KR101963809B1 - 이미지 센서 패키지 - Google Patents
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Abstract
상부면 중앙부에 픽셀 영역이 형성된 이미지 센서 칩; 이미지 센서 칩의 상부에 배치되어 이미지 센서 칩과 플립 칩 본딩되며, 픽셀 영역에 대향하는 위치에 홀이 형성된 유기 재료로 이루어진 기판; 이미지 센서 칩이 본딩된 기판이 장착되는 인쇄 회로 기판; 및 기판과 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결하기 위한 솔더 볼을 포함함으로써, 박형화가 가능하면서도 물리적인 충격에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 카메라 모듈을 구성하는 이미지 센서 패키지에 관한 것이다.
이미지 센서는 피사체 정보를 감지하여 전기적인 영상 신호로 변환하는 반도체 소자로, 디지털 카메라나 캠코더 뿐만 아니라 태블릿 PC(tablet PC), 휴대 전화기 등에 탑재되면서 최근 그 시장이 급속히 팽창하고 있다. 이러한 이미지 센서에는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Silicon) 등이 있다.
이미지 센서와 같은 광학적 전자 소자들은 통상 더 큰 회로 어셈블리와 같은 고레벨 패키지로의 연결을 위해 패키지된다. 이미지 센서 패키지는 더 큰 회로 어셈블리로의 전기적 연결을 제공하고, 주변 환경으로부터 이미지 센서 칩을 보호하며, 이미지 센서 칩에 위치한 센싱 회로에 빛이나 다른 형태의 방사광이 통과해 들어오도록 한다.
반도체 산업이 발전함에 따라 제조사들은 반도체 구성 요소들을 더욱 작고, 빠르고 신뢰성 있게 만드는 여러 가지 패키지 방법들을 개발해 왔다. 특히, 카메라가 장착된 휴대 전화기와 같이 경박단소화가 요구되는 시장에서는 칩 온 보드(Chip On Board: COB) 방식이나 칩 온 글래스(Chip On Glass: COG) 방식이 적용된 이미지 센서 패키지가 많이 사용되고 있는 추세이다.
도 1은 기존 칩 온 보드 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존 칩 온 보드 방식이 적용된 이미지 센서 패키지(100)는 크게 이미지 센서 칩(110), 이미지 센서 칩(110)이 장착되는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board: PCB)(140), 인쇄 회로 기판(140)의 가장자리부에 설치되는 지지 부재(130) 및 지지 부재(130) 상에 부착되는 투명 기판(120)을 포함한다.
이미지 센서 칩(110)은 상부면 중앙부에 마련되는 픽셀 영역(110a)과 픽셀 영역(110a)의 외측에 마련되는 본딩 패드(111)를 포함한다.
도 1에 도시된 칩 온 보드 방식이 적용된 이미지 센서 패키지(100)는 이미지 센서 칩(110)을 다이(die) 접착제 등을 이용하여 인쇄 회로 기판(140)의 상면에 접착시킨 후, 이미지 센서 칩(110)의 상면에 형성된 본딩 패드(111)와 인쇄 회로 기판(140)의 상면에 형성된 본딩 패드(141)를 본딩 와이어(150)로 연결함으로써 제작된다. 지지 부재(130) 상에는 빛이 투과될 수 있으면서도 이미지 센서 칩(110) 및 본딩 와이어(150)를 물리적으로 보호할 수 있는 유리와 같은 재질의 투명 기판(120)이 부착된다.
이러한 칩 온 보드 방식은 기존의 반도체 생산 라인과 유사한 공정을 사용하기 때문에 생산성이 높다는 장점이 있으나, 와이어 본딩(wire bonding) 공정으로 인해 제작 비용이 상승하고, 본딩 와이어의 높이(대략 700-800㎛)로 인해 이미지 센서 패키지(100)의 전체 높이(두께)가 증가하여 이미지 센서 패키지의 박형화가 어려워지는 문제점이 있다.
도 2는 기존 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기존 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지(200)는 크게 이미지 센서 칩(210), 이미지 센서 칩(210)의 상부에 대향 배치되어 이미지 센서 칩(210)과 전기적으로 연결되는 투명 기판(220), 투명 기판(220)이 장착되는 인쇄 회로 기판(240) 및 이미지 센서 칩(210)과 투명 기판(220)과 인쇄 회로 기판(240)을 전기적으로 연결하기 위한 솔더부(230)를 포함한다. 여기서, 솔더부(230)는 이미지 센서 칩(210)의 픽셀 영역(210a)을 포함하는 실링 영역으로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 솔더 실링 링(232), 이미지 센서 칩(210)과 투명 기판(220)을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 솔더 범프(231) 및 투명 기판(220)과 인쇄 회로 기판(240)을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 솔더 볼(233)을 포함한다.
이미지 센서 칩(210)은 상부면 중앙부에 마련되는 픽셀 영역(210a)과 픽셀 영역(210a)의 외측에 마련되는 솔더 실링 링 패드(212) 및 솔더 범프 패드(211)를 포함한다.
유리와 같은 재질의 투명 기판(220)은 그 하면에 선택적으로 형성되는 금속 배선(221), 금속 배선(221) 상에 형성되어 금속 배선(221)을 절연하는 절연막(223) 및 투명 기판(220)의 소정 영역에 형성되는 솔더 실링 링 패드(222)를 포함한다.
도 2에 도시된 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지(200)는 이미지 센서 칩(210)의 상부면 중심부에 형성된 픽셀 영역(210a)이 투명 기판(220)의 하면(배선 형성면)을 향하도록 투명 기판(220)에 이미지 센서 칩(210)을 장착하고, 이미지 센서 칩(210)이 장착된 투명 기판(220)을 인쇄 회로 기판(240)에 장착함으로써 제작된다. 여기서, 이미지 센서 칩(210)과 투명 기판(220)은 솔더 범프(231)를 통해 전기적으로 연결되고, 투명 기판(220)과 인쇄 회로 기판(240)은 솔더 볼(233)을 통해 전기적으로 연결된다.
이러한 칩 온 글래스 방식은 칩 온 보드 방식에서 사용하는 와이어 본딩 공정이 불필요하여 공정 비용이 저감되고, 본딩 와이어를 사용하지 않기 때문에 이미지 센서 패키지의 박형화가 가능하다는 장점이 있으나, 이미지 센서 칩과 투명 기판 모두 탄성 변형도가 낮아 물리적인 충격에 취약하다는 문제점이 있다.
기존의 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 구조에서 이미지 센서 칩이 장착되는 기판의 재질과 구조를 변경함으로써, 박형화가 가능하면서도 물리적인 충격에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 패키지를 제안하고자 한다.
또한 기존의 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 구조에서 이미지 센서 칩이 장착되는 기판의 재질과 구조를 변경함으로써, 공정 비용을 저감할 수 있는 이미지 센서 패키지를 제안하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 이미지 센서 패키지는 상부면 중앙부에 픽셀 영역이 형성된 이미지 센서 칩; 이미지 센서 칩의 상부에 배치되어 이미지 센서 칩과 플립 칩 본딩되며, 픽셀 영역에 대향하는 위치에 홀이 형성된 유기 재료로 이루어진 기판; 이미지 센서 칩이 본딩된 기판이 장착되는 인쇄 회로 기판; 및 기판과 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결하기 위한 솔더 볼을 포함한다.
또한 유기 재료는 실리콘 웨이퍼 재질과 열팽창률이 유사하며, 탄성 변형이 가능한 재료이다.
또한 이미지 센서 칩은 픽셀 영역의 외측에 형성된 솔더 범프 패드를 포함한다.
또한 이미지 센서 칩의 솔더 범프 패드 상에 형성된 솔더 범프를 더 포함하고, 이미지 센서 칩과 기판은 솔더 범프에 의해 플립 칩 본딩된다.
또한 이미지 센서 칩의 픽셀 영역 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 이미지 센서 칩과 기판 사이의 솔더 범프 주변에 형성되는 실링 수지를 더 포함한다.
또한 기판의 상면에 특정 파장 대역의 빛을 통과 또는 차단시키기 위한 IR 컷오프 필터가 코팅되어 있는 투명 기판이 부착된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이미지 센서 패키지는 상부면 중앙부에 픽셀 영역이 형성된 이미지 센서 칩; 이미지 센서 칩의 상부에 배치되어 이미지 센서 칩과 플립 칩 본딩되며, 픽셀 영역에 대향하는 위치에 홀이 형성되고, 다층 배선이 형성되어 있으며, 유기 재료로 이루어진 기판; 및 이미지 센서 칩을 보호하기 위해 기판의 하부면에 형성되는 보호 케이스를 포함한다.
또한 유기 재료는 실리콘 웨이퍼 재질과 열팽창률이 유사하며, 탄성 변형이 가능한 재료이다.
또한 이미지 센서 칩은 픽셀 영역의 외측에 형성된 솔더 범프 패드를 포함한다.
또한 이미지 센서 칩의 솔더 범프 패드 상에 형성된 솔더 범프를 더 포함하고, 이미지 센서 칩과 기판은 솔더 범프에 의해 플립 칩 본딩된다.
또한 이미지 센서 칩의 픽셀 영역 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 이미지 센서 칩과 기판 사이의 솔더 범프 주변에 형성되는 실링 수지를 더 포함한다.
또한 기판의 상면에 특정 파장 대역의 빛을 통과 또는 차단시키기 위한 IR 컷오프 필터가 코팅되어 있는 투명 기판이 부착된다.
제안된 이미지 센서 패키지에 의하면, 기존의 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 구조에서 이미지 센서 칩이 장착되는 기판의 재질과 구조를 변경함으로써, 박형화가 가능하면서도 물리적인 충격에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 제안된 이미지 센서 패키지에 의하면, 기존의 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 구조에서 이미지 센서 칩이 장착되는 기판의 재질과 구조를 변경함으로써, 공정 비용을 저감할 수 있다.
도 1은 기존 칩 온 보드 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 기존 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 기존 칩 온 글래스 방식이 적용된 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)는 크게 이미지 센서 칩(310), 이미지 센서 칩(310)의 상부에 배치되어 이미지 센서 칩(310)과 플립 칩(flip chip) 본딩되는 기판(320), 이미지 센서 칩(310)이 본딩된 기판(320)이 장착되는 인쇄 회로 기판(340) 및 이미지 센서 칩(310)이 실장된 기판(320)과 인쇄 회로 기판(340)을 전기적으로 연결하기 위한 솔더부(330) 및 IR 컷오프 필터(미도시)가 코팅되어 있는 유리와 같은 재질의 투명 기판(350)을 포함한다.
이미지 센서 칩(310)은 상부면 중앙부에 마련되는 픽셀 영역(310a)과 픽셀 영역(310a)의 외측에 마련되는 솔더 범프 패드(311)를 포함한다. 픽셀 영역(310a)은 이미지를 센싱(촬상)하는 영역으로, 픽셀 영역(310)에는 예를 들어 빛을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드, 포토 다이오드 상에 마련되어 색을 구분하는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 컬러 필터, 컬러 필터 상에 마련되어 빛을 포토 다이오드에 집중시켜 감도를 향상시키는 마이크로렌즈가 적층되어 구성될 수 있다.
이미지 센서 칩(310)이 본딩된 기판(320)은 이미지 센서 칩(310)이 장착되는 하면에 선택적으로 형성되는 금속 배선(321), 금속 배선(321) 상에 형성되어 금속 배선(321)을 절연하는 절연막(323)을 포함한다. 또한 기판(320)의 하면에는 회로 패턴(미도시)이 형성된다.
이미지 센서 칩(310)이 본딩된 기판(320)은 소정 두께의 판 형상으로 제작될 수 있으며, 기판(320)의 재료로는 칩 온 글래스 방식에서 사용되는 유리와 같은 투명 재질 대신 실리콘 웨이퍼(Si wafer) 재질과 열팽창률이 비슷한 유기 재료(예: 패키지 기판, S3 기판, 유기 웨이퍼 기판)를 사용한다. 이 유기 재료 상에 반도체 후공정인 RDL(Redistributed Layer) 공정을 사용하여 미세 피치 배선(최소 선폭 10㎛, 최소 선간격 10㎛)을 형성하여 기판을 제작할 수 있다. 이러한 유기 재료는 어느 정도의 탄성 변형이 가능하기 때문에, 이 유기 재료로 이루어진 기판(320)을 사용하여 이미지 센서 패키지(300)를 제작하면 외부의 물리적인 충격에도 쉽게 파손되지 않는 장점을 갖게 된다. 또한 이미지 센서 칩(310)이 장착되는 기판(320)에는 그 중앙부에 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)을 외부로 노출시킬 수 있을 정도의 크기로 된 홀(hole, 320a)이 형성된다. 기판(320)의 재료로 사용되는 유기 재료는 불투명 재질이기 때문에, 기판(320)에 형성된 홀(320a)은 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)으로 빛이 투과될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 아울러, 기판(320)에 홀(320a)이 형성되어 있기 때문에, 외부에서 물리적인 충격이 가해지는 경우에도 이미지 센서 칩(310)과 기판(320) 간 충돌에 의한 파손을 방지할 수 있어 물리적인 충격에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 금속 배선(321)이 형성된 기판(320)의 일면 또는 금속 배선(321)이 형성되지 않은 기판(320)의 타면에는 원하는 빛의 파장 대역에서 빛의 감도를 개선하거나 필터링을 위한 광학 물질이 코팅된 유리와 같은 재질의 투명 기판(350)이 부착된다. 이 투명 기판(350)의 재질은 유리(glass)나 폴리머(polymer) 재료가 될 수 있다. 예를 들어, 빛이 입사되는 기판(320)의 타면 상에 특정 파장 대역의 빛을 통과 또는 차단시키기 위한 IR 컷오프 필터(미도시)가 코팅된 투명한 유리 기판이나 폴리머(polymer) 필름(미도시)이 부착될 수도 있다. 금속 배선(321)은 기판(320)의 하면에 형성된다. 금속 배선(321)은 인쇄 공정을 이용하여 패턴화되어 형성될 수도 있고, 금속 물질을 증착한 후 포토 및 식각 공정으로 패터닝할 수도 있다. 또한 금속 배선(321) 상에는 금속 배선(321)의 소정 영역을 노출시키도록 절연막(323)이 형성된다. 즉, 절연막(323)에 의해 이미지 센서 칩(310) 및 인쇄 회로 기판(340)과 연결되는 금속 배선(321)의 일부 영역이 노출된다. 이러한 절연막(323) 역시 인쇄 공정으로 패턴화되어 형성될 수 있고, 절연 물질을 증착한 후 포토 및 식각 공정을 패터닝할 수도 있다.
솔더부(330)는 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)을 포함하는 실링 영역으로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 실링 수지(332), 이미지 센서 칩(310)과 기판(320)을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 솔더 범프(331) 및 기판(320)과 인쇄 회로 기판(340)을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 솔더 볼(333)을 포함한다.
실링 수지(332) 즉, 폴리머 수지(예: underfill)는 이미지 센서 칩(310)과 기판(320) 사이에 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)을 포함한 실링 영역을 둘러싸도록 형성되며, 실링 영역 특히 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a) 내에 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 실링 수지(332)는 이미지 센서 칩(310)과 기판(320) 사이의 솔더 범프(331) 주변에 도포(충진)되어 경화되며, 이 때 실링 수지(332)는 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)에는 침범하지 않도록 형성된다.
일반적으로, 이미지 센서 패키지의 제작 공정은 이미지 센서 칩의 픽셀 영역 내로 범프 물질 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 청정도가 높은 환경에서 수행되어야 한다. 따라서, 이러한 이미지 센서 패키지의 제작 공정에는 고청정 클린 룸(clean room) 및 고청정 환경을 유지하기 위한 각종 장비 등을 필요로 하게 된다. 하지만, 전술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)를 구성하는 기판(320)에는 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)에 대향하는 위치에 홀(320a)이 형성되어 있어 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a) 내로 범프 물질 등의 이물질이 유입되더라도 이 홀(320a)을 통해 유입된 이물질을 제거한 후 투명 기판(350)을 부착할 수 있기 때문에, 고청정 클린 룸 및 고청정 환경을 유지하기 위한 각종 장비 등이 불필요하다. 따라서, 이미지 센서 패키지의 제작 공정을 간소화할 수 있고 이로 인해 공정 비용을 저감할 수 있게 된다.
복수의 솔더 범프(331)는 기판(320)과 이미지 센서 칩(310) 사이에 형성된다. 솔더 범프(331)를 형성하기 위해 이미지 센서 칩(310)의 소정 영역에 솔더 범프 패드(311)가 형성되고, 솔더 범프(331)는 기판(320)의 금속 배선(321)과 이미지 센서 칩(310) 상의 솔더 범프 패드(311) 사이에 형성된다.
또한 복수의 솔더 볼(333)은 이미지 센서 칩(310) 외곽의 기판(320)의 금속 배선(321) 상에 융착되어 기판(320)과 인쇄 회로 기판(340)을 전기적으로 연결한다. 여기서, 복수의 솔더 볼(333)은 예를 들어 사각형의 기판(320) 외곽을 따라 등간격으로 형성된다.
인쇄 회로 기판(340)은 접속 패드에 의해 솔더 볼(333)과 연결될 수 있으며, 회로 패턴이 인쇄되어 있어 외부로부터의 구동 전압 및 전류를 기판(320)을 통해 이미지 센서 칩(310)에 공급한다. 인쇄 회로 기판(340)은 단층 또는 다층의 인쇄 회로 기판, 금속 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 기판 등 외부로부터 구동 전압 및 전류를 이미지 센서 칩(310)에 공급할 수 있는 다양한 형태가 가능하다.
이하에서는 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제작 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
도 4a의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)를 구성하는 이미지 센서 칩(310)의 평면도이고, 도 4a의 (b)는 도 4a의 (a)에 도시된 A-A′ 선에 따른 단면도이다.
도 4a의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 상부면 중앙부에 픽셀 영역(310a)이 형성되고, 픽셀 영역(310a)의 외측에 복수의 솔더 범프 패드(311)가 형성된 이미지 센서 칩(310)을 마련한다.
도 4b의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)를 구성하는 이미지 센서 칩(310) 위에 솔더 범프(331)가 형성된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 4b의 (b)는 도 4b의 (a)에 도시된 B-B′ 선에 따른 단면도이다.
도 4b의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 칩(320)의 솔더 범프 패드(311) 상에 솔더 범프(331)와의 접착력을 강화시키기 위해 UBM(Under Bump Metallugy, 314)을 형성한 후, UBM(314) 상에 솔더 범프(331)를 형성한다. 여기서, UBM(314)은 증발(evaporation)법 또는 스퍼터링(sputtering)법 등을 이용한 금속막 증착과 폴리머를 이용한 패터닝을 통해 형성한다. 폴리머를 이용한 패터닝은 액상의 폴리머를 도포한 후 리소그라피 공정에 의해 패터닝하거나 드라이 필름으로 건조시키는 방식으로 진행한다.
솔더 범프(331)의 재료로는 Al 재질의 솔더 범프 패드(311)와 기판(320)의 회로 패턴 간을 전기적으로 연결할 수 있으면서 기계적으로도 안정적인 부착을 이룰 수 있는 Ni 및 Au 등의 재료를 사용함이 바람직하며, 솔더 범프(331)는 증발(evaporation)법, 전기도금(electroplating)법, 무전해 도금(electroless plating)법, 스텐실 프린팅(stencil printing)법, 제트 프린팅(jet printing)법, 또는, 픽 엔 플레이스(pick & place)법 등의 방법으로 형성한다.
도 4c의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)를 구성하는 이미지 센서 칩(310) 위에 실링 수지(332)가 형성된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 4c의 (b)는 도 4c의 (a)에 도시된 C-C′ 선에 따른 단면도이다.
도 4c의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 솔더 범프(331)가 형성된 솔더 범프 패드(311) 주변의 이미지 센서 칩(310) 영역 상에 임의의 폭과 높이를 갖는 실링 수지(332)를 형성한다. 실링 수지(332)는 범프 물질의 과도한 흐름으로 인해 픽셀 영역(310a)이 오염되는 것을 방지하기 위한 것으로, 그 재료로는 열이나 UV에 의해 경화되는 물질이 적용 가능하며, 아울러, 패키징 공정이 진행되는 동안 열적, 광학적 및 물리적 특성을 갖는 물질을 이용함이 바람직하다.
도 4d의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)를 구성하는 이미지 센서 칩(310)과 기판(320)을 플립 칩 본딩하는 모습을 나타낸 평면도이고, 도 4d의 (b)는 도 4d의 (a)에 도시된 D-D′ 선에 따른 단면도이다.
도 4d의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 칩(310)을 솔더 범프(311)를 이용하여 회로 패턴(미도시)이 형성되어 있고 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)을 노출시킬 수 있을 정도의 크기로 된 홀(320a)이 형성되어 있는 기판(320)에 플립 칩 본딩한다. 이 때, 기판(320)은 실링 수지(332) 위에 배치되도록 한다.
도 4e의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)를 구성하는 이미지 센서 칩(310)이 장착된 기판(320)을 인쇄 회로 기판(340)에 장착하는 모습을 나타낸 평면도이고, 도 4e의 (b)는 도 4e의 (a)에 도시된 E-E′ 선에 따른 단면도이다.
도 4e의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 칩(310)이 장착되고 이미지 센서 칩(310)의 픽셀 영역(310a)에 대향하는 위치에 홀(320a)이 형성된 기판(320)을 솔더 볼(333)을 이용하여 회로 패턴(미도시)이 형성되어 있는 인쇄 회로 기판(340)에 전기적으로 연결한다. 이후에 이미지 센서 칩(310)이 장착된 기판(320) 위에 IR 컷오프 필터(미도시)가 코팅되어 있는 유리와 같은 재질의 투명 기판(350)을 부착한다. 이를 통해 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)의 제작을 완성한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(400)는 크게 이미지 센서 칩(410), 이미지 센서 칩(410)의 상부에 배치되어 이미지 센서 칩(410)과 플립 칩(flip chip) 본딩되는 기판(420) 및 IR 컷오프 필터(미도시)가 코팅되어 있는 유리와 같은 재질의 투명 기판(450) 및 이미지 센서 칩(410)과 솔더부를 외부의 물리적 충격으로부터 보호하기 위한 보호 케이스(460)를 포함한다. 여기서, 보호 케이스(460)의 재료로는 외부의 물리적인 충격에 대해 탄성 변형이 가능한 플라스틱 또는 금속과 같은 재질을 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 이미지 센서 칩(410)이 장착되는 기판으로서 유기 재료로 이루어지며 다층 배선 기술이 적용된 기판(420)을 이용함으로써 이미지 센서 칩(410)에서 필요로 하는 외부로부터의 구동 전압 및 전류를 기판(420)을 통해 직접 이미지 센서 칩(410)에 공급할 수 있도록 구성된다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 다층 배선 기술이 적용된 기판(420)을 이용함으로써 이미지 센서 패키지(400)에서 인쇄 회로 기판 및 인쇄 회로 기판과 이미지 센서 칩이 장착된 기판을 전기적으로 연결하기 위한 솔더 볼을 생략할 수 있다는 점에서 본 발명의 일실시예와 차이가 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(400)는 인쇄 회로 기판의 구성이 생략되었기 때문에 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)보다 더 얇은 두께로 제작하는 것이 가능하다.
도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(400)의 구성에서 보호 케이스(460) 이외의 다른 구성 요소들은 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)에 도시된 구성 요소와 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
300, 400 : 이미지 센서 패키지 310, 410 : 이미지 센서 칩
320, 420 : 기판 331, 431 : 솔더 범프
332, 432 : 실링 수지 333, 433 : 솔더 볼
340 : 인쇄 회로 기판 350, 450 : 투명 기판
460 : 보호 케이스
320, 420 : 기판 331, 431 : 솔더 범프
332, 432 : 실링 수지 333, 433 : 솔더 볼
340 : 인쇄 회로 기판 350, 450 : 투명 기판
460 : 보호 케이스
Claims (12)
- 삭제
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- 상부면 중앙부에 픽셀 영역이 형성된 이미지 센서 칩;
상기 이미지 센서 칩의 상부에 배치되어 상기 이미지 센서 칩과 플립 칩 본딩되며, 상기 픽셀 영역에 대향하는 위치에 홀이 형성되고, 다층 배선이 형성되어 있으며, 유기 재료로 이루어진 기판; 및
상기 이미지 센서 칩을 외부의 물리적 충격으로부터 보호하기 위해 상기 기판의 하부면에 형성되는 탄성 변형이 가능한 재료의 보호 케이스를 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제 7 항에 있어서, 상기 유기 재료는 실리콘 웨이퍼 재질과 열팽창률이 유사하며, 탄성 변형이 가능한 재료인 이미지 센서 패키지.
- 제 7 항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩은 상기 픽셀 영역의 외측에 형성된 솔더 범프 패드를 포함하는 이미지 센서 패키지.
- 제 9 항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩의 상기 솔더 범프 패드 상에 형성된 솔더 범프를 더 포함하고,
상기 이미지 센서 칩과 상기 기판은 상기 솔더 범프에 의해 플립 칩 본딩되는 이미지 센서 패키지. - 제 10 항에 있어서,
상기 이미지 센서 칩의 상기 픽셀 영역 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 이미지 센서 칩과 상기 기판 사이의 상기 솔더 범프 주변에 형성되는 실링 수지를 더 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제 7 항에 있어서,
상기 기판의 상면에 특정 파장 대역의 빛을 통과 또는 차단시키기 위한 IR 컷오프 필터가 코팅되어 있는 투명 기판이 부착되는 이미지 센서 패키지.
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