KR20210070709A - 전원특성 측정장치, 그 전원특성 측정장치를 포함하는 이미지 시스템, 및 그 이미지 시스템의 동작 방법 - Google Patents

전원특성 측정장치, 그 전원특성 측정장치를 포함하는 이미지 시스템, 및 그 이미지 시스템의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 전원특성 측정장치, 그 전원특성 측정장치를 포함하는 이미지 시스템, 및 그 이미지 시스템의 동작 방법에 관한 것으로, 실제 이미지 센서의 임피던스와 모델링된 이미지 센서의 임피던스를 비교하기 위한 비교회로; 및 상기 비교회로의 비교결과에 따라 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 추출하기 위한 추출회로를 포함하는 전원특성 측정장치를 제공한다.

Description

전원특성 측정장치, 그 전원특성 측정장치를 포함하는 이미지 시스템, 및 그 이미지 시스템의 동작 방법{DEVICE FOR POWER CHARACTERISTIC MEASUREMENT, IMAGE SYSTEM INCLUDING THE DEVICE, AND OPERATING METHOD OF THE IMAGE SYSTEM}
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원특성 측정장치, 그 전원특성 측정장치를 포함하는 이미지 시스템, 및 그 이미지 시스템의 동작 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 캡쳐(capture)하는 소자이다. 이미지 센서는 크게 CCD(Charge Coupled Device)를 이용한 이미지 센서와, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 이용한 이미지 센서로 구분될 수 있다. 최근에는 아날로그 및 디지털 제어회로를 하나의 집적회로(IC) 위에 직접 구현할 수 있는 장점으로 인하여 CMOS를 이용한 이미지 센서가 많이 이용되고 있다.
본 발명의 실시예는 이미지 센서의 전원 특성을 용이하게 측정할 수 있는 전원특성 측정장치, 그 전원특성 측정장치를 포함하는 이미지 시스템, 및 그 이미지 시스템의 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전원특성 측정장치는, 실제 이미지 센서의 임피던스와 모델링된 이미지 센서의 임피던스를 비교하기 위한 비교회로; 및 상기 비교회로의 비교결과에 따라 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 추출하기 위한 추출회로를 포함할 수 있다.
상기 실제 이미지 센서의 임피던스는 상기 실제 이미지 센서에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스를 포함할 수 있고, 상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스는 상기 전원분배망의 임피던스에 대응할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이미지 시스템은, 실제 이미지 센서를 포함하는 패키지; 및 상기 패키지가 안착되고, 상기 실제 이미지 센서의 임피던스와 모델링된 이미지 센서의 임피던스에 기초하여 상기 실제 이미지 센서의 전원 특성을 측정하기 위한 전원특성 측정장치를 포함할 수 있다.
상기 실제 이미지 센서의 임피던스는 상기 실제 이미지 센서에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스를 포함할 수 있고, 상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스는 상기 전원분배망의 임피던스에 대응할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이미지 시스템의 동작 방법은, 제1 패키지에 포함된 제1 이미지 센서의 전원 특성을 측정하기 위한 환경을 구축하는 단계; 상기 환경에 따라 상기 제1 이미지 센서의 전원 특성을 측정하는 단계; 및 상기 제1 이미지 센서의 전원 특성이 정상적으로 측정된 경우, 상기 환경에 따라 제2 패키지에 포함된 제2 이미지 센서의 전원 특성 - 상기 제1 이미지 센서의 전원 특성과 다름 - 을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 환경은 상기 제1 이미지 센서의 전원분배망(power delivery network)을 모델링하고 그 모델링된 제1 이미지 센서의 전원분배망의 임피던스를 생성하도록 설계된 상태를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 이미지 센서의 전원 특성을 용이하게 측정함으로써 상기 이미지 센서의 전원 특성을 기반으로 고품질의 이미지 센서를 개발하는데 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 전원특성 측정장치의 블록 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이미지 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 이미지 시스템의 동작 방법 중 제1 이미지 센서의 전원 특성을 측정하는 단계를 부연 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "접속"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 접속"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 접속"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체의 기재에 있어서 일부 구성요소들을 단수형으로 기재하였다고 해서, 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며, 해당 구성요소가 복수 개로 이루어질 수 있음을 알 것이다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 시스템이 블록 구성도로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 이미지 시스템은 패키지(100), 및 전원특성 측정장치(200)를 포함할 수 있다.
패키지(100)는 이미지 센서(110), 및 패키지 기판(120)을 포함할 수 있다.
이미지 센서(110)는 칩의 형태로 패키지 기판(120)에 실제적으로 실장되는 이미지 센서일 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(110)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 이용한 이미지 센서를 포함할 수 있다.
패키지 기판(120)은 이미지 센서(110)를 패키징할 때 필요한 기판을 말한다. 패키지 기판(120)은 이미지 센서(110)와 전원특성 측정장치(200)가 전기적으로 접속되도록 매개 역할을 한다.
전원특성 측정장치(200)는 패키지(100)가 안착될 수 있다. 즉, 전원특성 측정장치(200)는 패키지(100)와 전기적으로 접속될 수 있다. 전원특성 측정장치(200)는 패키지(100)의 전원특성을 측정할 수 있다. 더욱 정확하게는 패키지(100)에 포함된 이미지 센서(110)의 전원특성을 측정할 수 있다. 이는 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스를 측정함으로써 가능하다.
도 2에는 도 1에 도시된 전원특성 측정장치(200)가 블록 구성도로 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전원특성 측정장치(200)는 인터페이스(210), 임피던스 측정회로(220), 임피던스 모델링툴(230), 비교회로(240), 및 추출회로(250)를 포함할 수 있다.
인터페이스(210)는 패키지(100)가 안착될 수 있다. 즉, 인터페이스(210)는 패키지(100)와 전기적으로 접속될 수 있다. 예컨대, 인터페이스(210)는 패키지(100)에 구비된 핀(pin)들 중 전원과 관련된 적어도 하나의 핀과 전기적으로 접속될 수 있다.
임피던스 측정회로(220)는 인터페이스(210)를 매개하여 패키지(100)와 전기적으로 접속될 수 있다. 임피던스 측정회로(220)는 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망의 임피던스를 측정할 수 있다. 실질적으로, 임피던스 측정회로(220)는 이미지 센서(110)의 임피던스, 패키지 기판(120)의 임피던스 및 인터페이스(210)의 임피던스를 포함하는 전체 인피던스를 측정할 수 있다. 이에 따라, 임피던스 측정회로(220)는 디임베딩(de-embedding) 기술을 이용하여 패키지 기판(120)의 임피던스 및 인터페이스(210)의 임피던스를 제외하고 이미지 센서(110)의 임피던스만을 측정할 수 있다.
참고로, 임피던스 측정회로(220)는 다음의 수학식 1에 기초하여 임피던스를 측정할 수 있다.
Figure pat00001
"Z"는 측정 대상(즉, 상기 전원분배망)의 인피던스를 말하고, "R"은 상기 측정 대상에 포함된 저항(resistance)을 말하고, "X"는 상기 측정 대상에 포함된 리액턴스(reactance)를 말한다.
임피던스 모델링툴(230)은 이미지 센서(110)의 전원분배망을 모델링한 제1 모델의 임피던스를 생성할 수 있다. 상기 제1 모델은 칩전원모델(chip power model)을 포함할 수 있다. 실질적으로, 임피던스 모델링툴(230)은 상기 제1 모델의 임피던스, 패키지 기판(120)을 모델링한 제2 모델의 임피던스 및 인터페이스(210)를 모델링한 제3 모델의 임피던스를 포함하는 전체 인피던스를 생성할 수 있다. 그리고, 임피던스 모델링툴(230)은 상기 디임베딩 기술을 이용하여 상기 제2 모델의 임피던스 및 상기 제3 모델의 임피던스를 제외하고 상기 제1 모델의 임피던스만을 생성할 수 있다. 예컨대, 임피던스 모델링툴(230)은 CAE(computer-aided engineering) 시뮬레이션 툴을 포함할 수 있다.
비교회로(240)는 임피던스 측정회로(200)에 의해 측정된 이미지 센서(110)의 전원분배망의 임피던스와 임피던스 모델링툴(230)에 의해 생성된 상기 제1 모델의 임피던스를 비교할 수 있다. 그 비교결과 이미지 센서(110)의 전원분배망의 임피던스와 상기 제1 모델의 임피던스가 불일치하는 경우, 비교회로(240)는 비교 동작을 여러 번 실시할 수 있다. 이때, 임피던스 측정회로(220)와 임피던스 모델링툴(230) 중 적어도 하나는 튜닝될 수 있다.
추출회로(250)는 비교회로(240)의 비교결과에 따라 이미지 센서(110)의 전원분배망의 임피던스를 추출할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(110)의 전원분배망의 임피던스와 상기 제1 모델의 임피던스가 일치하는 경우, 추출회로(250)는 이미지 센서(110)의 전원분배망의 임피던스를 추출할 수 있다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 시스템의 동작 방법을 설명한다.
도 3에는 상기 이미지 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 상기 이미지 시스템의 동작 방법은, 패키지(100)에 포함된 이미지 센서(110)의 전원 특성을 측정하기 위한 환경을 구축하는 단계(S100)와, 상기 환경에 따라 이미지 센서(100)의 전원 특성을 측정하는 단계(S200)와, 상기 환경에 따라 패키지(100)와 다른 패키지에 포함된 이미지 센서의 전원 특성을 측정하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
상기 환경은 이미지 센서(110)의 전원분배망을 모델링하고 그 모델링된 상기 제1 모델의 임피던스를 생성하도록 설계된 상태를 말한다. 즉, 상기 환경은 임피던스 모델링툴(230)에 의해 상기 제1 모델의 임피던스가 생성될 수 있도록 셋팅된 상태를 말한다.
상기 다른 패키지에 포함된 상기 이미지 센서의 전원 특성을 측정하는 단계(S300)는 이미지 센서(110)의 전원 특성이 정상적으로 측정된 경우에 실시될 수 있다. 이미지 센서(110)의 전원 특성이 정상적으로 측정된 경우는, 이미지 센서(110)의 전원분배망의 임피던스와 상기 제1 모델의 임피던스가 일치하는 경우를 포함할 수 있다. 다시 말해, 전원특성 측정장치(200)에 포함된 구성들 중 적어도 임피던스 측정회로(220)가 정상적으로 동작하고 있음을 의미한다.
따라서, 상기 다른 패키지에 포함된 상기 이미지 센서의 전원 특성이 이미지 센서(110)의 전원 특성과 다르더라도 상기 제1 모델의 임피던스에 기초하여 상기 이미지 센서에 포함된 전원분배망의 임피던스를 정확하게 측정할 수 있다.
도 4에는 도 3에 도시된 이미지 시스템의 동작 방법 중 이미지 센서(100)의 전원 특성을 측정하는 단계(S200)를 부연 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 이미지 센서(100)의 전원 특성을 측정하는 단계(S200)는, 임피던스 모델링툴(230)에 의해 상기 제1 모델의 임피던스가 생성되는 단계(S210)와, 임피던스 측정회로(220)에 의해 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망의 임피던스가 측정되는 단계(S220)와, 비교회로(240)에 의해 상기 제1 모델의 임피던스와 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망의 임피던스가 비교되는 단계(S230)와, 비교회로(240)의 비교결과 상기 제1 모델의 임피던스와 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망의 임피던스가 일치하는 경우(S240의 "Yes"), 추출회로(250)에 의해 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망의 임피던스가 추출되는 단계(S250)와, 비교회로(240)의 비교결과 상기 제1 모델의 임피던스와 이미지 센서(110)에 포함된 전원분배망의 임피던스가 불일치하는 경우(S240의 "No"), 임피던스 모델링툴(230)과 임피던스 측정회로(220) 중 적어도 하나를 튜닝하는 단계(S260)를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서에 포함된 전원분배망의 임피던스를 측정함으로써 이미지 센서의 전원 특성을 용이하게 측정할 수 있고, 더 나아가 이종의 이미지 센서의 전원 특성을 용이하게 측정할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 이미지 센서 200 : 전원특성 측정장치

Claims (20)

  1. 실제 이미지 센서의 임피던스와 모델링된 이미지 센서의 임피던스를 비교하기 위한 비교회로; 및
    상기 비교회로의 비교결과에 따라 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 추출하기 위한 추출회로
    를 포함하는 전원특성 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실제 이미지 센서의 임피던스는 상기 실제 이미지 센서에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스를 포함하고,
    상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스는 상기 전원분배망의 임피던스에 대응하는 전원특성 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    디임베딩(de-embedding) 기술을 이용하여 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 측정하기 위한 임피던스 측정회로를 더 포함하는 전원특성 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    디임베딩(de-embedding) 기술을 이용하여 상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스를 생성하기 위한 임피던스 모델링툴을 더 포함하는 전원특성 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임피던스 모델링툴은 칩전원모델(chip power model)을 기반으로 상기 모델링된 이미지 센서를 설계하는 전원특성 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실제 이미지 센서를 포함하는 패키지가 안착되는 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 패키지와 상기 임피던스 측정회로는 상기 인터페이스를 매개하여 전기적으로 접속되는 전원특성 측정장치.
  7. 실제 이미지 센서를 포함하는 패키지; 및
    상기 패키지가 안착되고, 상기 실제 이미지 센서의 임피던스와 모델링된 이미지 센서의 임피던스에 기초하여 상기 실제 이미지 센서의 전원 특성을 측정하기 위한 전원특성 측정장치
    를 포함하는 이미지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실제 이미지 센서의 임피던스는 상기 실제 이미지 센서에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스를 포함하고,
    상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스는 상기 전원분배망의 임피던스에 대응하는 이미지 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전원특성 측정장치는 디임베딩(de-embedding) 기술을 이용하여 상기 패키지의 임피던스 중 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 추출하는 이미지 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 모델링된 이미지 센서는 칩전원모델(chip power model)을 기반으로 설계되는 이미지 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전원특성 측정장치는,
    상기 패키지가 안착되는 인터페이스;
    상기 인터페이스를 매개하여 상기 패키지와 전기적으로 접속되고, 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 측정하기 위한 임피던스 측정회로;
    상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스를 생성하기 위한 임피던스 모델링툴;
    상기 실제 이미지 센서의 임피던스와 상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스를 비교하기 위한 비교회로; 및
    상기 비교회로의 비교결과에 따라 상기 실제 이미지 센서의 임피던스를 추출하기 위한 추출회로를 포함하는 이미지 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 임피던스 측정회로는 디임베딩(de-embedding) 기술을 이용하여 상기 패키지에 포함된 패키지 기판의 임피던스 및 상기 인터페이스의 임피던스를 제외하고 상기 실제 이미지 센서의 임피던스만을 측정하는 이미지 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 임피던스 모델링툴은 디임베딩(de-embedding) 기술을 이용하여 모델링된 패키지 기판의 임피던스 및 모델링된 인터페이스의 임피던스를 제외하고 상기 모델링된 이미지 센서의 임피던스만을 생성하는 이미지 시스템.
  14. 제1 패키지에 포함된 제1 이미지 센서의 전원 특성을 측정하기 위한 환경을 구축하는 단계;
    상기 환경에 따라 상기 제1 이미지 센서의 전원 특성을 측정하는 단계; 및
    상기 제1 이미지 센서의 전원 특성이 정상적으로 측정된 경우, 상기 환경에 따라 제2 패키지에 포함된 제2 이미지 센서의 전원 특성 - 상기 제1 이미지 센서의 전원 특성과 다름 - 을 측정하는 단계
    를 포함하는 이미지 시스템의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 환경은 상기 제1 이미지 센서의 전원분배망(power delivery network)을 모델링하고 그 모델링된 제1 이미지 센서의 전원분배망의 임피던스를 생성하도록 설계된 상태를 포함하는 이미지 시스템의 동작 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 이미지 센서의 전원 특성이 정상적으로 측정된 경우는, 상기 제1 이미지 센서의 전원분배망(power delivery network)의 임피던스와 모델링된 제1 이미지 센서의 전원분배망의 임피던스가 일치하는 경우를 포함하는 이미지 시스템의 동작 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2 이미지 센서의 전원 특성은 상기 제2 이미지 센서에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스와 모델링된 제1 이미지 센서의 전원분배망의 임피던스에 기초하여 측정되는 이미지 시스템의 동작 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 이미지 센서의 전원 특성을 측정하는 단계는,
    임피던스 모델링툴이 모델링된 제1 이미지 센서의 임피던스를 생성하는 단계;
    임피던스 측정회로가 상기 제1 이미지 센서의 임피던스를 측정하는 단계;
    비교회로가 상기 모델링된 제1 이미지 센서의 임피던스와 상기 제1 이미지 센서의 임피던스를 비교하는 단계; 및
    상기 비교회로의 비교결과 상기 모델링된 제1 이미지 센서의 임피던스와 상기 제1 이미지 센서의 임피던스가 일치하는 경우, 상기 추출회로가 상기 제1 이미지 센서의 임피던스를 추출하는 단계를 포함하는 이미지 시스템의 동작 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 비교회로의 비교결과 상기 모델링된 제1 이미지 센서의 임피던스와 상기 제1 이미지 센서의 임피던스가 불일치하는 경우, 상기 임피던스 모델링툴과 임피던스 측정회로 중 적어도 하나를 튜닝하는 단계를 더 포함하는 이미지 시스템의 동작 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 이미지 센서의 임피던스는 상기 제1 이미지 센서에 포함된 전원분배망(power delivery network)의 임피던스를 포함하고,
    상기 모델링된 제1 이미지 센서의 임피던스는 상기 모델링된 제1 이미지 센서에 포함된 전원분배망의 임피던스를 포함하는 이미지 시스템의 동작 방법.
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