KR102611692B1 - 집적된 패키지 구조체를 낮은 z 높이 3d 카메라로 형성하는 방법 - Google Patents
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Abstract
3D 카메라 디바이스들을 형성하는 방법들 및 이에 의해 형성된 구조체들이 설명된다. 실시예는 보드 상에 배치된 제1 광학 모듈 및 제2 광학 모듈을 포함하며, 제1 센서 다이는 제1 광학 모듈에 결합되고 제2 센서 다이는 제2 광학 모듈에 결합된다. 제1 및 제2 센서 다이는 보드에 직접 결합되고, 가요성 도전 커넥터는 제1 및 제2 광학 모듈들 모두에 결합된다.
Description
소형화가 진행됨에 따라, 예를 들어 랩톱들 및 모바일 디바이스들과 같은 마이크로전자 디바이스들에 사용하기 위한, 카메라들에 사용되는 센서들과 같은 센서들을 구성하기 위한 노력들이 있다. 이러한 애플리케이션들은 광학 모듈에 결합될 수 있는 상보형 금속 산화물(complementary metal on oxide)(CMOS) 이미지 센서와 같은 이미지 센서들을 포함할 수 있는 3D 카메라 디바이스들의 사용을 통합할 수 있다.
본 명세서는 특정 실시예들을 구체적으로 가리키며 이들을 명백하게 청구하는 청구항들로 결론지어지지만, 이 실시예들의 이점들은 첨부 도면들과 함께 읽을 때 본 발명의 이하의 설명으로부터 보다 용이하게 확인될 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 명세서의 실시예들에 따른 구조체들의 단면도들을 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 실시예들에 따른 구조체들의 단면도들을 나타낸다.
도 2c는 실시예들에 따른 구조체들의 평면도를 나타낸다.
도 3은 실시예들에 따른 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 실시예들에 따른 어셈블리의 단면도를 나타낸다.
도 5는 실시예들에 따른 시스템을 나타낸다.
도 1a 내지 도 1e는 본 명세서의 실시예들에 따른 구조체들의 단면도들을 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 실시예들에 따른 구조체들의 단면도들을 나타낸다.
도 2c는 실시예들에 따른 구조체들의 평면도를 나타낸다.
도 3은 실시예들에 따른 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 4는 실시예들에 따른 어셈블리의 단면도를 나타낸다.
도 5는 실시예들에 따른 시스템을 나타낸다.
다음의 상세한 설명에서는, 방법들, 및 구조체들이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 예시로서 보여주는 첨부 도면들을 참조한다. 이러한 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자가 실시예들을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 다양한 실시예들이, 비록 상이하기는 하지만, 반드시 상호 배타적인 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일 실시예와 관련하여, 본 명세서에 설명되는 특정한 피처, 구조체, 또는 특성은 실시예들의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다른 실시예들 내에서 구현될 수 있다. 추가로, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 요소들의 위치 또는 배열은 실시예들의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 수정될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여져서는 안 되고, 실시예들의 범위는, 청구항들에 부여되는 균등물들의 전체 범위와 함께, 적절히 해석될 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다. 도면들에서, 유사한 번호들은 여러 도면들 전반에 걸쳐 동일하거나 유사한 기능성을 참조할 수 있다.
3D 카메라 구조체들/디바이스들과 같은 마이크로전자 구조체들을 형성하고 이용하는 방법들 및 연관된 구조체들이 본 명세서에 기재되어 있다. 실시예는 제1 센서 다이를 포함하는 제1 광학 모듈, 및 제2 센서 다이를 포함하는 제2 광학 모듈을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 센서 다이는 보드에 직접 결합될 수 있다. 보드 상에 직접 배치될 수 있는 가요성 도전 커넥터(flexible conductive connector)는 제1 및 제2 광학 모듈들 사이에 위치될 수 있으며, 제1 및 제2 광학 모듈들 모두에 결합될 수 있다.
도 1a 내지 도 1e는 3D 카메라 구조체들과 같은 카메라 구조체들의 실시예들의 단면도들을 도시한다. 실시예에서, 다이(102)의 제1 측면(101)은 일부 경우들에서(도 1a) 필터(104)와 결합될 수 있으며, 이는 적외선 필터(104)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 필터(104)는 유리 재료를 포함할 수 있고, 일부 실시예에서는 유리 웨이퍼를 포함할 수 있다. 실시예에서, 필터(104)는 제1 측면(107) 및 제2 측면(109)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 필터(104)는 중앙 부(111) 및 2개의 단부들(113, 113')을 포함할 수 있으며, 2개의 단부들(113, 113')은 결합 접속부들(coupling connections)(103)에 인접한다.
실시예에서, 다이(102)는 센서 다이(102)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 센서 다이(102)는 CMOS 센서 다이(102)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 3D 카메라 애플리케이션들과 같은 카메라 애플리케이션들에 이용될 수 있다. 실시예에서, 다이(102)의 제1 측면(101)은 필터(104)의 제1 측면(107)에 결합될 수 있으며, 일부 경우들에서 다이(104)는 필터(104)의 제1 측면(107)에 직접 결합될 수 있다. 실시예에서, 다이(102)는 플립 칩 다이(102)를 포함할 수 있고, 도전성 접속부들(103)의 사용에 의해 필터(104)에 결합될 수 있다. 실시예에서, 도전성 접속부들(103)은, 예를 들어 볼 그리드 어레이 땜납 접속부들과 같은 땜납 접속부들(103)을 포함할 수 있다. 다른 타입의 도전성 접속부들(103)은 다른 실시예들에서, 다이(102)를 필터(104)에 결합시키는데 사용될 수 있다. 실시예는, 주석 은 합금(tin silver alloy)을 포함하는 땜납 볼들이 다이(102)를 필터(104)에 접속할 수 있는 프로세스이다. 다른 실시예에서는, 다이(102)를 필터(104)에 결합하기 위해 비 도전성 에폭시가 이용될 수 있다. 실시예에서, 도전성 접속부들(103)은 다이(102)와 필터(104) 사이의 영역(105)에 밀폐 밀봉(hermetic seal)과 같은 밀봉을 제공할 수 있다.
실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108, 108')은 필터(104)의 제1 측면(107)에 결합/부착될 수 있다(도 1b). 실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108, 108')은 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit)(FPC) 커넥터들(108, 108')을 포함할 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108, 108')은 단부들(115, 115')을 포함할 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108, 108')의 단부들(115, 115')은 각각 필터(104)의 단부들(113, 113')에 결합/본딩될 수 있다. 실시예에서, 결합/본딩 재료(106)는 가요성 도전 커넥터들(108, 108')의 단부들(115, 115')을 필터(104)의 단부들(113, 113')과 결합시킬 수 있다.
실시예에서, 결합/본딩 재료(106)는 ACF 재료(이방성 도전 필름)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 결합/본딩 재료(106)은 땜납 재료를 포함할 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108, 108')은 핫바(hotbar) 및/또는 리플로우 프로세스를 사용하여 필터(104)에 결합/부착될 수 있다.
실시예에서, 광학 모듈(110)은 부착 프로세스(121)(도 1c 및 도 1d)를 이용함으로써 필터(104)의 제2 측면(109)에 부착/결합될 수 있다. 실시예에서, 부착 프로세스(121)는 웹캠 렌즈 부착 프로세스를 포함할 수 있다. 실시예에서, 광학 모듈(110)은 애퍼처(116), 본딩 층(118) 및 렌즈(120)와 같은 요소들을 포함할 수 있다. 광학 모듈(110)은 실시예에서, 스페이서들(114)에 의해 지지될 수 있는 유리 기판들(112)을 더 포함할 수 있다. 광학 모듈(110)은 특정 애플리케이션에 필요할 수 있는 추가 요소들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 광학 모듈(110)은 웹캠과 같은 카메라를 포함할 수 있다. 실시예에서, 광학 모듈(110)은 카메라 시스템의 일부를 포함할 수 있다.
실시예에서, 광학 모듈(110)은 웨이퍼 레벨 패키징 광학(wafer level packaging optics)(WLPO) 디바이스를 포함할 수 있고, 에폭시 재료를 사용함으로써 필터(104)의 제2 측면(107)에 직접 결합될 수 있다. 실시예에서, 광학 모듈(110)의 스페이서들은 필터(104)에 직접 부착될 수 있다. 실시예에서, 필터(104)를 통해 가요성 도전 커넥터들(108, 108')에 결합되는 광학 모듈(110)은 웨이퍼 레벨 패키징된 카메라(119)와 같은 카메라를 포함할 수 있다. 실시예에서, 카메라(119)는 약 3밀리미터 미만의 Z 높이를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, Z 높이는 약 1밀리미터보다 작은 높이를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, Z 높이는 특정 애플리케이션에 따라 변할 수 있다.
도 1e는 3D 카메라 모듈(130)의 일부를 도시하며, 여기서 제1 카메라(119)의 제1 다이(102)의 제2 측면(100)은 보드(124)에 부착/본딩될 수 있고, 제2 카메라(119')로부터의 제2 다이(104')의 제2 측면(100')은 보드(124)에 부착될 수 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 다이(102, 102')는 보드(124)에 부착될 수 있다. 실시예에서, 보드(124)는 낮은 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion)(CTE)를 포함할 수 있고, CTE는 약 10x10-6 1/℃ 미만이고, 질화 알루미늄, 구리 텅스텐, 코바(Kovar), 인바(Invar), 알루미늄 산화물 및 알루미늄 실리콘 탄화물과 같은 재료들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 다이(102, 102')의 제2 측면들(100, 100')은, 다른 타입들의 본딩/결합 재료들이 다른 실시예들에서 사용될 수 있을지라도, 에폭시 본딩 재료(122)와 같은 본딩 재료(122)의 사용에 의해 보드(124)에 본딩/결합될 수 있다. 실시예에서, 비 투명 포팅 재료(non-transparent potting material)(126)와 같은 재료(126)는 보드(124) 상에 배치될 수 있으며, 제1 카메라(119)와 제2 카메라(119') 사이에서 인접하게 배치될 수 있다.
실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108)은 보드(124)에 직접 부착될 수 있고, 일부 경우들에는 에폭시 재료로 보드(124)에 직접 본딩될 수 있다. 다른 경우들에는, 가요성 도전 커넥터들(108)이 임의의 다른 적절한 방식으로 보드(124)에 본딩될 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108)의 제1 측면은 필터(104)에 부착될 수 있고, 제1 측면과 대향하는 제2 측면은 보드(124)에 부착될 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터들(108)의 말단 단부들(terminal ends)(115)은 다이(102, 102') 상에 배치되는 본딩 재료(122)의 일부 상에 배치될 수 있다. 다른 경우들에는, 말단 단부들(115)이 본딩 재료(122)의 일부에 배치되지 않는다.
다이를 보드(124)에 직접 본딩함으로써, 열 저항이 감소된다. 일부 실시예들에서, 카메라 모듈(130)의 CMOS 시간 노이즈는 최소 레벨들로 감소될 수 있다. 또한, 3D 카메라 모듈(130)은 렌즈 경사가 적은 강성 광학(rigid optics)을 포함하여, 개선된 이미지 품질 및 신뢰성을 가능하게 한다. 카메라 모듈(130)은 랩톱들, 모바일 디바이스들, 게임 콘솔들, 웨어러블 디바이스들, 로봇들, 스마트폰들, 및 깊이 검출을 이용하는 임의의 다른 디바이스들과 같은 애플리케이션들을 위한 3차원 이미지들을 생성할 수 있다. 3D 카메라 모듈(130)의 안정성은 2개의 카메라들(119, 119')의 상대적인 위치들 및 각도들이 안전하게 유지되도록 하여, 정확한 3D 센싱을 가능하게 한다.
도 2a는 도 1e의 3D 카메라 모듈(130)과 유사한 3D 카메라 모듈(230)의 다른 실시예를 도시하며, 여기서 카메라들(219, 219')의 광학 모듈들의 유리 기판들(222)은 2개의 카메라들(219, 219')의 광학 모듈들 사이에서 연장된다. 실시예에서, 유리 기판들(222)은 카메라들(219, 219')의 광학 모듈들의 스페이서들(214, 214')에 결합되고, 2개의 카메라들(219, 219') 사이에 배치된다. 추가의 스페이서(214")는 2개의 카메라들(219, 219') 사이에 배치되고, 여기서 유리 기판들(222)은 추가의 스페이서(214") 상에 결합/배치된다. 실시예에서, 추가의 스페이서(214")는 필터(104)의 일부 상에 배치될 수 있고, 다른 실시예들에서는 필터(104)의 일부 상에 직접 배치될 수 있다.
실시예에서, 다이(202, 202')는 보드(224)에 직접 결합될 수 있으며, 여기서 보드(224)는 일부 경우들에서 얇은 금속 시트를 포함할 수 있지만, 애플리케이션에 따라 다른 재료들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 본딩 재료(222)는 접착 테이프를 포함할 수 있다. 실시예에서, 보드(224)는 필터(204) 및 광학 모듈의 렌즈들로부터 기계적으로 분리될 수 있다. 실시예에서, 낮은 열 팽창 계수의 포팅 재료 또는 언더필 재료(226)와 같은 재료(226)는 바드(bard) 상에 배치될 수 있고 카메라들(219, 219')에 인접할 수 있다.
도 2b는 도 1e의 카메라 모듈(130)과 유사한 카메라 모듈(231)의 다른 실시예를 도시한다. 실시예에서, 단일 필터(204)는 양쪽 카메라들(219, 219')에 결합될 수 있다. 실시예에서, 단일 필터(204)는 카메라들(219, 219')의 다이(204, 204') 모두와 결합될 수 있고, 2개의 카메라들(219, 219') 사이에 배치될 수 있다. 실시예에서, 단일 필터(206)는 2개의 카메라들(219, 219') 사이에 배치될 수 있는 가요성 도전 커넥터(208)에 결합될 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터(208)는, 예를 들어 ACF 재료와 같은 본딩 재료(206)를 사용함으로써 단일 필터(204)에 결합될 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터(208)는 낮은 CTE 재료(226) 상에 배치될 수 있다. 실시예에서, 낮은 CTE 재료는 보드(224) 상에 배치될 수 있으며, 일부 실시예들에서 보드(224)는 코바 또는 CuW 스티프너(stiffener)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 가요성 도전 커넥터(208)는 보드(224)의 중앙 부(225) 상에 위치될 수 있고 중앙 부(225)에 인접하게 배치되지 않는다.
도 2c는 도 2b의 3d 카메라 모듈(231)의 평면도이다. 실시예에서, 2개의 카메라들(219, 219')은 필터(204)에 결합되고, 낮은 CTE 재료(226) 상에 배치된다. 실시예에서, 단일 가요성 도전 커넥터(208)는 ACF 재료와 같은 본딩 재료에 의해 단일 필터(204)에 결합되고, 낮은 CTE 재료(226)의 중앙 부에 위치한다. 실시예에서, 단일 가요성 도전 커넥터(208)는 단일 필터(204)를 통해 카메라들(219, 219') 모두에 결합된다.
도 3은 실시예에 따른 3D 카메라 모듈을 형성하는 방법의 흐름도를 도시한다. 단계 302에서, 제1 광학 모듈은 제1 필터의 제2 측면에 직접 결합되어 제1 카메라를 형성하고, 제1 필터의 제1 측면은 제1 다이에 결합된다. 단계 304에서, 제2 광학 모듈은 제2 필터의 제2 측면에 직접 결합되어 제2 카메라를 형성하고, 제2 필터의 제1 측면은 제2 다이에 결합된다. 단계 306에서, 제1 및 제2 카메라들은 보드에 부착되고, 제1 및 제2 다이는 보드에 직접 부착되고, 가요성 도전 커넥터는 제1 필터 및 제2 필터에 직접 결합된다.
실시예에서, 본 명세서의 실시예들의 3D 카메라들 및 3D 카메라 모듈들의 실시예들은, 다이와 같은 마이크로전자 디바이스와, 패키지 구조체들이 결합될 수 있는 다음 레벨 컴포넌트(예를 들어, 회로 보드) 사이에 전기 통신들을 제공할 수 있는 임의의 적절한 타입의 패키지 구조체들과 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 본 명세서에서의 디바이스들/카메라 구조체들은 다이와, 본 명세서에서의 디바이스들과 결합된 상부 집적 회로(IC) 패키지 사이에 전기 통신을 제공할 수 있는 임의의 적절한 타입의 패키지 구조체들을 포함할 수 있는 패키지 구조체와 결합될 수 있다.
다양한 구현들에서, 본 명세서에서의 3D 카메라 구조체들은 랩톱, 넷북, 노트북, 울트라북, 스마트폰, 태블릿, PDA(personal digital assistant), 울트라 모바일 PC, 모바일 폰, 데스크톱 컴퓨터, 서버, 프린터, 스캐너, 모니터, 셋톱 박스, 엔터테인먼트 제어 유닛, 디지털 카메라, 휴대용 뮤직 플레이어, 또는 디지털 비디오 레코더, 및 웨어러블 디바이스들에 포함될 수 있다. 추가 구현들에서, 본 명세서에서의 3D 카메라 구조체들은 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자 디바이스들에 포함될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 어셈블리(400)의 실시예가 도시되어 있다. 어셈블리(400)는 메인보드(410) 또는 다른 회로 보드 상에 배치된 다수의 컴포넌트들을 포함한다. 메인보드(410)는 제1 측면(412) 및 대향하는 제2 측면(414)을 포함하고, 제1 측면(412) 및 제2 측면(414) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두 상에 다양한 컴포넌트들이 배치될 수 있다. 실시예에서, 어셈블리(400)는 메인보드의 제1 측면(412) 상에 배치된 3D 카메라 모듈(402)을 포함하며, 여기서 3D 카메라 모듈은 본 명세서에 설명된 실시예들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 어셈블리(400)는, 예를 들어 핸드헬드 또는 모바일 컴퓨팅 디바이스(예를 들어, 셀폰, 스마트폰, 모바일 인터넷 디바이스, 뮤직 플레이어, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 넷톱(nettop) 컴퓨터 등)와 같은 임의의 타입의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. 그러나, 개시된 실시예들은 핸드핼드 및 다른 모바일 컴퓨팅 디바이스들에만 한정되지 않으며, 이들 실시예들은 데스크톱 컴퓨터들 및 서버들과 같은 다른 타입들의 컴퓨팅 시스템들에서 애플리케이션을 찾을 수 있다.
메인보드(410)는 보드 상에 배치된 다양한 컴포넌트들 중 하나 이상의 컴포넌트들 간의 전기 통신을 제공할 수 있는 임의의 적절한 타입의 회로 보드 또는 다른 기판을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 메인 보드(410)는 유전체 재료 층(403)에 의해 서로 분리되고 전기 도전성 비아들(412), 스루 홀 비아들(410) 및 트렌치들(414)에 의해 인터커넥트되는 다수의 금속 층들(408)을 포함하는 인쇄 회로 보드(PCB)를 포함한다. 금속 층들 중 임의의 하나 이상은 - 아마도 다른 금속 층들과 함께 - 보드(410)와 결합된 컴포넌트들 사이에 전기 신호들을 라우팅하기 위해서 원하는 회로 패턴으로 형성될 수 있다. 그러나, 개시된 실시예들이 위에 설명된 PCB에 제한되는 것은 아니며, 또한 그 메인보드(410)가 임의의 다른 적절한 기판을 포함할 수 있다는 점을 이해해야 한다.
3D 카메라 모듈(402) 이외에, 메인보드(410)의 일 측면 또는 양 측면들(412, 414) 상에 하나 이상의 추가 컴포넌트들이 배치될 수 있다. 예로서, 컴포넌트(402)는 메인보드(410)의 제1 측면(412) 상에 배치될 수 있고, 컴포넌트(404)는 메인보드의 대향 측면(414) 상에 배치될 수 있고, 땜납 인터커넥트 구조체들(405)에 의해 대향 측면(414)에 결합될 수 있다. 메인보드(410) 상에 배치될 수 있는 추가 컴포넌트들은 다른 마이크로전자 디바이스들(예를 들어, 처리 디바이스들, 메모리 디바이스들, 신호 처리 디바이스들, 무선 통신 디바이스들, 그래픽 제어기들 및/또는 드라이버들, 오디오 프로세서들 및/또는 제어기들 등), 전력 전달 컴포넌트들(예를 들어, 전압 레귤레이터 및/또는 다른 전력 관리 디바이스들, 배터리와 같은 전원, 및/또는 커패시터와 같은 수동 디바이스들), 및 하나 이상의 사용자 인터페이스 디바이스들(예를 들어, 오디오 입력 디바이스, 오디오 출력 디바이스, 키패드 또는 터치 스크린 디스플레이와 같은 다른 데이터 입력 디바이스, 및/또는 그래픽 디스플레이 등)뿐만 아니라 이들 및/또는 다른 디바이스들의 임의의 조합을 포함한다.
일 실시예에서, 어셈블리(400)는 방사 실드를 포함한다. 추가 실시예에서, 어셈블리(400)는 냉각 솔루션을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 어셈블리(400)는 안테나를 포함한다. 또 다른 추가 실시예에서, 어셈블리(400)는 하우징 또는 케이스 내에 배치될 수 있다. 메인보드(410)가 하우징 내에 배치되는 경우, 어셈블리(400)의 컴포넌트들 중 일부 - 예를 들어, 디스플레이나 키패드와 같은 사용자 인터페이스 디바이스, 및/또는 배터리와 같은 전원 - 는 메인보드(410)(및/또는 이 보드 상에 배치된 컴포넌트)와 전기적으로 결합될 수 있지만, 하우징과는 기계적으로 결합될 수 있다.
도 5는 본 명세서에 포함된 실시예들에 따른 컴퓨팅 디바이스/시스템(500)의 개략도이다. 컴퓨팅 디바이스(500)는 다수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 이러한 컴포넌트들은 하나 이상의 마더보드들에 부착된다. 대안의 실시예에서, 이들 컴포넌트들은 마더보드보다 오히려 단일 시스템-온-칩(SoC) 다이 상에서 제조된다. 컴퓨팅 디바이스(500) 내의 컴포넌트들은 집적 회로 다이(502) 및 적어도 하나의 통신 칩(508)을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다. 일부 구현예들에서, 통신 칩(508)은 집적 회로 다이(502)의 일부로서 제조된다. 집적 회로 다이(502)는 CPU(504)뿐만 아니라, 내장형 DRAM(eDRAM) 또는 스핀-전달 토크 메모리(STTM 또는 STTM-RAM)와 같은 기술들에 의해 제공될 수 있는, 캐시 메모리로서 종종 사용되는, 온-다이 메모리(506)를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(500)는 마더보드에 물리적 및 전기적으로 결합되거나 또는 SoC 다이 내에 제조될 수도 있고 그렇지 않을 수 있는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 컴포넌트들은 휘발성 메모리(510)(예를 들어, DRAM), 비휘발성 메모리(512)(예를 들어, ROM 또는 플래시 메모리), 그래픽 처리 유닛(graphics processing unit)(GPU)(514), 디지털 신호 프로세서(516), 암호화 프로세서(542)(하드웨어 내의 암호화 알고리즘들을 실행하는 전용 프로세서), 칩셋(520), 안테나(522), 디스플레이 또는 터치스크린 디스플레이(524), 터치스크린 제어기(526), 배터리(528) 또는 다른 전원, 전력 증폭기(도시되지 않음), GPS(global positioning system) 디바이스(529), 나침반(530), 모션 코프로세서 또는 센서들(532)(가속도계, 자이로스코프, 및 나침반을 포함할 수 있음), 스피커(534), 카메라(536), 사용자 입력 디바이스들(538)(예를 들어, 키보드, 마우스, 스타일러스, 및 터치패드), 및 대용량 저장 디바이스(540)(예를 들어, 하드 디스크 드라이브, CD(compact disk), DVD(digital versatile disk) 등)를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
통신 칩(508)은 컴퓨팅 디바이스(500)로의 그리고 컴퓨팅 디바이스로부터의 데이터의 전송을 위한 무선 통신을 가능하게 한다. "무선"이라는 용어 및 그 파생어는, 논-솔리드 매체를 통한 변조된 전자기 방사의 이용을 통하여 데이터를 통신할 수 있는 회로들, 디바이스들, 시스템들, 방법들, 기법들, 통신 채널들 등을 설명하는 데 이용될 수 있다. 이 용어는 연관된 디바이스들이 어떤 와이어들도 포함하지 않는다는 것을 의미하지는 않지만, 일부에서는 이런 디바이스들이 그렇지 않을 수도 있다. 통신 칩(508)은, Wi-Fi(IEEE 802.11 계열), WiMAX(IEEE 802.16 계열), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, 블루투스, 그 파생물들뿐만 아니라 3G, 4G, 5G, 및 그 이상으로 지시되는 임의의 다른 무선 프로토콜들을 포함하지만 이들로 한정되지 않는, 다수의 무선 표준들이나 프로토콜들 중 임의의 것을 구현할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(500)는 복수의 통신 칩들(508)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 칩(508)은 Wi-Fi 및 블루투스와 같은 단거리 무선 통신들에 전용될 수 있고 제2 통신 칩(508)은 GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, 및 다른 것들과 같은 장거리 무선 통신들에 전용될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(500)의 프로세서(504)는 본 명세서의 실시예들에 따라 형성되는, 트랜지스터들 또는 금속 인터커넥트들과 같은 하나 이상의 디바이스들을 포함한다. "프로세서"라는 용어는, 레지스터들 및/또는 메모리로부터의 전자 데이터를 처리하여 그 전자 데이터를 레지스터들 및/또는 메모리에 저장될 수 있는 다른 전자 데이터로 변환하는 임의의 디바이스 또는 디바이스의 일부를 지칭할 수 있다.
통신 칩(508)은 본 명세서의 실시예들에 따라 형성되는, 트랜지스터 디바이스 구조체들 및 패키지 구조체들과 같은 하나 이상의 디바이스들도 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(500) 내에 하우징된 다른 컴포넌트는 본 명세서의 실시예들에 따라 형성되는, 트랜지스터 디바이스 구조체들 및 연관된 패키지 구조체들과 같은 하나 이상의 디바이스들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(500)는 랩톱 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 울트라북 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿, PDA(personal digital assistant), 울트라 모바일 PC, 모바일폰, 데스크톱 컴퓨터, 서버, 프린터, 스캐너, 모니터, 셋톱 박스, 엔터테인먼트 제어 유닛, 디지털 카메라, 휴대용 뮤직 플레이어 또는 디지털 비디오 레코더일 수 있다. 추가의 구현들에서, 컴퓨팅 디바이스(500)는 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자 디바이스일 수 있다.
전술한 설명은 실시예들의 방법들에서 사용될 수 있는 특정 단계들 및 재료들을 특정하였지만, 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 많은 수정들 및 대체들이 행해질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이러한 모든 수정들, 변경들, 대체들, 및 추가들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 실시예들의 사상 및 범위 내에 있는 것으로 간주되도록 의도된다. 또한, 본 명세서에 제공되는 도면들은 실시예들의 실시와 관련되는 예시적 마이크로전자 디바이스들 및 연관된 패키지 구조체들의 일부들만을 예시한다. 그러므로, 실시예들은 본 명세서에 설명된 구조체들로 한정되지 않는다.
Claims (24)
- 마이크로전자 구조체(microelectronic structure)로서,
제1 측면 및 제2 측면을 포함하는 제1 필터;
상기 필터의 제1 측면의 중앙 부에 직접 결합되는 제1 다이의 제1 측면;
상기 제1 필터의 제1 측면의 단부에 직접 결합되는 가요성 도전 커넥터(flexible conductive connector); 및
상기 제1 필터의 제2 측면에 직접 결합되는 제1 광학 모듈
을 포함하고,
상기 제1 광학 모듈은 복수의 유리 기판들을 포함하고, 상기 복수의 유리 기판들은 스페이서들에 의해 지지되는 마이크로전자 구조체. - 제1항에 있어서, 상기 가요성 도전 커넥터가 보드와 직접 결합되고, 상기 제1 다이의 제2 측면이 보드에 직접 결합되고, 상기 보드가 낮은 열팽창 계수를 포함하는 것을 추가로 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 다이는 CMOS 이미지 센서 다이를 포함하고, 3D 카메라의 일부를 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 다이가 보드 상에 배치된 에폭시 재료와 직접 결합되는 것을 추가로 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 제3항에 있어서, 상기 3D 카메라는 3밀리미터 미만의 Z 높이를 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 제2항에 있어서, 상기 가요성 도전 커넥터의 단부가 제2 필터와 직접 결합되고, 상기 제2 필터가 제2 광학 모듈과 결합되는 것을 추가로 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 제6항에 있어서, 상기 제2 광학 모듈이 상기 보드에 직접 결합된 제2 다이를 포함하는 것을 추가로 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 제6항에 있어서, 상기 가요성 도전 커넥터가 상기 제1 광학 모듈과 상기 제2 광학 모듈 사이에 배치되고 상기 보드 상에 배치되는 것을 추가로 포함하는 마이크로전자 구조체.
- 3D 카메라 모듈로서,
보드;
상기 보드 상에 배치된 제1 광학 모듈 및 제2 광학 모듈 - 상기 제1 및 제2 광학 모듈들은 서로 인접함 - ;
상기 제1 광학 모듈에 결합된 제1 센서 다이 및 상기 제2 광학 모듈에 결합된 제2 센서 다이 - 상기 제1 센서 다이 및 제2 센서 다이는 상기 보드에 직접 결합됨 - ; 및
상기 제1 및 제2 광학 모듈들 모두에 결합된 가요성 도전 커넥터
를 포함하는 3D 카메라 모듈. - 제9항에 있어서, 상기 가요성 도전 커넥터의 제1 단부는 상기 제1 센서 다이에 결합되는 제1 필터에 직접 결합되고, 상기 가요성 도전 커넥터의 제2 단부는 상기 제2 센서 다이에 결합되는 제2 필터에 결합되는 3D 카메라 모듈.
- 제10항에 있어서, 적어도 하나의 유리 기판이 상기 제1 광학 모듈과 상기 제2 광학 모듈 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 광학 모듈들에 걸쳐 연장되는 것을 추가로 포함하는 3D 카메라 모듈.
- 제11항에 있어서, 상기 유리 기판은 상기 제1 광학 모듈과 상기 제2 광학 모듈 사이에 위치한 스페이서 재료 상에 배치되는 3D 카메라 모듈.
- 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 필터들은 적외선 필터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 센서 다이들은 CMOS 이미지 센서 다이를 포함하는 3D 카메라 모듈.
- 제9항에 있어서, 단일 적외선 필터가 상기 제1 광학 모듈과 상기 제2 광학 모듈 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 광학 모듈들 모두에 결합되는 3D 카메라 모듈.
- 제14항에 있어서, 상기 단일 적외선 필터가 상기 가요성 도전 커넥터와 결합되고, 상기 가요성 도전 커넥터가 상기 보드의 중앙 부 상에 배치되는 것을 추가로 포함하는 3D 카메라 모듈.
- 제9항에 있어서,
상기 카메라 모듈에 통신 가능하게 결합된 통신 칩; 및
상기 통신 칩에 통신 가능하게 연결된 DRAM
을 포함하는 시스템을 더 포함하는 3D 카메라 모듈. - 제9항에 있어서, 상기 가요성 도전 커넥터의 제1 단부가 상기 제1 광학 모듈과 상기 제1 다이 사이에 배치된 제1 적외선 필터에 결합되고, 상기 가요성 도전 커넥터의 제2 단부가 제2 광학 모듈과 상기 제2 다이 사이에 배치된 제2 적외선 필터에 결합되는 것을 추가로 포함하는 3D 카메라 모듈.
- 제17항에 있어서, 상기 가요성 도전 커넥터는 ACF 재료 또는 땜납 재료 중 하나에 의해 상기 제1 및 제2 적외선 필터들에 결합되는 3D 카메라 모듈.
- 3D 카메라 모듈을 형성하는 방법으로서,
제1 광학 모듈을 제1 필터의 제2 측면에 직접 결합하여 제1 카메라를 형성하는 단계 - 상기 제1 필터의 제1 측면은 제1 다이에 결합됨 - ;
제2 광학 모듈을 제2 필터의 제2 측면에 직접 결합하여 제2 카메라를 형성하는 단계 - 상기 제2 필터의 제1 측면은 제2 다이에 결합됨 -; 및
상기 제1 및 제2 카메라들을 보드에 부착하는 단계
를 포함하고, 상기 제1 다이 및 상기 제2 다이는 상기 보드에 직접 부착되고, 가요성 도전 커넥터는 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터에 직접 결합되는 방법. - 제19항에 있어서, 상기 제1 다이 및 제2 다이가 CMOS 이미지 센서 디바이스를 포함하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 카메라들이 3밀리미터 미만의 Z 높이를 포함하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 보드가 낮은 CTE 기판을 포함하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 제1 다이 및 상기 제2 다이가 땜납 도전성 구조체들로 상기 보드에 직접 본딩되는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 필터들이 적외선 필터들을 포함하고, ACF 및 땜납으로 구성된 그룹으로부터 선택된 결합 재료로 상기 가요성 도전 커넥터에 직접 결합되는 것을 추가로 포함하는 방법.
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