KR20020085560A - 스택 패키지 구조의 영상 센서 - Google Patents

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옌쳉 후앙
융솅 치우
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Abstract

인쇄회로기판에 전기적으로 연결하기 위한 스택 패키지 구조(stacked package structure)의 영상 센서는 기판, 영상 감지 칩, 집적 회로, 및 투명층을 포함한다. 기판은 제 1 표면 및 제 2 표면을 구비하고 있다. 제 1 표면은 신호 입력 단자를 갖도록 형성된다. 제 2 표면은 신호 입력 단자 및 인쇄회로기판에 전기적으로 연결하기 위한 신호 출력 단자를 갖도록 형성된다. 영상 감지 칩은 상기 기판의 제 1 표면 상에 설치되며, 그 기판의 신호 입력 단자에 전기적으로 연결된다. 집적 회로는 상기 기판의 제 2 표면 상에 설치되며, 그 기판의 신호 입력 단자에 전기적으로 연결된다. 투명층은 상기 영상 감지 칩 위를 덮으며, 영상 감지 칩은 투명층을 통해 영상 신호를 받아들여 그 영상 신호를 기판으로 전송될 전기 신호로 변환시킬 수 있다. 따라서, 영상 감지 제품의 영상 감지 칩과 집적 회로가 통합 패키징 될 수 있다.

Description

스택 패키지 구조의 영상 센서{Stacked package structure of image sensor}
본 발명은 스택 패키지 구조(stacked package structure)의 영상 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패키지 기판의 수를 감소시키고 각자 상이한 기능을 보유한 집적 회로와 영상 감지 칩을 통합 패키징하기 위하여 각자 상이한 기능을 보유한 집적 회로와 영상 감지 칩이 하나의 패키지 동체 내에 패키징 되어 있는 구조에 관한 것이다.
일반적인 센서는 신호를 감지하는데 사용되는데, 그 신호는 시각 또는 청각 신호일 수 있다. 본 발명의 센서는 영상 신호를 받아들여 그 영상 신호를 인쇄회로기판(printed circuit board)으로 전송되는 전기 신호로 변환시키는데 사용된다.
일반적인 영상 센서는 영상 신호를 받아들여 그 영상 신호를 인쇄회로기판으로 전송되는 전기 신호로 변환시키는데 사용된다. 영상 센서는 이어서 다른 집적 회로에 전기적으로 연결되어 임의의 요구된 기능을 보유하게 된다. 예를 들면, 영상 센서는 그 영상 센서로부터 발생된 신호를 처리하는 전자 신호처리기에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 영상 센서는 임의의 요구된 기능을 보유하도록 마이크로 제어기, 중앙처리장치 등에 전기적으로 연결될 수 있다.
그러나, 종래의 영상 센서는 패키징 되기 때문에, 영상 센서에 상응하는 집적 회로는 영상 센서와 함께 개별적으로 패키징 되어야 한다. 그런 다음, 패키징된 영상 센서 및 다양한 신호 처리 유닛은 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된다.
이어서, 영상 센서는 다수의 배선에 의해 신호 처리 유닛에 전기적으로 연결된다. 따라서, 각각의 신호 처리 유닛과 영상 센서를 개별적으로 패키징하기 위해서는 다수의 기판 및 패키지 동체가 사용되어야 하며, 그 결과 제조 비용이 증가된다. 또한, 각각의 신호 처리 유닛을 인쇄회로기판 상에 설치하는 경우 보다 큰 면적의 인쇄회로기판이 요구되며, 따라서 제품을 작게, 얇게 그리고 가볍게 만들 수 없다.
상기에서 언급한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 종래의 영상 센서에 의해 야기되는 단점들을 극복하는 스택 구조의 영상 센서를 제공한다.
본 발명의 첫번째 목적은 패키징된 요소의 수를 감소시키고 패키지 비용을 절감하기 위한 스택 패키지 구조의 영상 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 두번째 목적은 제조공정을 단순화시키고 용이하게 하기 위한 스택 패키지 구조의 영상 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 세번째 목적은 영상 센서의 면적을 감소시키기 위한 스택 패키지 구조의 영상 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 네번째 목적은 패키지 비용 및 영상 감지 제품의 검사 비용을 절감하기 위한 스택 패키지 구조의 영상 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 인쇄회로기판에 전기적으로 연결하기 위한 스택 패키지 구조의 영상 센서는 기판, 영상 감지 칩, 집적 회로, 및 투명층(transparent layer)을 포함한다. 기판은 신호 입력 단자를 갖도록 형성된 제 1 표면과 신호 입력 단자 및 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 신호 출력 단자를 갖도록 형성된 제 2 표면을 구비하고 있다. 영상 감지 칩은 상기 기판의 제 1 표면 상에 설치되며, 그 기판 상에 형성된 신호 입력 단자에 전기적으로 연결된다. 집적 회로는 상기 기판의 제 2 표면 상에 설치되며, 그 기판의 제 2 표면 상에 형성된 신호 입력 단자에 전기적으로 연결된다. 투명층은 상기 영상 감지 칩 위를덮으며, 영상 감지 칩은 투명층을 통해 영상 신호를 받아들여 그 영상 신호를 기판으로 전송될 전기 신호로 변환시킬 수 있다.
따라서, 영상 감지 제품의 영상 감지 칩과 집적 회로가 통합 패키징 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 첫번째 실시양태에 따른 스택 패키지 구조의 영상 센서의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 두번째 실시양태에 따른 스택 패키지 구조의 영상 센서의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 세번째 실시양태에 따른 스택 패키지 구조의 영상 센서의 개략도이다.
본 발명의 실시양태를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 스택 패키지 구조의 영상 센서는 기판(10), 집적 회로(22), 영상 감지 칩(26), 돌출 구조물(projecting structure, 30), 및 투명층(32)을 포함한다.
기판(10)은 제 1 표면(12), 및 제 1 표면(12)에 대향하는 제 2 표면(14)을 구비하고 있다. 기판(10)의 제 1 표면(12)은 영상 감지 칩(26)으로부터의 신호를 기판(10)으로 전송하기 위한 신호 입력 단자 16을 갖도록 형성된다. 제 2 표면(14)은 집적 회로(22)로부터의 신호를 기판(10)으로 전송하기 위한 신호 입력 단자 17을 갖도록 형성되며, 제 2 표면(14)은 또한 인쇄회로기판(20)에 전기적으로 연결하기 위한 금속성 리드-프레임(lead-frame)일 수 있는 신호 출력 단자(18)를 갖도록 형성된다. 따라서, 기판(10)으로부터의 신호는 인쇄회로기판(20)으로 전송될 수 있다.
집적 회로(22)는 전자 신호처리기, 마이크로프로세서, 중앙연산처리장치(CPU) 등과 같은 신호 처리 유닛일 수 있다. 집적 회로(22)는 기판(10)의 제 2 표면(14) 상에 배치되며, 기판(10)의 제 2 표면(14)상의 신호 입력 단자 17에 다수의 배선(wirings) 24를 통해 와이어본딩(wire bonding)에 의해 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 집적 회로(22)는 기판(10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 몰드 수지(25)는 다수의 배선 24를 보호하기 위하여 집적 회로(22) 상에 밀폐된다.
영상 감지 칩(26)은 기판(10)의 제 1 표면(12) 상에 설치되고, 기판(10)의 제 1 표면(12) 상의 신호 입력 단자 16에 다수의 배선 28을 통해 와이어본딩에 의해 전기적으로 연결된다. 따라서, 영상 감지 칩(26)은 영상 감지 칩(26)으로부터의 신호를 기판(10)으로 전송할 수 있다. 만일, 집적 회로(22)가 전자 신호처리기라면, 영상 감지 칩(26)으로부터의 신호는 미리 처리된 다음 인쇄회로기판(20)으로 전송될 수 있다.
돌출 구조물(30)은 영상 감지 칩(26)을 에워싸도록 기판(10)의 제 1 표면(12) 상에 설치된 프레임 구조물이다.
투명층(32)은 영상 감지 칩(26)을 덮기 위하여 돌출 구조물(30) 위에 설치된 투명 유리일 수 있다. 따라서, 영상 감지 칩(26)은 투명층(32)을 통해 영상 신호를 받아들인 후, 그 영상 신호를 기판(10)으로 전송되는 전기 신호로 변환할 수 있다.
도 2는 본 발명의 두번째 실시양태에 따른 스택 패키지 구조의 영상 센서를 도시한 개략도이다.
기판(10)의 제 2 표면(14)은 공동(34)을 갖도록 형성된다. 이어서, 집적 회로(22)가 공동(34) 내에 설치되며, 기판(10)의 제 2 표면(14) 상의 신호 입력 단자 17에 다수의 배선 24를 통해 와이어본딩에 의해 전기적으로 연결된다. 몰드 수지(25)는 다수의 배선 24를 보호하기 위하여 집적 회로(22) 상에 밀폐된다. 기판(10)의 제 2 표면(14) 상의 신호 출력 단자(18)는 인쇄회로기판(20)에 전기적으로 연결하기 위하여 볼 그리드 어레이(ball grid array)의 형태로 배열된 금속 볼이다.
영상 감지 칩(26)은 기판(10)의 제 1 표면(12) 상에 위치하며, 기판(10)의 제 1 표면(12) 상의 신호 입력 단자 16에 다수의 배선 28을 통해 와이어본딩에 의해 전기적으로 연결된다. 따라서, 영상 감지 칩(26)은 기판(10)에 전기적으로 연결된 다음, 영상 감지 칩(26)으로부터의 신호를 기판(10)으로 전송한다.
도 3을 참조하면, 집적 회로(22)의 결합 패드(bonding pad)는 기판(10)의 제 2 표면(14) 상의 신호 입력 단자 17에 플립칩(flip-chip) 방식으로 전기적으로 연결하기 위한 금속성 접속점(36)을 갖도록 형성된다. 이와 같이, 집적 회로(22)는 기판(10)에 전기적으로 연결된다. 신호 출력 단자(18)는 인쇄회로기판(20)에 전기적으로 연결하기 위하여 볼 그리드 어레이의 형태로 배열된 금속 볼이다.
영상 감지 칩(26)은 기판(10)의 제 1 표면(12) 상에 위치하며, 기판(10)의 신호 입력 단자 16에 다수의 배선 24를 통해 와이어본딩 방식으로 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 영상 감지 칩(26)은 영상 감지 칩(26)으로부터의 신호를기판(10)으로 전송하기 위하여 기판(10)에 전기적으로 연결된다.
돌출 구조물(30)은 프레임 구조물로서, 영상 감지 칩(26)을 에워싸도록 기판(10)의 제 1 표면(12) 상에 설치된다.
투명층(32)은 영상 감지 칩(26)을 덮기 위하여 돌출 구조물(30) 위에 설치된 투명 유리일 수 있다. 따라서, 영상 감지 칩(26)은 투명층(32)을 통해 영상 신호를 받아들인 후, 그 영상 신호를 기판(10)으로 전송되는 전기 신호로 변환할 수 있다.
본 발명이 실시예 및 바람직한 실시양태에 의해 설명되었긴 하나, 본 발명은개시된 실시양태에 국한되지 않음을 이해하여야 한다. 그와 반대로, 다양한 변형을 포괄하는 것으로 의도된다. 따라서, 첨부된 청구범위의 범위는 그러한 모든 변형을 포함하도록 가장 광범위한 해석에 따라야 한다.
상술한 구조에 따르면, 다음과 같은 잇점을 얻을 수 있다.
1. 영상 감지 칩(26) 및 집적 회로(22)가 통합 패키징될 수 있기 때문에, 기판(10)을 형성하는 재료가 절약되고, 따라서 영상 감지 제품의 제조비용을 절감할 수 있다.
2. 영상 감지 칩(26) 및 집적 회로(22)가 통합 패키징될 수 있기 때문에, 영상 감지 제품의 면적이 감소될 수 있다.
3. 영상 감지 칩(26) 및 집적 회로(22)가 통합 패키징될 수 있기 때문에, 오로지 하나의 패키지 동체만이 있다. 따라서, 하나의 시편만이 필요하므로, 검사비용 또한 절감될 수 있다.
4. 영상 감지 칩(26) 및 집적 회로(22)가 통합 패키징될 수 있기 때문에, 단일 패키징 공정에 의해 두 개의 칩이 패키징 될 수 있다. 따라서, 패키지 비용이 현저히 절감될 수 있다.

Claims (5)

  1. 신호 입력 단자를 갖도록 형성된 제 1 표면과 신호 입력 단자 및 인쇄회로기판에 전기적으로 연결하기 위한 신호 출력 단자를 갖도록 형성된 제 2 표면을 구비한 기판;
    상기 기판의 제 1 표면 상에 설치되어 있으며, 상기 기판의 제 1 표면 상의 신호 입력 단자에 전기적으로 연결된 영상 감지 칩;
    상기 기판의 제 2 표면 상에 위치하며, 상기 기판의 제 2 표면 상의 신호 입력 단자에 전기적으로 연결된 집적 회로; 및
    상기 영상 감지 칩이 투명층을 통해 영상 신호를 받아들인 후 그 영상 신호를 상기 기판으로 전송될 전기 신호로 변환시키도록 상기 영상 감지 칩의 위를 덮는 투명층
    을 포함하는 인쇄회로기판에 전기적으로 연결하기 위한 스택 패키지 구조(stacked package structure)의 영상 센서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 집적 회로는 신호 처리 유닛인 것을 특징으로 하는 스택 패키지 구조의 영상 센서.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 신호 처리 유닛은 중앙연산처리장치(CPU)인 것을 특징으로 하는 스택 패키지 구조의 영상 센서.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 집적 회로는 기판의 제 2 표면 상의 신호 입력 단자에 플립칩(flip-chip) 방식으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스택 패키지 구조의 영상 센서.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기판의 제 1 표면은 투명층이 돌출 구조물 상에 위치하도록 돌출 구조물을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스택 패키지 구조의 영상 센서.
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