KR20060007848A - 이미지 센서 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센서 모듈에 관한 것으로, 이미지 센서 모듈을 사용하는 제품의 소형화를 달성하기 위하여 이미지 센서 모듈의 횡방향 크기를 감소시키기 위한 것이다. 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈에서 모듈 하우징은 모듈 기판과 부착되는 하단부에 위쪽으로 움푹 파여진 홈을 구비한다. 그리고 모듈 기판의 상부면 가장자리 쪽에 배치된 수동 소자들은 이 홈 안에 위치한다. 따라서 수동 소자들이 배치된 위치와 모듈 하우징의 부착 위치가 겹쳐지므로 그 만큼 모듈 전체의 횡방향 크기를 줄일 수 있다.
이미지 센서, 모듈 하우징, 수동 소자

Description

이미지 센서 모듈 {image sensor module}
도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서 모듈의 수직 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 이미지 센서 모듈의 평면 배치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 수직 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 평면 배치를 나타내는 평면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 과정을 나타내는 단면도들이다.
<도면에 사용된 참조 번호의 설명>
10, 20: 이미지 센서 모듈 11, 21: 이미지 센서 칩
12, 22: 모듈 기판 12a, 22a: 본딩 핑거
13, 23: 금속선 14, 24: 디지털 신호 처리 칩
15, 25: 수동 소자 16, 26: 모듈 하우징
17, 27: 적외선 필터 18, 28: 렌즈
본 발명은 반도체 소자의 모듈 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이미지 센서 소자의 모듈 구조에 관한 것이다.
근래에 들면서 디지털 카메라, 캠코더 등과 같은 기존의 영상기술관련 제품 외에도 휴대 전화기, 컴퓨터, PDA(personal digital assistants) 등의 각종 정보통신관련 제품에 이미지를 감지하고 처리하는 기능이 부가되고 있다. 이러한 기능을 수행하는 것은 제품 안에 내장되는 이미지 센서 모듈(image sensor module)이며, 이미지 센서 모듈은 이미지 센서 소자를 구비하고 있다.
이미지 센서 소자는 광학적 영상을 전기적 신호로 변환시키는 소자를 일컫는 것으로, 화소(pixel)에 입사된 빛의 광자(photon)를 전자(electron)로 전환하여 화면에 표시하거나 저장장치에 저장할 수 있게 한 소자를 의미한다. 이미지 센서는 크게 고체 촬상 소자(charge coupled device; CCD)와 상보성 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide-silicon; CMOS) 이미지 센서로 구분된다. CCD 이미지 센서가 상대적으로 화질이 우수하고 소음이 적은 반면, CMOS 이미지 센서는 제조비용과 전력소모가 작고 지원 칩과의 통합이 쉽다는 장점 때문에 최근 휴대용 정보통신 제품에 사용이 늘고 있다.
CMOS 이미지 센서 소자를 내장한 종래의 모듈 구조가 도 1과 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서 모듈(10)의 수직 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 이미지 센서 모듈(10)의 평면 배치를 나타내는 평면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 칩-온-보드(chip-on-board; COB) 기술을 이용하여 이미지 센서 칩(11)이 모듈 기판(12)의 상부면 중앙 쪽에 부착된다. 이미지 센서 칩(11)은 모듈 기판(12)의 상부면에 형성된 본딩 핑거(12a, bonding finger)에 금속선(13)을 통하여 전기적으로 연결된다. 모듈 기판(12)의 하부면에는 디지털 신호 처리 칩(14, digital signal processing (DSP) chip)이 부착되고 금속선(13)으로 모듈 기판(12)과 연결된다.
모듈 기판(12)의 상부면 가장자리 쪽에는 수동 소자(15)들이 배치된다. 수동 소자(15)들은 모듈 작동에 필요한 커패시터, 저항, 콘덴서 등이다. 모듈 기판(12)의 상부면에는 또한 모듈 하우징(16, module housing)이 부착된다. 모듈 하우징(16)은 모듈 기판(12) 상부면 전체를 덮으면서 이미지 센서 칩(11)과 수동 소자(15)들을 외부 환경으로부터 보호한다. 모듈 하우징(16)에는 이미지 센서 칩(11) 위쪽 방향으로 적외선 필터(17)와 렌즈(18)가 설치된다.
이상 설명한 종래의 이미지 센서 모듈(10)은 그 기능을 수행하기 위하여 수동 소자(15)들을 필수적으로 구비하고 있다. 전술한 바와 같이 종래의 이미지 센서 모듈(10)에서 수동 소자(15)들은 이미지 센서 칩(11)의 외곽에 배치되고, 모듈 하우징(16)은 다시 수동 소자(15)들 외곽에 부착되기 때문에, 모듈(10)의 횡방향 크기를 줄이는데 한계가 있다. 그런데 이미지 센서 모듈(10)을 사용하고 있는 각종 휴대용 정보통신 제품들은 지속적으로 소형화의 요구에 직면하고 있고, 이미지 센서 모듈은 제품의 크기와 무게 등을 결정하는 주요 요소 중의 하나이다.
따라서 본 발명의 목적은 이미지 센서 모듈을 사용하는 각종 제품들의 소형화를 달성하기 위하여 이미지 센서 모듈의 횡방향 크기를 감소시키고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈은, 모듈 기판의 상부면 중앙에 부착되고 금속선을 통하여 상기 모듈 기판과 전기적으로 연결되는 이미지 센서 칩과; 상기 모듈 기판의 상부면 가장자리에 배치되는 적어도 하나 이상의 수동 소자와; 상기 모듈 기판의 상부면 전체를 덮도록 상기 모듈 기판의 상부면에 부착되며, 상기 이미지 센서 칩 위쪽 방향으로 적외선 필터와 렌즈가 설치되는 모듈 하우징을 포함한다. 특히, 상기 모듈 하우징은 상기 모듈 기판과 부착되는 하단부에 위쪽으로 움푹 파여진 홈을 구비하며, 상기 수동 소자가 상기 홈 안에 위치하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 이미지 센서 모듈에 있어서, 상기 이미지 센서 칩은 CMOS 이미지 센서 소자일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈은 상기 모듈 기판의 하부면에 부착되고 전기적으로 연결되는 디지털 신호 처리 칩을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 보다 명확히 전달하기 위함이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
실시예
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(20)의 수직 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(20)의 평면 배치를 나타내는 평면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 이미지 센서 칩(21)이 모듈 기판(22)의 상부면 중앙 쪽에 부착되고, 모듈 기판(22)의 상부면에 형성된 본딩 핑거(22a)에 금속선(23)을 통하여 전기적으로 연결된다. 일례를 들어, 이미지 센서 칩(21)은 CMOS 이미지 센서 소자이고, 모듈 기판(22)은 인쇄 회로 기판(PCB)이다. 그러나 이미지 센서 칩(21)과 모듈 기판(22)이 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, CCD 이미지 센서 소자가 이미지 센서 칩(21)이 될 수도 있고, 배선 필름이나 세라믹 기판이 모듈 기판(22)이 될 수도 있다.
모듈 기판(22)의 하부면에는 디지털 신호 처리 칩(24)이 부착되고 금속선(23)으로 모듈 기판(22)과 연결된다. 디지털 신호 처리 칩(24)은 금속선(23) 대신 에 금속 범프(bump) 등의 다른 전기적 연결수단에 의하여 모듈 기판(22)과 연결될 수 있으며, 경우에 따라 모듈 기판(22)의 상부면에 이미지 센서 칩(21)과 같이 적층될 수 있다.
모듈 기판(22)의 상부면 가장자리 쪽에는 커패시터, 저항, 콘덴서 등과 같은 수동 소자(25)들이 배치된다. 모듈 기판(22)의 상부면에는 또한 모듈 하우징(26)이 부착된다. 모듈 하우징(26)은 모듈 기판(22)의 상부면 전체를 덮으면서 이미지 센서 칩(21)을 외부 환경으로부터 보호한다. 모듈 하우징(26)에는 이미지 센서 칩(21) 위쪽 방향으로 적외선 필터(27)와 렌즈(28)가 설치된다.
특히, 모듈 하우징(26)은 모듈 기판(22)과 부착되는 하단부에 위쪽으로 움푹 파여진 홈(26a)을 구비한다. 그리고 모듈 기판(22)의 상부면 가장자리 쪽에 배치된 수동 소자(25)들은 이 홈(26a) 안에 위치한다. 따라서 수동 소자(25)들이 배치된 위치와 모듈 하우징(26)의 부착 위치가 겹쳐지므로 그 만큼 모듈(20) 전체의 횡방향 크기, 즉 가로 폭(W)을 줄일 수 있다.
이어서 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(20)의 제조 과정을 설명한다. 제조 과정에 대한 이하의 설명으로부터 이미지 센서 모듈의 구조 또한 보다 명확해질 것이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 칩(21)을 모듈 기판(22)의 상부면 중앙에 부착한다.
그리고 나서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 금속선(23)을 사용하여 이미지 센서 칩(21)의 입출력 패드(도시되지 않음)와 모듈 기판(22) 상부면의 본딩 핑거 (22a)를 전기적으로 연결한다.
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 모듈 기판(22)의 상부면 가장자리에 수동 소자(25)들을 부착한다.
계속해서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 모듈 기판(22)의 하부면에 디지털 신호 처리 칩(24)을 부착하고 금속선(23)으로 모듈 기판(22)과 연결한다.
그 후, 도 5e에 도시된 바와 같이, 모듈 기판(22)의 상부면에 모듈 하우징(26)을 부착한다. 모듈 하우징(26)은 모듈 기판(22)의 상부면 전체를 덮으면서 이미지 센서 칩(21)을 외부 환경으로부터 보호한다. 모듈 하우징(26)에는 이미지 센서 칩(21) 위쪽 방향으로 적외선 필터(27)와 렌즈(28)가 설치되어 있다. 특히, 모듈 기판(22)에 모듈 하우징(26)을 부착할 때 수동 소자(25)들은 모듈 하우징(26)의 홈(26a) 안에 위치한다.
이와 같은 과정을 거쳐 본 발명의 이미지 센서 모듈(20) 제조 공정을 완료한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이미지 센서 모듈은 수동 소자들이 모듈 하우징 내부에 배치되므로 그 만큼 횡방향으로의 크기를 감소시킬 수 있다. 따라서 이미지 센서 모듈을 사용하는 각종 제품들의 소형화를 달성할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하 고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (3)

  1. 모듈 기판의 상부면 중앙에 부착되고 금속선을 통하여 상기 모듈 기판과 전기적으로 연결되는 이미지 센서 칩과;
    상기 모듈 기판의 상부면 가장자리에 배치되는 적어도 하나 이상의 수동 소자와;
    상기 모듈 기판의 상부면 전체를 덮도록 상기 모듈 기판의 상부면에 부착되며, 상기 이미지 센서 칩 위쪽 방향으로 적외선 필터와 렌즈가 설치되는 모듈 하우징을 포함하며,
    특히, 상기 모듈 하우징은 상기 모듈 기판과 부착되는 하단부에 위쪽으로 움푹 파여진 홈을 구비하며, 상기 수동 소자가 상기 홈 안에 위치하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이미지 센서 칩은 CMOS 이미지 센서 소자인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 모듈 기판의 하부면에 부착되고 전기적으로 연결되는 디지털 신호 처리 칩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
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KR100974090B1 (ko) * 2007-09-18 2010-08-04 삼성전기주식회사 이미지 센서 패키지

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