WO2021235744A1 - 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents

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WO2021235744A1
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image sensor
circuit board
printed circuit
layer
disposed
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PCT/KR2021/005663
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엄성수
이솔잎
이희정
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엘지이노텍 주식회사
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    • H05K2201/10151—Sensor

Definitions

  • the total thickness from the printed circuit board to the IR filter is at least 1000 ⁇ m or more, it may be a big constraint on the miniaturization of the camera device.
  • the heat transfer material layer may be further disposed on a lower surface of the second metal layer and a side surface of the second metal layer.
  • An image sensor package includes an insulating substrate including a metal oxide, and an image sensor disposed on a first surface of the insulating substrate, wherein the insulating substrate is formed from the first surface of the insulating substrate. and a plurality of through-holes penetrating to a second surface of the insulating substrate opposite to the first surface, wherein at least some of the plurality of through-holes are electrical connection passages of the image sensor.
  • a wire connected to the image sensor may be connected to some of the plurality of first metal pads, and the at least some through-holes may be filled with a conductive material.
  • a cavity may be formed in the printed circuit board, and the insulating substrate and the image sensor may be accommodated in the cavity.
  • a molding layer for fixing the printed circuit board, the insulating board, and the image sensor in the cavity may be further included.
  • a camera device includes an image sensor package and a lens assembly disposed on the image sensor package, wherein the image sensor package includes a printed circuit board and a metal oxide disposed on the printed circuit board. and an image sensor disposed on a first surface of the insulating substrate, wherein the insulating substrate has a second surface of the insulating substrate opposite to the first surface from the first surface of the insulating substrate. and a plurality of through-holes penetrating up to, and at least some of the plurality of through-holes are electrical connection passages of the image sensor.
  • FIGS 2 to 3 are cross-sectional views of an image sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • 4 (a) and 4 (b) are a part of a cross-sectional view of an image sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a part of a cross-sectional view of an image sensor package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an image sensor package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of an image sensor included in the image sensor package of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a top view of a heat dissipation layer included in the image sensor package of FIG. 7 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an image sensor package according to another embodiment of the present invention.
  • the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it is combined with A, B, C It may include one or more of all possible combinations.
  • a component when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a camera device.
  • the camera device 10 includes a printed circuit board 12 , an image sensor 14 disposed on the printed circuit board 12 , a filter layer 16 disposed on the image sensor 14 , and a filter layer and a lens assembly 18 disposed thereon.
  • the printed circuit board 12 , the image sensor 14 , the filter layer 16 , and the lens assembly 18 may be accommodated in the housing 20 .
  • the printed circuit board 12 may include a flexible printed circuit board (FPCB), a rigid flexible printed circuit board (RFPCB), and a ceramic printed circuit board.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • RFPCB rigid flexible printed circuit board
  • ceramic printed circuit board a ceramic printed circuit board
  • the image sensor 14 may be disposed on the printed circuit board 12 by bonding the wire 22 .
  • the image sensor 14 generates an image signal by condensing incident light
  • the semiconductor device used in the image sensor 14 may be formed of a CCD (Charged Coupled Device) sensor or CMOS (Completementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor. It may be a semiconductor device that outputs an electrical signal by photographing an image of a person or an object.
  • the filter layer 16 may be implemented as a glass substrate, and the glass substrate may be a transparent or translucent substrate made of a glass material.
  • the filter layer 16 may restrict or pass light of a predetermined wavelength.
  • the filter layer 16 may be an IR blocking layer that blocks infrared rays.
  • the image sensor 14 and the filter layer 16 may be bonded through an adhesive member.
  • the lens assembly 18 may include at least one lens, and may refract incident light with a predetermined field of view and focal length and transmit the refracted light to the image sensor 14 .
  • the lens assembly 18 may be moved by an actuator (not shown).
  • each lens may be aligned with respect to a central axis to form an optical system.
  • the central axis may be the same as the optical axis of the optical system.
  • the lens assembly 18 may be a fixed focal length lens or a variable lens with an adjustable focus.
  • FIG. 1 and its description are intended to explain an example of the overall structure and operating principle of a camera device according to an embodiment of the present invention. 1 and a part of the description thereof may be applied to the camera device according to the embodiment of the present invention, but the embodiment of the present invention is not limited to the detailed configuration shown in FIG. 1 .
  • FIGS 2 to 3 are cross-sectional views of an image sensor package according to an embodiment of the present invention.
  • the image sensor 120 may be disposed on the printed circuit board 110 by wire 160 bonding. The same description as that of the image sensor 14 of FIG. 1 may be applied to the image sensor 120 .
  • the image sensor package 100 may further include an image sensor 120 and a molding layer 150 for molding a wire bonded to the image sensor 120 .
  • the molding layer 150 may be disposed to extend from an ineffective area of the image sensor 120 through the heat dissipation layer 130 to the printed circuit board 110 . Accordingly, compared to a chip on board (COB) structure, the thickness of the image sensor package 100 may be reduced, the wire 160 bonded to the image sensor 120 may be stably fixed, and the image sensor package 100 may be stably fixed. ) this assembly process and structure can be simplified.
  • COB chip on board
  • the molding layer 150 molds the wire 160 bonded to the image sensor 120 , it is possible to minimize wire bonding defects, and the heat generated by the image sensor 120 passes through the molding layer 150 . It may be emitted outside.
  • the metal oxide may be included in an amount of 90 wt% or more with respect to the entire insulating substrate, and the metal oxide may be an oxide of at least one of aluminum (Al) and magnesium (Mg).
  • the metal oxide may include at least one of Al 2 O 3 and MgO. Accordingly, since the thermal conductivity of the insulating substrate 400 is high, heat generated by the image sensor 120 may be efficiently discharged to the outside through the insulating substrate 400 .
  • the heat transfer material layer 410 when the heat transfer material layer 410 is further disposed between the insulating substrate 400 and the image sensor 120 , the insulating substrate 400 and the image sensor 120 can be bonded with high bonding strength, and the image sensor Heat generated in 120 may be efficiently transferred to the insulating substrate 400 .
  • the heat dissipation layer 130 may include a first metal layer 500 disposed on the printed circuit board 110 .
  • the image sensor package 100 includes a printed circuit board 110 , an image sensor 120 disposed on the printed circuit board 110 , and a printed circuit board. It includes a heat dissipation layer 130 disposed between 110 and the image sensor 120 and a filter layer 140 disposed on the image sensor 120 .
  • the heat dissipation layer 130 is an insulating substrate including a metal oxide. Accordingly, the heat dissipation layer 130 may be referred to as an insulating substrate.
  • the contents described through the embodiments of FIGS. 2 to 6 may be applied except for those described below. Accordingly, in relation to the heat dissipation layer 130 , duplicate descriptions of the same contents as those described through the embodiments of FIGS. 2 to 6 will be omitted.

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Abstract

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

Description

이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치
본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치에 관한 것이다.
카메라는 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 장치이며, 휴대용 디바이스, 드론, 차량 등에 장착되고 있다. 휴대용 디바이스의 풀스크린(full screen) 및 네로우베젤(narrow bezel) 트랜드와 초고해상도, 멀티카메라, 줌 기능 및 5G 모듈로 인하여, 카메라 장치의 소형화 및 고성능화가 더욱 요구되고 있다.
일반적으로, 휴대용 디바이스 등에 장착되는 카메라 장치는 인쇄회로기판 상에 이미지 센서가 배치되고, 이미지 센서와 인쇄회로기판은 와이어 본딩되며, 이미지 센서와 소정 간격 이격되도록 이미지 센서 상에 IR 필터가 배치되며, IR 필터와 소정 간격 이격되도록 렌즈 어셈블리가 배치될 수 있다.
이에 따르면, 인쇄회로기판으로부터 IR 필터까지의 총 두께가 최소 1000㎛이상이 되므로, 카메라 장치의 소형화에 큰 제약이 될 수 있다.
한편, 이미지 센서는 고화소화 및 동영상 프레임의 고속화 추세에 따라 기존 대비 전력 소모량 및 발열량이 늘어나고 있다. 이에 따라, 이미지 센서에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 방출하기 위한 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소형으로 구현 가능하며 방열 성능이 우수한 카메라 장치의 이미지 센서 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 장치는 이미지 센서 패키지, 그리고 상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고 상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며, 상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉한다.
상기 복수의 관통홀은 금속으로 채워질 수 있다.
상기 복수의 관통홀은 상기 방열층까지 연장되도록 형성될 수 있다.
상기 방열층은 금속산화물을 포함하는 절연기판을 포함할 수 있다.
상기 금속산화물은 상기 절연기판 전체에 대하여 90wt% 이상으로 포함될 수 있다.
상기 금속산화물은 Al 및 Mg 중 적어도 하나의 산화물일 수 있다.
상기 방열층은 상기 절연기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치된 열전달물질층을 더 포함할 수 있다.
상기 방열층은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 배치된 열전달물질층 및 상기 열전달물질층 상에 배치된 제2 금속층을 포함하고, 상기 제1 금속층은 상기 인쇄회로기판과 접촉하고, 상기 제2 금속층은 상기 이미지 센서와 접촉하며, 상기 제1 금속층의 두께는 상기 제2 금속층의 두께보다 클 수 있다.
상기 열전달물질층은 상기 제1 금속층의 상면, 상기 제1 금속층의 측면 및 상기 인쇄회로기판의 상면에 배치될 수 있다.
상기 열전달물질층은 상기 제2 금속층의 하면 및 상기 제2 금속층의 측면에 더 배치될 수 있다.
상기 열전달물질층은 상기 이미지 센서의 측면에 더 배치될 수 있다.
상기 이미지 센서의 배선은 상기 방열층에 배치된 회로 패턴에 연결될 수 있다.
상기 방열층의 면적은 상기 이미지 센서의 면적보다 크고 상기 인쇄회로기판의 면적보다 작을 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 인쇄회로기판의 리지드 영역 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 금속산화물을 포함하는 절연기판, 그리고 상기 절연기판의 제1면 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 절연기판에는 상기 절연기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대면인 상기 절연기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 복수의 관통홀 중 적어도 일부의 관통홀은 상기 이미지 센서의 전기적 연결 통로이다.
상기 절연기판의 제1면에 배치된 복수의 제1 금속패드 및 상기 절연기판의 제2면에 배치된 복수의 제2 금속패드를 포함하고, 상기 복수의 제1 금속패드 및 상기 복수의 제2 금속패드는 상기 복수의 관통홀을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1 금속패드 중 일부에는 상기 이미지 센서에 연결된 와이어가 연결되고, 상기 적어도 일부의 관통홀은 도전성 재료로 채워질 수 있다.
상기 절연기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치된 솔더레지스트층을 더 포함하고, 상기 솔더레지스트층은 상기 복수의 제1 금속패드 중 일부를 커버하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 금속산화물을 포함하는 절연기판, 그리고 상기 절연기판의 제1면 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 절연기판에는 상기 절연기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대면인 상기 절연기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 복수의 관통홀 중 적어도 일부의 관통홀은 상기 이미지 센서의 전기적 연결 통로이다.
상기 절연기판의 제1면에 배치된 복수의 제1 금속패드 및 상기 절연기판의 제2면에 배치된 복수의 제2 금속패드를 포함하고, 상기 복수의 제1 금속패드 및 상기 복수의 제2 금속패드는 상기 복수의 관통홀을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 인쇄회로기판 상에는 복수의 제3 금속패드가 배치되고, 상기 복수의 제2 금속패드 중 적어도 일부는 상기 복수의 제3 금속패드 중 적어도 일부와 연결될 수 있다.
상기 복수의 제2 금속패드 중 적어도 일부와 상기 복수의 제3 금속패드 중 적어도 일부 사이에는 솔더층이 배치될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에는 상기 복수의 제3 금속패드가 형성된 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 인쇄회로기판의 제1면의 반대면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되고, 상기 복수의 관통홀 중 적어도 일부는 상기 복수의 제3 금속패드 중 적어도 일부와 연결될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에는 캐비티가 형성되며, 상기 절연기판 및 상기 이미지 센서는 상기 캐비티 내에 수용될 수 있다.
상기 캐비티 내에서 상기 인쇄회로기판, 상기 절연기판 및 상기 이미지 센서를 고정하는 몰딩층을 더 포함할 수 있다.
상기 몰딩층 상에 배치된 필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 인쇄회로기판의 리지드 영역 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 장치는 이미지 센서 패키지, 그리고 상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 이미지 센서 패키지는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 금속산화물을 포함하는 절연기판, 그리고 상기 절연기판의 제1면 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 상기 절연기판에는 상기 절연기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대면인 상기 절연기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀을 포함하고, 상기 복수의 관통홀 중 적어도 일부의 관통홀은 상기 이미지 센서의 전기적 연결 통로이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구조가 간단하고, 제작 공정이 단순하며, 소형화된 카메라 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 고성능을 지원하면서도 방열 성능이 우수한 이미지 센서 패키지 및 이를 포함하는 카메라 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 카메라 장치의 한 예의 단면도이다.
도 2 내지 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이다.
도 6은 도 5의 일부 확대도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 8은 도 7의 이미지 센서 패키지에 포함된 이미지 센서의 사시도이다.
도 9는 도 7의 이미지 센서 패키지에 포함된 방열층의 상면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 11(a), 도 11(b), 도 11(c) 및 도 11(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 카메라 장치의 한 예의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 장치(10)는 인쇄회로기판(12), 인쇄회로기판(12) 상에 배치된 이미지 센서(14), 이미지 센서(14) 상에 배치된 필터층(16) 및 필터층(16) 상에 배치된 렌즈 어셈블리(18)를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(12), 이미지 센서(14), 필터층(16) 및 렌즈 어셈블리(18)는 하우징(20) 내에 수용될 수 있다.
인쇄회로기판(12)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board), 세라믹 인쇄회로기판(Ceramic Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다.
이미지 센서(14)는 와이어(22) 본딩에 의해 인쇄회로기판(12)의 상부에 배치될 수 있다. 이미지 센서(14)는 입사되는 광을 집광하여 영상신호를 생성하는 것으로, 이미지 센서(14)에 사용되는 반도체 소자는 CCD(Charged Coupled Device) 센서, CMOS(Completementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서로 형성될 수 있고, 사람이나 사물의 이미지를 촬영하여 전기적인 신호를 출력하는 반도체 소자일 수 있다.
이미지 센서(14)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 각 픽셀은 광전변환소자 및 광전변환소자의 전압 레벨을 순차적으로 출력하기 위한 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 픽셀이 배치된 영역이 이미지 센서(14)의 유효 영역(active area)일 수 있다. 이미지 센서(14)의 유효 영역은 수광부와 혼용될 수 있다.
필터층(16)은 글래스 기판으로 구현될 수 있으며, 글래스 기판은 글래스 소재로 이루어진 투명 또는 반투명 기판일 수 있다. 필터층(16)은 소정 파장의 광을 제한하거나 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 필터층(16)은 적외선을 차단하는 IR 차단층일 수 있다.
일반적으로, 필터층(16)은 이미지 센서(14)와 이격되도록 배치될 수 있다. 필터층(16)은 도시된 바와 같이 하우징(20)에 접합될 수 있다.
또는, 도시되지 않았으나, 이미지 센서(14)와 필터층(16)은 접착부재를 통하여 접합될 수도 있다.
렌즈 어셈블리(18)는 적어도 한 매의 렌즈를 포함하며, 소정의 화각(field of view) 및 초점거리를 가지고 입사광을 굴절시켜 이미지 센서(14)에 전달할 수 있다. 렌즈 어셈블리(18)는 액추에이터(미도시)에 의하여 이동할 수 있다. 렌즈 어셈블리(18)가 복수 매의 렌즈를 포함하는 경우, 각 렌즈들은 중심축을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수 있다. 여기서, 중심축은 광학계의 광축(Optical axis)과 동일할 수 있다. 렌즈 어셈블리(18)는 고정 초점거리 렌즈이거나, 초점이 조절되는 가변 렌즈일 수 있다.
하우징(20)은 인쇄회로기판(12)의 상부 가장자리에 배치될 수 있다. 하우징(20)은 제1 하우징(20a)과 제2 하우징(20b)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(20a)은 이미지 센서(14) 및 필터층(16)을 포함하는 이미지 센서 패키지를 수용할 수 있고, 제2 하우징(20b)은 렌즈 어셈블리(18)를 수용할 수 있다. 제1 하우징(20a)의 하단부는 접착 부재에 의해 인쇄회로기판(12)의 상부면에 접합되어 결합될 수 있다. 이때, 하우징(20)은 도시되지 않았지만, 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더와 일체로 형성될 수 있다.
도 1 및 이에 관한 설명은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치의 전체적인 구조 및 작동 원리의 한 예를 설명하기 위한 의도로 작성된 것이다. 도 1 및 이에 관한 설명 중 일부는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치에 적용될 수 있으나, 본 발명의 실시예가 도 1에 도시된 세부적인 구성으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 인쇄회로기판과 이미지 센서 사이에 방열층을 배치하여, 이미지 센서로부터 발생한 열을 방열층 및 인쇄회로기판을 통하여 외부로 방출하고자 한다.
도 2 내지 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 2 내지 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 이미지 센서(120), 인쇄회로기판(110)과 이미지 센서(120) 사이에 배치된 방열층(130)을 포함한다.
여기서, 이미지 센서(120)는 와이어(160) 본딩에 의해 인쇄회로기판(110)의 상부에 배치될 수 있다. 이미지 센서(120)에는 도 1의 이미지 센서(14)에 관한 설명과 동일한 설명이 적용될 수 있다.
도시되지 않았으나, 이미지 센서 패키지(100)는 이미지 센서(120) 상에 배치된 필터층을 더 포함할 수 있다. 필터층은 도 1에 도시된 바와 같이 필터층을 지지하는 지지 수단(예, 하우징)을 이용하여 이미지 센서(120)로부터 이격되도록 배치되거나, 이미지 센서(120)와 직접 접촉하도록 배치되거나, 접착층을 매개로 이미지 센서(120)와 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 이미지 센서(120) 및 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어를 몰딩하는 몰딩층(150)을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 몰딩층(150)은 이미지 센서(120)의 비유효 영역으로부터 방열층(130)을 거쳐 인쇄회로기판(110)까지 연장되도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, COB(chip on board) 구조에 비하여 이미지 센서 패키지(100)의 두께를 줄일 수 있고, 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어(160)가 안정적으로 고정될 수 있으며, 이미지 센서 패키지(100)이 조립 공정 및 구조가 단순화될 수 있다. 또한, 몰딩층(150)은 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어(160)를 몰딩하므로, 와이어 본딩의 불량을 최소화할 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 몰딩층(150)을 통하여 외부로 방출될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)의 제1면(132)은 인쇄회로기판(110)의 제1면(112) 상에서 인쇄회로기판(110)의 제1면(112)과 접촉하고, 방열층(130)의 제2면(134)은 이미지 센서(120)와 접촉하도록 배치된다. 이때, 방열층(130)의 열전도도는 인쇄회로기판(110)의 열전도도보다 높을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(110)에는 인쇄회로기판(110)의 제1면(112)으로부터 제1면(112)의 반대 면인 인쇄회로기판(110)의 제2면(114)까지 관통하는 복수의 관통홀(116)이 형성될 수 있고, 복수의 관통홀(116)은 방열층(130)과 접촉할 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열은 방열층(130)으로 전달되고, 방열층(130)으로 전달된 열은 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이때, 복수의 관통홀(116)은 열전도성 물질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 열전도성 물질은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하는 열전도성 금속일 수 있다. 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)의 열전도도가 인쇄회로기판(110)의 열전도도보다 높으므로, 이미지 센서(120)에서 발생하여 방열층(130)으로 전달된 열은 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 효율적으로 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 관통홀(116)은 방열층(130)까지 연장되도록 형성될 수도 있다. 즉, 방열층(130)에도 복수의 관통홀(136)이 형성되며, 복수의 관통홀(136)은 방열층(130)의 열전도도보다 높은 열전도도를 가지는 열전도성 물질로 채워질 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열은 방열층(130)에 형성된 복수의 관통홀(136) 및 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 보다 효율적으로 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)의 면적은 이미지 센서(120)의 면적보다 클 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 방열층(130)을 통하여 효율적으로 방출될 수 있으며, 방열층(130) 상에 이미지 센서(120)를 용이하게 실장할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)는 인쇄회로기판(110)에 직접 연결될 수 있다. 이를 위하여, 방열층(130)의 면적은 인쇄회로기판(110)의 면적보다 작을 수 있으며, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)는 인쇄회로기판(110)의 제1면(112) 중 방열층(130)이 배치되지 않은 영역에 형성된 회로패턴(118)에 연결될 수 있다.
또는, 도 3에 도시된 바와 같이 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)는 방열층(130)을 통하여 인쇄회로기판(110)에 연결될 수도 있다. 이를 위하여, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)는 방열층(130)의 제2면(134) 중 이미지 센서(120)가 배치되지 않은 영역에 형성된 회로패턴(138)에 연결되며, 회로패턴(138)은 방열층(130)에 형성된 비아홀(미도시)을 통하여 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지에 포함되는 방열층을 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 인쇄회로기판(110) 상에 방열층(130)이 배치되며, 방열층(130) 상에 이미지 센서(120)가 배치된다. 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 인쇄회로기판(110)에는 복수의 관통홀(116)이 형성되며, 복수의 관통홀(116)은 방열층(130)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 방열층(130)에는 복수의 관통홀(116)과 연결되는 복수의 관통홀(136)이 형성될 수 있으며, 이들 복수의 관통홀(116, 136)은 열전도성 물질로 채워질 수 있다.
또한, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)는 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(118)에 직접 연결되거나, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)는 방열층(130)의 회로패턴(138)을 통하여 인쇄회로기판(110)에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)은 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)을 포함할 수 있다. 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)의 열전도도는 인쇄회로기판(110)의 열전도도보다 높으므로, 이미지 센서(120)로부터 발생한 열은 방열층(130)을 통하여 효율적으로 인쇄회로기판(110)으로 전달될 수 있다. 여기서, 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)은 HTCC(High temperature co-fired ceramic) 또는 LTCC(Low temperature co-fired ceramic) 공법으로 인쇄회로기판(110) 상에 형성될 수 있다. HTCC 공법은 1300℃이상의 온도에서 소성하는 공법이고, LTCC 공법은 800 내지 1000℃의 온도에서 소성하는 공법이다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110)과 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)은 높은 접합 강도로 접합될 수 있으며, 절연기판(400)과 인쇄회로기판(110) 간 경계면에서의 열전달 효율이 높을 수 있다.
이때, 금속산화물은 절연기판 전체에 대하여 90wt% 이상으로 포함될 수 있으며, 금속산화물은 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나의 산화물일 수 있다. 예를 들어, 금속산화물은 Al 2O 3 및 MgO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따르면, 절연기판(400)의 열전도도가 높으므로, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 절연기판(400)을 통하여 효율적으로 외부로 방출될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)은 금속산화물을 포함하는 절연기판(400)과 이미지 센서(120) 사이에 배치된 열전달물질층(Thermal Interface Material, 410)을 더 포함할 수 있다. 열전달물질층(410)의 양면은 절연기판(400) 및 이미지 센서(120)에 직접 접촉하며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열을 절연기판(400)으로 전달할 수 있다. 여기서, 열전달물질층(410)은 열전달 성능 및 접착 성능을 가지는 수지 조성물일 수 있으며, 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지와 무기충전재를 포함할 수 있다. 이와 같이, 절연기판(400)과 이미지 센서(120) 사이에 열전달물질층(410)이 더 배치되면, 절연기판(400)과 이미지 센서(120)가 높은 접합 강도로 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 효율적으로 절연기판(400)에 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도의 일부이고, 도 6은 도 5의 일부 확대도이다. 도 1 내지 도 4에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 방열층(130)은 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 제1 금속층(500)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 금속층(500)은 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(118)과 함께 인쇄되되, 회로패턴(118)과 연결되지 않은 더미 금속패턴일 수 있다. 전술한 바와 같이, 인쇄회로기판(110)에는 열전도성 물질로 채워진 복수의 관통홀(116)이 형성되며, 복수의 관통홀(116)은 제1 금속층(500)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제1 금속층(500)의 열은 복수의 관통홀(116)을 통하여 외부로 방출될 수 있으며, 제1 금속층(500)은 방열 패드 또는 방열 패턴이라 지칭될 수도 있다.
여기서, 제1 금속층(500)의 재료 및 두께는 인쇄회로기판(110) 상의 회로패턴(118)의 재료 및 두께와 동일할 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110) 상에 회로패턴(118)을 인쇄할 때 제1 금속층(500)도 함께 인쇄할 수 있으므로, 방열 패드를 형성하기 위한 별도의 공정이 요구되지 않을 수 있다.
한편, 방열층(130)은 제1 금속층(500) 상에 배치된 열전달물질층(510)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 열전달물질층(510)은 열전달 성능 및 접착 성능을 가지는 수지 조성물일 수 있으며, 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지와 무기충전재를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 금속층(500)과 이미지 센서(120) 사이에 열전달물질층(510)이 더 배치되면, 제1 금속층(500)과 이미지 센서(120)가 높은 접합 강도로 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 효율적으로 제1 금속층(500)에 전달될 수 있다.
또한, 방열층(130)은 열전달물질층(510) 상에 배치된 제2 금속층(520)을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 열전달물질층(510)의 양면은 제1 금속층(500) 및 제2 금속층(520)에 직접 접촉하며, 제2 금속층(520)의 양면은 열전달물질층(510) 및 이미지 센서(120)에 직접 접촉할 수 있다. 이를 위하여, 제2 금속층(520)은 이미지 센서(120)의 한 면에 코팅될 수 있으며, 제1 금속층(500)의 두께는 제2 금속층(520)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 제1 금속층(500)의 두께는 10 내지 20㎛이고, 제2 금속층(520)의 두께는 0.1 내지 2㎛, 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎛일 수 있다. 이와 같이, 방열층(130)이 이미지 센서(120)에 코팅된 제2 금속층(520)을 더 포함하는 경우, 이미지 센서(120)의 열이 더욱 효율적으로 열전달물질층(510) 및 제1 금속층(500)으로 전달될 수 있다.
이때, 열전달물질층(510)은 제1 금속층(500)의 상면 및 제1 금속층(500)의 측면을 커버하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 열전달물질층(510)은 인쇄회로기판(110)의 상면에도 배치될 수 있다. 이에 따르면, 인쇄회로기판(110)에는 제1 금속층(500)뿐만 아니라 열전달물질층(510)을 통해 열이 전달되므로, 이미지 센서 패키지(100)의 방열 성능이 높아질 수 있다. 또한, 열전달물질층(510)에 의하여 제1 금속층(500) 및 인쇄회로기판(110) 간 경계가 접합될 수 있으므로, 제1 금속층(500) 및 인쇄회로기판(110) 간 접합 강도가 더욱 높아질 수 있다.
또한, 열전달물질층(510)은 제2 금속층(520)의 하면 및 제2 금속층(520)의 측면을 커버하도록 배치될 수 있으며, 이미지 센서(120)의 측면에도 더 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)의 열이 제2 금속층(520)뿐만 아니라 열전달물질층(510)에도 직접 전달될 수 있으므로, 이미지 센서 패키지(100)의 방열 성능이 더욱 높아질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이미지 센서가 배치된 방열층에는 복수의 관통홀이 형성되며, 이들 복수의 관통홀 중 적어도 일부는 이미지 센서의 전기적 연결 통로일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이고, 도 8은 도 7의 이미지 센서 패키지에 포함된 이미지 센서의 사시도이며, 도 9는 도 7의 이미지 센서 패키지에 포함된 방열층의 상면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 단면도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 인쇄회로기판(110) 상에 배치된 이미지 센서(120), 인쇄회로기판(110)과 이미지 센서(120) 사이에 배치된 방열층(130) 및 이미지 센서(120) 상에 배치된 필터층(140)을 포함한다. 방열층(130)은 금속산화물을 포함하는 절연기판이다. 이에 따라, 방열층(130)은 절연기판이라 지칭될 수도 있다. 방열층(130)과 관련하여, 이하에서 설명하는 내용을 제외하고는 도 2 내지 도 6의 실시예를 통하여 설명한 내용이 적용될 수 있다. 이에 따라, 방열층(130)과 관련하여, 도 2 내지 도 6의 실시예를 통하여 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
여기서, 이미지 센서(120) 및 필터층(140)에는 도 1의 이미지 센서(14) 및 필터층(16)에 관한 설명과 동일한 설명이 적용될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 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(122)에는 와이어 본딩을 위한 패드(126)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지(100)는 인쇄회로기판(110), 이미지 센서(120), 이미지 센서(120)에 연결된 와이어 및 필터층(140)을 고정하는 몰딩층(150)을 더 포함할 수도 있다. 이에 따르면, COB(chip on board) 구조에 비하여 이미지 센서 패키지(100)의 두께를 줄일 수 있고, 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어가 안정적으로 고정될 수 있으며, 이미지 센서 패키지(100)이 조립 공정 및 구조가 단순화될 수 있다. 또한, 몰딩층(150)은 이미지 센서(120)에 본딩된 와이어를 몰딩하므로, 와이어 본딩의 불량을 최소화할 수 있으며, 이미지 센서(120)에서 발생한 열이 몰딩층(150)을 통하여 외부로 방출될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)에는 방열층(130)의 제1면(132)으로부터 제1면(132)의 반대면인 방열층(130)의 제2면(134)까지 관통하는 복수의 관통홀(136)을 포함한다. 그리고, 복수의 관통홀(136) 중 적어도 일부의 관통홀은 이미지 센서(120)의 전기적 연결 통로일 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어(160)가 인쇄회로기판(110)에 직접 연결되지 않더라도, 방열층(130)을 통하여 연결될 수 있다. 특히, 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110) 간의 전기적 연결 통로인 복수의 관통홀(136)이 방열층(130)의 양면(132, 134)을 관통하는 방향으로 형성되면, 방열층(130)과 이미지 센서(120)를 모듈화하여 제작한 후, 인쇄회로기판(110)에 접합하기 용이하다.
더욱 구체적으로, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 방열층(130)의 제2면(134)에는 복수의 제1 금속패드(200)가 배치되고, 제1면(132)에는 복수의 제2 금속패드(210)가 배치될 수 있다. 이때, 복수의 제1 금속패드(200) 및 복수의 제2 금속패드(210)는 복수의 관통홀(136)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 관통홀(136)에 대하여 한 쌍의 제1 금속패드(200) 및 제2 금속패드(210)가 배치될 수 있다. 이하, 하나의 관통홀(136) 및 이와 함께 배치된 한 쌍의 제1 금속패드(200) 및 제2 금속패드(210)를 하나의 관통홀 세트라 지칭한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)에는 복수의 관통홀 세트가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 복수의 관통홀 세트 중 적어도 일부(136a, 200a)는 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110) 간의 전기적 연결 통로가 될 수 있다. 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110) 간의 전기적 연결 통로가 되는 복수의 관통홀 세트(136a, 200a) 중 적어도 일부는 이미지 센서(120)의 와이어 본딩을 위한 패드(126)에 대응하도록 배치될 수 있다. 즉, 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110) 간의 전기적 연결 통로가 되는 복수의 관통홀 세트(136a, 200a) 중 적어도 일부는 방열층(130)의 가장자리를 따라 이미지 센서(120)의 패드(126)에 대응하는 개수 및 간격으로 배치될 수 있다. 또는, 이미지 센서(120)와 인쇄회로기판(110) 간의 전기적 연결 통로가 되는 복수의 관통홀 세트 중 적어도 일부는 이미지 센서(120)에 연결되는 와이어(160)와 도전성 경로를 통하여 연결될 수 있다. 여기서, 도전성 경로를 통한 연결은 이미지 센서(120)에 연결되는 와이어(160)와 직접 연결되는 경우 및 방열층(130)의 제2면(134)에 형성된 금속 패턴을 통하여 간접 연결되는 경우를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 도시된 바와 같이, 방열층(130)의 제2면(134)에는 와이어(160)가 연결되기 위한 금속패드(139)가 배치될 수 있으며, 금속패드(139)는 회로패턴을 따라 관통홀 세트에 연결될 수 있다. 이때, 복수의 관통홀(136) 중 적어도 일부의 관통홀은 도전성 재료로 채워질 수 있다. 예를 들어, 도전성 재료는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 이들의 합금 및 이들을 포함하는 도전성 수지 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 관통홀 세트 중 나머지 일부(136b, 200b)는 방열 통로가 될 수도 있다. 방열 통로가 되는 복수의 관통홀 세트 중 나머지 일부는 전기적으로 연결되지 않으며, 이들 관통홀(136)은 열전도성 물질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 열전도성 물질은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하는 열전도성 금속일 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열은 방열층(130)의 복수의 관통홀(136) 중 일부를 통하여 인쇄회로기판(110)으로 전달되며, 인쇄회로기판(110)으로 전달된 열은 이미지 센서 패키지(100)의 외부로 방출될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 방열층(130)과 이미지 센서(120) 사이에는 솔더레지스트층(170)이 더 배치될 수 있다. 이때, 솔더레지스트층(170)은 복수의 제1 금속패드(200) 중 일부를 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 솔더레지스트층(170)은 방열층(130)의 복수의 제1 금속패드(200)와 이미지 센서(120) 사이를 절연할 수 있다. 다만, 이미지 센서(120)의 와이어와 직접 연결되는 제1 금속패드(200)는 솔더레지스트층(170)에 의하여 커버되지 않을 수 있다. 이를 위하여, 솔더레지스트층(170)의 면적은 방열층(130)의 면적보다 좁을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 센서(120)가 탑재된 방열층(130)은 모듈화되어 제작될 수 있으며, 이미지 센서(120) 및 방열층(130)을 포함하는 모듈은 인쇄회로기판(110)과 접합될 수 있다.
도 10을 참조하면, 방열층(130)의 제1면(132)에 배치된 복수의 제2 금속패드(210)는 인쇄회로기판(110) 상에 배치될 수 있다. 이때, 인쇄회로기판(110) 상에는 복수의 제2 금속패드(300)가 배치되고, 복수의 제2 금속패드(210) 중 적어도 일부는 복수의 제3 금속패드(300) 중 적어도 일부와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 방열층(130)을 통하여 인쇄회로기판(110)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 복수의 제2 금속패드(210) 중 적어도 일부와 복수의 제3 금속패드(300) 중 적어도 일부 사이에는 솔더층(310)이 배치될 수 있다.
이에 따르면, 방열층(130)과 인쇄회로기판(110)이 높은 강도로 접합될 수 있으며, 이미지 센서(120)에 연결된 와이어는 방열층(130)을 통하여 인쇄회로기판(110)에 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 인쇄회로기판(110)에는 캐비티가 형성되며, 모듈화된 방열층(130) 및 이미지 센서(120)는 캐비티 내에 수용될 수 있다. 이에 따르면, 모듈화된 방열층(130) 및 이미지 센서(120)의 측면을 지지하기 위한 별도의 구조물이 요구되지 않으며, 이미지 센서 패키지(100)의 전체 사이즈를 축소할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 몰딩층(150)은 캐비티 내에서 인쇄회로기판(110), 방열층(130) 및 이미지 센서(120)를 고정하며, 몰딩층(150) 상에는 필터층(140)이 배치될 수 있다. 이에 따르면, 필터층(140)을 지지하기 위한 별도의 구조물이 요구되지 않으며, 이미지 센서 패키지(100)의 전체 사이즈를 축소할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(110)에는 인쇄회로기판(110)의 제1면(112)으로부터 제1면(112)의 반대 면인 인쇄회로기판(110)의 제2면(114)까지 관통하는 적어도 하나의 관통홀(116)이 형성될 수 있고, 복수의 관통홀(116) 중 적어도 일부는 복수의 제3 금속패드(300) 중 적어도 일부와 연결될 수 있다. 이에 따르면, 이미지 센서(120)에서 발생한 열은 방열층(130)으로 전달되고, 방열층(130)으로 전달된 열은 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
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 11(a), 도 11(b), 도 11(c) 및 도 11(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 일부 단면도이다. 도 1 내지 도 10에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
도 11(a) 내지 도 11(d)를 참조하면, 인쇄회로기판(110)은 리지드 영역과(110a, 110b)과 플렉시블 영역(110c)를 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판일 수 있다. 이때, 이미지 센서(120), 방열층(130), 필터층(미도시) 및 렌즈 어셈블리(미도시)는 리지드 영역(110a)에 배치되고, 다른 리지드 영역(110b)에는 다른 부품, 예를 들어 단자 등이 배치되며, 하나의 리지드 영역(110a)과 다른 리지드 영역(110b) 사이에 플렉시블 영역(110c)이 배치될 수 있다.
이때, 리지드 영역(110a, 110b)은 각각 제1 리지드층(rigid layer 1, RL1), 제1 리지드층(RL1) 상에 배치된 플렉시블층(flexible layer, FL) 및 플렉시블층(FL) 상에 배치된 제2 리지드층(rigid layer 2, RL2)을 포함할 수 있으며, 플렉시블 영역(110c)은 리지드 영역(110a, 110b)의 플렉시블층(FL)에 연결될 수 있다.
이때, 인쇄회로기판(110)에 형성된 복수의 관통홀(116)은 제1 리지드층(RL1), 플렉시블층(FL) 및 제2 리지드층(RL2)을 관통하도록 형성될 수 있다.
이에 따르면, 인쇄회로기판(110)은 리지드 영역(110a, 110b) 사이의 플렉시블 영역(110c)에 의하여 접힐 수 있으며, 좁은 면적 내에서 접힌 상태로 카메라 장치(10)가 수용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 이미지 센서 패키지, 그리고
    상기 이미지 센서 패키지 상에 배치된 렌즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 이미지 센서 패키지는,
    인쇄회로기판,
    상기 인쇄회로기판의 제1면 상에 배치된 방열층, 그리고
    상기 방열층 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판에는 상기 인쇄회로기판의 제1면으로부터 상기 제1면의 반대 면인 상기 인쇄회로기판의 제2면까지 관통하는 복수의 관통홀이 형성되며,
    상기 복수의 관통홀은 상기 방열층과 접촉하는 카메라 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 관통홀은 금속으로 채워진 카메라 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 관통홀은 상기 방열층까지 연장되도록 형성된 카메라 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 금속산화물을 포함하는 절연기판을 포함하는 카메라 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속산화물은 상기 절연기판 전체에 대하여 90wt% 이상으로 포함되는 카메라 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속산화물은 Al 및 Mg 중 적어도 하나의 산화물인 카메라 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 방열층은 상기 절연기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치된 열전달물질층을 더 포함하는 카메라 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 배치된 열전달물질층 및 상기 열전달물질층 상에 배치된 제2 금속층을 포함하고, 상기 제1 금속층은 상기 인쇄회로기판과 접촉하고, 상기 제2 금속층은 상기 이미지 센서와 접촉하며, 상기 제1 금속층의 두께는 상기 제2 금속층의 두께보다 큰 카메라 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열전달물질층은 상기 제1 금속층의 상면, 상기 제1 금속층의 측면, 상기 인쇄회로기판의 상면의 일부, 상기 제2 금속층의 하면, 상기 제2 금속층의 측면 및 상기 이미지 센서의 측면의 일부에 배치된 카메라 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 배선은 상기 방열층에 배치된 회로 패턴에 연결된 카메라 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 방열층의 면적은 상기 이미지 센서의 면적보다 크고 상기 인쇄회로기판의 면적보다 작은 카메라 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 리지드(rigid) 영역 및 플렉서블(flexible) 영역을 포함하는 RF(rigid flexible) 인쇄회로기판이고, 상기 이미지 센서는 상기 인쇄회로기판의 리지드 영역 상에 배치된 카메라 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 금속산화물을 포함하는 절연기판이고,
    상기 절연기판에는 복수의 관통홀이 형성되고,
    상기 절연기판의 복수의 관통홀 중 적어도 일부는 상기 이미지 센서의 전기적 연결 통로인 카메라 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 절연기판의 제1면에 배치된 복수의 제1 금속패드 및 상기 절연기판의 제2면에 배치된 복수의 제2 금속패드를 포함하고, 상기 복수의 제1 금속패드 및 상기 복수의 제2 금속패드는 상기 절연기판의 복수의 관통홀을 둘러싸도록 배치되는 카메라 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제1 금속패드 중 일부에는 상기 이미지 센서에 연결된 와이어가 연결되고, 상기 절연기판의 상기 적어도 일부의 관통홀은 도전성 재료로 채워지는 카메라 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 절연기판과 상기 이미지 센서 사이에 배치된 솔더레지스트층을 더 포함하고, 상기 솔더레지스트층은 상기 복수의 제1 금속패드 중 일부를 커버하도록 배치되는 카메라 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 상에는 복수의 제3 금속패드가 배치되고, 상기 복수의 제2 금속패드 중 적어도 일부는 상기 복수의 제3 금속패드 중 적어도 일부와 연결되는 카메라 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 제2 금속패드 중 적어도 일부와 상기 복수의 제3 금속패드 중 적어도 일부 사이에는 솔더층이 배치되는 카메라 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에는 캐비티가 형성되며, 상기 절연기판 및 상기 이미지 센서는 상기 캐비티 내에 수용되는 카메라 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 캐비티 내에서 상기 인쇄회로기판, 상기 절연기판 및 상기 이미지 센서를 고정하는 몰딩층을 더 포함하는 카메라 장치.
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