KR100476558B1 - 이미지 센서 모듈 및 그 제작 공정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박형의 이미지 촬상 장치에 적용되는 이미지 센서 모듈에 관한 것으로 특히, 글라스 웨이퍼위에 범프를 형성한 후 웨이퍼 레벨로 글라스와 이미지 센서를 접착하고 밀폐를 시킨 후 이를 이중의 다이싱(Dicing) 단계를 통해 커팅함으로서 글라스위에 범프를 만들기 때문에 이미지 센서의 불량을 막을수 있어 품질 향상이 기대되고 웨이퍼 레벨의 작업을 통해 생산성을 높이며 골드 와이어 공정을 제거할 수 있으므로 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 모듈 및 그 제작 공정에 관한 것이다.

Description

이미지 센서 모듈 및 그 제작 공정{Image sensor module and construction method}
본 발명은 박형의 이미지 촬상 장치에 적용되는 이미지 센서 모듈에 관한 것으로 특히, 글라스위에 범프를 형성한 후 웨이퍼 레벨로 글라스와 이미지 센서를 접착하고 밀폐를 시킨 후 이를 이중의 다이싱(Dicing) 단계를 통해 커팅함으로서 글라스위에 범프를 만들기 때문에 이미지 센서의 불량을 막을수 있어 품질 향상이 기대되고 웨이퍼 레벨의 작업을 통해 생산성을 높이며 골드 와이어 공정을 제거할 수 있으므로 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 모듈 및 그 제작 공정에 관한 것이다.
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.
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.
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.
상기 이미지 센서 모듈의 대표적인 구조에 따른 제작 공정을 첨부한 도 1내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 우선 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 제작공정을 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.
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.
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 유지한다
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.
첨부한 도 6을 참조하여 최종적으로 체결이 완료된 촬상소자의 모듈 팩키지 구조를 살펴보면, 내부에 공간부(11)가 마련된 하우징(housing;10)을 구비한다.
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.
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.
이 회로기판(50)의 상면에는 이미지 센서(image sensor;51)가 마련된다.
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.
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.
또한, 칩 단위 개개로 패키지(Package)를 해야하므로 생산성이 떨어지고 비용이 많이 든다.
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.
첨부한 도 7에 도시되어 있는 선행 기술은 일본 공개 특허 평 2001-068654에 기재된 발명의 구성을 나타낸 것으로, 투명기판(101)에 개구부를 갖는 FPCB(102)의 일면을 접착하고 타면은 고체 촬상소자(104)가 촬상면을 상기 개구부 내에 임하게 하고 범프(103)를 이용하여 전기적으로 접속하게 하는 것으로서, 측면이 실링제(105)에 의해 접착되어 밀봉된 것을 특징으로 하는 고체 촬상소자를 나타낸다.
상기 종래 구성에 의한 고체 촬상 소자의 특징은 FPCB와 고체 촬상소자를 골드 범프(Au-bump)로 조립하고 측면을 접착제로 밀폐하며 표면에 전기적 회로 패턴이 있는 상측의 투명기판을 열경화성 시트(106)로 조립하여 고체 촬상소자의 패키징을 수행하고 있다.
그러나, 이러한 선행 기술도 CMOS 이미지 센서 웨이퍼 위에 직접 범프를 만들기 때문에 공정 진행중 파티클(particle)불량 및 픽셀(pixel)이 손상되는 등등의 불량이 발생할 수 있으며, 더욱이 각각의 칩 상태로 분리하여 접착을 하기 때문에 생산성이 떨어진다는 문제점을 내포하고 있다.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 박형의 이미지 촬상 장치에 적용되는 이미지 센서 모듈에 관한 것으로 특히, 글라스위에 범프를 형성한 후 웨이퍼 레벨로 글라스와 이미지 센서를 접착하고 밀폐를 시킨 후 이를 이중의 다이싱(Dicing) 단계를 통해 커팅함으로서 글라스위에 범프를 만들기 때문에 이미지 센서의 불량을 막을수 있어 품질 향상이 기대되고 웨이퍼 레벨의 작업을 통해 생산성을 높이며 골드 와이어 공정을 제거할 수 있으므로 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 모듈 및 그 제작 공정을 제공하기 위한 제작 공정을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 특징은, 일측단의 소정 영역이 천공되어 있으며 타단에 연결되는 장치와의 전기신호의 전송 및 송신을 위한 도전 패턴이 형성되어 있는 플렉시블 PCB와; 중앙부의 임의의 영역에 존재하는 이미지 센서와 전기적인 신호의 흐름을 위한 금속패턴에 따른 패드가 주변주에 형성되어 있으며 상기 플렉시블 PCB의 일 측면에 형성되어 있는 천공영역에 안착되는 이미지 칩과; 상기 이미지 칩의 전체 면적을 커버하는 소정의 면적을 갖는 소정의 투명 매질과; 상기 투명 매질의 일 측면 주변부에 전기적 연결에 따른 도전성을 향상시키기 위해 형성되는 범프와; 상기 범프가 형성되어 있는 투명 매질의 일측면과 상기 이미지 칩을 겹쳐 상기 범프 형성 영역과 패드면 형성 영역을 접착하여 기밀성을 유지하기 위한 접합층; 및 상기 플렉시블 PCB의 천공영역 주변부와 안착된 이미지 칩의 후측면의 접촉 영역을 몰딩하는 에폭시 수지를 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 부가적인 특징으로, 상기 소정의 투명 매질은 글라스 또는 IR 필터 중 어느 하나를 사용하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 부가적인 다른 특징으로, 상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 접합층은 ACP 또는 ACF 또는 NCP 등이 사용되는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 특징은, 웨이퍼에 이미지 센서를 형성 배열하되 각 센서간에는 소정의 이격 거리를 갖도록 하고 각 이미지 센서 주변에 일정 패턴의 패드를 형성하는 제 1과정과; 웨이퍼 면적의 소정의 투명 매질 일 측면에 일정 패턴의 범프를 형성하는 제 2과정과; 상기 제 1과정을 통해 형성되어진 패드 영역 상부 혹은 상기 제 2과정을 통해 형성되어진 범프 영역 상부에 접합층을 형성하는 제 3과정과; 상기 제 3과정을 통해 형성된 접합층을 이용하여 상기 투명 매질 일 측면에 형성된 범프와 상기 패드가 대향하도록 접착하는 제 4과정과; 상기 제 4과정을 통해 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질이 서로 단차지도록 상기 웨이퍼 후면에서 다이싱 공정을 수행하는 제 5과정; 및 상기 제 5과정에서 셀 단위로 다이싱되어진 접착상태의 웨이퍼와 투명 매질의 단차 영역이 플렉시블 PCB의 패턴부의 천공 영역에 안착되어진 후 플렉시블 PCB와 웨이퍼 후면의 접합면을 에폭시 수지를 이용하여 몰딩하는 제 6과정을 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 부가적인 특징으로, 상기 소정의 투명 매질은 글라스 또는 IR 필터 중 어느 하나를 사용하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 부가적인 다른 특징으로, 상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 제 5과정은 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질의 웨이퍼 후면에서 상기 이미지 센서의 손상이 없는 범위 내에서 넓은 면적으로 상기 접합층의 손상이 없는 깊이를 다이싱하는 1차 다이싱 단계와; 상기 1차 다이싱 단계에서의 다이싱 면적보다 상대적으로 좁은 면적으로 상기 투명 매질까지 다이싱하는 2차 다이싱 단계를 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 특징은, 소정 영역이 천공되어 있으며 전기신호의 전송 및 송신을 위한 도전 패턴이 형성되어 있는 PCB와; 중앙부의 임의의 영역에 존재하는 이미지 센서와 전기적인 신호의 흐름을 위한 금속패턴에 따른 패드가 주변주에 형성되어 있으며 상기 PCB에 형성되어 있는 천공영역에 안착되는 이미지 칩과; 상기 이미지 칩의 전체 면적을 커버하는 소정의 면적을 갖는 소정의 투명 매질과; 상기 투명 매질의 일 측면 주변부에 전기적 연결에 따른 도전성을 향상시키기 위해 형성되는 범프와; 상기 범프가 형성되어 있는 투명 매질의 일측면과 상기 이미지 칩을 겹쳐 상기 범프 형성 영역과 패드면 형성 영역을 접착하여 기밀성을 유지하기 위한 접합층; 및 상기 PCB의 천공영역 주변부와 안착된 이미지 칩의 후측면의 접촉 영역을 몰딩하는 에폭시 수지를 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 부가적인 특징으로, 상기 소정의 투명 매질은 글라스 또는 IR 필터 중 어느 하나를 사용하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 부가적인 다른 특징으로, 상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 접합층은 ACP 또는 ACF 또는 NCP 등이 사용되는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 특징은, 웨이퍼에 이미지 센서를 형성 배열하되 각 센서간에는 소정의 이격 거리를 갖도록 하고 각 이미지 센서 주변에 일정 패턴의 패드를 형성하는 제 1과정과; 웨이퍼 면적의 소정의 투명 매질 일 측면에 일정 패턴의 범프를 형성하는 제 2과정과; 상기 제 1과정을 통해 형성되어진 패드 영역 상부 혹은 상기 제 2과정을 통해 형성되어진 범프 영역 상부에 접합층을 형성하는 제 3과정과; 상기 제 3과정을 통해 형성된 접합층을 이용하여 상기 투명 매질 일 측면에 형성된 범프와 상기 패드가 대향하도록 접착하는 제 4과정과; 상기 제 4과정을 통해 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질이 서로 단차지도록 상기 웨이퍼 후면에서 다이싱 공정을 수행하는 제 5과정; 및 상기 제 5과정에서 셀 단위로 다이싱되어진 접착상태의 웨이퍼와 투명 매질의 단차 영역이 PCB의 패턴부의 천공 영역에 안착되어진 후 PCB와 웨이퍼 후면의 접합면을 에폭시 수지를 이용하여 몰딩하는 제 6과정을 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 부가적인 특징으로, 상기 소정의 투명 매질은 글라스 또는 IR 필터 중 어느 하나를 사용하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 부가적인 다른 특징으로, 상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작방법의 부가적인 또 다른 특징으로, 상기 제 4과정은 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질의 웨이퍼 후면에서 상기 이미지 센서의 손상이 없는 범위 내에서 넓은 면적으로 상기 접합층의 손상이 없는 깊이를 다이싱하는 1차 다이싱 단계와; 상기 1차 다이싱 단계에서의 다이싱 면적보다 상대적으로 좁은 면적으로 상기 투명 매질까지 다이싱하는 2차 다이싱 단계를 포함하는 데 있다.
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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부한 도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 단면 예시도이며, 첨부한 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 형성을 위한 개괄적인 공정도이다.
첨부한 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 구성을 살펴보면, 첨부한 도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈이 플렉시블 PCB에 준용되는 경우의 단면 예시도로서, 일측단의 소정 영역이 천공되어 있으며 타단에 연결되는 장치와의 전기신호의 전송 및 송신을 위한 도전 패턴이 형성되어 있는 플렉시블 PCB(206)와, 중앙부의 임의의 영역에 존재하는 이미지 센서 영역(200)과 전기적인 신호의 흐름을 위한 금속패턴에 따른 패드(202)가 주변주에 형성되어 있으며 상기 플렉시블 PCB(206)의 일 측면에 형성되어 있는 천공영역에 안착되는 이미지 칩과, 상기 이미지 칩의 전체 면적을 커버하는 소정의 면적을 갖는 소정의 투명 매질(글라스 또는 IR 필터: 203)과, 상기 투명 매질(203)의 일 측면 주변부에 전기적 연결에 따른 도전성을 향상시키기 위해 형성되는 범프(204)와, 상기 범프(204)가 형성되어 있는 투명 매질(203)의 일측면과 상기 이미지 칩을 겹쳐 상기 범프(204)의 형성 영역과 패드(202) 형성 영역을 접착하여 기밀성을 유지하기 위한 접합층(ACP 또는 ACF 또는 NCP:205), 및 상기 플렉시블 PCB(206)의 천공영역 주변부와 안착된 이미지 칩의 후측면의 접촉 영역을 몰딩하는 에폭시 수지(207)로 구성된다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈을 생성하기 위한 공정을 첨부한 도 9내지 도 11을 참조하여 간략히 살펴보면, 우선 첨부한 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼에 이미지 센서(200)를 형성 배열하되 각 이미지 센서(200)간에는 소정의 이격 거리를 갖도록 하고 각 이미지 센서(200) 주변에 일정 패턴의 패드(202)를 형성하게 된다. 이때, 상기 패드(202)는 웨이퍼(201) 상에 이미지 센서(200)가 형성되는 반도체 공정 중에 부가적으로 형성하게 된다.
이후, 첨부한 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼(201)와 거의 동일한 면적과 모양을 갖는 글라스(혹은 IR 필터: 203)의 일 측면에 일정한 패턴의 범프(204)를 형성한다. 이때, 상기 범프(204)는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하게 된다.
상기 도 9와 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 이미지 센서(200) 및 패드(202)가 배치된 웨이퍼(201)와 범프(204)가 형성된 투명 매질(203)은 첨부한 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 접합층(ACP 또는 ACF 또는 NCP: 205)에 의해 대향하게 접합되어 진다.
이후 다이싱 공정을 통해 접합되어 있는 웨이퍼와 투명 매질은 이미지 칩 단위로 분리되어지게 된다.
상술한 공정을 이하에서 첨부한 도 12 내지 도 21을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 12는 전술한 도 9의 설명에 대응하는 것으로 단면을 처리한 것으로, 웨이퍼에 이미지 센서(200)를 형성 배열하되 각 이미지 센서(200)간에는 소정의 이격 거리를 갖도록 하고 각 이미지 센서(200) 주변에 일정 패턴의 패드(202)를 형성하게 된다.
이후, 상술한 웨이퍼 상의 공정과는 별개로 웨이퍼와 거의 동일한 면적과 모양을 갖는 글라스(혹은 IR 필터: 203)의 일 측면에 일정한 패턴의 범프(204)를 첨부한 도 13에 도시되어 있는 바와 같이 형성한다. 도 13은 상기 도 10에 대응하는 것으로 단면을 처리한 것이다.
상기 도 12에 도시되어 있는 바와 같은 공정을 통해 형성된 패드(202)의 상부에 접합층(ACP 또는 ACF 또는 NCP: 205)을 도포(첨부한 도 14 참조)시키고, 첨부한 도 16에 도시되어 있는 바와 같이 각각 별개로 진행되었던 웨이퍼와 투명 매질을 상기 접합층(205)을 이용하여 접합하게 된다.
이때, 상기 접합층은 첨부한 도 15에 도시되어 있는 바와 같이 상기 도 13에 도시되어 있는 바와 같은 공정을 통해 형성된 범프(204)의 상부에 도포시킨 후 첨부한 도 16에 도시되어 있는 바와 같이 각각 별개로 진행되었던 웨이퍼와 투명 매질을 상기 접합층(205)을 이용하여 접합할 수 도 있다.
따라서, 어떠한 경우와도 관계없이 첨부한 도 16에서와 같이 참조번호 205로 지칭되는 접합층을 사용하여 웨이퍼(201)와 투명 매질(203)은 기밀성을 유지하게 된다.
이후 첨부한 도 17 내지 도 19에 도시되어 있는 바와 같이 접합된 웨이퍼와 투명재질의 구조체를 다이싱하게 되는데, 접착되어진 웨이퍼(201)와 투명 매질(203)의 웨이퍼 후면에서 상기 이미지 센서(200)의 손상이 없는 범위 내에서 넓은 면적을 갖는 1차 커팅폭으로 상기 접합층(205)의 손상이 없는 깊이를 1차 다이싱한 후, 상대적으로 좁은 면적을 갖는 2차 커팅폭으로 상기 투명 매질(203)까지 2차 다이싱하여 단차가 형성되도록 다이싱하게 된다.
따라서, 최종적으로 이미지 칩단위로 다이싱되어 분리되어진 형태는 첨부한 도 20에 도시되어 있는 바와 같이 형성되어진다.
이후, 상기 도 20에 도시되어 있는 바와 같은 구조체를 일측단의 소정 영역이 천공되어 있으며 타단에 연결되는 장치와의 전기신호의 전송 및 송신을 위한 도전 패턴이 형성되어 있는 플렉시블 PCB(206)의 천공 영역에 첨부한 도 21과 같이 안착(실장)시켜 참조번호 205로 지칭되는 접합층을 통해 이미지 칩과 플렉시블 PCB(206)을 일차적으로 접합시킨다.
이때, 칩 단위로 분리된 구조체의 투명 매질(203)에 형성되어 있는 범프(204)는 상기 플렉시블 PCB(206)에 형성되어 있는 도전 패턴과 일치하게되며 서로 정렬된 상태로 접착되어 진다.
이후, 첨부한 도 22에 도시되어 있는 바와 같이 플렉시블 PCB(206)와 이미지 칩 배면의 접합면을 에폭시 수지(207)를 이용하여 몰딩하게 된다.
만약, 상술한 경우에서와 달리 첨부한 도 20에 도시되어 있는 바와 같은 구조체를 플렉시블 PCB(206)가 아닌 일반 PCB(206A)에 실장시키는 경우는 전체적으로 첨부한 도 23에 도시되어 있는 바와 같다.
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.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈 및 그 제작 공정을 제공하면 투명 매질 위에 범프를 형성한 후 웨이퍼 레벨로 투명 매질과 이미지 센서를 접착하고 밀폐를 시킨 후 이를 이중의 다이싱(Dicing) 단계를 통해 커팅함으로서 투명 매질위에 범프를 만들기 때문에 이미지 센서의 불량을 막을 수 있어 품질 향상이 기대되고, 웨이퍼 레벨의 작업을 통해 생산성을 높이며 골드 와이어 공정을 제거할 수 있으므로 단가를 낮출 수 있다.
도 1 내지 도 6은 종래 대표적인 이미지 센서 모듈의 제작 공정을 도시한 예시도.
도 7은 다른 종래의 이미지 센서 모듈의 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 단면 예시도.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈의 형성을 위한 개괄적인 공정도.
도 12 내지 도 22는 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈이 생성되는 과정과 플렉시블 PCB에 준용되는 일련의 공정을 설명하기 위한 예시도.
도 23은 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈이 PCB에 준용되는 경우의 단면 예시도.

Claims (22)

  1. 일측단에 소정크기의 천공영역이 천공되어 있으며 타단에 연결되는 장치와의 전기신호의 전송 및 송신을 위한 도전 패턴이 형성되어 있는 플렉시블 PCB와;
    중앙부의 임의의 영역에 존재하는 이미지 센서와 전기적인 신호의 흐름을 위한 금속패턴에 따른 패드가 주변부에 형성되어 있으며 상기 플렉시블 PCB의 일측면에 형성되어 있는 천공영역에 안착되는 이미지 칩과;
    상기 이미지 칩의 전체 면적을 커버하는 소정의 면적을 갖는 IR 필터로 이루어진 투명 매질과;
    상기 투명 매질의 일 측면 주변부에 전기적 연결에 따른 도전성을 향상시키기 위해 형성되는 범프와;
    상기 범프가 형성되어 있는 투명 매질의 일측면과 상기 이미지 칩을 겹쳐 상기 범프 형성 영역과 패드면 형성 영역을 접착하여 상기 이미지 칩과 투명 매질간의 기밀성을 유지하기 위한 접합층; 및
    상기 플렉시블 PCB의 천공영역 주변부와 안착된 이미지 칩의 후측면의 접촉 영역을 몰딩하는 에폭시 수지를 포함하고,
    상기 천공영역에 안착되도록 상기 이미지 칩의 웨이퍼와 투명 매질이 서로 단차지는 단차영역을 구비함을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합층은 전도성 접합제인 ACP 또는 ACF를 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합층은 전도성 접합제인 NCP를 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  6. 웨이퍼에 이미지 센서를 형성 배열하되 각 센서간에는 소정의 이격 거리를 갖도록 하고 각 이미지 센서 주변에 일정 패턴의 패드를 형성하는 제 1과정과;
    웨이퍼 면적의 소정의 투명 매질 일 측면에 일정 패턴의 범프를 형성하는 제 2과정과;
    상기 제 1과정을 통해 형성되어진 패드 영역 상부 혹은 상기 제 2과정을 통해 형성되어진 범프 영역 상부에 접합층을 형성하는 제 3과정과;
    상기 제 3과정을 통해 형성된 접합층을 이용하여 상기 투명 매질 일 측면에 형성된 범프와 상기 패드가 대향하도록 접착하는 제 4과정과;
    상기 제 4과정을 통해 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질이 서로 단차지는 단차영역을 형성하도록 상기 웨이퍼 후면에서 다이싱 공정을 수행하는 제 5과정; 및
    상기 제 5과정에서 셀 단위로 다이싱되어진 접착상태의 웨이퍼와 투명 매질의 단차 영역이 플렉시블 PCB의 패턴부의 천공 영역에 안착되어진 후 플렉시블 PCB와 웨이퍼 후면의 접합면을 에폭시 수지를 이용하여 몰딩하는 제 6과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정의 투명 매질은 글라스 또는 IR 필터 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 접합층은 전도성 접합제인 ACP 또는 ACF를 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 접합층은 비전도성 접합제인 NCP를 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 5과정은 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질의 웨이퍼 후면에서 상기 이미지 센서의 손상이 없는 범위 내에서 넓은 면적으로 상기 접합층의 손상이 없는 깊이를 다이싱하는 1차 다이싱 단계와;
    상기 1차 다이싱 단계에서의 다이싱 면적보다 상대적으로 좁은 면적으로 상기 투명 매질까지 다이싱하는 2차 다이싱 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  12. 일측단에 소정크기의 천공영역이 천공되어 있으며 타단에 연결되는 장치와의 전기신호의 전송 및 송신을 위한 도전 패턴이 형성되어 있는 PCB와;
    중앙부의 임의의 영역에 존재하는 이미지 센서와 전기적인 신호의 흐름을 위한 금속패턴에 따른 패드가 주변부에 형성되어 있으며 상기 PCB의 일측면에 형성되어 있는 천공영역에 안착되는 이미지 칩과;
    상기 이미지 칩의 전체 면적을 커버하는 소정의 면적을 갖는 IR 필터로 이루어진 투명 매질과;
    상기 투명 매질의 일 측면 주변부에 전기적 연결에 따른 도전성을 향상시키기 위해 형성되는 범프와;
    상기 범프가 형성되어 있는 투명 매질의 일측면과 상기 이미지 칩을 겹쳐 상기 범프 형성 영역과 패드면 형성 영역을 접착하여 상기 이미지 칩과 투명 매질간의 기밀성을 유지하기 위한 접합층; 및
    상기 PCB의 천공영역 주변부와 안착된 이미지 칩의 후측면의 접촉 영역을 몰딩하는 에폭시 수지를 포함하고,
    상기 천공영역에 안착되도록 상기 이미지 칩의 웨이퍼와 투명 매질이 서로 단차지는 단차영역을 구비함을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 접합층은 전도성 접합제인 ACP 또는 ACF를 사용되는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 접합층은 비전도성 접합제인 NCP를 사용되는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈.
  17. 웨이퍼에 이미지 센서를 형성 배열하되 각 센서간에는 소정의 이격 거리를 갖도록 하고 각 이미지 센서 주변에 일정 패턴의 패드를 형성하는 제 1과정과;
    웨이퍼 면적의 소정의 투명 매질 일 측면에 일정 패턴의 범프를 형성하는 제 2과정과;
    상기 제 1과정을 통해 형성되어진 패드 영역 상부 혹은 상기 제 2과정을 통해 형성되어진 범프 영역 상부에 접합층을 형성하는 제 3과정과;
    상기 제 3과정을 통해 형성된 접합층을 이용하여 상기 투명 매질 일 측면에 형성된 범프와 상기 패드가 대향하도록 접착하는 제 4과정과;
    상기 제 4과정을 통해 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질이 서로 단차지는 단차영역을 형성하도록 상기 웨이퍼 후면에서 다이싱 공정을 수행하는 제 5과정; 및
    상기 제 5과정에서 셀 단위로 다이싱되어진 접착상태의 웨이퍼와 투명 매질의 단차 영역이 PCB의 패턴부의 천공 영역에 안착되어진 후 PCB와 웨이퍼 후면의 접합면을 에폭시 수지를 이용하여 몰딩하는 제 6과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 소정의 투명 매질은 글라스 또는 IR 필터 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 범프는 골드 혹은 납과 같은 전도성이 높은 매질을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 접합층은 전도성 접합제인 ACP 또는 ACF를 사용하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 접합층은 비전도성 접합제인 NCP를 사용하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 5과정은 접착되어진 웨이퍼와 투명 매질의 웨이퍼 후면에서 상기 이미지 센서의 손상이 없는 범위 내에서 넓은 면적으로 상기 접합층의 손상이 없는 깊이를 다이싱하는 1차 다이싱 단계와;
    상기 1차 다이싱 단계에서의 다이싱 면적보다 상대적으로 좁은 면적으로 상기 투명 매질까지 다이싱하는 2차 다이싱 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB와 연결되는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
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