KR102468271B1 - 만곡한 상면을 갖는 이미지 센서들 및 그것을 가진 이미지 센서 모듈들 - Google Patents
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Abstract
회로 기판, 상기 회로 기판 하의 지지 기판, 및 상기 회로 기판 상의 이미지 센서 칩을 포함하고, 상기 회로 기판, 상기 지지 기판, 및 상기 이미지 센서 칩은 오목하게 만곡한 상부 표면들을 갖고, 및 상기 지지 기판은 상대적으로 얇은 중앙 영역 및 상대적으로 두꺼운 외곽 영역을 포함하는 이미지 센서가 설명된다.
Description
본 발명의 기술적 사상은 만곡한 상부 표면을 갖는 이미지 센서들 및 상기 이미지 센서들을 가진 이미지 센서 모듈들에 관한 것이다.
이미지 센서 모듈 같은 이미징 시스템에 있어서, 구면을 가진 카메라 렌즈가 이미지 센서의 수광 면 측에 배치된다. 이 카메라 렌즈의 구면 수차 (spherical aberration) 때문에 이미지 센서의 픽셀들은 서로 다른 수광 량을 갖는다. 예를 들어, 중앙부의 픽셀들과 외곽의 픽셀들은 서로 다른 초점들 및/또는 수광 량에 따른 광전 변환 능력을 가질 수 있다. 이를 개선하기 위하여, 이미지 센서의 수광 면이 카메라 렌즈의 곡면에 대응하도록 오목하게 만곡한 상부 표면을 갖는 이미지 센서가 제안되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 만곡한 상부 표면을 갖는 이미지 센서들 및 상기 이미지 센서들을 가진 이미지 센서 모듈들을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 만곡한 상부 표면을 갖는 이미지 센서들 및 상기 이미지 센서들을 가진 이미지 센서 모듈들을 제조하는 방법들을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 회로 기판, 상기 회로 기판 하의 지지 기판, 및 상기 회로 기판 상의 이미지 센서 칩을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판, 상기 지지 기판, 및 상기 이미지 센서 칩은 오목하게 만곡한 상부 표면들을 가질 수 있다. 상기 지지 기판은 상대적으로 얇은 중앙 영역 및 상대적으로 두꺼운 외곽 영역을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다.
상기 지지 기판은 열 경화성 물질을 포함할 수 있다.
상기 지지 기판은 상기 오목하게 만곡한 상부 표면을 갖는 지지 플레이트, 및 상기 기판 플레이트 하부의 다수 개의 지지 부재들을 포함할 수 있다.
상기 다수 개의 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 하부 표면으로부터 돌출한 범프 모양을 가질 수 있다.
상기 다수 개의 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역에 가까울수록 작을 수 있고, 및 상기 기판 플레이트의 외곽 영역에 가까울수록 클 수 있다.
상기 지지 플레이트와 상기 다수 개의 지지 부재들은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 다수 개의 지지 부재들 사이의 고정 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 고정 물질은 열 경화성 물질을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 회로 기판과 상기 이미지 센서 칩 사이의 기판 배선층 및 접착층, 및 상기 회로 기판과 상기 기판 배선층을 전기적으로 연결하는 칩 커넥터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 회로 기판, 상기 회로 기판 하의 지지 기판, 상기 회로 기판 상의 기판 배선층, 및 상기 기판 배선층 상의 이미지 센서 칩을 포함할 수 있다. 상기 지지 기판은 오목하게 만곡한 상부 표면을 갖는 지지 플레이트, 및 상기 지지 플레이트 하부의 다수 개의 지지 부재들을 포함할 수 있다.
상기 다수 개의 지지 부재들은 기둥 모양을 가질 수 있다.
상기 다수 개의 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역에 가까울수록 짧을 수 있고, 및 상기 지지 플레이트의 외곽 영역에 가까울수록 길 수 있다.
상기 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역에는 배치되지 않을 수 있고, 및 상기 지지 플레이트의 외곽 영역에만 배치될 수 있다.
상기 지지 부재들의 하단부들은 수평으로 정렬될 수 있다.
상기 회로 기판, 상기 지지 기판의 상기 지지 플레이트, 및 상기 기판 배선 층은 중앙 영역들 및 주변 영역들을 포함할 수 있다. 상기 중앙 영역들의 상부 표면들은 오목하게 만곡할 수 있고, 및 상기 주변 영역들의 상부 표면들은 평평할 수 있다.
상기 이미지 센서 칩은 중앙의 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이 주변의 회로 영역을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판, 상기 지지 기판의 상기 지지 플레이트, 및 상기 기판 배선 층의 상기 중앙 영역들은 상기 이미지 센서 칩의 상기 픽셀 어레이와 수직으로 정렬될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서는 연성 회로 기판, 상기 연성 회로 기판 하의 경성 지지 기판, 상기 연성 회로 기판 상의 기판 배선 층, 및 상기 기판 배선 층 상의 이미지 센서 칩을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판, 상기 지지 기판, 상기 기판 배선 층, 및 상기 이미지 센서 칩은 오목하게 만곡한 상부 표면들을 갖는 제1 영역들, 및 상기 제1 영역들 주변의 평평한 제2 영역들을 포함할 수 있다. 상기 지지 기판의 상기 제1 영역의 하부는 요철을 가질 수 있다.
상기 지지 기판은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 갖는 지지 플레이트, 및 상기 지지 플레이트의 상기 제1 영역 하부의 지지 부재들을 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 지지 플레이트의 상기 제1 영역의 하부 표면 상에 상기 지지 부재들의 사이를 채우는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 이미지 센서들 및 이미지 센서 모듈들은 만곡한 상부 표면을 가지므로 수차가 보정되어 왜곡되지 않은 이미지를 얻을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 이미지 센서들 및 이미지 센서 모듈들을 형성하는 방법은 중앙이 오목한 플레이트, 요철을 가진 플레이트, 또는 지지 부재들을 가진 기판을 이용하므로 안정적이고 용이하게 만곡한 상부 표면을 갖는 이미지 센서들 및 이미지 센서 모듈들을 형성할 수 있다.
기타 언급되지 않은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 효과들은 본문 내에서 언급될 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서를 개념적으로 도시한 블록 다이아그램이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서들의 개념적인 종단면도들이다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서 모듈들의 개념적인 종단면도들이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 카메라 모듈들의 개념적인 종단면도들이다.
도 5a 내지 7b는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서들 또는 이미지 센서 모듈들을 제조하는 방법을 설명하는 도면들이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 따른 이미지 센서들 또는 이미지 센서 모듈들 중 적어도 하나를 가진 전자 장치를 개략적으로 도시한 다이아그램이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서들의 개념적인 종단면도들이다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서 모듈들의 개념적인 종단면도들이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 카메라 모듈들의 개념적인 종단면도들이다.
도 5a 내지 7b는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서들 또는 이미지 센서 모듈들을 제조하는 방법을 설명하는 도면들이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 따른 이미지 센서들 또는 이미지 센서 모듈들 중 적어도 하나를 가진 전자 장치를 개략적으로 도시한 다이아그램이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 '접속된(connected to)' 또는 '커플링된(coupled to)' 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 '직접 접속된(directly connected to)' 또는 '직접 커플링된(directly coupled to)'으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below)' 또는 '아래(beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10)를 개념적으로 도시한 블록 다이아그램이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10)는 매트릭스 형태로 배열된 다수 개의 유닛 픽셀들(1)을 갖는 픽셀 어레이(2), 로우 구동 회로(3), 컬럼 시그널 프로세서(4), 컬럼 구동 회로(5), 및 시스템 컨트롤 회로(6)를 포함할 수 있다. 다수 개의 픽셀들(10)은 각각 다수 개의 유닛 픽셀들(1)을 가질 수 있다. 다수 개의 유닛 픽셀들(1)은 레드 픽셀, 그린 픽셀, 및 블루 픽셀을 포함하거나, 또는 마젠타 픽셀, 시아닌 픽셀, 및 옐로우 픽셀을 포함할 수 있다. 다수 개의 유닛 픽셀들(1)은 각각 서로 수직으로 정렬하는 다수 개의 포토다이오드들, 컬러 필터들, 및 마이크로렌즈들을 포함할 수 있다.
로우 구동 회로(3)는 픽셀 어레이(2) 내의 다수 개의 유닛 픽셀들(1)을 행 단위로 순차적으로 구동할 수 있다. 구동된 다수 개의 유닛 픽셀들(1)은 수광 량에 해당하는 전하를 컬럼 시그널 프로세서(4)로 제공할 수 있다. 컬럼 시그널 프로세서(4)는 상관 이중 샘플링(CDS, correlated double sampling), 감지 증폭 회로(SA, sensor amplify circuit), 및 아날로그/디지털 변환기(ADC, analogue/digital convertor)를 포함할 수 있다. 컬럼 시그널 프로세서(4)는 수신한 전기 신호를 센싱, 증폭, 노이즈 제거, 및 변환하여 디지털 신호를 컬럼 구동 회로(5)로 제공할 수 있다. 컬럼 구동 회로(5)는 컬럼 시그널 프로세서(4)의 각각의 컬럼 라인들로부터 디지털 신호를 받아 버퍼링, 래치, 및 출력할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 컬럼 구동 회로(5)는 다크 레벨 조정, 로우/컬럼 편차 보정, 및 기타 다양한 디지털 신호들을 더 처리할 수 있다. 시스템 컨트롤 회로(6)는 클록 신호 및 명령 신호 등을 로우 구동 회로(3), 컬럼 시그널 프로세서(4) 및 컬럼 구동 회로(5)에 전송할 수 있고, 및 데이터 출력을 컨트롤할 수 있다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서들(10A-10E)의 개념적인 종단면도들이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 이미지 센서(100)를 수직 방향 또는 수평 방향으로 절단한 종단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10A)는 회로 기판(20), 회로 기판(20) 하의 지지 기판(30), 회로 기판(20) 상의 기판 배선 층(40), 기판 배선 층(40) 상의 접착층(50), 접착층(50) 상의 이미지 센서 칩(60)을 포함할 수 있다.
회로 기판(20)은 유연할 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(20)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, flexible printed circuit board)을 포함할 수 있다.
지지 기판(30)은 오목하게 만곡한 상부 표면을 갖는 경성(rigid) 지지 플레이트(31), 지지 플레이트(31) 하부의 다수 개의 경성 지지 부재들(33), 및 지지 부재들(33) 사이의 경성 고정 부재(35)(fixing element)을 포함할 수 있다.
지지 플레이트(31)는 열 가소성 수지 또는 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(31)는 폴리에틸렌 (polyethylene), 폴리 비틸 클로라이드 (poly Vinyl Chloride), 폴리프로필렌 (polypropylene), 폴리스티렌 (polystyrene), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머 (styrene-acrylonitrile copolymer), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (acrylonitrile-butadiene-styrene), 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate), 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) (테프론), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (polychlorotrifluoroethylene), 폴리아미드 (polyamdes), 폴리프탈아미트 (polypthalamide), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 페닐 옥사이드-베이스트 레진 (phenylene oxide-based resin), 아세탈 (acetal), 써모플라스틱 폴리에스터 (thermoplastic polyester), 폴리설폰 (polysulfone), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에테르이미드 (polyetherimide), 플라스틱, 페이퍼 페놀리딕(paper phenolithic), 에폭시 레진(epoxy resin), 페이퍼 에폭시(paper epoxy), 폴리이미드(polyimide), 비스말레이미드/트리아진 (B.T., bismaleimide/triazine), 세라믹, 실리콘, 또는 글라스 같은 열 가소성 수지들 또는 열 경화성 수지들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 지지 플레이트(31)는 회로 기판(20)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
지지 부재들(33)은 지지 플레이트(31)의 하부 표면으로부터 아래쪽으로 돌출한 모양을 가질 수 있다. 지지 부재들(33)은 지지 플레이트(31)의 중앙 영역에 가까울수록 상대적으로 짧거나, 가늘거나, 또는 작을 수 있고, 및 지지 플레이트(31)의 외곽 영역에 가까울수록 상대적으로 길거나, 굵거나, 또는 클 수 있다. 구체적으로, 지지 플레이트(31)의 중앙 영역에 가까울수록 지지 부재들(33)의 길이가 상대적으로 짧아지거나, 폭이 상대적으로 좁아지거나, 또는 체적이 상대적으로 작아질 수 있다. 또한, 지지 플레이트(31)의 외곽 영역에 가까울수록 지지 부재들(33)의 길이가 상대적으로 길어지거나, 폭이 상대적으로 넓어지거나, 또는 체적이 상대적으로 커질 수 있다.
예를 들어, 지지 플레이트(31)의 하부 표면들과 지지 부재들(33)은 요철(concavo-convex) 모양 또는 엠보싱(embossing) 모양을 가질 수 있다. 지지 부재들(33)은 중앙으로부터 외곽을 향하여 기울어진 사선형 기둥 모양을 가질 수 있다. 지지 플레이트(31)의 중앙 영역의 하부에는 지지 부재들(33)이 생략될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재들(33)은 지지 플레이트(31)의 중앙 영역 내에는 배치되지 않고, 및 지지 플레이트(31)의 외곽 영역에만 배치될 수 있다. 지지 부재들(33)은 지지 플레이트(31)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재들(33)은 지지 플레이트(31)와 일체일 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 다양한 응용 실시예들에서, 지지 부재들(33)은 원 기둥 또는 다각형 기둥 모양을 가질 수 있다.
고정 부재(35)는 지지 부재들(33) 사이를 채울 수 있고, 및 지지 부재들(33)을 단단하게 고정할 수 있다. 고정 부재(35)는 에폭시 수지 같은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다.
지지 부재들(33)의 하단부들은 수평으로 평평하도록 정렬될 수 있다. 부가하여, 지지 플레이트(31)의 하단면, 지지 부재들(33)의 하단부들, 및 고정 부재(35)의 하단면들은 실질적으로 수평으로 평평하도록 정렬될 수 있다.
기판 배선 층(40)은 구리 같은 금속을 포함할 수 있다. 상면도에서, 기판 배선 층(40)은 다수 개의 금속 라인들 및 금속 패드들 포함할 수 있다.
접착층(50)은 예를 들어, 에폭시 레진, 아크릴 수지, 및/또는 폴리올레핀(polyolefin) 등을 가진 다이 접착 필름(DAF, die adhesive film)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 접착층(50)은 언더필 물질(underfill material) 또는 열 전도 소재(TIM, thermal interface material)를 포함할 수 있다.
이미지 센서 칩(60)은 칩 기판(61) 및 칩 기판(61) 상의 센싱 부(66)를 포함할 수 있다. 칩 기판(61)은 실리콘 웨이퍼 또는 에피택셜 성장층을 포함할 수 있다. 센싱 부(66)는 컬러 필터 및 마이크로렌즈를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 칩 기판(61)은 핸들링 기판을 포함할 수 있고, 및 센싱 부(66)는 디바이스 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 칩 기판(61)은 금속 배선들을 포함할 수 있고, 및 센싱 부(66)는 포토다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의한 이미지 센서(10A)의 회로 기판(20), 지지 기판(20)의 지지 플레이트(31), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)은 오목하게 만곡한 상부 표면들을 가질 수 있다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10B)는 상면이 오목하게 만곡한 중앙 영역(central area) 및 상면이 평평한 주변 영역(peripheral area)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(20), 지지 기판(30)의 지지 플레이트(31), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)의 칩 기판(61) 및 센싱 부(66)는 오목하게 만곡한 중앙 영역들(20C, 31C, 40C, 50C, 61C, 66C) 및 평평한 주변 영역들(20P, 31P, 40P, 50P, 61P, 66P)을 각각 포함할 수 있다. 회로 기판(20), 지지 기판(30)의 지지 플레이트(31), 기판 배선 층(40), 접착층(50)의 중앙 영역들(20C, 31C, 40C, 50C)은 이미지 센서 칩(60)이 마운트되는 칩 마운트 영역일 수 있다.
이미지 센서(10B)는 이미지 센서 칩(60)과 기판 배선 층(40)을 전기적으로 연결하는 칩 커넥터들(71, 72)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 칩 커넥터들(71, 72)은 본딩 와이어(71) 및/또는 칩 비아 플러그(72) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 칩 비아 플러그(72)는 접착층(50)을 관통할 수 있다.
도 1을 더 참조하여, 이미지 센서 칩(60)의 오목한 중앙 영역(61C, 66C)들은 실질적으로(substantially) 픽셀 어레이(2)를 포함할 수 있다. 이미지 센서 칩(60)의 평평한 주변 영역(61P, 66P)들은 실질적으로 로우 구동 회로(3), 컬럼 시그널 프로세선(4), 컬럼 구동 회로(5), 및 시스템 컨트롤 회로(6)를 포함할 수 있다. 따라서, 회로 기판(20), 지지 기판(30)의 지지 플레이트(31), 기판 배선 층(40), 및 접착층(50)의 오목하게 만곡한 중앙 영역들(20C, 31C, 40C, 50C)은 도 1에 도시된 이미지 센서(10)의 픽셀 어레이(20)와 수직으로 정렬될 수 있고, 및 회로 기판(20), 지지 기판(30)의 지지 플레이트(31), 기판 배선 층(40), 및 접착층(50)의 평평한 주변 영역들(20P, 31P, 40P, 50P)은 도 1에 도시된 이미지 센서(10)의 로우 구동 회로(3), 컬럼 시그널 프로세선(4), 컬럼 구동 회로(5), 및 시스템 컨트롤 회로(6)와 수직으로 정렬될 수 있다. .
도 2c를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10C)는 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)을 포함하고, 지지 기판(30)은 상부 표면이 오목하게 만곡한 지지 플레이트(31) 및 지지 플레이트(31) 하부의 범프 모양의 지지 부재들(34)을 포함할 수 있다. 범프 모양의 지지 부재들(34)은 지지 플레이트(31)의 하부 표면으로부터 돌출할 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(31)의 하부 표면들과 지지 부재들(33)은 요철(concavo-convex) 모양 또는 엠보싱(embossing) 모양을 가질 수 있다. 범프 모양의 지지 부재들(34)은 지지 플레이트(31)의 중앙 영역에 가까울수록 상대적으로 낮게 돌출할 수 있고, 및 지지 플레이트(31)의 외곽 영역에 가까울수록 상대적으로 높게 돌출할 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(31)의 중앙 영역에 가까울수록 지지 부재들(34)의 길이가 상대적으로 짧아지거나, 폭이 상대적으로 좁아지거나, 또는 체적이 상대적으로 작아질 수 있다. 또한, 지지 플레이트(31)의 외곽 영역에 가까울수록 지지 부재들(34)의 길이가 상대적으로 길어지거나, 폭이 상대적으로 넓어지거나, 또는 체적이 상대적으로 커질 수 있다. 범프 모양의 지지 부재들(34)의 단부들은 라운드질 수 있다. 지지 플레이트(31)와 범프 모양의 지지 부재들(34)은 일체형이 되도록 동일한 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 응용 실시예에서, 지지 플레이트(31)의 중앙 영역 내에 범프 모양의 지지 부재들(34)이 형성되지 않을 수 있다.
도 2d를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10D)는 회로 기판(20), 지지 기판(30) 또는 지지 플레이트(32), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)을 포함하고, 지지 기판(30) 또는 지지 플레이트(32)는 상대적으로 얇은 중앙 영역 및 상대적으로 두꺼운 외곽 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 지지 기판(30) 또는 지지 플레이트(32)의 상부 표면은 오목하게 만곡할 수 있고, 및 하부 표면은 실질적으로 평탄할 수 있다.
도 2e를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서(10E)는 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)을 포함하고, 지지 기판(30)은 상대적으로 얇은 중앙 영역 및 상대적으로 두꺼운 외곽 영역을 갖는 지지 플레이트(32) 및 지지 플레이트(32) 하부의 범프 모양의 지지 부재들(34)을 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에서, 이미지 센서들(10A-10E)의 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)의 측면들은 평평하도록 수직으로 정렬될 수 있다. 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에서, 각 이미지 센서들(10A-10E)의 독특한 기술적 사상들은 다른 이미지 센서들(10A-10E)의 기술적 사상들과 호환 및 조합될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의한 이미지 센서들(10A-10E)은 오목한 표면들을 가지므로 렌즈의 구면 수차(aberration), 렌즈의 초점 오차, 및 중앙과 외곽의 수광량 차이 등이 보정될 수 있다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서 모듈들(100A-100E)의 개념적인 종단면도들이다. 도 3a 내지 3e을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서 모듈들(100A-100E)은 각각, 회로 기판(20), 회로 기판(20) 하의 지지 기판(30), 회로 기판(20) 상의 기판 배선 층(40), 기판 배선 층(40) 상의 접착층(50), 접착층(50) 상의 이미지 센서 칩(60)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서 모듈들(100A-100E)은 도 2a 내지 2e를 참조하여 설명된 이미지 센서들(10A-10E) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 2e와 비교하여, 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 의한 이미지 센서 모듈들(100A-100E)의 각 회로 기판(20) 및 각 기판 배선 층(40)은 오목하게 만곡한 중앙 영역들(20C, 40C) 및 익스텐션 영역들(20E, 40E)을 포함할 수 있다. 익스텐션 영역들(20E, 40E)은 외부의 시스템과 연결되기 위한 전기적 연결을 제공할 수 있다. 구체적으로, 기판 배선 층(40)의 익스텐션 영역(40E)은 다수 개의 금속 라인들을 포함할 수 있다. 기판 배선 층(40)은 외부 커넥터들(45) 및 기판 비아 플러그들(46)을 더 포함할 수 있다. 외부 커넥터들(45)은 상면도에서 패드 모양을 가질 수 있고, 회로 기판(20)의 하면 상에 배치될 수 있다. 외부 커넥터(45)는 이미지 센서 칩(60)으로부터 기판 배선 층(40)을 통하여 제공받은 전기적 신호를 외부의 컨트롤러 또는 프로세서로 전달할 수 있다. 즉, 외부 커넥터(45)는 금속 같은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 기판 비아 플러그들(46)은 회로 기판(46)을 감싸거나 관통하여 기판 배선 층(40)의 익스텐션 영역(40E)과 외부 커넥터들(45)을 전기적으로 연결할 수 있다. 외부 커넥터들(45) 및 기판 비아 플러그들(46)은 구리 같은 전도체를 포함할 수 있다.
이미지 센서 모듈(100B)은 이미지 센서 칩(60)과 기판 배선 층(40)을 전기적으로 연결하는 칩 커넥터(71, 72)를 더 포함할 수 있다. 칩 커넥터(71, 72)는 본딩 와이어(71) 또는 칩 비아 플러그(72) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도면에는 본딩 와이어(71) 및 칩 비아 플러그(72)가 모두 도시되었으나, 본딩 와이어(71) 및 칩 비아 플러그(72)는 선택적으로 제공될 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의한 카메라 모듈들(200A, 200B)의 개념적인 종단면도들이다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의한 카메라 모듈들(200A, 200B)은 도 2a 내지 2e에 도시된 이미지 센서들(10A-10E) 또는 도 3a 내지 3e에 도시된 이미지 센서 모듈들(100A- 100E) 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 및 카메라 하우징(120), 카메라 렌즈(130), 및 IR 필터(140)(infrared filter)를 더 포함할 수 있다.
도 5a 및 5b, 6a 및 6b, 및 7a 및 7b는 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의한 이미지 센서 또는 이미지 센서 모듈들을 제조하는 방법을 설명하는 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서를 형성하는 방법은 평평한 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 및 접착층(50), 상에 이미지 센서 칩(60)을 마운트 하고, 및 테이블(90) 상에 제공된 페이스트 상태의 고정 부재(35a) 상에 압착하는 것을 포함할 수 있다. 지지 기판(30)은 지지 플레이트(31) 및 지지 부재들(33)을 포함할 수 있다. 지지 플레이트(31)는 실질적으로 평평할 수 있다. 지지 플레이트(31)의 중앙 영역에 가까울수록 지지 부재들(33)의 길이가 상대적으로 짧아지거나, 폭이 상대적으로 좁아지거나, 또는 체적이 상대적으로 작아질 수 있다. 또한, 지지 플레이트(31)의 외곽 영역에 가까울수록 지지 부재들(33)의 길이가 상대적으로 길어지거나, 폭이 상대적으로 넓어지거나, 또는 체적이 상대적으로 커질 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 방법은 접착층(50) 및 고정 부재(35)를 가열하여 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 접착층(50), 및 이미지 센서 칩(60)은 오목하게 만곡한 상부 표면들을 가질 수 있다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서를 형성하는 방법은 평평한 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 및 접착층(50), 상에 이미지 센서 칩(60)을 마운트 하고, 및 테이블(90) 상에 제공된 페이스트 상태의 고정 부재(35a) 상에 압착하는 것을 포함할 수 있다. 지지 기판(30)은 지지 플레이트(31) 및 지지 부재(34)들을 포함할 수 있다. 지지 플레이트(31)는 실질적으로 평탄하거나 또는 하부 표면의 중앙 영역이 오목할 수 있다. 지지 부재(34)는 지지 플레이트(31)의 하부 표면으로부터 아래 쪽으로 돌출한 범프 모양을 가질 수 있다. 따라서, 지지 기판(30)의 하부는 요철(concavo-convex) 모양 또는 엠보싱(embossing) 모양을 가질 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 방법은 접착층(50) 및 고정 부재(35)를 가열하여 경화시키는 것을 포함할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 이미지 센서를 형성하는 방법은 평평한 회로 기판(20), 지지 기판(30), 기판 배선 층(40), 및 접착층(50), 상에 이미지 센서 칩(60)을 마운트 하고, 및 테이블(90) 상에 압착하는 것을 포함할 수 있다. 지지 기판(30)은 하부 표면의 중앙 영역이 오목할 수 있다. 지지 기판(30)은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 상기 방법은 지지 기판(30)을 가열하여 경화시키는 거6t을 포함할 수 있다. 지지 기판(30)의 하부 표면은 실질적으로 평평할 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들에 따른 이미지 센서들(10A-10E) 또는 이미지 센서 모듈들(100A-100E) 중 적어도 하나를 가진 전자 장치를 개략적으로 도시한 다이아그램이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 이미지 센서들(10A-10E) 또는 이미지 센서 모듈들(100A-100E) 중 적어도 하나를 가진 전자 장치는 정지 영상 또는 동영상을 촬영할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다. 전자 장치는 광학 시스템(910, 또는, 광학 렌즈), 셔터 유닛(911), 이미지 센서(900) 및 셔터 유닛(911)을 제어/구동하는 구동부(913) 및 신호 처리부(912)를 포함할 수 있다.
광학 시스템(910)은 피사체로부터의 이미지 광(입사광)을 이미지 센서(900)의 픽셀 어레이(도 1의 도면부호 '100' 참조)로 안내한다. 광학 시스템(910)은 복수의 광학 렌즈로 구성될 수 있다. 셔터 유닛(911)은 이미지 센서(900)에 대한 광 조사 기간 및 차폐 기간을 제어한다. 구동부(913)는 이미지 센서(900)의 전송 동작과 셔터 유닛(911)의 셔터 동작을 제어한다. 신호 처리부(912)는 이미지 센서(900)로부터 출력된 신호에 관해 다양한 종류의 신호 처리를 수행한다. 신호 처리 후의 이미지 신호(Dout)는 메모리 등의 저장 매체에 저장되거나, 모니터 등에 출력된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 픽셀들 2: 픽셀 어레이
3: 로우 구동 회로 4: 컬럼 시그널 프로세서
5: 컬럼 구동 회로 6: 시스템 컨트롤 회로
10, 10A-10E: 이미지 센서 20: 회로 기판
30: 지지 기판 31, 32: 지지 플레이트
33, 34: 지지 부재 35: 고정 부재
40: 기판 배선 층 45: 외부 커넥터
46: 기판 비아 플러그 50: 접착층
60: 이미지 센서 칩 61: 칩 기판
66: 센싱 부 71: 본딩 와이어
72: 칩 비아 플러그 90: 테이블
100, 100A-100E: 이미지 센서 모듈
120: 카메라 하우징 130: 카메라 렌즈
140: IR 필터 200A, 200B: 카메라 모듈
3: 로우 구동 회로 4: 컬럼 시그널 프로세서
5: 컬럼 구동 회로 6: 시스템 컨트롤 회로
10, 10A-10E: 이미지 센서 20: 회로 기판
30: 지지 기판 31, 32: 지지 플레이트
33, 34: 지지 부재 35: 고정 부재
40: 기판 배선 층 45: 외부 커넥터
46: 기판 비아 플러그 50: 접착층
60: 이미지 센서 칩 61: 칩 기판
66: 센싱 부 71: 본딩 와이어
72: 칩 비아 플러그 90: 테이블
100, 100A-100E: 이미지 센서 모듈
120: 카메라 하우징 130: 카메라 렌즈
140: IR 필터 200A, 200B: 카메라 모듈
Claims (20)
- 회로 기판;
상기 회로 기판 하의 지지 기판; 및
상기 회로 기판 상의 이미지 센서 칩을 포함하고,
상기 회로 기판, 상기 지지 기판, 및 상기 이미지 센서 칩은 오목하게 만곡한 상부 표면들을 갖고, 및
상기 지지 기판은 상대적으로 얇은 중앙 영역 및 상대적으로 두꺼운 외곽 영역을 포함하고,
상기 지지 기판은:
상기 오목하게 만곡한 상부 표면을 갖는 지지 플레이트;
상기 지지 플레이트 하부의 다수 개의 지지 부재들; 및
상기 다수 개의 지지 부재들 사이의 고정 부재를 포함하고,
상기 다수 개의 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 하부 표면으로부터 돌출한 범프 모양을 갖고,
상기 다수 개의 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역에 가까울수록 작고 및 상기 지지 플레이트의 외곽 영역에 가까울수록 크고,
상기 고정 부재는 상기 다수 개의 지지 부재들을 고정하도록 상기 다수 개의 지지 부재들의 사이를 채우는 이미지 센서.
- ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판을 포함하는 이미지 센서.
- ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 지지 기판은 열 경화성 물질을 포함하는 이미지 센서.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 지지 플레이트와 상기 다수 개의 지지 부재들은 동일한 물질을 포함하는 이미지 센서.
- 삭제
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 고정 부재는 열 경화성 물질을 포함하는 이미지 센서.
- ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 회로 기판과 상기 이미지 센서 칩 사이의 기판 배선층 및 접착층; 및
상기 회로 기판과 상기 기판 배선층을 전기적으로 연결하는 칩 커넥터를 더 포함하는 이미지 센서.
- 회로 기판;
상기 회로 기판 하의 지지 기판;
상기 회로 기판 상의 기판 배선층; 및
상기 기판 배선층 상의 이미지 센서 칩을 포함하고,
상기 지지 기판은:
오목하게 만곡한 상부 표면을 갖는 지지 플레이트;
상기 지지 플레이트 하부의 다수 개의 지지 부재들; 및
상기 다수 개의 지지 부재들 사이의 고정 부재를 포함하고,
상기 다수 개의 지지 부재들은 기둥 모양을 갖고,
상기 다수 개의 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역에 가까울수록 짧고 및 상기 지지 플레이트의 외곽 영역에 가까울수록 길고,
상기 고정 부재는 상기 다수 개의 지지 부재들을 고정하도록 상기 다수 개의 지지 부재들의 사이를 채우는 이미지 센서.
- 삭제
- 삭제
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제11항에 있어서,
상기 지지 부재들은 상기 지지 플레이트의 중앙 영역에는 배치되지 않고 및 상기 지지 플레이트의 외곽 영역에만 배치된 이미지 센서.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제11항에 있어서,
상기 지지 부재들의 하단부들은 수평으로 정렬되는 이미지 센서.
- ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제11항에 있어서,
상기 회로 기판, 상기 지지 기판의 상기 지지 플레이트, 및 상기 기판 배선층은 중앙 영역들 및 주변 영역들을 포함하고,
상기 중앙 영역들의 상부 표면들은 오목하게 만곡하고, 및 상기 주변 영역들의 상부 표면들은 평평한 이미지 센서.
- ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제16항에 있어서,
상기 이미지 센서 칩은 중앙의 픽셀 어레이 및 상기 픽셀 어레이 주변의 회로 영역을 포함하고,
상기 회로 기판, 상기 지지 기판의 상기 지지 플레이트, 및 상기 기판 배선층의 상기 중앙 영역들은 상기 이미지 센서 칩의 상기 픽셀 어레이와 수직으로 정렬되는 이미지 센서.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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Patent Citations (3)
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