KR20220018698A - 언더필이 구비된 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈 - Google Patents
언더필이 구비된 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220018698A KR20220018698A KR1020200099075A KR20200099075A KR20220018698A KR 20220018698 A KR20220018698 A KR 20220018698A KR 1020200099075 A KR1020200099075 A KR 1020200099075A KR 20200099075 A KR20200099075 A KR 20200099075A KR 20220018698 A KR20220018698 A KR 20220018698A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image sensor
- package
- sensor chip
- glass substrate
- substrate
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 174
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 62
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical class C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
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
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
-
- 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
- H01L27/1462—Coatings
-
- 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
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14623—Optical shielding
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- 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
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- 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
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
이미지 센서 패키지는 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환하는 이미지 센서 칩, 상기 이미지 센서 칩의 하부에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩으로부터 출력된 상기 전기 신호를 처리하는 패키지 기판, 상기 이미지 센서 칩의 상부에 이격 배치되는 글래스 기판, 상기 패키지 기판의 상면과 상기 글래스 기판의 하면 사이에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩의 측면을 둘러싸는 밀봉 부재, 및 상기 패키지 기판 상에서 상기 밀봉 부재의 외측에 배치되고, 단일 소재를 포함하는 보호 부재를 포함하되, 상기 밀봉 부재와 상기 보호 부재는 다른 물질을 포함한다.
Description
본 개시는 이미지 센서 패키지, 이를 포함하는 이미지 센서 모듈 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
포토 다이오드를 포함하는 CMOS 이미지 센서는 디지털 카메라, 휴대전화용 카메라 및 휴대용 캠코더와 같은 일반 소비자용 전자기기뿐만 아니라, 자동차, 보안장치 및 로봇에 장착되는 카메라에도 사용되고 있다.
멀티레벨 적층 구조의 이미지 센서 패키지에서 점차 길어지는 배선 경로와 한정된 배선 공간에 따른 한계를 극복하고 최적화된 SI(signal integrity) 및 PI(power integrity) 특성을 확보하기 위한 새로운 구조를 개발할 필요가 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 과제는 면적과 두께를 최소화한 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 개시의 실시예들에 따른 다른 과제는 칩-온-웨이퍼(CoW; Clip on waper) 기술을 이용해 글래스 기판이 적층된 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 개시의 실시예들에 따른 또 다른 과제는 광학적인 손실을 최소화한 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 개시의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환하는 이미지 센서 칩, 상기 이미지 센서 칩의 하부에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩으로부터 출력된 상기 전기 신호를 처리하는 패키지 기판, 상기 이미지 센서 칩의 상부에 이격 배치되는 글래스 기판, 상기 패키지 기판의 상면과 상기 글래스 기판의 하면 사이에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩의 측면을 둘러싸는 밀봉 부재, 및 상기 패키지 기판 상에서 상기 밀봉 부재의 외측에 배치되고, 단일 소재를 포함하는 보호 부재를 포함하되, 상기 밀봉 부재와 상기 보호 부재는 다른 물질을 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환하는 이미지 센서 칩, 상기 이미지 센서 칩의 하부에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩으로부터 출력된 상기 전기 신호를 처리하는 패키지 기판, 상기 이미지 센서 칩의 상부에 이격 배치되는 글래스 기판, 상기 패키지 기판과 상기 글래스 기판을 접착하고, 상기 이미지 센서 칩의 측면을 둘러싸는 밀봉 부재, 및 상기 패키지 기판 상에서 상기 밀봉 부재의 외측에 배치되는 보호 부재를 포함하되, 상기 밀봉 부재는, 상기 패키지 기판과 접하는 제1 서브 부재, 및 상기 제1 서브 부재와 다른 물질을 포함하고, 상기 글래스 기판과 접하는 제2 서브 부재를 포함하고, 상기 보호 부재의 접착력은 상기 제1 서브 부재의 접착력보다 크다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되는 이미지 센서 패키지, 상기 이미지 센서 패키지 상에 배치되고, IR 필터를 포함하는 광학 필터, 상기 광학 필터 상에 배치되고, 복수의 렌즈를 포함하는 광학계, 상기 광학 필터를 고정 및 지지하는 브라켓, 및 상기 광학계를 고정 및 지지하는 하우징을 포함하되, 상기 이미지 센서 패키지는, 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환하는 이미지 센서 칩, 상기 베이스 기판 상에 및 상기 이미지 센서 칩의 하부에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩으로부터 출력된 상기 전기 신호를 처리하는 패키지 기판, 상기 이미지 센서 칩 및 상기 패키지 기판 상에서 수광 공간을 가지고 배치되는 글래스 기판, 상기 패키지 기판과 상기 글래스 기판을 접착하고, 상기 이미지 센서 칩의 측면을 둘러싸는 밀봉 부재, 및 상기 패키지 기판 상에서 상기 밀봉 부재의 외측에 배치되고, 단일 소재를 포함하는 보호 부재를 포함하고, 상기 밀봉 부재는, 상기 패키지 기판과 접하는 제1 서브 부재, 및 상기 제1 서브 부재와 다른 물질을 포함하고, 상기 글래스 기판과 접하는 제2 서브 부재를 포함하고, 상기 밀봉 부재와 상기 보호 부재는 서로 다른 물질을 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈은 면적과 두께가 감소될 수 있고, 그에 따른 SI(signal integrity) 및 PI(power integrity) 특성이 개선될 수 있다.
또한, 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈은 광학적인 손실이 감소될 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 투영 상면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 4 내지 도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조 방법을 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 12 내지 도 18은 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 투영 상면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 4 내지 도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조 방법을 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 12 내지 도 18은 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 이미지 센서 모듈(1)은 베이스 기판(40), 이미지 센서 패키지(ISP), 브라켓(51), 광학 필터(52), 하우징(61) 및 광학계(62)를 포함한다.
베이스 기판(40)은 이미지 센서 모듈(1)의 베이스 부재일 수 있다. 일 실시예로, 베이스 기판(40)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 가요성 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board), 실리콘 베이스 기판, 세라믹 기판, 유리 기판 또는 절연성 회로 기판들 중에서 선택될 수 있다. 실시예에 따라, 베이스 기판(40)은 보강 플레이트로서 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 열전도성 금속을 포함할 수 있다.
도시하진 않았지만, 베이스 기판(40)에는 메모리 칩들이 실장 되어 있을 수 있다. 상기 메모리 칩들은 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory), PRAM(phase-change random access memory), MRAM (magnetoresistive random access memory), FeRAM(ferroelectric random access memory) RRAM (resistive random access memory), 플래시 메모리 (flash memory), 및 EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이미지 센서 패키지(ISP)는 베이스 기판(40)에 칩 온 웨이퍼(COW: chip-on-wafer) 접합 방식에 의해 부착될 수 있다. 이미지 센서 패키지(ISP)는 베이스 기판(40)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 이미지 센서 패키지(ISP)는 하부에 범프(230)들을 포함하고, 베이스 기판(40) 상부면에는 기판 패드(410)들을 포함할 수 있다. 범프(230)들은 기판 패드(410)들에 각각 연결될 수 있다. 이미지 센서 패키지(ISP)와 베이스 기판(40)은 범프(230)들 및 기판 패드(410)들에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예로, 이미지 센서 패키지(ISP)는 이미지 센서 칩(10), 패키지 기판(20), 글래스 기판(30), 복수의 범프(230)들, 밀봉 부재(80) 및 보호 부재(70)를 포함할 수 있다. 이미지 센서 패키지(ISP)에 대한 설명은 도 2 및 도 3을 통해 자세하게 후술된다.
일 실시예로, 브라켓(51)은 이미지 센서 패키지(ISP)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 브라켓(51)은 이미지 센서 패키지(ISP)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이미지 센서 패키지(ISP)는 브라켓(51) 내에 배치될 수 있다. 브라켓(51)은 기판 패드(410)들보다 외측에 배치될 수 있다. 브라켓(51)은 베이스 기판(40)으로부터 상측으로 연장할 수 있다.
일 실시예로, 광학 필터(52)는 이미지 센서 패키지(ISP) 상에 이미지 센서 패키지(ISP)와 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 광학 필터(52)는 IR 필터를 포함할 수 있다. 광학 필터(52)는 브라켓(51)에 의해 베이스 기판(40) 상에서 지지될 수 있다. 광학 필터(52)는 브라켓(51)에 의해 이미지 센서 패키지(ISP) 상에 배치되어 이미지 센서 패키지(ISP)를 커버할 수 있다.
광학계(62)는 이미지 센서 패키지(ISP) 및 광학 필터(52)의 상부에 배치되어 피사체로부터의 광을 이미지 센서 패키지(ISP)로 가이드할 수 있다. 일 실시예로, 하우징(61)은 베이스 기판(40)의 상부에 부착되어 광학계(62)를 지지할 수 있다. 일 실시예로, 광학계(62)는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다. 복수의 렌즈들은 수직 방향으로 서로 중첩하도록 배열될 수 있다. 광학계(62)는 피사체로부터의 광을 이미지 센서 패키지(ISP) 상으로 포커싱할 수 있다. 광학계(62)는 하우징(61)에 의해 고정 및 지지될 수 있다.
일 실시예로, 하우징(61)은 브라켓(51) 보다 외측에서 베이스 기판(40) 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하우징(61)은 브라켓(51) 상에 배치될 수도 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 투영 상면도이다. 도 2는 이미지 센서 패키지(ISP)에서 패키지 기판(20)과 이미지 센서 칩(10)의 상면을 도시했다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서 칩(10)은 패키지 기판(20) 대비 작은 면적을 가지며, 평면상 패키지 기판(20) 내측에 위치할 수 있다.
일 실시예로, 이미지 센서 칩(10)은 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서 칩(10)은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환할 수 있다.
이미지 센서 칩(10)은 센서 어레이 영역(SAR; sensor array region) 및 주변 회로 영역(PCR; peripheral circuit region)을 포함할 수 있다. 여기서, 주변 회로 영역(PCR)은 회로 영역(CR; circuit region) 및 패드 영역(PR; pad region)을 포함할 수 있다.
센서 어레이 영역(SAR)에는 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 복수의 단위 픽셀(IPX)로 이루어지는 픽셀 어레이가 형성되어 있다. 예를 들어, 복수의 단위 픽셀(IPX)은 수동 픽셀 센서(passive pixel sensor) 또는 능동 픽셀 센서(active pixel sensor)를 포함할 수 있다. 복수의 단위 픽셀(IPX)은 각각 빛을 센싱하는 포토 다이오드(photo diode), 포토 다이오드에 의해 생성된 전하를 전달하는 트랜스퍼 트랜지스터(transfer transistor), 전달된 전하를 저장하는 플로팅 확산 영역(floating diffusion region), 플로팅 확산 영역을 주기적으로 리셋(reset)시키는 리셋 트랜지스터, 및 플로팅 확산 영역에 충전된 전하에 따른 신호를 버퍼링(buffering)하는 소스 팔로워(source follower)를 포함할 수 있다.
회로 영역(CR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 가장 자리를 따라서 위치할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 회로 영역(CR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 하부에서 센서 어레이 영역(SAR)과 수직으로 중첩되도록 위치할 수도 있다. 회로 영역(CR)은 복수의 트랜지스터들을 포함하는 전자 소자들로 구성될 수 있다. 회로 영역(CR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 단위 픽셀(IPX)에 일정한 신호를 제공하거나 출력 신호를 제어하기 위한 배선 구조를 포함할 수 있다.
패드 영역(PR)은 센서 어레이 영역(SAR)의 주위에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 패드 영역(PR)은 회로 영역(CR)의 외측 가장 자리를 따라서 위치할 수 있다. 패드 영역(PR)에는 외부 장치 또는 패키지 기판(20)과 전기적 신호를 송수신하는데 이용되는 복수의 도전성 패드(130)들이 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 각 도전성 패드(130)는 이미지 센서 칩(10)의 상면에 노출될 수 있다. 각 도전성 패드(130)는 복수의 단위 픽셀(IPX)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 각 도전성 패드(130)는 금속, 금속 질화물 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
이미지 센서 칩(10)은 복수의 도전성 패드(130)들과 회로 영역(CR)에 포함되는 전자 소자들 및 센서 어레이 영역(SAR)에 포함된 복수의 단위 픽셀(IPX)을 전기적으로 연결하는 복수의 배선 구조(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 배선 구조는 금속, 금속 질화물 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
일 실시예로, 패키지 기판(20)은 밀봉 영역(ADR), 보호 영역(PTR) 및 내부 영역(INR)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 밀봉 영역(ADR)은 패키지 기판(20)과 글래스 기판(30)이 부착되도록 밀봉 부재(80)가 배치되는 영역으로 정의될 수 있다. 일 실시예로, 밀봉 영역(ADR)은 이미지 센서 칩(10)의 외측을 소정의 간격을 두고 둘러쌀 수 있다. 패키지 기판(20) 상에서 이미지 센서 칩(10)을 포함하는 영역 및 밀봉 영역(ADR)과 이미지 센서 칩(10) 사이의 소정의 간격이 형성되는 영역은 함께 내부 영역(INR)으로 정의할 수 있다.
보호 영역(PTR)은 보호 부재(70)가 배치되는 영역으로 정의될 수 있다. 보호 영역(PTR)은 밀봉 영역(ADR)의 외측을 둘러싸도록 위치하고, 패키지 기판(20)의 테두리 상에 위치할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이미지 센서 칩(10)은 패키지 기판(20) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 이미지 센서 칩(10)은 광전 변환 소자층(110), 중간 배선층(120), 복수의 컬러 필터들(150) 및 복수의 마이크로 렌즈들(140)을 포함할 수 있다.
광전 변환 소자층(110)은 광전 변환 소자(111)를 포함하는 층에 해당한다. 광전 변환 소자(111)는 센서 어레이 영역(SAR) 내 배치될 수 있다. 광전 변환 소자(111)는 단위 픽셀(IPX)마다 배치될 수 있다. 광전 변환 소자(111)는 n형의 불순물 또는 p형의 불순물이 도핑된 복수의 불순물 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 광전 변환 소자(111)는 포토 다이오드의 형태로 구성될 수 있다.
광전 변환 소자층(110)은 광전 변환 소자(111)가 비배치된 부분에서 n형 또는 p형의 에피택셜(epitaxial)층을 포함할 수 있으며, n형 또는 p형의 에피택셜(epitaxial)층 내에는 n형 불순물을 고농도로 이온 주입하여 n형 딥 웰(deep well)이 형성되거나, p형 불순물을 고농도로 이온 주입하여 p형 딥 웰이 형성될 수도 있다.
광전 변환 소자층(110) 상에 중간 배선층(120)이 배치될 수 있다. 중간 배선층(120)은 배선 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예로 중간 배선층(120)은 배선 구조를 구성하는 복수의 금속층(121) 및 복수의 금속층(121) 사이에 배치되는 절연층(122)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 금속층(121)은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 텅스텐(W)과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 절연층(122)은 HDP(High Density Plasma) 산화막, TEOS(TetraEthOxySilane) 산화막, TOSZ(Tonen SilaZene), SOG(Spin On Glass), USG(Undoped Silica Glass) 또는 저유전막(low-k dielectric layer)을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 복수의 금속층(121) 내 배선 구조는 광전 변환 소자(111)와 비중첩할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이미지 센서로 입사되는 광은 배선 구조가 비배치되는 영역을 통해 광전 변환 소자(111)에 이를 수 있다.
중간 배선층(120) 상에 복수의 컬러 필터들(150)이 배치될 수 있다. 복수의 컬러 필터들(150)은 센서 어레이 영역(SAR) 내 배치될 수 있다. 복수의 컬러 필터들(150)은 단위 픽셀(IPX)마다 배치될 수 있다. 일 실시예로, 복수의 컬러 필터들(150)은 적색(red) 필터, 청색(blue) 필터 및 녹색(green) 필터를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수의 컬러 필터들(150)은 시안(cyan) 필터, 노랑(yellow) 필터 및 마젠타(magenta) 필터를 포함할 수도 있다.
복수의 컬러 필터들(150) 상에 복수의 마이크로 렌즈들(140)이 배치될 수 있다. 각 마이크로 렌즈(140)는 센서 어레이 영역(SAR)으로 입사되는 광을 각 단위 픽셀(IPX)에 집광시킬 수 있다. 예를 들어, 단위 픽셀(IPX)이 포토 다이오드를 포함하는 경우, 각 마이크로 렌즈(140)는 센서 어레이 영역(SAR)으로의 입사광을 각 단위 픽셀(IPX)의 포토 다이오드에 집광시킬 수 있다.
이미지 센서 칩(10)은 FSI(front side illumination) 구조 또는 BSI(back side illumination) 구조로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는 이미지 센서 칩(10)이 FSI(front side illumination) 구조인 것을 예로서 설명한다.
일 실시예로, 복수의 도전성 패드(130)는 패드 영역(PR)에서 광전 변환 소자층(110) 및 중간 배선층(120)을 관통하여 패키지 기판(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전성 패드(130)는 광전 변환 소자층(110) 및 중간 배선층(120)을 수직 관통하는 TSV(through silicon via) 컨택(131)을 통해 패키지 기판(20)에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 이미지 센서 칩(10)은 도전성 패드(130)를 통해 패키지 기판(20)으로 전기적 신호를 출력할 수 있다.
패키지 기판(20)은 이미지 센서 칩(10)의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 이미지 센서 칩(10)과 패키지 기판(20)은 웨이퍼간 본딩(wafer to wafer bonding) 공정을 통해 서로 부착될 수 있다. 실시예에 따라 이미지 센서 칩(10)과 패키지 기판(20)(예, 복수의 이미지 센서 칩(10)과 하나의 마더 패키지 기판(20a, 도 4 참조))은 대향하도록 부착된 후 각각 제조될 수 있다.
일 실시예로, 패키지 기판(20)은 재배선층(210) 및 배선 구조층(220)을 포함할 수 있다.
배선 구조층(220)은 재배선층(210) 상에 배치될 수 있다. 배선 구조층(220)은 이미지 센서 칩(10)으로부터 출력된 신호를 처리할 수 있다. 배선 구조층(220)은 디지털 신호 프로세서(DSP; digital signal processor), 프로세서 코어 IP(intellectual property), ADC(analog-to-digital converter), DAC(digital-to-analog converter) 또는 PLL(phase-locked loop)등과 같은 아날로그 IP 등을 포함하는 다양한 로직 회로가 구성하는 배선 구조를 포함할 수 있다. 또한, 배선 구조층(220)은 배선 구조들을 서로 절연하기 위한 절연막을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 패키지 기판(20)은 내부에 형성된 복수의 TSV 컨택(221)들을 포함할 수 있다. 복수의 TSV 컨택(221)들은 배선 구조층(220)을 수직으로 관통할 수 있다. 각 TSV 컨택(221)의 일 단부는 패키지 기판(20)의 상면에 노출되도록 형성되고, 타 단부는 재배선층(210) 내 재배선 라인(211)에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 TSV 컨택(221)들 중 적어도 일부는 이미지 센서 칩(10)에 형성된 복수의 도전성 패드(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라 재배선층(210)은 다층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 재배선층(210)은 서로 다른 레벨에 배치되는 복수의 재배선 라인(211)들 및 다른 레벨에 배치되는 재배선 라인(211)들을 수직으로 연결하는 재배선 비아(212)들을 포함할 수 있다. 또한, 재배선층(210)은 복수의 재배선 라인(211)들 사이를 포함한 재배선층(210) 전반에 걸쳐 형성된 재배선 절연층(213)을 더 포함할 수 있다.
재배선 라인(211) 및 상기 재배선 비아(212)는 금속, 금속 질화물, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 재배선 라인(211) 및 재배선 비아(212)는 W, Cu, Zr, Ti, Ta, Al, Ru, Pd, Pt, Co, Ni, 이들 각각의 질화물, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
일 예로, 재배선 절연층(213)은 패시베이션(passivation) 물질, 예를 들어 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 재배선 절연층(213)은 BCB(benzocyclobutenes), 폴리벤젠옥사졸, 에폭시, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
패키지 기판(20) 하부에 범프(230)들이 배치될 수 있다. 각 범프(230)들은 적어도 하나의 재배선 라인(211)과 전기적으로 연결될 수 있다. 각 범프(230)들은 베이스 기판(40) 상면에 형성된 기판 패드(410)들에 접촉될 수 있다.
패키지 기판(20) 및 이미지 센서 칩(10) 상부에 글래스 기판(30)이 배치될 수 있다. 글래스 기판(30)은 유리와 같은 투명한 물질로 이루어짐으로써 빛을 투과시킬 수 있다. 글래스 기판(30)은 이미지 센서 칩(10) 상에서 이미지 센서 칩(10)에 포함된 복수의 마이크로 렌즈(140)에 대면하도록 배치될 수 있다. 이미지 센서 칩(10)과 글래스 기판(30)의 사이에 수광 공간이 제공될 수 있다. 글래스 기판(30)은 밀봉 부재(80)에 의해 패키지 기판(20) 상에 고정될 수 있다. 일 실시예로 글래스 기판(30)의 두께(h2)는 약 300μm 내지 약 1000μm일 수 있다.
일 실시예로, 밀봉 부재(80)는 패키지 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 밀봉 부재(80)는 하면이 패키지 기판(20)과 접하고, 상면이 글래스 기판(30) 사이에 접하도록 배치되어, 이미지 센서 칩(10)과 상기 수광 공간을 외부로부터 밀봉시킬 수 있다. 또한, 이미지 센서 칩(10)은 센서 어레이 영역(SAR; sensor array region) 외측에 밀봉 부재(80)를 배치하여, 보호 부재(70)와 함께 광학적 손실을 최소화할 수 있다.
일 실시예로, 밀봉 부재(80)는 서로 다른 물질을 포함하는 제1 서브 부재(81)와 제2 서브 부재(82)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제1 서브 부재(81)는 밀봉 부재(80)에서 패키지 기판(20)과 접하는 하측을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 부재(81)는 밀봉 부재(80)에서 패키지 기판(20)과 접하는 면을 포함할 수 있다.
제1 서브 부재(81)는 갭필(gap fill) 소재일 수 있다. 일 실시예로, 제1 서브 부재(81)는 접착 패턴(pattern adhesive)일 수 있다. 예를 들어 제1 서브 부재(81)는 접착력을 가진 경화성 폴리머, 에폭시계 폴리머, 감광성 소재 또는 OCA(optical clear adhesive)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제2 서브 부재(82)는 밀봉 부재(80)에서 글래스 기판(30)과 접하는 상측을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 부재(82)는 밀봉 부재(80)에서 글래스 기판(30)과 접하는 면을 포함할 수 있다.
일 실시예로 제2 서브 부재(82)는 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 부재(82)는 W, Cu, Zr, Ti, Ta, Al, Ru, Pd, Pt, Co 또는 Ni를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 밀봉 부재(80)의 두께(h1)는 약 10μm 내지 약 50μm일 수 있다. 실시예에 따라, 제2 서브 부재(82)의 두께가 제1 서브 부재(81)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 일 실시예로, 밀봉 부재(80)의 폭(너비)은 약 30μm 내지 약 70μm일 수 있다.
보호 부재(70)는 밀봉 부재(80)의 외측 테두리를 감싸도록 형성될 수 있다. 일 실시예로, 보호 부재(70)는 패키지 기판(20)의 상면으로부터 소정의 높이까지 형성되어, 글래스 기판(30)의 테두리를 감쌀 수 있다. 일 실시예로, 보호 부재(70)의 최대 높이는 패키지 기판(20)의 상면을 기준으로 밀봉 부재(80)의 높이(두께) 이상이고, 글래스 기판(30)의 상면의 높이 이하일 수 있다. 일 실시예로, 보호 부재(70)의 폭(너비)은 약 30μm 내지 약 70μm일 수 있다.
한편, 보호 부재(70)는 제1 서브 부재(81) 및 제2 서브 부재(82)와 다른 물질을 포함할 수 있다. 보호 부재(70)의 접착력은 제1 서브 부재(81)의 접착력보다 높을 수 있다. 보호 부재(70)는 갭필(gap fill) 소재일 수 있다. 일 실시예로, 보호 부재(70)는 언더필(underfill) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 부재(70)는 열 경화성 수지와 같은 단일 소재(성분)의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 보호 부재(70)는 모세혈관(capillary) 특성을 가질 수 있다. 보호 부재(70)의 상면은 굴곡 지거나, 곡면인 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 부재(70)는 모세혈관 특성으로 인하여, 보호 부재(70)의 상면의 높이는 글래스 기판(30)과 접하는 면에서 가까울수록 높고, 글래스 기판(30)과 멀어질수록(소정의 거리까지) 점점 낮아질 수 있다. 예를 들어, 보호 부재(70)의 상면은 글래스 기판(30)과 멀어질수록(소정의 거리까지) 경사가 완만해질 수 있다.
일 실시예로, 보호 부재(70)의 외측 테두리는 패키지 기판(20)의 외측 테두리와 수직 방향(두께 방향)으로 일치할 수 있다.
도 4 내지 도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 제조 방법을 나타낸 개략적인 단면도이다.
먼저 도 4를 참조하면, 마더 글래스 기판(30a)의 일면(301a) 상에 복수의 제2 서브 부재(82)들을 형성시킬 수 있다. 마더 글래스 기판(30a)은 이후 공정에서 소정의 크기로 절단되어 이미지 센서 패키지(ISP)의 글래스 기판(30)을 구성할 수 있다. 마더 글래스 기판(30a)의 상기 일면(301a)은 도 3의 글래스 기판(30)을 기준으로 글래스 기판(30)의 하면에 대응한다.
명확시 도시되진 않았지만, 실시예에 따라, 각 제2 서브 부재(82)는 평면상 사각 링 형상으로 형성될 수 있다. 각 제2 서브 부재(82)는 상술한 것과 같이 불투명 금속 물질을 포함할 수 있다. 각 제2 서브 부재(82)는 얼라인 키(align key)의 기능을 포함할 수 있다.
각 제2 서브 부재(82)의 일면 상에 복수의 제1 서브 부재(81)들이 형성될 수 있다. 명확히 도시되진 않았지만, 각 제1 서브 부재(81)는 각 제2 서브 부재(82)의 평면상 형상에 대응되는 형상(예, 사각 링 형상)으로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 마더 글래스 기판(30a)은 각 글래스 기판(30)으로 절단될 수 있다. 일 실시예로, 쏘잉(sawing) 공정 또는 레이저(laser) 공정을 통해 마더 글래스 기판(30a)은 각 글래스 기판(30)으로 절단될 수 있다. 이에 대응하여, 마더 글래스 기판(30a)의 상기 일면(301a)은 각 글래스 기판(30) 일면(301)들로 분리될 수 있다.
도 6을 참조하면, 각 글래스 기판(30)을 마더 패키지 기판(20a) 상에 배치시킬 수 있다. 각 글래스 기판(30)의 일면 상에 배치된 제1 서브 부재(81)가 마더 패키지 기판(20a)에 부착될 수 있다. 각 글래스 기판(30) 및 밀봉 부재(80)는 마더 패키지 기판(20a) 상에 배치된 각 이미지 센서 칩(10)을 덮도록 배치될 수 있다.
일 실시예로, 각 글래스 기판(30)은 소정의 간격(w0)을 두고 마더 패키지 기판(20a) 상에 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 각 글래스 기판(30)의 소정의 간격(w0)으로 언더필 물질(70a)이 도포되고 경화될 수 있다. 예를 들어, 언더필 물질(70a)은 최상면의 높이가 각 글래스 기판(30)의 최하면 이상이고, 최상면 이하일 수 있다.
언더필 물질(70a)은 모세혈관(capillary) 특성을 가지므로, 실시예에 따라 언더필 물질(70a)의 상면의 높이는 글래스 기판(30)과 접하는 면에서 가까울수록 높고, 중심으로 갈수록 점점 낮아질 수 있다.
도 8을 참조하면, 각 글래스 기판(30)이 마더 패키지 기판(20a) 보다 하부에 위치하도록 각 글래스 기판(30)과 마더 패키지 기판(20a)을 뒤집은 후, 캐리어(91) 상에 배치시킬 수 있다.
각 글래스 기판(30)과 마더 패키지 기판(20a)을 캐리어(91)에 고정하기 위해, 각 글래스 기판(30) 상에 감광성 물질층(93)(예, 포토 레지스트 물질로 형성된 층)을 형성시키고, 점착층(92)을 사이에 두고 캐리어(91)에 고정시킬 수 있다. 감광성 물질층(93)은 글래스 기판(30)의 상면과 언더필 물질(70a)에 의해 형성된 틈을 메우고, 글래스 기판(30)의 상에서 상면이 평평하게 형성될 수 있다. 즉, 캐리어(91) 상에 점착층(92)이 배치되고, 점착층(92) 상에 감광성 물질층(93)이 배치되고, 감광성 물질 상에 각 글래스 기판(30) 및 언더필 물질(70a)이 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 마더 패키지 기판(20a)의 일부를 제거하고, 일부가 제거된 마더 패키지 기판(20a)의 일면 상에 재배선층(210) 및 범프(230)들을 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 마더 패키지 기판(20a) 일부를 제거하기 위해, 쏘잉 공정이 이용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 캐리어(91)로부터 각 글래스 기판(30) 및 일부가 제거된 마더 패키지 기판(20a)을 분리되고, 각 글래스 기판(30) 상에 형성된 감광성 물질층(93)이 제거될 수 있다.
도 11을 참조하면, 마더 패키지 기판(20a) 및 언더필 물질(70a)이 분리되어 각 이미지 센서 패키지(ISP)의 패키지 기판(20) 및 밀봉 부재(80)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 마더 패키지 기판(20a) 및 언더필 물질(70a)은 쏘잉 공정을 이용해 수직 방향으로 분리될 수 있다. 실시예에 따라, 언더필 물질(70a)의 중심 부분(예, 언더필 물질(70a)의 최상면에서 높이가 가장 낮은 부분)에서 수직 방향으로 절단되고, 마더 패키지 기판(20a)과 언더필 물질(70a)은 분리될 수 있다.
다음으로, 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 대해 설명하기로 한다. 이하, 도 1 내지 도 11과 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 설명을 생략하고, 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용하였다.
도 12 내지 도 18은 각각 본 개시의 실시예들에 따른 이미지 센서 패키지의 개략적인 단면도들이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_1)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 일측에 배치된 보호 부재(70)의 제1 두께(h3)와 타측에 배치된 보호 부재(70)의 제2 두께(h4)가 다른 점에서 그 차이가 있다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_2)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 보호 부재(70)의 상면의 최저점이 가장자리에 배치되지 않는 점에서 그 차이가 있다. 일 실시예로, 보호 부재(70)의 상면의 최저점은 외측 가장자리와 인접한 영역에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 보호 부재(70)의 상면은 글래스 기판(30)으로부터 소정의 지점까지 글래스 기판(30)과 멀어질수록 높이가 점차 낮아지나, 소정의 지점으로부터 외측 가장자리까지 글래스 기판(30)과 멀어질수록 높이가 점차 높아질 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_3)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 보호 부재(70)의 일측 상면은 글래스 기판(30)과 멀어질수록 높이가 점차 낮아지나, 타측 상면은 글래스 기판(30)으로부터 소정의 지점까지 글래스 기판(30)과 멀어질수록 높이가 점차 낮아지나, 소정의 지점으로부터 외측 가장자리까지 글래스 기판(30)과 멀어질수록 높이가 점차 높아질 수 있는 점에서 그 차이가 있다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_4)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 보호 부재(70)의 일측 폭(너비)(w1)과 타측 폭(너비)(w2)이 다른 점에서 그 차이가 있다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_5)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 밀봉 부재(80)의 일측 폭(너비)(w3)과 타측 폭(너비)(w4)이 다른 점에서 그 차이가 있다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_6)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 내부 영역(INR)에서 일측의 밀봉 영역(ADR)과 이미지 센서 칩(10) 사이의 간격 폭(너비)(w5)과 타측 간격 폭(너비)(w6)이 다른 점에서 그 차이가 있다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(ISP_7)는 도 3의 이미지 센서 패키지(ISP) 대비, 이미지 센서 칩(10_1)이 BSI(back side illumination) 구조로 구현된 점에서 그 차이가 있다. 일 실시예로, 도 3에 도시된 중간 배선층은 광전 변환 소자층(110) 하부에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 중간 배선층을 하부 배선층(120)으로 명명할 수 있다. 즉, 일 실시예로, 이미지 센서 칩(10_1)은 하부 배선층(120) 상에 광전 변환 소자층(110)이 배치되고, 광전 변환 소자층(110) 상에 컬러 필터(150)들이 배치되고, 컬러 필터(150)들 상에 마이크로 렌즈(140)들이 배치될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
1: 이미지 센서 모듈
10: 이미지 센서 칩
20: 패키지 기판 20a: 마더 패키지 기판
30: 글래스 기판 30a: 마더 글래스 기판
40: 베이스 기판 51: 브라켓
52: 광학 필터 61: 하우징
62: 광학계 70: 보호 부재
70a: 언더필 물질 80: 밀봉 부재
81: 제1 서브 부재 82: 제2 서브 부재
91: 캐리어 92: 점착층
93: 감광성 물질층 100: 이미지 센서
110: 광전 변환 소자층 111: 광전 변환 소자
120: 중간 배선층(또는, 하부 배선층) 121: 복수의 금속층
122: 절연층 130: 도전성 패드
131: 컨택 140: 마이크로 렌즈
150: 컬러 필터 210: 재배선층
211: 재배선 라인 212: 재배선 비아
213: 재배선 절연층 220: 배선 구조층
221: TSV 컨택 230: 범프
301: 일면 410: 기판 패드
ADR: 밀봉 영역 CR: 회로 영역
INR: 내부 영역 IPX: 단위 픽셀
ISP: 이미지 센서 패키지 PCR: 회로 영역
PR: 패드 영역 PTR: 보호 영역
SAR: 센서 어레이 영역
20: 패키지 기판 20a: 마더 패키지 기판
30: 글래스 기판 30a: 마더 글래스 기판
40: 베이스 기판 51: 브라켓
52: 광학 필터 61: 하우징
62: 광학계 70: 보호 부재
70a: 언더필 물질 80: 밀봉 부재
81: 제1 서브 부재 82: 제2 서브 부재
91: 캐리어 92: 점착층
93: 감광성 물질층 100: 이미지 센서
110: 광전 변환 소자층 111: 광전 변환 소자
120: 중간 배선층(또는, 하부 배선층) 121: 복수의 금속층
122: 절연층 130: 도전성 패드
131: 컨택 140: 마이크로 렌즈
150: 컬러 필터 210: 재배선층
211: 재배선 라인 212: 재배선 비아
213: 재배선 절연층 220: 배선 구조층
221: TSV 컨택 230: 범프
301: 일면 410: 기판 패드
ADR: 밀봉 영역 CR: 회로 영역
INR: 내부 영역 IPX: 단위 픽셀
ISP: 이미지 센서 패키지 PCR: 회로 영역
PR: 패드 영역 PTR: 보호 영역
SAR: 센서 어레이 영역
Claims (10)
- 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환하는 이미지 센서 칩;
상기 이미지 센서 칩의 하부에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩으로부터 출력된 상기 전기 신호를 처리하는 패키지 기판;
상기 이미지 센서 칩의 상부에 이격 배치되는 글래스 기판;
상기 패키지 기판의 상면과 상기 글래스 기판의 하면 사이에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩의 측면을 둘러싸는 밀봉 부재; 및
상기 패키지 기판 상에서 상기 밀봉 부재의 외측에 배치되고, 단일 소재를 포함하는 보호 부재를 포함하되,
상기 밀봉 부재와 상기 보호 부재는 다른 물질을 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 부재는 상기 글래스 기판의 테두리를 직접 둘러싸는 이미지 센서 패키지. - 제2 항에 있어서,
상기 보호 부재의 최대 높이는 상기 패키지 기판의 상면을 기준으로하는 상기 글래스 기판의 하면의 높이보다 높고, 상기 글래스 기판의 상면의 높이보다 낮은 이미지 센서 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 부재의 상면은 굴곡진 이미지 센서 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 보호 부재는 열경화성 수지를 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제5 항에 있어서,
상기 보호 부재는 모세혈관(capillary) 특성을 가진 이미지 센서 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 밀봉 부재는,
상기 패키지 기판 상에 배치되는 접착력을 가진 제1 서브 부재; 및
상기 제1 서브 부재 상에 배치되고, 금속 물질을 포함하는 제2 서브 부재를 포함하되,
상기 제1 서브 부재는 상기 패키지 기판의 상면에 직접 접하고,
상기 제2 서브 부재는 상기 글래스 기판의 하면에 직접 접하는 이미지 센서 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 패키지 기판은 내부에 수직으로 형성된 복수의 TSV(through silicon via) 컨택들을 포함하는 배선 구조층을 포함하는 이미지 센서 패키지. - 제8 항에 있어서,
상기 패키지 기판은 상기 배선 구조층 하부에 배치되고, 복수의 재배선 라인들 및 상기 재배선 라인들을 수직으로 연결하는 재배선 비아를 포함하는 재배선층을 더 포함하는 이미지 센서 패키지. - 외부로부터 수집된 광을 전기 신호로 전환하는 이미지 센서 칩;
상기 이미지 센서 칩의 하부에 배치되고, 상기 이미지 센서 칩으로부터 출력된 상기 전기 신호를 처리하는 패키지 기판;
상기 이미지 센서 칩의 상부에 이격 배치되는 글래스 기판;
상기 패키지 기판과 상기 글래스 기판을 접착하고, 상기 이미지 센서 칩의 측면을 둘러싸는 밀봉 부재; 및
상기 패키지 기판 상에서 상기 밀봉 부재의 외측에 배치되는 보호 부재를 포함하되,
상기 밀봉 부재는,
상기 패키지 기판과 접하는 제1 서브 부재; 및
상기 제1 서브 부재와 다른 물질을 포함하고, 상기 글래스 기판과 접하는 제2 서브 부재를 포함하고,
상기 보호 부재의 접착력은 상기 제1 서브 부재의 접착력보다 큰 이미지 센서 패키지.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200099075A KR20220018698A (ko) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 언더필이 구비된 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈 |
| US17/154,890 US11545512B2 (en) | 2020-08-07 | 2021-01-21 | Image sensor package with underfill and image sensor module including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200099075A KR20220018698A (ko) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 언더필이 구비된 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220018698A true KR20220018698A (ko) | 2022-02-15 |
Family
ID=80114182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200099075A KR20220018698A (ko) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 언더필이 구비된 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 이미지 센서 모듈 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11545512B2 (ko) |
| KR (1) | KR20220018698A (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12035060B2 (en) * | 2021-11-05 | 2024-07-09 | Omnivision Technologies, Inc. | Stacked image sensor |
| CN115360250A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-18 | Nano科技(北京)有限公司 | 基于tsv工艺的底电极共用探测器阵列结构及其制备方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001119006A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Sony Corp | 撮像デバイス及びその製造方法 |
| JP2005252183A (ja) | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| KR100775932B1 (ko) | 2005-03-04 | 2007-11-13 | 디엔제이 클럽 인코 | 카메라 모듈 및 그 제조 방법 |
| JP2006278726A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Sharp Corp | 半導体装置モジュール及び半導体装置モジュールの製造方法 |
| US20080191333A1 (en) | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Advanced Chip Engineering Technology Inc. | Image sensor package with die receiving opening and method of the same |
| TW201103128A (en) | 2009-07-03 | 2011-01-16 | Creative Sensor Inc | Image sensor and the method for package of the same |
| JP5497476B2 (ja) * | 2010-02-25 | 2014-05-21 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| TWI437700B (zh) | 2010-05-31 | 2014-05-11 | Kingpak Tech Inc | 晶圓級影像感測器構裝結構之製造方法 |
| US9275949B2 (en) * | 2011-06-01 | 2016-03-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| CN104364894B (zh) | 2012-05-30 | 2019-04-23 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置、半导体装置及摄像单元 |
| JP2016012695A (ja) | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 株式会社リコー | 固体撮像装置 |
| US9634059B2 (en) | 2014-12-30 | 2017-04-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods of forming image sensor integrated circuit packages |
| CN108292662B (zh) | 2015-12-03 | 2023-06-16 | 索尼半导体解决方案公司 | 半导体芯片和电子装置 |
| US10170508B2 (en) * | 2016-06-21 | 2019-01-01 | Kingpak Technology Inc. | Optical package structure |
| KR102511008B1 (ko) * | 2018-01-11 | 2023-03-17 | 삼성전자주식회사 | 반도체 패키지 |
| US10887499B2 (en) * | 2018-11-20 | 2021-01-05 | Ningbo Semiconductor International Corporation | Camera assembly and packaging methods thereof, lens module, and electronic device |
-
2020
- 2020-08-07 KR KR1020200099075A patent/KR20220018698A/ko unknown
-
2021
- 2021-01-21 US US17/154,890 patent/US11545512B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11545512B2 (en) | 2023-01-03 |
| US20220045111A1 (en) | 2022-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102605618B1 (ko) | 이미지 센서 패키지 | |
| US10446504B2 (en) | Chip package and method for forming the same | |
| US10056419B2 (en) | Chip package having chip connected to sensing device with redistribution layer in insulator layer | |
| KR102430496B1 (ko) | 이미지 센싱 장치 및 그 제조 방법 | |
| KR102619666B1 (ko) | 이미지 센서 패키지 | |
| KR102055840B1 (ko) | 이미지 센서 패키지 | |
| US8778798B1 (en) | Electronic device package and fabrication method thereof | |
| US10157875B2 (en) | Chip package and method for forming the same | |
| TWI646671B (zh) | 晶片封裝體及其製造方法 | |
| KR102483548B1 (ko) | 이미지 센싱 장치 | |
| TWI508235B (zh) | 晶片封裝體及其製作方法 | |
| KR20180016053A (ko) | 스택 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 스택 이미지 센서 모듈 | |
| US20110169118A1 (en) | Optical device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus | |
| US9966400B2 (en) | Photosensitive module and method for forming the same | |
| US11282879B2 (en) | Image sensor packaging method, image sensor packaging structure, and lens module | |
| TWI442535B (zh) | 電子元件封裝體及其製作方法 | |
| US11545512B2 (en) | Image sensor package with underfill and image sensor module including the same | |
| US11955499B2 (en) | Image sensor package including glass substrate and a plurality of redistribution layers disposed below the glass substrate and spaced apart from each other by a predetermined distance | |
| TW202008525A (zh) | 晶片封裝體及其製造方法 | |
| US20130105926A1 (en) | Back side illumination image sensor and manufacturing method thereof | |
| KR20210080718A (ko) | 반도체 패키지 | |
| US20230027390A1 (en) | Image sensor | |
| US20230420469A1 (en) | Manufacturing method of image sensor package | |
| US20240355861A1 (en) | Image sensor and image sensor package | |
| US20240250100A1 (en) | Image sensor package |