KR100464965B1 - Housing of image sensor module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박형의 이미지 촬상 장치에 적용되는 이미지 센서 모듈의 하우징에 관한 것으로 특히, 이미지 센서위에 범프를 형성하고 전도성 접착제를 사용하여 구멍이 뚫린 FPCB위에 접착한 모듈을 3면에 가이드 홈 및 턱을 형성하고 있는 렌즈 하우징에 패키지 모듈을 삽입시키도록 함으로써 플립 칩 패키지(flip chip package)가 완료된 모듈을 렌즈 하우징(Housing; 118)에 에폭시접착제를 사용하여 접착 조립해야 하는 종전의 선행 기술에 비하여 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 모듈 하우징에 관한 것이다.The present invention relates to a housing of an image sensor module applied to a thin image pickup device. In particular, a guide groove and a jaw are formed on three sides of a module formed with a bump formed on an image sensor and bonded onto a perforated FPCB using a conductive adhesive. By inserting the package module into the lens housing to be formed, the module price of the flip chip package is completed compared to the prior art, which requires the adhesive assembly of the module to the lens housing (118) using an epoxy adhesive. An image sensor module housing can be lowered.
Description
본 발명은 박형의 이미지 촬상 장치에 적용되는 이미지 센서 모듈의 하우징에 관한 것으로 특히, 이미지 센서위에 범프를 형성하고 전도성 접착제를 사용하여 구멍이 뚫린 FPCB위에 접착한 모듈을 3면에 홈 가이드(턱)를 형성하고 있는 렌즈 하우징에 패키지 모듈을 삽입시키도록 함으로써 플립 칩 패키지(flip chippackage)가 완료된 모듈을 렌즈 하우징(Housing; 118)에 에폭시접착제를 사용하여 접착 조립해야 하는 종전의 선행 기술에 비하여 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 모듈 하우징에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a housing of an image sensor module applied to a thin image capturing apparatus. In particular, a groove guide (chin) is formed on a three-side surface of a module formed by bumps on an image sensor and bonded onto a perforated FPCB using a conductive adhesive. By inserting the package module into the lens housing forming the shape of the module, the flip chip package (flip chip package) is completed, compared to the prior art that the adhesive assembly to the lens housing (Housing) 118 using an epoxy adhesive An image sensor module housing can be lowered.
현재 디지털 카메라는 인터넷 영상 통신 등과 함께 사용되는 빈도가 증가되고 있으며, 최근 PDA와 IMT-2000 단말기 등과 같은 차세대 이동통신단말기의 보급이 증가됨에 따라 이들 소형 정보통신단말기를 화상통신 등에 이용하기 위한 소형 카메라 모듈의 필요성이 증가하고 있다. 즉 디지털 카메라 제품의 고기능화 및 다기능화와 직간접적으로 연결되는 초슬림형 카메라 모듈에 대한 수요가 크게 늘어나고 있다.Nowadays, digital cameras are increasing in frequency with Internet video communication, and with the recent increase of the next generation mobile communication terminals such as PDAs and IMT-2000 terminals, small cameras for using these small information communication terminals for video communication, etc. The need for modules is increasing. In other words, the demand for ultra-slim camera modules, which are directly and indirectly connected to high functional and multifunctional digital camera products, is increasing.
특히 향후에는 PDA등이 단순 일정관리를 위한 용도만에서 탈피하여 카메라 모듈, 이동통신 모듈 등 다양한 주변장치를 활용한 멀티미디어 기기로서 탈바꿈하게 됨으로써, 정보통신서비스 목표가 장소와 시간에 구애받지 않고 음성 및 데이터는 물론 정지화상 및 동영상까지 저장, 전송 및 제공할 수 있는 멀티미디어 서비스라고 생각하는 것은 물론이며, 점점 더 소형화 및 초 박형화된 카메라 모듈의 필요성이 증대되리라 예상된다.In particular, in the future, PDAs will not be used for simple schedule management, but will be transformed into multimedia devices using various peripheral devices such as camera modules and mobile communication modules. Of course, it is a multimedia service that can store, transmit, and provide still images and videos, and it is expected that the need for an increasingly smaller and ultra thin camera module will increase.
이에 카메라 모듈의 기본적인 구성요소가 되는 CCD나 CMOS 이미지 센서를 이용한 이미지 센서 모듈의 경우 CLCC(ceramic leadless chip carrier) 또는 COB(chip on board) 방식의 패키지에 홀(hall)을 이용하여 모듈의 높이를 줄이려는 노력이 요구되고 있다.Therefore, in the case of an image sensor module using a CCD or CMOS image sensor, which is a basic component of the camera module, the height of the module is increased by using a hole in a package of a CLCC (ceramic leadless chip carrier) or a COB (chip on board) method. Efforts to reduce are required.
상기 이미지 센서 모듈의 대표적인 구조에 따른 제조 공정을 첨부한 도 1내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 우선 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 제조공정을 통해 웨이퍼에 형성된 다수의 이미지 센서 칩을 낱개로 분리한다. 이때, 이미지 센서 칩(51)에는 실질적으로 이미지를 감지할 수 있는 이미지 영역(52)이 존재한다.Referring to FIGS. 1 to 6 attached to a manufacturing process according to a representative structure of the image sensor module, first, as shown in FIG. 1, a plurality of image sensor chips formed on a wafer through a semiconductor manufacturing process may be individually described. To separate. At this time, the image sensor chip 51 has an image area 52 capable of substantially detecting an image.
이후, 첨부한 도 2에서와 같이 상기 도 1의 과정을 통해 낱개로 분리되어진 이미지 센서 칩(51)을 회로기판(50)위에 다이 본딩한다. 상기 도 2의 과정을 통해 이미지 센서 칩이 회로기판위에 다이 본딩되어지면, 첨부한 도3의 과정에서와 같이 이미지 센서칩과 회로기판간의 전기적인 연결을 위해 와이어(53)를 이용한 와이어 본딩을 수행하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 2, the image sensor chip 51 separately separated through the process of FIG. 1 is die bonded onto the circuit board 50. When the image sensor chip is die-bonded on the circuit board through the process of FIG. 2, wire bonding is performed using wires 53 for electrical connection between the image sensor chip and the circuit board as shown in FIG. 3. Done.
첨부한 도 3에서와 같이 와이어 본딩 과정이 종료되면, 첨부한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 커버글라스 혹은 IR-필터(30)가 합성수지(40)를 통해 접착되어있는 하우징(10)을 첨부한 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 와이어 본딩된 이미지 센서칩이 있는 회로기판위에 역시 합성수지(40)를 이용하여 접착시켜 촬상소자 모듈의 기밀성을 유지한다When the wire bonding process is completed as shown in FIG. 3, the cover glass or the IR-filter 30 is attached to the housing 10 to which the cover glass or the IR-filter 30 is bonded through the synthetic resin 40, as shown in FIG. 4. As shown in FIG. 5, a synthetic resin 40 is also adhered onto the circuit board having the wire-bonded image sensor chip to maintain the airtightness of the imaging device module.
이후, 첨부한 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 렌즈(21)를 구비하고 있는 홀더(holder; 20)가 상기 하우징(10)의 개구부에 안착 또는 나사 결합되어 진다.Subsequently, as shown in FIG. 6, a holder 20 including the lens 21 is seated or screwed into the opening of the housing 10.
첨부한 도 6을 참조하여 최종적으로 체결이 완료된 찰상소자의 모듈 팩키지 구조를 살펴보면, 내부에 공간부(11)가 마련된 하우징(housing;10)을 구비한다.Referring to FIG. 6, the module package structure of the scratch device that is finally fastened is provided, and a housing 10 having a space 11 is provided therein.
상기 하우징(10)의 일단부에는 홀더(holder; 20)가 개재되는 바, 이 홀더(20)의 내부에는 이미지(image)의 정확한 집속을 위한 렌즈(lens; 21)가 내장된다.A holder 20 is interposed in one end of the housing 10, and a lens 21 for accurately focusing an image is embedded in the holder 20.
한편, 하우징(10)의 공간부(11)상에는 조리개 즉, 아이리스 필터(IR filter;30)가 합성수지(epoxy)수지(40)를 통해 접착 고정되며, 단부에는 세라믹 회로기판(50)이 역시 합성수지 수지(40)를 통해 고정 설치된다.On the other hand, on the space 11 of the housing 10, an aperture, that is, an iris filter (IR filter) 30 is adhesively fixed through the synthetic resin (epoxy) resin 40, the ceramic circuit board 50 is also synthetic resin at the end It is fixedly installed through the resin 40.
이 회로기판(50)의 상면에는 이미지 센서(image sensor;51)가 마련된다.An image sensor 51 is provided on the upper surface of the circuit board 50.
이때 전술한 이미지 센서(51)는 다이 본딩(die bonding)을 한 후, 다시 와이어 본딩(wire bonding)을 통해 회로기판(50)상에 설치되는 것이다.In this case, the image sensor 51 is installed on the circuit board 50 through die bonding and then wire bonding.
상술한 바와 같은 종래의 이미지 센서 모듈은 그 동작상의 문제는 없으나 이때 와이어 본딩을 해야할 면적이 필요하므로 많은 공간이 필요하여 기본적인 부피가 크기 때문에 점차 소형화 및 박형화 되어지는 기기에 사용하기가 용이하지 않다는 문제점이 발생되었다.The conventional image sensor module as described above does not have a problem in operation, but at this time, an area to be wire-bonded requires a lot of space, and thus it is not easy to use in a device that is gradually miniaturized and thinned due to its large basic volume. This occurred.
상술한 바와 같은 대표적인 종래 기술 즉, 첨부한 도 1내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같은 공정을 통해 만들어지는 이미지 센서 모듈의 문제점을 해소하기 위하여 제안되어진 선행기술이 첨부한 도 7에 도시되어 있다.The prior art proposed in order to solve the problem of the image sensor module made through the representative prior art as described above, that is, the process as shown in the accompanying Figures 1 to 6 is shown in Figure 7 attached.
첨부한 도 7에 도시되어 있는 선행 기술은 투명 매질(116)에 개구부를 갖는 FPCB(112)의 일면을 참조번호 115에 의해 접착하고 타면은 고체 촬상소자(111)가 촬상면을 상기 개구부 내에 임하게 한 후 범프(113)를 이용하여 전기적으로 접속하게 하는 것으로서, 상기 범프의 접촉면이 접착제(114)에 의해 접착되어 밀봉된 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자를 나타낸다.The prior art shown in FIG. 7 attaches one surface of the FPCB 112 having an opening to the transparent medium 116 by reference numeral 115, and the other surface causes the solid-state imaging device 111 to face the imaging surface within the opening. The contact surface of the said bump is adhere | attached and sealed by the adhesive agent 114, and it connects electrically using the back bump 113, The solid-state image sensor is shown.
이때, 상기 도 7에서는 참조번호 117로 지칭되는 랜즈가 일체로 구성되어진하우징(118)과 결합되어짐에 따라 최종적인 이미지 센서 모듈의 패키지를 이루게 되는 것이다.In this case, as shown in FIG. 7, the lens referred to as 117 is combined with the housing 118 formed integrally to form a package of the final image sensor module.
그러나, 상술한 도 7에 도시되어 있는 바와 같은 선행 기술은 플립 칩 패키지(flip chip package)가 완료된 모듈을 렌즈 하우징(Housing; 118)에 에폭시접착제를 사용하여 접착 조립해야 하기 때문에 생산성이 떨어지고 생산 단가가 높게 책정되는 문제점이 발생되었다.However, the prior art, as shown in FIG. 7, described above, requires a module in which a flip chip package is completed to be adhesively assembled using an epoxy adhesive to a lens housing 118, thereby reducing productivity and producing a unit cost. There is a problem that is set high.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 박형의 이미지 촬상 장치에 적용되는 이미지 센서 모듈의 하우징에 관한 것으로 특히, 이미지 센서위에 범프를 형성하고 전도성 접착제를 사용하여 구멍이 뚫린 FPCB위에 접착한 모듈을 3면에 가이드 홈 및 가이드 턱을 형성하고 있는 렌즈 하우징에 패키지 모듈을 삽입시키도록 함으로써 플립 칩 패키지(flip chip package)가 완료된 모듈을 렌즈 하우징(Housing; 118)에 에폭시접착제를 사용하여 접착 조립해야 하는 종전의 선행 기술에 비하여 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 모듈 하우징을 제공하기 위한 제조 공정을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems relates to a housing of an image sensor module that is applied to a thin image pickup device, in particular a module formed by bumps on the image sensor and bonded to the perforated FPCB using a conductive adhesive The assembly of the flip chip package to the lens housing (118) by using an epoxy adhesive to insert the package module into the lens housing forming the guide groove and the guide jaw on three sides. It is to provide a manufacturing process for providing an image sensor module housing that can lower the unit cost compared to the prior art that should be.
도 1 내지 도 6은 종래 대표적인 이미지 센서 모듈의 제조 공정을 도시한 예시도.1 to 6 are exemplary views showing a manufacturing process of a typical representative image sensor module.
도 7은 다른 종래의 이미지 센서 모듈의 단면 예시도.7 is a cross-sectional view of another conventional image sensor module.
도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈 하우징과 이미지 센서 모듈 어셈블리와의 조립 상태 예시도.8 is an exemplary view illustrating an assembly state of an image sensor module housing and an image sensor module assembly according to the present invention;
도 9는 도 8에 도시되어 있는 모듈 하우징과 어셈블리의 조립 완료시 A-A를 기준으로 나타낸 단면 예시도.9 is an exemplary cross-sectional view of the module housing and assembly shown in FIG. 8 based on A-A upon completion of assembly;
도 10은 도 8에 도시되어 있는 모듈 하우징과 어셈블리의 조립 완료시 B-B를 기준으로 나타낸 단면 예시도.FIG. 10 is an exemplary cross-sectional view of the module housing and the assembly shown in FIG. 8 based on B-B when the assembly is completed; FIG.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈 하우징의 특징은, 투명 매질에 개구부를 갖는 FPCB의 일면을 접착하고 타면은 이미지 센서가 촬상면을 상기 개구부 내에 임하게 한 후 범프를 이용하여 전기적으로 접속하고 상기 상기 범프의 접촉면이 접착제에 의해 접착되어 밀봉되어 있는 플립 칩 패키지를 렌즈와의 초점을 맞추어 결합하기 위한 하우징에 있어서: 내측면에 연속적으로 일정 크기로 돌출되어진 가이드 턱에 의해 분할되는 상단부에는 상기 렌즈가 고정되고, 상기 가이드 턱의 하단부에는 상기 플립 칩 패키지를 이루는 이미지 센서의 폭을 갖는 가이드홈과 상기 플립 칩 패키지를 이루는 FPCB의 폭을 갖는 가이드홈이 단차져 있고 그 높이는 각각의 단차 영역에 있어서 상기 플립 칩 패키지가 삽입될 정도의 높이를 갖게 되며, 상기 하단부의 단차 가이드 홈은 일측면이 개방되는 데 있다.A feature of the image sensor module housing according to the present invention for achieving the above object is to adhere one surface of the FPCB having an opening to a transparent medium and the other surface is electrically connected to the image sensor using the bump after the image sensor is placed in the opening A housing for focusing and coupling a flip chip package in which a contact surface of the bumps is bonded and sealed by an adhesive with a lens, the method comprising: a guide jaw that is continuously projected to a predetermined size on an inner surface The lens is fixed to the upper end, and the guide groove having the width of the image sensor constituting the flip chip package and the guide groove having the width of the FPCB constituting the flip chip package are stepped on the lower end of the guide jaw. The height of the flip chip package is inserted into the stepped area. The stepped guide groove of the lower end is to open one side.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above object and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 예시도로써, 도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈 하우징과 이미지 센서 모듈 어셈블리와의 조립 상태 예시도이며, 도 9는 도 8에 도시되어 있는 모듈 하우징과 어셈블리의 조립 완료시 A-A를 기준으로 나타낸 단면 예시도이고, 도 10은 도 8에 도시되어 있는 모듈 하우징과 어셈블리의 조립 완료시 B-B를 기준으로 나타낸 단면 예시도이다.8 to 10 are exemplary views illustrating an image sensor module according to the present invention. FIG. 8 is an exemplary view illustrating an assembly state of an image sensor module housing and an image sensor module assembly according to the present invention, and FIG. FIG. 10 is an exemplary cross-sectional view of the module housing and the assembly shown in FIG. 8 based on AA, and FIG. 10 is an exemplary cross-sectional view of the module housing and the assembly shown in FIG. 8 based on BB.
우선, 본 발명에 사용되는 기술적 관점은 이미지 센서 모듈의 제조공정에 있는 것이 아니라 하우징의 형상에 있는 것으로, 그 결합관계를 살펴보면 참조번호 211 내지 216까지의 결합 구조 모듈의 제조공정은 종전의 선행 기술과 별반 큰 차이를 갖지 않는다.First, the technical aspects used in the present invention are not in the manufacturing process of the image sensor module, but in the shape of the housing. Looking at the coupling relationship, the manufacturing process of the coupling structure modules of reference numerals 211 to 216 is known in the prior art. It doesn't make much difference.
즉, 플립 칩 패키지(flip chip package)를 구현하는 방식은 투명 매질(216)에 개구부를 갖는 FPCB(212)의 일면을 참조번호 214b로 지칭되는 열경화성 합성수지 첩착층에 의해 접착하고 타면은 이미지 센서(211)가 촬상면을 상기 개구부 내에 임하게 한 후 범프(213)를 이용하여 전기적으로 접속하게 하는 것으로서, 상기 범프의 접촉면이 접착제(214a)에 의해 접착되어 밀봉된 것을 나타낸다.That is, a flip chip package may be implemented by bonding one surface of the FPCB 212 having an opening to the transparent medium 216 by a thermosetting synthetic resin adhesive layer referred to as 214b, and the other surface of the FPCB 212 by an image sensor ( 211 causes the imaging surface to fall within the opening and then to be electrically connected using the bump 213, indicating that the contact surface of the bump is bonded and sealed by the adhesive 214a.
이하, 참조번호 211 내지 216까지의 결합 구조 모듈은 이미지 센서 모듈 어셈블리 혹은 플립 칩 패키지를 혼용하여 칭한다.Hereinafter, the coupling structure modules of reference numerals 211 to 216 are referred to interchangeably as an image sensor module assembly or a flip chip package.
본원 발명의 하우징(218)은 내측면에 연속적으로 일정 크기로 돌출되어진 가이드 턱(218c)에 의해 분할되며, 상기 가이드 턱(218c)의 상단부에는 렌즈(217)가 고정되고, 상기 가이드 턱(218c)의 하단부에는 참조번호 218b로 지칭되는 가이드홈이 형성되어 있다.The housing 218 of the present invention is divided by a guide jaw 218c protruding to a predetermined size continuously on the inner side, the lens 217 is fixed to the upper end of the guide jaw 218c, the guide jaw 218c At the lower end of the guide) is formed a guide groove referred to by reference number 218b.
이때, 상기 가이드홈(218b)은 상기 플립 칩 패키지를 이루는 이미지 센서(211)의 폭을 갖는 가이드 홈(참조번호 미부여)과 상기 플립 칩 패키지를 이루는 FPCB(212)의 폭을 갖는 가이드홈(참조번호 미부여)이 참조번호 218a와 같이 단차져 있고 그 높이는 각각의 단차 영역에 있어서 상기 플립 칩 패키지가 삽입될 정도의 높이를 갖게 된다.In this case, the guide groove 218b is a guide groove (not given a reference number) having a width of the image sensor 211 constituting the flip chip package and a guide groove having a width of the FPCB 212 constituting the flip chip package ( Reference numeral 218a) is stepped as shown by reference numeral 218a, and its height is such that the flip chip package is inserted in each stepped area.
또한, 상기 하단부의 단차 가이드 홈은 일측면에 개방되어 있다.In addition, the step guide groove of the lower end portion is open to one side.
즉, 이미지 센서의 폭을 갖는 가이드홈(218e)과 상기 플립 칩 패키지를 이루는 FPCB의 폭을 갖는 가이드홈(218d)이 단차져 있고 그 높이는 각각의 단차 영역에 있어서 상기 플립 칩 패키지가 삽입될 정도의 높이를 갖게 되며, 상기 하단부의 단차 가이드 홈은 일측면이 개방되는 데 있다.That is, the guide groove 218e having the width of the image sensor and the guide groove 218d having the width of the FPCB constituting the flip chip package are stepped, and the height thereof is such that the flip chip package is inserted in each step area. It will have a height, the stepped guide groove of the lower end is in that one side is open.
따라서, 개방되어진 일측면을 통해 상기 플립 칩 패키지가 상기 하단부의 단차 가이드 홈을 따라 삽입되어지며, 삽입이 완료되면 상기 하우징 하단부와 플립 칩 패키지를 고정하기 위하여 순간 접착제 등과 같은 접착제를 이용하여 일부분에 접착 고정시킨다.Therefore, the flip chip package is inserted along the step guide groove of the lower end through the opened one side surface, and when the insertion is completed, a portion of the flip chip package is attached to the part using an adhesive such as an instant adhesive to fix the housing lower part and the flip chip package. Adhesive fixation.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈 하우징을 제공하면, 플립 칩 패키지(flip chip package)가 완료된 모듈을 렌즈 하우징(Housing)에 에폭시접착제를 사용하여 접착 조립해야 하기 때문에 생산성이 떨어지고 생산 단가가 높게 책정되는 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있다.Providing the image sensor module housing according to the present invention as described above, since the module is completed by flip chip package (gluing) must be adhesively assembled using an epoxy adhesive to the lens housing (Housing) productivity is reduced and production cost The problem of the prior art which is set high is solved.
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