지 센서 칩의 주변부와 상기 회로기판 사이의 이격공간을 매립하여 상기 이미지 센서 칩의 휨(deflection)을 방지하는 휨 방지부재(deflection hinderance member)를 더 포함한다.
일실시예로서, 상기 형상 변형부는 상기 회로기판의 표면으로부터 함몰깊이만큼 함몰된 리세스(recess)를 포함하고, 상기 접착부재는 상기 리세스의 내부 및 상기 리세스와 인접한 상기 회로기판의 상면에 배치된다.
일실시예로서, 상기 형상 변형부는 상기 회로기판의 표면으로부터 일정한 깊이를 갖는 트렌치(trench)에 의해 고립되는 고립부를 포함하고, 상기 접착부재는 상기 고립부의 상면과 상기 트렌치의 내부에 배치된다.
일실시예로서, 상기 접착부재는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수자, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합물 중의 어느 하나를 포함한다.
일실시예로서, 상기 이미지 센서 칩과 상기 회로기판을 연결하는 본딩 와이어를 더 포함한다.
일실시예로서, 상기 접착부재는 도전성 솔더링 부재를 포함하고 상기 이미지 센서 칩은 상기 회로기판과 플립 칩 구조로 접속한다.
일실시예로서, 상기 이미지 센서 칩은 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 소자를 이용하는 CMOS 이미지 센서 칩을 포함한다.
일실시예로서, 상기 회로기판은 유기물 기판, 실리콘 기판, 세라믹 기판 및 인쇄회로 기판(printed circuit board, PCB)중의 어느 하나를 포함한다.
일실시예로서, 상기 접착면적은 상기 표면적의 50% 내지 70%의 범위를 갖는다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 실시예들에 의한 이미지 센서 모듈은 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 구비하는 회로기판, 중앙부가 상기 형상 변형부 상에 위치하고 상기 형상 변형부를 덮도록 상기 회로기판 상에 배치되어 외부로부터 입사된 광신호를 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서 칩 및 상기 형상 변형부의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩과 상기 회로기판 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩과의 접착 면적이 상기 이미지 센서 칩의 표면적보다 작도록 배치되는 접착부재를 구비하는 이미지 센서 칩 패키지, 상기 회로기판 상에 배치되어 상기 이미지 센서 칩을 보호하고 상기 이미지 센서 칩을 부분적으로 노출하는 개구를 구비하는 하우징, 및 상기 개구를 통하여 상기 광 신호를 상기 이미지 센서 칩으로 안내하는 렌즈유닛을 포함한다.
일실시예로서, 상기 접착면적은 상기 이미지 센서 칩 표면적의 50% 내지 70%의 범위를 갖고, 상기 형상 변형부는 상기 기판의 표면으로부터 돌출높이만큼 돌출된 돌출부, 단일한 리세스 및 트렌치에 의해 고립되고 상기 이미지 센서 칩의 중앙부와 접착하는 접속부 중의 어느 하나를 포함한다.
일실시예로서, 상기 이미지 센서 칩은 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 소자를 이용하는 CMOS 이미지 센서 칩을 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 접착부재와 이미지 센서 칩의 접착위치 및 접착면적을 회로기판 상에 형성된 형상 변형부를 통하여 일정하게 유지함으로써 이미지 센서 칩 패키지의 접착특성을 균일하게 형성할 수 있다. 특히, CMOS 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성은 이미지 센서 칩과 접착부재 사이의 접착위치와 접착면적에 의해 크게 좌우되므로 상기 접착특성의 균일화 개선에 의해 휨 특성도 현저하게 개선할 수 있다. 특히, 상기 형상 변형부를 회로기판과 이미지 센서 칩의 정렬시 정렬부재로 이용함으로써, 상기 형상 변형부에 이미지 센서 칩의 중앙부를 접착시킴으로써 상기 접착위치 및 접착면적을 이미지 센서 칩의 중앙부를 중심으로 배치할 수 있다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성을 현저하게 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 칩 패키지를 나타내는 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지에 구비된 형상 변형부의 제1 내지 제3 변형례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지를 구비하는 이미지 센서 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 이미지 센서 모듈을 구비하는 이미지 센서 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
CMOS 이미지 센서 패키지
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 칩 패키지를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 칩 패키지(500)는 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부(110)를 구비하는 회로기판(100), 중앙부(C)가 상기 형상 변형부(110) 상에 위치하고 상기 형상 변형부(110)를 덮도록 상기 회로기판(100) 상에 배치되는 이미지 센서 칩(200), 및 상기 형상 변형부(110)의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩(200)과 상기 회로기판(100) 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩(200)과의 접착 면적(adhesive area, AA)이 상기 이미지 센서 칩(200)의 표면적(surface area, SA)보다 작도록 배치되는 접착부재(300)를 구비한다.
일실시예로서, 상기 회로기판(100)은 내부에 전기회로(미도시)가 형성되어 상부에 실장된 상기 이미지 센서 칩(200) 및 외부 소자(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 회로기판(100)은 상기 전기회로가 배치된 유기물 기판, 실리콘 기판, 반도체 기판을 포함한다. 특히, 본 실시예의 경우, 상기 회로기판(100)은 절연판 등의 상면 및/또는 하면에 도전물질로 회로배선 패턴을 형성한 기판으로서 상기 회로배선 패턴이 형성된 다층으로 적층될 수도 있다.
이때, 상기 회로기판(100)의 상면에는 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부(110)가 배치된다. 상기 형상 변형부(110)는 액상으로 공급된 접착부재 방울(adhesive droplet)이 압축력에 의해 압축되는 경우 상기 회로기판(100)의 상면(101)을 따라 퍼지는 수평 퍼짐(horizontal spread)을 통제함으로써 상기 접착부재(300)와 이미지 센서 칩(200)의 접착면적(AA)이 상기 이미지 센서 칩(200)의 표면적(SA)보다 작게 되도록 조절한다.
특히, 상기 회로기판(100)의 상면(101)에서 액상의 접착부재(300)가 퍼지는 영역(diffusion area, DA)을 상기 형상 변형부(110)를 중심으로 한 일정 영역으로 제한함으로써 상기 접착면적(AA)을 균일하게 유지할 수 있다. 특히, 상기 후술하는 바와 같이 상기 형상 변형부(110)의 상부에 상기 이미지 센서 칩(200)의 중심부를 배치함으로써 상기 접촉면적(AA)은 이미지 센서 칩(200)의 중심부를 중심으로 일정한 영역으로 제한할 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 칩 패키지(500)의 휨 특성을 충분히 개선할 수 있다.
종래의 이미지 센서 칩 패키지에서는, 상기 접착면적(AA)의 사이즈와 위치가 이미지 센서 칩 패키지마다 상이하게 형성되어 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성을 열화시키는 문제점이 있었지만, 본 발명에 의한 이미지 센서 칩 패키지는 접착면적의 사이즈와 위치가 균일하게 형성되어 휨 특성을 개선할 수 있다.
상기 이미지 센서 칩(200)은 외부로부터 입사된 광 신호를 이미지 신호로 변환한다. 일실시예로서, 상기 이미지 센서 칩(200)은 광이 입사되고 상기 광신호에 대응하여 신호전하를 생성하는 수광부(active pixel sensor, APS), 상기 수광부 주변에 배치되어 상기 수광부로부터 전송되는 출력 신호를 처리하는 로직부 및 상기 로직부의 상부에 배치되어 전자기파를 차단하는 차폐층을 포함한다.
상기 수광부는 다수의 픽셀들을 포함하고 각각의 픽셀은 포토다이오드와 같이 입사되는 광을 감지하여 이를 신호 전하로 변환하는 광전 변환 소자 및 증폭하거나 스위칭 하는 등 상기 신호전하를 처리하기 위한 다수의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 로직부는 수광부의 각 픽셀들을 구동하기 위한 구동 회로, 상기 신호 전하를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기(ACD: Analog-Digital Converter), 디지털 신호를 사용하여 영상 신호를 형성하기 위한 이미지 센서 프로세스(ISP: Image Sensor Process) 등을 포함할 수 있다. 상기 차폐층은 상기 수광부를 제외한 로직부 상에 배치되어 외부로부터 상기 이미지 센서 칩(200)으로 공급되는 전자기파를 차폐한다. 또한, 상기 로직부의 가장자리에는 콘택 패드가 배치되어 상기 회로기판(100)과 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(400)가 연결된다.
본 실시예의 경우, 상기 수광부 및 로직부는 다수의 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 트랜지스터로 구성되어 상기 이미지 센서 칩(200)은 CMOS 이미지 센서 칩을 포함한다. 그러나, 상기 CMOS 이미지 센서 칩 보다 데이터 저장용량 및 전력소비량이 높은 전하결합소자(charged coupled device, CCD)를 구비하는 CCD 이미지 센서 칩을 포함할 수 있음은 자명하다.
특히, 상기 형상 변형부(110)의 상부에 상기 이미지 센서 칩(200)의 중앙부(C)를 위치함으로써 상기 형상 변형부(110)를 중심으로 상기 이미지 센서 칩(200)이 대칭적으로 배치한다.
예를 들면, 상기 회로기판(100)의 접착영역으로 상기 이미지 센서 칩(200)을 이동시키는 경우, 상기 형상 변형부(110)의 위치를 기준좌표로 설정함으로써 이미지 센서 칩(200)의 중앙부와 회로기판의 형상 변형부(110)가 서로 정렬되도록 실장할 수 있다.
이에 따라, 상기 이미지 센서 칩(200)을 압착하는 경우, 상기 접착부재(300)가 상기 형상 변형부(110)를 중심으로 퍼지게 되어 상기 접착부재(300)의 무게중심과 이미지 센서 칩(300)의 무게중심의 편차를 최소화 할 수 있다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩의 휨 특성을 최소화 할 수 있다.
상기 접착부재(300)는 상기 형상 변형부(110)의 상부에 액적형태로 분사할 수 있는 칩 부착물질(die attach materials)을 구비하는 접착제를 포함한다. 예를 들면, 유체를 분사할 수 있는 노즐을 구비하는 디스펜싱 장치(dispensing tool)를 이용하여 액상의 접착제를 상기 형상 변형부(110)의 상부로 분사한다. 이에 따라, 상기 접착부재(300)는 액적(liquid droplet)형태로 상기 형상 변형부(1100의 상부에 공급된다.
예를 들면, 상기 접착부재(300)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 실리콘계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 이와 달리, 상기 접착부재(300)는 도전성이 우수한 솔더 범프(solder bump)를 포함할 수도 있다. 그러나, 디스펜싱 장치를 통하여 액적의 형태로 분사할 수 있고 충분한 접착력을 갖는다면, 다양한 종류의 접착재가 상기 접착부재로 이용될 수 있음은 자명하다.
형상 변형부(110)의 상부로 접착부재의 액적이 분사되고 액적의 상부로 이미지 센서 칩을 정렬한 후 칩 접착수단(die attach instrument)에 의해 회로기판(100)과 이미지 센서 칩(200)을 결합하면, 상기 접착부재(300)는 상기 회로기판(100)의 상면을 따라 수평방향으로 퍼지게 된다. 예를 들면, 상기 이미지 센서 칩(200)은 상기 형상 변형부(110)의 상부에서 상기 접착제를 이용하는 열압착 공정에 의해 회로기판에 접착될 수 있다. 이에 따라, 상기 접착부재(300)는 상기 형상 변형부(110)의 상면(111) 및 주변부(112)에서 상기 이미지 센서 칩(200)과 상기 회로기판(100) 사이에 배치되어 상기 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100)을 접착한다.
그러나, 상기 형상 변형부(110)에 의해 상기 접착부재(300)의 액적 퍼짐은 일정한 접착면적(AA)을 갖도록 제한됨으로써 상기 이미지 센서 칩(200)의 압착을 수행할 때 마다 임의적으로 설정되는 접착면적을 균일하게 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 접착면적(AA)은 상기 이미지 센서 칩(200) 표면적(Surface area, SA)의 약 50% 내지 70%의 범위를 갖도록 상기 형상 변형부(110)를 설정함으로써 상기 칩 접착수단의 설계변경 없이 회로기판(100)의 형상변형만으로 이미지 센서 칩(200)과 접착부재(300)의 접착면적(AA)을 균일하게 설정할 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우, 상기 이미지 센서 칩(200)은 상기 형상 변형부(110)의 상부에서 중앙부와 접착하도록 배치되므로 상기 접착면적(AA)은 이미지 센서 칩(200)의 중앙부를 중심으로 균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 칩 접착수단의 설계변경 없이 상기 회로기판(100)의 변형만으로 상기 이미지 센서 칩 패키지(500)의 휨 특성을 현저하게 개선할 수 있다.
상기 본딩 와이어(400)는 이미지 센서 칩(200)의 콘택 패드와 상기 회로기판(100)의 표면에 배치된 본딩 패드(미도시) 사이에 전기적으로 연결되어 이미지 센서 칩에서 생성된 이미지 신호를 상기 회로기판(100)의 내부 회로패턴으로 전송한다. 상기 회로기판(100)은 이미지 저장을 위한 메모리 소자, 구동신호 공급기, 타이밍 신호처리 프로세서와 같이 다양한 외부 소자가 배치될 수 있으며 생성된 이미지를 표시하기 위한 디스플레이 소자가 연결될 수 있다. 상기 이미지 센서 칩(200)에서 생성된 이미지 신호는 상기 본딩 와이어(400) 및 상기 내부 회로패턴을 통하여 외부로 전송되고 이미지 센서 칩의 구동을 위한 다양한 제어신호들은 상기 본딩 와이어를 통하여 상기 이미지 센서 칩(200)으로 전송될 수 있다.
특히, 상기 이미지 센서 칩(200)이 플립 칩으로 배치되고 상기 솔더 범프를 접속부재롤 이용하는 상기 솔더 범프가 신호 연결부재로 이용될 수 있으므로 별도의 본딩 와이어가 배치되지 않을 수도 있음은 자명하다.
상기 회로기판(100)의 형상 변형부(110)는 상기 접착부재(300)의 액적퍼짐을 적절하게 제어할 수 있다면 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 회로기판(100)의 상면에 상기 액적 영역을 한정하는 필름부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 접착부재(300) 액적은 상기 필름부재에 의해 한정되는영역으로만 공급된다. 따라서, 상기 접착부재(300)의 액적 퍼짐은 상기 필름부재에 의해 한정되는 영역으로 한정된다.
이하에서는 상기 형상 변형부(110)의 다양한 변형례에 대하여 상술한다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지에 구비된 형상 변형부의 제1 내지 제3 변형례를 나타내는 단면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 이미지 센서 칩 패키지는 압착에 의한 접착부재의 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 제외하고는 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 2 내지 도 4에서 도 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 상기 형상 변형부의 제1 변형례(120)는 상기 회로기판(100)의 표면으로부터 돌출높이(h)만큼 돌출된 돌출부(121)를 포함한다. 따라서, 상기 이미지 센서 칩(200)의 중앙부(C)는 회로기판(100)의 상면(101)으로부터 돌출높이(h)만큼 이격되어 접착된다.
따라서, 상기 이미지 센서 칩(200)이 상기 돌출부(121)의 상부에서 압착되는 경우, 상기 돌출부(121)의 상면(121a)에 분사된 액적은 상기 상면(121a)을 따라 퍼진다. 그러나, 상기 상면(121a)을 벗어나면, 회로기판(100)의 상면과 이미지 센서 칩(200) 사이의 이격공간(S)에 수용되고 상기 돌출부(121)의 측벽(121b) 주변부에 분포하게 된다. 즉, 상기 접착부재(300)는 압착이 완료되더라도 상기 돌출부(121)의 상면(121a)과 측벽(121b) 주변부에 배치되어 상기 회로기판(100)의 상면(101)을 따른 수평 퍼짐이 제한된다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩(200)과 상기 접착부재(300)의 접착면적(AA)을 일정한 범위로 균일하게 조정할 수 있다.
예를 들면, 상기 돌출높이(h)는 상기 회로기판(100)의 상면(101)으로부터 약 10㎛ 내지 약 200㎛의 범위를 갖도록 설정한다. 상기 돌출높이(h)가 10㎛ 보다 작은 경우에는 상기 이격공간(S)이 협소하여 접착부재의 액적 퍼짐을 방지의 효율성이 떨어지고, 상기 돌출높이(h)가 200㎛ 보다 큰 경우에는 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100)의 접착면적이 상기 돌출부(121)의 상면으로 제한되어 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100) 사이의 접착력이 약화될 수 있다. 따라서, 상기 돌출높이(h)는 상기 회로기판(100)의 상면(101)으로부터 약 10㎛ 내지 약 200㎛의 범위를 갖도록 설정되며, 바람직하게는 약 50㎛ 내지 약 100㎛의 범위를 갖는다.
상기 돌출부(121)는 이미지 센서 칩(200)과 충분히 접착할 수 있고 상기 회로기판(100)과 이미지 센서 칩(200) 사이에 충분한 이격공간(S)을 형성할 수 있다면, 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 돌출부(120)는 원통 형상 또는 육면체 형상을 가질 수 있다.
상기 이미지 센서 칩(200)의 주변부와 상기 회로기판(100) 사이는 이격공간(S)에 의해 돌출높이(h)만큼 이격되어 있으므로, 이미지 회로 칩(200)의 상면에 배치된 접속패드와 상기 회로기판(100)을 본딩 와이어(400)로 접속하는 경우 상기 이미지 센서 칩(200)이 상기 회로기판(100)을 향하여 변형될 수 있다. 이를 방지할 수 있도록 상기 이미지 센서 칩(200)의 주변부와 회로기판(100) 사이의 이격공간을 매립하여 상기 이미지 센서 칩의 휨(deflection)을 방지하는 휨 방지부재(deflection hinderance member, 190)를 더 배치할 수 있다.
예를 들면, 상기 휨 방지부재(190)는 상기 돌출부(121)로부터 소정의 거리(d)만큼 이격되어 상기 돌출부(121)를 둘러싸는 고리모양으로 배치되며 상기 돌출부(121)보다 같거나 작은 높이를 갖는다. 상기 휨 방지 부재(190)는 일정한 강도를 갖도록 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100)의 접착면적(AA)은 상기 돌출부(121)의 상면(121a) 면적에 대응하는 제1 면적과 상기 측면(121b)과 인접하여 상기 접착부재(300)에 의해 덮이는 회로기판(100)의 상면(101) 면적에 대응하는 제2 면적으로 구성된다. 따라서, 상기 돌출부(121)는 상기 제1 면적 및 제2 면적의 합이 상기 이미지 센서 칩(200) 표면적(SS)의 약 50% 내지 약 70%의 범위를 갖도록 사이즈를 결정한다.
도 3을 참조하면, 상기 형상 변형부의 제2 변형례(130)는 상기 회로기판(100)의 표면으로부터 함몰깊이(r)만큼 함몰된 리세스(reces, 131)를 포함한다. 따라서, 상기 접착부재(300) 액적은 상기 리세스의 내부로 분사된다. 이때, 상기 리세스(131)는 접착부재(300) 액적의 약 90% 내지 95%를 수용할 수 있을 정도의 사이즈로 제공된다. 예를 들면, 상기 액적이 구형으로 분사되는 경우 상기 함몰깊이(r)를 상기 구형 액적 직경의 약 90% 내지 약 95%의 범위를 갖도록 제공될 수 있다.
이에 따라, 상기 접착부재(300)는 약 5% 내지 10%가 상기 리세스(131)의 상부로 노출되며, 상기 이미지 센서 칩(200)이 열압착되는 경우 상기 회로기판(100)의 상면(101)으로 퍼질 수 있다. 따라서, 접착부재(300)의 대부분을 상기 리세스(131)의 내부에 배치함으로써 상기 접착부재(300)와 이미지 센서 칩(200)의 접착면적(AA)을 조절할 수 있다.
이때, 상기 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100)의 접착면적(AA)은 상기 리세스(131)의 바닥면(131a) 면적에 대응하는 제1 면적과 상기 리세스(131)와 인접하고 상기 접착부재(300)에 의해 덮이는 회로기판(100)의 상면(101) 면적에 대응하는 제2 면적으로 구성된다. 따라서, 상기 리세스(131)는 상기 제1 면적 및 제2 면적의 합이 상기 이미지 센서 칩(200) 표면적(SS)의 약 50% 내지 약 70%의 범위를 갖도록 사이즈를 결정한다.
도 4를 참조하면, 상기 형상 변형부의 제3 변형례(140)는 상기 회로기판(100)의 표면으로부터 일정한 폭과 깊이를 갖는 트렌치(trench, 142)에 의해 고립되는 고립부(141)를 포함한다. 상기 고립부(141)는 상기 이미지 센서 칩(200)의 중앙부(C)와 접착한다. 이때, 상기 접착부재(300)는 상기 고립부(141)의 상면(141a)과 상기 트렌치(142)의 내부에 배치된다.
예를 들면, 상기 회로기판(100)의 상면에 일정한 폭과 깊이를 갖는 트렌치(142)를 형성하면, 상기 트렌치(142)에 의해 한정되고 상면(101)의 다른 영역과 단절되는 고립부(141)가 형성된다. 예를 들면, 상기 트렌치(142)를 원형의 링 형상으로 형성하는 경우, 상기 고립부(141)는 원형 섬(circular island) 형상으로 제공될 수 있다. 상기 트렌치(142)의 형상에 따라 상기 고립부(141)의 형상은 다양하게 제공될 수 있다.
이때, 상기 접착부재(300)는 상기 고립부(141)의 상면에 액적(liquid droplet)으로 제공되고, 상기 이미지 센서 칩(200)에 의해 압착되는 경우 고립부(141)의 상면(141a)을 따라 수평방향으로 퍼지게 된다. 그러나, 고립부(141)의 상면(141a)을 따라 퍼진 접착부재(300)는 상기 트렌치(142)의 내부에 저장되어 회로기판(100)의 상면(101)으로 퍼지는 것은 방지된다. 따라서, 대부분의 접착부재(300)는 상기 고립부(141)의 상면(141a)과 상기 트렌치(142)의 내부에 배치됨으로써 상기 접착부재(300)와 이미지 센서 칩(200)의 접착면적(AA)을 조절할 수 있다.
이때, 상기 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100)의 접착면적(AA)은 상기 고립부(141)의 상면(141a) 면적에 대응하는 제1 면적과 상기 트렌치(142)의 바닥면(142a) 면적에 대응하는 제2 면적으로 구성된다. 상기 트렌치(142)를 매립하는 접착부재(300)가 트렌치(142)를 충분히 매립하지 못하는 경우에는 상기 접착면적(AA)은 상기 제1 면적으로 축소될 수 있다. 이와 달리, 상기 접착부재(300)가 상기 트렌치(142)를 매립한 후 트렌치(142)와 인접한 회로기판(100)의 상면(101)으로 연장되어 퍼지는 경우에는 접착부재(300)에 의해 덮이는 회로기판의 상면(101)인 제3 면적까지 상기 접착면적(AA)이 연장될 수 있다. 따라서, 상기 트렌치(142)는 상기 제1 면적 및 제2면적 또는 제3 면적의 합이 상기 이미지 센서 칩(200) 표면적(SS)의 약 50% 내지 약 70%의 범위를 갖도록 사이즈를 결정한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 칩 패키지에 의하면, 접착부재와 이미지 센서 칩의 접착위치 및 접착면적을 회로기판 상에 형성된 형상 변형부를 통하여 일정하게 유지함으로써 이미지 센서 칩 패키지의 접착특성을 균일하게 형성할 수 있다. 특히, CMOS 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성은 이미지 센서 칩과 접착부재 사이의 접착위치와 접착면적에 의해 크게 좌우되므로 상기 접착특성의 균일화 개선에 의해 휨 특성도 현저하게 개선할 수 있다.
특히, 상기 형상 변형부를 회로기판과 이미지 센서 칩의 정렬시 정렬부재로 이용함으로써, 상기 형상 변형부에 이미지 센서 칩의 중앙부를 접착시킴으로써 상기 접착위치 및 접착면적을 이미지 센서 칩의 중앙부를 중심으로 배치할 수 있다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성을 현저하게 개선할 수 있다.
본 실시예의 경우, 상기 회로기판 상에 이미지 센서 칩이 실장되는 이미지 센서 칩 패키지를 개시하고 있지만, 이미지 센서 칩뿐만 아니라 다양한 칩이 실장되는 칩 패키지 구조물에도 본 발명이 적용될 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 광센서 칩이나 터치 센서 칩과 같은 다른 센서 칩이 실장될 수도 있고, 반도체 웨이퍼 상에 배치된 다양한 전자 칩(electronic chips)이 실장될 수도 있다. 또한, 마이크로 미세 공정에 의해 형성된 기계 장치를 포함하는 멤스(Micro-electromechanical system, MEMS) 칩이 실장되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
이미지 센서 모듈 및 이미지 센서 시스템
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지를 구비하는 이미지 센서 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 모듈(1000)은 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 구비하는 회로기판 상에 실장되어 외부로부터 입사된 광 신호를 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서 칩을 구비하는 이미지 센서 칩 패키지(500), 상기 회로기판 상에 배치되어 상기 이미지 센서 칩을 보호하고 상기 이미지 센서 칩을 부분적으로 노출하는 개구를 구비하는 하우징(600) 및 상기 개구를 통하여 상기 광 신호를 상기 이미지 센서 칩으로 안내하는 렌즈유닛(700)을 포함한다.
상기 이미지 센서 칩 패키지(500)는 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지(500)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 도 5에서 도 1과 동일한 구성요소는 동일한 기능을 수행하며 동일한 참조부호를 사용한다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩 패키지(500)는 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부(110)를 구비하는 회로기판(100), 중앙부(C)가 상기 형상 변형부(110) 상에 위치하고 상기 형상 변형부(110)를 덮도록 상기 회로기판(100) 상에 배치되어 외부로부터 입사된 광신호를 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서 칩(200) 및 상기 형상 변형부(110)의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩(200)과 상기 회로기판(100) 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩(200)과의 접착 면적이 상기 이미지 센서 칩(200)의 표면적보다 작도록 배치되는 접착부재(300)를 구비한다. 따라서, 상기 이미지 센서 칩(200)과 회로기판(100) 사이의 접착면적 및 접착위치가 일정하게 유지되므로 상기 이미지 센서 패키지(500)의 휨(warpage) 특성을 개선할 수 있다.
상기 이미지 센서 칩 패키지(500)는 도 2 내지 도 4에 도시된 형상 변형부의 제1 내지 제3 변형례를 구비할 수도 있다. 상기 이미지 센서 칩 패키지(500)에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
상기 하우징(600)은 상기 이미지 센서 칩 패키지(500)를 둘러싸도록 상기 회로기판(100)의 주변부를 따라 배치되고 상부에는 상기 이미지 센서 칩(200)의 수광부(290)를 노출하는 개구(610)가 배치된다. 예를 들면, 상기 하우징(600)은 에폭시(epoxy) 수지, 알키드(alkyd) 수지 또는 실리콘 수지 등을 이용하여 사출금형으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈 유닛(800)은 상기 개구(610)를 통하여 광 신호를 이미지 센서 칩(200)으로 안내한다. 예를 들면, 상기 렌즈 유닛(700)은 상기 개구(610)의 상부에 배치되어 외부의 광을 집광하여 이미지 센서 칩으로 안내하는 적어도 하나의 렌즈(710), 상기 렌즈(710)를 지지하는 경통(barrel, 720) 및 상기 경통(720)의 하부에 배치되어 상기 렌즈(710)를 통과한 광으로부터 적외선을 필터링하는 적외선 차단 필터(730)를 포함한다.
상기 렌즈(710)는 유리 같은 투명한 재질로 형성되어 외부의 피사체로부터 반사되는 광을 모으거나 발산시켜 광학적 상(像)을 맺게 한다. 상기 렌즈는 이미지 센서 모듈의 사용 환경에 따라 다수의 렌즈로 구성될 수 있다.
상기 경통(720)은 내부 공간이 상기 개구(610)와 연통하도록 상기 하우징의 상부에 배치되고 내부에 상기 렌즈(710)를 구비한다. 따라서, 상기 경통(720)으로 피사체로부터의 반사광을 접수하고 상기 경통(720)에 배치된 렌즈(710)를 통하여 광학적 상을 형성한다. 상기 경통(720)의 내부에는 상기 렌즈(710)를 고정하기 위한 다양한 렌즈 홀더(미도시)들이 구비되고 상기 경통(720)과 하우징(600)은 경통 체결수단(미도시)에 고정된다.
상기 적외선 차단필터(730)는 상기 렌즈(710)와 이미지 센서 칩(200)의 수광부(290) 사이에 배치되어 외부로부터 입사된 광으로부터 적외선 영역을 차단시켜 이미지 센서 모듈의 색재현성을 향상한다.
접속단자(800)가 상기 회로기판(100) 상에 배치되어 이미지 센서 모듈로의 신호전달을 수행한다. 예를 들면, 상기 이미지 센서 모듈의 구동신호나 외부 저장장치와의 데이터 전송신호들이 상기 접속단자(800)를 통하여 전송될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 이미지 센서 패키지를 구성하는 회로기판을 상기 이미지 센서 모듈의 모듈기판으로 이용하는 것을 개시하고 있지만, 별도의 모듈기판 상에 상기 이미지 세서 패키지를 배치할 수도 있음은 자명하다. 즉, 별도의 모듈기판 상에 도 1에 도시된 이미지 센서 칩 패키지(500)를 접속하고 상기 하우징과 렌즈유닛을 모듈기판 상에 배치할 수도 있다. 이때, 상기 모듈기판 상에 별도의 방열수단을 부가하거나 이미지 센서 모듈의 기능을 부가적으로 보조할 수 있는 소자를 배치함으로써 상기 이미지 센서 모듈의 품질을 높일 수 있다. 예를 들면, 상기 모듈기판의 내부에 이미지 센서 모듈의 방열특성을 높이기 위한 다양한 냉각수단을 더 배치할 수도 있으며, 이때 상기 이미지 센서 패키지를 모듈기판의 하부에 배치함으로써 상기 이미지 센서 모듈의 전체 두께를 감소시킬 수도 있다.
도 6은 도 5에 도시된 이미지 센서 모듈을 구비하는 이미지 센서 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 시스템(2000)은 디지털 이미지를 생성하는 이미지 센서 모듈(1000), 상기 이미지 센서 모듈(1000)에 의해 생성된 이미지를 처리하는 이미지 처리 프로세서(1100), 상기 이미지 처리 프로세서(1100)와 데이터 통신을 수행하여 데이터화된 이미지를 저장하는 메모리 모듈(1200), 이미지 처리 프로세서(320)와 데이터 통신을 수행하는 입/출력 장치(1400)를 포함할 있다. 예를 들면, 상기 전자 시스템(1000)은 휴대용 전화기(cellular phone), 디지털 카메라(digital camera), 디지털 비디오카메라 또는 휴대용 컴퓨터(portable computer)등을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서 모듈(1000)은 도 5를 참조하여 설명된 이미지 센서 모듈(1000)과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 상기 이미지 센서 모듈(1000)에서 촬영된 이미지 신호는 도 5에 도시되지 않았으나 아날로그-디지털 변환기(AD converter)와 같은 신호 처리 회로를 통하여 디지털 데이터로 변환되어 상기 이미지 처리 프로세서(1100)에 전송된다.
이미지 처리 프로세서(1100)는 디지털로 변환된 이미지에 대하여 다양한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 특히, 디지털로 변환된 이미지는 플래시 메모리와 같은 휘발성 메모리에 임시로 저장되어 데이터 처리가 수행될 수도 있다. 이미지 처리 프로세서(1100)에 의해 처리된 이미지는 메모리 모듈(12000)에 저장될 수 있다. 메모리 모듈(1200)은 비휘발성 메모리와 같이 읽기 및 쓰기가 가능한 도체 메모리를 포함한다. 예를 들면, 상기 메모리 모듈은 소정의 용량을 갖는 플래시 메모리 카드로 구성될 수 있다.
상기 입/출력 장치(1300)를 통하여 개인용 컴퓨터 또는 컴퓨터의 네트워크와 같은 다른 전자 시스템과 이미지 데이터를 교환할 수 있다. 예를 들어, 이미지 처리 프로세서(1100)에서 처리된 이미지가 상기 입/출력 장치(1300)와 접속된 외부 기기, 예를 들면, 외부 디스플레이, 개인용 컴퓨터 및 프린터 등으로 출력될 수 있다. 아울러, 입/출력 장치(1300)는 컴퓨터 또는 상술한 휴대용 전화기(cellular phone) 등의 주변 버스라인 (bus line), 고속 디지털 전송 라인, 또는 무선 송/수신용 안테나로 데이터화된 이미지를 제공할 수 있다. 상기 이미지 센서 모듈(1000), 이미지 처리 프로세서(1100), 메모리 모듈(1200) 및 입/출력 장치(1300) 상호 간의 이미지 데이터에 대한 통신은 통상의 컴퓨터 버스 구조체들(bus architectures)을 사용하여 수행된다.
상술한 바와 같은 이미지 센서 모듈 및 상기 이미지 센서 모듈을 구비하는 이미지 센서 시스템에 의하면, 접착부재와 이미지 센서 칩의 접착위치 및 접착면적을 회로기판 상에 형성된 형상 변형부를 통하여 일정하게 유지함으로써 이미지 센서 칩 패키지의 접착특성을 균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩 패키지의 휨(warpage) 특성을 개선할 수 있고 상기 이미지 센서 모듈 및 이를 구비하는 이미지 센서 시스템의 동작불량을 현저하게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈에 의하면, 접착부재와 이미지 센서 칩의 접착위치 및 접착면적을 회로기판 상에 형성된 형상 변형부를 통하여 일정하게 유지함으로써 이미지 센서 칩 패키지의 접착특성을 균일하게 형성할 수 있다. 특히, CMOS 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성은 이미지 센서 칩과 접착부재 사이의 접착위치와 접착면적에 의해 크게 좌우되므로 상기 접착특성의 균일화 개선에 의해 휨 특성도 현저하게 개선할 수 있다.
특히, 상기 형상 변형부를 회로기판과 이미지 센서 칩의 정렬시 정렬부재로 이용함으로써, 상기 형상 변형부에 이미지 센서 칩의 중앙부를 접착시킴으로써 상기 접착위치 및 접착면적을 이미지 센서 칩의 중앙부를 중심으로 배치할 수 있다. 이에 따라, 상기 이미지 센서 칩 패키지의 휨 특성을 현저하게 개선할 수 있다.
본 발명은 반도체 칩을 회로기판에 실장하는 칩 패키지 구조물 및 상기 칩 패키지 구조물을 구비하는 다양한 전자 시스템에 채택되어 유용하게 이용될 수 있다. 특히, CMOS 이미지 센서 칩이 실장된 CMOS 이미지 센서 칩 패키지 구조물 및 이를 이용하는 다양한 이미지 센서 시스템에 널리 이용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 구비하는 회로기판;
    중앙부가 상기 형상 변형부 상에 위치하고 상기 형상 변형부를 덮도록 상기 회로기판 상에 배치되는 이미지 센서 칩; 및
    상기 형상 변형부의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩과 상기 회로기판 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩과의 접착 면적이 상기 이미지 센서 칩의 표면적보다 작도록 배치되는 접착부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 형상 변형부는 상기 회로기판의 표면으로부터 돌출높이만큼 돌출된 돌출부를 포함하여, 상기 접착부재는 상기 돌출부의 상면과 측면을 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩의 주변부와 상기 회로기판 사이의 이격공간을 매립하여 상기 이미지 센서 칩의 휨(deflection)을 방지하는 휨 방지부재(deflection hinderance member)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 형상 변형부는 상기 회로기판의 표면으로부터 함몰깊이만큼 함몰된 리세스(recess)를 포함하고, 상기 접착부재는 상기 리세스의 내부 및 상기 리세스와 인접한 상기 회로기판의 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 형상 변형부는 상기 회로기판의 표면으로부터 일정한 깊이를 갖는 트렌치(trench)에 의해 고립되는 고립부를 포함하고, 상기 접착부재는 상기 고립부의 상면과 상기 트렌치의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접착부재는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수자, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합물 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩은 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 소자를 이용하는 CMOS 이미지 센서 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 회로기판은 유기물 기판, 실리콘 기판, 세라믹 기판 및 인쇄회로 기판(printed circuit board, PCB)중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접착면적은 상기 표면적의 50% 내지 70%의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 칩 패키지.
  10. 압착에 의한 액적 퍼짐(liquid drop diffusion)을 방지하는 형상 변형부를 구비하는 회로기판, 중앙부가 상기 형상 변형부 상에 위치하고 상기 형상 변형부를 덮도록 상기 회로기판 상에 배치되어 외부로부터 입사된 광신호를 이미지 신호로 변환하는 이미지 센서 칩 및 상기 형상 변형부의 상면 및 주변부에서 상기 이미지 센서 칩과 상기 회로기판 사이에 배치되고 상기 이미지 센서 칩과의 접착 면적이 상기 이미지 센서 칩의 표면적보다 작도록 배치되는 접착부재를 구비하는 이미지 센서 칩 패키지;
    상기 회로기판 상에 배치되어 상기 이미지 센서 칩을 보호하고 상기 이미지 센서 칩을 부분적으로 노출하는 개구를 구비하는 하우징; 및
    상기 개구를 통하여 상기 광 신호를 상기 이미지 센서 칩으로 안내하는 렌즈유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
KR20130103897A 2013-08-30 2013-08-30 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈 KR20150025831A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130103897A KR20150025831A (ko) 2013-08-30 2013-08-30 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130103897A KR20150025831A (ko) 2013-08-30 2013-08-30 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150025831A true KR20150025831A (ko) 2015-03-11

Family

ID=53021977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130103897A KR20150025831A (ko) 2013-08-30 2013-08-30 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150025831A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170118435A (ko) * 2016-04-15 2017-10-25 에스케이하이닉스 주식회사 만곡한 상면을 갖는 이미지 센서들 및 그것을 가진 이미지 센서 모듈들
CN109194860A (zh) * 2018-11-06 2019-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 成像模组、摄像头组件及电子装置
CN111970417A (zh) * 2019-05-20 2020-11-20 三星电机株式会社 相机模块

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170118435A (ko) * 2016-04-15 2017-10-25 에스케이하이닉스 주식회사 만곡한 상면을 갖는 이미지 센서들 및 그것을 가진 이미지 센서 모듈들
CN109194860A (zh) * 2018-11-06 2019-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 成像模组、摄像头组件及电子装置
CN109194860B (zh) * 2018-11-06 2024-05-10 Oppo广东移动通信有限公司 成像模组、摄像头组件及电子装置
CN111970417A (zh) * 2019-05-20 2020-11-20 三星电机株式会社 相机模块
KR20200133502A (ko) * 2019-05-20 2020-11-30 삼성전기주식회사 카메라 모듈
US11252311B2 (en) 2019-05-20 2022-02-15 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module
US11706510B2 (en) 2019-05-20 2023-07-18 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102005437B (zh) 图像感测元件的电子装置、晶片级透镜组
US7782391B2 (en) Camera module having a structure for preventing external electronic waves and noise from being introduced into the camera module
US7929033B2 (en) Image sensor package and camera module having same
KR101711007B1 (ko) 이미지 센서 패키지를 갖는 이미지 센서 모듈
US8514317B2 (en) Compact camera module
US7829966B2 (en) Electronic assembly for image sensor device
US20080297645A1 (en) Camera module with compact packaging of image sensor chip and method of manufacturing the same
US8164676B2 (en) Camera module providing reliable long term adherence
KR20110001659A (ko) 카메라 모듈
US7638864B2 (en) Chip package, method of making same and digital camera module using the package
US8760559B2 (en) Miniaturization image capturing module and method of manufacturing the same
KR20110127913A (ko) 카메라 모듈
KR20090052019A (ko) 카메라 모듈 및 그 제조방법
US20180337302A1 (en) Portable electronic device, image-capturing module thereof and carrier assembly thereof
US20070228403A1 (en) Micro-element package module and manufacturing method thereof
US20100025793A1 (en) Assembly for image sensing chip and assembling method thereof
KR20100062380A (ko) 카메라모듈
JP2011123497A (ja) カメラモジュール及びその製造方法
KR101712364B1 (ko) 카메라 모듈 및 이의 제조 방법
US9466632B2 (en) Image sensor package and an image sensor module having the same
KR101632343B1 (ko) 이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈
KR20150025831A (ko) 이미지 센서 칩 패키지 및 이를 구비하는 이미지 센서 모듈
US8169043B2 (en) Optical seneor package structure and manufactueing method thereof
US8049809B2 (en) Solid-state image pickup device and electronic instruments
KR20070008276A (ko) 디지털 카메라용 이미지 센서 모듈

Legal Events

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