KR100794660B1 - 이미지 센서 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이미지 센서 패키지를 제공한다. 이 패키지는 투명 기판 상에 배열된 복수개의 배선 패턴, 복수개의 배선 패턴과 외부 회로의 접속을 위한 지주형 범프들, 복수개의 배선 패턴과 전기적으로 접속되는 이미지 센서 칩, 이미지 센서 칩의 감응 영역을 노출하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐, 및 수지 방호 댐의 외측의 투명 기판 상에 충진된 수지를 포함한다. 수지는 감응 영역과 투명 기판 사이의 공동을 갖는다. 이에 따라, 이미지 센서의 감응 특성이 저하되는 것을 방지하는 동시에 두께가 얇아질 수 있는 이미지 센서 패키지를 제공할 수 있다.
이미지 센서, 패키지, 범프, 댐
Description
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 이미지 센서 패키지의 개념을 설명하기 위한 단면도들;
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개념을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도;
도 3a 내지 도 3l은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 투명 기판 111 : 적외선 필터막
112 : 배선 패턴 114 : 지주형 범프
116 : 수지 방호 댐 118 : 이미지 센서 칩
118s : 감응 영역 120 : 수지
130 : 지지대 132 : 그루브
134 : 블랙 매트릭스 패턴 136 : 렌즈 지지부
138 : 렌즈
본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 이미지 센서 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학 정보를 전기 신호로 변환시키는 반도체 전자 소자이다. 이미지 센서는 전하 결합형(Charge Coupled Device : CCD) 이미지 센서와 씨모스형(Complementary Metal-Oxide Semiconductor : CMOS) 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서를 보호하는 동시에 이미지 센서의 수광면(photo receiving surface) 또는 활성면(active surface)에 광이 입사하도록 하는 패키지(package)가 구성된다.
이미지 센서를 위한 패키지는 하우징(housing)과 이미지 센서의 수광면 또는 활성면에 광이 입사되는 창(window)을 구비한다. 패키지는 이미지 센서의 활성면에 정렬되는 렌즈(lens), 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부(lens holder) 및 렌즈 지지부가 끼워지도록 개구(aperture)가 구비된 하우징을 더 포함할 수도 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 이미지 센서 패키지의 개념을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 감응 영역(18s)을 포함하는 이미지 센서 칩(18)이 투명한 창(10)에 직접적으로 부착된다. 투명한 창(10)은 이미지 센서 칩(18)과 부착되는 부위에 외부 회로와 접속되는 배선 패턴(12)을 가진다. 배선 패턴(12)은 범프(bump, 22) 및 솔더 볼(solder ball, 13)을 매개로 하여 각각 이미지 센서 칩(18)의 본딩 패드(bonding pad, 미도시) 및 외부 회로와 전기적으로 접속된다. 감응 영역(18s)과 투명한 창(10) 사이에는 공동(cavity)이 제공된다.
도 1b를 참조하면, 감응 영역(18s)을 포함하는 이미지 센서 칩(18)이 하우징 형태를 갖는 기판(20)에 부착된다. 기판(10)은 이미지 센서 칩(18)과 부착되는 부위에 외부 회로와 접속되는 배선 패턴(12)을 가진다. 배선 패턴(12)은 범프(22)를 매개로 하여 이미지 센서 칩(18)의 본딩 패드(미도시)와 전기적으로 접속된다. 외부 회로와의 접속을 위해 배선 패턴(12)은 솔더 볼(도 1의 13 참조) 등과 같은 매개물을 가질 수 있다. 하우징 형태를 갖는 기판(20) 상에는 투명한 창(10)이 부착된다. 이에 따라, 감응 영역(18s)과 창 사이에는 공동이 제공된다.
도 1a 및 도 1b와 같은 종래의 패키지 구조는 절단(sawing)된 개개의 이미지 센서 칩을 창 또는 기판에 부착하여 제조된다. 일반적으로 부착 공정은 열 압착(thermo compression) 공정을 포함한다. 이에 따라, 소형 장치에 적합한 이미지 센서 모듈(module)에 적용하기 위한 두께가 얇은 이미지 센서 칩의 경우, 부착 공정에서 이미지 센서 칩이 깨어지는 문제점이 있다. 이는 이미지 센서 칩(18)의 두께를 감소시키는 한계로 작용한다. 또한, 투명한 창의 측면으로부터 투과되어 들어오는 불필요한 광으로 인해 이미지 센서 칩의 감응 특성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이미지 센서의 감응 특성의 저하를 방지하면서 얇은 두께를 가질 수 있는 이미지 센서 패키지를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이미지 센서 칩의 감응 특성의 저하를 방지하는 동시에 그 두께를 얇아지게 할 수 있는 이미지 센서 패키지 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 이미지 센서 패키지를 제공한다. 이 패키지는 투명 기판, 투명 기판 상에 소정의 형상을 갖게 배열된 복수개의 배선 패턴, 투명 기판에 대향하는 복수개의 배선 패턴 상에 형성되되, 복수개의 배선 패턴과 외부 회로의 접속을 위한 지주형 범프들, 복수개의 배선 패턴 상에 부착되어, 복수개의 배선 패턴과 전기적으로 접속되는 이미지 센서 칩, 소정의 형상을 갖는 복수개의 배선 패턴 내측의 투명 기판과 이미지 센서 칩 사이에 형성되되, 이미지 센서 칩의 감응 영역을 노출하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐, 및 수지 방호 댐의 외측의 투명 기판 상에 충진된 수지를 포함하되, 수지는 감응 영역과 투명 기판 사이의 공동을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
수지 방호 댐은 벤조사이클로부틴, 폴리이미드, 에폭시 및 금속 물질 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
투명 기판의 가장자리를 둘러싸고 투광 방지 역할을 하는 블랙 매트릭스 패턴, 블랙 매트릭스 패턴 상의 렌즈 지지부 및 렌즈 지지부 상에 장착된 렌즈를 더 포함할 수 있다.
블랙 매트릭스 패턴은 블랙 에폭시 계열을 포함할 수 있다.
또한, 상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 이미지 센서 패키지 제조 방법을 제공한다. 이 방법에 따르면, 투명 기판 상에 복수개의 배선 패턴을 복수개의 소정의 형상을 가지도록 배열하는 것, 투명 기판에 대향하는 복수개의 배선 패턴 상에 복수개의 배선 패턴과 외부 회로의 접속을 위한 지주형 범프들을 형성하는 것, 복수개의 소정의 형상을 갖는 복수개의 배선 패턴 내측의 투명 기판 상에 이미지 센서 칩들의 감응 영역을 정의하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐들을 형성하는 것, 수지 방호 댐들과 이미지 센서 칩들이 밀착되도록 복수개의 배선 패턴에 이미지 센서 칩들을 접속하는 것, 그리고 이미지 센서 칩들을 포함하는 투명 기판을 덮는 수지를 충진하는 것을 포함하되, 이미지 센서 칩들의 감응 영역과 투명 기판 사이에는 수지가 없는 공동들이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
복수개의 배선 패턴을 형성하는 것은 투명 기판의 전면을 덮는 시드 금속막을 형성하는 것, 시드 금속막 상에 시드 금속막의 일부 표면을 노출하는 개구부들을 갖는 배선용 포토레지스트 패턴을 형성하는 것, 개구부들에 복수개의 배선 패턴을 증착하는 것, 그리고 배선용 포토레지스트 패턴을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
지주형 범프들을 형성하는 것은 복수개의 배선 패턴의 일부 표면을 노출하는 개구부들을 갖는 지주형 범프용 포토레지스트 패턴을 형성하는 것, 개구부들에 지주형 범프들을 증착하는 것, 그리고 지주형 범프용 포토레지스트 패턴을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
수지 방호 댐들을 형성하는 것은 스크린 프린팅 공정 또는 금속 도금 공정을 포함할 수 있다. 수지 방호 댐은 벤조사이클로부틴, 폴리이미드, 에폭시 및 금속 물질 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
이미지 센서 칩들을 부착하는 것은 열 압착 공정 또는 열 초음파 압착 공정을 포함할 수 있다.
수지를 충진한 후, 연마 공정으로 수지와 이미지 센서 칩들을 연마하여 이미지 센서 칩들의 두께를 얇게 하는 것을 더 포함하되, 연마 공정에 의해 지주형 범프들은 노출될 수 있다.
연마 공정은 후면 연마 공정 또는 화학적 기계적 연마 공정을 포함할 수 있다.
연마 공정으로 연마된 면에 지지대를 부착하는 것, 이미지 센서 칩들 사이의 투명 기판 및 수지를 제거하여 그루브를 형성하는 것, 그루브에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 것, 블랙 매트릭스 패턴 상에 렌즈 지지부를 형성하는 것, 그리고 렌즈 지지부 사이에 렌즈들을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
그루브는 V-자 형태일 수 있다.
블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 것은 디스펜싱 공정 또는 스크린 프린팅 공정을 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴은 블랙 에폭시 계열을 포함할 수 있다.
이미지 센서 칩들 사이의 렌즈 지지부 및 블랙 매트릭스 패턴의 일부를 제거하는 것, 그리고 지지대를 제거하여 각각의 이미지 센서 패키지들로 분리하는 것을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형 태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지의 개념을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 투명 기판(110) 상에 소정의 형상을 갖게 복수개의 배선 패턴(112)이 배열된다. 투명 기판에 대향하는 복수개의 배선 패턴 상에 복수개의 배선 패턴과 외부 회로의 접속을 위한 지주형 범프(114a)들이 제공된다. 복수개의 배선 패턴(112) 상에 복수개의 배선 패턴(112)과 전기적으로 접속되는 이미지 센서 칩(118a)이 제공된다. 투명 기판(110)과 이미지 센서 칩(118a) 사이에 이미지 센서 칩(118a)의 감응 영역(118s)을 노출하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐(116)이 제공된다. 수지 방호 댐의 외측의 투명 기판(110) 상의 공간을 충진하는 수지(120a)가 제공된다. 이에 따라, 수지(120a)는 이미지 센서 칩(118a)의 감응 영역(118s)과 투명 기판(110) 사이에 공동(cavity, 119)을 가질 수 있다. 참조부호 111은 적외선 필터(InfraRed filter : IR filter)이다.
도 3a 내지 도 3l은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들로서, 도 2a의 I-I' 선을 따라 절단한 것들이다.
도 3a를 참조하면, 투명 기판(110)의 전면을 덮는 시드 금속막(seed metal layer, 미도시)을 형성한다. 투명 기판(110)은 광 투과율이 우수한 소재인 유리 기판일 수 있다. 바람직하게는 투명 기판(110)은 소다 석회 유리(soda-lime glass) 또는 붕규산 유리(boro-silicate glass) 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 또한, 시드 금속막에 대향하는 투명 기판(110)의 이면에는 적외선 필터(111)가 형성될 수 있다. 이는 이미지 센서에 입사하는 광의 적외선 영역을 차단하기 위한 것일 수 있다.
시드 금속막은 추후 공정에서 배선 패턴이 용이하게 형성하기 위한 역할뿐만 아니라, 배선 패턴 및 지주형 범프(post bump)를 형성하기 위한 전기 도금(electroplating) 공정에서 전극 역할을 할 수 있다. 시드 금속막은 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition) 방식을 사용하여 형성될 수 있다. 시드 금속막은 제 1 막, 제 2 막 및 제 3 막 등을 포함하는 다층막일 수 있다. 제 1 막은 티타늄(Ti), 티타늄 텅스텐(TiW), 크롬(Cr) 및 질화 티타늄(TiN) 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 제 2 막은 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐 니켈(NiV), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 제 3 막은 금, 은, 팔라듐(Pd) 및 플래티늄(Pt) 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는 시드 금속막은 제 1 막 및 제 2 막을 포함하는 이중막일 수 있다.
시드 금속막 상에 시드 금속막의 일부 표면을 노출하면서 소정의 형상을 갖는 개구부들을 갖는 배선 패턴용 포토레지스트 패턴을 형성한다. 개구부들에 복수개의 배선 패턴(112)을 형성한 후, 배선 패턴용 포토레지스트 패턴을 제거한다. 이에 따라, 소정의 형상(configuration)을 갖는 복수개의 배선 패턴(112)을 배열할 수 있다. 소정의 형상은 이미지 센서 칩의 본딩 패드와 동일한 것일 수 있다. 복수개의 배선 패턴(112)은 이미지 센서 칩과 외부 회로 사이를 접속하는 역할을 한다.
복수개의 배선 패턴(112)은 전기 도금 방식을 사용하여 1~10μm 정도의 두께로 형성할 수 있다. 복수개의 배선 패턴(112)은 금, 은, 니켈 및 구리 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 복수개의 배선 패턴(112)은 추후 공정에서 이미지 센서 칩의 본딩 패드와 접속하는 돌출부를 가질 수 있다. 이에 따라, 돌출부를 형성하기 위한 포토레지스트 패턴 형성 및 전기 도금 공정이 추가될 수 있다. 반면에, 이미지 센서 칩의 본딩 패드가 돌출된 모양의 범프를 가진다면, 복수개의 배선 패턴(112)은 돌출부가 없는 평탄한 모양을 가질 수 있다. 배선 패턴(112)의 돌출부와 이미지 센서 칩의 본딩 패드의 범프는 상호 간의 부착 편의성을 위한 것일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 투명 기판(110)에 대향하는 복수개의 배선 패턴(112) 상에 복수개의 배선 패턴(112)의 일부 표면을 노출하는 개구부들을 갖는 지주형 범프용 포토레지스트 패턴을 형성한다. 개구부들에 지주형 범프(114)들을 형성한 후, 지주형 범프용 포토레지스트 패턴을 제거한다. 지주형 범프(114)들은 복수개의 배선 패턴(112)과 외부 회로가 서로 접속되도록 하는 역할을 한다.
지주형 범프(114)들은 전기 도금 방식을 사용하여 20~200μm 정도의 두께로 형성할 수 있다. 지주형 범프(114)는 금, 은, 니켈, 구리 및 주석 합금 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 또한, 지주형 범프(114)는 두 가지 이상의 물질이 조합된 것일 수 있다. 예를 들면, 구리-니켈-리드(Cu-Ni-Pb), 구리-니켈-금(Cu-Ni-Au), 구리-니켈(Cu-Ni), 니켈-금(Ni-Au), 니켈-은(Ni-Ag) 등이 사용될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 복수개의 배선 패턴(112)에 인접하여 노출된 투명 기판(110) 상의 시드 금속막을 제거한다. 시드 금속막을 제거하는 것은 습식 식각 공정 등을 포함할 수 있다. 소정의 형상을 갖는 복수개의 배선 패턴(112) 내측의 투명 기판(110) 상에 이미지 센서 칩의 감응 영역을 정의하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐(resin protection dam, 116)들을 형성한다. 수지 방호 댐(116)들은 투명 기판(110)을 덮는 수지(resin)를 충진하는 공정에서 이미지 센서 칩들의 감응 영역과 투명 기판(110) 사이에 수지가 충진되는 것을 방지하는 역할을 한다.
수지 방호 댐(116)들은 스크린 프린팅(screen printing) 공정 또는 금속 도금 공정 중에서 선택된 하나의 공정을 사용하여 약 10~30μm 정도의 두께로 형성할 수 있다. 수지 방호 댐(116)은 벤조사이클로부틴(BenzoCycloButene : BCB), 폴리이미드(polyimide), 에폭시(epoxy) 및 금속 물질 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 금속 물질은 구리, 니켈 등일 수 있다.
도 3d를 참조하면, 수지 방호 댐(116)들과 이미지 센서 칩(118)들이 밀착되도록 복수개의 배선 패턴(112)에 이미지 센서 칩(118)들을 부착한다. 이미지 센서 칩(118)들은 부착 과정에서 깨어지는 것을 방지하기 위해 600~750μm 정도의 두께 를 가질 수 있다.
이미지 센서 칩(118)들을 복수개의 배선 패턴(112)에 부착하는 것은 열 압착 공정 또는 열 초음파 압착(thermosonic compression) 공정 중에서 선택된 하나의 공정을 포함할 수 있다. 수지 방호 댐(116)들은 복수개의 배선 패턴(112)과 이미지 센서 칩(118)들의 부착으로 인해 물리적으로 밀착된 상태를 가질 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 칩(118)들의 감응 영역(118s)과 투명 기판(110) 사이에는 수지 방호 댐(116)들에 의해 둘러싸인 공동(119)들이 형성될 수 있다. 앞서 도 3a에서 설명한 것과 같이, 복수개의 배선 패턴(112)은 이미지 센서 칩(118)들의 본딩 패드와 접속하는 돌출부를 가질 수 있다. 반면에, 이미지 센서 칩(118)들의 본딩 패드가 돌출된 모양의 범프를 가진다면, 복수개의 배선 패턴(112)은 돌출부가 없는 평탄한 모양을 가질 수 있다. 배선 패턴(112)의 돌출부와 이미지 센서 칩(118)들의 본딩 패드의 범프는 상호 간의 부착 편의성을 위한 것일 수 있다.
도 3e를 참조하면, 이미지 센서 칩(118)들을 포함하는 투명 기판(110) 전면을 덮는 수지(120)를 충진한다. 수지(120)는 이미지 센서 칩(118)들을 얇아지게 하는 연마 공정에서 안정적인 연마를 위한 완충물(buffer) 역할을 한다.
수지(120)는 디스펜싱(dispensing) 공정을 사용하여 충진될 수 있다. 수지(120)는 에폭시 계열을 포함할 수 있다. 수지(120)는 수지 방호 댐들의 외측의 투명 기판(110) 상의 모든 공간을 채울 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 칩(118)들의 감응 영역(118s)과 투명 기판(110) 사이에 있는 공동(119)들은 수지 방호 댐(116)들로 인해 수지(120)가 침투되지 않으므로, 이미지 센서 칩(118)들의 감응 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 투명한 수지(120)가 감응 영역(118s)과 투명 기판(110) 사이에 있다면, 공동(119)에 비해 5~10% 정도의 광 손실이 발생한다.
도 3f를 참조하면, 수지(120)를 충진한 후, 연마 공정으로 수지(120)와 이미지 센서 칩(118)들을 연마한다. 연마 공정은 후면 연마(backside grinding) 공정 또는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 포함할 수 있다. 연마 공정으로 인해 이미지 센서 칩(118)들의 두께가 얇아질 뿐만 아니라, 지주형 범프(114)들이 노출될 수 있다. 결과적으로, 얇아진 이미지 센서 칩(118a)들, 노출된 표면을 갖는 지주형 범프(114a)들 및 얇아진 수지(120a)가 형성될 수 있다. 얇아진 이미지 센서 칩(118a)들은 20~200μm 정도의 두께를 가질 수 있다.
지주형 범프(114a)들의 노출된 표면에는 외부 회로와의 접속을 용이하게 하는 범프(bump, 미도시)들을 포함할 수 있다.
도 3g를 참조하면, 연마 공정으로 연마된 면에 지지대(holder, 130)를 부착한다. 즉, 이미지 센서 칩(118a)들이 노출된 표면을 지지대(130)에 부착한다. 지지대(130)는 블랙 매트릭스 패턴, 렌즈 지지부 및 렌즈들을 제공하기 위한 추후 공정에서 연마 공정 후의 형성물을 지지하는 역할을 한다.
지지대(130)는 일반적으로 유연(flexible)하지 않은 물질을 포함할 수 있다. 연마 공정 후의 형성물은 접착물(tape)을 이용하여 지지대(130)에 부착한다. 접착물은 웨이퍼(wafer)를 절단하거나 후면 연마(back lap)하는 공정 등에 사용되도록 양면 접착성을 가질 수 있다.
도 3h 및 도 3i를 참조하면, 이미지 센서 칩(118s)들 사이의 투명 기판(110) 및 수지(120a)를 제거하여 그루브(groove, 132)를 형성한다. 그루브(132)를 형성하는 공정은 V-자 형태의 절단면을 형성할 수 있는 톱날(saw blade)을 사용할 수 있다. 이에 따라, 그루브(132)는 V-자 형태를 가질 수 있다. 또한, 각각의 이미지 센서 칩 패키지의 투명 기판(110)은 경사진 가장자리를 가질 수 있다.
그루브(132)에 블랙 매트릭스(black matrix) 패턴(134)을 형성한다. 블랙 매트릭스 패턴(134)은 투명 기판(110)의 가장자리를 둘러쌈으로써, 이미지 센서 칩(118s)으로 불필요한 투과된 광이 입사되는 것을 방지할 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(134)을 형성하는 것은 디스펜싱 공정 또는 스크린 프린팅 공정을 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(134)은 블랙 에폭시 계열을 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스 패턴(134)은 투명 기판(110)의 표면보다 높은 높이를 가질 수도 있다.
도 3j 및 도 3k를 참조하면, 블랙 매트릭스 패턴(134) 상에 렌즈 지지부(136)를 형성한다. 렌즈 지지부(136)는 망상(mesh) 형태의 플라스틱을 압착하여 형성할 수 있다. 렌즈 지지부(136)에 렌즈(138)들을 장착한다. 렌즈(138)들은 스페이서(spacer, 137)에 의해 렌즈 지지부(136)에 밀착되어 장착될 수 있다.
도 3l를 참조하면, 이미지 센서 칩(138s)들 사이의 렌즈 지지부(136) 및 블랙 매트릭스 패턴(134)을 일부 제거하여 각각의 이미지 센서 패키지로 분리한다. 이어서, 지지대(130)를 제거함으로써, 각각의 이미지 센서 칩(138s) 및 렌즈(138)를 구비하는 이미지 센서 패키지를 제조할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 이미지 센서 칩 패키지를 제조함 으로써, 이미지 센서 칩의 감응 영역과 투명 기판 사이에 형성된 공동으로 인해 이미지 센서 칩의 감응 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수지를 완충물로 사용하는 안정적인 연마 공정으로 인해 얇은 두께를 갖는 이미지 센서 칩의 두께 및 이미지 센서 패키지를 제조할 수 있다.
또한, 투명 기판의 가장자리를 둘러싸는 투과 방지 패턴으로 인해 측면으로 투과되어 입사되는 이미지 센서의 감응 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이미지 센서 패키지를 제공할 수 있다. 또한, 별도의 하우징을 형성하는 공정 없이 렌즈부를 투명 기판에 장착함으로써, 공정을 단순화할 수 있는 이미지 센서 패키지 제조 방법을 제공할 수 있다.
이에 더하여, 양호한 이미지 센서 칩을 선별하여 부착하는 방식을 사용함으로써, 제조 수율이 향상 및 제조 비용이 감소될 수 있는 이미지 센서 패키지 제조 방법을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 최소화된 두께를 갖는 이미지 센서 칩을 구비하는 이미지 센서의 패키지를 제조함으로써, 이미지 센서 패키지의 사이즈를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 소형 장치에 적용 가능한 이미지 센서 모듈을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 측면으로 투과되어 입사하는 광을 방지함으로써, 감응 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이미지 센서 패키지를 제공할 수 있다.
Claims (18)
- 투명 기판;상기 투명 기판 상에 소정의 형상을 갖게 배열된 복수개의 배선 패턴;상기 투명 기판에 대향하는 상기 복수개의 배선 패턴 상에 형성되되, 상기 복수개의 배선 패턴과 외부 회로의 접속을 위한 지주형 범프들;상기 복수개의 배선 패턴 상에 부착되어, 상기 복수개의 배선 패턴과 전기적으로 접속되는 이미지 센서 칩;상기 소정의 형상을 갖는 상기 복수개의 배선 패턴 내측의 상기 투명 기판과 상기 이미지 센서 칩 사이에 형성되되, 상기 이미지 센서 칩의 감응 영역을 노출하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐; 및상기 수지 방호 댐의 외측의 상기 투명 기판 상에 충진된 수지를 포함하되, 상기 수지는 상기 감응 영역과 상기 투명 기판 사이의 공동을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 수지 방호 댐은 벤조사이클로부틴, 폴리이미드, 에폭시 및 금속 물질 중에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지.
- 제 1항에 있어서,상기 투명 기판의 가장자리를 둘러싸고, 투광 방지 역할을 하는 블랙 매트릭스 패턴;상기 블랙 매트릭스 패턴 상의 렌즈 지지부; 및상기 렌즈 지지부 상에 장착된 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지.
- 제 3항에 있어서,상기 블랙 매트릭스 패턴은 블랙 에폭시 계열을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지.
- 투명 기판 상에 복수개의 배선 패턴을 복수개의 소정의 형상을 가지도록 배열하고;상기 투명 기판에 대향하는 상기 복수개의 배선 패턴 상에, 상기 복수개의 배선 패턴과 외부 회로의 접속을 위한 지주형 범프들을 형성하고;상기 복수개의 소정의 형상을 갖는 상기 복수개의 배선 패턴 내측의 상기 투명 기판 상에, 이미지 센서 칩들의 감응 영역을 정의하는 개구부를 갖는 수지 방호 댐들을 형성하고;상기 수지 방호 댐들과 상기 이미지 센서 칩들이 밀착되도록, 상기 복수개의 배선 패턴에 상기 이미지 센서 칩들을 접속하고; 그리고상기 이미지 센서 칩들을 포함하는 상기 투명 기판을 덮는 수지를 충진하는 것을 포함하되, 상기 이미지 센서 칩들의 상기 감응 영역과 상기 투명 기판 사이에는 상기 수지가 없는 공동들이 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 복수개의 배선 패턴을 배열하는 것은,상기 투명 기판의 전면을 덮는 시드 금속막을 형성하고;상기 시드 금속막 상에, 상기 시드 금속막의 일부 표면을 노출하는 개구부들을 갖는 배선용 포토레지스트 패턴을 형성하고;상기 개구부들에 상기 복수개의 배선 패턴을 증착하고; 그리고상기 배선용 포토레지스트 패턴을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 지주형 범프들을 형성하는 것은,상기 복수개의 배선 패턴의 일부 표면을 노출하는 개구부들을 갖는 지주형 범프용 포토레지스트 패턴을 형성하고;상기 개구부들에 상기 지주형 범프들을 증착하고; 그리고상기 지주형 범프용 포토레지스트 패턴을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 수지 방호 댐들을 형성하는 것은 스크린 프린팅 공정 또는 금속 도금 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 수지 방호 댐은 벤조사이클로부틴, 폴리이미드, 에폭시 및 금속 물질 중에서 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 이미지 센서 칩들을 부착하는 것은 열 압착 공정 또는 열 초음파 압착 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 수지를 충진한 후,연마 공정으로 상기 수지와 상기 이미지 센서 칩들을 연마하여, 상기 이미지 센서 칩들의 두께를 얇게 하는 것을 더 포함하되, 상기 연마 공정에 의해 상기 지주형 범프들은 노출되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 연마 공정은 후면 연마 공정 또는 화학적 기계적 연마 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 연마 공정으로 연마된 면에 지지대를 부착하고;상기 이미지 센서 칩들 사이의 상기 투명 기판 및 상기 수지를 제거하여, 그루브를 형성하고;상기 그루브에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하고;상기 블랙 매트릭스 패턴 상에 렌즈 지지부를 형성하고; 그리고상기 렌즈 지지부에 사이에 렌즈들을 제공하는 것을 더 포함하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 13항에 있어서,상기 그루브는 V-자 형태인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 13항에 있어서,상기 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 것은 디스펜싱 공정 또는 스크린 프린팅 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 15항에 있어서,상기 블랙 매트릭스 패턴은 블랙 에폭시 계열을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 13항에 있어서,상기 이미지 센서 칩들 사이의 상기 렌즈 지지부 및 상기 블랙 매트릭스 패턴의 일부를 제거하고; 그리고상기 지지대를 제거하여, 각각의 이미지 센서 패키지들로 분리하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 수지는 상기 배선 배턴을 덮으면서, 상기 투명 기판에 대향하는 상기 이미지 센서 칩 및 상기 지주형 범프들 각각의 표면을 노출하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 패키지.
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