KR20090052019A - 카메라 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자기파를 효과적으로 차폐할 수 있는 하우징을 포함하는 카메라 모듈과 상기 하우징을 효과적으로 형성할 수 있는 카메라 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은 렌즈부가 어레이를 형성하는 제1 웨이퍼와 상기 렌즈부에 각각 대응하는 이미지 센서 칩을 포함하는 이미지 센서 CSP가 어레이를 형성하는 제2 웨이퍼를 준비하여, 상기 제2 웨이퍼 상에 상기 제1 웨이퍼를 적층(stack)하고 상기 렌즈부 사이를 경계로 하여 상기 이미지 센서 칩의 상부면을 노출하는 트렌치를 형성한다. 그리고 상기 트렌치에 하우징을 형성하는 제1 물질을 충진한 이후에 상기 렌즈부 사이를 경계로 하여 상기 제1 물질 및 상기 이미지 센서 칩을 커팅하여 카메라 모듈을 제조하는 것을 특징으로 한다.
하우징, 트렌치, 커팅, 블레이드, 광통비아 접속구조

Description

카메라 모듈 및 그 제조방법{Camera modules and methods of fabricating the same}
본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자기파를 효과적으로 차폐할 수 있는 하우징을 포함하는 카메라 모듈과 상기 하우징을 효과적으로 형성할 수 있는 카메라 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 카메라 모듈의 예시적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라 모듈은 렌즈군(10), 렌즈수용부(20), 하우징(30), 이미지 센서(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 렌즈군(10)은 적어도 하나의 렌즈(12)가 광축(X)을 따라 배열되어 일정크기의 수용공간을 갖는 렌즈수용부(20)에 내부 수용될 수 있다.
상기 렌즈수용부(20)는 상기 광축(X)과 중심이 일치하는 입사공(24)을 전면 중앙에 일정크기로 개구 형성하고, 몸체 내부에는 상기 렌즈군(10)의 렌즈(12)들이 광축(X)을 따라 배열되도록 일정크기의 수용공간을 갖는 수용부재일 수 있다. 여기서, 상기 렌즈수용부(20)는 상기 하우징(30)의 조립공(35)에 형성된 피결합부인 암 나사부(31a)와 나사결합되는 결합부인 숫나사부(21a)를 외부면에 구비하고 상기 렌즈군(10)이 몸체 내에 광축(X)을 따라 배열되는 중공원통형 배럴(21)과, 상기 입사공(24)이 전면 중앙에 구비되어 상기 배럴(21) 내부면에 나사결합되어 상기 렌즈군(10)을 고정하는 캡(23)으로 구성될 수 있다. 상기 캡(23)이 상기 배럴(21)의 상단에 나사결합되는 경우, 상기 배럴(21)의 하부단에는 상기 렌즈군(10)의 최하부단이 접하여 걸리는 걸림턱(25)을 돌출형성할 수 있다. 이때, 상기 캡(23)은 배럴(21)의 상단에 나사결합되는 조립구조를 갖는 것에 대하여 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 하우징(30)은 상기 렌즈수용부(20)를 내부에 수용하도록 조립공(31)이 관통형성된 몸체(33)를 구비하며, 기판(45)의 상부면에 탑재된다. 상기 몸체(33)의 조립공(31)에는, 상기 렌즈수용부(20)를 광축방향으로 이동하면서 조립할 수 있도록, 상기 배럴(21)에 형성된 결합부인 숫나사부(21a)와 나사결합되는 피결합부인 암나사부(35a)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 하우징(30)은 기판(45)의 상부면에 에폭시수지와 같은 접착제(32)를 매개로 하여 탑재될 수 있다. 이때, 상기 하우징(30)을 상기 기판(45)에 접착하여 고정하는데 사용되는 접착제(32)는 이방성 도전 페이스트(ACP) 또는 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 접착제로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 기판(45)의 표면에는 다양한 회로패턴이 인쇄되어 있고, 일단부에는 상기 이미지 센서(40)가 장착되고 타단에는 다른 전자부품과 용이하게 연결될 수 있도록 콘넥터(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 이미지 센서 칩(40)은 상기 렌 즈수용부(20)의 렌즈군(10)을 통과한 광이 결상되는 이미지 영역을 상부면에 구비하고, 결상된 이미지를 전기신호로 전환하여 디스플레이부로 전송하도록 기판(45)과 전기적으로 연결되는 센서부재일 수 있다. 여기서, 상기 기판(45)은 판두께가 얇은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 이루어질 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 통상적인 PCB로 이루어질 수도 있다. 이러한 이미지 센서 칩(40)은 상기 렌즈군(10)을 통과한 광이 결상되는 이미지 영역(40a)을 상부면에 구비하고, 상기 이미지 영역(40a)에서 결상된 이미지를 외부로 전송할 수 있도록 상기 기판(45)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 상기 이미지 센서 칩(40)을 상기 기판(45)에 장착하는 조립구조는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판부재(45)의 상부면에 형성된 복수개의 본딩패드(47a)와 상기 이미지 센서 칩(40)의 상부면에 형성된 복수개 본딩패드(47b) 사이가 금속와이어(47)를 매개로 하여 전기적으로 연결되는 와이어 본딩방식으로 조립될 수 있다. 그리고, 렌즈군(10)과 이미지 센서 칩(40) 사이에는 적외선 차단 등의 역할을 하는 광학적 필터 부재(50)가 장착될 수 있다.
이러한 일반적인 카메라 모듈에서는 렌즈, 이미지 센서 칩 및 하우징이 각각 개별 부품이 되고, 개별 부품을 조립하여 카메라 모듈을 제조하게 된다. 따라서 카메라 모듈의 소형화에 한계가 있는 동시에 제조 비용이 높아지는 문제점이 있다.
한편, 전자기파를 차폐하기 위해 하우징을 도전성 물질로 형성하는 것이 요구되고 있다. 전자 부품의 디지털화 및 사용하는 클럭(clock) 주파수의 속도가 높아짐에 따라 전자기파로 인한 무선통신에서의 채널간 상호 간섭, 주파수 스펙트럼 효용, 정보통신 네트워크의 신뢰성 등의 문제가 발생할 수 있으며 나아가 인체 등 생물 생태계에 대한 전자기파 에너지의 영향이 보다 중요한 문제가 되고 있다. 즉, 전자 부품들의 전자기적 양립성 또는 전자기적 적합성(EMC ; Electro-Magnetic Compatibility)의 개념이 중요해지고 있다. 전자기적 양립성의 하부 개념으로 전자기파 장애(EMI;EM Interference)와 전자기파 내성(EMS;EM Susceptibility)이 있다. 전자기파 장애는 제품으로부터 방사되는 RF 에너지 및 노이즈에 의해서 주변에 위치해 있는 다른 제품에 악영향을 미치는 현상을 의미하며, 전자기파 내성은 이와 반대되는 개념으로써 주변에 존재하는 모든 RF 에너지 및 노이즈에 의해서 제품의 정상동작에 영향을 받지 않을 수 있는 제품의 자체의 내성을 의미한다. 이하에서 전자기파를 차폐한다는 의미는 전자기파 장애를 최소화하고 전자기파 내성을 최대화하는 것을 의미한다.
도 1 및 도 2에서 설명한 카메라 모듈의 제조방법에서는 하우징(30)을 개별 부품으로 형성하여 이미지 센서(40)를 포함하는 패키지 구조와 결합하여 조립하게 된다. 이 경우, 하우징(30)의 치수 공차가 발생할 우려가 있다. 또한 치수 공차의 발생으로 전자기파 장애 저항 특성이 저하될 우려가 있다. 그리고, 도전성 물질로 형성된 하우징(30)을 이미지 센서(40)를 포함하는 패키지 구조와 결합하여 조립하기 위해 어려운 에폭시 공정을 사용하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전자기파를 효과적으로 차폐할 수 있는 하우징을 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전자기파를 효과적으로 차폐할 수 있는 하우징을 효과적으로 형성할 수 있는 카메라 모듈의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통과한 광이 결상되는 이미지 영역을 구비하는 이미지 센서 칩을 포함하는 이미지 센서 CSP; 및 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 접합되고 도전성 물질을 포함하여 형성되는 하우징;을 포함한다. 그리고 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 접지 패드가 더 형성되고, 상기 하우징은 상기 접지 패드와 접촉된다.
상기 본 발명의 일실시예의 일 측면은 상기 렌즈와 상기 이미지 센서 칩 사이의 촛점거리를 유지하기 위하여 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서 CSP 사이에 형성된 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 일실시예의 다른 측면에서 상기 이미지 센서 CSP는 상기 이미지 센서 칩 상에 형성된 커버 글래스 층을 더 포함하고, 상기 접지 패드는 상기 커버 글래스 층에 의해 노출된 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 배치되며, 상기 하 우징의 측면은 상기 이미지 센서 칩의 측면과 동일 평면(coplanar)을 형성할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은 렌즈부가 어레이를 형성하는 제1 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 렌즈부에 각각 대응하는 이미지 센서 칩을 포함하는 이미지 센서 CSP가 어레이를 형성하는 제2 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 제2 웨이퍼 상에 상기 제1 웨이퍼를 적층(stack)하는 단계; 상기 렌즈부 사이를 경계로 하여 상기 이미지 센서 칩의 상부면을 노출하는 트렌치를 형성하도록 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 제1 커팅하는 단계; 상기 트렌치에 하우징을 형성하는 제1 물질을 충진하는 단계; 및 개별적인 이미지 센서 CSP를 형성하도록, 상기 렌즈부 사이를 경계로 하여 상기 제1 물질 및 상기 이미지 센서 칩을 제2 커팅하는 단계;를 포함한다.
상기 제1 웨이퍼를 준비하는 단계는 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서 칩 사이의 촛점거리를 유지하기 위하여 상기 제1 웨이퍼의 하부면에 스페이서 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 웨이퍼를 준비하는 단계는 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 커버 글래스 층(cover glass layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 웨이퍼를 준비하는 단계에서 상기 이미지 센서 칩은 관통 비아 접속 구조를 포함하는 이미지 센서 칩일 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 웨이퍼를 준비하는 단계는 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 접지 패드를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 커팅하는 단계는 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 형성된 상기 접 지 패드를 노출하는 상기 트렌치를 형성하도록 제1 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 물질을 충진하는 단계는 상기 렌즈부의 개구 구조를 형성하기 위하여 광이 차단되는 상기 렌즈부의 외곽부까지 상기 제1 물질을 충진하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 물질은 도전성 물질 및/또는 광차단성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 물질은 디스펜싱 또는 몰딩의 방법으로 충진하거나 화학 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법의 방법으로 충진할 수 있다.
상기 제2 커팅하는 단계는 인접하는 상기 접지 패드 사이의 경계를 제2 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 커팅하는 단계는 제1 폭을 가지는 트렌치를 형성하도록 상기 제1 폭의 커팅 블레이드로 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 제1 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 커팅하는 단계는 상기 제1 폭보다 작은 제2폭을 가지는 커팅 블레이드, 레이저 또는 워터-제트(water-jet)로 상기 제1 물질 및 상기 이미지 센서 칩을 제2 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 카메라 모듈 및 그 제조방법에 따르면, 하우징의 치수 불량 및 저항 불량을 개선하며 전자기파 차폐 특성이 우수한 카메라 모듈을 제조할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장되어진 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐서 막, 영역, 또는 기판등과 같은 하나의 구성요소가 또 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 직접 접촉하거나 중간에 개재되는 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 단면을 도해하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈(102, 103)를 포함하는 렌즈부(110a)를 포함한다. 렌즈(102, 103)는 유리 같은 투명한 재질을 구면 또는 비구면으로 만들어 물체로부터 오는 빛을 모으거나, 발산시켜 광학적 상(像)을 맺게 한다. 카메라 모듈의 렌즈(102, 103)는 여러 개로 구성될 수 있으며, 도 3에서와 같이 글래스 몰드(101a)의 면 상에 형성될 수 있다. 각각의 렌즈(102, 103)들은 경통(미도시) 내에 고정될 수 있다.
렌즈(102, 103)는 플라스틱 렌즈와 글래스 렌즈가 있는데, 플라스틱 렌즈는 사출 성형에 의한 단위당 생산 비용이 저렴하고 대규모 생산이 가능하여 현재 많이 사용하고 있다. 글래스 렌즈는 메가(Mega)급의 고해상도를 대응에 유리하나 복잡한 절삭 및 연마공정으로 단가가 높고 구형 혹은 평면 렌즈 이외의 렌즈 구현이 어려운 단점이 있다. 렌즈부(110a)의 결합 구성은 카메라 모듈의 특성에 따라 다양한 구조가 가능하므로 본 발명의 실시예들을 도시하는 도면들에서는 개요적으로 간단하게 도시하였다. 예를 들어, 렌즈부(110a)의 결합 구성은 도 1 및 도 2에서 도시된 구성일 수 있으나 본 발명의 일실시예를 구성하는 렌즈부(110a)는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈부(110a)를 통과한 광이 결상되는 이미지 영역을 구비하는 이미지 센서 칩(201a)을 포함하는 이미지 센서 CSP(Chip Scale Package, 250a)를 포함한다. 이미지 센서 칩(201a)은 광을 받아들여 전기 신호로 전환하는 소자이다. 동작 및 제작방법에 따라 CCD센서 칩과 CMOS센서 칩으로 분류할 수 있다.
CCD(Charge Coupled Device) 센서 칩은 아날로그 회로에 기반을 두고 있으며, 렌즈(102, 103)로 들어온 광이 여러 셀에 뿌려져 각 셀이 그 광에 대한 전하를 저장하고 이 전하의 크기로 명암 정도를 판단한 후, 변환장치로 보내 색상을 표현하는 방식이다. 선명한 화질 표현이 가능하나 데이터 저장용량 및 전력소비량 커, 고화질을 요하는 디지털 카메라 쪽에서 많이 사용한다.
CMOS(Complementary Metal Oxide Semi-conductor)센서 칩은 반도체에 아날로그 신호와 디지털 신호처리 회로를 한 곳에 집적시킨 것이다. CCD센서 칩에 대비하여 전력소비가 1/10 정도에 불과하며, 전체적으로 필요한 부분이 한 개의 칩으로 구성되어 있어 보다 소형 제품 제작 가능. 최근 기술수준의 향상으로 이러한 장점 외에 고화질까지 갖춰 디지털 카메라, 카메라폰, PMP(Personal Media Player) 등 여러 분야에서 주력 영상센서로 급부상되고 있다.
칩 스케일 패키지(또는 칩 사이즈 패키지)는 근간에 개발되어 제안되고 있는 새로운 패키지 유형으로서, 전형적인 플라스틱 패키지에 비하여 많은 장점들을 가지고 있다. 칩 스케일 패키지의 가장 큰 장점은 바로 패키지의 크기이다. JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council), EIAJ(Electronic Industry Association of Japan)와 같은 국제 반도체 협회의 정의에 따르면, 칩 스케일 패키지는 칩 크기의 1.2배 이내의 패키지 크기를 가진다.
칩 스케일 패키지는 디지털 캠코더, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, 메모리 카드 등과 같이 소형화, 이동성이 요구되는 제품들에 주로 사용되며, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로 컨 트롤러(micro controller) 등과 같은 반도체 소자들이 칩 스케일 패키지 안에 실장된다. 또한, DRAM(dynamic random access memory), 플래쉬 메모리(flash memory) 등과 같은 메모리 소자를 실장한 칩 스케일 패키지의 사용도 확대되고 있다.
이미지 센서 칩(201a)의 상면에는 커버 글래스 층(215a)이 형성될 수 있다. 이미지 센서 칩(201a)은 관통 비아 접속 구조를 가지는 것이 바람직하다. 관통 비아 접속 구조는 이미지 센서 칩(201a)의 상면에서 하면까지 내부로 형성된 전기적 연결 구조을 의미한다. 이미지 센서 칩(201a)의 상부면에는 접지 패드(ground pad, 202)가 형성된다. 이미지 센서 칩(201a)의 하부면에는 도전성 볼(230)이 형성될 수 있다. 도전성 볼(230)은 바람직하게는 솔더볼일 수 있다. 이미지 센서 칩(201a)의 내부에 형성된 배선 패턴(203)은 접지 패드(202)와 도전성 볼(230)을 전기적으로 연결한다. 커버 글래스 층(215a)은 이미지 센서 칩(201a)보다 폭이 작아서 이미지 센서 칩(201a)의 상부면에 형성된 접지 패드(202)가 노출되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서 칩(201a)의 상부면에 접합되고 도전성 물질을 포함하여 형성되는 하우징(400a)을 포함한다. 상기 도전성 물질은 금속 원소를 포함하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 니켈, 주석, 구리, 금 및 은으로 이루어지는 1군의 원소들 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 하우징(400a)은 렌즈부(110a)의 측면을 감싸면서 이미지 센서 칩(201a)의 상부면에 접합되는데, 바람직하게는 이미지 센서 칩(201a)의 상부면에 형성된 접지 패드(202)와 접촉된다. 한편, 하우징(400a)은 렌즈부(110a)의 상면까지 신장되어 형성될 수 있는데, 렌즈부(110a)에서 개구 구조를 형성하기 위해 광이 차단되는 렌 즈부의 외곽부까지 신장되어 형성될 수 있다. 하우징(400a)의 측면과 이미지 센서 칩(201a)의 측면은 동일 평면(coplanar)을 형성할 수 있다.
이미지 센서 칩(201a)의 하부면에 형성된 도전성 볼(230)은 메인 기판(미도시)와 전기적으로 연결된다. 상기 메인 기판은 PWB(Printed Wire Board), 플렉시블 PWB(Flexible PWB) 또는 리지드 플렉시블 PWB(Rigid Flexible PWB)일 수 있다.
한편, 렌즈부(110a)와 이미지 센서 칩(201a) 사이의 촛점거리를 유지하기 위하여 렌즈부(110a)와 이미지 센서 CSP(250a) 사이에 스페이서(115a)가 형성될 수 있다. 스페이서(115a)는 실리콘 또는 글래스로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법을 도해하는 단면도이다.
먼저 도 4a를 참조하면, 렌즈부(110)가 어레이를 형성하는 제1 웨이퍼(100)가 준비된다. 기판(101)의 면 상에 렌즈(102, 103)가 형성된 구조가 제1 웨이퍼(100)에서 반복되어 어레이를 형성한다. 도 4a에서는 제1 구조(A1) 및 제2 구조(A2)가 어레이를 형성하지만 제1 웨이퍼(100)에서는 상기 구조들이 더 많이 반복되어 어레이를 형성할 수 있다는 것이 당업자들에게 자명하다. 상기 기판(101)은 글래스로 형성될 수 있다.
제1 웨이퍼(100)의 하부면에는 스페이서 패턴(115)을 형성할 수 있다. 스페이서 패턴(115)은 렌즈부(110)와 후술하는 이미지 센서 칩 사이의 촛점거리를 유지하기 위하여 배치되며, 스페이서 패턴(115)의 높이를 조절하여 상기 촛점거리를 조절한다. 스페이서 패턴(115)은 글래스 또는 실리콘으로 형성될 수 있다.
계속하여 도 4b를 참조하면, 렌즈부(110)에 각각 대응하는 이미지 센서 칩(201)을 포함하는 이미지 센서 CSP(250)의 어레이가 형성되는 제2 웨이퍼(200)가 준비된다. 이미지 센서 칩(201)의 상면에는 커버 글래스 층(215)이 형성될 수 있다. 이미지 센서 칩(201)은 관통 비아 접속 구조를 가지는 것이 바람직하다. 관통 비아 접속 구조는 이미지 센서 칩(201)의 상면에서 하면까지 내부로 형성된 전기적 연결 구조을 의미한다. 이미지 센서 칩(201)의 상부면에는 접지 패드(ground pad, 202)가 형성된다. 이미지 센서 칩(201)의 하부면에는 도전성 볼(230)이 형성될 수 있다. 도전성 볼(230)은 바람직하게는 솔더볼일 수 있다. 이미지 센서 칩(201)의 내부에 형성된 배선 패턴(203)은 접지 패드(202)와 도전성 볼(230)을 전기적으로 연결한다.
도전 패드(202)가 형성된 이미지 센서 칩(201)의 상에 커버 글래스 층(215)이 형성된 구조가 제2 웨이퍼(200)에서 반복되어 어레이를 형성한다. 도 4b에서는 제3 구조(B1) 및 제4 구조(B2)가 어레이를 형성하지만 제2 웨이퍼(200)에서는 상기 구조들이 더 많이 반복되어 어레이를 형성할 수 있다는 것이 당업자들에게 자명하다. 한편, 렌즈부(110)의 A1 구조는 이미지 센서 CSP(250)의 B1 구조와 대응하며, 렌즈부(110)의 A2 구조는 이미지 센서 CSP(250)의 B2 구조와 대응할 수 있다.
계속하여 도 4c를 참조하면, 제2 웨이퍼(200) 상에 제1 웨이퍼(100)을 적층한다. 그리고 이웃하는 렌즈부(110) 사이를 경계로 하여 이미지 센서 칩(201)의 상부면을 노출하는 트렌치(도 4d의 T)를 형성하도록 제1 웨이퍼(100) 및 제2 웨이퍼(200)를 제1 커팅한다. 상기 제1 커팅은 이미지 센서 칩(201)의 상부면에 형성된 접지 패드(202)를 노출하는 트렌치(T)를 형성하도록 수행한다. 제1폭(W1)을 가지는 트렌치(T)를 형성하도록 제1폭(W1)을 가지는 커팅 블레이드(300)로 제1 웨이퍼(100) 및 제2 웨이퍼(200)를 커팅하는 것이 바람직하다. 즉, 제1폭(W1)을 가지는 커팅 블레이드(300)는 제1 웨이퍼(100)의 기판(101), 스페이서 패턴(115)와 제2 웨이퍼(200)의 커버 글래스 층(215)를 순차적으로 커팅하여 이미지 센서 칩(201)의 상부면 상에 형성된 접지 패드(202)를 노출하게 한다.
도 4d를 참조하면, 제1폭(W1)을 가지는 트렌치(T)가 형성되면서 기판(101a), 스페이서 패턴(115a) 및 커버 글래스 층(215a)가 분리되어 형성된다.
도 4e를 참조하면, 상기 트렌치(T)에 제1 물질(400)을 충진하게 된다. 제1 물질(400)은 카메라 모듈의 하우징을 형성하는 물질이다. 전자기파를 차폐하기 위해 상기 제1 물질(400)은 도전성 물질 및/또는 광차단성 물질을 포함한다. 제1 물질(400)을 트렌치(T)에 충진하는 방법은 제1 물질(400)을 디스펜싱 또는 몰딩의 방법으로 충진하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 방법들에 한정되지 않으며 제1 물질(400)을 화학 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법의 방법으로 충진할 수도 있다. 도전성 물질은 예를 들어 금속 원소를 포함할 수 있는데, 바람직하게는 니켈, 주석, 구리, 금 및 은으로 이루어지는 1군의 원소들 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 제1 물질(400)은 렌즈부(110a)의 개구 구조를 형성하기 위하여 광이 차단되는 렌즈부(110a)의 외곽부까지 신장하여 형성될 수 있다.
도 4f를 참조하면, 개별적인 이미지 센서 CSP를 형성하도록 인접하는 렌즈부(110a) 사이를 경계로 하여 제1물질(400) 및 이미지 센서 칩(201a)을 제2 커팅하 게 된다. 이 때, 제2 커팅은 인접하는 접지 패드(202) 사이의 경계를 지나도록 수행하는 것이 바람직하다. 여기에서 인접하는 접지 패드(202)는 인접하는 어레이의 접지 패드를 의미한다.
제2 커팅은 상기 제1폭(도 4C의 W1)보다 작은 제2폭(W2)을 가지는 커팅 블레이드(500)로 제1물질(400) 및 이미지 센서 칩(201a)을 커팅하는 것이 바람직하다. 한편, 제2 커팅은 상기 제1폭(도 4C의 W1)보다 작은 제2폭(W2)을 가지는 레이저 또는 워터-제트(water-jet)로 수행할 수도 있다. 상기 제2커팅을 수행하여 제1물질(400)을 커팅하여 개별적인 하우징(400a)을 형성할 수 있게된다.
상기 카메라 모듈의 제조방법을 사용하면, 하우징의 치수 공차에 의해 수반되는 여러가지 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다. 또한 별도로 하우징을 이미지 센서 칩 상에 결합하기 위한 에폭시 공정을 수행하지 않게 되어 공정 단순화에 기여할 수 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
도 1은 일반적인 카메라 모듈의 예시적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 단면을 도해하는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법을 도해하는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110a : 렌즈부
400a : 하우징
201a : 이미지 센서 칩
202 : 접지 패드
250a : 이미지 센서 CSP

Claims (20)

  1. 렌즈부가 어레이를 형성하는 제1 웨이퍼를 준비하는 단계;
    상기 렌즈부에 각각 대응하는 이미지 센서 칩을 포함하는 이미지 센서 CSP가 어레이를 형성하는 제2 웨이퍼를 준비하는 단계;
    상기 제2 웨이퍼 상에 상기 제1 웨이퍼를 적층(stack)하는 단계;
    상기 렌즈부 사이를 경계로 하여 상기 이미지 센서 칩의 상부면을 노출하는 트렌치를 형성하도록 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 제1 커팅하는 단계;
    상기 트렌치에 하우징을 형성하는 제1 물질을 충진하는 단계; 및
    상기 렌즈부 사이를 경계로 하여 상기 제1 물질 및 상기 이미지 센서 칩을 제2 커팅하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 웨이퍼를 준비하는 단계에서 상기 이미지 센서 칩은 관통 비아 접속 구조를 포함하는 이미지 센서 칩인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 웨이퍼를 준비하는 단계는 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 접지 패드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 커팅하는 단계는 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 형성된 상기 접지 패드를 노출하는 상기 트렌치를 형성하도록 제1 커팅하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 커팅하는 단계는 인접하는 상기 접지 패드 사이의 경계를 제2 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계는 상기 렌즈부의 개구 구조를 형성하기 위하여 광이 차단되는 상기 렌즈부의 외곽부까지 상기 제1 물질을 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계에서 상기 제1 물질은 도전성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계에서 상기 제1 물질은 광차단성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계에서 상기 제1 물질은 도전성 및 광차단성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계는 상기 제1 물질을 디스펜싱 또는 몰딩의 방법으로 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계는 상기 제1 물질을 화학 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법의 방법으로 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 커팅하는 단계는 제1 폭을 가지는 트렌치를 형성하도록 상기 제1 폭의 커팅 블레이드로 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 제1 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 커팅하는 단계는 상기 제1 폭보다 작은 제2폭을 가지는 커팅 블레이드로 상기 제1 물질 및 상기 이미지 센서 칩을 제2 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 커팅하는 단계는 상기 제1 폭보다 작은 제2폭을 가지는 레이저 또는 워터-제트(water-jet)로 상기 제1 물질 및 상기 이미지 센서 칩을 제2 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 웨이퍼를 준비하는 단계는 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서 칩 사이의 촛점거리를 유지하기 위하여 상기 제1 웨이퍼의 하부면에 스페이서 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제2 웨이퍼를 준비하는 단계는 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 커버 글래스 층(cover glass layer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서 칩의 하단면에 솔더볼을 형성하는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈의 제조방법.
  18. 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈부;
    상기 렌즈부를 통과한 광이 결상되는 이미지 영역을 구비하는 이미지 센서 칩을 포함하는 이미지 센서 CSP; 및
    상기 이미지 센서 칩의 상부면에 접합되고 도전성 물질을 포함하여 형성되는 하우징;을 포함하고,
    상기 이미지 센서 칩의 상부면에 접지 패드가 더 형성되고, 상기 하우징은 상기 접지 패드와 접촉되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 렌즈와 상기 이미지 센서 칩 사이의 촛점거리를 유지하기 위하여 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서 CSP 사이에 형성된 스페이서를 더 포함하는 카메라 모듈.
  20. 제18항에 있어서, 상기 이미지 센서 CSP는 상기 이미지 센서 칩 상에 형성된 커버 글래스 층을 더 포함하고, 상기 접지 패드는 상기 커버 글래스 층에 의해 노출된 상기 이미지 센서 칩의 상부면에 배치되며, 상기 하우징의 측면은 상기 이미지 센서 칩의 측면과 동일 평면(coplanar)을 형성하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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