KR20210136785A - 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치는 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서를 포함하여 카메라 모듈; 상기 이미지 신호의 처리 및 저장 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 반도체 칩; 및 상기 카메라 모듈로 입사되는 빛이 통과가능한 개구부가 형성되고 상기 영상신호 및 상기 반도체 칩의 입출력 정보의 전송을 수행하며, 상기 카메라 모듈과는 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되고 상기 하나 이상의 반도체 칩과는 와이어 본딩(wire-bonding) 기법으로 연결되는 기판부를 포함하며, 상기 개구부에 상기 카메라 모듈의 적어도 일부 및 상기 하나 이상의 반도체 칩의 적어도 일부 중 하나 이상이 상기 개구부에 배치된다.
Description
본 발명은 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치에 관한 것이다.
최근들어 소형 카메라 모듈에 대한 요구가 증대되고 있다. 예를 들어, 5세대 이동통신 단말기의 경우 카메라 모듈의 개수나 안테나의 개수가 증가함에 따라 카메라 모듈 하나가 차지할 수 있는 공간은 줄어들고 있다.
이미지 센서의 경우에도 8K나 4K와 같은 고해상도 이미지를 생성하여 전송해야 하기 때문에 이미지 센서의 단자수는 많아지고 있다.
이와 같이 카메라 모듈의 설치 공간 감소와 단자수의 증가는 신호 간섭이나 노이즈 증가와 같은 문제점을 발생시킬 수 있다.
본 발명은 사이즈가 작고 고속 신호 전송이 가능한 카메라 패키징 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서를 포함하여 카메라 모듈; 상기 이미지 신호의 처리 및 저장 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 반도체 칩; 및 상기 카메라 모듈로 입사되는 빛이 통과가능한 개구부가 형성되고 상기 영상신호 및 상기 반도체 칩의 입출력 정보의 전송을 수행하며, 상기 카메라 모듈과는 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되고 상기 하나 이상의 반도체 칩과는 와이어 본딩(wire-bonding) 기법으로 연결되는 기판부를 포함하며, 상기 개구부에 상기 카메라 모듈의 적어도 일부 및 상기 하나 이상의 반도체 칩의 적어도 일부 중 하나 이상이 상기 개구부에 배치된다.
상기 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며, 상기 이미지 센서 및 상기 글라스 필터가 상기 개구부 안에 배치될 수 있다.
상기 카메라 모듈은, 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며, 상기 글라스 필터가 상기 개구부에 삽입될 수 있다.
상기 카메라 모듈의 이미지 센서와 상기 하나 이상의 반도체 칩 사이는 절연성 수지로 채워지고, 상기 하나 이상의 반도체 칩은 절연성 수지로 덮히며, 상기 하나 이상의 반도체 칩과 상기 기판부를 연결하는 와이어가 절연성 수지로 매립될 수 있다.
상기 기판부의 상측면은 수지 보호층으로 덮힐 수 있다.
상기 카메라 모듈은, 상기 글라스 필터의 상기 렌즈측 일측면에 적외선 필터링막이 형성되고, 상기 글라스 필터의 상기 이미지 센서측 일측면에 반사 방지막이 형성될 수 있다.
상기 카메라 모듈의 이미지 센서의 배면은 상기 반도체 칩의 배면과 인접하게 배치되며, 상기 이미지 센서의 배면은 빛이 입사되는 상기 이미지 센서의 전면 맞은 편에 위치하고, 상기 반도체 칩의 배면은 와이어가 연결된 상기 반도체 칩의 전면의 맞은 편에 위치할 수 있다.
본 발명은 플립칩 및 와이어 본딩을 이용하여 구현된 이미지 센서 및 반도체 칩을 기판부의 개구부 안에 배치시킴으로써 사이즈 소형화를 이룰 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1의 기판부의 개구부를 설명하기 위한 것이다.
도 3은 절연 수지층의 구현 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 렌즈 형상을 나타낸다.
도 5는 글라스 필터의 일례를 나타낸다.
도 2는 도 1의 기판부의 개구부를 설명하기 위한 것이다.
도 3은 절연 수지층의 구현 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 렌즈 형상을 나타낸다.
도 5는 글라스 필터의 일례를 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치(이하, 카메라 패키징 장치라 함)를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 패키징 장치는 카메라 모듈(110), 하나 이상의 반도체 칩(130) 및 기판부(150)를 포함한다.
카메라 모듈(110)은 하나 이상의 렌즈(111), 하나 이상의 렌즈(111)를 지지하는 렌즈 지지부(112), 하나 이상의 렌즈(111)로부터 입사된 빛을 센싱하는 이미지 센서(113), 이미지 센서(113)와 렌즈 지지부(112) 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)(114)를 포함할 수 있다.
렌즈 지지부(112)는 하나 이상의 렌즈(111)를 지지할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 렌즈 지지부(112)는 줌(zoom) 및 포커싱(focusing)을 수행하기 위한 기계적 구성요소나 전기/전자적 회로부를 포함할 수 있다.
이미지 센서(113)는 하나 이상의 렌즈(111)로부터 입사된 빛을 센싱할 수 있다. 즉, 이미지 센서(113)는 외부에서 입사된 빛을 전기적 신호 형태인 이미지 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(113)에는 마이크로 렌즈가 형성될 수 있다. 이미지 센서(113)는 CCD(charge-coupled device) 촬상소자나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 촬상소자를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
글라스 필터(114)는 이미지 센서(113)와 렌즈 지지부(112) 사이에 배치될 수 있다. 이 때 글라스 필터(114)의 렌즈(111)측 일측면에 적외선 필터링막이 형성되고, 글라스 필터(114)의 이미지 센서(113)측 일측면에 반사 방지막이 형성될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 글라스 필터(114)의 글라스 바디를 중심으로 적외선 필터링막과 반사 방지막이 서로 마주볼 수 있다.
이미지 센서(113)의 동작시 열이 발생하는데, 적외선 필터링막이 없을 경우 이미지 센서(113) 자체의 열과 더불어 태양광의 적외선으로 인한 열이 이미지 센서(113)를 히팅시켜 이미지 센서(113)의 동작을 불안정하게 할 수 있다. 적외선 필터링막은 태양광의 열을 차단함으로써 이미지 센서(113)의 동작을 안정화시킬 수 있다.
또한 빛이 글라스 바디를 통과할 때 글라스 바디의 이미지 센서(113)측 일측면에서 반사가 일어날 경우 이미지 센서(113)에 입사되는 광량이 감소하므로 선명한 이미지를 얻기 힘들 수 있다. 반사 방지막은 빛의 반사를 방지하여 이미지 센서(113)에 입사되는 광량 감소를 방지할 수 있다.
도 5에는 도시되어 있지 않으나 이미지의 색감보정을 위하여 글라스 필터(114)는 블루칼라 필터층이나 레드칼라 필터층을 포함할 수 있다.
하나 이상의 반도체 칩(130)은 이미지 신호의 처리 및 저장 중 적어도 하나를 수행한다. 즉, 하나 이상의 반도체 칩(130)은 영상신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 시그널 프로세서용 칩 및 디지털 신호를 저장하는 메모리 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나 이상의 반도체 칩(130)은 이미지 신호의 전송 과정에서 임피던스 매칭을 위한 수동 소자들(저항, 인덕터, 커패시터)이 구현된 수동소자용 칩을 포함할 수도 있다.
다음으로 도면을 참조하여 기판부(150)에 대해 설명한다.
도 2는 도 1의 기판부(150)의 개구부를 설명하기 위한 것으로 설명의 편의를 위하여 도 1의 일부 구성요소가 도시되지 않았다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판부(150)에는 카메라 모듈(110)로 입사되는 빛이 통과가능한 개구부가 형성된다. 이와 같은 기판부(150)는 영상신호 및 반도체 칩의 입출력 정보의 전송을 수행한다. 기판부(150)는 카메라 모듈(110)과는 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되고 하나 이상의 반도체 칩(130)과는 와이어 본딩(wire-bonding) 기법으로 연결된다.
이 때 입출력 정보는 반도체 칩(130)에 의하여 디지털 신호 처리된 이미지 데이터나 반도체 칩의 제어를 위한 제어신호를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기판부(150)는 다수의 기판이 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
이 때 기판부(150)의 개구부에 카메라 모듈(110)의 적어도 일부 및 하나 이상의 반도체 칩(130)의 적어도 일부 중 하나 이상이 개구부에 배치된다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 글라스 필터(114)가 개구부에 삽입될 수 있으며, 이미지 센서(113)가 개구부 안에 배치될 수 있다.
또한 하나 이상의 반도체 칩(130)이 개구부 안에 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2의 경우, 하나의 반도체 칩(130)이 개구부 안에 배치되어 있으나, 복수의 반도체 칩(130)의 경우, 복수의 반도체 칩(130) 전체가 개구부 안에 배치될 수도 있고, 복수의 반도체 칩(130) 중 일부가 개구부 안에 배치되고 나머지 반도체 칩(130)이 개구부 밖에 배치될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 기판부(150)에 개구부가 형성되고, 카메라 모듈(110)의 적어도 일부나 하나 이상의 반도체 칩(130)의 적어도 일부가 개구부 안에 배치됨으로써 카메라 패키징 장치의 두께까 얇아질 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 이미지 센서(113)의 배면은 반도체 칩(130)의 배면과 인접하게 배치될 수 있다. 이 때 이미지 센서(113)의 배면은 빛이 입사되는 이미지 센서(113)의 전면 맞은 편에 위치하고, 반도체 칩(130)의 배면은 와이어(131)가 연결된 반도체 칩 전면의 맞은 편에 위치할 수 있다.
본 발명과 다르게 이미지 센서의 배면과 반도체 칩의 전면이 서로 마주보도록 위치할 경우, 와이어(131)와 이미지 센서의 배면 사이의 간섭을 방지하기 위하여 이미지 센서와 반도체 칩의 거리가 커질 수 있으며, 이에 따라 카메라 패키징 장치의 두께가 두꺼워질 수 있다.
본 발명과 같이 이미지 센서의 배면과 반도체 칩의 배면이 서로 마주보도록 위치할 경우, 와이어(131)와 이미지 센서 사이의 간섭이 방지되므로 카메라 패키징 장치의 두께 증가가 방지될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(110)의 이미지 센서(113)와 하나 이상의 반도체 칩(130) 사이는 절연성 수지(133)로 채워질 수 있다.
또한, 하나 이상의 반도체 칩은 절연성 수지로 덮히며, 하나 이상의 반도체 칩과 기판부를 연결하는 와이어가 절연성 수지(133)로 매립될 수 있다. 이러한 절연성 수지의 형성은 몰딩으로 구현될 수 있다.
이와 같은 절연성 수지(133)로 인하여 반도체 칩(130)의 측면과 기판부(150)의 내측면 사이의 공간이 절연성 수지(133)로 채워질 수 있다.
이와 같은 절연성 수지(133)는 이미지 센서(113) 및 반도체 칩(130) 사이의 열팽창 계수 차이로 발생하는 응력과 변형을 억제할 수 있다.
또한 와이어(131)는 솔더 볼(145) 에 비하여 열팽창 계수 차이에 따른 응력에 보다 잘 대응할 수 있다. 또한 절연성 수지 (133)는 습기, 먼지 또는 진동으로부터 본 발명의 실시예에 따른 카메라 패키징 장치를 보호할 수 있다. 와이어(131) 역시 절연성 수지(133)에 의하여 매립되므로 습기, 먼지 또는 진동으로부터 보호받을 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판부(150)의 상측면은 수지 보호층(140)으로 채워질 수 있다. 이에 따라 렌즈 지지부(112)와 기판부(150) 사이는 수지 보호층(140)으로 채워질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 몰드 금형에 서로 연결된 글라스 필터(114), 이미지 센서(113), 반도체 칩(130), 및 기판부(150) 을 배치한 후 몰드 금형에 유동성 수지를 흘려 넣어 수지 보호층(140)을 형성할 수 있다.
이 때 글라스 필터(114)의 광입사 영역과 수지 보호층(140)이 간섭하지 않도록 몰드 금형이 설계되어야 하고, 유동성 수지의 주입량 역시 간섭이 일어나지 않도록 설정될 수 있다.
이와 같은 몰드 금형에 따라 수지 보호층(140)이 형성되므로 도 1에 도시된 바와 같이, 수지 보호층(140)은 기판부(150)의 측면을 덮을 수 있다.
이와 같이 수지 보호층(140)이 기판부(150)의 측면에 형성됨에 따라 진동이나 습기로부터 기판부(150)가 보호될 수 있다.
한편, 본 발명의 렌즈(111)는 이미지 센서(113)의 형상에 대응하는 사각형 형상을 지닐 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기존의 렌즈는 원형을 지니고 있다. 원형 렌즈의 경우, 사각 형상의 이미지 센서(113) 전체를 커버하려면 렌즈의 직경이 과도하게 커질 수 있다. 또한 렌즈의 사이즈를 줄일 경우 이미지 센서(113)의 주변부에 있는 유효 화소를 이용하지 못할 수 있다.
이에 비하여 본 발명의 렌즈(111)는 이미지 센서(113)와 유사한 사각형 형상을 지니므로 사이즈가 과도하게 증가하지 않더라도 이미지 센서(113)의 전체 유효 화소를 커버할 수 있다.
한편, 도 1에서 플렉스(160)는 플립칩 범프(flip-chip bump)의 일종인 플레이트 범프(plate bump)(161)로 기판부(150)와 연결되며, 플레이트 범프(plate bump)를 통하여 전송된 영상 데이터를 외부로 전송하거나, 외부에서 전송된 제어신호를 플레이트 범프를 통하여 이미지 센서(113)나 반도체 칩(130)으로 전송할 수 있다. 플렉스 접착부(163)는 플렉스(160)에 에폭시 접착제가 도포되고, 도포된 엑폭시 접착제를 압착함으로써 형성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
카메라 모듈(110)
하나 이상의 렌즈(111)
렌즈 지지부(112)
이미지 센서(113)
글라스 필터(114)
하나 이상의 반도체 칩(130)
와이어(131)
절연성 수지(133)
수지 보호층(140)
기판부(150)
플렉스(160)
플레이트 범프(161)
플렉스 접착부(163)
하나 이상의 렌즈(111)
렌즈 지지부(112)
이미지 센서(113)
글라스 필터(114)
하나 이상의 반도체 칩(130)
와이어(131)
절연성 수지(133)
수지 보호층(140)
기판부(150)
플렉스(160)
플레이트 범프(161)
플렉스 접착부(163)
Claims (7)
- 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서를 포함하여 카메라 모듈;
상기 이미지 신호의 처리 및 저장 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 반도체 칩; 및
상기 카메라 모듈로 입사되는 빛이 통과가능한 개구부가 형성되고 상기 영상신호 및 상기 반도체 칩의 입출력 정보의 전송을 수행하며, 상기 카메라 모듈과는 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되고 상기 하나 이상의 반도체 칩과는 와이어 본딩(wire-bonding) 기법으로 연결되는 기판부를 포함하며,
상기 개구부에 상기 카메라 모듈의 적어도 일부 및 상기 하나 이상의 반도체 칩의 적어도 일부 중 하나 이상이 상기 개구부에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며,
상기 이미지 센서 및 상기 글라스 필터가 상기 개구부 안에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 카메라 모듈은,
하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며,
상기 글라스 필터가 상기 개구부에 삽입된 것을 특징으로 하는 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 카메라 모듈의 이미지 센서와 상기 하나 이상의 반도체 칩 사이는 절연성 수지로 채워지고,
상기 하나 이상의 반도체 칩은 절연성 수지로 덮히며,
상기 하나 이상의 반도체 칩과 상기 기판부를 연결하는 와이어가 절연성 수지로 매립되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 기판부의 상측면은 수지 보호층으로 덮히는 특징으로 하는 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 카메라 모듈은,
하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며,
상기 글라스 필터의 상기 렌즈측 일측면에 적외선 필터링막이 형성되고, 상기 글라스 필터의 상기 이미지 센서측 일측면에 반사 방지막이 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 패키징 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 카메라 모듈의 이미지 센서의 배면은 상기 반도체 칩의 배면과 인접하게 배치되며,
상기 이미지 센서의 배면은 빛이 입사되는 상기 이미지 센서의 전면 맞은 편에 위치하고,
상기 반도체 칩의 배면은 와이어가 연결된 상기 반도체 칩의 전면의 맞은 편에 위치하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 커넥션 카메라 패키징 장치.
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KR20090033611A (ko) | 2007-10-01 | 2009-04-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라모듈 및 그 제작 방법 |
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