KR20020048315A - 이미지 센서 시스템을 위한 반도체 모듈 패캐지 - Google Patents
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- H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
Abstract
본 발명은 반도체 패캐지(Package)에 관한 것으로 특히, 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)을 사용하는 이미지 센서 시스템 세트(Image Sensor System Set)를 제작하는데 있어, 시스템의 크기를 최소화 할 수 있게 하기 위한 이미지 센서 칩의 반도체 모듈 패캐지 구조 및 이를 제작하는 공정을 특허의 목적으로 한다.
이를 위하여 종래기술의 이미지 센서 시스템에 사용되는 별도의 이미지 센서 칩 패캐지 제품을 사용하지 않고, 이미지 센서 칩을 주변 반도체 칩 패캐지의 표면에 탑재할 수 있도록 하는 제조공정을 추가하여 (도1)과 (도2) 및 (도3)과 같은 구조의 반도체 모듈 패캐지를 제조한다.
즉, 반도체 모듈 패캐지에 사용할 주변 패캐지로서 이미지 센서 프로세서 패캐지(1)의 한쪽 표면에 이미지 센서 칩을 탑재할 박형의 인쇄회로기판(Printed Circuit Substrate)(3)을 부착한 후, 이미지 센서 칩(6)을 인쇄회로기판(3)에 에폭시(Epoxy)(7)를 사용하여 접착 시키고, 이미지 센서 칩과 인쇄회로기판의 I/O단자(8, 9)들을 미세금속선(10)을 사용하여 서로 연결시킨다. 최종적으로 이미지 센서 칩과 미세금속선을 보호하기 위해 빛이 통과되는 재질로 이루어진 뚜껑(Lid, Cap)(12)을 사용하여 에폭시(Epoxy)(11)로 밀봉(Seal)한다.
이러한 구조는 작은 부피를 원하는 이미지 센서 시스템 세트 제작을 할 수 있을 뿐만 아니라, 시스템내의 전기적 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이 가능하다.
Description
종래 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)을 위한 반도체 패캐지 제조는 (도4)와 같이 일반적으로,
- 플라스틱(Plastic)이나 세라믹(Ceramic) 재질의 패캐지 몸체(Package Body)(13)의 캐비티(Cavity)(14) 내에 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)(6)을 에폭시(Epoxy)(7)를 사용하여 부착시킨다.
- 부착된 이미지 센서 칩의 I/O단자(8)와 캐비티 내의 I/O 단자(9)를 미세금속선(Gold Wire 또는 Aluminum Wire)(10)으로 연결시킨다.
- 빛이 통과할 수 있는 유리뚜껑(Glass Lid)(12)과 접착제(Epoxy)(11)를 사용하여 캐비티를 밀봉(Seal)한다.
즉, 그 형태와 구조에 있어서는 (도 4)와 같이,
- 패캐지 몸체(Package Body)(13)
- 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)(6)
- 미세 알루미늄선(Aluminum Wire)(10)
- 에폭시 (Epoxy)(7), (11)
- I/O 단자(Bond Pad, Inner Lead)(2), (8), (9)
- 유리뚜껑(Glass Lid)(12)
로 구성되어 있다.
종래 기술은 일반적으로 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)을 패캐징(Packaging)하여 사용하는데 있어, 이미지 센서 칩을 일반 반도체 패캐지에 적용하기 때문에 패캐지 크기를 크게 줄일 수가 없다. 또한 이러한 패캐지 상태의 이미지 센서 제품을 사용하여 이미지 센서 시스템을 구성하는 데 있어, 단품(Component)으로 되어 있는 각각의 반도체 칩 제품들과 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에서 평면적으로 전기적 연결을 실시하여야 하는 관계로, 시스템 구성을 위한 인쇄회로기판의 면적이 넓어진다.
따라서, 이러한 인쇄회로기판을 사용한 이미지 센서 시스템 세트(Set)의 크기도 상대적으로 커질 수 밖에 없다.
이는 소형의 이미지 센서 시스템 세트를 필요로 하는 통신 및 의료기기 분야 등에 장애 요인이 되고 있다.
본 발명은 위에서 말한 문제점을 해결하면서 세트(Set) 제품의 전기적 특성 등이 향상될 수 있도록 하는 이미지 센서용 반도체 모듈 패캐지 구조 및 제조 방법을 제시하는 것이다.
(도 1)은 본 발명의 실시 예에 따른 패캐지 사시도
(도 2)는 본 발명의 실시 예에 따른 패캐지 단면도
(도 3)은 본 발명의 실시 예에 따른 역구조 패캐지 단면도
(도 4)는 종래기술의 예에 따른 다른 패캐지 단면도
(도5a)∼(도5e)는 본 발명의 실시 예에 따른 공정별 평면도 및 단면도
본 발명은 캐비티(Cavity)가 형성되어 있는 종래기술의 이미지 센서 패캐지 구조에서 벗어나, 이미지 센서 시스템 구성에 사용되는 주변 반도체 패캐지(예 : 이미지 센서 프로세서 제품)의 표면을 이용하는 구조로서, 새로운 공정을 추가하여 최종적으로 (도1)과 (도2) 및 (도3)과 같이,
- 주변 반도체 패캐지(1)
- 이미지 센서 칩용 서브스트레이트(3)
- 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)(6)
- 미세 금속선(Gold Wire, Aluminum Wire)(10)
- I/O 단자(Pin 또는 Lead)(2), (4), (9)
- 투명한 뚜껑(Glass Lid, Plastic Cap)(12)
으로 되어 있다.
아울러, 본 발명인 이미지 센서 시스템을 위한 반도체 모듈 패캐지 제조 공정의 예로서 (도5a)∼(도5e)와 같이,
- 반도체 패캐지 표면에 에폭시(Epoxy)(5)를 사용하여 인쇄회로기판(PrintedCircuit Substrate)(3)을 부착하고, 인쇄회로기판의 아웃리드(Out Lead)(4)를 반도체 패캐지의 핀(Pin)(2)에 솔더링(Soldering)하여, 인쇄회로기판과 반도체 패캐지가 서로 전기적 연결이 되게 한다. ----- (도5a), (도5b)
- 이미지 센서 칩(Image Sensor Chip)(6)을 에폭시(Epoxy)(7)를 사용하여 인쇄회로기판의 정해진 위치에 부착시키고, 필요시 열을 가하여 에폭시를 경화시킨다. ----- (도5c)
- 미세금속선(Gold Wire, Aluminum Wire)(10)을 사용하여 이미지 센서 칩의 I/O단자(8)와 인쇄회로기판의 인너리드(Inner Lead)(9)를 전기적으로 연결시킨다. ----- (도5d)
- 에폭시(Epoxy)를 사용하여 빛이 통과될 수 있는 뚜껑(Glass Lid, Plastic Cap)(12)을, 이미지 센서 칩과 미세금속선을 보호할 수 있도록, 인쇄회로기판에 부착시켜 밀봉(Seal)시킨다. ----- (도5e)
본 발명은 종래의 이미지 센서 칩 패캐지에 비해,
- 패캐지 크기를 줄일 수 있으며
- 패캐지에 사용되는 원재료 절약에 의해 제조비용을 줄일 수 있다.
또한, 종래의 이미지 센서 시스템 구성에 있어,
- 이미지 센서 시스템용 인쇄회로기판의 면적을 줄일 수 있고
- 시스템의 전기적 특성을 향상 시킬 수 있으며
- 이를 사용한 이미지 센서 시스템 세트(Set)의 크기를 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 반도체 모듈 패캐지 제품 및 제조공정은 앞으로의 이미지 센서 시스템에 필요한 이미지 센서 모듈 패캐지 제품으로 크게 사용할 수 있다.
Claims (20)
- 플라스틱, 세라믹 또는 금속을 사용한 반도체 패캐지 표면에 에폭시(Epoxy)로 인쇄회로기판(Printed Circuit Substrate)을 부착한 구조를 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 열가소성 또는 열경화성 에폭시로 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 1항에 있어서, 상기 에폭시는 열판이나 전기오븐을 사용하여 경화되는 것을 특징으로 하는 반도체 패캐지 모듈.
- 제 1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 휘어질 수 있는 재질로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 부착된 인쇄회로기판의 아웃리드와 반도체 패캐지의 아웃리드를 솔더링(Soldering)하여 전기적으로 연결시킨 구조를 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 5항에 있어서, 상기 솔더링은 솔더(납) 대신 전기전도성 물질을 사용하는것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 접착된 인쇄회로기판 위에 에폭시(Epoxy)로 이미지 센서 칩을 부착한 구조를 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 7항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩을 전기전도성 또는 비전기전도성 에폭시로 부착한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지..
- 제 7항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩을 열가소성 또는 열경화성 에폭시로 부착한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 7항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩 외에 일반 반도체 칩을 부착한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 7항에 있어서, 상기 에폭시는 열판이나 전기오븐을 사용하여 경화되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 인쇄회로기판의 인너리드와 이미지 센서 칩의 I/O단자를 미세금속선으로 전기적으로 연결한 구조를 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 12항에 있어서, 상기 미세금속선은 금, 알루미늄, 구리 중 어는 하나를 선택하여 사용하거나, 다수를 복합하여 연결한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 12항에 있어서, 상기 미세금속선 대신 범프(Bump)를 사용하여 플립칩 본딩(Flip-Chip Bonding) 형태로 연결한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 이미지센서 칩과 미세금속선을 보호하기위해 뚜껑을 에폭시로 인쇄회로기판에 밀봉시키는 구조를 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지..
- 제 15항에 있어서, 상기 뚜껑을 열경화성 또는 열가소성 에폭시로 밀봉한 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 15항에 있어서, 상기 뚜껑은 금속 또는 빛이 통과되는 유리(Glass), 수정(Quarts), 플라스틱(Plastic)재질 등으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 15항에 있어서, 상기 뚜껑의 모양은 직선 또는 곡선 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 15항에 있어서, 상기 에폭시는 열판, 전기오븐 또는 전기로(Electric Furnace)을 사용하여 경화되는 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
- 제 17항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩 대신 일반 반도체 칩을 사용하는 경우, 일반 반도체 칩과 미세금속선을 보호하기 위해 에폭시(Epoxy)로 덮는 것(Encapsulation)을 특징으로 하는 반도체 모듈 패캐지.
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