KR20210153363A - 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents

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KR20210153363A
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이솔잎
엄성수
이희정
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 지지부재, 상기 지지부재 상에 배치되며, 홀이 형성된 인쇄회로기판, 상기 홀 내에 배치된 이미지 센서, 상기 이미지 센서의 상에 배치된 필터층, 그리고, 상기 홀 내에서 상기 이미지 센서와 상기 지지부재 사이에 배치된 방열부재를 포함한다.

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.
이때, 이미지 센서에서 발생하는 열은 인쇄회로기판을 통하여 배출될 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서로부터 인쇄회로기판을 통하여 열이 효율적으로 배출되는 구조가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방열 구조를 개선한 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 지지부재, 상기 지지부재 상에 배치되며, 홀이 형성된 인쇄회로기판, 상기 홀 내에 배치된 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층, 그리고, 상기 홀 내에서 상기 이미지 센서와 상기 지지부재 사이에 배치된 방열부재를 포함한다.
상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면은 서로 이격되도록 배치되고, 상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면 사이에는 상기 방열부재가 더 배치될 수 있다.
상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면 간 이격 거리는 10 내지 40㎛일 수 있다.
상기 방열부재는 상기 지지부재의 상면과 상기 이미지 센서의 하면 사이에 배치된 제1 방열부재 및 상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면 사이에 배치된 제2 방열부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 방열부재는 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 방열부재는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
상기 홀의 측벽과 상기 제1 방열부재의 측면은 서로 이격되며, 상기 제2 방열부재는 상기 홀의 측벽과 상기 제1 방열부재의 측면 사이에 더 배치될 수 있다.
상기 제2 방열부재는 상기 제1 방열부재와 상기 지지부재 사이에 더 배치될 수 있다.
상기 제2 방열부재는 상기 제1 방열부재와 상기 이미지 센서 사이에 더 배치될 수 있다.
상기 지지부재는 상기 이미지 센서를 향하도록 돌출된 돌출면을 포함하고,
상기 돌출면은 상기 홀 내에 배치될 수 있다.
상기 방열부재는 상기 돌출면과 상기 이미지 센서 사이에 배치될 수 있다.
상기 홀의 측벽은 상기 돌출면의 측면 및 상기 이미지 센서의 측면으로부터 이격되며, 상기 방열부재는 상기 홀의 측벽과 상기 돌출면의 측면 및 상기 이미지 센서의 측면 사이에 더 배치될 수 있다.
상기 지지부재는 열전도율이 30W/mK 이상일 수 있다.
상기 지지부재는 스테인리스스틸을 포함할 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 지지부재, 상기 지지부재 상에 배치되며, 홀이 형성된 인쇄회로기판, 상기 홀 내에 배치된 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층, 그리고, 상기 홀 내에서 상기 이미지 센서와 상기 지지부재 사이에 배치된 방열부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서로부터 발생한 열을 복수의 면을 통하여 외부로 효율적으로 배출하는 이미지 센서 패키지 및 카메라 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시에에 따르면, 이미지 센서의 하면과 열교환하는 지지부재를 포함하여, 인쇄회로기판뿐만 아니라 지지부재를 통하여도 이미지 센서의 열이 배출될 수 있으며, 이미지 센서의 방열 속도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치에 포함되는 이미지 센서의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 홀 내에 이미지 센서가 배치된 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 부분 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 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치에 포함되는 이미지 센서의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 장치(10)는 이미지 센서 패키지(100)와 이미지 센서 패키지(100) 상의 렌즈 어셈블리(200)를 포함하고, 이미지 센서 패키지(100)는 지지부재(110), 지지부재(110) 상에 배치된 인쇄회로기판(120), 인쇄회로기판(120)에 연결되는 이미지 센서(130), 이미지 센서(130) 상에 배치된 필터층(140) 및 인쇄회로기판(120) 상에 배치되는 하우징(150)을 포함한다.
인쇄회로기판(120) 및 이미지센서(130)는 지지부재(110) 상에 배치된다. 그리고, 이미지 센서(130)는 지지부재(10) 상에 배치된다. 이때, 지지부재(110)는 열전도성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지부재(110)는 스테인리스스틸을 포함할 수 있다. 또한, 지지부재(110)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 다만, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다.
이에 따르면, 이미지 센서(130)의 하측에서 열교환하는 지지부재(110)를 포함하여, 인쇄회로기판(120)뿐만 아니라 지지부재(110)를 통하여도 이미지 센서(130)의 열이 배출될 수 있으며, 이미지 센서(120)의 방열 성능을 높일 수 있다.
인쇄회로기판(120)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board), 세라믹 인쇄회로기판(Ceramic Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다.
이미지 센서(130)는 와이어(160) 본딩에 의해 인쇄회로기판(120)과 연결될 수 있다. 이미지 센서(130)는 입사되는 광을 집광하여 영상신호를 생성하는 것으로, 이미지 센서(130)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(130)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(130)의 유효 영역(active area)일 수 있다. 이미지 센서(130)의 유효 영역은 수광부와 혼용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서(130)는 유효 영역(active area, 132) 및 유효 영역(132)을 둘러싸는 비유효 영역(non-active area, 134)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 이미지 센서(130)의 유효 영역(132)은 복수의 픽셀이 배치된 수광부이며, 비유효 영역(134)에는 와이어 본딩을 위한 패드(136)가 형성될 수 있다.
필터층(140)의 전체 면적은 이미지 센서(130)의 유효 영역(132)의 면적보다 클 수 있다. 이와 같이, 필터층(140)의 전체 면적이 이미지 센서(130)의 유효 영역(132)의 면적보다 크면, 이미지 센서(130)의 유효 영역(132)으로 입사되는 광의 입사 효율이 높을 수 있다. 도시되지 않았으나, 필터층(140)은 이미지 센서(130)의 전체 면적보다 작을 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(130)의 비유효 영역(134) 상에 배치된 패드(136)에 와이어(160) 본딩 시 작업이 용이하며, 본딩된 와이어(160)가 필터층(140)의 하면에서 일부 외측으로 배치될 수 있으므로, 와이어 본딩의 불량 또는 이탈 가능성을 최소화할 수 있다.
필터층(140)은 글래스 기판으로 구현될 수 있으며, 글래스 기판은 글래스 소재로 이루어진 투명 또는 반투명 기판일 수 있다. 필터층(140)은 소정 파장의 광을 제한하거나 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 필터층(140)은 적외선을 차단하는 IR 차단층일 수 있다.
일반적으로, 필터층(140)은 이미지 센서(130)와 이격되도록 배치될 수 있다. 필터층(140)은 도시된 바와 같이 하우징(150)에 접합될 수 있다.
하우징(150)은 인쇄회로기판(120)의 상부 가장자리에 배치될 수 있다. 하우징(150)의 하단부는 접착 부재에 의해 인쇄회로기판(120)의 상부면에 접합되어 결합될 수 있다. 그리고 하우징(150)의 상부면에는 렌즈 어셈블리(200)가 배치될 수 있다. 하우징(150)은 필터층(140)을 수용할 수 있다. 이때, 필터층(140)은 하우징(150)에 의하여 고정될 수 있다. 하우징(150)은 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
렌즈 어셈블리(200)는 적어도 한 매의 렌즈를 포함하며, 소정의 화각(field of view) 및 초점거리를 가지고 입사광을 굴절시켜 이미지 센서(130)에 전달할 수 있다. 렌즈 어셈블리(200)는 액추에이터(미도시)에 의하여 이동할 수 있다. 렌즈 어셈블리(200)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(200)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(200)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.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서(130)는 인쇄회로기판(120)에 형성된 홀 내에 배치된다. 이에 따르면, 이미지 센서(130)에서 발생되는 열은 인쇄회로기판(120)의 홀이 형성된 내측면으로 전달될 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 홀에 이미지 센서가 배치된 상태를 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 홀에 이미지 센서 및 방열부재가 배치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 인쇄회로기판(120)은 지지부재(110) 상에 배치되며, 인쇄회로기판(120)은 지지부재(110)를 향하도록 배치된 제1면(121)과, 제1면에 반대면인 제2면(122)을 포함한다. 제1면(121)에서 제2 면(122)까지의 거리는 이미지 센서(130)의 두께보다 클 수 있다. 예를 들면, 제1면(121)에서 제2 면(122)까지의 거리는 300 내지 500 um, 바람직하게는 350 내지 450 um, 더욱 바람직하게는 400um일 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(120)을 소정의 두께로 형성하여, 인쇄회로기판(120)의 자체의 열용량을 향상시킬 수 있다.
인쇄회로기판(120)에는 제1면(121)과 제2면(122)을 관통하는 홀(120H)이 형성된다. 이때, 홀(120H)은 인쇄회로기판(120)의 중심 영역을 포함하도록 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 홀(120H)은 인쇄회로기판(120)의 모서리로부터 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다. 이때, 인쇄회로기판(120)은 홀(120H)을 둘러싸는 측벽(123)이 형성될 수 있다. 그리고, 홀(120H)의 하부는 지지부재(110)에 의하여 폐쇄될 수 있다.
이미지 센서(130)는 홀(120H) 내에 배치된다. 이때, 이미지 센서(130)의 하면과 측면이 홀(120H) 내에 배치될 수 있다. 이미지 센서(130)가 인쇄회로기판(120)의 홀(120H) 내에 배치되면, 이미지 센서(130)의 열이 이미지 센서(130)의 측면으로부터 홀(120H)의 측벽(123)으로 전달될 수 있다, 그리고, 이미지 센서(130)의 상면은 인쇄회로기판(120)의 제2면(122)과 동일한 평면 상에 배치될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
실시예에 따르면, 홀(120H)은 X 방향 길이(
Figure pat00001
)가 이미지 센서(130)의 X 방향 폭 보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 홀(120H)은 Y 방향 길이(
Figure pat00002
)가 이미지 센서(130)의 Y 방향 폭보다 크게 형성될 수 있다. 그리고, 홀(120H)은 Z 방향 길이(
Figure pat00003
)가 이미지 센서(130)의 Z 방향 두께보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 홀(120H)의 Z 방향 길이(
Figure pat00004
)는 인쇄회로기판(120)의 제1면(121)에서 제2면(122)까지의 거리에 대응할 수 있다.
이로 인해, 이미지 센서(130)의 측면은 인쇄회로기판(120)의 홀(120H)의 측벽(123)과 이격 배치될 수 있다. 예를 들면, 측벽(123)과 이미지 센서(130)의 측면 간의 이격 거리는 1 내지 100㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛, 더욱 바람직하게는 15 내지 35㎛일 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(130)의 열이 이미지 센서(130)의 측면으로부터 홀(120H)의 측벽(123)으로 효율적으로 전달될 수 있다.
그리고, 이미지 센서(130)의 하면과 지지부재(110)의 상면은 이격 배치될 수 있다. 이때, 홀(120H) 내의 이미지 센서(130)를 제외한 공간에는 후술될 방열부재(170)가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(120)의 홀(120H) 내에 배치되는 방열부재(170)를 더 포함할 수 있다.
방열부재(170)는 홀(120H) 내에서 이미지 센서(130)와 지지부재(110)의 사이에 배치될 수 있다. 방열부재(170)는 열전도성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 이때, 방열부재(170)는 이미지 센서(130)에서 배출되는 열을 지지부재(110) 및 인쇄회로기판(120)으로 전달할 수 있다.
이를 위해, 방열부재(170)는 제1 방열부재(171) 및 제2 방열부재(172)를 포함할 수 있다.
제1 방열부재(171)와 제2 방열부재(172)는 서로 다른 소재로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 방열부재(171)와 제2 방열부재(172)의 열전도도는 상이할 수 있다. 또한, 제1 방열부재(171)와 제2 방열부재(172)는 경도가 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 제1 방열부재(171)는 제2 방열부재(172)보다 경도가 높은 소재일 수 있다. 한편, 제2 방열부재(172)는 연질의 소재일 수 있다. 그리고, 제2 방열부재(172)는 점착성을 가질 수 있다.
이에 따르면, 제1 방열부재(171)는 이미지 센서(130)와 지지부재(110)의 사이에 배치되고, 제2 방열부재가(171)는 지지부재(110), 인쇄회로기판(120), 이미지 센서(130) 및 제1 방열부재(171)를 제외한 나머지 공간에 충진될 수 있다. 이때, 제2 방열부재(172)는 홀(120H) 내에 형성되는 공극에 충진될 수 있다. 이러한 방열부재(170)는 홀(120H) 내에 공극의 발생을 줄이고, 지지부재(110), 인쇄회로기판(120) 및 이미지 센서(130) 사이의 열교환 효율을 높여줄 수 있다.
제1 방열부재(171)는 열전도성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 방열부재(171)는 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제1 방열부재(171)는 은(Ag), 금(Au) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 재질에 한정되는 것은 아니다. 제1 방열부재(171)의 열전도도는 50 내지 500W/mK, 바람직하게는 100 내지 400W/mK, 보다 바람직하게는 150 내지 350W/mK 일 수 있다. 한편, 제2 방열부재(172)는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 제2 방열부재(172)의 열전도도는 1 내지 10W/mK, 바람직하게는 2 내지 5W/mK, 보다 바람직하게는 3W/mK 일 수 있다.
제1 방열부재(171)는 지지부재(110)의 상면과 이미지 센서(130)의 하면 사이에 배치되어, 이미지 센서(130)의 하면에서 배출되는 열을 지지부재(110)로 전달할 수 있다. 한편, 제2 방열부재(172)는 홀(120H)의 측벽(123)과 이미지 센서(130)의 측면과 사이에 배치되어, 이미지 센서(130)의 측면에서 배출되는 열을 인쇄회로기판(120)으로 전달할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 방열부재(171)의 X 방향 폭은 홀(120H)의 X 방향 길이(
Figure pat00005
) 보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 제1 방열부재(171)의 Y 방향 폭은 홀(120H)의 Y 방향 길이(
Figure pat00006
) 보다 작게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 방열부재(171)의 Z 방향 두께는 홀(120H)의 Z 방향 길이(
Figure pat00007
) 보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 제1 방열부재(171)의 Z 방향 두께와 이미지 센서(130)의 Z 방향 두께를 합은 홀(120H)의 Z 방향 길이(
Figure pat00008
) 보다 작을 수 있다.
또한, 제1 방열부재(171)의 X 또는 Y 방향 폭은 이미지 센서(130)의 X 또는 Y 방향 폭에 동일하게 형성될 수 있다. 한편, 제1 방열부재(171)의 X 또는 Y 방향 폭은 이미지 센서(130)의 X 또는 Y 방향 폭과 상이할 수 있다. 이때, 제1 방열부재(171)의 X 또는 Y 방향 폭과 이미지 센서(130)의 X 또는 Y 방향 폭의 차이는 40um 이하일 수 있다.
이때, 제1 방열부재(170)의 측면은 홀(120H)의 측벽(123)과 이격 배치될 수 있으며, 제1 방열부재(170)의 하면은 지지부재(110)의 상면과 이격 배치될 수 있다. 이때, 제2 방열부재(172)는 제1 방열부재(170)의 측면과 홀(120H)의 측벽(123) 사이에 더 배치될 수 있고, 방열부재(170)의 하면과 지지부재(110)의 상면 사이에 더 배치될 수 있다.
이러한 방열부재(170)는 이미지 센서(130)의 측면에서 배출되는 열을 인쇄회로기판(120)으로 전달하며, 이미지 센서(130)의 하면에서 방출되는 열을 지지부재(110)로 전달하여, 이미지 센서(130)의 열 배출 경로를 다양하게 구현하고, 이미지 센서(130)의 열 교환 면적을 넓혀 방열 효과를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 홀에 지지부재, 이미지 센서 및 방열부재가 배치된 상태를 도시한 단면도이다.
본 실시예서 도 3에서 나타낸 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 지지부재(180)는 적어도 일부가 홀(120H) 내에 배치될 수 있다. 이때, 지지부재(180)는 도 3에서 나타낸 지지부재(110)와 동일한 소재를 가질 수 있다.
지지부재(180)는 이미지 센서(130)를 향하여 돌출된 돌출면(182A)을 포함할 수 있다. 이때, 돌출면(182A)은 홀(120H) 내에 배치될 수 있다. 이를 위해, 지지부재(180)는 제1 영역(181)과 제2 영역(182)을 포함할 수 있다.
제1 영역(181)은 인쇄회로기판(120)의 하측에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 영역(181)은 인쇄회로기판(120)의 제1면(121)과 접촉할 수 있다.
제2 영역(182)은 제1 영역(181)에서 이미지 센서(130) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 제2 영역(182)은 홀(120H) 내에 배치될 수 있다. 제2 영역(182)의 상면에는 돌출면(182A)이 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 제2 영역(182)은 X 방향 폭이 홀(120H)의 X 방향 길이(
Figure pat00009
) 보다 작게 형성될 수 있다. 또한 제2 영역(182)은 Y 방향 폭이 홀(120H)의 Y 방향 길이(
Figure pat00010
) 보다 작게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 영역(181)의 상면에서부터 돌출면(182A) 까지의 거리(D1)는 홀(120H)의 Z 방향 길이(
Figure pat00011
) 보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 제1 영역(181)의 상면에서부터 돌출면(182A)까지의 거리(D1)와 이미지 센서(130)의 Z 방향 두께의 합은 홀(120H)의 Z 방향 길이(
Figure pat00012
) 보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따르면, 돌출면(182A)은 이미지 센서(130)의 하면과 이격 배치될 수 있다. 그리고, 제2 영역(182)의 측면은 홀(120H)의 측벽(123)과 이격 배치될 수 있다.
이때, 방열부재(190)는 돌출면(182A)과 이미지 센서(130)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제2 영역(182)의 측면과 홀(120H)의 측벽(123) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 방열부재(190)는 이미지 센서(130)의 하면에서 배출되는 열을 지지부재(180)로 전달하고, 이미지 센서(130)의 측면에서 배출되는 열을 인쇄회로기판(120)으로 전달할 수 있다.
실시예에 따르면, 방열부재(190)는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 제2 방열부재(172)의 열전도도는 1 내지 10W/mK, 바람직하게는 2 내지 5W/mK, 보다 바람직하게는 3W/mK 일 수 있다.
이에 따르면, 지지부재(180)의 일측이 이미지 센서(130)에 인접하여 열교함으로써, 이미지 센서(130)에서 지지부재(180)로 전달되는 열의 열저항을 낮추고 이미지 센서(130)의 열교환 효율을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
도 10을 참조하면, 인쇄회로기판(120)은 리지드 영역(120a, 120b)과 플렉시블 영역(120c)를 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판일 수 있다. 이때, 이미지 센서(130), 필터층(140) 및 하우징(150)은 리지드 영역(120a)에 배치되고, 다른 리지드 영역(120b)에는 다른 부품, 예를 들어 단자 등이 배치되며, 하나의 리지드 영역(120a)과 다른 리지드 영역(120b) 사이에 플렉시블 영역(120c)이 배치될 수 있다.
이때, 리지드 영역(120a, 120b)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(120c)은 리지드 영역(120a, 120b)의 플렉시블층(FL)에 연결될 수 있다.
이에 따르면, 인쇄회로기판(120)은 리지드 영역(120a, 120b) 사이의 플렉시블 영역(120c)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. 지지부재,
    상기 지지부재 상에 배치되며, 홀이 형성된 인쇄회로기판,
    상기 홀 내에 배치된 이미지 센서,
    상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층, 그리고,
    상기 홀 내에서 상기 이미지 센서와 상기 지지부재 사이에 배치된 방열부재를 포함하는 이미지 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면은 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면 사이에는 상기 방열부재가 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면 간 이격 거리는 10 내지 40㎛인 이미지 센서 패키지
  4. 제2항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 지지부재의 상면과 상기 이미지 센서의 하면 사이에 배치된 제1 방열부재 및 상기 홀의 측벽과 상기 이미지 센서의 측면 사이에 배치된 제2 방열부재를 포함하는 이미지 센서 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 방열부재는 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 센서 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 방열부재는 에폭시 수지를 포함하는 이미지 센서 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 홀의 측벽과 상기 제1 방열부재의 측면은 서로 이격되며, 상기 제2 방열부재는 상기 홀의 측벽과 상기 제1 방열부재의 측면 사이에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 방열부재는 상기 제1 방열부재와 상기 지지부재 사이에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 방열부재는 상기 제1 방열부재와 상기 이미지 센서 사이에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 이미지 센서를 향하도록 돌출된 돌출면을 포함하고, 상기 돌출면은 상기 홀 내에 배치되는 이미지 센서 패키지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 돌출면과 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 이미지 센서 패키지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 홀의 측벽은 상기 돌출면의 측면 및 상기 이미지 센서의 측면으로부터 이격되며, 상기 방열부재는 상기 홀의 측벽과 상기 돌출면의 측면 및 상기 이미지 센서의 측면 사이에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 열전도율이 30W/mK 이상인 이미지 센서 패키지,
  14. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 스테인리스스틸을 포함하는 이미지 센서 패키지.
  15. 이미지 센서 패키지, 그리고
    상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 이미지 센서 패키지는
    지지부재,
    상기 지지부재 상에 배치되며, 홀이 형성된 인쇄회로기판,
    상기 홀 내에 배치된 이미지 센서,
    상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층, 그리고,
    상기 홀 내에서 상기 이미지 센서와 상기 지지부재 사이에 배치된 방열부재를 포함하는 카메라 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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