KR20060020930A - 이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈, 이를구비하는 영상 획득 장치 및 이미지 센서 모듈의 제작방법 - Google Patents
이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈, 이를구비하는 영상 획득 장치 및 이미지 센서 모듈의 제작방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060020930A KR20060020930A KR1020040069657A KR20040069657A KR20060020930A KR 20060020930 A KR20060020930 A KR 20060020930A KR 1020040069657 A KR1020040069657 A KR 1020040069657A KR 20040069657 A KR20040069657 A KR 20040069657A KR 20060020930 A KR20060020930 A KR 20060020930A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode pad
- side electrode
- image sensor
- circuit board
- gold
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 54
- MSNOMDLPLDYDME-UHFFFAOYSA-N gold nickel Chemical compound [Ni].[Au] MSNOMDLPLDYDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 claims abstract description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 32
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 18
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- FBMUYWXYWIZLNE-UHFFFAOYSA-N nickel phosphide Chemical compound [Ni]=P#[Ni] FBMUYWXYWIZLNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L24/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L24/17—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/51—Housings
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 발명은, 제조 비용을 절감할 수 있고, 회로기판과 촬상소자간의 접합 강도가 향상되고, 접촉 부분의 저항과 노이즈가 감소되며, 전체적인 크기를 축소할 수 있는 이미지 센서 모듈를 제공하고, 이러한 이미지 센서 모듈을 구비하는 카메라 모듈 및 영상 획득 장치, 그리고 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에서는, 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상영역과, 그 주변부에 형성되어 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하는 촬상소자; 상기 소자측 전극 패드와 연결되는 기판측 전극 패드가 형성되고, 상기 촬상소자가 결합되며, 상기 촬상소자의 촬상영역이 노출되도록 천공된 윈도우부가 형성된 회로기판; 상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제를 구비하는 이미지 센서 모듈에 있어서, 상기 소자측 전극 패드 상에는 무전해 도금으로 형성된 니켈-금 범프가 형성되어 상기 기판측 전극 패드에 연결되는 이미지 센서 모듈을 제공하고, 이를 구비하는 카메라 모듈, 영상 획득 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
Description
도 1에는 카메라 모듈의 외관을 보여주는 사시도가 도시되어 있고,
도 2에는 도 1에 도시된 이미지 센서 모듈의 분해 사시도가 도시되어 있고,
도 3a에는 도 1의 III-III 방향에서 바라볼 때의 이미지 센서 모듈의 단면도가 도시되어 있고,
도 3b에는 도 3a의 B부분의 확대도가 도시되어 있고,
도 4에는 본 발명에 다른 카메라 모듈의 구성을 설명하는 단면도가 도시되어 있고,
도 5에는 니켈-금 플립칩 범프 본딩으로 결합된 연결부분의 확대도가 도시되어 있고,
도 6a 내지 도 6d에는 상기 니켈-금 범프를 형성하는 공정을 순차적으로 설명하는 도면들이 도시되어 있으며, 그리고
도 7a 내지 도 7e에는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제작 공정을 순차적으로 설명하는 도면이 도시되어 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 이미지 센서 모듈 11: 회로기판
12: 촬상소자 13: 촬상영역
14, 114: 접착제 15: 패시베이션
16: 알루미늄 패드 17: 금 범프
18: 기판측 전극 패드 20: 광학계
21: 하우징 22: 렌즈 홀더
23: 필터 24: 렌즈
117: 니켈 범프 118: 기판측 전극 패드
119: 금 도금층 120: 아연산염 시드
본 발명은 이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 영상 획득 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촬상소자와 회로기판이 플립칩 본딩(flip chip bonding)으로 결합되어 만들어지는 이미지 센서 모듈과, 이를 구비하는 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈을 구비하는 영상 획득 장치에 관한 것이다.
카메라 모듈은 동영상 및 사진 촬영을 하고 이를 전송할 수 있는 장치로서, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, PDA, 모니터 삽입용 카메라, 범퍼 장착용 자동차 후면 감시 카메라, 도어/인터폰용 카메라 등에 사용된다.
도 1에는 카메라 모듈의 외관을 보여주는 사시도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 카메라 모듈은 이미지 센서 모듈(10)과 광학계(20)로 이루어진다. 상기 이미지 센서 모듈(10)은 회로 패턴이 형성된 회로기판(11)과, 상기 광학계를 통과한 외부 영상의 이미지가 촬상되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결되는 촬상소자(12)를 구비한다. 상기 광학계(20)는 하우징(21)과, 렌즈 홀더(22)를 구비한다.
도 2에는 도 1에 도시된 이미지 센서 모듈의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 상기 회로기판(11)은 상기 촬상소자(12)의 상부에 결합되고, 상기 촬상소자(12)의 중앙에 형성된 촬상영역(13)이 노출되도록 윈도우부가 형성되어 있다. 상기 회로기판(11)과 상기 촬상소자(12)의 사이에는 결합을 위해 접착제가 삽입된다.
도 3a에는 도 1의 III-III 방향에서 바라볼 때의 이미지 센서 모듈의 단면도가 도시되어 있다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 상기 광학계(20)는 하우징(21)과, 렌즈 홀더(22) 내측에 필터(23) 및 렌즈(24)를 더 구비한다.
상기 하우징(21)에는 렌즈 홀더(22)가 삽입되는 중공부가 형성되어 있고, 상기 렌즈 홀더(22)는 렌즈를 내장하는 것으로서, 렌즈를 내장한 후, 상기 하우징(21)의 내부에 설치된다.
상기 필터(23)는, 상기 하우징(21) 내부로 입사되는 적외선을 차단하고, 내부로 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 하는 것으로, 상기 촬상소자(12)의 상부 에서 상기 하우징(21)의 중공부 하단에 설치된다. 상기 필터(23)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성되고, 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflection coating)이 형성된다.
도 3b에는 도 3a의 B부분의 확대도가 도시되어 있다.
도 3b에 도시된 것과 같이, 상기 회로기판(11)과 상기 촬상소자(12)를 서로 전기적으로 연결되도록 하고 물리적으로 고정하는 연결 수단으로 종래에는 금 범프 플립칩 본딩을 적용한다. 즉, 상기 회로기판(11)과 상기 촬상소자(12) 각각에 외부와 전기적으로 접속하기 위한 기판측 전극 패드(18)와 소자측 전극 패드를 각각 형성한다. 그리고, 상기 소자측 전극 패드에 금을 도금하여 금 범프(17)를 형성하고, 상기 기판측 전극 패드(18)와 접착제(14)를 매개로 결합한다.
이 경우, 상기 금 범프(17)는 통상 높이가 15㎛ 내지 20㎛ 가량으로 형성되는데, 이를 형성하는데 필요한 금은 고가이기 때문에 재료비가 과다하게 소요되는 단점이 있고, 금은 퍼짐성이 좋아 높이를 높게 형성하는 경우 인접 범프 간에 쇼트가 발생할 위험성이 있다. 그리고, 금 범프를 사용하는 경우 상기 촬상소자(12) 측의 금 범프(17)와 상기 회로 기판 측의 금 전극 패드(18) 사이에서 금 간의 접착을 위해서는 경계면의 높은 전극 저항을 깨뜨릴 수 있는 높은 접합 온도 및 높은 압력이 필요한 단점이 있다. 또한, 금 범프는 부피가 크기 때문에 하이 핀(high pin)을 설치할 수 없어 처리용량이 커지는 경우 노이즈(noise)가 많이 발생하는 단점이 있다. 또한, 리소그래피와 스퍼터링 공정을 거쳐야 하기 때문에 이에 필요한 설비를 갖추기 위한 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제조 비용을 절감할 수 있고, 회로기판과 촬상소자간의 접합 강도가 향상되고, 접촉 부분의 저항과 노이즈가 감소되며, 전체적인 크기를 축소할 수 있는 이미지 센서 모듈을 개발하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 이러한 이미지 센서 모듈을 구비하는 카메라 모듈 및 영상 획득 장치, 그리고 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상영역과, 그 주변부에 형성되어 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하는 촬상소자; 상기 소자측 전극 패드와 연결되는 기판측 전극 패드가 형성되고, 상기 촬상소자가 결합되며, 상기 촬상소자의 촬상영역이 노출되도록 천공된 윈도우부가 형성된 회로기판; 상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제를 구비하는 이미지 센서 모듈에 있어서, 상기 소자측 전극 패드 상에는 무전해 도금으로 형성된 니켈-금 범프가 형성되어 상기 기판측 전극 패드에 연결되는 이미지 센서 모듈을 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 기판측 전극 패드는 구리로 만든 전극층상에 금이 도금되어 만들어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 무전해 니켈-금 범프의 높이는 5㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하 고, 상기 니켈-금 범프에서 금 도금층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.15㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 빛 에너지를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈과, 빛을 투과시켜 상기 이미지 센서 모듈에 비추는 광학계를 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 상기 이미지 센서 모듈은, 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상영역과, 그 주변부에 형성되어 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하는 촬상소자; 상기 소자측 전극 패드와 연결되는 기판측 전극 패드가 형성되고, 상기 촬상소자가 결합되며, 상기 촬상소자의 촬상영역이 노출되도록 천공된 윈도우부가 형성된 회로기판; 상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제; 및 상기 소자측 전극 패드 상에 무전해 도금으로 형성되고 상기 기판측 전극 패드에 연결되는 니켈-금 범프를 포함하고, 상기 광학계는, 외부로부터 입사되는 영상이 통과되도록 중공부가 형성된 하우징; 상기 하우징의 전방 단부에 설치되는 렌즈 홀더; 상기 하우징의 내부에 장착되는 렌즈; 및 상기 하우징의 내측 단부에 설치되고, 상기 하우징의 내부로 입사되는 적외선을 차단하고 내부로 입사되는 빛의 반사를 방지하는 필터를 포함하는 카메라 모듈을 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 기판측 전극 패드는 구리로 만든 전극층상에 금이 도금되어 만들어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 무전해 니켈-금 범프의 높이는 5㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하고, 금 도금층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.15㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은 상술한 카메라 모듈이 장착된 영상 획득 장치를 제공함으로써 달성된다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 촬상영역과, 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하는 촬상소자; 기판측 전극 패드를 구비하고 상기 촬상소자가 결합되는 회로기판; 상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제를 구비하는 이미지 센서 모듈을 제작하는 방법으로서, (a) 상기 소자측 전극 패드 상에 무전해 도금을 이용하여 니켈-금 범프를 형성하는 단계; (b) 상기 회로기판에 일정 영역을 펀칭 하여 윈도우부를 형성하고, 요구되는 회로 패턴을 형성한 후, 기판측 전극 패드부분만을 노출시켜 그 상부에 금을 도금하는 단계; (c) 단계(b)에서 제작된 상기 회로기판의 상기 기판측 전극 패드가 형성된 면의 상기 윈도우부를 제외한 영역에 접착제를 부착하는 단계; 및 (d) 상기 기판측 전극 패드와 상기 단계(a)에서 만들어진 니켈-금 범프를 정렬하여 일정 온도 하에 가압함으로써 실장과 동시에 밀봉하는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제작 방법을 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 단계(d)에서의 온도는 실질적으로 250℃이고, 가압에 필요한 힘은 범프 하나당 40gf 내지 100gf이며 가압 시간은 실질적으로 5초 내지 10초인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 4에는 본 발명에 다른 카메라 모듈의 구성을 설명하는 단면도가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서 모듈(10)과 광학계(20)를 구비한다.
상기 이미지 센서 모듈(100)은 회로 패턴이 형성된 회로기판(11)과, 상기 광학계(20)를 통과한 외부 영상의 이미지가 촬상되고 상기 회로기판(11)과 전기적으로 연결되는 촬상소자(12)를 구비한다.
상기 촬상소자(12)에는 상기 광학계(20)를 통해 입사되는 빛 에너지를 감지하고 전기 신호로 변환하는 촬상영역(13)이 형성되고, 상기 촬상영역(13) 주위에는 상기 촬상영역(13)을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드가 배치된다. 상기 회로기판(11)에는 중앙부에 상기 촬상영역에 외부로부터 유입되는 빛이 조사될 수 있도록 윈도우부가 형성되고, 상기 소자측 전극 패드에 대응하는 기판측 전극 패드를 구비한다. 또한, 상기 회로 기판(11)은 상기 촬상영역(13)에서 변환된 아날로그 신호인 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analogue-Digital Converter) 회로가 배치될 수 있다. 상기 회로기판(11)은 통상의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)이 사용될 수 있으며, 이미지 센서 모듈이 적용되는 응용예에 따라서 TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Film) 등의 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)이 사용될 수 있다. 상기 촬상소자(12)는 전하결합소자(Charge-Coupled Device: CCD) 또는 상보성금속산화물반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor: CMOS)일 수 있다.
상기 광학계(20)는 하우징(21)과, 렌즈 홀더(22)와, 필터(23) 및 렌즈(24)를 구비한다.
상기 하우징(21)에는 렌즈 홀더(22)가 삽입되는 중공부가 형성되어 있고, 상기 렌즈 홀더(22)는 렌즈를 내장하는 것으로서, 렌즈를 내장한 후, 상기 하우징(21)의 내부에 설치된다.
상기 필터(23)는, 상기 하우징(21) 내부로 입사되는 적외선을 차단하고, 내부로 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 하는 것으로, 상기 촬상소자(12)의 상부에서 상기 하우징(21)의 중공부 하단에 설치된다. 상기 필터(23)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성되고, 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflection coating)이 형성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 카메라 모듈에 있어서는, 상기 회로기판(11)과 상기 촬상소자(12)를 서로 전기적으로 연결되도록 하고 물리적으로 고정하는 연결 수단이 필요하다. 본 발명에서는 니켈-금 플립칩 범프 본딩(Ni/Au flip chip bump bonding)으로 상기 회로기판(11)과 상기 촬상소자(12)를 연결한다.
도 5에는 니켈-금 플립칩 범프 본딩으로 결합된 연결부분의 확대도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 상기 소자측 연결 단자는 알루미늄 패드(aluminum pad)(16)와 그 주위를 덮고 있는 보호막으로 패시베이션(passivation)(15)이 형성되어 있다. 상기 알루미늄 패드(16) 상측에는 니켈로 이루어진 범프(117)가 형성되어 있고, 상기 니켈 범프(117)의 외면은 금으로 이루어진 도금층(119)이 형성되 어 니켈-금 범프를 형성한다. 상기 회로기판(11)에는 기판측 전극 패드(118)가 형성되어 있다. 상기 기판측 전극 패드(118)는 구리로 만든 전극층상에 금이 도금되어 만들어질 수 있다. 상기 니켈-금 범프와 상기 기판측 전극 패드(118)는 서로 접하여 전기적으로 연결되고, 연결부위의 주변에는 접착제(adhesive)(114)가 배치되어 물리적으로 상기 연결 부위를 고정한다.
도 6a 내지 도 6d에는 상기 니켈-금 범프를 형성하는 공정을 순차적으로 설명하는 도면들이 도시되어 있다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 먼저 패시베이션(15)에 의해 덮이고 부분적으로 노출된 알루미늄 패드(16)가 형성된 소자측 전극 패드를 알칼리 용액으로 세정하는 알루미늄 세정 공정을 수행한다.
알루미늄 세정 공정은 표면에 합금 성분들을 제거하고 균일한 아연산염 시드(zincate seed)를 만드는 전 단계로, 알루미늄 표면을 미세하고 균일하게 만듦으로써, 이어서 수행할 아연산염 공정에서 활성화 영역(active site)을 증가시키는 공정이다. 알루미늄 세정 공정에서 균일하게 알루미늄을 에칭 시키는 정도가 바로 균일한 아연 핵을 형성시키는 관건이 되며, 최종적으로는 좋은 전단응력을 가진 니켈 범프를 형성할 수 있게 된다.
그 다음으로는, 도 6b에 도시된 것과 같이 아연산염(zincate) 용액으로 알루미늄 패드(16) 표면을 활성화(activation) 시켜 아연산염 시드(zincate seed)(120)를 만드는 아연산염 공정을 수행한다. 아연산염 공정은 알루미늄 패드(16) 위에 니켈 치환도금을 하기 위하여 알루미늄 패드(16)의 표면을 활성화하는 공정이다. 즉, 산화와 환원 반응이 알루미늄 표면에서 동시에 일어나 알루미늄이 용해되고 그 자리에 아연이 치환됨으로써 알루미늄 패드(16) 표면에 아연 입자들이 달라붙게 된다. 치환된 아연은 니켈 도금에서 핵으로써 작용하게 되는데, 치환된 아연의 양에 따라 니켈과 알루미늄의 접착력에 큰 영향을 끼치게 된다. 치환된 아연 입자들이 많고 미세할수록 더 좋은 접착력을 갖게 되는데 이를 위하여 이중으로 아연산염 공정을 수행하기도 한다.
그 다음으로는, 도 6c에 도시된 것과 같이 니켈 범프(117)를 형성하는 무전해 니켈 도금 공정을 수행한다. 무전해 니켈 도금은 일종의 자기 촉매형 환원도금으로 니켈 염과 가용성의 환원제가 공존하는 용액에 상기 촬상소자(12)를 침적시킴으로써, 환원제의 산화에 의해 방출되는 전자가 금속이온에 전이하여 니켈 피막 상기 알루미늄 패드(16) 상에 형성시키게 된다. 이때, 도금되는 알루미늄 패드(16)의 표면은 환원제의 반응에 대해서 촉매로써 작용하기 때문에 도금반응은 알루미늄 패드(16)의 표면에만 한정되게 된다. 그리고, 용액의 조성을 일정하게 유지시키면 반응이 지속되어 시간에 따라 원하는 두께로 니켈을 도금하는 것이 가능하다. 환원제는 pH 완충작용 및 니켈 염의 침전을 막는 역할을 한다. 그리고, 무전해 니켈 도금에서는 소량의 안정제를 넣고 조절함으로써, 용액의 자발적인 분해로 발생할 수 있는 수소와 흑색 침전물(니켈 입자와 니켈 인화물(Nickel phosphide))의 무작위 분해의 촉발을 막는다.
그 다음으로는, 도 6d에 도시된 것과 같이 골드 이머젼(gold immersion) 공정을 통해 상기 니켈 범프(117)의 표면에 금 도금층(119)을 형성시킨다. 바람직한 금 도금층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.15㎛이다. 이러한 얇은 금 도금층(119)은 니켈의 산화를 막는 역할을 한다. 한편, 전극 저항과 노이즈를 감소시키기 위해 바람직한 니켈-금 범프의 전체 높이는 5㎛ 내지 15㎛이고, 폭은 약 48㎛이다.
도 7a 내지 도 7e에는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제작 공정을 순차적으로 설명하는 도면이 도시되어 있다.
도 7a에 도시된 것과 같이, 먼저 촬상소자(12)의 기판 상에 연결 단자인 알루미늄 패드(16)에 니켈-금 범프(V)를 형성한다. 니켈-금 범프의 형성 공정은 앞서 설명한 것과 같다.
그 다음으로는, 도 7b에 도시된 것과 같이 연결 단자인 기판측 전극 패드(118)가 형성되어 있는 회로기판(11)의 저면에 접착제(114)를 부착한다. 상기 접착제(114)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF), 이방성 도전 폴리머(Anisotropic Conductive Polymer: ACP) 또는 비전도성 패키지(Non Conductive Package: NCP) 등일 수 있다.
그 다음으로는, 도 7c에 도시된 것과 같이 접착제가 부착된 회로기판(11)을 니켈-금 범프(V)가 형성된 촬상소자(12) 상부에 정렬하고 상기 패드와 상기 니켈-금 범프(V)가 접촉하도록 상기 회로기판(11)과 상기 촬상소자(12)를 결합시킨다. 결합을 위해서는 250℃로 온도를 유지하고, 범프 하나당 약 40 gf 내지 100gf의 힘으로 5초 내지 10초 동안 누른다.
그 다음으로는, 도 7d에 도시된 것과 같이 상기 회로기판(11)의 상부에 필터가 결합된 하우징을 결합시키고, 도 7e에 도시된 것과 같이, 렌즈와 결합된 렌즈 홀더를 상기 하우징에 결합시켜 카메라 모듈을 완성한다.
이상과 같은 과정을 거쳐 완성된 카메라 모듈은 디지털 카메라, 휴대 전화기의 내장 카메라 등의 다양한 형태의 영상 획득 장치에 적용 가능하다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 범프를 형성하는데 드는 재료비를 절감할 수 있고, 스퍼터링(sputtering)이나 리소그래피(lithography) 장비를 사용할 필요가 없어 설비비가 절감된다. 또한, 접촉 면적을 충분히 증가시킬 수 있어서, 경계면에서의 전극 저항이 감소되고 노이즈가 줄어드는 효과가 있다.
또한, 금 범프를 사용하는 경우에 비하여 니켈-금 범프는 그 높이가 낮고, 본딩 시에 퍼짐이 발생하지 않으므로 범프당 균일한 본딩 높이를 얻을 수 있으며, 쇼트의 위험성이 없다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (11)
- 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상영역과, 그 주변부에 형성되어 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하 는 촬상소자;상기 소자측 전극 패드와 연결되는 기판측 전극 패드가 형성되고, 상기 촬상소자가 결합되며, 상기 촬상소자의 촬상영역이 노출되도록 천공된 윈도우부가 형성된 회로기판;상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제를 구비하는 이미지 센서 모듈에 있어서,상기 소자측 전극 패드 상에는 무전해 도금으로 형성된 니켈-금 범프가 형성되어 상기 기판측 전극 패드에 연결되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판측 전극 패드는 구리로 만든 전극층상에 금이 도금되어 만들어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 무전해 니켈-금 범프의 높이는 5㎛ 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 니켈-금 범프에서 금 도금층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.15㎛인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 빛 에너지를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈과, 빛을 투과시켜 상기 이미지 센서 모듈에 비추는 광학계를 포함하는 카메라 모듈에 있어서,상기 이미지 센서 모듈은,입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상영역과, 그 주변부에 형성되어 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하는 촬상소자;상기 소자측 전극 패드와 연결되는 기판측 전극 패드가 형성되고, 상기 촬상소자가 결합되며, 상기 촬상소자의 촬상영역이 노출되도록 천공된 윈도우부가 형성된 회로기판;상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제; 및상기 소자측 전극 패드 상에 무전해 도금으로 형성되고 상기 기판측 전극 패드에 연결되는 니켈-금 범프를 포함하고,상기 광학계는,외부로부터 입사되는 영상이 통과되도록 중공부가 형성된 하우징;상기 하우징의 전방 단부에 설치되는 렌즈 홀더;상기 하우징의 내부에 장착되는 렌즈; 및상기 하우징의 내측 단부에 설치되고, 상기 하우징의 내부로 입사되는 적외선을 차단하고 내부로 입사되는 빛의 반사를 방지하는 필터를 포함하는 것을 특징 으로 하는 카메라 모듈.
- 제 5 항에 있어서,상기 기판측 전극 패드는 구리로 만든 전극층상에 금이 도금되어 만들어지는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
- 제 5 항에 있어서,상기 무전해 니켈-금 범프의 높이는 5㎛ 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
- 제 5 항에 있어서,상기 니켈-금 범프에서 금 도금층의 두께는 0.05㎛ 내지 0.15㎛인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
- 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 카메라 모듈이 장착된 영상 획득 장치.
- 촬상영역과, 상기 촬상영역을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드를 구비하는 촬상소자; 기판측 전극 패드를 구비하고 상기 촬상소자가 결합되는 회로기판; 상기 촬상소자와 상기 회로기판의 사이에 개재되어 전기적 접속과 밀봉을 가능하게 하는 접착제를 구비하는 이미지 센서 모듈을 제작하는 방법으로서,(a) 상기 소자측 전극 패드 상에 무전해 도금을 이용하여 니켈-금 범프를 형성하는 단계;(b) 상기 회로기판에 일정 영역을 펀칭 하여 윈도우부를 형성하고, 요구되는 회로 패턴을 형성한 후, 기판측 전극 패드부분만을 노출시켜 그 상부에 금을 도금하는 단계;(c) 단계(b)에서 제작된 상기 회로기판의 상기 기판측 전극 패드가 형성된 면의 상기 윈도우부를 제외한 영역에 접착제를 부착하는 단계;(d) 상기 기판측 전극 패드와 상기 단계(a)에서 만들어진 니켈-금 범프를 정렬하여 일정 온도 하에 소정 시간 동안 소정 힘으로 가압함으로써 실장과 동시에 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 단계(d)에서의 온도는 실질적으로 250℃이고, 가압에 필요한 힘은 실질적으로 범프 하나당 40gf 내지 100gf이며 가압 시간은 5초 내지 10초인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈의 제작 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040069657A KR20060020930A (ko) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | 이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈, 이를구비하는 영상 획득 장치 및 이미지 센서 모듈의 제작방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040069657A KR20060020930A (ko) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | 이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈, 이를구비하는 영상 획득 장치 및 이미지 센서 모듈의 제작방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060020930A true KR20060020930A (ko) | 2006-03-07 |
Family
ID=37127928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040069657A KR20060020930A (ko) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | 이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈, 이를구비하는 영상 획득 장치 및 이미지 센서 모듈의 제작방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20060020930A (ko) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100845759B1 (ko) * | 2006-04-11 | 2008-07-11 | 샤프 가부시키가이샤 | 광학 장치용 모듈 및 광학 장치용 모듈의 제조 방법 |
KR100867523B1 (ko) * | 2007-07-06 | 2008-11-10 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 패키지 |
KR100951300B1 (ko) * | 2008-06-10 | 2010-04-02 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조방법 |
KR100966967B1 (ko) * | 2008-06-10 | 2010-06-30 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조방법 |
KR20210136790A (ko) * | 2020-05-08 | 2021-11-17 | (주)에이피텍 | 광각 촬영이 가능한 카메라 패키징 장치 |
-
2004
- 2004-09-01 KR KR1020040069657A patent/KR20060020930A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100845759B1 (ko) * | 2006-04-11 | 2008-07-11 | 샤프 가부시키가이샤 | 광학 장치용 모듈 및 광학 장치용 모듈의 제조 방법 |
US7759751B2 (en) | 2006-04-11 | 2010-07-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Module for optical apparatus and method of producing module for optical apparatus |
KR100867523B1 (ko) * | 2007-07-06 | 2008-11-10 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 패키지 |
KR100951300B1 (ko) * | 2008-06-10 | 2010-04-02 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조방법 |
KR100966967B1 (ko) * | 2008-06-10 | 2010-06-30 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 및 그 제조방법 |
KR20210136790A (ko) * | 2020-05-08 | 2021-11-17 | (주)에이피텍 | 광각 촬영이 가능한 카메라 패키징 장치 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7414663B2 (en) | Imaging element, imaging device, camera module and camera system | |
KR100785488B1 (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이의 제조 방법 | |
US20070122146A1 (en) | Camera module package | |
US7864245B2 (en) | Camera module and method of manufacturing the same | |
KR20050093752A (ko) | 이미지 센서 모듈용 웨이퍼 레벨 칩 사이즈 패키지 및 이의제조방법 | |
JP2011015392A (ja) | カメラモジュール | |
US8269883B2 (en) | Solid image capture device and electronic device incorporating same | |
KR101133135B1 (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈 | |
KR101050851B1 (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈 | |
KR100730077B1 (ko) | 이미지센서 모듈과 카메라모듈 패키지 | |
KR20060020930A (ko) | 이미지 센서 모듈, 이를 구비하는 카메라 모듈, 이를구비하는 영상 획득 장치 및 이미지 센서 모듈의 제작방법 | |
KR100664316B1 (ko) | 이미지 센서 패키지, 고체촬상장치 및 그 제조방법 | |
CN210075377U (zh) | 一种摄像头封装模组 | |
CN112770019B (zh) | 感光组件及其制备方法和摄像模组 | |
KR100741830B1 (ko) | 양면 fpcb를 사용한 카메라모듈 패키지 및 그 제조방법 | |
KR101012700B1 (ko) | 이미지 센서용 모듈과 그것을 구비한 카메라 모듈 및,그것의 제조 방법 | |
KR20080005733A (ko) | 이미지 센서 모듈과 카메라 모듈 | |
KR101050845B1 (ko) | 연성회로기판과 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라모듈 | |
KR20060019680A (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈 | |
KR100526191B1 (ko) | 고체 촬상용 반도체 장치 | |
KR20080081726A (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈 | |
KR20050087738A (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이의 제조 방법 | |
JP2004214788A (ja) | 光モジュール及びその製造方法並びに電子機器 | |
KR20070038703A (ko) | 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈 | |
KR20080015257A (ko) | 카메라 모듈 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |