KR101195264B1 - 이미지 센서 패키지 - Google Patents
이미지 센서 패키지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101195264B1 KR101195264B1 KR1020100067014A KR20100067014A KR101195264B1 KR 101195264 B1 KR101195264 B1 KR 101195264B1 KR 1020100067014 A KR1020100067014 A KR 1020100067014A KR 20100067014 A KR20100067014 A KR 20100067014A KR 101195264 B1 KR101195264 B1 KR 101195264B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image sensor
- external connection
- sensor chip
- connection member
- registration fee
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
Abstract
일면에 본드핑거 및 본드핑거 외측의 외부접속단자를 포함하는 투명기판, 이미지센서부 및 이미지센서부 외측에 배치된 연결부재를 포함하고, 이미지센서부와 투명기판의 일면이 대응하도록 연결부재와 본드핑거를 접합시켜 실장하는 이미지센서 칩; 외부접속단자 상에 실장되는 외부접속부재; 및 본드핑거와 외부접속단자 사이 및 이미지센서칩의 측면과 대응하는 외부접속부재 사이에 도입된 절연부재를 포함하는 이미지센서 패키지를 제시한다.
Description
본 발명은 패키지 기술에 관한 것으로, 특히, 이미지 센서 패키지에 관한 것이다.
패키지의 크기가 점차 작아짐에 따라, 모듈(module) 기판에 칩(chip)을 범프(bump)를 이용하여 플립 칩(flip chip) 방식으로 장착하고, 범프에 분배 배선(retribution layer)을 통해 연결되는 솔더볼(solder ball)을 이용하여 보드(board) 기판에 연결되는 칩 스케일 패키지가 많이 요구되고 있다. 씨모스 센서(CMOS sensor) 칩과 같은 이미지 센서(image sensor) 칩을 모듈 기판에 범프를 이용하여 실장하고, 솔더볼을 부착하여 패키지를 구성할 때, 이미지 센서 칩과 솔더볼간의 이격 간격이 협소하여 솔더볼과 칩이 전기적으로 단락되는 불량이 유발될 수 있다. 플립 칩 방식으로 구성된 패키지를 보드 기판에 솔더볼을 이용하여 표면 실장 기술(SMT: Surface Mount Technology)로 실장할 때, 솔더볼이 눌려 퍼지는 현상에 의해서, 솔더볼과 인접하는 이미지 센서 칩이 접촉하여 전기적으로 단락되는 문제가 유발될 수 있다. 또한, 솔더볼과 인접하는 솔더볼이 단락되는 문제가 유발될 수 있다.
이러한 솔더볼과 솔더볼 또는 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 단락을 방지하기 위해서, 솔더볼과 솔더볼의 이격간격 또는 솔더볼과 칩간의 이격 간격을 보다 넓게 설계하는 방법이 고려될 수 있지만, 이러한 경우 솔더볼의 부착 위치가 패키지의 외곽으로 이동되어야 하고, 이에 따라 전체 패키지 크기(size)가 커지는 단점이 유발된다. 또한, 솔더볼이 부착되는 모듈 기판의 볼 랜드(ball land)나 보드 기판인 인쇄회로기판(PCB)의 볼 랜드의 위치를 외곽으로 이동시켜야 하므로, 기판 설계 시 설계 자유도가 저하되게 되어 기판 설계에서 볼 랜드 위치를 배치시키는 데 어려움이 발생될 수 있다. 따라서, 솔더볼과 솔더볼의 이격 간격 또는 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 이격 간격이 협소하더라도, 패키지를 기판에 솔더볼 실장할 때 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 전기적 단락을 유효하게 억제할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 솔더볼과 솔더볼의 이격 간격 또는 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 이격 간격이 협소하더라도, 패키지를 기판에 솔더볼 실장할 때 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 전기적 단락을 유효하게 억제할 수 있는 이미지 센서 패키지를 제시하고자 한다.
본 발명의 일 관점은, 일면에 본드핑거 및 상기 본드핑거 외측의 외부접속단자를 포함하는 투명기판; 표면에 연결부재를 구비하고 상기 연결부재가 상기 본딩핑거에 접합하도록 상기 투명기판 상에 실장되는 이미지센서 칩; 상기 외부접속단자 상에 실장되는 외부접속부재; 및 상기 본드핑거와 상기 외부접속단자 사이 및 상기 이미지센서칩의 측면과 대응하는 상기 외부접속부재 사이에 도입된 절연부재를 포함하는 이미지센서 패키지를 제시한다.
본 발명의 실시예들은 솔더볼 주위에 절연댐(dielectric dam)을 형성하여, 솔더볼과 이웃하는 솔더볼 또는 솔더볼과 인접하는 칩 간의 절연 격리를 확보할 수 있는 칩 스케일 패키지 및 제조방법을 제시할 수 있다. 솔더볼과 솔더볼의 이격 간격 또는 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 이격 간격이 협소하더라도, 패키지를 기판에 솔더볼 실장할 때 솔더볼과 이미지 센서 칩 간의 전기적 단락을 절연댐으로 유효하게 차단할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 보여주는 도면들이다.
도 6a 및 도 6b 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 보여주는 도면들이다.
도 6a 및 도 6b 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 보여주는 도면들이다.
본 발명의 실시예들은 솔더볼 주위에 절연댐(dielectric dam)을 형성하여, 솔더볼과 이웃하는 솔더볼 또는 솔더볼과 인접하는 이미지 센서 칩 간의 절연 격리를 확보할 수 있는 이미지센서 패키지 및 제조방법을 제시한다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서 칩(image sensor chip: 100) 제조 과정이 수행된 웨이퍼 상에 연결 부재(110)로서 솔더 범프(solder bump)를 형성한다. 솔더 범프 이외에 연결 부재로서 와이어(wire) 또는 금속 핀(pin)이 도입될 수도 있다. 연결 부재(110)는 웨이퍼 상에 도금을 위한 시드(seed)층(도시되지 않음)을 형성하고, 포토레지스트 패턴(photoresist pattern: 도시되지 않음)을 형성하고, 포토레지스트 패턴에 노출된 부분에 접촉하는 구리(Cu)층(112)을 전기 도금(electroplating)한 후, 구리 도금층 상에 솔더층(solder layer: 114)을 주석-은 합금(SnAg)으로 도금하여 형성될 수 있다. 이때, 구리층(112)은 10㎛ 두께로 형성될 수 있고, 솔더층(114)는 30㎛ 두께로 형성될 수 있다. 이후에, 포토레지스트층을 스트립(strip)하고, 하부의 시드층을 제거하여 범프 형태의 연결 부재(110)를 형성한다. 이후에, 웨이퍼를 다이싱(dicing)하여 개개의 칩(100)으로 분리한다. 이에 따라, 표면에 연결 부재(110)를 구비하는 이미지 센서 칩(100)이 준비된다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서 칩(100)이 플립칩 본딩(flip chip bonding)될 투명 기판(200)을 글라스(glass) 기판으로 도입한다. 투명 기판(200)은 글라스 기판 이외에 실리콘, 석영 또는 투명 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 투명 기판(200) 상에 이미지 센서 칩(100)의 연결 부재(110)가 접속될 범프 랜드(bump land)와 같은 본드 핑거(bond finger: 211) 및 후속 외부접속부재로서의 솔더볼(solder ball)이 접속될 볼 랜드(ball land)와 같은 외부접속단자(213)를 포함하는 배선(210)을 형성한다. 외부접속부재는 솔더볼 이외에 금속 핀 또는 범프로 이루어질 수 있다. 본드 핑거(211)와 외부접속단자(213)는 재분배배선(RDL: Re-Distribution Layer) 형성 과정으로 형성될 수 있다. 본드 핑거(211)와 외부접속단자(213)는 회로 구성에 요구되는 위치에 형성되어 상호 연결된다.
본드 핑거(211)와 외부접속단자(213)를 형성한 후, 이를 덮는 유전층(220)을 제1절연부재로 형성한다. 유전층(220)은 후속 부착되는 솔더볼과 이미지 센서 칩(100)의 사이에 일부가 개재되어 측방향으로 차단 격리할 수 있게 상당히 두꺼운 두께로 형성된다. 예컨대, 부착될 솔더볼의 높이(height) 보다는 낮고 이미지센서 칩 상부면의 높이 보다는 높은 가지는 두꺼운 두께로 유전층(220)은 형성될 수 있다. 유전층(220)은 노광에 의한 패터닝이 가능하게 포토센서티브 유전 물질(photosensitive dielectric material)과 같은 감광성 수지, 예컨대, 폴리이미드(PI: PolyImide) 계열의 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판(200) 부분을 열게 폴리이미드 수지를 스크린 프린트(screen print)와 같은 도포(coating) 방식으로 유전층(220)은 형성될 수 있다. 유전층(220)을 위한 감광성 수지층이 필름(film) 형태로 도입될 경우, 후속되는 공정에서 노광 및 현상하여 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판(200) 부분을 열어줄 수 있다.
도 3을 참조하면, 유전층(220)을 관통하여 본드 핑거(211)를 여는 범프 비아(via for bump: 221) 및 외부접속단자(213)를 여는 볼 비아(via for solder ball: 223)을 형성한다. 유전층(220)을 이루는 감광성 수지층의 일부를 선택적으로 노광하는 과정을 수행하고, 현상하여 노광된 부분을 제거하여, 범프 비아(221) 및 볼 비아(223)을 형성한다. 유전층(220)이 필름 형태로 도입된 경우 이러한 노광 및 현상 과정에서 이미지 센서 칩(100)이 본딩(bonding)될 부분을 함께 열어줄 수 있다.
도 4를 참조하면, 범프 비아(221)를 통해 본드 핑거(211)에 범프인 연결 부ㅈ재10)가 접속되게 이미지 센서 칩(100)을 투명 기판(200) 상에 플립칩 본딩(flip chip bonding)한다. 이때, 본딩은 가압 및 가열 과정을 수반하여 수행되며, 이러한 가열 및 가압 과정에 의해, 본드 핑거(211)에 인접하는 유전층(220) 부분은 이미지 센서 칩(100)의 가장자리 부분에 눌러 이미지 센서 칩(100)의 가장자리 부분은 유전층(220)에 함침될 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 칩(100)의 측면은 유전층(220)에 의해 차단되어 솔더볼을 위한 볼 비아(223)과 격리되게 된다.
플립칩 본딩 후 볼 비아(223)를 통해 외부접속단자(213)에 솔더볼과 같은 외부접속부재(310)를 부착한다. 외부접속부재(310)인 솔더볼의 측면을 적어도 차폐하는 두께로 유전층(220)이 형성되므로, 외부접속부재(310)인 솔더볼은 상면은 열리지만 측면을 유전층(220)에 의해 덮혀 차단된다. 따라서, 이미지 센서 칩(100)의 측면과 외부접속부재(310)인 솔더볼의 측면 사이는, 이러한 사이 부분에 개재되는 유전층(220) 부분에 의해 차단되어, 외부접속부재(310)인 솔더볼의 측면과 이미지 센서 칩(100)의 측면은 격리되게 된다. 이러한 격리를 위해서 유전층(220)은 외부접속부재(310)인 솔더볼의 높이 보다는 낮고, 이미지센서 칩 표면 높이 보다는 높은 높은 표면을 가지게 두꺼운 두께로 형성된다. 이와 같이 외부접속부재(310)인 솔더볼을 부착하여 이미지 센서 칩 패키지를 칩 스케일로 형성한다.
도 5를 참조하면, 외부접속부재(310)인 솔더볼이 연결 패드(311)에 정렬되게 이미지 센서 칩 패키지를 보드 기판(300) 상에 정렬하게 실장하고, 가압 및 가열하여 외부접속부재(310)인 솔더볼과 연결 패드(311)를 접착시켜 보드 실장을 구현한다. 이때, 외부접속부재(310)인 솔더볼은 가압 및 가열에 의해서 눌려 측방향으로 확장되게 퍼질 수 있지만, 외부접속부재(310)인 솔더볼과 이미지 센서 칩(100)의 측면 사이에는 유전층(220) 부분이 개재(225)되고 있으므로, 이 부분의 유전층(220) 부분은 외부접속부재(310)인 솔더볼과 이미지 센서 칩(100)이 접촉하는 것을 방지하는 장벽 또는 댐(dam: 225)으로 작용한다. 이러한 유전층(220)의 댐 부분에 의해서, 이미지 센서 칩(100)과 외부접속부재(310)인 솔더볼의 접촉이 차단되므로, 접촉에 의한 전류 누설(leakage)는 유효하게 방지될 수 있다. 따라서, 접촉에 의한 전류 누설을 억제하기 위해서, 외부접속부재(310)인 솔더볼의 위치를 외곽으로 이동시키거나 재 배치시키는 설계 상의 부담을 완화할 수 있어, 설계 상 자유도의 확보할 수 있다. 또한, 외부접속부재(310)인 솔더볼의 주위에 높게 유전층(100) 부분(225)이 존재하므로, 이러한 유전층(100) 부분은 외부접속부재(310)인 솔더볼 주위에 절연 댐(225)으로 작용할 수 있다. 이에 따라, 외부접속부재(310)인 솔더볼과 이웃하는 외부접속부재(310)인 솔더볼이 퍼짐에 의해 상호 접촉하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 본 발명의 제1실시예는 다음의 도 6a 내지 도 11을 참조하여 설명하는 제2실시예와 같이 변형되어 적용될 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 이미지 센서 칩(도 1의 100)이 플립칩 본딩(flip chip bonding)될 투명 기판(1200)을 글라스(glass) 기판으로 도입한다. 투명 기판(1200) 상에 이미지 센서 칩(100)의 연결 부재(110)로서의 범프가 접속될 범프 랜드(bump land)와 같은 본드 핑거(1211) 및 후속 외부접속부재로서의 솔더볼(solder ball)이 접속될 볼 랜드와 같은 외부접속단자(1213)를 포함하는 배선(1210)을 형성한다. 본드 핑거(1211)와 외부접속단자(1213)는 재분배배선(RDL: Re-Distribution Layer) 형성 과정으로 형성될 수 있다. 투명 기판(1200)은 도 6b에 제시된 바와 같이, 본드 핑거 및 이미지센서 칩을 포함하는 이미지 센서 칩 실장영역과, 외부접속단자를 포함하는 외부접속 영역을 포함하여 구성될 수 있다. 외부접속 영역은 도6b에 제시된 바와 같이, 이미지센서 칩 실장영역을 둘러싸는 사각틀 모양으로 형성되거나, 또는 이미지센서 칩 실장영역 양측면으로만 한정된 형상을 가질 수 있다.
본드 핑거(1211)와 외부접속단자(1213)를 형성한 후, 이를 덮는 제1절연부재로서의 유전층(1220)을 형성한다. 유전층(1220)은 노광에 의한 패터닝이 가능하게 포토센서티브 유전 물질(photosensitive dielectric material)과 같은 감광성 수지, 예컨대, 폴리이미드(PI: PolyImide) 계열의 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판 부분(1201)을 열게 폴리이미드 수지를 스크린 프린트(screen print)와 같은 도포(coating) 방식으로 유전층(1220)은 형성될 수 있다. 유전층(1220)을 위한 감광성 수지층이 필름(film) 형태로 도입될 경우, 후속되는 공정에서 노광 및 현상하여 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판 부분(1201)을 열어줄 수 있다. 본 발명의 제2실시예는 제1실시예에와 달리 유전층(1220)의 두께를 보다 얇게 형성한다. 이에 따라, 후속 부착될 외부접속부재(도 4의 310)인 솔더볼의 높이의 1/2 높이 보다 낮게 유전층(1220)이 형성된다. 이에 따라, 솔더볼의 가장 외측으로 돌출되는 측면 부분, 예컨대, 1/2 높이 부분은 유전층(1220) 상에 위치하여 노출된다. 유전층(1220)의 두께를 두껍게 형성할 수 없을 경우에, 본 발명의 제2실시예는 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 유전층(1220)을 관통하여 본드 핑거(1211)를 여는 범프 비아(via for bump: 1221) 및 외부접속단자(1213)를 여는 제1볼 비아(via for solder ball: 1223)을 형성한다. 유전층(1220)을 이루는 감광성 수지층의 일부를 선택적으로 노광하는 과정을 수행하고, 현상하여 노광된 부분을 제거하여, 범프 비아(1221) 및 제1볼 비아(1223)을 형성한다. 유전층(1220)이 필름 형태로 도입된 경우 이러한 노광 및 현상 과정에서 이미지 센서 칩(100)이 본딩(bonding)될 부분을 함께 열어줄 수 있다. 이러한 노광 과정은 유전층(1220) 두께가 상대적으로 얇은 점에 의해 보다 정교한 패턴으로 범프 비아(1221)와 제1볼 비아(1223)을 형성하게 수행될 수 있다. 이에 따라, 보다 미세한 크기로 범프인 연결 부재(도 1의 110)가 형성되고, 보다 미세한 크기의 외부접속부재(310)인 솔더볼이 도입되어, 보다 미세한 크기의 범프 비아(1221)와 제1볼 비아(1223)가 요구될 때, 본 발명의 제2실시예는 유효하게 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 유전층(1220) 상에 제1볼 비아(1223)에 정렬되는 제2볼 비아(1233)를 열고 이미지 센서 칩(100)이 본딩(bondig)될 투명 기판 부분(1201) 및 인접하는 본드 핑거(1211) 부분을 여는 절연 댐(dam: 1230)을 제2절연 부재로서 형성한다. 이러한 댐(1230)은 절연 물질로 형성될 수 있으며, 층 도포, 노광 및 현상 과정으로 수행되기 보다는 스크린 프린트(screen print) 방식으로 형성되는 것이 공정 상 보다 간단하다. 예컨대, 에폭시(epoxy) 계열의 수지와 같은 절연 수지층은 도 9에 제시된 바와 스크린 프린트하여 댐(1230)을 형성한다. 이때, 댐(1230)의 두께는 댐(1230)의 상측 표면의 높이가 후속 부착될 솔더볼의 높이(height) 보다는 낮고 솔더볼의 높이 1/2 보다는 높게 유지되는 두께로 형성된다.
도 10을 참조하면, 범프 비아(1221)를 통해 본드 핑거(1211)에 연결 부재(110)인 범프가 접속되게 이미지 센서 칩(100)을 투명 기판(1200) 상에 플립칩 본딩(flip chip bonding)한다. 이때, 본딩은 가압 및 가열 과정을 수반하여 수행될 수 있다. 이미지 센서 칩(100)의 가장자리 부분은 유전층(1220) 상에 올려지게 플립칩 본딩이 이루어질 수 있다. 이미지 센서 칩(100)의 측면은 절연 댐(120)의 측면에 의해 차폐 차단된다.
플립칩 본딩 후 제1볼 비아(1223) 및 제2볼 비아(1233)를 통해 외부접속단자(1213)에 외부접속부재(1310)인 솔더볼을 부착한다. 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면을 적어도 차폐하는 두께로 절연 댐(1230)이 형성되므로, 솔더불은 상면은 열리지만 측면을 절연 댐(1230)에 의해 덮혀 차단된다. 따라서, 이미지 센서 칩(100)의 측면과 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면 사이는, 이러한 사이 부분에 개재되는 절연 댐(1230)에 의해 차단되어, 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면과 이미지 센서 칩(100)의 측면은 격리되게 된다. 또한, 절연 댐(1230)이 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면을 차폐 차단하고 있으므로, 외부접속부재(1310)인 솔더볼과 이웃하는 다른 솔더볼은 도 11에 제시된 바와 같이 절연 댐(1230)에 의해 격리 된다. 이러한 격리를 위해서 절연 댐(1230)은 부착된 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 높이 보다는 낮고, 솔더볼의 절반 높이(1/2 height) 보다는 높은 표면 높이를 가지는 두께로 형성된다. 이와 같이 외부접속부재(1310)인 솔더볼을 부착하여 이미지 센서 칩 패키지를 칩 스케일로 형성한다. 이후에, 이미지 센서 칩 패키지를 보드 기판(도 5의 300) 상에 정렬하여 실장할 수 있다. 이미지 센서 칩(100)과 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 접촉이 차단되므로, 접촉에 의한 전류 누설(leakage) 또는 단락 및 솔더볼 사이의 접촉 누설 또는 단락은 유효하게 방지될 수 있다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서 칩(image sensor chip: 100) 제조 과정이 수행된 웨이퍼 상에 연결 부재(110)로서 솔더 범프(solder bump)를 형성한다. 솔더 범프 이외에 연결 부재로서 와이어(wire) 또는 금속 핀(pin)이 도입될 수도 있다. 연결 부재(110)는 웨이퍼 상에 도금을 위한 시드(seed)층(도시되지 않음)을 형성하고, 포토레지스트 패턴(photoresist pattern: 도시되지 않음)을 형성하고, 포토레지스트 패턴에 노출된 부분에 접촉하는 구리(Cu)층(112)을 전기 도금(electroplating)한 후, 구리 도금층 상에 솔더층(solder layer: 114)을 주석-은 합금(SnAg)으로 도금하여 형성될 수 있다. 이때, 구리층(112)은 10㎛ 두께로 형성될 수 있고, 솔더층(114)는 30㎛ 두께로 형성될 수 있다. 이후에, 포토레지스트층을 스트립(strip)하고, 하부의 시드층을 제거하여 범프 형태의 연결 부재(110)를 형성한다. 이후에, 웨이퍼를 다이싱(dicing)하여 개개의 칩(100)으로 분리한다. 이에 따라, 표면에 연결 부재(110)를 구비하는 이미지 센서 칩(100)이 준비된다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서 칩(100)이 플립칩 본딩(flip chip bonding)될 투명 기판(200)을 글라스(glass) 기판으로 도입한다. 투명 기판(200)은 글라스 기판 이외에 실리콘, 석영 또는 투명 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 투명 기판(200) 상에 이미지 센서 칩(100)의 연결 부재(110)가 접속될 범프 랜드(bump land)와 같은 본드 핑거(bond finger: 211) 및 후속 외부접속부재로서의 솔더볼(solder ball)이 접속될 볼 랜드(ball land)와 같은 외부접속단자(213)를 포함하는 배선(210)을 형성한다. 외부접속부재는 솔더볼 이외에 금속 핀 또는 범프로 이루어질 수 있다. 본드 핑거(211)와 외부접속단자(213)는 재분배배선(RDL: Re-Distribution Layer) 형성 과정으로 형성될 수 있다. 본드 핑거(211)와 외부접속단자(213)는 회로 구성에 요구되는 위치에 형성되어 상호 연결된다.
본드 핑거(211)와 외부접속단자(213)를 형성한 후, 이를 덮는 유전층(220)을 제1절연부재로 형성한다. 유전층(220)은 후속 부착되는 솔더볼과 이미지 센서 칩(100)의 사이에 일부가 개재되어 측방향으로 차단 격리할 수 있게 상당히 두꺼운 두께로 형성된다. 예컨대, 부착될 솔더볼의 높이(height) 보다는 낮고 이미지센서 칩 상부면의 높이 보다는 높은 가지는 두꺼운 두께로 유전층(220)은 형성될 수 있다. 유전층(220)은 노광에 의한 패터닝이 가능하게 포토센서티브 유전 물질(photosensitive dielectric material)과 같은 감광성 수지, 예컨대, 폴리이미드(PI: PolyImide) 계열의 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판(200) 부분을 열게 폴리이미드 수지를 스크린 프린트(screen print)와 같은 도포(coating) 방식으로 유전층(220)은 형성될 수 있다. 유전층(220)을 위한 감광성 수지층이 필름(film) 형태로 도입될 경우, 후속되는 공정에서 노광 및 현상하여 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판(200) 부분을 열어줄 수 있다.
도 3을 참조하면, 유전층(220)을 관통하여 본드 핑거(211)를 여는 범프 비아(via for bump: 221) 및 외부접속단자(213)를 여는 볼 비아(via for solder ball: 223)을 형성한다. 유전층(220)을 이루는 감광성 수지층의 일부를 선택적으로 노광하는 과정을 수행하고, 현상하여 노광된 부분을 제거하여, 범프 비아(221) 및 볼 비아(223)을 형성한다. 유전층(220)이 필름 형태로 도입된 경우 이러한 노광 및 현상 과정에서 이미지 센서 칩(100)이 본딩(bonding)될 부분을 함께 열어줄 수 있다.
도 4를 참조하면, 범프 비아(221)를 통해 본드 핑거(211)에 범프인 연결 부ㅈ재10)가 접속되게 이미지 센서 칩(100)을 투명 기판(200) 상에 플립칩 본딩(flip chip bonding)한다. 이때, 본딩은 가압 및 가열 과정을 수반하여 수행되며, 이러한 가열 및 가압 과정에 의해, 본드 핑거(211)에 인접하는 유전층(220) 부분은 이미지 센서 칩(100)의 가장자리 부분에 눌러 이미지 센서 칩(100)의 가장자리 부분은 유전층(220)에 함침될 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 칩(100)의 측면은 유전층(220)에 의해 차단되어 솔더볼을 위한 볼 비아(223)과 격리되게 된다.
플립칩 본딩 후 볼 비아(223)를 통해 외부접속단자(213)에 솔더볼과 같은 외부접속부재(310)를 부착한다. 외부접속부재(310)인 솔더볼의 측면을 적어도 차폐하는 두께로 유전층(220)이 형성되므로, 외부접속부재(310)인 솔더볼은 상면은 열리지만 측면을 유전층(220)에 의해 덮혀 차단된다. 따라서, 이미지 센서 칩(100)의 측면과 외부접속부재(310)인 솔더볼의 측면 사이는, 이러한 사이 부분에 개재되는 유전층(220) 부분에 의해 차단되어, 외부접속부재(310)인 솔더볼의 측면과 이미지 센서 칩(100)의 측면은 격리되게 된다. 이러한 격리를 위해서 유전층(220)은 외부접속부재(310)인 솔더볼의 높이 보다는 낮고, 이미지센서 칩 표면 높이 보다는 높은 높은 표면을 가지게 두꺼운 두께로 형성된다. 이와 같이 외부접속부재(310)인 솔더볼을 부착하여 이미지 센서 칩 패키지를 칩 스케일로 형성한다.
도 5를 참조하면, 외부접속부재(310)인 솔더볼이 연결 패드(311)에 정렬되게 이미지 센서 칩 패키지를 보드 기판(300) 상에 정렬하게 실장하고, 가압 및 가열하여 외부접속부재(310)인 솔더볼과 연결 패드(311)를 접착시켜 보드 실장을 구현한다. 이때, 외부접속부재(310)인 솔더볼은 가압 및 가열에 의해서 눌려 측방향으로 확장되게 퍼질 수 있지만, 외부접속부재(310)인 솔더볼과 이미지 센서 칩(100)의 측면 사이에는 유전층(220) 부분이 개재(225)되고 있으므로, 이 부분의 유전층(220) 부분은 외부접속부재(310)인 솔더볼과 이미지 센서 칩(100)이 접촉하는 것을 방지하는 장벽 또는 댐(dam: 225)으로 작용한다. 이러한 유전층(220)의 댐 부분에 의해서, 이미지 센서 칩(100)과 외부접속부재(310)인 솔더볼의 접촉이 차단되므로, 접촉에 의한 전류 누설(leakage)는 유효하게 방지될 수 있다. 따라서, 접촉에 의한 전류 누설을 억제하기 위해서, 외부접속부재(310)인 솔더볼의 위치를 외곽으로 이동시키거나 재 배치시키는 설계 상의 부담을 완화할 수 있어, 설계 상 자유도의 확보할 수 있다. 또한, 외부접속부재(310)인 솔더볼의 주위에 높게 유전층(100) 부분(225)이 존재하므로, 이러한 유전층(100) 부분은 외부접속부재(310)인 솔더볼 주위에 절연 댐(225)으로 작용할 수 있다. 이에 따라, 외부접속부재(310)인 솔더볼과 이웃하는 외부접속부재(310)인 솔더볼이 퍼짐에 의해 상호 접촉하는 것을 유효하게 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 본 발명의 제1실시예는 다음의 도 6a 내지 도 11을 참조하여 설명하는 제2실시예와 같이 변형되어 적용될 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 이미지 센서 칩(도 1의 100)이 플립칩 본딩(flip chip bonding)될 투명 기판(1200)을 글라스(glass) 기판으로 도입한다. 투명 기판(1200) 상에 이미지 센서 칩(100)의 연결 부재(110)로서의 범프가 접속될 범프 랜드(bump land)와 같은 본드 핑거(1211) 및 후속 외부접속부재로서의 솔더볼(solder ball)이 접속될 볼 랜드와 같은 외부접속단자(1213)를 포함하는 배선(1210)을 형성한다. 본드 핑거(1211)와 외부접속단자(1213)는 재분배배선(RDL: Re-Distribution Layer) 형성 과정으로 형성될 수 있다. 투명 기판(1200)은 도 6b에 제시된 바와 같이, 본드 핑거 및 이미지센서 칩을 포함하는 이미지 센서 칩 실장영역과, 외부접속단자를 포함하는 외부접속 영역을 포함하여 구성될 수 있다. 외부접속 영역은 도6b에 제시된 바와 같이, 이미지센서 칩 실장영역을 둘러싸는 사각틀 모양으로 형성되거나, 또는 이미지센서 칩 실장영역 양측면으로만 한정된 형상을 가질 수 있다.
본드 핑거(1211)와 외부접속단자(1213)를 형성한 후, 이를 덮는 제1절연부재로서의 유전층(1220)을 형성한다. 유전층(1220)은 노광에 의한 패터닝이 가능하게 포토센서티브 유전 물질(photosensitive dielectric material)과 같은 감광성 수지, 예컨대, 폴리이미드(PI: PolyImide) 계열의 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판 부분(1201)을 열게 폴리이미드 수지를 스크린 프린트(screen print)와 같은 도포(coating) 방식으로 유전층(1220)은 형성될 수 있다. 유전층(1220)을 위한 감광성 수지층이 필름(film) 형태로 도입될 경우, 후속되는 공정에서 노광 및 현상하여 이미지 센서 칩(100)이 부착될 투명 기판 부분(1201)을 열어줄 수 있다. 본 발명의 제2실시예는 제1실시예에와 달리 유전층(1220)의 두께를 보다 얇게 형성한다. 이에 따라, 후속 부착될 외부접속부재(도 4의 310)인 솔더볼의 높이의 1/2 높이 보다 낮게 유전층(1220)이 형성된다. 이에 따라, 솔더볼의 가장 외측으로 돌출되는 측면 부분, 예컨대, 1/2 높이 부분은 유전층(1220) 상에 위치하여 노출된다. 유전층(1220)의 두께를 두껍게 형성할 수 없을 경우에, 본 발명의 제2실시예는 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 유전층(1220)을 관통하여 본드 핑거(1211)를 여는 범프 비아(via for bump: 1221) 및 외부접속단자(1213)를 여는 제1볼 비아(via for solder ball: 1223)을 형성한다. 유전층(1220)을 이루는 감광성 수지층의 일부를 선택적으로 노광하는 과정을 수행하고, 현상하여 노광된 부분을 제거하여, 범프 비아(1221) 및 제1볼 비아(1223)을 형성한다. 유전층(1220)이 필름 형태로 도입된 경우 이러한 노광 및 현상 과정에서 이미지 센서 칩(100)이 본딩(bonding)될 부분을 함께 열어줄 수 있다. 이러한 노광 과정은 유전층(1220) 두께가 상대적으로 얇은 점에 의해 보다 정교한 패턴으로 범프 비아(1221)와 제1볼 비아(1223)을 형성하게 수행될 수 있다. 이에 따라, 보다 미세한 크기로 범프인 연결 부재(도 1의 110)가 형성되고, 보다 미세한 크기의 외부접속부재(310)인 솔더볼이 도입되어, 보다 미세한 크기의 범프 비아(1221)와 제1볼 비아(1223)가 요구될 때, 본 발명의 제2실시예는 유효하게 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 유전층(1220) 상에 제1볼 비아(1223)에 정렬되는 제2볼 비아(1233)를 열고 이미지 센서 칩(100)이 본딩(bondig)될 투명 기판 부분(1201) 및 인접하는 본드 핑거(1211) 부분을 여는 절연 댐(dam: 1230)을 제2절연 부재로서 형성한다. 이러한 댐(1230)은 절연 물질로 형성될 수 있으며, 층 도포, 노광 및 현상 과정으로 수행되기 보다는 스크린 프린트(screen print) 방식으로 형성되는 것이 공정 상 보다 간단하다. 예컨대, 에폭시(epoxy) 계열의 수지와 같은 절연 수지층은 도 9에 제시된 바와 스크린 프린트하여 댐(1230)을 형성한다. 이때, 댐(1230)의 두께는 댐(1230)의 상측 표면의 높이가 후속 부착될 솔더볼의 높이(height) 보다는 낮고 솔더볼의 높이 1/2 보다는 높게 유지되는 두께로 형성된다.
도 10을 참조하면, 범프 비아(1221)를 통해 본드 핑거(1211)에 연결 부재(110)인 범프가 접속되게 이미지 센서 칩(100)을 투명 기판(1200) 상에 플립칩 본딩(flip chip bonding)한다. 이때, 본딩은 가압 및 가열 과정을 수반하여 수행될 수 있다. 이미지 센서 칩(100)의 가장자리 부분은 유전층(1220) 상에 올려지게 플립칩 본딩이 이루어질 수 있다. 이미지 센서 칩(100)의 측면은 절연 댐(120)의 측면에 의해 차폐 차단된다.
플립칩 본딩 후 제1볼 비아(1223) 및 제2볼 비아(1233)를 통해 외부접속단자(1213)에 외부접속부재(1310)인 솔더볼을 부착한다. 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면을 적어도 차폐하는 두께로 절연 댐(1230)이 형성되므로, 솔더불은 상면은 열리지만 측면을 절연 댐(1230)에 의해 덮혀 차단된다. 따라서, 이미지 센서 칩(100)의 측면과 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면 사이는, 이러한 사이 부분에 개재되는 절연 댐(1230)에 의해 차단되어, 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면과 이미지 센서 칩(100)의 측면은 격리되게 된다. 또한, 절연 댐(1230)이 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 측면을 차폐 차단하고 있으므로, 외부접속부재(1310)인 솔더볼과 이웃하는 다른 솔더볼은 도 11에 제시된 바와 같이 절연 댐(1230)에 의해 격리 된다. 이러한 격리를 위해서 절연 댐(1230)은 부착된 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 높이 보다는 낮고, 솔더볼의 절반 높이(1/2 height) 보다는 높은 표면 높이를 가지는 두께로 형성된다. 이와 같이 외부접속부재(1310)인 솔더볼을 부착하여 이미지 센서 칩 패키지를 칩 스케일로 형성한다. 이후에, 이미지 센서 칩 패키지를 보드 기판(도 5의 300) 상에 정렬하여 실장할 수 있다. 이미지 센서 칩(100)과 외부접속부재(1310)인 솔더볼의 접촉이 차단되므로, 접촉에 의한 전류 누설(leakage) 또는 단락 및 솔더볼 사이의 접촉 누설 또는 단락은 유효하게 방지될 수 있다.
100: 이미지 센서 칩, 110: 연결 부재
200: 투명 기판 213: 외부접속단자
220: 절연 댐을 위한 유전층 1230: 절연 댐
310, 1310: 외부접속부재.
200: 투명 기판 213: 외부접속단자
220: 절연 댐을 위한 유전층 1230: 절연 댐
310, 1310: 외부접속부재.
Claims (13)
- 일면에 본드핑거 및 상기 본드핑거 외측의 외부접속단자를 포함하는 투명기판;
표면에 연결부재를 구비하고 상기 연결부재가 상기 본드핑거에 접합하도록 상기 투명기판 상에 실장되는 이미지센서 칩;
상기 외부접속단자 상에 실장되는 외부접속부재; 및
상기 본드핑거와 상기 외부접속단자 사이 및 상기 이미지센서칩의 측면과 대응하는 상기 외부접속부재 사이에 도입된 절연부재를 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 투명기판은
상기 본드핑거 및 상기 이미지센서칩을 포함하는 이미지센서 칩 실장영역; 및
상기 외부접속단자를 포함하는 외부접속 영역을 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제2항에 있어서,
상기 외부접속 영역은
상기 이미지센서 칩 실장영역을 둘러싸는 사각틀 모양을 가지는 이미지센서 패키지. - 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제2항에 있어서,
상기 외부접속 영역은
상기 이미지센서 칩 실장영역 양측면에 배치된 형상을 가지는 이미지센서 패키지. - 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 투명기판은
글라스, 실리콘, 석영 및 투명 플라스틱을 포함하는 일군에서 선택된 어느 하나의 투명재를 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 연결부재는
범프, 와이어 및 금속핀을 포함하는 일군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 외부접속부재는
솔더볼, 금속핀 및 범프를 포함하는 일군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 절연부재는
상기 실장된 상기 이미지센서 칩 상부면의 높이 보다는 높고,
상기 외부접속부재의 높이보다는 낮은 표면의 높이를 갖는 이미지센서 패키지. - 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 절연부재는 폴리이미드(polyimide) 계열의 감광성 수지층을 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,
상기 절연부재 상에 상기 연결부재와 상기 외부접속부재를 감싸는 추가 절연부재를 더 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제10항에 있어서,
상기 이미지센서 칩에 의해 노출된 상기 투명기판 상에 형성된 상기 절연부재 및 상기 추가 절연부재로서 형성된 절연댐을 포함하는 이미지센서 패키지. - 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제11항에 있어서,
상기 절연댐은 상기 외부접속부재를 노출시키는 이미지센서 패키지. - 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제11항에 있어서,
상기 절연댐은 스크린 프린트(screen print)된 에폭시 계열의 수지를 포함하는 이미지센서 패키지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100067014A KR101195264B1 (ko) | 2010-07-12 | 2010-07-12 | 이미지 센서 패키지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100067014A KR101195264B1 (ko) | 2010-07-12 | 2010-07-12 | 이미지 센서 패키지 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120006338A KR20120006338A (ko) | 2012-01-18 |
| KR101195264B1 true KR101195264B1 (ko) | 2012-11-14 |
Family
ID=45612100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100067014A KR101195264B1 (ko) | 2010-07-12 | 2010-07-12 | 이미지 센서 패키지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101195264B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016114508A1 (ko) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 센서패키지 |
| KR20220000848A (ko) * | 2020-06-26 | 2022-01-04 | 주식회사 네패스 | 반도체 패키지 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6548759B1 (en) | 2001-06-28 | 2003-04-15 | Amkor Technology, Inc. | Pre-drilled image sensor package |
| JP2004304054A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Fujitsu Ltd | 指紋認識用半導体装置 |
| KR100624068B1 (ko) | 2003-10-01 | 2006-09-18 | 옵토팩 주식회사 | 광 검출용 반도체 장치의 전자 패키지 및 그 패키징 방법 |
| JP2008219041A (ja) | 2008-05-12 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2010
- 2010-07-12 KR KR1020100067014A patent/KR101195264B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6548759B1 (en) | 2001-06-28 | 2003-04-15 | Amkor Technology, Inc. | Pre-drilled image sensor package |
| JP2004304054A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Fujitsu Ltd | 指紋認識用半導体装置 |
| KR100624068B1 (ko) | 2003-10-01 | 2006-09-18 | 옵토팩 주식회사 | 광 검출용 반도체 장치의 전자 패키지 및 그 패키징 방법 |
| JP2008219041A (ja) | 2008-05-12 | 2008-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016114508A1 (ko) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 센서패키지 |
| KR20220000848A (ko) * | 2020-06-26 | 2022-01-04 | 주식회사 네패스 | 반도체 패키지 |
| KR102589281B1 (ko) * | 2020-06-26 | 2023-10-16 | 주식회사 네패스 | 반도체 패키지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120006338A (ko) | 2012-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210020679A1 (en) | Electronic device package and fabricating method thereof | |
| US11508776B2 (en) | Image sensor semiconductor packages and related methods | |
| US7781325B2 (en) | Copper pillar tin bump on semiconductor chip and method of forming the same | |
| US8039307B2 (en) | Mounted body and method for manufacturing the same | |
| CN109390306A (zh) | 电子封装件 | |
| CN103811428A (zh) | 用于具有保护环的倒装芯片衬底的方法和装置 | |
| TW201727850A (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
| US8872329B1 (en) | Extended landing pad substrate package structure and method | |
| US9412703B1 (en) | Chip package structure having a shielded molding compound | |
| JP7001445B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| KR101195264B1 (ko) | 이미지 센서 패키지 | |
| TW201315304A (zh) | 印刷電路板及其製造方法 | |
| US7745907B2 (en) | Semiconductor package including connector disposed in troughhole | |
| US20060252249A1 (en) | Solder ball pad surface finish structure of circuit board and fabrication method thereof | |
| JP4122143B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| KR102509049B1 (ko) | 수직 적층된 칩들을 포함하는 팬 아웃 패키지 | |
| KR20110028939A (ko) | 솔더 볼 및 반도체 패키지 | |
| KR101340348B1 (ko) | 마스크 패턴을 이용한 칩 내장형 패키지 기판 및 그 제조방법 | |
| JP3949077B2 (ja) | 半導体装置、基板、半導体装置の製造方法、及び半導体装置の実装方法 | |
| TWI515808B (zh) | 晶片封裝結構的製作方法 | |
| KR20110017153A (ko) | 볼 그리드 어레이 패키지 기판 및 그 제조방법 | |
| KR20160032524A (ko) | 인쇄회로기판 및 그 제조방법 | |
| JP2013110264A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
| KR20130027870A (ko) | 패키지 기판 및 패키지의 제조 방법 | |
| KR101131446B1 (ko) | 반도체 칩의 범프 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150921 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160923 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170925 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |