WO2022225314A1 - Sip 모듈 - Google Patents

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WO2022225314A1
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최병현
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엘지이노텍 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Definitions

  • the present invention relates to a SiP module, and more particularly, to a technology in which a serializer is embedded in a SiP module substrate.
  • the present invention relates to a SiP module, and more particularly, to a technology in which a serializer is embedded in a SiP module substrate.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a system in package (SiP) module capable of simplifying an interface by modularizing an image sensor and a serializer that have been previously separated.
  • SiP system in package
  • the SiP module includes a substrate; an image sensor disposed on one surface of the substrate; and a serializer embedded in the substrate, wherein the substrate may include a via hole passing through the substrate to electrically connect the image sensor and the serializer.
  • It may include a resistor embedded in the substrate.
  • the serializer may be disposed to overlap the heat dissipation pad in an optical axis direction.
  • the substrate includes a first layer in which the image sensor is disposed, a second layer in which the serializer is embedded, and a third layer in which the heat dissipation pad is disposed, and the second layer includes the first layer and the third layer. can be placed between them.
  • An adhesive member may be applied to one surface and the other surface of the second layer.
  • the serializer may be any one of low voltage differential signaling (LVDS), V By One HS, HD Base T, and MIPI A-PHY chipsets.
  • LVDS low voltage differential signaling
  • V By One HS V By One HS
  • HD Base T HD Base T
  • MIPI A-PHY chipsets MIPI A-PHY chipsets
  • the image sensor may be one image sensor among a plurality of types of image sensors, and a pin may be formed on one surface of the substrate at a position corresponding to a connection terminal configured as a single pin map.
  • the camera module includes a first substrate; an image sensor disposed on one surface of the first substrate; a serializer embedded in the first substrate; and a second substrate on which the first substrate is disposed on one surface, wherein the first substrate may include a via hole passing through the first substrate to electrically connect the image sensor and the serializer.
  • a power block and a connector may be disposed on the other surface of the second board.
  • the camera internal structure can be designed smaller than before, and price competitiveness can be secured by easing the board specification and removing the flexible board.
  • the type of image sensor is different, it can be connected to the SiP module substrate composed of the same pinmap, making it possible to make the SiP module a platform.
  • the effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
  • FIG. 1 illustrates an internal substrate of a conventional vehicle camera.
  • FIG. 2 is a block diagram of a camera internal interface according to the present embodiment.
  • SiP module 3 to 5 show a SiP module according to the present embodiment.
  • a component when it is described that a component is 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, the component is directly 'connected', 'coupled', or 'connected' to the other component. In addition to the case, it may include a case of 'connected', 'coupled', or 'connected' by another element between the element and the other element.
  • a serializer for high-speed transmission of a video signal is included because a physical distance between a location where a camera is attached and a host is large.
  • a conventional camera module internal substrate structure will be described with reference to FIG. 1 .
  • the image sensor 4 is disposed on the upper surface of the upper substrate 1
  • the power block 5 is disposed on the lower surface
  • the serializer 6 is arranged on the upper surface of the lower substrate 2
  • the connector 7 is arranged on the lower surface of the lower substrate 2 .
  • additional electronic components in addition to the above components may be disposed on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 . This is illustrative, and not particularly limited thereto.
  • the upper substrate 1 and the lower substrate 2 may be connected by a flexible substrate 3 . Since the image sensor 4 and the serializer 6 have many signal connections, and the image signal received from the image sensor 4 needs to be transmitted to the serializer 6 at high speed, the image sensor 4 disposed on different boards. and the serializer 6 are electrically connected through the flexible substrate 3 .
  • FIGS. 2 to 5 are block diagram of a camera internal interface according to the present embodiment.
  • 3 to 5 show a SiP module according to the present embodiment.
  • the SiP module substrate according to the present embodiment may include a substrate 120 and a serializer 130 , and the SiP module according to the present embodiment has an image sensor 110 , a substrate 120 , and a serializer 130 .
  • the substrate 120 may be a printed circuit board (PCB).
  • the substrate 120 may be formed as a single layer.
  • the substrate 120 may be formed of a plurality of layers.
  • An embedded serializer 130 may be included in the substrate 120 .
  • the "embedded technology" used in the present invention refers to a technology for inserting electronic components into the substrate. .
  • the size of the substrate 120 can be reduced, and the length of the connection between other active and passive elements mounted inside the substrate 120 is shortened, thereby reducing the inductance component. It is possible to improve electrical performance according to the reduction of
  • the serializer 130 may be embedded in the board 120 and electrically connected to the image sensor 110 .
  • a via hole (not shown) may be formed in the substrate 120 to electrically connect the image sensor 110 and the serializer 130 .
  • the serializer 130 may be disposed to be embedded in the substrate 120 formed as a single layer.
  • the serializer 130 may be disposed between the plurality of layers.
  • the substrate 120 may include the first to third layers 121 , 122 , and 123 , and the number of layers may be increased or decreased according to the number of mounted components, and is not particularly limited thereto.
  • the image sensor 110 may be disposed on the upper surface of the first layer 121 which is the top layer of the substrate 120 .
  • a heat dissipation pad 150 may be disposed on a lower surface of the third layer 122 that is a bottom (BOT) layer of the substrate 120 .
  • the serializer 130 may be disposed on the second layer 123 positioned between the first layer 121 and the third layer 122 .
  • a plurality of electronic devices may be disposed on the upper surface of the first layer 121 or the lower surface of the third layer 122 .
  • An adhesive member may be applied to one surface of the layer on which the serializer 130 is disposed among the plurality of layers of the substrate 120 .
  • the adhesive member may be epoxy. This is to prevent thermal expansion from occurring by zeroing air in the layer of the substrate 120 on which the serializer 130 is embedded.
  • a layer on which the serializer 130 is disposed among the plurality of layers of the substrate 120 may be molded and the serializer 130 may be embedded therein.
  • a serializer also called a serializer, is a component that converts various parallel signals into serial signals. Specifically, the serializer receives parallel data from a large number of pins, converts it into serial data, and outputs it through a small number of pins, thereby allowing one pin to perform various roles, thereby reducing the overall number of pins.
  • the serializer 130 may be any one of low voltage differential signaling (LVDS), V By One HS, HD Base T, and MIPI A-PHY chipsets.
  • the serializer 130 may be any one of various communication interfaces.
  • the serializer 130 may be in the form of a chip.
  • the serializer 130 may be in the form of an element.
  • the serializer 130 may be in the form of an electronic component.
  • MIPI Mobile Industry Processor Interface
  • MIPI A-PHY can be used for high-speed data transmission between a camera, a display, and a related domain ECU (electronic control unit).
  • MIPI A-PHY has high stability with low error rate, has high resilience due to ultra-high level of immunity even in an automotive environment, can be used in long-distance communication range, and can improve data rate.
  • the RGB-IR Sensor which is the image sensor 110
  • the MIPI A-PHY which is a type of the serializer 130
  • the image sensor and the serializer are disposed on separate boards, a flexible board for connecting the respective boards is required. was embedded, and the image sensor and serializer were electrically connected to make it modular.
  • a resistor 140 embedded in the substrate 120 may be included.
  • the resistor 140 may be connected to electronic components disposed inside the substrate 120 .
  • Electronic components mounted inside or on the surface of the substrate 120 may be connected to the resistor 140 embedded in the substrate 120 to perform termination within the substrate 120 . Through this, it is possible to simplify the inside of the substrate 120 without the need to connect the electronic components to the outside.
  • the resistor 140 may be disposed adjacent to the serializer 130 embedded in the substrate 120 .
  • the resistor 140 may include a plurality of resistors.
  • the resistor 140 may be embedded in the layer in which the serializer 130 is embedded.
  • the resistor 140 may be embedded in a layer in which the serializer 130 is not embedded.
  • An image sensor 110 may be disposed on the upper surface of the substrate 120 .
  • the image sensor 110 may be electrically connected to the substrate 120 .
  • the image sensor 110 may be electrically connected to the serializer 130 embedded in the board 120 .
  • the image sensor may be coupled to the substrate 120 by a surface mount technique.
  • the image sensor may be coupled to the substrate 120 by flip chip technology.
  • the image sensor 110 may be any one of a charge coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), a CPD, and a CID.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • CPD CPD
  • CID C-Dielectric Deformation
  • a horizontal and/or vertical length of a unit pixel of the image sensor 110 may be 2 ⁇ m (micrometer) or less.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and as the number of pixels increases, the overall size of the image sensor 110 may increase. Through this, it can be applied to a camera module with a high number of pixels and/or pixels.
  • the image sensor 110 may be coupled to the substrate 120 by flip chip technology.
  • Flip-chip technology is a method of wireless bonding, which is one of device mounting technologies. When attaching a chip to a substrate, it does not use an additional connection structure such as a metal lead (wire) or an intermediate medium such as a ball grid array (BGA). It is a technology that fuses as it is using lead bumps that become electrodes on the bottom side. This technology has the effect that the package is the same size as the chip, which is advantageous for miniaturization and weight reduction, has excellent thermal stability, high current application rate, and can also increase reaction speed, and has the effect of making the distance between electrodes much smaller.
  • a bump 160 is formed on the lower surface of the image sensor 110 , and it can be fused to the substrate 120 .
  • the bump 160 may be press-bonded or thermocompression-bonded to the substrate 120 .
  • an adhesive member 170 may be additionally applied between the image sensor 110 and the upper surface of the substrate 120 .
  • An underfill may be applied between the image sensor 110 and the upper surface of the substrate 120 .
  • a predetermined space formed between the image sensor 110 and the substrate 120 may be filled by the bump 160 of the image sensor 110 , and the mounting reliability of the image sensor 110 may be enhanced.
  • the substrate 120 may include at least one via hole penetrating the substrate 120 .
  • the serializer 130 may be electrically connected to the image sensor 110 disposed on the substrate 120 through a via hole.
  • the resistor 140 and the electronic components may be electrically connected to each other through a via hole.
  • the image sensor 110 may be one image sensor among a plurality of types of image sensors.
  • the type and size of the image sensor 110 may vary according to the number of pixels. In general, the larger the area of the image sensor, the clearer the image can be obtained.
  • a pin may be formed on one surface of the substrate 120 at a position corresponding to a connection terminal configured as a single pin map. It is possible to replace and combine different image sensors with a connection terminal composed of a single pin map, and there is no need to separately manufacture a SiP module substrate for each type of image sensor.
  • the SiP module for each pixel of the image sensor can be configured with the same size and the same pinmap, so that the substrate of the camera module can be platformed.
  • a heat dissipation pad 150 may be disposed on the other surface of the substrate 120 .
  • the heat dissipation pad 150 may be a thermal conductive tape (thermal pad).
  • the heat dissipation pad 150 has high thermal conductivity to reduce heat generated inside the camera.
  • the heat dissipation pad 150 may be in the form of a tape.
  • the heat dissipation pad 150 may be in the form of a double-sided tape.
  • the serializer 130 may be disposed to overlap the heat dissipation pad 150 in the optical axis direction.
  • the serializer 130 may be disposed to overlap the heat dissipation pad 150 in a direction perpendicular to the optical axis. Through this, heat emitted from the serializer 130 may be more effectively discharged.
  • the SiP module according to this embodiment includes an image sensor 110 , a first substrate 120 , and a serializer 130
  • the camera module according to this embodiment includes an image sensor 110 and a first substrate 120 . , a serializer 130 , and a second substrate 210 .
  • a detailed description of the camera module of the present invention corresponds to the detailed description of each configuration with reference to FIGS. 2 to 3 , and thus redundant descriptions will be omitted.
  • One surface of the second substrate 210 may be disposed on the first substrate 120 of the SiP module, and the power block 230 and the connector 220 may be disposed on the other surface of the second substrate 210 .
  • the first substrate 120 may be coupled to the upper surface of the second substrate 210 by the heat dissipation pad 150 disposed on the lower surface of the first substrate 120 . This is illustrative, and not particularly limited thereto.
  • the power block 230 may be coupled to the second substrate 210 .
  • the power block 230 may be a converter.
  • the power block 230 may convert a level of power received from an external device (not shown) into a level of power required by the board, and output power having the converted level to each electronic component.
  • the power block 230 may include at least one of a DC-DC converter (not shown) and a low voltage drop out (LDO) regulator (not shown).
  • the connector 220 may be coupled to the second board 210 .
  • the connector 220 may be electrically connected to the second board 210 .
  • the connector 220 may supply external power into the camera device.
  • the connector 220 may include a port for electrically connecting to an external device.
  • a cross-section of the connector 220 may be formed in a circular shape. Alternatively, the cross-section of the connector 220 may be variously changed to an oval or rectangular shape.
  • the camera internal structure can be designed smaller than before, and price competitiveness can be secured by easing the board specification and removing the flexible board.
  • the image sensor and serializer are made into SiP modules, a separate image sensor reinforcement process is not required in the final camera assembly process, thereby simplifying the overall assembly process.
  • the type of image sensor is different, it can be connected to the SiP module substrate composed of the same pinmap, making it possible to make the SiP module a platform.

Abstract

본 실시예에 따른 SiP 모듈은 기판; 상기 기판 일면에 배치되는 이미지 센서; 및 상기 기판 내부에 임베디드되는 시리얼라이저를 포함하고, 상기 기판은 상기 이미지 센서와 상기 시리얼라이저를 전기적으로 연결하기 위해 상기 기판을 관통하는 비아홀을 포함한다.

Description

SIP 모듈
본 발명은 SiP 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 SiP 모듈 기판에 시리얼라이저가 임베디드되는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 SiP 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 SiP 모듈 기판에 시리얼라이저가 임베디드되는 기술에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존에 분리되어 있던 이미지 센서와 시리얼라이저(Serializer)를 모듈화하여 인터페이스를 간소화할 수 있는 SiP(System in Package) 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 실시예에 따른 SiP 모듈은 기판; 상기 기판 일면에 배치되는 이미지 센서; 및 상기 기판 내부에 임베디드되는 시리얼라이저를 포함하고, 상기 기판은 상기 이미지 센서와 상기 시리얼라이저를 전기적으로 연결하기 위해 상기 기판을 관통하는 비아홀을 포함할 수 있다.
상기 기판 내부에 임베디드되는 저항을 포함할 수 있다.
상기 기판의 타면에 배치되는 방열패드를 포함하고, 상기 시리얼라이저는 상기 방열패드와 광축 방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다.
상기 기판은 상기 이미지 센서가 배치되는 제1 층, 상기 시리얼라이저가 임베디드 되는 제2 층 및 상기 방열패드가 배치되는 제3 층을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 제3 층 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 층의 일면 및 타면에 접착부재가 도포될 수 있다.
상기 시리얼라이저는 LVDS(Low voltage differential signaling), V By One HS, HD Base T, MIPI A-PHY 칩셋 중 어느 하나일 수 있다.
상기 이미지 센서는, 복수의 종류의 이미지 센서 중 하나의 이미지 센서이고, 상기 기판의 일면에 하나의 핀맵으로 구성되는 연결단자에 대응하는 위치에 핀이 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 기판; 상기 제1 기판 일면에 배치되는 이미지 센서; 상기 제1 기판 내부에 임베디드되는 시리얼라이저; 및 상기 제1 기판이 일면에 배치되는 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 기판은 상기 이미지 센서와 상기 시리얼라이저를 전기적으로 연결하기 위해 상기 제1 기판을 관통하는 비아홀을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판의 타면에는 전원블록 및 커넥터가 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면 시리얼라이저를 기판에 임베디드하여 카메라 내부 구조를 기존 대비 소형화 설계할 수 있고, 기판 사양 완화 및 플렉시블 기판 제거를 통하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
또한, 이미지 센서와 시리얼라이저를 SiP 모듈화함으로써 최종 카메라 조립 공정에서 별도의 이미지 센서 보강 공정이 필요하지 않으므로 전체적인 조립 공정을 간소화할 수 있다.
또한, 이미지 센서의 종류가 달라지더라도 동일한 핀맵으로 구성된 SiP 모듈 기판에 연결할 수 있어, SiP 모듈을 플랫폼화 할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 기존 차량용 카메라의 내부 기판을 도시한 것이다.
도 2는 본 실시예에 따른 카메라 내부 인터페이스의 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 본 실시예에 따른 SiP 모듈을 도시한 것이다.
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, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 실시예가 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 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 실시예의 구성 요소를 설명하는데 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 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 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 경우 뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
일반적으로 차량용 카메라 구조에서는 카메라가 부착되는 위치와 호스트 사이의 물리적 거리가 크기 때문에 영상 신호 고속 전송을 위한 시리얼라이저를 포함한다. 이하에서는 도 1을 참조하여, 기존의 카메라 모듈 내부 기판 구조를 설명한다.
상부 기판(1)의 상면에는 이미지 센서(4)가 배치되고 하면에는 전원 블록(5)이 배치되며, 하부 기판(2)의 상면에는 시리얼라이저(6)가 배치되고 하면에는 커넥터(7)가 연결될 수 있다. 이외에, 상부 기판(1)과 하부 기판(2)에는 상기 부품 이외에 추가적인 전자부품이 배치될 수 있다. 이는 예시적인 것이며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상부 기판(1)과 하부 기판(2)은 플렉시블(Flexible) 기판(3)으로 연결될 수 있다. 이미지 센서(4)와 시리얼라이저(6)는 신호 연결이 많고, 이미지 센서(4)에서 수신한 영상신호를 시리얼라이저(6)로 고속 전송을 하여야 하므로 서로 다른 기판에 배치된 이미지 센서(4)와 시리얼라이저(6)는 플렉시블 기판(3)를 통해 전기적으로 연결된다.
이와 같은 카메라 모듈 내부 구조에서는, 이미지 센서의 고화소화됨에 따라 연결패드수 증가 및 고사양 PCB가 요구되며, 카메라 소형화로 인한 신뢰성 보강을 위하여 추가 접착과 같은 공정이 증가하게 되는 문제가 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 SiP 모듈에 대해 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 카메라 내부 인터페이스의 블록도를 도시한 것이다. 도 3 내지 도 5는 본 실시예에 따른 SiP 모듈을 도시한 것이다.
본 실시예에 따른 SiP 모듈 기판은 기판(120) 및 시리얼라이저(130)를 포함할 수 있고, 본 실시예에 따른 SiP 모듈은 이미지 센서(110), 기판(120), 및 시리얼라이저(130)를 포함할 수 있다.
기판(120)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 기판(120)은 단일의 층으로 형성될 수 있다. 기판(120)은 복수의 층으로 형성될 수 있다.
기판(120)의 내부에는 임베디드(Embedded)되는 시리얼라이저(130)를 포함할 수 있다. 기존에는 표면 실장 기술(SMT, Surface Mounting Technology)을 통해 기판 표면 위에 전자부품을 접합시키던 것과 달리, 본 발명에서 사용되는 "임베디드(Embedded) 기술"은 기판 내부에 전자 부품을 삽입시키는 기술을 의미한다.
시리얼라이저(130)가 기판(120) 내부에 임베디드되는 경우, 기판(120)의 크기를 축소할 수 있고, 기판(120) 내부에 실장되는 다른 능동 소자, 수동 소자 간의 접속 길이가 짧아져 인덕턴스 성분의 감소에 따른 전기적 성능을 향상시킬 수 있고, 실장을 위한 납땜 수 감소에 의한 기판의 실장 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 시리얼라이저(130)는 기판(120) 내부에 임베디드되어 이미지 센서(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지 센서(110)와 시리얼라이저(130)를 전기적으로 연결하기 위해서 도시하지 않았지만 기판(120)에는 비아홀(미도시)이 형성될 수 있다. 도 3를 참조하면, 시리얼라이저(130)는 단일의 층으로 형성된 기판(120) 내부에 임베디드되도록 배치될 수 있다.
도 4을 참조하면, 기판(120)이 복수의 층으로 형성되는 경우, 시리얼라이저(130)는 복수의 층 사이에 배치될 수 있다. 기판(120)은 제1 내지 제3 층(121, 122, 123)을 포함할 수 있고, 층의 개수는 실장되는 부품의 개수 등에 따라 증감될 수 있음은 당연하고 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(120)의 탑(TOP)층인 제1 층(121)의 상면에는 이미지 센서(110)가 배치될 수 있다. 기판(120)의 바텀(BOT)층인 제3 층(122)의 하면에는 방열패드(150)가 배치될 수 있다. 시리얼라이저(130)는 제1 층(121)과 제3 층(122) 사이에 위치한 제2 층(123)에 배치될 수 있다. 제1 층(121)의 상면 또는 제3 층(122)의 하면에는 도시하지 않았지만 복수개의 전자 소자가 배치 될 수 있다.
기판(120)의 복수의 층 중 시리얼라이저(130)가 배치되는 층은 일면에 접착부재가 도포될 수 있다. 접착부재는 에폭시(Epoxy)일 수 있다. 이는, 시리얼라이저(130)가 임베디드되는 기판(120) 층에 공기를 제로화하여 열팽창이 발생하지 않도록 하기 위함이다. 기판(120)의 복수의 층 중 시리얼라이저(130)가 배치되는 층은 몰딩화하여 시리얼라이저(130)가 임베디드될 수 있다.
시리얼라이저(Serializer)는 직렬변환기라고도 하며, 다양한 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 주는 구성이다. 구체적으로, 시리얼라이저는 많은 수의 핀으로부터 병렬 데이터를 입력받아 직렬 데이터로 변환하여 적은 수의 핀을 통해 출력함으로써, 한 개의 핀이 여러 가지 역할을 하도록 하여 전체적인 핀 수를 감소시킬 수 있다.
시리얼라이저(130)는 LVDS(Low voltage differential signaling), V By One HS, HD Base T, MIPI A-PHY 칩셋 중 어느 하나일 수 있다. 시리얼라이저(130)는 다양한 통신 인터페이스 중 어느 하나일 수 있다. 시리얼라이저(130)는 칩 형태일 수 있다. 시리얼라이저(130)는 소자 형태일 수 있다. 시리얼라이저(130)는 전자 부품 형태일 수 있다.
MIPI(Mobile Industry Processor Interface)는 모바일 및 사물 인터넷 기기에서 재사용 및 호환성을 강화하기 위해 인텔, ARM, 노키아, 삼성, ST, TI 등이 모여 설립한 MIPI Alliance에서 AP(Application Processor)를 비롯한 프로세서와 주변 기기들에 대한 인터페이스 사양을 정한 것이다. MIPI에서 정한 규격은 MIPI D-PHY, MIPI M-PHY, MIPI C-PHY 등이 있다. 특히, MIPI A-PHY는 카메라와 디스플레이, 관련 도메인 ECU(전자제어장치) 간에 데이터를 고속으로 전송하는 경우 이용될 수 있다. MIPI A-PHY는 오류율이 적어 높은 안정성을 가지며, 자동차 환경에서도 초고도 수준의 내성을 가져 높은 회복력을 가지며, 장거리 통신 범위에서 이용될 수 있고, 데이터 속도를 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 이미지 센서(110)인 RGB-IR Sensor와 시리얼라이저(130)의 일종인 MIPI A-PHY는 다수의 핀을 통해 통신한다. 기존에는 이미지 센서와 시리얼라이저가 별도의 기판에 배치되어 있어 각각의 기판을 연결하는 플레시블 기판을 필요로 하였으나, 본 실시예에 따른 SiP 모듈은 기판 상면에 이미지 센서를 배치하고 기판 내부에 시리얼라이저를 임베디드하고, 이미지 센서와 시리얼라이저를 전기적 연결시켜 모듈화하였다.
기판(120)의 내부에는 임베디드되는 저항(140)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 저항(140)은 기판(120) 내부에 배치되는 전자부품들과 연결될 수 있다. 기판(120) 내부 또는 표면에 실장되는 전자부품들은 기판(120) 내부에 임베디드되는 저항(140)과 연결되어 기판(120) 내부에서 터미네이션(Termination)할 수 있다. 이를 통해, 전자부품들을 외부로 와이어 연결할 필요 없이 기판(120) 내부를 간소화할 수 있다.
저항(140)은 기판(120) 내부에 임베디드되는 시리얼라이저(130)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 저항(140)은 복수의 저항을 포함할 수 있다. 기판(120)이 복수의 층으로 형성되는 경우, 저항(140)은 시리얼라이저(130)가 임베디드되는 층에 임베디드될 수 있다. 또는 저항(140)은 시리얼라이저(130)가 임베디드되지 않는 층에 임베디드될 수 있다.
기판(120)의 상면에는 이미지 센서(110)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 이미지 센서(110)는 기판(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지 센서(110)는 기판(120)에 임베디드된 시리얼라이저(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지 센서는 기판(120)에 표면 실장 기술에 의해 결합될 수 있다. 이미지 센서는 기판(120)에 플립 칩(flip chip) 기술에 의해 결합될 수 있다.
이미지 센서(110)는 CCD(Charge Coupled Device, 전자 결합 소자), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 상보형 금속 산화물 반도체), CPD 및 CID 중 어느 하나일 수 있다. 이미지 센서(110)의 단위 픽셀의 가로 및/또는 세로의 길이는 2um(마이크로 미터) 이하일 수 있다. 특별히 이에 한정되는 것은 아니고, 화소수가 높아짐에 따라 이미지 센서(110)의 전체 크기는 증가할 수 있다. 이를 통해, 화소 및/또는 화소수가 높은 카메라 모듈에 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이미지 센서(110)는 기판(120)에 플립 칩 기술에 의해 결합될 수 있다. 플립칩 기술은 소자 실장 기술의 하나인 와이어리스 본딩의 한 방식으로서, 칩을 기판에 부착시킬 때 금속 리드(와이어)와 같은 추가적인 연결 구조나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 중간 매체를 사용하지 않고 칩 아랫면의 전극이 되는 납 범프(bump)를 이용해 그대로 융착시키는 기술이다. 이 기술은 패키지가 칩 크기와 같아 소형, 경량화에 유리하고, 열적 안정성이 뛰어나고, 전류 인가율이 높으며 반응 속도도 높일 수 있으며, 전극 간 거리를 훨씬 미세하게 할 수 있는 효과가 있다.
이미지 센서(110)의 하면에 범프(160)가 형성되고, 이를 융착시켜 기판(120)에 결합시킬 수 있다. 범프(160)는 기판(120)에 압착 본딩되거나 열압착 본딩될 수 있다. 이미지 센서(110)의 범프(160)를 기판(120)의 상면에 융착시켜 결합시킨 후, 추가로 이미지 센서(110)와 기판(120)의 상면 사이에 접착부재(170)를 도포할 수 있다. 이미지 센서(110)와 기판(120)의 상면 사이에 언더필(Underfill)을 도포할 수 있다. 이미지 센서(110)의 범프(160)에 의해 이미지 센서(110)와 기판(120) 사이에 형성된 일정 공간을 매꿀 수 있고, 이미지 센서(110)의 실장 신뢰성 강화할 수 있다.
기판(120)은 기판(120)을 관통하는 적어도 하나의 비아홀을 포함할 수 있다. 시리얼라이저(130)는 비아홀을 통해 기판(120)에 배치되는 이미지 센서(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 저항(140) 및 전자부품들은 비아홀을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이미지 센서(110)는 복수의 종류의 이미지 센서 중 하나의 이미지 센서일 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(110)는 화소수 등에 따라 종류 및 사이즈가 달라질 수 있다. 일반적으로 이미지 센서의 면적이 클수록 더욱 선명한 해상력의 이미지를 얻을 수 있다.
기판(120)의 일면에 하나의 핀맵으로 구성되는 연결단자에 대응하는 위치에 핀이 형성될 수 있다. 하나의 핀맵으로 구성되는 연결단자에 서로 다른 이미지 센서를 교체하여 결합할 수 있고, 이미지 센서의 종류마다 SiP 모듈 기판을 별도로 제작할 필요가 없다. 이미지 센서의 화소별 SiP 모듈은 동일 사이즈, 동일 핀맵으로 구성하여, 카메라 모듈의 기판을 플랫폼화할 수 있다.
기판(120)의 타면에는 방열패드(150)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 방열패드(150)는 열전도 테이프(Thermal pad)일 수 있다. 방열패드(150)는 열전도율이 높아 카메라 내부에서 발생하는 열을 낮출 수 있다. 방열패드(150)는 테이프 형태일 수 있다. 방열패드(150)는 양면 테이프 형태일 수 있다.
시리얼라이저(130)는 방열패드(150)와 광축 방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다. 시리얼라이저(130)는 방열패드(150)와 광축에 수직인 방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 시리얼라이저(130)에서 방출되는 열을 보다 효과적으로 배출시킬 수 있다.
다음은 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 SiP 모듈이 포함된 카메라 모듈을 설명한다. 본 실시예에 따른 SiP 모듈은 이미지 센서(110), 제1 기판(120), 시리얼라이저(130)를 포함하고, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서(110), 제1 기판(120), 시리얼라이저(130), 제2 기판(210)을 포함할 수 있다. 본 발명의 카메라 모듈에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 3을 참조한 각 구성의 상세한 설명에 대응되는 바, 중복된 설명은 생략하도록 한다.
제2 기판(210)의 일면은 SiP 모듈의 제1 기판(120)에 배치될 수 있고, 제2 기판(210)의 타면에는 전원 블록(230) 및 커넥터(220)가 배치될 수 있다. 제1 기판(120)의 하면에 배치되는 방열패드(150)에 의해 제1 기판(120)은 제2 기판(210)의 상면에 결합될 수 있다. 이는 예시적인 것이며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
전원 블록(230)은 제2 기판(210)에 결합될 수 있다. 전원 블록(230)은 컨버터일 수 있다. 전원 블록(230)은 외부 디바이스(미도시)로부터 받은 전원의 레벨을 기판에서 필요한 전원의 레벨로 변환시키고, 변환된 레벨을 갖는 전원을 각 전자 부품으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전원 블록(230)은 직류-직류 변환기(미도시) 또는 저전압 드롭 아웃(LDO:Low voltage Drop Out) 레귤레이터(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
커넥터(220)는 제2 기판(210)에 결합될 수 있다. 커넥터(220)는 제2 기판(210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터(220)는 외부 전원을 카메라 장치의 내로 공급할 수 있다. 커넥터(220)는 외부 장치와 전기적으로 연결되기 위한 포트(port)를 포함할 수 있다. 커넥터(220)의 단면은 원 형상으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 커넥터(220)의 단면은 타원 또는 사각형 형상 등으로 다양하게 변경될 수 있다.
본 실시예에 따르면 시리얼라이저를 기판에 임베디드하여 카메라 내부 구조를 기존 대비 소형화 설계할 수 있고, 기판 사양 완화 및 플렉시블 기판 제거를 통하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한, 이미지 센서와 시리얼라이저를 SiP 모듈화함으로써 최종 카메라 조립 공정에서 별도의 이미지 센서 보강 공정이 필요하지 않으므로 전체적인 조립 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 이미지 센서의 종류가 달라지더라도 동일한 핀맵으로 구성된 SiP 모듈 기판에 연결할 수 있어, SiP 모듈을 플랫폼화 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 일면에 배치되는 이미지 센서; 및
    상기 기판 내부에 임베디드되는 시리얼라이저를 포함하고,
    상기 기판은 상기 이미지 센서와 상기 시리얼라이저를 전기적으로 연결하기 위해 상기 기판을 관통하는 비아홀을 포함하는 SiP 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 내부에 임베디드되는 저항을 포함하는 SiP 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 타면에 배치되는 방열패드를 포함하고,
    상기 시리얼라이저는 상기 방열패드와 광축 방향으로 오버랩되도록 배치되는 SiP 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판은 상기 이미지 센서가 배치되는 제1 층, 상기 시리얼라이저가 임베디드 되는 제2 층 및 상기 방열패드가 배치되는 제3 층을 포함하고,
    상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 제3 층 사이에 배치되는 SiP 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 층의 일면 및 타면에 접착부재가 도포되는 SiP 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시리얼라이저는 LVDS(Low voltage differential signaling), V By One HS, HD Base T, MIPI A-PHY 칩셋 중 어느 하나인 SiP 모듈.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는,
    복수의 종류의 이미지 센서 중 하나의 이미지 센서이고, 상기 기판의 일면에 하나의 핀맵으로 구성되는 연결단자에 대응하는 위치에 핀이 형성되는 SiP 모듈.
  8. 제1 기판;
    상기 제1 기판 일면에 배치되는 이미지 센서;
    상기 제1 기판 내부에 임베디드되는 시리얼라이저; 및
    상기 제1 기판이 일면에 배치되는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판은 상기 이미지 센서와 상기 시리얼라이저를 전기적으로 연결하기 위해 상기 제1 기판을 관통하는 비아홀을 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 기판의 타면에는 전원블록 및 커넥터가 배치되는 카메라 모듈.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 이미지 센서는,
    복수의 종류의 이미지 센서 중 하나의 이미지 센서이고, 상기 기판의 일면에 하나의 핀맵으로 구성되는 연결단자에 대응하는 위치에 핀이 형성되는 카메라 모듈.
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