KR20210143545A - 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents

이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210143545A
KR20210143545A KR1020200060470A KR20200060470A KR20210143545A KR 20210143545 A KR20210143545 A KR 20210143545A KR 1020200060470 A KR1020200060470 A KR 1020200060470A KR 20200060470 A KR20200060470 A KR 20200060470A KR 20210143545 A KR20210143545 A KR 20210143545A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image sensor
circuit board
printed circuit
layer
heat dissipation
Prior art date
Application number
KR1020200060470A
Other languages
English (en)
Inventor
엄성수
이솔잎
이희정
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020200060470A priority Critical patent/KR20210143545A/ko
Priority to PCT/KR2021/005663 priority patent/WO2021235744A1/ko
Priority to US17/922,632 priority patent/US20230171874A1/en
Priority to CN202180036725.4A priority patent/CN115668501A/zh
Publication of KR20210143545A publication Critical patent/KR20210143545A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0207—Cooling of mounted components using internal conductor planes parallel to the surface for thermal conduction, e.g. power planes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H05K1/0278—Rigid circuit boards or rigid supports of circuit boards locally made bendable, e.g. by removal or replacement of material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고 상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며, 상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉한다.

Description

이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치{IMAGE SENSOR PACKAGE AND CAMERA DEVICE COMPRISING THE SAME}
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.
한편, 이미지 센서는 고화소화 및 동영상 프레임의 고속화 추세에 따라 기존 대비 전력 소모량 및 발열량이 늘어나고 있다. 이에 따라, 이미지 센서에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 방출하기 위한 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소형으로 구현 가능하며 방열 성능이 우수한 카메라 장치의 이미지 센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고 상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며, 상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉한다.
상기 복수의 관통홀은 금속으로 채워질 수 있다.
상기 복수의 관통홀은 상기 방열층까지 연장되도록 형성될 수 있다.
상기 방열층은 금속산화물을 포함하는 절연기판을 포함할 수 있다.
상기 금속산화물은 상기 절연기판 전체에 대하여 90wt% 이상으로 포함될 수 있다.
상기 금속산화물은 Al 및 Mg 중 적어도 하나의 산화물일 수 있다.
상기 방열층은 상기 절연기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치된 열전달물질층을 더 포함할 수 있다.
상기 방열층은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 배치된 열전달물질층 및 상기 열전달물질층 상에 배치된 제2 금속층을 포함하고, 상기 제1 금속층은 상기 인쇄회로기판과 접촉하고, 상기 제2 금속층은 상기 이미지 센서와 접촉하며, 상기 제1 금속층의 두께는 상기 제2 금속층의 두께보다 클 수 있다.
상기 열전달물질층은 상기 제1 금속층의 상면, 상기 제1 금속층의 측면 및 상기 인쇄회로기판의 상면에 배치될 수 있다.
상기 열전달물질층은 상기 제2 금속층의 하면 및 상기 제2 금속층의 측면에 더 배치될 수 있다.
상기 열전달물질층은 상기 이미지 센서의 측면에 더 배치될 수 있다.
상기 이미지 센서의 배선은 상기 방열층에 배치된 회로 패턴에 연결될 수 있다.
상기 방열층의 면적은 상기 이미지 센서의 면적보다 크고 상기 인쇄회로기판의 면적보다 작을 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 인쇄회로기판의 리지드 영역 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치는 이미지 센서 패키지, 그리고 상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고 상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며, 상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구조가 간단하고, 제작 공정이 단순하며, 소형화된 카메라 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 고성능을 지원하면서도 방열 성능이 우수한 이미지 센서 패키지를 얻을 수 있다.
도 1은 카메라 장치의 한 예의 단면도이다.
도 2 내지 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이다.
도 6은 도 5의 일부 확대도이다.
도 7(a), 도 7(b) 및 도 7(c)는 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.
또는, 도시되지 않았으나, 이미지 센서(14)와 필터층(16)은 접착부재를 통하여 접합될 수도 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 2 내지 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2 내지 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 이미지 센서(120), 인쇄회로기판(110)과 이미지 센서(120) 사이에 배치된 방열층(130)을 포함한다.
여기서, 이미지 센서(120)는 와이어(160) 본딩에 의해 인쇄회로기판(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이미지 센서(120)에는 도 1의 이미지 센서(14)에 관한 설명과 동일한 설명이 적용될 수 있다.
도시되지 않았으나, 이미지 센서 패키지(100)는 이미지 센서(120) 상에 배치된 필터층을 더 포함할 수 있다. 필터층은 도 1에 도시된 바와 같이 필터층을 지지하는 지지 수단(예, 하우징)을 이용하여 이미지 센서(120)로부터 이격되도록 배치되거나, 이미지 센서(120)와 직접 접촉하도록 배치되거나, 접착층을 매개로 이미지 센서(120)와 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 이미지 센서(120) 및 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어를 몰딩하는 몰딩층(150)을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 몰딩층(150)은 이미지 센서(120)의 비유효 영역으로부터 방열층(130)을 거쳐 인쇄회로기판(110)까지 연장되도록 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. 또한, 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 외부로 방출될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)의 제1면(132)은 인쇄회로기판(110)의 제1면(112) 상에서 인쇄회로기판(110)의 제1면(112)과 접촉하고, 방열층(130)의 제2면(134)은 이미지 센서(120)와 접촉하도록 배치된다. 이때, 방열층(130)의 열전도도는 인쇄회로기판(110)의 열전도도보다 높을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(110)에는 인쇄회로기판(110)의 제1면(112)으로부터 제1면(112)의 반대 면인 인쇄회로기판(110)의 제2면(114)까지 관통하는 복수의 관통홀(116)이 형성될 수 있고, 복수의 관통홀(116)은 방열층(130)과 접촉할 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열은 방열층(130)으로 전달되고, 방열층(130)으로 전달된 열은 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이때, 복수의 관통홀(116)은 열전도성 물질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 열전도성 물질은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하는 열전도성 금속일 수 있다. 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)의 열전도도가 인쇄회로기판(110)의 열전도도보다 높으므로, 이미지 센서(120)에서 발생하여 방열층(130)으로 전달된 열은 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 효율적으로 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 관통홀(116)은 방열층(130)까지 연장되도록 형성될 수도 있다. 즉, 방열층(130)에도 복수의 관통홀(136)이 형성되며, 복수의 관통홀(136)은 방열층(130)의 열전도도보다 높은 열전도도를 가지는 열전도성 물질로 채워질 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열은 방열층(130)에 형성된 복수의 관통홀(136) 및 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 보다 효율적으로 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)의 면적은 이미지 센서(120)의 면적보다 클 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 방열층(130)을 통하여 효율적으로 방출될 수 있으며, 방열층(130) 상에 이미지 센서(120)를 용이하게 실장할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 인쇄회로기판(110)에 직접 연결될 수 있다. 이를 위하여, 방열층(130)의 면적은 인쇄회로기판(110)의 면적보다 작을 수 있으며, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 인쇄회로기판(110)의 제1면(112) 중 방열층(130)이 배치되지 않은 영역에 형성된 회로패턴(118)에 연결될 수 있다.
또는, 도 3에 도시된 바와 같이 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 방열층(130)을 통하여 인쇄회로기판(110)에 연결될 수도 있다. 이를 위하여, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 방열층(130)의 제2면(134) 중 이미지 센서(120)가 배치되지 않은 영역에 형성된 회로패턴(138)에 연결되며, 회로패턴(138)은 방열층(130)에 형성된 비아홀을 통하여 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 방열층을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 인쇄회로기판(110) 상에 방열층(130)이 배치되며, 방열층(130) 상에 이미지 센서(120)가 배치된다. 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 인쇄회로기판(110)에는 복수의 관통홀(116)이 형성되며, 복수의 관통홀(116)은 방열층(130)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 방열층(130)에는 복수의 관통홀(116)과 연결되는 복수의 관통홀(136)이 형성될 수 있으며, 이들 복수의 관통홀(116, 136)은 열전도성 물질로 채워질 수 있다.
또한, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(118)에 직접 연결되거나, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 방열층(130)의 회로패턴(138)을 통하여 인쇄회로기판(110)에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)은 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)을 포함할 수 있다. 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)의 열전도도는 인쇄회로기판(110)의 열전도도보다 높으므로, 이미지 센서(120)로부터 발생한 열은 방열층(130)을 통하여 효율적으로 인쇄회로기판(110)으로 전달될 수 있다. 여기서, 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)은 HTCC(High temperature co-fired ceramic) 또는 LTCC(Low temperature co-fired ceramic) 공법으로 인쇄회로기판(110) 상에 형성될 수 있다. HTCC 공법은 1300℃ 이상의 온도에서 소성하는 공법이고, LTCC 공법은 800 내지 1000℃의 온도에서 소성하는 공법이다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110)과 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)은 높은 접합 강도로 접합될 수 있으며, 절연기판(400)과 인쇄회로기판(110) 간 경계면에서의 열전달 효율이 높을 수 있다.
이때, 금속산화물은 절연기판 전체에 대하여 90wt% 이상으로 포함될 수 있으며, 금속산화물은 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나의 산화물일 수 있다. 예를 들어, 금속산화물은 Al2O3 및 MgO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따르면, 절연기판(400)의 열전도도가 높으므로, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 절연기판(400)을 통하여 효율적으로 외부로 방출될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)은 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)과 이미지 센서(120) 사이에 배치된 열전달물질층(Thermal Interface Material, 410)을 더 포함할 수 있다. 열전달물질층(410)의 양면은 절연기판(400) 및 이미지 센서(120)에 직접 접촉하며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열을 절연기판(400)으로 전달할 수 있다. 여기서, 열전달물질층(410)은 열전달 성능 및 접착 성능을 가지는 수지 조성물일 수 있으며, 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지와 무기충전재를 포함할 수 있다. 이와 같이, 절연기판(400)과 이미지 센서(120) 사이에 열전달물질층(410)이 더 배치되면, 절연기판(400)과 이미지 센서(120)가 높은 접합 강도로 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 효율적으로 절연기판(400)에 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이고, 도 6은 도 5의 일부 확대도이다. 도 1 내지 도 4에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 방열층(130)은 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 제1 금속층(500)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 금속층(500)은 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(118)과 함께 인쇄되되, 회로패턴(118)과 연결되지 않은 더미 금속패턴일 수 있다. 전술한 바와 같이, 인쇄회로기판(110)에는 열전도성 물질로 채워진 복수의 관통홀(116)이 형성되며, 복수의 관통홀(116)은 제1 금속층(500)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제1 금속층(500)의 열은 복수의 관통홀(116)을 통하여 외부로 방출될 수 있으며, 제1 금속층(500)은 방열 패드 또는 방열 패턴이라 지칭될 수도 있다.
여기서, 제1 금속층(500)의 재료 및 두께는 인쇄회로기판(110) 상의 회로패턴(118)의 재료 및 두께와 동일할 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110) 상에 회로패턴(118)을 인쇄할 때 제1 금속층(500)도 함께 인쇄할 수 있으므로, 방열 패드를 형성하기 위한 별도의 공정이 요구되지 않을 수 있다.
한편, 방열층(130)은 제1 금속층(500) 상에 배치된 열전달물질층(510)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 열전달물질층(510)은 열전달 성능 및 접착 성능을 가지는 수지 조성물일 수 있으며, 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지와 무기충전재를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 금속층(500)과 이미지 센서(120) 사이에 열전달물질층(510)이 더 배치되면, 제1 금속층(500)과 이미지 센서(120)가 높은 접합 강도로 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 효율적으로 제1 금속층(500)에 전달될 수 있다.
또한, 방열층(130)은 열전달물질층(510) 상에 배치된 제2 금속층(520)을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 열전달물질층(510)의 양면은 제1 금속층(500) 및 제2 금속층(520)에 직접 접촉하며, 제2 금속층(520)의 양면은 열전달물질층(510) 및 이미지 센서(120)에 직접 접촉할 수 있다. 이를 위하여, 제2 금속층(520)은 이미지 센서(120)의 한 면에 코팅될 수 있으며, 제1 금속층(500)의 두께는 제2 금속층(520)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(500)의 두께는 10 내지 20㎛이고, 제2 금속층(520)의 두께는 0.1 내지 2㎛, 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎛일 수 있다. 이와 같이, 방열층(130)이 이미지 센서(120)에 코팅된 제2 금속층(520)을 더 포함하는 경우, 이미지 센서(120)의 열이 더욱 효율적으로 열전달물질층(510) 및 제1 금속층(500)으로 전달될 수 있다.
이때, 열전달물질층(510)은 제1 금속층(500)의 상면 및 제1 금속층(500)의 측면을 커버하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 열전달물질층(510)은 인쇄회로기판(110)의 상면에도 배치될 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110)에는 제1 금속층(500)뿐만 아니라 열전달물질층(510)을 통해 열이 전달되므로, 이미지 센서 패키지(100)의 방열 성능이 높아질 수 있다. 또한, 열전달물질층(510)에 의하여 제1 금속층(500) 및 인쇄회로기판(110) 간 경계가 접합될 수 있으므로, 제1 금속층(500) 및 인쇄회로기판(110) 간 접합 강도가 더욱 높아질 수 있다.
또한, 열전달물질층(510)은 제2 금속층(520)의 하면 및 제2 금속층(520)의 측면을 커버하도록 배치될 수 있으며, 이미지 센서(120)의 측면에도 더 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)의 열이 제2 금속층(520)뿐만 아니라 열전달물질층(510)에도 직접 전달될 수 있으므로, 이미지 센서 패키지(100)의 방열 성능이 더욱 높아질 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(a), 도 7(b) 및 도 7(c)는 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(a) 내지 도 7(c)를 참조하면, 인쇄회로기판(110)은 리지드 영역과(110a, 110b)과 플렉시블 영역(110c)를 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판일 수 있다. 이때, 이미지 센서(120), 방열층(130), 필터층(미도시) 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.
이때, 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)은 제1 리지드층(RL1), 플렉시블층(FL) 및 제2 리지드층(RL2)을 관통하도록 형성될 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 (15)

  1. 인쇄회로기판,
    상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고
    상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며,
    상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉하는 이미지 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 관통홀은 금속으로 채워진 이미지 센서 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 관통홀은 상기 방열층까지 연장되도록 형성된 이미지 센서 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 금속산화물을 포함하는 절연기판을 포함하는 이미지 센서 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속산화물은 상기 절연기판 전체에 대하여 90wt% 이상으로 포함되는 이미지 센서 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속산화물은 Al 및 Mg 중 적어도 하나의 산화물인 이미지 센서 패키지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 방열층은 상기 절연기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치된 열전달물질층을 더 포함하는 이미지 센서 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 배치된 열전달물질층 및 상기 열전달물질층 상에 배치된 제2 금속층을 포함하고, 상기 제1 금속층은 상기 인쇄회로기판과 접촉하고, 상기 제2 금속층은 상기 이미지 센서와 접촉하며, 상기 제1 금속층의 두께는 상기 제2 금속층의 두께보다 큰 이미지 센서 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열전달물질층은 상기 제1 금속층의 상면, 상기 제1 금속층의 측면 및 상기 인쇄회로기판의 상면에 배치된 이미지 센서 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열전달물질층은 상기 제2 금속층의 하면 및 상기 제2 금속층의 측면에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열전달물질층은 상기 이미지 센서의 측면에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 배선은 상기 방열층에 배치된 회로 패턴에 연결된 이미지 센서 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 방열층의 면적은 상기 이미지 센서의 면적보다 크고 상기 인쇄회로기판의 면적보다 작은 이미지 센서 패키지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 인쇄회로기판의 리지드 영역 상에 배치된 이미지 센서 패키지.
  15. 이미지 센서 패키지, 그리고
    상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 이미지 센서 패키지는
    인쇄회로기판,
    상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고
    상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며,
    상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉하는 카메라 장치.
KR1020200060470A 2020-05-20 2020-05-20 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 KR20210143545A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200060470A KR20210143545A (ko) 2020-05-20 2020-05-20 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
PCT/KR2021/005663 WO2021235744A1 (ko) 2020-05-20 2021-05-06 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
US17/922,632 US20230171874A1 (en) 2020-05-20 2021-05-06 Image sensor package and camera device including same
CN202180036725.4A CN115668501A (zh) 2020-05-20 2021-05-06 图像传感器封装及包括其的相机装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200060470A KR20210143545A (ko) 2020-05-20 2020-05-20 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210143545A true KR20210143545A (ko) 2021-11-29

Family

ID=78698006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200060470A KR20210143545A (ko) 2020-05-20 2020-05-20 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210143545A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10750112B2 (en) Substrate structures for image sensor modules and image sensor modules including the same
US8902356B2 (en) Image sensor module having image sensor package
US7929033B2 (en) Image sensor package and camera module having same
US20050099532A1 (en) Image pickup device and a manufacturing method thereof
US8194162B2 (en) Imaging device
JP2007012995A (ja) 超小型カメラモジュール及びその製造方法
JPH1049105A (ja) 一体化光電パッケージ
CN108701696B (zh) 玻璃中介层模块、成像装置和电子设备
JP2008258949A (ja) 固体撮像装置
JP2010045082A (ja) 表示素子・電子素子モジュールおよびその製造方法、電子情報機器
US20140285671A1 (en) Infrared imaging device and infrared imaging module
US20230276112A1 (en) Image sensor package and camera device comprising same
US9111826B2 (en) Image pickup device, image pickup module, and camera
US10224357B1 (en) Image sensor packages
CN112804427A (zh) 图像采集模块
KR20210153363A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
KR20210143545A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
KR20210143546A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
US20230171874A1 (en) Image sensor package and camera device including same
KR20210153362A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
KR20220023489A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
KR20210061799A (ko) 카메라 모듈
JP2009003058A (ja) カメラモジュール、台座マウント及び撮像装置
KR20210115480A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
KR20210153361A (ko) 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치