KR20060041008A - 이미지 센서용 카메라 모듈 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 센서용 카메라 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈은 기판과, 기판의 회로 패턴과 전기적으로 연결된 반도체 칩 및 수동 소자들과, 기판과 함께 이들을 밀봉하는 하우징(Housing), 및 하우징 내부에 설치된 아이리스 필터(Iris Filter)를 포함하고, 아이리스 필터는 반도체 칩 상에 형성된 접착 부재에 고정되어 반도체 칩의 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역과 근접한 평면상에 위치되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 그의 제조 방법은 능동 픽셀 센서 영역의 주위에 소정의 높이를 갖는 접착 부재를 형성시킨 후 접착 부재에 아이리스 필터를 장착시킴으로써, 능동 픽셀 센서 영역의 상부면과 근접한 평면상에 아이리스 필터를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 아이리스 필터는 반도체 칩의 능동 픽셀 센서 영역 상부면과 근접한 평면상에 위치된다. 따라서, 아이리스 필터가 하우징 내측벽에 장착됨으로 인해 렌즈들과 아이리스 필터 사이에 형성되었던 밀폐된 공간이 형성되지 않는다. 이에, 밀폐된 공간에 존재하는 이물질로 인한 제품 불량이 발생되지 않으므로, 제품 생산비의 손실이 줄어들 뿐만 아니라, 제품 생산율이 증가된다.

이미지 센서, 카메라 모듈, 아이리스 필터, 능동 픽셀 센서, CMOS

Description

이미지 센서용 카메라 모듈 및 그의 제조 방법{Camera Module for Image Sensor and Method for Manufacturing The Same}

도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈을 간략하게 나타낸 구성도.

도 2a는 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈을 간략하게 나타낸 구성도.

도 2b는 도 2a에서의 반도체 칩 상면을 개략적으로 나타낸 평면도.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈의 제조 방법을 나타낸 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1, 101: 카메라 모듈 2, 102: 기판

3, 103: 반도체 칩 3, 103a: 본딩 패드

4, 104: 본딩 와이어 5, 105: 수동 소자

6, 106: 하우징 6a, 106a: 돌출부

7, 107: 렌즈 8, 108: 아이리스 필터

9, 109: 능동 픽셀 센서 영역 10: 접착 부재

본 발명은 이미지 센서용 카메라 모듈(Module) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서(Active Pixel Sensor) 영역이 형성된 반도체 칩을 내장하여 구성되는 이미지 센서용 카메라 모듈 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

현재, 디지털 카메라는 인터넷 영상 통신 등과 함께 사용되는 빈도가 점차 증가되고 있으며, 최근 PDA와 IMT-2000 단말기 등과 같은 차세대 이동통신 단말기의 보급이 증가됨에 따라 이들 소형 정보통신 단말기를 화상통신 등에 이용하기 위한 소형 카메라 모듈의 필요성이 증가하고 있다.

카메라 모듈은 일반적으로 회로 패턴이 형성된 기판에 이미지 센서, ISP(Image Signal Processor), 및 콘덴서 등의 수동 소자가 실장되어 있고, 이에 필터 및 렌즈가 장착된 하우징에 의해 밀폐된 구성을 가진다.

여기서, 이미지 센서는 피사체의 이미지를 감지하여 전기적인 영상 신호로 변환하는 장치로서 크게 촬상관과 고체 이미지 센서로 나눌 수 있으며, 전자로는 비디콘(Vidicon), 플럼비콘(Plumbicon) 등이 있고, 후자로는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS; Completementary Metal-Oxide Semiconductor, 이하 “CMOS”라 함) 타입의 이미지 센서와 전하 결합 소자(CCD; Charge Coupled Device, 이하 “CCD”라 함) 타입의 이미지 센서 등이 있다.

그 중, CMOS 타입의 이미지 센서는 현재 카메라폰, IMT 2000용 단말기 등 무 선통신 분야와 PC 카메라 등에 적용되고 있으며, CCD 타입의 이미지 센서에 비해 소비전력이 낮고 가격이 저렴하며 주변회로가 단순하기 때문에, 제품의 수요가 해마다 30% 이상 급속하게 늘어나고 있는 추세이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 이러한 CMOS 타입의 이미지 센서가 장착된 이미지 센서용 카메라 모듈에 대해 간략하게 살펴보고자 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈을 간략하게 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(101)은 소정의 회로 패턴이 형성된 기판(102)에 반도체 칩(103) 및 수동 소자(105)들이 고정되어 회로 패턴과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 이들은 기판(102) 상면 외주연에 고정되는 하우징(106)에 의해 밀봉되어 있고, 하우징(106)은 내측면에 피사체의 이미지를 집속하기 위한 렌즈(107)들이 장착되어 외부로 노출되는 돌출부(106a)가 형성되어 있다. 또한, 돌출부(106a)의 하단인 하우징(106)의 내측벽에는 렌즈(107)들과 반도체 칩(103) 사이에 형성되어 렌즈(107)들을 통해 전사되는 이미지의 밝기를 조절하는 아이리스 필터(Iris Filter)(108)가 장착되어 있다. 여기서, 돌출부(106a)는 하우징(106)에 일체로 형성되어 있지만, 독립적으로 형성되어 하우징(106)과 분리 및 결합되도록 장착될 수도 있다.

이러한 구성을 갖는 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(101)은 렌즈(107)들을 통해 이미지를 집속시킨 후, 아이리스 필터(108)를 거쳐 필터링된 이미지만 능동 픽셀 센서 영역(109)에서 감지하여, 이미지에 대한 정보를 전기 신호 로 변환시키는 기능을 수행한다.

여기서, 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(101)에서는 아이리스 필터(108)가 하우징(106)의 내측벽에 장착되어 있다. 이에, 렌즈(107)들과 아이리스 필터(108) 사이에는 밀폐된 공간이 존재하게 되고, 이로 인해 하우징(106)의 내측벽에 이들을 장착시킬 시에는 그 공간에 이물질이 삽입되는 경우가 자주 발생하게 된다.

이와 같이, 하우징(106)이 이들 사이의 밀폐된 공간에 이물질이 삽입된 채로 기판(102)에 고정되어 반도체 칩(103) 및 수동 소자(105)들을 밀봉시키는 경우에는 렌즈(107)들로부터 전사된 이미지가 이물질에 반사되어 능동 픽셀 센서 영역(109)에서는 이미지에 대한 정보를 제대로 전달받지 못하게 되고, 이에 제품 불량이 초래된다.

따라서, 현재 이들 사이의 공간에 이물질이 존재하게 된 카메라 모듈은 모두 폐기처분하고 있으며, 이로 인해 제품 생산비의 막대한 손실이 발생되거나, 제품 생산율이 저하되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 렌즈들과 필터 사이에 공간이 형성되지 않도록 하여 그 공간에 이물질이 존재하지 않도록 함으로써, 이물질로 인한 제품 불량이 발생되지 않도록 하는 이미지 센서용 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명은 소정의 회로 패턴이 형성된 기판과, 기판 상에 고정되어 회로 패 턴과 전기적으로 연결된 반도체 칩 및 수동 소자들과, 하단에 기판이 체결되어 기판과 함께 이들을 밀봉하고 내측에 이미지를 집속하기 위한 렌즈들이 형성된 하우징(Housing), 및 렌즈들과 반도체 칩 사이에 형성되어 렌즈들을 통해 전사되는 이미지(Image)의 밝기를 조절하는 아이리스 필터(Iris Filter)를 포함하는 이미지 센서용 카메라 모듈로서, 반도체 칩 상에는 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역(Active Pixel Sensor Area)이 형성되어 있고, 아이리스 필터는 능동 픽셀 센서 영역의 주위에 소정의 높이로 형성된 접착 부재에 고정되어 능동 픽셀 센서 영역의 상부면과 근접한 평면상에 위치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은 이미지 센서용 카메라 모듈 제조 방법으로서, 소정의 회로 패턴이 형성된 기판을 준비하는 단계와, 기판에 다수 개의 본딩 패드 및 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역이 형성된 반도체 칩을 고정시키는 단계와, 능동 픽셀 센서 영역의 주위에 소정의 높이를 갖는 접착 부재를 형성시킨 후 접착 부재에 아이리스 필터를 장착시킴으로써, 능동 픽셀 센서 영역의 상부면과 근접한 평면상에 아이리스 필터를 위치시키는 단계와, 기판에 다수 개의 수동 소자들을 전기적으로 연결되도록 고정시키는 단계, 및 기판 상면의 외주연에 기판과 함께 이들을 밀봉하고 내측에 이미지를 집속하기 위한 렌즈들이 형성된 하우징이 장착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2a는 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈을 간략하게 나타낸 구성 도이고, 도 2b는 도 2a에서의 반도체 칩 상면을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(1)은 소정의 회로 패턴이 형성된 기판(2)과, 기판(2) 상에 고정되어 회로 패턴과 전기적으로 연결된 반도체 칩(3) 및 수동 소자(5)들과, 하단에 기판(2)이 체결되고 기판(2)과 함께 이들을 밀봉하며 내측면에 이미지를 집속하기 위한 렌즈(7)들이 외부로 노출되도록 장착된 돌출부(6a)를 갖는 하우징(6), 및 렌즈(7)들과 반도체 칩(3) 사이에 형성되어 렌즈(7)들을 통해 전사되는 이미지를 필터링하는 아이리스 필터(8)를 포함한다.

도 2b를 참조하면, 반도체 칩(3)은 중앙부에 실질적으로 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역(Active Pixel Sensor Area)(9)이 형성되어 있고, 가장 자리에 기판(2)의 회로 패턴과 각각 대응되는 다수 개의 본딩 패드(3a)가 형성되어 있다.

여기서, 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(1)은 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(도 1의 101)과는 달리, 능동 픽셀 센서 영역(9)의 주위에 소정의 높이로 접착 부재(10)가 형성되어 있으며, 접착 부재(10)에는 아이리스 필터(8)가 고정되어 능동 픽셀 센서 영역(9)의 상부면과 근접한 평면상에 위치되어 있다.

한편, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈 (1)의 제조 방법에 대해 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 살펴보면,

본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(1)의 제조 방법은 소정의 회로 패턴이 형성된 기판(2)을 준비하는 단계와, 기판(2)에 다수 개의 본딩 패드(3a) 및 능동 픽셀 센서 영역(9)이 형성된 반도체 칩(3)을 고정시키는 단계와, 능동 픽셀 센서 영역(9)의 상부면과 근접한 평면상에 아이리스 필터(8)를 위치시키는 단계와, 본딩 패드(3a)와 회로 패턴을 본딩 와이어(4)에 의해 전기적으로 연결시키는 단계와, 기판(2)에 다수 개의 수동 소자(5)들을 전기적으로 연결되도록 고정시키는 단계, 및 기판(2) 상면의 외주연에 기판(2)과 함께 이들을 밀봉하고 내부에 이미지를 집속하기 위한 렌즈(7)들이 형성된 하우징(6)을 장착시키는 단계를 포함한다.

즉, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 먼저 소정의 회로 패턴이 형성된 기판(2)을 준비한 후, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 기판(2)에 반도체 칩(3)을 접착제를 이용하여 고정시킨다. 이는 COB(Chip On Board)방식을 이용한 것으로서, 패키징되지 않은 웨이퍼 상태의 반도체 칩(3)을 기판(2)에 직접 고정시키는 것이다. 여기서, 반도체 칩(3) 상의 장변 가장자리에는 다수 개의 에지 패드인 본딩 패드(3a)가 열을 이루며 형성되어 있고, 중앙부에는 실질적으로 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역(9)이 형성되어 있다.

다음으로, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 능동 픽셀 센서 영역(9)의 주위로 소정의 높이를 갖는 접착 부재(10)를 형성시킨 후, 접착 부재(10) 상에 이미지의 밝기를 조절하는 아이리스 필터(8)를 장착시켜 아이리스 필터(8)가 능동 픽셀 센서 영역(9)의 상부면과 근접한 평면상에 위치되도록 한다.

다음으로, 도 3d에 나타낸 바와 같이 기판(2)에 고정된 반도체 칩(3)이 기판(2)과 전기적으로 연결되도록, 반도체 칩(3) 상의 본딩 패드(3a)들과 이에 대응하는 기판(2)의 회로 패턴 사이를 본딩 와이어(4)를 이용하여 와이어 본딩시킨다.

다음으로, 도 3e에 나타낸 바와 같이 반도체 칩(3)과 함께 소정의 전기 회로를 구성하기 위한 다수 개의 수동 소자(5)들을 기판(2)의 회로 패턴과 전기적으로 연결되도록 기판(2)에 고정시킨다.

마지막으로, 도 3f에 나타낸 바와 같이, 하우징(6)의 내부에 피사체의 이미지를 집속시키는 다수 개의 렌즈(7)들을 외부로 노출되도록 장착시킨 후, 하우징(6)의 하단을 기판(2) 상면 외주연에 고정시켜 반도체 칩(3) 및 수동 소자(5)들을 밀봉시킨다.

따라서, 이와 같이 제조된 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(1)은 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(도 1의 101)과는 달리, 반도체 칩(3) 상에 아이리스 필터(8)가 장착되어 있다. 이에, 종래 기술에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈(도 1의 101)에서 하우징(도 1의 106)의 내측벽에 아이리스 필터(도 1의 108)가 장착됨으로 인해 존재하게 되었던 렌즈(도 1의 107)들과 아이리스 필터(도 1의 108) 사이의 밀폐 공간이 형성되지 않게 되므로, 이들 사이의 이물질 존재로 인한 제품 불량이 유발되지 않는다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지 센서용 카메라 모듈은 이미지의 밝기를 조절하는 아이리스 필터가 하우징 내측벽이 아닌, 반도체 칩 상에 장착되어 있다.

따라서, 하우징 내부에 아이리스 필터가 장착됨으로 인해 렌즈들과 아이리스 필터 사이에 존재하게 되었던 밀폐된 공간이 형성되지 않으므로, 이물질로 인한 제품 불량이 발생되지 않는다. 이에, 제품 불량으로 인한 폐기처분율이 감소되어 제품 생산비의 손실이 줄어들 뿐만 아니라, 제품 생산율이 증가된다.

Claims (2)

1. 소정의 회로 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판 상에 고정되어 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결된 반도체 칩 및 수동 소자들과, 하단에 상기 기판이 체결되고 상기 기판과 함께 이들을 밀봉하며 내측에 이미지를 집속하기 위한 렌즈들이 형성된 하우징(Housing), 및 상기 렌즈들과 상기 반도체 칩 사이에 형성되어 상기 렌즈들을 통해 전사되는 이미지(Image)의 밝기를 조절하는 아이리스 필터(Iris Filter)를 포함하는 이미지 센서용 카메라 모듈에 있어서,

   상기 반도체 칩 상에는 상기 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역(Active Pixel Sensor Area)이 형성되어 있고, 상기 아이리스 필터는 상기 능동 픽셀 센서 영역의 주위에 소정의 높이로 형성된 접착 부재에 고정되어 상기 능동 픽셀 센서 영역의 상부면과 근접한 평면상에 위치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서용 카메라 모듈.
2. 소정의 회로 패턴이 형성된 기판을 준비하는 단계;

   상기 기판에 다수 개의 본딩 패드 및 이미지를 감지하는 능동 픽셀 센서 영역이 형성된 반도체 칩을 고정시키는 단계;

   상기 능동 픽셀 센서 영역의 주위에 소정의 높이를 갖는 접착 부재를 형성시킨 후 상기 접착 부재에 아이리스 필터를 장착시킴으로써, 상기 능동 픽셀 센서 영역의 상부면과 근접한 평면상에 상기 아이리스 필터를 위치시키는 단계;

   상기 본딩 패드와 상기 회로 패턴을 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결시키는 단계;

   상기 기판에 다수 개의 수동 소자들을 전기적으로 연결되도록 고정시키는 단계; 및

   상기 기판 상면의 외주연에 상기 기판과 함께 이들을 밀봉하고 내측에 이미지를 집속하기 위한 렌즈들이 형성된 하우징이 장착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서용 카메라 모듈 제조 방법.

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