KR102248527B1 - 이미지 센서 패키지 - Google Patents

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KR102248527B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 기판; 상기 기판에 실장되며, 본딩 와이어에 의해 상기 기판과 연결되는 이미지 센서; 상기 이미지 센서의 일부와 상기 본딩 와이어를 밀봉하며, 상기 이미지 센서의 유효촬상면을 노출시키는 홀이 형성된 밀봉부재; 적어도 일부가 상기 밀봉부재에 삽입되도록 상기 이미지 센서에 형성된 반사체; 및 상기 밀봉부재에 부착되는 필터;를 포함할 수 있다.

Description

이미지 센서 패키지{Image sensor package}
본 발명은 이미지 센서 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라 모듈은 휴대용 전자기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있으며, 최근의 휴대용 전자기기의 소형화 추세로 인하여 카메라 모듈 자체의 소형화도 요구되고 있다.
한편, 카메라 모듈 내에는 적외선 영역의 빛을 차단하기 위하여 적외선 차단 필터가 배치된다.
일반적으로, 적외선 차단 필터를 고정하기 위하여 별도의 기구물을 사용하거나 하우징에 적외선 차단 필터를 고정할 수 있는 구조를 형성한다.
그러나, 이와 같은 방식은 적외선 차단 필터를 고정하기 위한 기구물이 필요하기 때문에 카메라 모듈의 전체적인 높이를 줄이는데 한계가 있다.
최근 휴대용 전자기기, 예컨대 스마트폰은 두께가 갈수록 줄어드는 추세에 있으나, 카메라 모듈의 높이를 줄이지 못할 경우 스마트폰의 두께를 줄이기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 소형화의 요구를 만족시킬 수 있는 이미지 센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 기판; 상기 기판에 실장되며, 본딩 와이어에 의해 상기 기판과 연결되는 이미지 센서; 상기 이미지 센서의 일부와 상기 본딩 와이어를 밀봉하며, 상기 이미지 센서의 유효촬상면을 노출시키는 홀이 형성된 밀봉부재; 적어도 일부가 상기 밀봉부재에 삽입되도록 상기 이미지 센서에 형성된 반사체; 및 상기 밀봉부재에 부착되는 필터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 적어도 하나의 전자부품이 실장된 기판; 상기 기판에 실장되며, 본딩 와이어에 의해 상기 기판과 연결되는 이미지 센서; 상기 전자부품을 밀봉하도록 상기 기판에 구비되며, 상기 이미지 센서를 수용하는 홀이 형성된 밀봉부재; 적어도 일부가 상기 밀봉부재에 삽입되도록 상기 기판에 형성된 반사체; 및 상기 밀봉부재에 부착되는 필터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 소형화의 요구를 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조과정 중 보호부재를 제거하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 11은 이미지 센서 패키지에서 보호부재가 제거된 일 실시예를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈부(100), 하우징(200) 및 이미지 센서 패키지(300)를 포함한다.
렌즈부(100)는 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈를 포함한다.
하우징(200)은 렌즈부(100)를 수용하며, 렌즈부(100)를 광축 방향 및/또는 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 액추에이터(미도시)를 포함할 수 있다.
하우징(200)의 하부에는 이미지 센서 패키지(300)가 결합된다.
이미지 센서 패키지(300)는 렌즈부(100)를 통해 입사된 빛을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 패키지(300)는 인쇄회로기판(310, 이하 '기판'이라 함), 이미지 센서(320), 밀봉부재(330) 및 적외선 차단 필터(340, 이하 '필터'라 함)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)에 관하여 설명한다.
이미지 센서 패키지(300)는 기판(310), 이미지 센서(320), 밀봉부재(330) 및 필터(340)를 포함한다.
이미지 센서(320)는 렌즈부(100)를 통해 입사된 빛을 전기 신호로 변환한다. 일 예로, 이미지 센서(320)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(320)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대용 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(320)는 기판(310)에 고정되며, 본딩 와이어(W)를 통해 기판(310)과 전기적으로 연결된다. 한편, 기판(310)에는 적어도 하나의 전자부품(311)이 실장될 수 있다.
이미지 센서(320)에는 빛을 수광하여 이미지를 형성하는 유효촬상면(P)이 구비되고, 유효촬상면(P)의 외측에는 본딩 패드(321) 및 반사체(350)가 형성된다. 본딩 와이어(W)는 본딩 패드(321)에 접합되어 이미지 센서(320)와 기판(310)을 전기적으로 연결한다.
반사체(350)는 본딩 패드(321)와 유효촬상면(P) 사이에 형성되며, 반사체(350)의 적어도 일부가 후술하는 밀봉부재(330)에 삽입된다.
밀봉부재(330)는 이미지 센서(320)와 기판(310)을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(W)를 덮도록 구성될 수 있다.
밀봉부재(330)는 이미지 센서(320)의 일부와 본딩 와이어(W)를 덮어 밀봉할 수 있다. 또한, 밀봉부재(330)는 전자부품(311)도 덮어 밀봉할 수 있다.
이미지 센서(320)의 유효촬상면(P) 외측에는 본딩 와이어(W)가 접합되는 본딩 패드(321)가 구비되는데, 밀봉부재(330)는 본딩 와이어(W)와 본딩 패드(321)를 덮어 밀봉할 수 있다.
따라서, 본딩 와이어(W)는 밀봉부재(330)에 의해 보호될 수 있고, 이에 따라 외부 충격 등이 가해지더라도 본딩 와이어(W)가 끊어지거나 파손되는 문제를 방지할 수 있게 된다.
또한, 밀봉부재(330)에 의하여 본딩 와이어(W)에서 발생할 수 있는 이물이 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
밀봉부재(330)는 빛을 흡수할 수 있는 색상일 수 있다. 밀봉부재(330)는 반사율이 낮은 색상일 수 있으며, 일 예로 밀봉부재(330)는 검은색일 수 있다.
따라서, 카메라 모듈 내에서 원치 않는 빛이 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)으로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
이미지 형성에 필요치 않은 빛이 유효촬상면(P)에 입사되는 경우에는 플레어 현상 등이 유발될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)의 경우에는 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P) 주위에 배치된 밀봉부재(330)에 의하여 불필요한 빛이 유효촬상면(P)에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
밀봉부재(330)는 에폭시 재질로 제공되고, 사출 공정으로 형성된다.
한편, 밀봉부재(330)에는 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)을 노출시키는 홀(H)이 형성된다.
필터(340)는 렌즈부(100)를 통해 입사된 빛 중에서 적외선 영역의 빛을 차단하는 역할을 한다. 필터(340)는 밀봉부재(330)에 부착된다. 일 예로, 필터(340)는 이미지 센서(320)와 기설정된 간격만큼 이격되도록 밀봉부재(330)의 상부면에 부착된다.
일반적으로, 필터(340)를 고정하기 위하여 별도의 기구물을 사용하거나 하우징(200)에 필터(340)를 고정할 수 있는 구조를 형성한다. 그러나, 이와 같은 방식은 필터(340)를 고정하기 위한 기구물이 필요하기 때문에 카메라 모듈의 전체적인 높이를 줄이는데 한계가 있다.
최근 휴대용 전자기기, 예컨대 스마트폰은 두께가 갈수록 줄어들고 있는데, 카메라 모듈의 높이를 줄이지 못할 경우 스마트폰의 두께를 줄이기 어렵게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)에서는, 필터(340)가 밀봉부재(330)에 장착되기 때문에 필터(340)를 고정하기 위한 별도의 기구물이 필요하지 않다. 따라서, 이미지 센서 패키지(300) 자체의 높이를 줄일 수 있고, 이에 따라 카메라 모듈의 높이를 줄일 수 있다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 기판(310)에 적어도 하나의 전자부품(311)과 이미지 센서(320)를 실장한다(도 3 참조). 그리고, 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P) 외측에 반사체(350)를 형성한다(도 4 참조). 반사체(350)는 유효촬상면(P) 주위를 둘러싸도록 연속적으로 이미지 센서(320)에 형성될 수 있다.
그리고, 이미지 센서(320)와 기판(310)을 본딩 와이어(W)에 의해 연결한다(도 5 참조). 다만, 반사체(350)를 형성하는 것과 본딩 와이어(W)를 접합하는 것은 이 순서에 한정되는 것은 아니고, 먼저 본딩 와이어(W)로 이미지 센서(320)와 기판(310)을 연결한 뒤에 이미지 센서(320)에 반사체(350)를 형성하는 것도 가능하다.
다음으로, 이미지 센서(320)의 상부면에 보호부재(400)를 부착한다(도 6). 보호부재(400)의 크기는 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)의 크기보다 크다. 따라서, 보호부재(400)는 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)을 덮을 수 있다.
한편, 보호부재(400)는 유효촬상면(P) 외측에 형성된 반사체(350)의 일부를 덮을 수 있는 크기로 제공될 수 있다. 또한, 보호부재(400)는 반사체(350)의 외측에 형성된 본딩 패드(321)와 간섭되지 않는 크기일 수 있다.
보호부재(400)는 사출 공정에서 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)을 보호하는 역할을 할 수 있도록 접착성과 유연성을 갖는 재질일 수 있다.
다음으로, 금형을 이용한 사출 공정에 의해 밀봉부재(330)를 형성한다(도 7).
보호부재(400)는 금형에 의해 이미지 센서(320)의 유효촬상면(P)이 손상되지 않도록 보호하는 한편, 밀봉부재(330)를 형성하는 수지재가 유효촬상면(P) 측으로 유입되는 것을 방지하는 배리어 역할을 할 수 있다.
밀봉부재(330)의 상부면과 보호부재(400)의 상부면은 대체로 동일 평면 상에 놓일 수 있다. 밀봉부재(330)의 높이를 고려하여 보호부재(400)의 높이를 설정함으로써, 금형의 형상을 복잡하게 하지 않고도 용이하게 사출 공정을 수행할 수 있고, 이에 따라 제조 비용을 절감할 수 있다.
밀봉부재(330)는 적어도 하나의 전자부품(311), 본딩 와이어(W) 및 이미지 센서(320)의 일부를 덮어 밀봉한다.
한편, 보호부재(400)의 측면을 수직면으로 형성할 경우, 보호부재(400)의 측면과 맞닿는 밀봉부재(330)의 내측면(331)도 수직면으로 형성되게 된다.
따라서, 밀봉부재(330)가 본딩 와이어(W)를 충분히 덮을 수 있게 되어 안정적인 밀봉이 가능할 수 있다.
다음으로, 보호부재(400)를 제거한다(도 8). 보호부재(400)는 사출 공정에 의해 형성된 밀봉부재(330)와 접합된 상태이므로, 레이저를 사용하여 보호부재(400)를 밀봉부재(330)로부터 이탈시킨다.
또한, 보호부재(400)는 이미지 센서(320)에 부착된 상태이므로, 물을 이용하여 보호부재(400)를 이미지 센서(320)로부터 이탈시키거나, 보호부재(400)에 UV를 조사하거나 열을 가하여, 또는 다양한 방법으로 보호부재(400)를 이미지 센서(320)로부터 이탈시킨다. 따라서, 보호부재(400)를 제거할 수 있다.
보호부재(400)를 제거하면 유효촬상면(P)이 노출되며, 밀봉부재(330)가 유효촬상면(P) 주위를 둘러싼 형태가 된다. 즉, 밀봉부재(330)는 유효촬상면(P)을 노출시키는 홀(H)을 구비한다.
반사체(350)는 일 부분이 밀봉부재(330)에 삽입되고, 나머지 부분이 홀(H)에 노출될 수 있다.
다음으로, 밀봉부재(330)의 상부면에 필터(340)를 부착하게 된다(도 9). 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)에서는, 필터(340)가 밀봉부재(330)에 부착되기 때문에 필터(340)를 고정하기 위한 별도의 기구물이 필요하지 않다. 따라서, 이미지 센서 패키지(300) 자체의 높이를 줄일 수 있고, 이에 따라 카메라 모듈의 높이를 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조과정 중 보호부재를 제거하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 11은 이미지 센서 패키지에서 보호부재가 제거된 일 실시예를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 10을 참조하면, 밀봉부재(330)와 보호부재(400)의 경계에 레이저를 조사한다(도 10의 화살표 참조). 이에 따라, 보호부재(400)를 밀봉부재(330)로부터 이탈시킬 수 있다.
한편, 반사체(350)는 밀봉부재(330)와 보호부재(400)의 경계에 위치하도록 이미지 센서(320)에 형성된다. 일 예로, 반사체(320)는 일 부분이 밀봉부재(330)에 삽입되고, 나머지 부분이 보호부재(400)에 의해 덮일 수 있다.
따라서, 보호부재(400)의 제거를 위해 밀봉부재(330)와 보호부재(400)의 경계에 레이저를 조사하더라도, 레이저가 조사되는 부분에 대응되는 이미지 센서(320)의 일 부분에 반사체(350)가 구비되므로, 레이저에 의해 이미지 센서(320)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 레이저를 조사하는 과정에서 반사체(350)에 의한 영향으로 밀봉부재(330)의 일부가 더 제거될 수 있다.
일 예로, 밀봉부재(330)의 내측면(331)에는 단차(332)가 형성될 수 있다. 밀봉부재(330)의 내측면(331)은 밀봉부재(330)의 홀(H)을 형성하는 면일 수 있다. 단차(332)는 반사체(350)와 인접한 위치에 형성될 수 있다.
밀봉부재(330)의 내측면(331)은 밀봉부재(330)의 상부면(필터(340)와 접촉되는 면)으로부터 반사체(350)를 향하여 연장된 제1 면(331a) 및 제1 면(331a)으로부터 연장되어 반사체(350)와 접촉하는 제2 면(331b)을 포함한다.
제1 면(331a)은 제2 면(331b)보다 돌출된 면이며, 제1 면(331a)과 제2 면(331b) 사이에 단차(332)가 형성된다. 일 예로, 밀봉부재(330)의 홀(H)을 형성하는 밀봉부재(330)의 내측면(331)은 반사체(350)와 인접한 위치에서 함몰된 형상일 수 있다.
밀봉부재(330)의 내측면에 형성된 단차(332)에 의하여, 밀봉부재(330)의 홀(H)의 크기는 필터(340)보다 이미지 센서(320)에 가까운 측에서 더 크게 형성될 수 있다. 여기서, 홀(H)의 크기는 광축 방향에서 바라본 크기를 의미할 수 있다.
한편, 밀봉부재(330)의 내측면(331)은 밀봉부재(330)의 상부면보다 더 거칠게 형성될 수 있다. 이에 따라, 밀봉부재(330)의 내측면에 의해 빛이 반사되더라도 반사된 빛을 산란시킬 수 있으므로, 플레어 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
렌즈부(100)를 통과한 빛이 이미지 센서(320)에 수광되기 전에 밀봉부재(330)의 내측면에 부딪혀 반사될 수 있다. 즉, 밀봉부재(330)를 반사율이 낮은 재질로 형성하더라도 일부 빛이 반사될 수 있다. 이러한 빛이 이미지 센서(320)에 수광되는 경우 플레어 현상이 유발될 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(300)에서는 밀봉부재(330)의 내측면(331)을 거칠게 형성하여 반사된 빛을 산란시킴으로써, 반사된 빛이 한 점에 모이지 않도록 할 수 있고, 이에 따라 플레어 현상의 발생을 억제시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 12의 이미지 센서 패키지는 반사체(350)의 위치 및 밀봉부재(330')의 형상을 제외하면 앞서 설명한 이미지 센서 패키지와 동일하므로, 반사체(350)의 위치 및 밀봉부재(330')의 형상 이외의 설명은 생략하도록 한다.
도 12를 참조하면, 이미지 센서 패키지는 기판(310), 이미지 센서(320), 밀봉부재(330') 및 필터(340)를 포함한다.
밀봉부재(330')는 전자부품(311)을 덮어 밀봉하도록 기판(310)에 구비될 수 있다.
밀봉부재(330')는 본딩 와이어(W)의 주위를 둘러싸도록 형성되며, 이미지 센서(320)를 수용하는 홀(H)을 구비한다.
반사체(350)는 전자부품(311)과 본딩 와이어(W) 사이에 위치하도록 기판(310)에 형성되며, 반사체(350)의 적어도 일부가 밀봉부재(330)에 삽입된다.
일 예로, 반사체(350)는 일 부분이 밀봉부재(330)에 삽입되고, 나머지 부분이 홀(H)에 노출되도록 기판(310)에 형성될 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 소형화의 요구를 만족시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 렌즈부
200: 하우징
300: 이미지 센서 패키지
310: 기판
320: 이미지 센서
330: 밀봉부재
340: 필터
350: 반사체

Claims (12)

  1. 기판;
    상기 기판에 실장되며, 본딩 와이어에 의해 상기 기판과 연결되는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서의 일부와 상기 본딩 와이어를 밀봉하며, 상기 이미지 센서의 유효촬상면을 노출시키는 홀이 형성된 밀봉부재;
    적어도 일부가 상기 밀봉부재에 삽입되도록 상기 이미지 센서 상에 배치된 반사체; 및
    상기 밀봉부재에 부착되는 필터;를 포함하고,
    상기 홀을 정의하는 상기 밀봉부재의 내측면은 상기 반사체로부터 상기 유효촬상면이 향하는 방향으로 연장하는 이미지 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 유효촬상면의 외측에 형성되는 이미지 센서 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사체는 일 부분이 상기 밀봉부재에 삽입되고, 나머지 부분이 상기 홀에 노출된 이미지 센서 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 상부면, 및 상기 홀을 형성하는 내측면을 구비하고,
    상기 내측면은 상기 상부면보다 거칠게 형성되는 이미지 센서 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홀을 형성하는 상기 밀봉부재의 내측면에는 단차가 형성되는 이미지 센서 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홀은 상기 필터보다 상기 이미지 센서에 가까운 측에서 더 크게 형성되는 이미지 센서 패키지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 밀봉부재의 내측면은 상기 밀봉부재의 상부면으로부터 상기 반사체를 향하여 연장된 제1 면 및 상기 제1 면으로부터 연장되어 상기 반사체와 접촉하는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 면은 상기 제2 면보다 돌출된 이미지 센서 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홀을 형성하는 상기 밀봉부재의 내측면은 상기 반사체와 인접한 위치에서 함몰된 형상인 이미지 센서 패키지.
  9. 적어도 하나의 전자부품이 실장된 기판;
    상기 기판에 실장되며, 본딩 와이어에 의해 상기 기판과 연결되는 이미지 센서;
    상기 전자부품을 밀봉하도록 상기 기판에 구비되며, 상기 이미지 센서를 수용하는 홀이 형성된 밀봉부재;
    적어도 일부가 상기 밀봉부재에 삽입되도록 상기 기판 상에 형성된 반사체; 및
    상기 밀봉부재에 부착되는 필터;를 포함하고,
    상기 홀을 정의하는 상기 밀봉부재의 내측면은 상기 반사체로부터 상기 이미지 센서의 유효촬상면이 향하는 방향으로 연장하는 이미지 센서 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 상부면, 및 상기 홀을 형성하는 내측면을 구비하며,
    상기 내측면은 상기 상부면보다 거칠게 형성되는 이미지 센서 패키지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 홀을 형성하는 상기 밀봉부재의 내측면에는 단차가 형성되는 이미지 센서 패키지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단차는 상기 반사체와 인접한 위치에 형성된 이미지 센서 패키지.
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