WO2012165691A1 - 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2012165691A1
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WO
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image sensor
circuit board
printed circuit
accommodating groove
transparent substrate
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PCT/KR2011/004526
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English (en)
French (fr)
Inventor
강희민
박은화
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(주)에이직뱅크
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    • 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
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    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
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    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to a stereoscopic image sensor package and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a stereoscopic image sensor package and a method of manufacturing the same, which can greatly improve the quality of the stereoscopic image output by the stereoscopic image sensor by minimizing the alignment error between the left image sensor and the right image sensor.
  • Stereoscopic imaging technology is a visual technology that enables humans to feel as if they are in a place where images are being produced. Its application fields include information communication, broadcasting, medical care, education, military, and industrial technology. .
  • two image sensors are basically required.
  • the right and left two eyes of a human see different two-dimensional images, these two images are transmitted to the brain through the retina and recognized as stereoscopic images.
  • the stereoscopic imaging system reflecting this requires two image sensors.
  • these two image sensors that is, the left image sensor and the right image sensor package, are attached to the solder ball formed on the package to the electrode pattern formed on the printed circuit board. (Surface Mounting Technology) was attached to the printed circuit board.
  • An object of the present invention is to provide a stereoscopic image sensor package and a method of manufacturing the same, which can greatly improve the quality of a stereoscopic image output by the stereoscopic image sensor by minimizing the alignment error between the left image sensor and the right image sensor.
  • the present invention is to provide a three-dimensional image sensor package and a method of manufacturing the same to reduce the thickness of the three-dimensional image sensor package that can meet the needs of light and small, particularly important in mobile devices.
  • the present invention omits the process of attaching the solder ball, thereby improving the convenience of the user who is provided with the stereoscopic image sensor package and reducing the stereoscopic image quality due to the alignment error. It is a technical problem to provide an image sensor package and a method of manufacturing the same.
  • the three-dimensional image sensor package according to the present invention for solving this problem is a transparent substrate, the left image sensor connected to the bottom surface of the transparent substrate by a flip chip bonding method, the transparent in the state spaced apart from the left image sensor
  • the right image sensor and the left accommodation groove for accommodating the left image sensor and the right accommodation groove for accommodating the right image sensor are formed on the bottom surface of the substrate, and the flip chip bonding is formed on the bottom surface of the transparent substrate.
  • a printed circuit board connected in a manner.
  • conductive patterns are formed on a lower surface of the transparent substrate, sensor bump patterns are formed on the left image sensor and the right image sensor, and a substrate electrode pattern is formed on the printed circuit board.
  • sensor bump patterns and the substrate electrode patterns are fused to the conductive patterns through conductive contact layers so that the left image sensor and the right image sensor are mechanically connected to the transparent substrate, and the printing is performed. It is characterized in that it is electrically connected to the circuit board.
  • the conductive contact layers are formed using one of anisotropic conductive paste (ACP), anisotropic conductive film (ACF), non-conductive paste (NCP), and non-conductive film (NCF). It is characterized by.
  • the printed circuit board includes a flexible printed circuit board and a flexible printed circuit board stacked on the flexible circuit board and having a left accommodating groove and a right accommodating groove. It features.
  • the depth of the left accommodating groove is 0.8 times or more and 1.2 times less than the thickness of the left image sensor
  • the depth of the right accommodating groove is 0.8 times or more of the thickness of the right image sensor. It is characterized by being 1.2 times or less.
  • a driving chip accommodating groove for accommodating and mounting a driving chip for driving the stereoscopic image sensor is formed in a central region between the left accommodating groove and the right accommodating groove of the printed circuit board. It is characterized by being.
  • a driving chip for driving the stereoscopic image sensor is flip-bonded to a central region of the lower surface of the transparent substrate.
  • passive elements are mounted on the outer periphery of the central region between the left accommodating groove and the right accommodating groove of the printed circuit board.
  • a conductive pattern forming step of forming conductive patterns on a lower surface of a transparent substrate, a conductive contact layer forming step of forming conductive contact layers on the conductive patterns, and sensor bump patterns are formed. Bonding the left image sensor and the right image sensor to the transparent substrate by heat-treating the left image sensor and the right image sensor in a state in which the sensor bump patterns and the conductive contact layers are in contact with each other; And a substrate bonding step of bonding the printed circuit board to the transparent substrate by heat-treating the printed circuit board on which the patterns are formed so that the substrate electrode patterns and the conductive contact layers are in contact with each other.
  • the printed circuit board is formed with a left accommodating groove for accommodating the left image sensor and a right accommodating groove for accommodating the right image sensor.
  • the printed circuit board is bonded to the transparent substrate.
  • the sensor bump patterns and the substrate electrode patterns are fused to the conductive patterns through the conductive contact layers, thereby making the left image sensor and the right image sensor transparent. And mechanically connected to the substrate and at the same time electrically connected to the printed circuit board.
  • the conductive contact layers may be formed using one of anisotropic conductive paste (ACP), anisotropic conductive film (ACF), non-conductive paste (NCP), and non-conductive film (NCF). It is characterized by being formed.
  • ACP anisotropic conductive paste
  • ACF anisotropic conductive film
  • NCP non-conductive paste
  • NCF non-conductive film
  • the printed circuit board includes a flexible printed circuit board and a rigid printed circuit board stacked on the flexible circuit board and having the left accommodating groove and the right accommodating groove formed therein. Characterized in that.
  • the depth of the left accommodating groove is 0.8 times or more and 1.2 times less than the thickness of the left image sensor, and the depth of the right accommodating groove is 0.8 of the thickness of the right image sensor. It is characterized by being more than 1.2 times.
  • a driving chip receiving groove for accommodating and mounting a driving chip for driving a stereoscopic image sensor in a central region between the left receiving groove and the right receiving groove of the printed circuit board. It is characterized by being formed.
  • a driving chip for driving the stereoscopic image sensor is flip-bonded in the central region of the lower surface of the transparent substrate.
  • passive elements are mounted on the outer periphery of the central region between the left accommodating groove and the right accommodating groove of the printed circuit board.
  • an alignment error between the left image sensor and the right image sensor is minimized, thereby providing a stereoscopic image sensor package and a method of manufacturing the same, which can greatly improve the quality of the stereoscopic image output by the stereoscopic image sensor.
  • the thickness of the three-dimensional image sensor package is reduced, there is an effect that the three-dimensional image sensor package and a method of manufacturing the same that can meet the needs of the light and thin, which is particularly important in mobile devices.
  • a consumer who received a stereoscopic image sensor package had to attach a solder ball formed on the package to an electrode pattern formed on a printed circuit board through a reflow process.
  • the solder ball attachment process is omitted, the convenience of the user who is provided with the stereoscopic image sensor package is improved and the deterioration of the stereoscopic image quality due to the alignment error is minimized.
  • the three-dimensional image sensor package and a method of manufacturing the same can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a stereoscopic image sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a printed circuit board included in a three-dimensional image sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a stereoscopic image sensor package according to an exemplary embodiment.
  • 4 to 14 are views showing a three-dimensional image sensor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • 15 and 16 are cross-sectional views of a stereoscopic image sensor package according to modified embodiments of an embodiment of the present invention.
  • 17 is a cross-sectional view illustrating a structure in which passive devices are mounted on a printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a stereoscopic image sensor package according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a printed circuit board included in a stereoscopic image sensor package according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the present invention.
  • a stereoscopic image sensor package according to an embodiment of the present invention includes a transparent substrate 10, a left image sensor 20, a right image sensor 30, and a printed circuit board 40. It is configured by.
  • the transparent substrate 10 may be made of a material having excellent light transmittance such as glass or plastic, and functions as a frame to which the left image sensor 20 and the right image sensor 30, which will be described later, are attached and fixed.
  • Conductive patterns 11, 12, 13, and 14 for connecting the left image sensor 20 and the right image sensor 30 to the printed circuit board 40 are formed on the bottom surface of the transparent substrate 10.
  • the left image sensor 20 and the right image sensor 30 are connected to the bottom surface of the transparent substrate 10 by flip chip bonding.
  • sensor bump patterns may be formed on the left image sensor 20 and the right image sensor 30. 21, 22, 31, and 32 are formed.
  • the sensor bump patterns 21, 22, 31, and 32 formed in the left image sensor 20 and the right image sensor 30 are formed in the conductive contact layers 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, By fusion to the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 formed on the transparent substrate 10 via the 142, the left image sensor 20 and the right image sensor 30 are attached to the transparent substrate 10. Mechanically connected and fixed at the same time electrically connected. As described above, according to the conventional method of surface-mounting the left image sensor and the right image sensor on the printed circuit board, misalignment occurring in the process of surface-mounting the image sensors, and the bending of the printed circuit board on which the image sensors are mounted.
  • the quality of the stereoscopic image output by the stereoscopic image sensor is greatly reduced due to the alignment error generated.
  • the transparent substrate 10 Since the second is connected to the printed circuit board 40, the alignment error between the left image sensor 20 and the right image sensor 30 is minimized, thereby greatly improving the quality of the stereoscopic image output from the stereoscopic image sensor. It works.
  • the conductive contact layers 111, 121, 131, and 141 may be formed using a photolithography process.
  • anisotropic conductive paste ACP
  • anisotropic conductive film ACF
  • NCP NCP
  • the printed circuit board 40 has a left accommodating groove G1 for accommodating the left image sensor 20 and a right accommodating groove G2 for accommodating the right image sensor 30.
  • the printed circuit board 40 is connected to the bottom surface of the transparent substrate 10 by flip chip bonding.
  • substrate electrode patterns 43, 44, 45, and 46 are formed on the printed circuit board 40.
  • the substrate electrode patterns 43, 44, 45, and 46 formed on the printed circuit board 40 may be formed on the transparent substrate 10 through the conductive contact layers 112, 122, 132, and 142. By fusion to the patterns 11, 12, 13, and 14, the printed circuit board 40 is mechanically connected and fixed to the transparent substrate 10 and electrically connected at the same time.
  • the conductive contact layers 112, 122, 132, and 142 may also be formed using a photolithography process.
  • anisotropic conductive paste ACP
  • anisotropic conductive film ACF
  • NCP NCP
  • the printed circuit board 40 may have a structure in which the flexible printed circuit board 41 and the rigid printed circuit board 42 are stacked in order to improve installation convenience in a small mobile device such as a smartphone. Can be.
  • a connector terminal for connecting a connector for electrically connecting the stereoscopic image sensor package to an external circuit is provided at the side of the flexible printed circuit board 41.
  • the rigid printed circuit board 42 is stacked on the flexible printed circuit board.
  • the rigid printed circuit board 42 has a left accommodating groove G1 and a right image for accommodating the left image sensor 20.
  • the right receiving groove G2 for accommodating the sensor 30 is formed. 2 indicates the depth of the left accommodating groove G1 and the right accommodating groove G2, and W indicates the width of the left accommodating groove G1 and the right accommodating groove G2.
  • the printed circuit board 40 is connected to the transparent substrate 10 while the left image sensor 20 is accommodated in the left accommodating groove G1 and the right image sensor 30 is accommodated in the right accommodating groove G2.
  • the thickness of the entire stereoscopic image sensor package can be reduced by the thickness corresponding to the thickness of the image sensors, so that the applicability to a small mobile device can be improved.
  • the depth of the left accommodating groove G1 is 0.8 to 1.2 times the thickness of the left image sensor 20, and the depth of the right accommodating groove G2 is 0.8 of the thickness of the right image sensor 30. It can be set to more than 1.2 times.
  • the standard of the stereoscopic image sensor package manufactured according to the present embodiment is displayed.
  • W1 is 32.5 mm
  • W2 is 31.85 mm
  • W3 is 5.85 mm
  • W4 is 24 mm
  • H1 is 8.5 mm
  • H2 is 6.3 mm
  • H3 is 4.3 mm.
  • the driving chip is a means for performing operations related to driving a stereoscopic image sensor such as an ISP (Image Signal Processing) and a USB control.
  • ISP Image Signal Processing
  • the driving chip may be flip-bonded to a central region of the lower surface of the transparent substrate.
  • passive elements may be mounted outside the center area between the left accommodating groove and the right accommodating groove of the printed circuit board.
  • 4 to 14 are views showing a three-dimensional image sensor package manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a stereoscopic image sensor package according to an embodiment of the present invention includes a conductive pattern forming step, a conductive contact layer forming step, a sensor bonding step, and a substrate bonding step.
  • a process of forming the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 on the lower surface of the transparent substrate 10 is performed.
  • a photolithography process will be described as an example.
  • the first conductive material layer 100 for forming the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 is formed on the bottom surface of the transparent substrate 10.
  • the first conductive material layer 100 and the second conductive material layer 200 to be described later may be formed by screen printing, deposition, sputtering, or the like.
  • a photoresist (PR) having a pattern corresponding to the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 is formed on the first conductive material layer 100.
  • the photoresist may be a positive photosensitive material or a negative photosensitive material, but in this embodiment, a positive photosensitive material is adopted.
  • an ultraviolet exposure and development process is performed to remove the photoresist and the photoresist that are not formed in the first conductive material layer 100.
  • the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 are formed.
  • the conductive contact layers 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, and 142 are formed on the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 formed on the bottom surface of the transparent substrate 10. ) Is carried out.
  • a second conductive material layer 200 for forming a conductive contact layer is formed on the bottom surface of the transparent substrate 10 on which the conductive patterns 11, 12, 13, and 14 are formed.
  • a photoresist having a pattern for forming conductive contact layers 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, and 142 is formed on the second conductive material layer 200.
  • the photoresist may be a positive photosensitive material.
  • the photoresist may be formed at both sides of each of the conductive patterns 11, 12, 13, and 14, that is, the conductive patterns 11 formed on the bottom surface of the transparent substrate 10. , 12, 13, 14 are formed to be aligned so as to span a portion of the left and right edges.
  • the UV patterns and the photoresist are removed from the second conductive material layer 200 by performing ultraviolet exposure and development processes, thereby removing the conductive patterns 11, 12, 13 and 14 form conductive contact layers 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, and 142.
  • the conductive contact layers 111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, and 142 are formed by using a photolithography process.
  • anisotropic conductive paste ACP
  • ACF anisotropic conductive film
  • NCP non-conductive paste
  • NCF non-conductive film
  • the transparent substrate 10 and the printed circuit board 40 may be configured to conduct in the vertical direction.
  • the sensor bump pattern is formed by using the left image sensor 20 and the right image sensor 30 on which the sensor bump patterns 21, 22, 31, and 32 are formed.
  • the left image sensor 20 and the right image sensor 30 by heat-treating and pressing in a state in which the fields 21, 22, 31, 32 and the conductive contact layers 111, 121, 131, and 141 are aligned to contact each other. Bonding to the substrate 10 is performed.
  • the sensor bump patterns 21, 22, 31, and 32 formed on the left image sensor 20 and the right image sensor 30 may be formed on the conductive contact layers 111, 121, 131, and 141.
  • the left image sensor 20 and the right image sensor 30 is mechanically bonded to the transparent substrate 10 Connected and fixed at the same time electrically connected.
  • the conventional method of surface-mounting the left image sensor 20 and the right image sensor 30 on a printed circuit board alignment errors occurring during the surface-mounting of the image sensors and the image sensors are mounted.
  • the quality of the stereoscopic image output by the stereoscopic image sensor is greatly deteriorated due to the addition of alignment errors and the like that occur in the bending of the printed circuit board.
  • the transparent substrate 10 Since the second is connected to the printed circuit board 40, the alignment error between the left image sensor 20 and the right image sensor 30 is minimized, thereby greatly improving the quality of the stereoscopic image output from the stereoscopic image sensor. It works.
  • the printed circuit board 40 on which the substrate electrode patterns 43, 44, 45, and 46 are formed may be formed on the substrate electrode patterns 43, 44, and 45.
  • , 46 and the conductive contact layers 112, 122, 132, and 142 are heat-treated and pressurized while being aligned so as to contact the printed circuit board 40 to the transparent substrate 10. That is, the substrate electrode patterns 43, 44, 45, and 46 formed on the printed circuit board 40 are formed on the transparent substrate 10 through the conductive contact layers 112, 122, 132, and 142.
  • the printed circuit board 40 is mechanically connected and fixed to the transparent substrate 10 and electrically connected thereto.
  • the printed circuit board 40 is connected to the bottom surface of the transparent substrate 10 by flip chip bonding.
  • the substrate electrode patterns 43, 44, 45, and 46 formed on the printed circuit board 40 are means for connecting the printed circuit board 40 to the transparent substrate 10 by flip chip bonding.
  • the printed circuit board 40 has a left accommodating groove G1 for accommodating the left image sensor 20 and a right accommodating groove G2 for accommodating the right image sensor 30.
  • the left image sensor 20 is accommodated in the left accommodating groove G1 and the right image sensor 30 is accommodated in the right accommodating groove G2. 10).
  • the thickness of the entire stereoscopic image sensor package can be reduced as much as the thickness of the image sensors, so that the applicability to a small mobile device can be improved.
  • the depth of the left accommodating groove G1 is 0.8 to 1.2 times the thickness of the left image sensor 20, and the depth of the right accommodating groove G2 is 0.8 of the thickness of the right image sensor 30. It can be set to more than 1.2 times.
  • the printed circuit board 40 may have a structure in which the flexible printed circuit board 41 and the rigid printed circuit board 42 are stacked in order to improve installation convenience in a small mobile device such as a smartphone. Can be.
  • a connector terminal for connecting a connector for electrically connecting the stereoscopic image sensor package to an external circuit may be provided at the side of the flexible printed circuit board 41.
  • the alignment error between the left image sensor and the right image sensor is minimized, thereby improving the quality of the stereoscopic image output by the stereoscopic image sensor.
  • the thickness of the three-dimensional image sensor package is reduced to meet the needs of light and thin, particularly important in mobile devices.
  • a consumer who received a stereoscopic image sensor package had to attach a solder ball formed on the package to an electrode pattern formed on a printed circuit board through a reflow process.
  • the solder ball attaching process is omitted, the convenience of the consumer provided with the stereoscopic image sensor package is improved and the deterioration of the stereoscopic image quality due to the alignment error is minimized.
  • the three-dimensional image sensor package and a method of manufacturing the same can be provided.
  • the driving chip is a means for performing operations related to driving a stereoscopic image sensor such as an ISP (Image Signal Processing) and a USB control.
  • ISP Image Signal Processing
  • the driving chip may be flip-bonded to a central region of the lower surface of the transparent substrate.
  • passive elements may be mounted outside the center area between the left accommodating groove and the right accommodating groove of the printed circuit board.

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Abstract

본 발명은 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지는 투명 기판, 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 연결된 좌측 이미지 센서, 상기 좌측 이미지 센서와 이격된 상태로 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된 우측 이미지 센서 및 상기 좌측 이미지 센서를 수용하기 위한 좌측 수용홈과 상기 우측 이미지 센서를 수용하기 위한 우측 수용홈이 형성되어 있으며 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된 인쇄회로기판을 포함하여 구성된다. 본 발명에 따르면, 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차를 최소화하여 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 향상되고, 입체 이미지 센서 패키지의 두께가 줄어들어 특히 모바일 기기에서 중요시되는 경박단소의 요구에 부응할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법
본 발명은 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차를 최소화하여 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
입체 영상 기술은 인간이 마치 영상이 제작되고 있는 장소에 있는 것 같은 생동감 및 현실감을 느낄 수 있게 하는 시각적인 기술로 정보통신, 방송, 의료, 교육, 군사, 산업기술 등 그 응용 분야가 매우 다양하다.
이러한 입체 영상을 구현하기 위하여 기본적으로 2개의 이미지 센서가 필요하다. 인간의 오른쪽, 왼쪽 2개의 눈이 서로 다른 2차원의 상을 보게 되면, 이러한 두개의 상이 망막을 통해 뇌로 전달되어 입체 영상으로 인식된다. 이를 반영하는 입체 영상 시스템도 두개의 이미지 센서가 필요한 것이다.
한편, 종래에는 이들 2개의 이미지 센서 즉, 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서 패키지를 이 패키지에 형성되어 있는 솔더볼(solder ball)을 인쇄회로기판에 형성되어 있는 전극 패턴에 부착하는 방식 즉, 표면실장기술(Surface Mounting Technology)을 이용하여 인쇄회로기판에 부착되었다.
그러나 종래의 이러한 방식에 따르면, 이미지 센서들을 표면실장하는 과정에서 발생하는 정렬 오차, 이미지 센서들이 실장되어 있는 인쇄회로기판의 휘어짐에 따라 발생하는 정렬 오차 등이 더해져서, 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차를 최소화하여 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 입체 이미지 센서 패키지의 두께가 줄어들어 특히 모바일 기기에서 중요시되는 경박단소의 요구에 부응할 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 종래에는 입체 이미지 센서 패키지를 제공받은 수요자가 이 패키지에 형성되어 있는 솔더볼(solder ball)을 리플로우 공정(reflow process)을 통해 인쇄회로기판에 형성되어 있는 전극 패턴에 부착해야 했으며, 이 과정에서 정렬 오차 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명은 이러한 솔더볼 부착 과정을 생략하여, 입체 이미지 센서 패키지를 제공받은 수요자의 편의성을 향상시키고 정렬 오차에 의한 입체 영상 품질의 저하를 최소화할 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지는 투명 기판, 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 연결된 좌측 이미지 센서, 상기 좌측 이미지 센서와 이격된 상태로 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된 우측 이미지 센서 및 상기 좌측 이미지 센서를 수용하기 위한 좌측 수용홈과 상기 우측 이미지 센서를 수용하기 위한 우측 수용홈이 형성되어 있으며 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된 인쇄회로기판을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 투명 기판의 하면에는 도전성 패턴들이 형성되어 있고, 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서에는 센서 범프 패턴들이 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판에는 기판 전극 패턴들이 형성되어 있고, 상기 센서 범프 패턴들과 상기 기판 전극 패턴들은 도전성 접촉층들을 매개로 상기 도전성 패턴들에 융착됨으로써 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서가 상기 투명 기판에 기계적으로 연결되는 동시에 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 도전성 접촉층들은 ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 연성 인쇄회로기판 및 상기 연성회로기판에 적층되어 있으며 상기 좌측 수용홈과 상기 우측 수용홈이 형성되어 있는 경성 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 좌측 수용홈의 깊이는 상기 좌측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하이고, 상기 우측 수용홈의 깊이는 상기 우측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩을 수용하여 실장하기 위한 구동칩 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 투명 기판의 하면의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩이 플립칭 본딩되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역의 외곽에는 수동소자들이 실장되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법은 투명 기판의 하면에 도전성 패턴들을 형성하는 도전성 패턴 형성단계, 상기 도전성 패턴들 상에 도전성 접촉층들을 형성하는 도전성 접촉층 형성단계, 센서 범프 패턴들이 형성되어 있는 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서를 상기 센서 범프 패턴들과 상기 도전성 접촉층들이 접촉되도록 정렬한 상태에서 열처리하여 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서를 상기 투명 기판에 접합하는 센서 접합단계 및 기판 전극 패턴들이 형성되어 있는 인쇄회로기판을 상기 기판 전극 패턴들과 상기 도전성 접촉층들이 접촉되도록 정렬한 상태에서 열처리하여 상기 인쇄회로기판을 상기 투명 기판에 접합하는 기판 접합단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판에는 상기 좌측 이미지 센서를 수용하기 위한 좌측 수용홈과 상기 우측 이미지 센서를 수용하기 위한 우측 수용홈이 형성되어 있으며, 상기 기판 접합단계에서 상기 좌측 이미지 센서가 상기 좌측 수용홈에 수용되고 상기 우측 이미지 센서가 상기 우측 수용홈에 수용된 상태에서 상기 인쇄회로기판을 상기 투명 기판에 접합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 센서 범프 패턴들과 상기 기판 전극 패턴들은 상기 도전성 접촉층들을 매개로 상기 도전성 패턴들에 융착됨으로써 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서가 상기 투명 기판에 기계적으로 연결되는 동시에 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 도전성 접촉층들은 ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 연성 인쇄회로기판 및 상기 연성회로기판에 적층되어 있으며 상기 좌측 수용홈과 상기 우측 수용홈이 형성되어 있는 경성 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 좌측 수용홈의 깊이는 상기 좌측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하이고, 상기 우측 수용홈의 깊이는 상기 우측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역에는 입체 입미지 센서를 구동하기 위한 구동칩을 수용하여 실장하기 위한 구동칩 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 투명 기판의 하면의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩이 플립칭 본딩되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역의 외곽에는 수동소자들이 실장되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차가 최소화되어 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 입체 이미지 센서 패키지의 두께가 줄어들어 특히 모바일 기기에서 중요시되는 경박단소의 요구에 부응할 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 종래에는 입체 이미지 센서 패키지를 제공받은 수요자가 이 패키지에 형성되어 있는 솔더볼(solder ball)을 리플로우 공정(reflow process)을 통해 인쇄회로기판에 형성되어 있는 전극 패턴에 부착해야 했으며, 이 과정에서 정렬 오차 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따르면, 이러한 솔더볼 부착 과정이 생략되기 때문에, 입체 이미지 센서 패키지를 제공받은 수요자의 편의성이 향상되고 정렬 오차에 의한 입체 영상 품질의 저하를 최소화할 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 포함된 인쇄회로기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지의 개략적인 평면도이다.
도 4는 내지 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지제조방법을 나타낸 도면들이다.
도 15와 도 16은 본 발명의 일 실시 예의 변형된 실시 예들에 따른 입체 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 인쇄회로기판에 수동소자들이 실장된 구조를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지에 포함된 인쇄회로기판의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지의 개략적인 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지는 투명 기판(10), 좌측 이미지 센서(20), 우측 이미지 센서(30) 및 인쇄회로기판(40)을 포함하여 구성된다.
투명 기판(10)은 유리 또는 플라스틱 등의 광 투과성이 우수한 물질로 구성될 수 있으며, 후술하는 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)가 부착되어 고정되는 프레임의 기능을 수행한다.
이러한 투명 기판(10)의 하면에는 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)를 인쇄회로기판(40)에 연결하기 위한 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)이 형성되어 있다.
좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)는 각각 투명 기판(10)의 하면에 플립칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 연결된다.
이와 같이 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)를 투명 기판(10)에 플립칩 본딩 방식으로 연결하기 위하여, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)에는 센서 범프 패턴들(21, 22, 31, 32)이 형성되어 있다.
좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)에 형성되어 있는 센서 범프 패턴들(21, 22, 31, 32)은 도전성 접촉층들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142)을 매개로 투명 기판(10)에 형성되어 있는 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)에 융착됨으로써, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)가 투명 기판(10)에 기계적으로 연결되어 고정되는 동시에 전기적으로 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서를 인쇄회로기판에 표면실장하는 종래의 방식에 따르면, 이미지 센서들을 표면실장하는 과정에서 발생하는 정렬 오차, 이미지 센서들이 실장되어 있는 인쇄회로기판의 휘어짐에 발생하는 정렬 오차 등이 더해져서, 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 저하되는 문제점이 있었다. 그러나 본 실시 예에 따르면, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)가 유리와 같은 휘어지지 않는 투명 기판(10)에 1차적으로 플립칩 본딩 방식으로 연결된 후, 이 투명 기판(10)을 2차적으로 인쇄회로기판(40)에 연결되기 때문에, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)의 정렬 오차가 최소화되며 이에 따라 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
이러한 도전성 접촉층들(111, 121, 131, 141)을 포토리소그래피(photo lithography) 공정을 이용하여 형성할 수도 있으나, 예를 들어, ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성하여 이미지 센서들(20, 30)과 투명 기판(10)이 수직 방향으로 도통되도록 구성될 수도 있다.
인쇄회로기판(40)에는 좌측 이미지 센서(20)를 수용하기 위한 좌측 수용홈(G1)과 우측 이미지 센서(30)를 수용하기 위한 우측 수용홈(G2)이 형성되어 있다. 이러한 인쇄회로기판(40)은 투명 기판(10)의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된다.
이와 같이 인쇄회로기판(40)을 투명 기판(10)에 플립칩 본딩 방식으로 연결하기 위하여, 인쇄회로기판(40)에는 기판 전극 패턴들(43, 44, 45, 46)이 형성되어 있다.
인쇄회로기판(40)에 형성되어 있는 기판 전극 패턴들(43, 44, 45, 46)은 도전성 접촉층들(112, 122, 132, 142)을 매개로 투명 기판(10)에 형성되어 있는 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)에 융착됨으로써, 인쇄회로기판(40)이 투명 기판(10)에 기계적으로 연결되어 고정되는 동시에 전기적으로 연결된다.
이러한 도전성 접촉층들(112, 122, 132, 142)도 포토리소그래피(photo lithography) 공정을 이용하여 형성할 수도 있으나, 예를 들어, ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성하여 인쇄회로기판(40)과 투명 기판(10)이 수직 방향으로 도통되도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 인쇄회로기판(40)은 스마트폰 등과 같은 소형의 모바일 기기에서의 설치 편의성을 향상시키기 위하여, 연성 인쇄회로기판(41)과 경성 인쇄회로기판(42)이 적층된 구조로 구성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 연성 인쇄회로기판(41)의 측부에는 입체 이미지 센서 패키지를 외부 회로에 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 연결하기 위한 커넥터 단자가 구비된다.
도 2를 참조하면, 경성 인쇄회로기판(42)은 연성회로기판에 적층되어 있으며, 이러한 경성 인쇄회로기판(42)에는 좌측 이미지 센서(20)를 수용하기 위한 좌측 수용홈(G1)과 우측 이미지 센서(30)를 수용하기 위한 우측 수용홈(G2)이 형성되어 있다. 도 2의 도면부호 H는 좌측 수용홈(G1)과 우측 수용홈(G2)의 깊이를 가리키고, W는 좌측 수용홈(G1)과 우측 수용홈(G2)의 폭을 가리킨다.
좌측 이미지 센서(20)를 좌측 수용홈(G1)에 수용하고, 우측 이미지 센서(30)를 우측 수용홈(G2)에 수용한 상태에서, 인쇄회로기판(40)을 투명 기판(10)에 연결함으로써, 이미지 센서들의 두께에 해당하는 만큼 전체 입체 이미지 센서 패키지의 두께를 줄일 수 있어서, 특히 소형의 모바일 기기에의 적용성이 향상되는 효과가 있다.
예를 들어, 좌측 수용홈(G1)의 깊이는 좌측 이미지 센서(20)의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하이고, 우측 수용홈(G2)의 깊이는 상기 우측 이미지 센서(30)의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하로 설정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따라 실제 제조된 입체 이미지 센서 패키지의 규격이 표시되어 있다.
도 3의 도면부호 W1은 32.5mm, W2는 31.85mm, W3은 5.85mm, W4는 24mm, H1은 8.5mm, H2는 6.3mm, H3은 4.3mm이다.
한편 도 15에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(40)의 좌측 수용홈(G1)과 우측 수용홈(G2) 사이의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩을 수용하여 실장하기 위한 구동칩 수용홈(G3)이 형성될 수 있다. 구동칩은 ISP(Image Signal Processing), USB 컨트롤 등 입체 이미지 센서구동과 관련한 연산을 수행하는 수단이다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 구동칩은 투명 기판의 하면의 중앙 영역에플립칭 본딩될 수도 있다.
또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역의 외곽에는 수동소자들이 실장되도록 구성될 수도 있다.
도 4는 내지 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지제조방법을 나타낸 도면들이다.
도 4 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 이미지 센서 패키지 제조방법은 도전성 패턴 형성단계, 도전성 접촉층 형성단계, 센서 접합단계 및 기판 접합단계를 포함하여 구성된다.
<도전성 패턴 형성단계>
도전성 패턴 형성단계에서는, 투명 기판(10)의 하면에 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)을 형성하는 과정이 수행된다. 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)을 형성하는 방법들 중의 하나로 포토리소그래피(photo lithography) 공정을 예로 들어 설명한다.
먼저 도 4를 참조하면, 투명 기판(10)의 하면에 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)을 형성하기 위한 제1 도전성 물질층(100)을 형성한다. 제1 도전성 물질층(100) 및 후술하는 제2 도전성 물질층(200)은 스크린 프린팅(screen printing), 증착(deposition), 스퍼터링(sputtering) 방식 등으로 형성될 수 있다. 이 후, 제1 도전성 물질층(100) 상에 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)에 대응하는 패턴을 갖는 포토레지스트(photo resist, PR)를 형성한다. 포토레지스트는 양성 감광성물질 또는 음성 감광성물질일 수 있으나, 본 실시 예에서는 양성 감광성물질을 채택하였다.
다음으로 도 5와 도 6을 참조하면, 자외선 노광 및 현상 공정을 수행하여 제1 도전성 물질층(100) 중에서 포토레지스트가 형성되지 않은 영역과 포토레지스트를 제거함으로써, 투명 기판(10)의 하면에 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)을 형성한다.
<도전성 접촉층 형성단계>
도전성 접촉층 형성단계에서는, 투명 기판(10)의 하면에 형성된 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14) 상에 도전성 접촉층들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142)을 형성하는 과정이 수행된다.
먼저 도 7을 참조하면, 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)이 형성되어 있는 투명 기판(10)의 하면에 도전성 접촉층을 형성하기 위한 제2 도전성 물질층(200)을 형성한다.
다음으로 도 8을 참조하면, 제2 도전성 물질층(200) 상에 도전성 접촉층들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142)을 형성하기 위한 패턴을 갖는 포토레지스트를 형성한다. 이 포토레지스트는 양성 감광성물질일 수 있으며, 이 경우, 포토레지스트는 투명 기판(10)의 하면에 형성된 각각의 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)의 양 측부 즉, 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)의 왼쪽 가장자리와 오른쪽 가장자리의 일부 영역에 걸치도록 정렬되어 형성된다.
다음으로 도 9와 도 10을 참조하면, 자외선 노광 및 현상 공정을 수행하여 제2 도전성 물질층(200) 중에서 포토레지스트가 형성되지 않은 영역과 포토레지스트를 제거함으로써, 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14) 상에 도전성 접촉층들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142)을 형성한다.
이상에서는, 도전성 접촉층들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 141, 142)을 포토리소그래피 공정을 이용하여 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 예를 들어, ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성하여 이미지 센서들(20, 30)과 투명 기판(10)이 수직 방향으로 도통되는 동시에, 투명 기판(10)과 인쇄회로기판(40)이 수직 방향으로 도통되도록 구성될 수도 있다.
<센서 접합단계>
다음으로 도 11과 도 12를 참조하면, 센서 접합단계에서는, 센서 범프 패턴들(21, 22, 31, 32)이 형성되어 있는 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)를 센서 범프 패턴들(21, 22, 31, 32)과 도전성 접촉층들(111, 121, 131, 141)이 접촉되도록 정렬한 상태에서 열처리 및 가압하여 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)를 투명 기판(10)에 접합하는 과정이 수행된다.
이러한 센서 접합단계를 통해, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)에 형성되어 있는 센서 범프 패턴들(21, 22, 31, 32)은 도전성 접촉층들(111, 121, 131, 141)을 매개로 투명 기판(10)에 형성되어 있는 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)에 융착됨으로써, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)가 투명 기판(10)에 기계적으로 연결되어 고정되는 동시에 전기적으로 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)를 인쇄회로기판에 표면실장하는 종래의 방식에 따르면, 이미지 센서들을 표면실장하는 과정에서 발생하는 정렬 오차, 이미지센서들이 실장되어 있는 인쇄회로기판의 휘어짐에 발생하는 정렬 오차 등이 더해져서, 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 저하되는 문제점이 있었다. 그러나 본 실시 예에 따르면, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)가 유리와 같은 휘어지지 않는 투명 기판(10)에 1차적으로 플립칩 본딩 방식으로 연결된 후, 이 투명 기판(10)을 2차적으로 인쇄회로기판(40)에 연결되기 때문에, 좌측 이미지 센서(20)와 우측 이미지 센서(30)의 정렬 오차가 최소화되며 이에 따라 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
<기판 접합단계>
다음으로 도 13과 도 14를 참조하면, 기판 접합단계에서는, 기판 전극 패턴들(43, 44, 45, 46)이 형성되어 있는 인쇄회로기판(40)을 기판 전극 패턴들(43, 44, 45, 46)과 도전성 접촉층들(112, 122, 132, 142)이 접촉되도록 정렬한 상태에서 열처리 및 가압하여 인쇄회로기판(40)을 투명 기판(10)에 접합하는 과정이 수행된다. 즉, 인쇄회로기판(40)에 형성되어 있는 기판 전극 패턴들(43, 44, 45, 46)은 도전성 접촉층들(112, 122, 132, 142)을 매개로 투명 기판(10)에 형성되어 있는 도전성 패턴들(11, 12, 13, 14)에 융착됨으로써, 인쇄회로기판(40)이 투명 기판(10)에 기계적으로 연결되어 고정되는 동시에 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 인쇄회로기판(40)은 투명 기판(10)의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된다. 인쇄회로기판(40)에 형성되어 있는 기판 전극 패턴들(43, 44, 45, 46)은 인쇄회로기판(40)을 투명 기판(10)에 플립칩 본딩 방식으로 연결하기 위한 수단이다.
인쇄회로기판(40)에는 좌측 이미지 센서(20)를 수용하기 위한 좌측 수용홈(G1)과 우측 이미지 센서(30)를 수용하기 위한 우측 수용홈(G2)이 형성되어 있다.
기판 접합단계에서, 좌측 이미지 센서(20)가 좌측 수용홈(G1)에 수용되고, 우측 이미지 센서(30)가 우측 수용홈(G2)에 수용된 상태에서, 인쇄회로기판(40)을 투명 기판(10)에 접합한다.
이에 따르면, 이미지 센서들의 두께에 해당하는 만큼 전체 입체 이미지 센서 패키지의 두께를 줄일 수 있어서, 특히 소형의 모바일 기기에의 적용성이 향상되는 효과가 있다.
예를 들어, 좌측 수용홈(G1)의 깊이는 좌측 이미지 센서(20)의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하이고, 우측 수용홈(G2)의 깊이는 상기 우측 이미지 센서(30)의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하로 설정될 수 있다.
예를 들어, 인쇄회로기판(40)은 스마트폰 등과 같은 소형의 모바일 기기에서의 설치 편의성을 향상시키기 위하여, 연성 인쇄회로기판(41)과 경성 인쇄회로기판(42)이 적층된 구조로 구성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 연성 인쇄회로기판(41)의 측부에는 입체 이미지 센서 패키지를 외부 회로에 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 연결하기 위한 커넥터 단자가 구비될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차가 최소화되어 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 입체 이미지 센서 패키지의 두께가 줄어들어 특히 모바일 기기에서 중요시되는 경박단소의 요구에 부응할 수 있다.
또한, 종래에는 입체 이미지 센서 패키지를 제공받은 수요자가 이 패키지에 형성되어 있는 솔더볼(solder ball)을 리플로우 공정(reflow process)을 통해 인쇄회로기판에 형성되어 있는 전극 패턴에 부착해야 했으며, 이 과정에서 정렬 오차 등이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따르면, 이러한 솔더볼 부착 과정이 생략되기 때문에, 입체 이미지 센서 패키지를 제공받은 수요자의 편의성이 향상되고 정렬 오차에 의한 입체 영상 품질의 저하를 최소화할 수 있는 입체 이미지 센서 패키지 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.
한편 도 15에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(40)의 좌측 수용홈(G1)과 우측 수용홈(G2) 사이의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩을 수용하여 실장하기 위한 구동칩 수용홈(G3)이 형성될 수 있다. 구동칩은 ISP(Image Signal Processing), USB 컨트롤 등 입체 이미지 센서구동과 관련한 연산을 수행하는 수단이다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 구동칩은 투명 기판의 하면의 중앙 영역에플립칭 본딩될 수도 있다.
또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역의 외곽에는 수동소자들이 실장되도록 구성될 수도 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (17)

  1. 입체 이미지 센서 패키지에 있어서,
    투명 기판;
    상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 연결된 좌측 이미지 센서;
    상기 좌측 이미지 센서와 이격된 상태로 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된 우측 이미지 센서; 및
    상기 좌측 이미지 센서를 수용하기 위한 좌측 수용홈과 상기 우측 이미지 센서를 수용하기 위한 우측 수용홈이 형성되어 있으며 상기 투명 기판의 하면에 플립칩 본딩 방식으로 연결된 인쇄회로기판을 포함하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판의 하면에는 도전성 패턴들이 형성되어 있고,
    상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서에는 센서 범프 패턴들이 형성되어 있고,
    상기 인쇄회로기판에는 기판 전극 패턴들이 형성되어 있고,
    상기 센서 범프 패턴들과 상기 기판 전극 패턴들은 도전성 접촉층들을 매개로 상기 도전성 패턴들에 융착됨으로써 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서가 상기 투명 기판에 기계적으로 연결되는 동시에 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 도전성 접촉층들은 ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은
    연성 인쇄회로기판; 및
    상기 연성회로기판에 적층되어 있으며 상기 좌측 수용홈과 상기 우측 수용홈이 형성되어 있는 경성 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 좌측 수용홈의 깊이는 상기 좌측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하이고, 상기 우측 수용홈의 깊이는 상기 우측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하인 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩을 수용하여 실장하기 위한 구동칩 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 하면의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩이 플립칭 본딩되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역의 외곽에는 수동소자들이 실장되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지.
  9. 입체 이미지 센서 패키지 제조방법에 있어서,
    투명 기판의 하면에 도전성 패턴들을 형성하는 도전성 패턴 형성단계;
    상기 도전성 패턴들 상에 도전성 접촉층들을 형성하는 도전성 접촉층 형성단계;
    센서 범프 패턴들이 형성되어 있는 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서를 상기 센서 범프 패턴들과 상기 도전성 접촉층들이 접촉되도록 정렬한 상태에서 열처리하여 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서를 상기 투명 기판에 접합하는 센서 접합단계; 및
    기판 전극 패턴들이 형성되어 있는 인쇄회로기판을 상기 기판 전극 패턴들과 상기 도전성 접촉층들이 접촉되도록 정렬한 상태에서 열처리하여 상기 인쇄회로기판을 상기 투명 기판에 접합하는 기판 접합단계를 포함하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에는 상기 좌측 이미지 센서를 수용하기 위한 좌측 수용홈과 상기 우측 이미지 센서를 수용하기 위한 우측 수용홈이 형성되어 있으며,
    상기 기판 접합단계에서 상기 좌측 이미지 센서가 상기 좌측 수용홈에 수용되고 상기 우측 이미지 센서가 상기 우측 수용홈에 수용된 상태에서 상기 인쇄회로기판을 상기 투명 기판에 접합하는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 센서 범프 패턴들과 상기 기판 전극 패턴들은 상기 도전성 접촉층들을 매개로 상기 도전성 패턴들에 융착됨으로써 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서가 상기 투명 기판에 기계적으로 연결되는 동시에 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 도전성 접촉층들은 ACP(Anisotropic Conductive Paste), ACF(Anisotropic Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 및 NCF(Non Conductive Film) 중 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은
    연성 인쇄회로기판; 및
    상기 연성회로기판에 적층되어 있으며 상기 좌측 수용홈과 상기 우측 수용홈이 형성되어 있는 경성 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 좌측 수용홈의 깊이는 상기 좌측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하이고, 상기 우측 수용홈의 깊이는 상기 우측 이미지 센서의 두께의 0.8배 이상 1.2배 이하인 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역에는 입체 입미지 센서를 구동하기 위한 구동칩을 수용하여 실장하기 위한 구동칩 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 하면의 중앙 영역에는 입체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동칩이 플립칭 본딩되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
  17. 제9 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 좌측 수용홈과 우측 수용홈 사이의 중앙 영역의 외곽에는 수동소자들이 실장되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 이미지 센서 패키지 제조방법.
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