KR20220028368A - 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents

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임지희
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 제1면 및 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고, 상기 제1면을 기준으로 제1 높이를 가지도록 형성된 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 가지도록 형성된 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판, 상기 제1 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 이미지 센서, 상기 제2 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 지지부재, 그리고 상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층을 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 센서 상에 IR 필터가 배치되며, IR 필터 상에 렌즈 어셈블리가 배치될 수 있다.
카메라 장치의 소형화 요구에 따라, 인쇄회로기판으로부터 IR 필터까지의 수직 거리뿐만 아니라, 인쇄회로기판에 평행한 수평 방향의 사이즈를 줄이는 것이 필요하다.
이를 위하여, 인쇄회로기판, 이미지 센서 및 IR 필터 사이를 몰딩 부재에 의하여 몰딩하는 MoC(Mold on Chip) 구조가 시도되고 있으나, 몰딩 부재의 두께를 컨트롤하기 어려우며, 이에 따라 IR 필터의 광축이 정렬되기 어려운 문제가 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 제1면 및 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고, 상기 제1면을 기준으로 제1 높이를 가지도록 형성된 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 가지도록 형성된 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판, 상기 제1 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 이미지 센서, 상기 제2 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 지지부재, 그리고 상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층을 포함한다.
상기 인쇄회로기판은 상기 제2 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이를 가지도록 형성된 제3 영역을 더 포함하고, 상기 지지부재는 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역의 높이 차에 의하여 형성되는 홈 내에 배치될 수 있다.
상기 지지부재의 내벽면은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 간 높이 차에 의하여 형성되는 벽면을 향하도록 배치되고, 상기 지지부재의 외벽면은 상기 제2 영역과 상기 제3 영역 간 높이 차에 의하여 형성되는 벽면을 향하도록 배치되며, 상기 지지부재의 상기 내벽면에 의하여 형성된 중공 내에 상기 이미지 센서가 수용될 수 있다.
상기 지지부재의 내벽면은 상기 이미지 센서의 측면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 지지부재는 상기 중공의 직경이 제1 거리인 제1 지지 영역 및 상기 제1 지지 영역 상에 배치되며 상기 중공의 직경이 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리인 제2 지지 영역을 포함하고, 상기 필터층은 상기 제1 지지 영역과 상기 제2 지지 영역 간 직경 차에 의하여 형성되는 단차면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 지지 영역에서 상기 내벽면과 상기 외벽면 간 거리는 상기 제2 지지 영역에서 상기 내벽면과 상기 외벽면 간 거리보다 클 수 있다.
상기 중공 내에 배치되며, 일단이 상기 이미지 센서에 연결되고, 타단이 상기 인쇄회로기판에 연결된 와이어부를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부재의 외벽면 간 최대 거리는 상기 필터층의 최대 폭보다 클 수 있다.
상기 홈과 상기 지지부재 사이에 배치된 접착부재를 더 포함할 수 있다.
상기 접착부재는 상기 지지부재의 내벽면과 상기 제1 영역이 만나는 영역 및 상기 지지부재의 외벽면과 상기 제3 영역이 만나는 영역 중 적어도 하나에 더 배치될 수 있다.
상기 지지부재는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 액정 폴리머 및 폴리부티렌 테레프탈레이트 수지 중 적어도 하나를 포함하는 성형물일 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, 제1면 및 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고, 상기 제1면을 기준으로 제1 높이를 가지도록 형성된 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 가지도록 형성된 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판, 상기 제1 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 이미지 센서, 상기 제2 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 지지부재, 그리고 상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구조가 간단하고, 제작 공정이 단순하며, 소형화된 카메라 장치를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서 패키지의 두께 및 너비를 크게 줄일 수 있으며, 이미지 센서 패키지 내 구성 간 접합력을 높일 수 있다.
도 1은 카메라 장치의 한 예의 단면도이다.
도 2는 카메라 장치의 다른 예의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서의 사시도이다.
도 6(a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 6(b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 사시도이다.
도 7(a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 지지부재 및 필터층의 단면도이다.
도 7(b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 지지부재 및 필터층의 상면도이다.
도 7(c)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 지지부재의 사시도이다.
도 8(a) 내지 도 8(g)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 조립하는 과정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 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 단면도이고, 도 2는 카메라 장치의 다른 예의 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 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 인쇄회로기판(12)의 상부에 배치되고, 이미지 센서(14)와 인쇄회로기판(12)에는 와이어(22)가 본딩될 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 차단할 수 있다. 이를 위하여, 글래스 기판에 IR 차단 처리가 되어 필터층(16)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 글래스 기판의 양면 중 적어도 한 면에는 IR 차단 필름이 배치될 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.
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. 이때, 접착부재는 이미지 센서(14)와 필터층(16) 사이에서 이미지 센서(14)의 가장자리에 배치될 수 있다. 접착부재는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 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 부재(미도시)에 의해 인쇄회로기판(12)의 상부면에 접합되어 결합될 수 있다. 이때, 이미지 센서(14)와 및 필터층(16)은 제1 하우징(20a)에 의하여 고정될 수 있다. 하우징(20)은 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다. 이때, 하우징(20)은 도시되지 않았지만, 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와 일체로 형성될 수 있다.
이에 따르면, 카메라 장치(10)의 수평 방향 사이즈뿐만 아니라, 수직 방향 사이즈도 줄이는데 한계가 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 필터층(16)과 이미지 센서(14)를 소정 간격으로 유지하고, 필터층(16)을 안정적으로 지지하기 위하여, 인쇄회로기판(12), 이미지 센서(14) 및 필터층(16) 사이에는 몰딩부재(24)가 배치될 수 있다. 몰딩부재(24)는 이미지 센서(14) 및 인쇄회로기판(12)에 본딩된 와이어(22)를 몰딩할 수 있다. 이에 따르면, 도 1에 예시된 구조에 비하여 이미지 센서 패키지(10)의 Z축 방향 두께뿐만 아니라 X축 방향 너비를 줄일 수 있고, 와이어(22)를 안정적으로 고정할 수 있다.
다만, 몰딩부재(24)의 두께를 평탄하게 컨트롤하는 것이 용이하지 않으며, 이에 따라 몰딩부재(24) 상에 배치되는 필터층(16)의 광축 얼라인이 어려워질 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 카메라 장치의 전체 사이즈가 최소화되고 조립 공정이 단순화된 이미지 센서 패키지의 구조를 제공하고자 한다.
본 명세서에서, 설명의 편의를 위하여, 인쇄회로기판으로부터 필터층을 향하는 방향(Z)을 이미지 센서 패키지의 두께 방향 또는 수직 방향이라 지칭하고, 이미지 센서 패키지의 두께 방향에 수직하는 방향(X), 즉 인쇄회로기판에 평행한 방향을 폭 방향, 너비 방향 또는 수평 방향이라 지칭할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서의 사시도이다. 도 6(a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 단면도이고, 도 6(b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 인쇄회로기판의 사시도이다. 도 7(a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 지지부재 및 필터층의 단면도이고, 도 7(b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 지지부재 및 필터층의 상면도이며, 도 7(c)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 지지부재의 사시도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 이미지 센서(120), 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 지지부재(130), 이미지 센서(120) 상에 배치된 필터층(140), 그리고 일단이 이미지 센서(120)에 연결되고, 타단이 인쇄회로기판(110)에 연결된 와이어부(150)를 포함한다. 한편, 도 5를 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(124)에는 와이어 본딩을 위한 패드(126)가 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 4와 도 6(a) 내지 도 6(b)를 참조하면, 인쇄회로기판(110)은 제1면(110B) 및 제1면(110B)의 반대면인 제2면(110U)을 포함하고, 제1면(110B)을 기준으로 제1 높이(H1)를 가지도록 형성된 제1 영역(112), 제1 영역(112)을 둘러싸며 제1면(110B)을 기준으로 제1 높이(H1)보다 낮은 제2 높이(H2)를 가지도록 형성된 제2 영역(114), 제2 영역(114)을 둘러싸며 제1면(110B)을 기준으로 제1 높이(H1)를 가지도록 형성된 제3 영역(116)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서(120)는 인쇄회로기판(110)의 제1 영역(112)의 제2면(110U) 상에 배치될 수 있으며, 지지부재(130)는 인쇄회로기판(110)의 제2 영역(114)의 제2면(110U) 상에 배치될 수 있다.
이때, 이미지 센서(120)는 제1 영역(112)과 제2 영역(114) 간 경계로부터 이격되도록 제1 영역(112) 내에 배치될 수 있으며, 와이어부(150)는 일단이 이미지 센서(120)에 연결되고, 타단이 인쇄회로기판(110)의 제1 영역(112)의 제2 면(110U)에 연결될 수 있다.
이에 따르면, 이미지 센서(120)의 측면 및 와이어부(150)는 지지부재(130)에 의하여 외부로부터 차단 및 보호될 수 있으며, 이미지 센서(120)의 유효 영역(122)을 지지부재(130) 등이 침범하지 않으므로, 이미지 센서(120)의 유효 영역의 면적을 넓게 확보할 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(110)에는 제1 영역(112), 제2 영역(114) 및 제3 영역(116)의 높이 차에 의하여 홈(G)이 형성될 수 있으며, 홈(G) 내에 지지부재(130)가 수용될 수 있다. 인쇄회로기판(110)의 홈(G) 내에 지지부재(130)가 수용되면, 외부의 물리적 충격 등에 의하여 지지부재(130)가 인쇄회로기판(110)으로부터 이탈될 가능성을 낮출 수 있으며, 홈(G)의 깊이만큼 지지부재(130)의 높이가 낮아지므로, 이미지 센서 패키지(100)의 수직 방향의 길이를 낮출 수 있다. 예를 들어, 홈(G)의 깊이는 인쇄회로기판(110)의 최대 두께(예를 들어, H1)의 0.05배 내지 0.7배 이하, 바람직하게는 0.05배 내지 0.5배 이하, 더욱 바람직하게는 0.05배 내지 0.3배 이하, 더욱 바람직하게는 0.05배 내지 0.1배 이하일 수 있다. 이에 따르면, 지지부재(130)와 인쇄회로기판(110) 간의 접합력 증가, 이미지 센서(120) 및 와이어부(150)의 보호 효과 및 이미지 센서 패키지(100)의 수직 방향의 길이 감소 효과를 모두 얻을 수 있다.
즉, 도 3 내지 도 4 및 도 7(a) 내지 도 7(c)를 참조하면, 지지부재(130)는 내벽면(130I) 및 외벽면(130O)을 포함하고, 내벽면(130I)에 의하여 중공(A)이 형성될 수 있다. 이때, 지지부재(130)의 내벽면(130I)은 인쇄회로기판(110)의 제1 영역(112)과 제2 영역(114) 간 높이 차에 의하여 형성된 벽면(W1)을 향하도록 배치되고, 지지부재(130)의 외벽면(130O)은 인쇄회로기판(110)의 제2 영역(114)과 제3 영역(116) 간 높이 차에 의하여 형성되는 벽면(W2)을 향하도록 배치될 수 있으며, 지지부재(130)의 중공(A) 내에 이미지 센서(120)가 수용될 수 있다.
이에 따르면, 지지부재(130)는 이미지 센서(120)를 외부로부터 보호 또는 차단할 수 있으며, 인쇄회로기판(110)에 안정적으로 고정될 수 있다.
이때, 지지부재(130)의 내벽면(130I)은 이미지 센서(120)의 측면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 와이어부(150)를 인쇄회로기판(110)의 제1 영역(112) 내 제2면(110U)에 연결하기 위한 공간을 확보하기 용이하다.
본 발명의 실시예에 따른 지지부재(130)는 중공(A)의 직경이 제1 거리(d1)인 제1 지지영역(132) 및 제1 지지영역(132) 상에 배치되며 중공(A)의 직경이 제1 거리(d1)보다 큰 제2 거리(d2)인 제2 지지영역(134)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 지지영역(132)에서 내벽면(130I)과 외벽면(130O) 간 거리 d1'는 제2 지지영역(134)에서 내벽면(130I)과 외벽면(130O) 간 거리 d2'보다 클 수 있다. 이때, 제1 지지영역(132) 및 제2 지지영역(134)은 일체로 성형될 수 있다. 이에 따르면, 필터층(140)은 제1 지지영역(132)과 제2 지지영역(134) 간 직경 차에 의하여 형성되는 단차면(136) 상에 배치될 수 있으며, 지지부재(130)의 외벽면(130O) 간 최대 거리 d3는 필터층(140)의 최대 폭 d3'보다 클 수 있다.
이에 따르면, 필터층(140)을 배치하기 위하여 별도의 구조물을 설치할 필요가 없으며, 지지부재(130)의 단차면(136)과 필터층(140) 간 접착제를 통한 접합에 의하여 필터층(140)을 지지부재(130)에 안정적으로 고정할 수 있고, 필터층(140)과 이미지 센서(120) 간 평행을 유지하기 용이하다.
이때, 지지부재(130)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 액정 폴리머(liquid crystal polymer, LCP) 및 폴리부티렌테레프탈레이트(polybutyreneterephthalate) 수지 중 적어도 하나를 포함하는 성형물일 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110)의 홈(G)의 폭, 이미지 센서(120)의 크기, 필터층(140)의 크기 및 형상에 따라 지지부재(130)를 성형하기 용이하다.
한편, 도 4를 참조하면, 인쇄회로기판(110)의 홈(G)과 지지부재(130)는 접착부재(160)를 통하여 접착될 수 있다. 이를 위하여, 홈(G)의 바닥면 및 벽면에는 접착부재(160)가 배치될 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110)과 지지부재(130) 사이는 3면을 통하여 접착되므로, 접착 면적이 넓어 강한 접착력을 가질 수 있으며, 인쇄회로기판(110)과 지지부재(130) 간 접착부재(160)가 인쇄회로기판(110)으로 과도하게 흘러 넘쳐 회로 배선 및 와이어링을 방해하는 문제를 방지할 수 있다.
한편, 접착부재(160)는 지지부재(130)의 내벽면(130I)과 제1 영역(112)이 만나는 영역 및 지지부재(130)의 외벽면(130O)과 제3 영역(116)이 만나는 영역 중 적어도 하나에 더 배치될 수도 있다. 이에 따르면, 지지부재(130)와 인쇄회로기판(110) 간 경계가 접착부재(160)에 의하여 실링될 수 있다.
도 8(a) 내지 도 8(g)는 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 조립하는 과정을 나타낸다.
도 8(a)를 참조하면, 복수의 지지부재를 동시에 성형하기 위한 상부 금형(80a) 및 하부 금형(80b)을 마련하고, 하부 금형(80a) 상에 이형 필름(82)을 배치한다. 여기서, 이형 필름(82)은 PET(polyethylene terephthalate), PVC(polyvinyl chloride), PMMA(polymethyl methacrylate), PI(polyimide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 트랜스퍼(84)를 이용하여 상부 금형(80a) 및 하부 금형(80b) 사이로 수지를 주입한다. 여기서, 수지는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 액정 폴리머 및 폴리부티렌테레프탈레이트 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 8(c)를 참조하면, 상부 금형(80a) 하부 금형(80b)을 제거하면, 이형 필름(82) 상에 배치된 복수의 지지부재(130)가 마련된다. 각 지지부재(130)는 도 7(c)에 도시한 형상을 가지도록 성형될 수 있다.
다음으로, 도 8(d)를 참조하면, 각 지지부재(130)의 단차면(136)에 필터층(140)을 배치한다. 이때, 필터층(140)은 각 지지부재(130)의 단차면(136) 상에 접착제를 통하여 접합되거나, 접착제 없이 배치될 수 있다.
다음으로, 도 8(e)를 참조하면, 이형 필름(82)을 각 지지부재(130) 및 필터층(140) 단위로 절단한다.
다음으로, 도 8(f)를 참조하면, 지지부재(130)의 형상으로 홈(G)이 형성된 인쇄회로기판(110)을 별도로 마련한다. 이때, 홈(G)이 형성된 인쇄회로기판(110)은 도 6(a) 내지 도 6(b)에서 도시하는 인쇄회로기판(110)일 수 있다.
다음으로, 도 8(g)를 참조하면, 도 8(e)에서 마련된 지지부재(130) 및 필터층(140)에서 이형필름(82)을 제거한 후, 이미지 센서(120)가 배치되고, 와이어부(150)가 연결된 인쇄회로기판(110)의 홈(G) 내에 배치한다.
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 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다. 도 1 내지 도 8에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
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), 지지부재(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 (12)

  1. 제1면 및 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고, 상기 제1면을 기준으로 제1 높이를 가지도록 형성된 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 가지도록 형성된 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판,
    상기 제1 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 이미지 센서,
    상기 제2 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 지지부재, 그리고
    상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층
    을 포함하는 이미지 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 제2 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이를 가지도록 형성된 제3 영역을 더 포함하고,
    상기 지지부재는 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역의 높이 차에 의하여 형성되는 홈 내에 배치된 이미지 센서 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지부재의 내벽면은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 간 높이 차에 의하여 형성되는 벽면을 향하도록 배치되고, 상기 지지부재의 외벽면은 상기 제2 영역과 상기 제3 영역 간 높이 차에 의하여 형성되는 벽면을 향하도록 배치되며,
    상기 지지부재의 상기 내벽면에 의하여 형성된 중공 내에 상기 이미지 센서가 수용되는 이미지 센서 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지부재의 내벽면은 상기 이미지 센서의 측면으로부터 이격되도록 배치되는 이미지 센서 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 중공의 직경이 제1 거리인 제1 지지 영역 및 상기 제1 지지 영역 상에 배치되며 상기 중공의 직경이 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리인 제2 지지 영역을 포함하고,
    상기 필터층은 상기 제1 지지 영역과 상기 제2 지지 영역 간 직경 차에 의하여 형성되는 단차면 상에 배치되는 이미지 센서 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 지지 영역에서 상기 내벽면과 상기 외벽면 간 거리는 상기 제2 지지 영역에서 상기 내벽면과 상기 외벽면 간 거리보다 큰 이미지 센서 패키지.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 중공 내에 배치되며, 일단이 상기 이미지 센서에 연결되고, 타단이 상기 인쇄회로기판에 연결된 와이어부를 더 포함하는 이미지 센서 패키지.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 지지부재의 외벽면 간 최대 거리는 상기 필터층의 최대 폭보다 큰 이미지 센서 패키지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 홈과 상기 지지부재 사이에 배치된 접착부재를 더 포함하는 이미지 센서 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착부재는 상기 지지부재의 내벽면과 상기 제1 영역이 만나는 영역 및 상기 지지부재의 외벽면과 상기 제3 영역이 만나는 영역 중 적어도 하나에 더 배치된 이미지 센서 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 액정 폴리머 및 폴리부티렌 테레프탈레이트 수지 중 적어도 하나를 포함하는 성형물인 이미지 센서 패키지.
  12. 이미지 센서 패키지, 그리고
    상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 이미지 센서 패키지는,
    제1면 및 상기 제1면의 반대면인 제2면을 포함하고, 상기 제1면을 기준으로 제1 높이를 가지도록 형성된 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸며 상기 제1면을 기준으로 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 가지도록 형성된 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판,
    상기 제1 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 이미지 센서,
    상기 제2 영역의 상기 제2 면 상에 배치된 지지부재, 그리고
    상기 이미지 센서 상에 배치된 필터층
    을 포함하는 카메라 장치.
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