KR20210143544A - 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상에 배치된 코팅층, 상기 코팅층 상에 배치된 필터층, 그리고 상기 인쇄회로기판, 상기 이미지 센서 및 상기 필터층을 결합하는 몰딩층을 포함하고, 상기 이미지 센서는 유효 영역 및 상기 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 유효 영역 상에 배치된다.
Description
본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치에 관한 것이다.
카메라는 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 장치이며, 휴대용 디바이스, 드론, 차량 등에 장착되고 있다. 휴대용 디바이스의 풀스크린(full screen) 및 네로우베젤(narrow bezel) 트랜드와 초고해상도, 멀티카메라, 줌 기능 및 5G 모듈로 인하여, 카메라 장치의 소형화 및 고성능화가 더욱 요구되고 있다.
일반적으로, 휴대용 디바이스 등에 장착되는 카메라 장치는 인쇄회로기판 상에 이미지 센서가 배치되고, 이미지 센서와 인쇄회로기판은 와이어 본딩되며, 이미지 센서와 소정 간격 이격되도록 이미지 센서 상에 IR 필터가 배치되며, IR 필터와 소정 간격 이격되도록 렌즈 어셈블리가 배치될 수 있다.
이에 따르면, 인쇄회로기판으로부터 IR 필터까지의 총 두께가 최소 1000㎛이상이 되므로, 카메라 장치의 소형화에 큰 제약이 될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소형으로 구현 가능한 카메라 장치의 이미지 센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상에 배치된 코팅층, 상기 코팅층 상에 배치된 필터층, 그리고 상기 인쇄회로기판, 상기 이미지 센서 및 상기 필터층을 결합하는 몰딩층을 포함하고, 상기 이미지 센서는 유효 영역 및 상기 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 유효 영역 상에 배치된다.
상기 코팅층이 형성되는 코팅층 영역은 상기 유효 영역보다 더 넓을 수 있다.
상기 코팅층의 제1면은 상기 이미지 센서에 접촉하고, 상기 제1면의 반대면인 상기 코팅층의 제2면은 상기 필터층에 접촉하며, 상기 코팅층 및 상기 필터층의 광 투과율은 86 내지 94%이고, 상기 코팅층은 Si를 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 상기 비유효 영역 상에 더 배치될 수 있다.
상기 코팅층은 상기 이미지 센서의 측면에 더 배치될 수 있다.
상기 코팅층은 상기 인쇄회로기판 상에 더 배치될 수 있다.
상기 몰딩층의 일부는 상기 이미지 센서 및 상기 필터층 사이에 배치될 수 있다.
상기 몰딩층의 일부는 상기 이미지 센서의 비유효 영역 상에 배치될 수 있다.
상기 코팅층의 제2면은 상기 필터층의 전체 면적 대비 50% 이상일 수 있다.
상기 필터층의 전체 면적은 상기 이미지 센서의 유효면적보다 크고, 상기 이미지 센서의 전체 면적보다 작을 수 있다.
상기 코팅층은 실란, 실라잔 및 실리카 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서와 상기 필터층 간 거리는 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 기판의 리지드 영역 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치는 이미지 센서 패키지, 그리고 상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상에 배치된 코팅층, 상기 코팅층 상에 배치된 필터층, 그리고 상기 인쇄회로기판, 상기 이미지 센서 및 상기 필터층을 결합하는 몰딩층을 포함하고, 상기 이미지 센서는 유효 영역 및 상기 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 유효 영역 상에 배치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구조가 간단하고, 제작 공정이 단순하며, 소형화된 카메라 장치를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서 패키지의 두께를 크게 줄일 수 있으며, 이미지 센서와 필터층 사이에 오염물질, 습기 등이 침투하여 광 투과율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 카메라 장치의 한 예의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 이미지 센서의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 이미지 센서의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 카메라 장치의 한 예의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 장치(10)는 인쇄회로기판(12), 인쇄회로기판(12) 상에 배치된 이미지 센서(14), 이미지 센서(14) 상에 배치된 필터층(16) 및 필터층(16) 상에 배치된 렌즈 어셈블리(18)를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(12), 이미지 센서(14), 필터층(16) 및 렌즈 어셈블리(18)는 하우징(20) 내에 수용될 수 있다.
인쇄회로기판(12)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board), 세라믹 인쇄회로기판(Ceramic Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다.
이미지 센서(14)는 와이어(22) 본딩에 의해 인쇄회로기판(12)의 상부에 배치될 수 있다. 이미지 센서(14)는 입사되는 광을 집광하여 영상신호를 생성하는 것으로, 이미지 센서(14)에 사용되는 반도체 소자는 CCD(Charged Coupled Device) 센서, CMOS(Completementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서로 형성될 수 있고, 사람이나 사물의 이미지를 촬영하여 전기적인 신호를 출력하는 반도체 소자일 수 있다.
이미지 센서(14)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 각 픽셀은 광전변환소자 및 광전변환소자의 전압 레벨을 순차적으로 출력하기 위한 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 픽셀이 배치된 영역이 이미지 센서(14)의 유효 영역(active area)일 수 있다. 이미지 센서(14)의 유효 영역은 수광부와 혼용될 수 있다.
필터층(16)은 글래스 기판으로 구현될 수 있으며, 글래스 기판은 글래스 소재로 이루어진 투명 또는 반투명 기판일 수 있다. 필터층(16)은 소정 파장의 광을 제한하거나 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 필터층(16)은 적외선을 차단하는 IR 차단층일 수 있다.
일반적으로, 필터층(16)은 이미지 센서(14)와 이격되도록 배치될 수 있다. 필터층(16)은 도시된 바와 같이 하우징(20)에 접합될 수 있다. 이때, 이미지 센서(14)와 필터층(16)은 소정 간격 이격되므로 인쇄회로기판(12)으로부터 필터층(16)에 이르기까지의 거리가 일정 수준 이상으로 보장되어야 하며, 이에 따라 카메라 장치(10)의 사이즈 축소에 한계가 있다.
또는, 도시되지 않았으나, 이미지 센서(14)와 필터층(16)은 접착부재를 통하여 접합될 수도 있다. 이때, 접착부재는 이미지 센서(14)와 필터층(16) 사이에서 이미지 센서(14)의 가장자리에 배치될 수 있다. 접착부재는 에폭시 수지를 포함할 수 있으며, 접착부재의 두께로 인하여 이미지 센서(14)와 필터층(16) 사이의 두께는 200㎛ 이상 보장되어야 한다.
이에 따르면, 이미지 센서(14)와 필터층(16) 사이에는 에어 캐비티가 형성될 수 있으며, 에어 캐비티로 인하여 필터층(16)을 통과한 빛이 이미지센서에 도달하는 광 투과율이 낮아질 수 있다.
렌즈 어셈블리(18)는 적어도 한 매의 렌즈를 포함하며, 소정의 화각(field of view) 및 초점거리를 가지고 입사광을 굴절시켜 이미지 센서(14)에 전달할 수 있다. 렌즈 어셈블리(18)는 액추에이터(미도시)에 의하여 이동할 수 있다. 렌즈 어셈블리(18)가 복수 매의 렌즈를 포함하는 경우, 각 렌즈들은 중심축을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수 있다. 여기서, 중심축은 광학계의 광축(Optical axis)과 동일할 수 있다.
렌즈 어셈블리(18)는 고정 초점거리 렌즈(fixed focal length lens)를 포함할 수 있다. 고정 초점거리 렌즈(fixed focal length lens)는 “단일 초점거리 렌즈” 또는 “단(單) 렌즈”로 칭해질 수도 있다. 또는, 렌즈 어셈블리(18)는 가변 렌즈를 포함할 수도 있다. 가변 렌즈는 초점 가변 렌즈일 수 있다. 또한 가변 렌즈는 초점이 조절되는 렌즈일 수 있다. 가변 렌즈는 액체 렌즈, 폴리머 렌즈, 액정 렌즈, VCM 타입, SMA 타입 중 적어도 하나일 수 있다. 액체 렌즈는 하나의 액체를 포함하는 액체 렌즈와 두개의 액체를 포함하는 액체 렌즈를 포함할 수 있다. 하나의 액체를 포함하는 액체 렌즈는 액체와 대응되는 위치에 배치되는 멤브레인을 조절하여 초점을 가변시킬 수 있으며, 예를 들어 마그넷과 코일의 전자기력에 의해 멤브레인을 가압하여 초점을 가변시킬 수 있다. 두개의 액체를 포함하는 액체 렌즈는 전도성 액체와 비전도성 액체를 포함하여 액체 렌즈에 인가되는 전압을 이용하여 전도성 액체와 비전도성 액체가 형성하는 계면을 조절할 수 있다. 폴리머 렌즈는 고분자 물질을 피에조 등의 구동부를 통해 초점을 가변시킬 수 있다. 액정 렌즈는 전자기력에 의해 액정을 제어하여 초점을 가변시킬 수 있다. VCM 타입은 고체 렌즈 또는 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 마그넷과 코일간의 전자기력을 통해 조절하여 초점을 가변시킬 수 있다. SMA 타입은 형상기억합금을 이용하여 고체 렌즈 또는 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 제어하여 초점을 가변시킬 수 있다.
하우징(20)은 인쇄회로기판(12)의 상부 가장자리에 배치될 수 있다. 하우징(20)은 제1 하우징(20a)과 제2 하우징(20b)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(20a)은 이미지 센서(14) 및 필터층(16)을 포함하는 이미지 센서 패키지를 수용할 수 있고, 제2 하우징(20b)은 렌즈 어셈블리(18)를 수용할 수 있다. 제1 하우징(20a)의 하단부는 접착 부재에 의해 인쇄회로기판(12)의 상부면에 접합되어 결합될 수 있다. 이때, 하우징(20)은 도시되지 않았지만, 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와 일체로 형성될 수 있다.
도 1 및 이에 관한 설명은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치의 전체적인 구조 및 작동 원리의 한 예를 설명하기 위한 의도로 작성된 것이다. 도 1 및 이에 관한 설명 중 일부는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치에 적용될 수 있으나, 본 발명의 실시예가 도 1에 도시된 세부적인 구성으로 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 이미지 센서(120), 이미지 센서(120) 상에 배치된 코팅층(130), 코팅층(130) 상에 배치된 필터층(140), 그리고 인쇄회로기판(110), 이미지 센서(120) 및 필터층(140)을 결합하는 몰딩층(150)을 포함한다.
이미지 센서(120)는 와이어(160) 본딩에 의해 인쇄회로기판(110)의 상부에 배치될 수 있고, 필터층(140)은 이미지 센서(120)의 상부에 배치될 수 있다. 이미지 센서(120) 및 필터층(140)에는 도 1의 이미지 센서(14) 및 필터층(16)에 관한 설명과 동일한 설명이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서(120) 및 필터층(140)은 몰딩층(150)에 의하여 고정될 수 있다. 몰딩층(150)은 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있으며, 인쇄회로기판(110) 상에서 이미지 센서(120) 및 필터층(140)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있고, 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어(160) 및 수동소자(152)를 몰딩할 수 있다. 몰딩층(150) 내에는 몰딩층(150)을 구조적으로 지지하고 몰딩을 용이하게 하기 위한 댐 구조물이 더 배치될 수 있다. 이에 따르면, COB(chip on board) 구조에 비하여 이미지 센서 패키지(100)의 두께를 줄일 수 있고, 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어(160)가 안정적으로 고정될 수 있으며, 이미지 센서 패키지(100)이 조립 공정 및 구조가 단순화될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코팅층(130)은 이미지 센서(120) 상에 배치되고, 코팅층(130) 상에는 필터층(140)이 배치된다. 이에 따라, 코팅층(130)의 제1면(132)은 이미지 센서(120)에 접촉하고, 제1면(132)의 반대면인 코팅층(130)의 제2면(134)은 필터층(140)에 접촉할 수 있다. 여기서, 코팅층(130)은 접착층 또는 접합층이라 지칭될 수도 있다.
이에 따르면, 이미지 센서(120)와 필터층(140)이 코팅층(130)을 통하여 접합되므로, 이미지 센서(120)와 필터층(140)을 고정하기 위한 별도의 구조물이 요구되지 않으며, 이미지 센서 패키지(100)의 조립 공정 및 구조가 단순화될 수 있다. 또한, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에 공기층이 형성되지 않거나 최소화 할 수 있으므로, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에 습기 또는 오염 물질이 침투할 가능성을 줄일 수 있으며, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이의 습기 또는 오염 물질 침부 최소화 및 인덱스 매칭(각 층 간의 빛 투과율 차이 최소화)을 할 수 있으므로, 광 투과율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 코팅층(130)은 Si, 예를 들어 실란, 실라잔 및 실리카 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이와 같이, 코팅층(130)이 Si를 포함하면, 이미지 센서(120) 및 필터층(140)은 코팅층(130)을 통하여 직접 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에 공기층이 형성되지 않거나 공기층을 최소화 할 수 있음으로 인해 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에 습기 또는 오염 물질이 침투할 가능성을 줄일 수 있으면서도, 높은 광 투과율로 인하여 고품질의 이미지를 얻을 수 있다. 이때 코팅층(130) 및 필터층(140)의 광 투과율은 86 내지 94%이고, 바람직하게는 88 내지 93%, 더욱 바람직하게는 90 내지 93%, 더욱 바람직하게는 92 내지 93%일 수 있다.
예를 들어, 코팅층(130)은 Si를 포함하며 용액 상태인 소재를 이미지 센서(120) 상에 코팅한 후 경화시키는 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 코팅층(130)은 폴리실라잔을 이미지 센서(120) 상에 코팅한 후 경화시키는 방법에 의하여 형성될 수 있다. 이때, 폴리실라잔은 스프레이, 스핀 코팅 등의 습식 코팅 기법을 이용하여 코팅될 수 있다.
이에 따르면, 폴리실라잔이 경화되는 과정에서 유리화되므로, 높은 기재 부착력, 내열성 및 내구성을 가지며, 투명하고 광 투과율이 높아 광학 특성이 우수한 코팅층(130)을 얻을 수 있다.
이때, 이미지 센서(120)와 코팅층(130) 간의 접합력을 높이기 위하여 이미지 센서(120)의 표면은 Ar, O2, N2 등으로 플라즈마 처리될 수도 있다. 이미지 센서(120)의 표면이 플라즈마 처리되면, 이미지 센서(120)의 표면에는 폴리실라잔과 결합 가능한 작용기가 다수 형성될 수 있으며, 이에 따라 이미지 센서(120)와 폴리실라잔 간의 접합력이 높아질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코팅층(130)의 두께는 1㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 간의 거리는 1㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서 패키지(100)의 두께를 최소화할 수 있으며, 필터층(140)과 이미지 센서(120) 사이의 광 경로를 단축시키므로 광학 효율을 높일 수 있다.
표 1은 비교예 및 실시예에 따른 광 투과율을 나타낸다.
| 실험번호 | 광 투과율(%) |
| 비교예 1 | 91.58 |
| 실시예 1 | 92.47 |
| 비교예 2 | 85.27 |
| 실시예 2 | 90.74 |
비교예 및 실시예에서 필터층으로 베어글라스(Matsunami사 S9123, 1.3t)를 사용하였고, 코팅층을 형성하기 위하여 HTA-1500과 유기 폴리실라잔을 혼합한 용액을 사용하였으며, Nippon Denshoku사 Haze Meter 300A를 이용하여 광 투과도를 측정하였다.
비교예 1에서 베어글라스 1매의 광 투과도를 측정하였고, 실시예 1에서 코팅층이 형성된 베어글라스 1매의 광 투과도를 측정하였다. 비교예 2에서 2매의 베어글라스 사이에 에어 갭이 있는 베어글라스 2매의 광 투과도를 측정하였고, 실시예 2에서 2매의 베어글라스 사이에 코팅층이 형성된 베어글라스 2매의 광 투과도를 측정하였다.
비교예 1 및 실시예 1을 비교하면, 코팅층이 형성되지 않은 베어글라스에 비하여 코팅층이 형성된 베어글라스의 광 투과도가 높음을 알 수 있다. 이와 마찬가지로, 비교예 2 및 실시예 2를 비교하면, 에어 갭이 존재하는 베어글라스 2매에 비하여 코팅층이 존재하는 베어글라스 2매의 광 투과도가 높음을 알 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 이미지 센서의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 3을 참조하면, 이미지 센서(120)는 유효 영역(active area, 122) 및 유효 영역(122)을 둘러싸는 비유효 영역(non-active area, 124)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)은 복수의 픽셀이 배치된 수광부이며, 비유효 영역(122)에는 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩을 위한 패드(126)가 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코팅층(130)은 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에서 이미지 센서(120) 및 필터층(140)에 접촉하도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 간 거리를 100㎛ 이하, 바람직하게는 50㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이하로 유지할 수 있으므로, 이미지 센서 패키지(100)의 전체 사이즈를 줄일 수 있다. 또한, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에는 공기층을 대신하여 광 입사 효율이 높은 코팅층(130)이 배치되므로, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이의 공기층으로 인하여 광이 반사되어 이미지가 왜곡되는 문제를 방지할 수 있다. 또한 이에 따라 광 투과율을 향상 시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 코팅층(130)은 이미지 센서(120)의 유효 영역(122) 상에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 필터 층 및 코팅층을 통과하여 수광부인 유효 영역(122)으로 입사되는 광의 광 투과율을 86 이상, 바람 직하게 86 내지 94%로 유지할 수 있으므로, 고품질의 이미지를 얻을 수 있다.
이때, 코팅층(130)의 양면 중 필터층(140)과 접촉하는 제2면(134)은 필터층(140)의 전체 면적 대비 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상 필터층(140)과 직접 접촉하도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)와 필터층(140)이 코팅층(130)을 통하여 우수한 접합력으로 직접 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 간 이격 공간 내 광 반사로 인한 이미지 왜곡 및 투과율 감소를 최소화할 수 있다.
여기서, 필터층(140)의 전체 면적은 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)의 면적보다 크고, 이미지 센서(120)의 전체 면적보다 작을 수 있다. 이와 같이, 필터층(140)의 전체 면적이 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)의 면적보다 크면, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)으로 입사되는 광의 입사 효율이 높을 수 있다. 또한, 필터층(140)의 전체 면적이 이미지 센서(120)의 전체 면적보다 작으면, 이미지 센서(120)의 비유효 영역(124) 상에 배치된 패드(126)에 와이어(160) 본딩 시 작업이 용이하며, 본딩된 와이어(160)가 필터층(140)의 하면이 아닌 필터층(140)의 외측에 배치될 수 있으므로, 와이어 본딩의 불량 또는 이탈 가능성을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라 이미지센서 패키지 전체의 폭을 줄일 수 있어 작은 사이즈의 이미지센서 패키지를 만들 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 몰딩층(150)은 이미지 센서(120) 및 필터층(140)을 고정한다. 이를 위하여, 몰딩층(150)은 인쇄회로기판기판(110) 상에서 이미지 센서(120), 코팅층(130) 및 필터층(140)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110), 이미지 센서(120), 코팅층(130) 및 필터층(140)은 별도의 구조물 없이 몰딩층(150)에 의하여 동시에 고정될 수 있으므로, 조립 공정 및 구조가 단순하고, 이미지 센서 패키지(100)의 전체 사이즈를 줄이는 것이 가능하다. 여기서, 몰딩층(150)은 수지 조성물, 바람직하게는 에폭시계 수지 및 실리콘계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 수지 조성물을 포함할 수 있다.
이때, 몰딩층(150)의 일부는 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 몰딩층(150)의 일부는 이미지 센서(120)의 상면, 코팅층(130)의 측면 및 필터층(150)의 하면에 의하여 형성된 공간(A1) 내에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120), 코팅층(130) 및 필터층(140)이 더욱 안정적으로 고정될 수 있으며, 이미지 센서(120)와 필터층(140) 사이의 빈 공간을 최소화할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(120)의 상면, 코팅층(130)의 측면 및 필터층(150)의 하면에 의하여 형성된 공간(A1)은 이미지 센서(120)의 비유효 영역(124)의 상면일 수 있다. 이에 따르면, 몰딩층(150)에 의하여 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)에 입사되는 광의 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 몰딩층(150)의 일부는 이미지 센서(120)의 비유효 영역(124)으로부터 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110)의 경계를 통하여 인쇄회로기판(110)의 상면까지 연장되도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 몰딩층(150)은 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어(160)를 몰딩하므로, 와이어 본딩의 불량을 최소화할 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 몰딩층(150)을 통하여 방출될 수도 있다.
한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 코팅층(130)의 폭은 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)의 폭보다 더 클 수 있다. 즉, 코팅층(130)의 면적은 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)의 면적보다 더 클 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122) 전체가 코팅층(130)에 의하여 커버되므로, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)과 필터층(140) 간 공기층에 의한 광 반사를 방지할 수 있고, 이미지 왜곡 및 투과율 감소를 최소화할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 코팅층(130)은 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)뿐만 아니라, 비유효 영역(124) 상에도 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122) 전체가 코팅층(130)에 의하여 커버되므로, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)과 필터층(140) 간 공기층에 의한 광 반사를 방지할 수 있고, 이미지 왜곡 및 투과율 감소를 최소화할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 코팅층(130)은 이미지 센서(120)의 측면 및 인쇄회로기판(110) 상에도 더 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110) 간 경계면이 코팅층(130)에 의하여 높은 강도로 접합될 수 있다. 도면상 이미지 센서(120)의 상면의 코팅층과 인쇄회로기판(110) 상의 코팅층이 분리된 것으로 보이지만, 상기 패드(126)이 배치 되지 않은 영역에서 이미지 센서(120)의 상면의 코팅층과 인쇄회로기판(110) 상의 코팅층이 일체로 형성될 수 있다.
한편, 이상의 실시예에서는 인쇄회로기판(110)이 단층의 리지드 기판인 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)의 인쇄회로기판(110)은 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판일 수도 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다. 도 1 내지 도 6에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 인쇄회로기판(110)은 리지드 영역과(110a, 110b)과 플렉시블 영역(110c)를 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판일 수 있다. 이때, 이미지 센서(120), 코팅층(130), 필터층(140) 및 렌즈 어셈블리(미도시)는 리지드 영역(110a)에 배치되고, 다른 리지드 영역(110b)에는 다른 부품, 예를 들어 단자 등이 배치되며, 하나의 리지드 영역(110a)과 다른 리지드 영역(110b) 사이에 플렉시블 영역(110c)이 배치될 수 있다.
이때, 리지드 영역(110a, 110b)은 각각 제1 리지드층(rigid layer 1, RL1), 제1 리지드층(RL1) 상에 배치된 플렉시블층(flexible layer, FL) 및 플렉시블층(FL) 상에 배치된 제2 리지드층(rigid layer 2, RL2)을 포함할 수 있으며, 플렉시블 영역(110c)은 리지드 영역(110a, 110b)의 플렉시블층(FL)에 연결될 수 있다.
이에 따르면, 인쇄회로기판(110)은 리지드 영역(110a, 110b) 사이의 플렉시블 영역(110c)에 의하여 접힐 수 있으며, 좁은 면적 내에서 접힌 상태로 카메라 장치(10)가 수용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (14)
- 인쇄회로기판,
상기 인쇄회로기판 상에 배치된 이미지 센서,
상기 이미지 센서 상에 배치된 코팅층,
상기 코팅층 상에 배치된 필터층, 그리고
상기 인쇄회로기판, 상기 이미지 센서 및 상기 필터층을 결합하는 몰딩층을 포함하고,
상기 이미지 센서는 유효 영역 및 상기 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역을 포함하고,
상기 코팅층은 상기 유효 영역 상에 배치된 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층이 형성되는 코팅층 영역은 상기 유효 영역보다 더 넓은 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층의 제1면은 상기 이미지 센서에 접촉하고, 상기 제1면의 반대면인 상기 코팅층의 제2면은 상기 필터층에 접촉하며,
상기 코팅층 및 상기 필터층의 광 투과율은 86 내지 94%이고,
상기 코팅층은 Si를 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 상기 비유효 영역 상에 더 배치된 이미지 센서 패키지. - 제4항에 있어서,
상기 코팅층은 상기 이미지 센서의 측면에 더 배치된 이미지 센서 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 코팅층은 상기 인쇄회로기판 상에 더 배치된 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 몰딩층의 일부는 상기 이미지 센서 및 상기 필터층 사이에 배치된 이미지 센서 패키지. - 제7항에 있어서,
상기 몰딩층의 일부는 상기 이미지 센서의 비유효 영역 상에 배치된 이미지 센서 패키지. - 제3항에 있어서,
상기 코팅층의 제2면은 상기 필터층의 전체 면적 대비 50% 이상인 이미지 센서 패키지. - 제9항에 있어서,
상기 필터층의 전체 면적은 상기 이미지 센서의 유효면적보다 크고, 상기 이미지 센서의 전체 면적보다 작은 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 실란, 실라잔 및 실리카 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서와 상기 필터층 간 거리는 100㎛ 이하인 이미지 센서 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 기판의 리지드 영역 상에 배치된 이미지 센서 패키지. - 이미지 센서 패키지, 그리고
상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고,
상기 이미지 센서 패키지는
인쇄회로기판,
상기 인쇄회로기판 상에 배치된 이미지 센서,
상기 이미지 센서 상에 배치된 코팅층,
상기 코팅층 상에 배치된 필터층, 그리고
상기 인쇄회로기판, 상기 이미지 센서 및 상기 필터층을 결합하는 몰딩층을 포함하고,
상기 이미지 센서는 유효 영역 및 상기 유효 영역을 둘러싸는 비유효 영역을 포함하고,
상기 코팅층은 상기 유효 영역 상에 배치되는
카메라 장치.
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| KR1020200060469A KR20210143544A (ko) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200060469A KR20210143544A (ko) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020200060469A KR20210143544A (ko) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 |
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2020
- 2020-05-20 KR KR1020200060469A patent/KR20210143544A/ko unknown
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