KR100494025B1 - 이미지 센서의 제조 방법 및 그 이미지 센서를 패캐지하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 표면에 다수의 마이크로 렌즈가 형성된 이미지 센서 칩의 전표면에 투명층을 형성하는 제 1 단계와, 상기 이미지 센서 칩에 형성된 본드패드(Bond Pad) 영역의 상기 투명층을 제거하여, 상기 본드패드가 오픈되도록 하는 제 2 단계를 포함하되, 상기 제 1 단계의 투명층은, 스핀코터(Spin Coater)장비를 사용하여 액체 상태의 투명물질을 코팅한 후, 이를 경화해서 형성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 이미지 센서(Image Sensor)의 제조 방법 및 그 이미지 센서를 패캐지(Package)하는 방법에 관한 것으로, 특히, 표면에 패캐지의 유리뚜껑(Glass Lid)과 같은 역할을 수행하는 투명층(Glass Layer)이 형성된 이미지 센서의 제조 방법 및 그 이미지 센서를 패캐지하는 방법에 관한 것이다.도 3은 종래기술의 예에 따른 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip) 단면도이고, 도 4는 종래기술의 예에 따른 패캐지된 이미지 센서 단면도로, 종래 이미지 센서 칩과 그 이미지 센서의 패캐징 공정(Packaging Process)은 다음과 같다.
동 도면에 있어서, 마이크로 렌즈(Micro Lens)(2)가 형성되어 있는 이미지 센서 칩(1)을 에폭시(Epoxy)(4)를 사용하여 플라스틱(Plastic)이나 세라믹(Ceramic) 재질로 된 패캐지 몸체(Package Body)(13)의 캐비티(Cavity)(14) 내에 부착한다.
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캐비티(14) 내에 부착된 이미지 센서 칩(1)의 본드패드(Bond Pad)(8)와 캐비티(14) 내의 인너리드(Inner Lead)(6)를 미세 금속선(골드 와이어(Gold Wire) 또는 알루미늄 와이어(Aluminum Wire))(7)으로 연결시킨다.
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빛이 통과할 수 있는 유리뚜껑(12)과 접착성 에폭시(11)를 사용하여 캐비티(14)를 밀봉(Sealing)한다.
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상기 본드패드(8)가 미세 금속선(7)에 의해 인너리드(6)에 연결된 형태를 I/O(Input/Output)단자라고 할 수 있다. 즉, I/O단자는 인너리드(6), 미세 금속선(7), 본드패드(8), 및 아웃리드(Out Lead)(9)로 구성된다.이와 같은 종래의 기술은 캐비티(14) 내에 부착된 이미지 센서 칩(1) 위에 유리뚜껑(12)을 형성하기 때문에, 전체 부피가 커질수밖에 없다. 또한 시간이 지남에 따라 캐비티(14) 내에 부착되어 있는 이미지 센서 칩(1)의 절단면(Sawed Edge)에서 발생하는 실리콘 부스러기(Silicon Particle)가 이미지 센서 칩(1)의 화상소자 지역(Pixel Area)에 부착되어 불량 화상소자를 유발시킨다.따라서, 이미지 센서 칩의 품질을 저하시키고, 소형 이미지 센서 패캐지 제품을 필요로 하는 휴대통신 및 의료기기 분야 등에 장애요인이 된다.
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본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위한 것으로, 표면에 패캐지의 유리뚜껑과 같은 역할을 수행하는 투명층이 형성된 이미지 센서의 제조 방법 및 그 이미지 센서를 패캐지하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보면 다음과 같다.
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도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 칩의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 패캐지의 단면도로, 이미지 센서 칩(1), 마이크로 렌즈(2), 투명층(유리, 플라스틱, 실리콘 러버(Silicon Rubber), 수지(Epoxy) 중에 어느 하나의 재질로 형성)(3), 에폭시(전도성 에폭시 또는, 비전도성 에폭시)(열가소성 에폭시 또는, 열정화성 에폭시)(4), 다이패들(Die Paddle)(5), 인너리드(6), 본드패드(8), 미세 금속선(금, 알루미늄, 구리 중 어느 하나 또는, 금, 알루미늄, 구리의 선택적 합금)(7), 본드패드(8), 아웃리드(9), 및 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)(10)로 구성된다.특히, 이미지 센서는, 이미지 센서 칩(1)의 표면에 다수의 마이크로 렌즈(2)가 형성되고, 전표면에 빛을 통과시키는 투명층(3)이 형성된 구조를 갖는다. 상기 투명층(3)의 굴절률과 마이크로 렌즈(2)의 굴절률은 서로 같거나 다르다. 또한, 상기 투명층(3)은 서로 굴절률이 같거나 다른 다수개의 투명 재질로 겹쳐서 형성할 수 있다.
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도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 칩 제조를 공정별로 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 5a와 같이 표면에 다수의 마이크로 렌즈(2)가 형성된 이미지 센서 칩(1)의 전표면에 스핀코터(Spin Coater)장비를 사용하여 액체(Solution) 상태의 투명물질(Glass-Solution Material)을 코팅(Coating)한 후, 이를 경화(Bake)하여 투명층(3)을 형성한다.
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도 5b 및 도 5c와 같이 투명층(3) 위에 감광제(Photo Resist)(15)를 형성한 후, 포토마스크(Photo Mask)를 사용한 현상(Development)과 식각(Etching) 방식으로 이미지 센서 칩(1)의 본드패드(8) 영역의 투명층(3)을 제거하여, 본드패드(8)를 오픈(Open)한다.
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도 5d와 같이 투명층(3) 위에 형성되어 있는 감광제(15)를 제거한다.
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도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 패캐징을 공정별로 나타낸 단면도이다.
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먼저, 도 6a와 같이 표면에 다수의 마이크로 렌즈(2) 및 투명층(3)이 차례로 형성된 이미지 센서 칩(1) 부분의 웨이퍼(Wafer)를 잘러(Sawing), 패캐지용 리드프레임(Leadframe)의 다이패들(5)에 접착용 에폭시(Adhesive Epoxy)(4)를 사용하여 부착한다.
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도 6b와 같이 이미지 센서 칩(1) 표면에 형성된 본드패드(8)와 리드프레임의 인너리드(6)를 미세금속선(7)으로 연결한다. 이때, 해당 인쇄회로기판을 사용할 경우, 본드패드(8)를 인너리드(6)에 연결하는 대신 본드패드(8)를 그 인쇄회로기판의 해당 부위에 연결할 수도 있다.
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도 6c와 같이 마이크로 렌즈(2) 영역의 투명층(3) 표면을 제외한 전표면에 몰드금형(Mold Die)을 사용하여, 에폭시 몰딩 컴파운드(10)로 패캐지 몸통(Package Body)을 형성한다.
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도 6d와 같이 인너리드(6)에 연장되어, 패캐지 몸통(Package Body) 외부에 있는 아웃리드(9)를 트리밍/포밍(Trimming/Forming)한다.
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상술한 바와 같이 본 발명은 마이크로 렌즈(2) 위에 얇은 투명층(3)을 형성하는 한편, 종래의 기술과 같은 두꺼운 유리뚜껑(12)을 별도로 형성하지 않기 때문에, 전체 부피가 줄어드는 효과가 있다. 또한, 패캐지 공정에 의해 이미지 센서 칩(1)의 양측이 에폭시 몰딩 컴파운드 처리되기 때문에, 시간이 지남에 따라 이미지 센서 칩(1)의 절단면에서 발생하는 실리콘 부스러기가 봉쇄되어, 이미지 센서 칩(1)의 화상소자 지역에 그 실리콘 부스러기가 부착될 수 없기 때문에, 불량 화상소자가 발생되지 않는다.또한, 마이크로 렌즈(2)와 투명층(3)의 굴절률(Refractive Index)을 상대적으로 조절하여, 보다 선명한 화상을 만들 수 있다.
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따라서, 본 발명에 따른 이미지 센서는 이를 사용하는 제품에 크게 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 칩의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 패캐지의 단면도,
도 3은 종래기술의 예에 따른 이미지 센서 칩 단면도,
도 4는 종래기술의 예에 따른 패캐지된 이미지 센서 단면도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 칩 제조를 공정별로 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서의 패캐징을 공정별로 나타낸 단면도.
Claims (10)
- 표면에 다수의 마이크로 렌즈가 형성된 이미지 센서 칩의 전표면에 투명층을 형성하는 제 1 단계와,상기 이미지 센서 칩에 형성된 본드패드(Bond Pad) 영역의 상기 투명층을 제거하여, 상기 본드패드가 오픈되도록 하는 제 2 단계를 포함하되,상기 제 1 단계의 투명층은, 스핀코터(Spin Coater)장비를 사용하여 액체 상태의 투명물질을 코팅한 후, 이를 경화해서 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 투명물질은, 유리, 플라스틱, 실리콘 러버(Silicon Rubber), 수지 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 투명층은, 다층으로 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.
- 표면에 다수의 마이크로 렌즈 및 투명층이 차례로 형성된 이미지 센서 칩을 패캐지용 리드프레임(Leadframe)의 다이패들(Die Paddle)에 부착하는 제 1 단계와,상기 이미지 센서 칩에 형성된 본드패드(Bond Pad)와 상기 리드프레임의 인너리드(Inner Lead)를 미세금속선으로 연결하는 제 2 단계와,상기 마이크로 렌즈 영역의 상기 투명층 표면을 제외한 전표면에 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)를 형성하는 제 3 단계를 포함하는 이미지 센서를 패캐지하는 방법.
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