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KR101142347B1 - Photo sensor package module and manufacturing method - Google Patents

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KR101142347B1
KR101142347B1 KR1020110091744A KR20110091744A KR101142347B1 KR 101142347 B1 KR101142347 B1 KR 101142347B1 KR 1020110091744 A KR1020110091744 A KR 1020110091744A KR 20110091744 A KR20110091744 A KR 20110091744A KR 101142347 B1 KR101142347 B1 KR 101142347B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
layer
photo sensor
package module
Prior art date
Application number
KR1020110091744A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김덕훈
김진관
Original Assignee
옵토팩 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020110091744A priority Critical patent/KR101142347B1/en
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Abstract

본 발명은 포토센서 패키지 모듈 및 제작 방법에 관한 것으로서, 패키지 모듈의 높이를 최소화하며, 또한, 이물질 침입을 방지하는 포토센서 패키지 모듈 및 제작 방법이다. 본 발명의 실시 형태인 포토센서 패키지 모듈은, 광이미지를 전기신호로 변환하는 포토센서 칩과, 상기 포토센서 칩의 상부면에 실장된 투광성 기판과, 중앙이 관통된 윈도우를 가지고, 상기 윈도우에 상기 투광성 기판이 위치하여 상기 투광성 기판의 측면둘레를 윈도우의 측벽으로 감싸는 인쇄회로기판을 포함한다. 본 발명의 실시 형태는 중앙이 관통된 윈도우를 가지며, 금속 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 마련하는 과정과, 상기 실링 링과 접합될 대응되는 위치에 실링 패드를 형성한 투광성 기판을 마련하는 과정과, 외부와의 전기적 연결이 되는 위치에 솔더 범퍼인 조인트와, 픽셀 영역을 폐루프 형태로 감싸는 솔더 범퍼인 실링 링을 형성한 포토센서 칩을 마련하는 과정과, 상기 포토센서 칩의 상부면에 상기 투광성 기판을 접합하는 과정과, 상기 포토센서 칩의 상부면에 상기 인쇄회로 기판을 접합하며, 이때, 상기 투광성 기판의 측면 둘레가 상기 윈도우의 측벽에 의해 감싸지도록 투광성 기판을 위치시켜 접합하는 과정을 포함한다.The present invention relates to a photo sensor package module and a manufacturing method thereof, and is a photo sensor package module and a manufacturing method for minimizing height of a package module and preventing intrusion of foreign matter. A photosensor package module according to an embodiment of the present invention includes a photosensor chip for converting an optical image into an electric signal, a translucent substrate mounted on an upper surface of the photosensor chip, and a window penetrating through the center, And a printed circuit board on which the translucent substrate is placed to surround the side surface of the translucent substrate with the side wall of the window. A step of providing a printed circuit board on which a metal wiring pattern is formed having a window penetrated at the center, a step of providing a transparent substrate having a sealing pad formed at a corresponding position to be bonded to the sealing ring, Providing a photo sensor chip having a joint as a solder bumper and a sealing ring as a solder bumper enclosing a pixel area in a closed loop at a position where electrical connection with the outside is made; Bonding the translucent substrate to the upper surface of the photosensor chip and bonding the printed circuit board to the upper surface of the photosensor chip so that the side surface of the translucent substrate is surrounded by the side wall of the window, .

Description

포토센서 패키지 모듈 및 제작 방법{Photo sensor package}Photo sensor package module and manufacturing method {photo sensor package}

본 발명은 포토센서 패키지 모듈 및 제작 방법에 관한 것으로서, 포토센서 패키지 모듈의 높이를 최소화하며, 또한, 이물질 침입을 방지하는 포토센서 패키지 모듈 및 제작 방법이다.The present invention relates to a photo sensor package module and a manufacturing method thereof, and is a photo sensor package module and a manufacturing method for minimizing height of a photo sensor package module and preventing intrusion of foreign matter.

포토센서 패키지 모듈은 사람이나 사물의 이미지를 촬영하는 기능을 갖는 반도체 소자로, 디지털 카메라나 캠코더 뿐만 아니라 휴대전화기에 탑재되면서 최근 그 시장이 급속히 팽창되고 있다.The photo sensor package module is a semiconductor device having a function of photographing an image of a person or an object, and the market is rapidly expanding as it is mounted on a mobile phone as well as a digital camera or a camcorder.

이러한 포토센서 패키지 모듈은 카메라 모듈 형태로 구성되어 상기 기기들에 장착된다. 카메라 모듈은 렌즈, 홀더, IR 필터(infrared filter), 포토 센서 및 인쇄 회로 기판(PCB) 등으로 구성된다. 렌즈는 이미지를 결상시키고, 렌즈에서 결상된 이미지는 IR 필터를 통해 포토센서 패키지 모듈로 집광되며, 포토센서 패키지 모듈에서 이미지의 광 신호를 전기 신호로 변환시켜 이미지를 촬영하게 된다.The photo sensor package module is configured in the form of a camera module and mounted on the devices. The camera module consists of a lens, a holder, an infrared filter, a photo sensor, and a printed circuit board (PCB). The lens focuses the image, the image formed on the lens is focused on the photo sensor package module through the IR filter, and the photo sensor package module converts the optical signal of the image into an electric signal to take an image.

포토센서 패키지 모듈의 일부인 포토센서 칩은 일반적으로 중앙부에 이미지를 센싱하는 픽셀(Pixel) 영역이 있고, 주변부에 픽셀에서 촬영한 영상의 전기 신호 또는 기타 다른 신호를 송수신하거나, 전력을 공급하기 위한 본딩 패드(bonding pad)들이 배치되어 있다. 이러한 포토센서 칩은 베어 칩(bare chip) 상태로 카메라 모듈에 직접 실장하는 칩 온 보드(Chip On Board; COB) 방식으로 카메라 모듈에 장착한다. 그런데, 이러한 COB 방식의 카메라 모듈에서는 포토센서 칩 이외에 수동소자 및 능동소자를 포함한 경박 단소한 카메라 모듈을 만들기에는 한계가 있다.
The photo sensor chip, which is a part of the photo sensor package module, generally has a pixel area for sensing an image at the center, and transmits and receives electrical signals or other signals of the image photographed by the pixels to the peripheral part, Bonding pads are arranged. Such a photo sensor chip is mounted on a camera module by a chip on board (COB) method which is directly mounted on a camera module in the form of a bare chip. However, in such a COB-based camera module, there is a limit to making a lightweight and compact camera module including a passive device and an active device in addition to a photosensor chip.

한편, 상기 COB 방식 이외에 포토센서 칩을 패키지화한 후에 카메라 모듈에 장착하는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP) 방식으로 카메라 모듈에 장착된다. 이때, 칩 스케일 패키지 방식을 이용하면 칩 온 보드 방식에서 발생하는 포토 센싱 영역으로 먼지가 유입되거나 수분이 침투하는 문제를 방지할 수 있다.Meanwhile, in addition to the COB method, the photo sensor chip is mounted on a camera module in a chip scale package (CSP) method in which the photo sensor chip is packaged and mounted on a camera module. At this time, when using the chip scale package method, it is possible to prevent the dust from entering into the photo sensing area generated in the chip on-board method, or moisture penetration.

한국출원번호 10-2006-0047510의 종래기술에 기술된 바와 같이, 도 1의 포토센서 패키지 모듈(40)은 유리 기판(41)과, 상기 유리 기판(41) 상에 형성된 금속 배선(44)과, 상기 금속 배선(44)을 보호하기 위한 절연막(45)과, 상기 유리 기판(41)과 플립칩 솔더조인트(43)에 의해 전기적으로 연결된 포토센서 칩(42)과, 포토센서 칩(42)의 바깥쪽에 형성되어 인쇄회로기판과 연결할 수 있는 솔더 볼과 같은 접속 단자(47)를 포함한다.1, the photosensor package module 40 includes a glass substrate 41, a metal wiring 44 formed on the glass substrate 41, An insulating film 45 for protecting the metal wiring 44, a photosensor chip 42 electrically connected to the glass substrate 41 by a flip chip solder joint 43, And a connection terminal 47, such as a solder ball, which is formed on the outside of the printed circuit board and can be connected to the printed circuit board.

도 1에 도시된 포토센서 패키지 모듈(40)을 장착한 카메라 모듈을 도 2와 함께 설명한다.The camera module to which the photosensor package module 40 shown in Fig. 1 is mounted will be described with reference to Fig.

도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 카메라 모듈은 전술된 포토센서 패키지 모듈(40)과, 상기 포토센서 패키지 모듈(40)이 실장되는 인쇄회로기판(10)과, 상기 인쇄회로기판(10) 상에 하단부가 고정되는 홀더(12)와, 상기 홀더(12)의 중심부에 설치된 IR 필터(14)와, 상기 홀더(12)의 상단 중심부에 형성된 렌즈 배럴(12c)에 결합되는 렌즈 유닛(18)을 포함한다.As shown in the figure, a camera module according to the related art includes a photosensor package module 40, a printed circuit board 10 on which the photosensor package module 40 is mounted, An IR filter 14 installed at the center of the holder 12 and a lens unit 12c coupled to the lens barrel 12c formed at the upper center of the holder 12, 18).

도 2에 도시된 카메라 모듈의 경우, 유리기판(41)과 포토센서 칩(42)을 갖는 포토센서 패키지 모듈(40)과 인쇄회로기판(10)이 수직으로 연결되는 구조를 가지고 있기 때문에, 카메라 모듈의 높이 두께가 증대되는 문제가 있다. 이는 제품 소형화 추세에 비추어 바람직하지 않다.2 has a structure in which the photosensor package module 40 having the glass substrate 41 and the photosensor chip 42 and the printed circuit board 10 are vertically connected to each other, There is a problem that the height of the module is increased. This is undesirable in view of the trend toward miniaturization of products.

또한, 인쇄회로기판 하부면에 별도의 연성인쇄회로기판(FPCB)를 부착함으로써, 결과적으로 카메라 모듈의 높이 두께를 증대시키는 문제가 있다. 또한, 조립과정 중에 포토센서 칩이나 인쇄회로기판으로 이물질이 떨어질 수 있는 문제가 있다.Further, by attaching a separate flexible printed circuit board (FPCB) to the lower surface of the printed circuit board, there is a problem that the height of the height of the camera module is increased. In addition, there is a problem that foreign substances may fall on the photosensor chip or the printed circuit board during the assembling process.

또한, 최근에 카메라 모듈이 장착된 스마트폰 등의 대중화로 인해 낮은 높이의 카메라 모듈이 요청되고 있으나, 상기 설명한 종래의 카메라 모듈 제작 방식은 X,Y,Z 방향 모두 작은 사이즈로 제작하는데 한계가 있다.In addition, a camera module having a low height has been demanded due to popularization of a smart phone equipped with a camera module in recent years. However, the conventional camera module manufacturing method described above has a limitation in manufacturing a small size in both X, Y and Z directions .

본 발명의 기술적 과제는 높이를 최소화하는 이미지센서 패키지 모듈을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 포토센서 칩으로의 이물질이 침입을 방지하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 포토센서 칩이 기계적, 열적 스트레스로부터 자유로워지도록 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image sensor package module that minimizes height. Further, the technical problem of the present invention is to prevent intrusion of foreign matter into the photosensor chip. Further, the technical problem of the present invention is to free the photosensor chip from mechanical and thermal stress.

본 발명의 실시 형태인 포토센서 패키지 모듈은, 광이미지를 전기신호로 변환하는 포토센서 칩과, 상기 포토센서 칩의 상부면에 실장된 투광성 기판과, 중앙이 관통된 윈도우를 가지고, 상기 윈도우에 상기 투광성 기판이 위치하여 상기 투광성 기판의 측면둘레를 윈도우의 측벽으로 감싸는 인쇄회로기판을 포함한다.A photosensor package module according to an embodiment of the present invention includes a photosensor chip for converting an optical image into an electric signal, a translucent substrate mounted on an upper surface of the photosensor chip, and a window penetrating through the center, And a printed circuit board on which the translucent substrate is placed to surround the side surface of the translucent substrate with the side wall of the window.

또한, 상기 포토센서 칩은, 광이미지를 전기신호로 변환하는 픽셀영역과, 상기 픽셀영역에서 변환한 전기신호를 외부로 전송하는 단자영역을 포함한다.The photosensor chip includes a pixel region for converting an optical image into an electrical signal, and a terminal region for transferring the electrical signal converted in the pixel region to the outside.

또한, 상기 투광성기판과 상기 단자영역을 접합하는 실링 링이 형성되며, 실링 링은, 상기 픽셀영역을 둘러싸는 폐루프 형상으로 형성된다. 상기 포토센서 칩의 단자영역의 표면에 충격 흡수층이 형성된다.Further, a sealing ring for bonding the transparent substrate and the terminal region is formed, and the sealing ring is formed in a closed loop shape surrounding the pixel region. An impact absorbing layer is formed on the surface of the terminal region of the photo sensor chip.

또한, 상기 실링 링은, 상기 단자영역의 충격 흡수층과 접하는 실링층과, 상기 실링층 위에 적층되어 상기 투광성 기판의 하부면과 접하는 투광성기판 접합층이 형성된다.The sealing ring includes a sealing layer in contact with the impact absorbing layer of the terminal region and a translucent substrate bonding layer laminated on the sealing layer and in contact with the lower surface of the translucent substrate.

또한, 상기 투광성기판 접합층은 상기 실링층보다 융점이 낮은 저융점 물질층이 상기 실링층과 반응하여 형성된 금속 화합물인 것을 특징으로 한다. 상기 실링층은 구리, Au, Sn, SnAg, SnAgCu, Ag, Ni 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The light-transmitting substrate bonding layer is a metal compound formed by reacting a low-melting-point material layer having a lower melting point than the sealing layer with the sealing layer. The sealing layer may include at least one of copper, Au, Sn, SnAg, SnAgCu, Ag, and Ni.

또한, 상기 저융점 물질층은 Sn, SnAg, Ti/In/Au, Bi, In 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 상기 투광성기판 접합층은 CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, Sn, AgBi, SnAgCuBi, AgIn, NiSn의 적어도 어느 하나를 포함한다.The low melting point material layer may include at least one of Sn, SnAg, Ti / In / Au, Bi, and In. The light-transmitting substrate bonding layer includes at least one of CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, Sn, AgBi, SnAgCuBi, AgIn, and NiSn.

또한, 상기 인쇄회로기판과 상기 단자영역을 전기적으로 연결하는 조인트가 형성된다. Further, a joint for electrically connecting the printed circuit board and the terminal region is formed.

상기 조인트는, 상기 포토센서 칩의 단자영역에 접하는 도전층과, 상기 도전층 위에 적층되어 상기 인쇄회로기판의 하부면과 접하는 인쇄회로기판 접합층이 형성된다.The joint includes a conductive layer in contact with the terminal region of the photosensor chip and a printed circuit board bonding layer that is laminated on the conductive layer and is in contact with the lower surface of the printed circuit board.

상기 도전층은 상기 실링층과 동일한 물질로 구현하며, 상기 인쇄회로기판 접합층은 상기 투광성기판 접합층과 동일한 물질로 구현한다.The conductive layer is formed of the same material as the sealing layer, and the printed circuit board bonding layer is formed of the same material as the transparent substrate bonding layer.

본 발명의 실시 형태는 중앙이 관통된 윈도우를 가지며, 금속 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 마련하는 과정과, 상기 실링 링과 접합될 대응되는 위치에 실링 패드를 형성한 투광성 기판을 마련하는 과정과, 외부와의 전기적 연결이 되는 위치에 솔더 범퍼인 조인트와, 픽셀 영역을 폐루프 형태로 감싸는 솔더 범퍼인 실링 링을 형성한 포토센서 칩을 마련하는 과정과, 상기 포토센서 칩의 상부면에 상기 투광성 기판을 접합하는 과정과, 상기 포토센서 칩의 상부면에 상기 인쇄회로 기판을 접합하며, 이때, 상기 투광성 기판의 측면 둘레가 상기 윈도우의 측벽에 의해 감싸지도록 투광성 기판을 위치시켜 접합하는 과정을 포함한다.A step of providing a printed circuit board on which a metal wiring pattern is formed having a window penetrated at the center, a step of providing a transparent substrate having a sealing pad formed at a corresponding position to be bonded to the sealing ring, Providing a photo sensor chip having a joint as a solder bumper and a sealing ring as a solder bumper enclosing a pixel area in a closed loop at a position where electrical connection with the outside is made; Bonding the translucent substrate to the upper surface of the photosensor chip and bonding the printed circuit board to the upper surface of the photosensor chip so that the side surface of the translucent substrate is surrounded by the side wall of the window, .

본 발명의 실시 형태에 따르면 이미지센서의 패키지 모듈의 사이즈, 특히, 높이를 최소화할 수 있어 카메라모듈의 소형화를 이룰 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 포토센서 칩으로의 이물질 침입을 방지할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 포토센서 칩과 투광성기판을 TLP 본딩함으로써 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the size, particularly, the height of the package module of the image sensor can be minimized, and the camera module can be miniaturized. According to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent foreign matter from entering the photosensor chip, thereby improving the yield. According to the embodiment of the present invention, bonding reliability can be improved by TLP bonding the photosensor chip and the translucent substrate.

도 1은 종래의 포토센서 패키지 모듈을 도시한 그림이다.
도 2는 종래의 포토센서 패키지 모듈이 적용된 카메라 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 액츄에이터와 렌즈모듈을 제거하고 포토센서 패키지 모듈을 단면에서 바라본 모습의 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 포토센서 패키지 모듈에서의 전기적 신호가 인쇄회로기판을 거쳐 커넥터로 신호가 전달되는 모습을 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토센서 칩의 상부면을 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 실링층(또는 실링 패드)와 저융점 물질층이 결합하여 접합층이 형성된 모습을 도시한 그림이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포토센서 패키지 모듈의 제작 과정을 순차적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 인쇄회로기판과 보강판 사이에 보강 프레임 대신에 일정 크기를 갖는 솔더볼을 이용해 본딩시킨 카메라 모듈의 단면도이다.1 is a view showing a conventional photo sensor package module.
2 is a perspective view of a camera module to which a conventional photosensor package module is applied.
3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a camera module according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the photo sensor package module with the actuator and the lens module removed from the camera module according to the embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a state in which a signal is transmitted to a connector through a printed circuit board and an electrical signal in a photosensor package module according to an embodiment of the present invention.
6 is a top view of a photo sensor chip according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a state in which a sealing layer (or a sealing pad) and a low melting point material layer are combined to form a bonding layer according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view sequentially illustrating a process of manufacturing the photo sensor package module according to the embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a camera module in which a reinforcing frame is bonded between a printed circuit board and a reinforcing plate using a solder ball having a predetermined size according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 실시예를 도시하는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 액츄에이터와 렌즈모듈을 제거하고 포토센서 패키지 모듈을 단면에서 바라본 모습이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 포토센서 패키지 모듈에서의 전기적 신호가 인쇄회로기판을 거쳐 커넥터로 신호가 전달되는 모습을 도시한 그림이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a camera module according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross- sectional view of a camera module according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view illustrating a state in which a signal is transmitted to a connector through a printed circuit board and an electrical signal in a photosensor package module according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예 설명에서는 렌즈모듈을 감싸는 액츄에이터가 하우징(홀더) 기능을 하는 카메라모듈을 예로 들어 설명하겠으나, 도 2에 도시한 바와 같이 홀더(하우징)와 액츄에이터가 각각 따로 구비된 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음은 자명할 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking an example of a camera module in which an actuator for enclosing a lens module functions as a housing (a holder). However, as shown in FIG. 2, when a holder and an actuator are separately provided It will be apparent that the present invention can be applied.

카메라 모듈(1)은 포토센서 패키지 모듈과 광학계로 이루어진다. 그 중 광학계는 렌즈가 장착된 배럴을 구비한 렌즈모듈(200)과, 상기 렌즈모듈(200)의 외부 하우징 역할을 하며 동시에 렌즈모듈을 구동하여 촛점을 맞추는 액츄에이터(210)와, 적외선을 차단 및 반사 방지하는 적외선 필터(미도시)를 구비한다. 따라서 액츄에이터(210)는 중공 원통형의 관통공을 구비하여 렌즈모듈(200)이 장착되어, 인쇄회로기판(150) 위에 안착된다.The camera module 1 is made up of a photosensor package module and an optical system. The optical system includes a lens module 200 having a lens barrel, an actuator 210 serving as an outer housing of the lens module 200 and driving a lens module to focus the infrared light, And an infrared filter (not shown) for preventing reflection. Accordingly, the actuator 210 has a hollow cylindrical through-hole, and the lens module 200 is mounted on the printed circuit board 150.

카메라 모듈(1)은 피사체의 광이미지를 렌즈에서 수광받아 적외선을 차단한 후 투광성 기판(130)을 거쳐 포토센서 칩(110)으로 조사하게 되며, 상기 포토센서 칩(110)은 조사된 광이미지를 전기적인 신호로 변환하여 인쇄회로기판(150)을 거쳐 커넥터를 통해 본체로 출력하는 구조를 가진다.The camera module 1 receives the light image of the subject from the lens and cuts off the infrared rays and then irradiates the photosensor chip 110 through the transparent substrate 130. The photo sensor chip 110 irradiates the irradiated light image And outputs the electrical signal to the main body through the connector via the printed circuit board 150. [

포토센서 패키지 모듈은 적외선 필터의 후방에 마련된 투광성 기판(130) 및 포토센서 칩(110)을 가지며, 포토센서 칩(110)에서 전달되는 전기적 신호를 수신하는 인쇄회로기판(150)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 인쇄회로기판까지 포함된 개념의 포토센서 패키지 모듈을 설명한다.The photosensor package module includes a printed circuit board 150 having a transparent substrate 130 and a photosensor chip 110 provided at the back of the infrared filter and receiving an electrical signal transmitted from the photosensor chip 110. In the embodiment of the present invention, the concept of a photosensor package module including a printed circuit board is described.

본 발명의 실시예인 포토센서 패키지 모듈은, 포토센서 칩(110)과, 상기 포토센서 칩(110)의 상부면에 실장된 투광성 기판(130)과, 중앙이 관통된 윈도우를 가지며 상기 윈도우에 상기 투광성 기판이 위치하여 상기 투광성 기판의 측면둘레를 윈도우의 측벽으로 감싸고, 상기 포토센서 칩의 상부면에 실장된 인쇄회로기판(150)을 구비한다. A photosensor package module according to an embodiment of the present invention includes a photo sensor chip 110, a translucent substrate 130 mounted on the upper surface of the photo sensor chip 110, And a printed circuit board 150 mounted on the upper surface of the photosensor chip, surrounding the side surface of the translucent substrate with the side wall of the window.

또한, 포토센서 패키지 모듈의 하부면을 보호하도록 포토센서 칩(110)의 하부면을 이격된 플레이트판 형태의 보강판(190)이 구비된다. 상기 보강판(190)은 메탈재질, 세라믹 재질 등으로 구현되어 외부의 오염물질, 충격으로부터 포토센서 패키지 모듈을 보호한다. 보강판의 가장자리 상부에는 보강 프레임(157)이 에폭시 경화 수지 등으로 부착된다.In addition, a reinforcing plate 190 in the form of a plate plate spaced apart from the lower surface of the photo sensor chip 110 is provided to protect the lower surface of the photo sensor package module. The reinforcing plate 190 is formed of a metal material, a ceramic material, or the like to protect the photo sensor package module from external contaminants and impacts. A reinforcing frame 157 is attached to the upper part of the edge of the reinforcing plate by an epoxy hardening resin or the like.

투광성 기판(130)은 포토센서 칩(110)의 상부면에 부착되어 외부의 이물질로부터 포토센서 칩을 보호하고, 아울러 인쇄회로기판(150)의 측면에 붙은 이물질이 포토센서 칩으로 떨어지지 않도록 보호한다. 투광성 기판(130)은 유리, 플라스틱 등의 투명물질로 제작되고, 소정 두께의 판 형상으로 제작될 수 있다. 또한 투광성 기판의 상부면에는 원하는 빛의 파장 대역에서 빛의 감도를 개선하거나 필터링을 위한 광학 물질이 코팅될 수 있다. 즉, 광학계에 있는 적외선 필터를 두지않고, 대신하여 투명기판의 상부면이나 하부면에 적외선 필터링 물질이 코팅될 수 있다. 예를 들어, 투광성 기판으로 입사되는 빛을 통과 또는 차단시키기 위한 적외선 컷오프 필터가 코팅되거나, 적외선 컷오프 필름이 부착될 수 있다.The translucent substrate 130 is attached to the upper surface of the photosensor chip 110 to protect the photosensor chip from foreign substances and to protect the foreign matter adhering to the side surface of the printed circuit board 150 from falling on the photosensor chip . The transparent substrate 130 may be made of a transparent material such as glass or plastic and may be formed into a plate having a predetermined thickness. Further, on the upper surface of the light-transmitting substrate, an optical material for filtering or improving the sensitivity of light in a desired wavelength band of light can be coated. That is, the infrared filtering material may be coated on the upper surface or the lower surface of the transparent substrate instead of placing the infrared filter in the optical system. For example, an infrared cutoff filter may be coated or an infrared cutoff film may be attached to pass or block light incident on the translucent substrate.

또한 투광성 기판(130)의 하부면에는 포토센서의 픽셀영역의 외측에 형성되는 실링 링과 대응되는 위치에 실링 패드(131)가 형성된다. 즉, 상기 실링 패드(131)는 포토센서 칩 상에 형성된 실링층(121) 및 저융점 물질층(122)으로 된 실링 링(120)에 대응되는 영역에 형성되며 폐루프 형상으로 형성된다. 실링 패드(131)는 구리(Cu) 등의 금속 물질을 이용한 금속 패턴으로 형성되는데, 이를 위하여 스퍼터링에 의해 금속층을 패터닝하거나 전기 도금에 의해 패턴화하여 금속층을 형성하여 실링 패드(131)를 형성한다. 즉, 실링 패드(131)는 투광성 기판에 금속 배선이 형성될 경우, 금속 배선과 동일 물질을 이용하여 동일 공정으로 형성될 수 있다. 이때, 실링 패드(131)는 금속 배선과 이격되어 형성된다.A sealing pad 131 is formed on a lower surface of the transparent substrate 130 at a position corresponding to a sealing ring formed outside the pixel region of the photosensor. That is, the sealing pad 131 is formed in a region corresponding to the sealing ring 120 formed of the sealing layer 121 and the low melting point material layer 122 formed on the photosensor chip, and is formed in a closed loop shape. The sealing pad 131 is formed of a metal pattern using a metal material such as copper (Cu). For this purpose, the metal layer is patterned by sputtering or patterned by electroplating to form a metal layer to form a sealing pad 131 . That is, when the metal wiring is formed on the light-transmitting substrate, the sealing pad 131 can be formed in the same process using the same material as the metal wiring. At this time, the sealing pad 131 is formed apart from the metal wiring.

투광성 기판(130)의 하부면과 포토센서 칩(110)의 상부면은 하기에서 설명할 실링 링(120)에 의해 본딩된다. 상기 실링 링(120)은, 하기에서 설명할 TLP(Transients Liquid Phase) 본딩을 통하여 서로 접합하기 때문에, 열적, 기계적 스트레스에 강하여 우수한 접착력을 가진다. 또한 실링 링(120)은 포토센서 칩의 픽셀영역을 감싸는 폐루프의 실링 링 형태로 본딩되어 외부 이물질 침투 방지 및 접착력을 향상시킬 수 있다.
The lower surface of the transparent substrate 130 and the upper surface of the photosensor chip 110 are bonded by a sealing ring 120, which will be described later. Since the sealing rings 120 are bonded to each other through TLP (Transients Liquid Phase) bonding, which will be described later, they are strong against thermal and mechanical stress and have excellent adhesive force. In addition, the sealing ring 120 may be bonded in the form of a sealing ring of a closed loop surrounding the pixel region of the photosensor chip, thereby preventing foreign matter from penetrating and improving adhesion.

인쇄회로기판(150)은 능동소자(151) 또는 수동소자(152)가 실장되는 기판으로서, 회로 패턴이 인쇄되어 있어 외부로부터의 구동 전압 및 전류를 포토센서 칩(110)에 공급한다. 인쇄회로기판(150)은 단층 또는 다층의 인쇄 회로 기판, 금속 인쇄 회로 기판, 리지드-플랙시블 인쇄회로기판 등 외부로부터 구동 전압 및 전류를 포토센서 칩(110)에 공급할 수 있는 다양한 형태가 가능한데, 바람직하게는 리지드-플랙시블 인쇄회로기판(RF-PCB;Rigid-Flexible Printed Circuit Board)으로 구현된다. 상기 리지드-플랙시블 인쇄회로 기판은, 리지드 PCB(경성 PCB)와 플랙시블 PCB(경성 PCB)가 결합된 구조로 각각의 장점인 유연성과 표면 실장의 신뢰성을 동시에 가진 일체형 PCB이다. 인쇄회로기판(150)에서 처리된 신호는 플랙시블 PCB(FPCB)를 거쳐서 도 5에 도시한 바와 같이 커넥터를 통해 메인 보드(main board)로 신호를 전달한다. The printed circuit board 150 is a substrate on which an active element 151 or a passive element 152 is mounted. A circuit pattern is printed on the printed circuit board 150 to supply a driving voltage and a current from the outside to the photosensor chip 110. The printed circuit board 150 may have various forms that can supply a driving voltage and current to the photosensor chip 110 from the outside such as a single-layer or multi-layer printed circuit board, a metal printed circuit board, a rigid-flexible printed circuit board, And is preferably implemented as a Rigid-Flexible Printed Circuit Board (RF-PCB). The Rigid-Flexible Printed Circuit Board is a combination of rigid PCB (Rigid PCB) and Flexible PCB (Rigid PCB), which is an integrated PCB having both flexibility and surface mounting reliability. The signals processed in the printed circuit board 150 pass signals to the main board through the connectors via the flexible PCB (FPCB) as shown in FIG.

또한, 인쇄회로기판(150)은 도 4에 도시한 바와 같이 중앙이 관통된 윈도우(155)를 가지는데, 이러한 윈도우(155)에 투광성 기판(130)이 놓이도록 한다. 따라서 투광성 기판(130)과 인쇄회로기판(150)은 수평한 동일한 위치에 놓이게 되어, 인쇄회로기판(150)의 윈도우(155)의 내부 측벽이 투광성 기판(130)의 바깥벽을 감싸는 구조를 가진다. 따라서 카메라모듈의 제작 공정 또는 카메라모듈 사용 중에 윈도우(155)의 내부 측벽에 달라 붙을지 모르는 이물질(particle)이, 포토센서 칩의 픽셀영역으로 들어가지 못한다. 투광성 기판과 포토센서 칩은 서로 폐루프 형태의 실링 링 형태로 TLP 본딩되어 픽셀영역이 보호되기 때문에, 인쇄회로기판의 윈도우의 내부 측벽에 존재할지 모르는 이물질이 포토센서 칩으로 침투하지 못하므로 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, the printed circuit board 150 has a window 155 penetrating through the center as shown in FIG. 4, so that the transparent substrate 130 is placed on the window 155. The transparent substrate 130 and the printed circuit board 150 are placed in the same horizontal position so that the inner side wall of the window 155 of the printed circuit board 150 surrounds the outer wall of the transparent substrate 130 . Therefore, particles which may stick to the inner side wall of the window 155 during the manufacturing process of the camera module or the camera module can not enter the pixel region of the photosensor chip. Since the transparent substrate and the photosensor chip are TLP-bonded to each other in the shape of a closed loop sealing ring, the pixel area is protected, and foreign substances, which may exist on the inner side wall of the window of the printed circuit board, can not penetrate into the photosensor chip. Can be improved.

또한, 투광성 기판(130)과 인쇄회로기판(150)이 수평한 위치에 놓이기 때문에, 포토센서 패키지 모듈의 높이를 최소화할 수 있으며 결과적으로 이러한 포토센서 패키지 모듈이 적용된 카메라 모듈의 높이를 최소화할 수 있다. 투광성 기판(130)이 인쇄회로기판(150)의 윈도우(155) 내부에 위치하게 되어, 포토센서 패키지 모듈의 높이를 획기적으로 낮출 수 있다. 예를 들어, 투광성 기판에 특정 영역의 파장대를 잘라 주거나 통과하기 위한 코팅을 적용할 경우, 보통 COB 모듈에서는 렌즈의 BFL(Back focal length)이 0.9mm ~ 1.05mm를 확보해야 구조적으로 가능하나 본 발명의 경우는 0.55mm까지 낮출 수 있어 렌즈의 높이를 낮추고 설계 마진이 좋아지고 장점이 있어 모듈의 높이를 획기적으로 낮출 수 있다.In addition, since the transparent substrate 130 and the printed circuit board 150 are placed in a horizontal position, the height of the photo sensor package module can be minimized, and as a result, the height of the camera module to which the photo sensor package module is applied can be minimized have. The translucent substrate 130 is positioned inside the window 155 of the printed circuit board 150, so that the height of the photosensor package module can be drastically reduced. For example, when a coating for cutting or passing a wavelength region of a specific region is applied to a light-transmitting substrate, it is structurally possible to secure the BFL (Back Focal Length) of the lens in the COB module from 0.9 mm to 1.05 mm, It is possible to lower the height of the module to 0.55 mm, thereby lowering the height of the lens and improving the design margin, thereby remarkably lowering the height of the module.

또한, 인쇄회로기판(150)의 측면으로 나오는 플랙시블 기판이 커넥터로 신호를 전달하기 때문에, 포토센서 패키지 모듈의 하부면에 별도의 플랙시블 기판을 필요로 하지 않기 때문에 포토센서 패키지 모듈의 높이를 줄일 수 있다. 또한, 인쇄회로기판의 상부면에는 액츄에이터가 실장되는데, 이러한 인쇄회로기판과 액츄에이터 사이에는 열경화 접착제(171)가 부착되어 있다.
In addition, since the flexible substrate coming out to the side of the printed circuit board 150 transfers signals to the connector, the separate height of the photosensor package module Can be reduced. An actuator is mounted on the upper surface of the printed circuit board. A thermosetting adhesive 171 is attached between the printed circuit board and the actuator.

기판 충격흡수용 버퍼(171)가 구비되어, 액츄에이터에서 전해지는 충격이 인쇄회로기판 상부면에 최소화하여 전달되도록 한다. A substrate impact absorbing buffer 171 is provided so that impact transmitted from the actuator is minimized and transmitted to the upper surface of the printed circuit board.

한편, 인쇄회로기판(150)은 포토센서 칩(110)의 단자영역의 상부면과 서로 도전 솔더링되어, 단자영역의 전기신호가 인쇄회로기판에 전달된다(이러한 도전 솔더링을 이하에서는 조인트라 부르기로 한다). 상기 조인트는 단순한 납땜 솔더링 형태를 가질 수 있으며, 또는, 하기에서 설명할 TLP(Transients Liquid Phase) 본딩을 통하여 서로 접합한다. 이러한 인쇄회로 기판과 포토센서 칩 간의 본딩 방식인 조인트 방식은, 투광성 기판과 포토센서 칩 간의 본딩 방식인 실링 링 방식과 동일한 TLP(Transients Liquid Phase) 본딩을 통하여 접합되며, 단지, 실링 링 방식의 경우에는 픽셀영역을 감싸는 테두리 형태의 폐루프 형태로 본딩이 되는 차이를 가진다.On the other hand, the printed circuit board 150 is electrically connected to the upper surface of the terminal region of the photosensor chip 110 by electroconductive soldering, and the electrical signals of the terminal region are transferred to the printed circuit board (hereinafter, do). The joints may have a simple solder-soldered form, or they may be joined together via TLP (Transients Liquid Phase) bonding as described below. The joint system which is a bonding system between the printed circuit board and the photosensor chip is bonded through the same TLP (Transients Liquid Phase) bonding as the sealing ring system which is a bonding system between the transparent substrate and the photosensor chip. In the form of a closed loop surrounding the pixel region.

또한, 상기 조인트는 TLP 본딩 방식 이외에, ACF 본딩 방식, 솔더 ACF 본딩 방식 등과 같이 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 참고로, ACF(Anisotropic Conductive Film) 본딩은 납땜 과정을 필요로 하지않고 열적 가압에 의해 접합시킬 수 있는 방식으로서, 이러한 ACF 본딩은 도전볼이 금속에 컨택(contact)을 통하여 전기적 통전이 이루어지며 주변의 접착제가 보강해준다. 또한, 솔더 ACF 본딩은, 도전볼 대신에 솔더볼을 넣어 초음파 진동으로 열을 발생시켜 솔더를 용융시켜 금속간 화합물을 만드는 방식으로 기계적 가압 컨택보다 신뢰성이 매우 높다.In addition to the TLP bonding method, the joint may be formed by various methods such as an ACF bonding method, a solder ACF bonding method, and the like. For reference, ACF (Anisotropic Conductive Film) bonding is a method that can be bonded by thermal press without requiring a soldering process. In such ACF bonding, the conductive ball is electrically connected to the metal through a contact, Of the adhesive reinforce. In addition, the solder ACF bonding is more reliable than a mechanical press contact in that a solder ball is put in place of a conductive ball, and heat is generated by ultrasonic vibration to melt the solder to form an intermetallic compound.

한편, 인쇄회로기판(150)은 보강 프레임(157)에 의해 지지된다. 즉, 보강 프레임(157)은 중앙이 관통된 테두리 기둥체 형태로 구현되며, 보강 프레임(157)의 중앙 관통부에는 포토 센서(110)를 위치시키고 보강 프레임(157)의 상부면에는 인쇄회로기판(150)을 위치시킨다. 상기 보강 프레임(157)은 메탈, 세라믹 등의 다양한 재질로 형성될 수 있다. 보강 프레임(157)은 보강판(190)의 가장자리 상부면에 위치하여 보강판(190)에 부착된다. 따라서 보강 프레임(157)은 인쇄회로기판(150)의 하부에서 카메라 모듈의 하우징 역할을 한다.
On the other hand, the printed circuit board 150 is supported by the reinforcing frame 157. The photosensor 110 is positioned at a central penetration portion of the reinforcing frame 157 and the upper surface of the reinforcing frame 157 is provided with a printed circuit board (150). The reinforcing frame 157 may be formed of various materials such as a metal and a ceramic. The reinforcing frame 157 is positioned on the upper surface of the edge of the reinforcing plate 190 and attached to the reinforcing plate 190. Thus, the reinforcing frame 157 serves as a housing for the camera module in the lower portion of the printed circuit board 150.

포토센서 칩은 광이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센싱칩으로서, 도 3 및 도 6 및 도 7과 함께 상술한다.The photosensor chip is an image sensing chip for converting a light image into an electric signal, which will be described in detail with reference to Figs. 3, 6, and 7. Fig.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토센서 칩의 상부면을 도시한 그림이고,도 7은 본 발명의 실시예에 따라 실링층(또는 실링 패드)와 저융점 물질층이 결합하여 접합층이 형성된 모습을 도시한 그림이다.FIG. 6 is a top view of a photosensor chip according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of a photo sensor chip according to an embodiment of the present invention. It is a picture showing the formed state.

도 6에 도시한 바와 같이 광이미지를 전기신호로 변환하는 픽셀영역(111)을 중심부에 구비하며, 픽셀영역을 감싸는 주변부에는 픽셀영역에서 변환된 전기신호를 외부로 송신하는 단자영역(112)이 구비된다.As shown in FIG. 6, a pixel region 111 for converting an optical image into an electric signal is provided at a central portion, and a terminal region 112 for transmitting an electric signal converted in the pixel region to the outside is provided at a peripheral portion surrounding the pixel region Respectively.

픽셀 영역(111)은 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor), 포토 게이트(photo gate), 핀드 포토 다이오드(pinned photo diode) 및 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한 픽셀 영역은 컬러 필터 및 마이크로 렌즈를 포함하는데, 컬러 필터는 색을 구분하는 적색, 녹색 및 청색을 포함하여 형성된다. 마이크로 렌즈는 컬러 필터 상에 마련되어 빛을 집중시켜 감도를 향상시킨다. 단자영역은 픽셀영역에서 촬영한 영상의 전기 신호를 외부로 송신하는 기능뿐만 아니라 기타 다른 신호를 송수신하거나, 전력을 픽셀영역에 제공한다.The pixel region 111 may be composed of a photo diode, a photo transistor, a photo gate, a pinned photo diode, and a combination thereof. The pixel region also includes a color filter and a microlens, wherein the color filter is formed to include red, green, and blue colors that distinguish colors. The microlens is provided on the color filter to concentrate the light to improve the sensitivity. The terminal region not only transmits the electric signal of the image photographed in the pixel region to the outside, but also transmits / receives other signals or supplies power to the pixel region.

포토센서 칩(110)의 하부면에는 도 3에 도시한 바와 같이 보호 코팅 필름(160)이 부착된다. 상기 보호 코팅 필름은 외부의 스크래치, 이물질 부착, 충격을 방지하는 보호막으로서 25㎛~40㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.A protective coating film 160 is attached to the lower surface of the photo sensor chip 110 as shown in FIG. It is preferable that the protective coating film has a thickness of 25 탆 to 40 탆 as a protective film for preventing external scratches, adhesion of foreign substances, and impact.

또한, 픽셀영역(111)과 단자영역(112)을 갖는 포토센서 칩은, 단자영역의 표면에 충격 흡수층(170;stress buffer layer)이 형성된다. 상기 충격 흡수층(170)은 웨이퍼 레벨 형태로 제작되는 포토센서 칩의 온도 및 기계적 충격을 완화시킬 수 있다. 상기 충격 흡수층(170)의 재질로는 폴리머 재질(polymer material) 등으로 구현될 수 있다. 만약, 하기에서 설명할 패시베이션층이 단자영역 상에 형성된 경우, 패시베이션층 위에 충격 흡수층이 형성된다.In the photo sensor chip having the pixel region 111 and the terminal region 112, a stress buffer layer 170 is formed on the surface of the terminal region. The impact absorbing layer 170 may mitigate the temperature and mechanical impact of a photosensor chip fabricated in a wafer level form. The material of the shock absorbing layer 170 may be a polymer material or the like. If a passivation layer described below is formed on the terminal region, an impact absorbing layer is formed on the passivation layer.

픽셀영역(111)과 단자영역(112)의 상부면(또는 픽셀영역의 상부면에만)에는 외부로부터 침투되는 습기 등으로부터 보호하는 패시베이션층(미도시)이 형성될 수 있으며, 이러한 패시베이션층(미도시)은 포토센서 칩의 일면의 전체상에 형성될 수 있다. 이러한 패시베이션층은 실리콘 나이트라이드(SiN), 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 다이아몬드 혼합물의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 형성할 수 있다. 또한 패시베이션층은 상기 물질의 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 형성할 수 있다. 도한 패시베이션층은 상기 언급된 물질 이외에 소자의 특성에 따라 하부 구조를 보호하는 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 구현될 수 있다.A passivation layer (not shown) may be formed on the upper surface of the pixel region 111 and the terminal region 112 (or only on the upper surface of the pixel region) to protect the substrate from moisture penetrated from the outside. May be formed on the entire surface of one side of the photo sensor chip. Such a passivation layer may be formed of any one of silicon nitride (SiN), silicon carbide (SiC), silicon oxynitride (SiON), diamond mixture or a mixture thereof. The passivation layer may also be formed of any of the above materials or a mixture thereof. The passivation layer may be formed of various materials capable of protecting the substructure according to the characteristics of the device, in addition to the above-mentioned materials.

이하, 실링 링 및 조인트 설명에서는, 포토센서 칩의 표면에 패시베이션층이 형성되지 않은 예를 설명할 것이다. 그러나, 포토센서 칩의 표면에 패시베이션층이 형성되어 있는 경우, 실링 링 및 조인트는 패시베이션층에 접하여 형성될 수 있음은 자명할 것이다.
Hereinafter, in the explanation of the sealing ring and the joint, an example in which the passivation layer is not formed on the surface of the photosensor chip will be described. However, when the passivation layer is formed on the surface of the photosensor chip, it is obvious that the sealing ring and the joint can be formed in contact with the passivation layer.

실링 링(120)은 단자영역의 충격 흡수층 위에 형성되어, 픽셀영역을 둘러싸도록 폐루프 형태로 형성되며, 포토센서 칩(110)과 투광성 기판(130) 사이에 마련된다. 실링 링(120)은 투광성 기판과 포토센서 칩 사이의 픽셀영역(111) 내의 공간으로 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 도전 역할이 필요없기 때문에 충격 흡수층 위에 실링 링을 형성한다.The sealing ring 120 is formed on the impact absorbing layer of the terminal region and is formed in a closed loop shape so as to surround the pixel region and is provided between the photosensor chip 110 and the transparent substrate 130. The sealing ring 120 prevents foreign matter from entering the space in the pixel region 111 between the light-transmitting substrate and the photosensor chip. Since a conductive role is not required, a sealing ring is formed on the shock absorbing layer.

만약, 실링 링(120)이 Sn 물질로 구현될 경우, 솔더링 시에 Sn 물질이 녹아서 가스압이 발생하고 이로 인해 폐루프 형태의 밀봉된 실링 링의 내압과 외압간의 압력차가 발생하게 된다. 이러한 압력차로 인해 투광성 기판과 포토센서 칩간의 실링 링 접합이 떨어지게 되는 문제가 있다. If the sealing ring 120 is made of a Sn material, the Sn material melts at the time of soldering to generate a gas pressure, thereby causing a pressure difference between the internal pressure of the sealed sealing ring in the form of a closed loop and the external pressure. This pressure difference causes a problem that sealing ring bonding between the light-transmitting substrate and the photosensor chip is deteriorated.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 실링 링의 구조는 본 출원인에 출원된 한국출원번호 2010-0011279, 2010-0037978에 의해 상세히 설명된 바와 같이, 저융점 물질층이 반응하여 고체로 변형되도록 하여 가스압이 발생되지 않도록 한다.In order to solve such a problem, the structure of the sealing ring is such that the low-melting-point material layer reacts to be transformed into a solid, as described in detail in Korean Patent Application No. 2010-0011279 and 2010-0037978 filed by the present applicant, .

상술하면, 실링 링(120)은, 도 3에 도시한 바와 같이 포토 센서 칩의 단자영역 위의 충격 흡수층(170) 상에 형성된 실링층(121)과, 실링층 상에 형성된 접합층(122;이하, '투광성기판 접합층'이라 함)을 포함한다. 투광성 기판(130), 포토센서 칩(110) 및 실링 링(120)이 결합되는 내부에 외부와 차단되고 밀봉되는 공간이 형성되고, 이 공간 내에 픽셀영역(111)이 위치하게 된다. 이때, 실링층(121)이 픽셀영역(111)을 둘러싸도록 폐루프 형상으로 형성되고, 그 상에 투광성 기판 접합층(122)이 형성될 수 있다.3, the sealing ring 120 includes a sealing layer 121 formed on the impact absorbing layer 170 on the terminal region of the photosensor chip and a bonding layer 122 formed on the sealing layer. Hereinafter referred to as a " translucent substrate bonding layer "). A space in which the light transmitting substrate 130, the photosensor chip 110, and the sealing ring 120 are coupled to each other is formed in the inside of the space where the pixel region 111 is located. At this time, the sealing layer 121 is formed in a closed loop shape so as to surround the pixel region 111, and the transparent substrate bonding layer 122 may be formed thereon.

실링층(121)과 투광성 기판(130)의 실링 패드(131)는 구리 등의 금속 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 투광성기판 접합층(122)은 실링층(121) 및 실링 패드(131)보다 융점이 낮은 저융점 물질층을 형성하고, 저융점 물질층과 실링층(121) 및 실링 패드(131)를 반응시켜 형성할 수 있다. 예를 들어 실링층(121)은 구리, Au, Sn, SnAg, CuSnAg, Ag, Bi의 적어도 어느 하나 또는 그 합금을 이용할 수 있고, 실링층(121)보다 융점이 낮은 저융점 물질층은 Sn, SnAg, Ti/In/Au의 적층 구조, Bi, In의 적어도 어느 하나 또는 그 합금을 선택하여 이용할 수 있다.The sealing layer 121 and the sealing pad 131 of the transparent substrate 130 can be formed using a metal material such as copper. The transparent substrate bonding layer 122 is formed by forming a low melting point material layer having a lower melting point than the sealing layer 121 and the sealing pad 131 and reacting the low melting point material layer with the sealing layer 121 and the sealing pad 131 . For example, the sealing layer 121 may be made of at least one of copper, Au, Sn, SnAg, CuSnAg, Ag and Bi or an alloy thereof. The low melting point material layer having a melting point lower than that of the sealing layer 121 may be Sn, SnAg, a laminated structure of Ti / In / Au, Bi or In, or an alloy thereof.

즉, 저융점 물질층은 실링층(121)보다 융점이 낮은 물질을 이용할 수 있고, 저융점 물질층으로 이용할 수 있는 물질을 실링층(121)으로 이용할 수 있으나, 이 경우 실링층(121)보다 더 낮은 융점을 갖는 물질을 저융점 물질층으로 이용해야 한다. 예를들어, 실링층(121) 및 저융점 물질층으로 구리와 Sn, 구리와 SnAg, Au와 Ti/In/Au의 적층 구조, Sn과 Bi, SnAg와 Bi, CuSnAg와 Bi, Ag와 In, Ni와 Sn을 각각 이용할 수 있다. 이러한 저융점 물질층은 소정 온도에서 용융되어 실링 패드(131) 및 실링층(121)과 반응하여 투광성기판 접합층(122)을 형성하게 된다. 즉, 저융점 물질층은 그 융점 이상의 온도에서 용융되어 액상으로 전화되며, 이러한 저융점 물질층 내의 원소가 실링 패드(131) 및 실링층(121)의 원소와 반응하여 접합층(122)을 형성하게 된다. 즉, 접합층(122)은 실링층(121), 실링 패드(131) 및 저융점 물질층과는 물리화학적 성질이 다른 일정 조성비의 금속간 화합물(IMC;inter metallic compound)로 생성되고, 이러한 접합층(122)은 저융점 물질층보다 높은 융점을 가진다. That is, a material having a melting point lower than that of the sealing layer 121 can be used as the low melting point material layer, and a material usable as the low melting point material layer can be used as the sealing layer 121. In this case, A material having a lower melting point should be used as a layer of a lower melting point material. For example, the sealing layer 121 and the low-melting-point material layer may be formed of a layered structure of copper and Sn, copper and SnAg, Au and Ti / In / Au, Sn and Bi, SnAg and Bi, CuSnAg and Bi, Ni and Sn, respectively. The low-melting-point material layer melts at a predetermined temperature and reacts with the sealing pad 131 and the sealing layer 121 to form the light-transmitting substrate bonding layer 122. That is, the low-melting-point material layer melts at a temperature higher than the melting point of the low-melting-point material layer and is converted into a liquid phase. The element in the low-melting-point material layer reacts with the elements of the sealing pad 131 and the sealing layer 121 to form the bonding layer 122 . That is, the bonding layer 122 is formed of an intermetallic compound (IMC) having a certain composition ratio that is different from the physicochemical properties of the sealing layer 121, the sealing pad 131, and the low melting point material layer, Layer 122 has a higher melting point than the low melting point material layer.

예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이 실링층(121) 및 실링 패드(131)로 구리(Cu)를 이용하고, 저융점 물질층(122a)으로 SnAg를 이용하면, Sn이 용융되면서 상측(131) 및 하측(121)의 Cu와 반응하고, 이에 따라 CuSnAg(Cu3SnAg,Cu6Sn5Ag)의 접합층(122)이 형성된다. 접합층(122)이 형성되면서 고체 상태가 되고, 이에 따라 실링층(121)과 실링 패드(131)를 접합층(122)에 의해 견고하게 접합하게 된다. 따라서, 포토센서 칩(110)과 투광성 기판(130)이 결합된다. 이렇게 형성된 접합층(122)은 저융점 물질층보다 높은 융점을 갖게 되는데, 예를 들어 CuSnAg는 400～640℃의 융점을 갖게 되고, 이는 이후 230℃ 정도의 리플로우 공정에서도 용융되지 않아 가스 압력에 의한 터짐 등의 불량이 발생하지 않게 된다.
7, when copper (Cu) is used for the sealing layer 121 and the sealing pad 131, and SnAg is used for the low melting point material layer 122a, Sn is melted and the upper side ( 131 and the lower side 121 of the substrate 121, thereby forming a bonding layer 122 of CuSnAg (Cu 3 SnAg, Cu 6 Sn 5 Ag). The sealing layer 121 and the sealing pad 131 are solidly bonded by the bonding layer 122. The bonding layer 122 is formed of a metal such as aluminum, Accordingly, the photosensor chip 110 and the transparent substrate 130 are combined. For example, CuSnAg has a melting point of 400 to 640 DEG C, which is not melted even in a reflow process of about 230 DEG C, so that the gas pressure It is possible to prevent the occurrence of defects such as breakage due to heat.

한편, 투광성기판 접합층(122)은 저융점 물질층과 이와 반응하는 실링 패드(131) 및 실링층(121)의 구성 원소에 따라 다양한 물질로 형성되는데, 예를 들어 CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, SnAgBi, CuSnAgBi, AgIn, NiSn가 형성될 수 있다. 한편, 실링층(121)은 포토센서 칩(110)과 투광성 기판(130) 사이의 간격에 따라 그 두께가 조절될 수 있는데, 예를들어 6㎛～100㎛의 두께로 형성될 수 있고, 바람직하게는 30㎛의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 저융점 물질층은 2㎛～12㎛의 두께로 형성할 수 있는데, 바람직하게는 8㎛의 두께로 형성할 수 있다. 그런데, 저융점 물질층은 완전하게 투광성기판 접합층(122)으로 변화될 수 있는 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 저융점 물질층의 모두가 새로운 특성을 가지는 금속간 화합물의 투광성기판 접합층(122)으로 변환될 수 있는 두께로 형성한다. 따라서, 저융점 물질층의 두께는 상기 범위에 국한되지 않고, 저융점 물질층이 실링층(121) 및 실링 패드(131)와 완전하게 반응하여 저융점 물질층이 모두 투광성기판 접합층(420)으로 변화될 수 있는 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 저융점 물질층의 두께가 너무 얇을 경우 투광성기판 접합층(122)이 얇게 형성되어 투광성 기판(130)과의 접착성이 불량해지게 된다. 또한, 저융점 물질층의 두께가 너무 두꺼울 경우 저융점 물질층이 완전하게 투광성기판 접합층(122)으로 변화되지 않을 수 있는데, 저융점 물질층이 투광성기판 접합층(122)으로 완전하게 변화되지 않으면 잔류하는 저융점 물질층이 이후 서브마운트 공정 등의 고온 공정에서 다시 용융되어 액상으로 되고, 이때 내부의 증가되는 압력에 의해 액상의 저융점 물질층에 터짐 현상이 발생될 수 있다. 즉, 저융점 물질층은 용융 온도를 더 높이거나 용융 시간을 증가시키더라도 모두 용융되지 않고, 일정 두께 이상에서는 용융되지 않는 부분이 잔류하여 투광성기판 접합층(122)이 형성되지 않을 수 있고, 이 부분이 이후 공정에서 불량 발생의 원인이 될 수 있다. 따라서, 저융점 물질층은 포토센서 칩(110)과 투광성 기판(130) 사이를 견고하게 접착할 수 있고, 투광성기판 접합층(122)으로 거의 모두 변화될 수 있는 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
The light transmitting substrate bonding layer 122 is formed of various materials depending on the constituent elements of the low melting point material layer and the sealing pad 131 and the sealing layer 121 reacted therewith. For example, CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi , SnAgBi, CuSnAgBi, AgIn, and NiSn may be formed. The thickness of the sealing layer 121 may be adjusted according to the distance between the photosensor chip 110 and the transparent substrate 130. For example, the sealing layer 121 may be formed to a thickness of 6 to 100 μm, Lt; RTI ID = 0.0 > um. ≪ / RTI > Further, the low melting point material layer can be formed to a thickness of 2 占 퐉 to 12 占 퐉, preferably 8 占 퐉. However, it is preferable that the low-melting-point material layer is formed to have a thickness that can be changed into the light-transmitting substrate bonding layer 122 completely. That is, all of the low-melting-point material layers are formed to a thickness that can be converted into the light-transmissive substrate bonding layer 122 of the intermetallic compound having the new characteristics. Accordingly, the thickness of the low melting point material layer is not limited to the above range, and the low melting point material layer completely reacts with the sealing layer 121 and the sealing pad 131, To a thickness that can be changed. At this time, if the thickness of the low melting point material layer is too thin, the light transmitting substrate bonding layer 122 is formed thin and the adhesion with the light transmitting substrate 130 becomes poor. If the thickness of the low melting point material layer is too thick, the low melting point material layer may not be completely changed to the light transmitting substrate bonding layer 122, but the low melting point material layer may not be completely changed to the light transmitting substrate bonding layer 122 The remaining low melting point material layer is melted again in a high temperature process such as a submount process and becomes a liquid phase, and at this time, a burst phenomenon may occur in the liquid low melting point material layer due to the increased pressure inside. That is, the low-melting-point material layer does not melt even when the melting temperature is increased or the melting time is increased, and the portion that is not melted remains above a certain thickness, so that the transparent substrate bonding layer 122 may not be formed. Portion may cause a defect in the subsequent process. Accordingly, it is preferable that the low-melting-point material layer can be firmly bonded between the photosensor chip 110 and the transparent substrate 130, and the low-melting-point material layer is formed to have substantially the same thickness as the transparent substrate bonding layer 122.

한편, 도 3 및 도 6에 도시된 조인트(140)는 인쇄회로기판(150)과 포토센서 칩(110)을 연결하는 본딩 점으로서, 복수개로 구비된다. 조인트(140)는 단순한 납땜 솔더링 형태를 가질 수 있으며, 또는, 상기에서 설명한 TLP(Transients Liquid Phase) 본딩을 통하여 서로 접합한다. 실링 링 방식의 경우에는 픽셀영역을 감싸는 테두리 형태의 폐루프 형태로 TLP 본딩을 하지만, TLP 본딩으로 조인트를 할 경우, 폐루프 형태가 아닌 점 형태로 본딩이 이루어진다. 한편, 상기 조인트는 TLP 본딩 방식 이외에, ACF 본딩 방식, 솔더 ACF 본딩 방식 등과 같이 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.The joint 140 shown in FIGS. 3 and 6 is provided as a plurality of bonding points for connecting the printed circuit board 150 and the photosensor chip 110. The joint 140 may have a simple solder-soldered form or may be joined together via TLP (Transients Liquid Phase) bonding as described above. In the case of the sealing ring method, TLP bonding is performed in the form of a closed loop of a frame shape surrounding the pixel region. However, when the TLP bonding is used for jointing, bonding is performed in a dot shape instead of a closed loop shape. Meanwhile, the joint may be formed by various methods such as an ACF bonding method, a solder ACF bonding method, and the like in addition to the TLP bonding method.

조인트(140)를 TLP 본딩 방식으로 구현할 경우, 복수의 조인트(140)는 실링 링(120) 외측의 인쇄회로기판(150)과 포토센서 칩(110) 사이에 마련된다. 조인트(140)는 포토센서 칩(110) 상의 소정 영역에 형성되며, 도전층(141)과 접합층(142;이하, 인쇄회로기판 접합층)이 적층되어 형성된다. 이러한 조인트(140)는 상술한 실링 링(120)과 동일 물질 및 구조로 형성될 수 있다. 조인트(140)의 도전층(141)은 실링층과 동일한 구리(Cu) 등의 도전성 물질을 이용하여 형성할 수 있고, 인쇄회로기판 접합층(142)은 투광성기판 접합층(122)과 동일한 재질로서, 도전층(141) 및 인쇄회로기판(150)의 금속 배선(154)보다 융점이 낮은 SnAg 등을 저융점 물질이 도전층(141) 및 금속 배선(154)과 반응하여 형성될 수 있다. 즉, 인쇄회로기판 접합층(142)은 소정 온도, 즉 저융점 물질층의 융점 이상의 온도에서 저융점 물질층이 용융되어 액상으로 되고 용융된 상태에서 도전층(141) 및 인쇄회로기판(150)의 금속 배선(154)과 반응하여 형성되는데, 예를 들어 SnAg의 저융점 물질층이 도전층(141) 및 금속 배선(154)으로 이용되는 구리와 반응하여 CuSnAg의 접합층(142)을 형성할 수 있다.
A plurality of joints 140 are provided between the printed circuit board 150 and the photosensor chip 110 outside the sealing ring 120 when the joint 140 is implemented by the TLP bonding method. The joint 140 is formed in a predetermined area on the photosensor chip 110 and is formed by stacking a conductive layer 141 and a bonding layer 142 (hereinafter referred to as a printed circuit board bonding layer). The joint 140 may be formed of the same material and structure as the sealing ring 120 described above. The conductive layer 141 of the joint 140 may be formed using a conductive material such as copper (Cu) that is the same as the sealing layer and the printed circuit board bonding layer 142 may be formed of the same material as the transparent substrate bonding layer 122 A low melting point material such as SnAg having a lower melting point than the metal wiring 154 of the conductive layer 141 and the printed circuit board 150 may be formed by reacting with the conductive layer 141 and the metal wiring 154. That is, the printed circuit board bonding layer 142 is formed on the conductive layer 141 and the printed circuit board 150 in a state where the low melting point material layer is melted and melted at a predetermined temperature, that is, the melting point of the low melting point material layer, The low melting point material layer of SnAg reacts with the copper used as the conductive layer 141 and the metal wiring 154 to form the bonding layer 142 of CuSnAg .

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포토센서 패키지 모듈의 제작 과정을 순차적으로 설명하기 위한 단면도이다.8 is a cross-sectional view sequentially illustrating a process of manufacturing the photo sensor package module according to the embodiment of the present invention.

우선, 투광성 기판(130)을 마련하는 과정을 가진다. 상기 실링 링과 접합될 대응되는 위치에 실링 패드(131)를 형성한 투광성 기판을 마련하는 과정을 가진다. 즉, 도 8(a)에 도시한 바와 같이 투광성 기판(130)의 하부면에 금속 성분의 실링 패드(131)를 형성하는데, 이는 실링 링에 대응되도록 폐루프 형태를 가지며 구리(Cu)와 같이 금속 물질로 형성하여, 실링 링의 저융점 물질층과 반응할 수 있도록 한다.First, a step of providing a transparent substrate 130 is performed. And a step of providing a transparent substrate on which a sealing pad 131 is formed at a corresponding position to be bonded to the sealing ring. 8 (a), a metal sealing pad 131 is formed on the lower surface of the transparent substrate 130. The sealing pad 131 has a closed loop shape corresponding to the sealing ring, It is made of a metal material so that it can react with the low melting point material layer of the sealing ring.

또한, 인쇄회로기판(150)을 마련한다. 중앙이 관통된 윈도우(155)를 가지며, 금속 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(150)을 마련하는 과정을 가진다. 즉, 도 8(b)에 도시한 바와 같이 단층 또는 다층의 인쇄회로기판이 마련되는데, 바람직하게는 리지드-플랙시블 인쇄회로기판(RF-PCB)이 됨이 바람직하다. 금속 배선은 구리 등의 금속 물질로 형성하여 저융점 물질층과 반응할 수 있도록 한다.A printed circuit board 150 is also provided. And a step of providing a printed circuit board 150 having a window 155 passing through the center and having a metal wiring pattern formed thereon. That is, as shown in FIG. 8 (b), a single-layer or multi-layer printed circuit board is provided, preferably a rigid-flexible printed circuit board (RF-PCB). The metal wiring is formed of a metal material such as copper to allow the material to react with the low melting point material layer.

또한, 포토센서 칩(130)을 마련하는 과정을 갖는다. 이를 위하여, 도 8(c)에 도시한 바와 같이 외부와의 전기적 연결이 되는 위치에 솔더 범퍼인 조인트(140)와, 픽셀 영역을 폐루프 형태로 감싸는 솔더 범퍼인 실링 링(120)을 형성한 포토센서 칩(130)을 마련한다. 상기 실링 링(120)은, 포토센서 칩의 픽셀영역을 감싸는 폐루프 형태의 실링층(121) 및 저융점 물질층(122a)을 순차 적층하여 형성한다. 조인트(140) 역시 실링 링과 마찬가지로 도전층(141) 및 저융점 물질층(142a)으로 이루어진다. 조인트의 도전층(141)은 실링 링의 실링층(121)과 동일한 재질로 구현될 수 있다. 다만, 실링 링(121)은 픽셀 영역을 밀폐하기 위해 폐루프 형태를 가지며, 조인트(141)는 복수개의 점 형태를 갖는다. 참고로, 상기 포토센서 칩의 도전영역의 상부에는 충격 흡수층(170)이 더 구비될 수 있으며, 충격 흡수층(170)이 구비될 경우, 실링 링(120)은 충격 흡수층이 제거되고 마련되고, 조인트(140)은 충격 흡수층 위에 형성된다.
In addition, the photo sensor chip 130 is provided. For this purpose, as shown in FIG. 8C, a joint 140, which is a solder bumper, and a sealing ring 120, which is a solder bumper for enclosing the pixel region in the form of a closed loop, are formed at a position to be electrically connected to the outside The photosensor chip 130 is provided. The sealing ring 120 is formed by sequentially laminating a sealing layer 121 and a low-melting-point material layer 122a in a closed loop shape surrounding a pixel region of the photosensor chip. The joint 140 is also composed of the conductive layer 141 and the low melting point material layer 142a like the sealing ring. The conductive layer 141 of the joint may be made of the same material as the sealing layer 121 of the sealing ring. However, the sealing ring 121 has a closed loop shape for sealing the pixel area, and the joint 141 has a plurality of dot shapes. The shock absorbing layer 170 may be further provided on the conductive region of the photo sensor chip. When the shock absorbing layer 170 is provided, the sealing ring 120 may be formed by removing the shock absorbing layer, (140) is formed on the shock absorbing layer.

한편, 상기 투광성 기판, 인쇄회로기판, 포토센서 칩을 준비하는 순서는 획일적으로 정해진 것이 아니라 그때 그때 다른 순서로 마련될 수 있다.Meanwhile, the order of preparing the transparent substrate, the printed circuit board, and the photosensor chip may not be uniformly set, but may be arranged in a different order at that time.

상기와 같이 투광성 기판, 인쇄회로기판, 포토센서 칩이 준비되고 나면, 도 8(d)에 도시한 바와 같이 투광성 기판(130)과 포토센서 칩(110)을 서로 접합하는 과정을 가진다. 즉, 실링 링(120)의 저융점 물질층(122a)과 실링 패드(131)가 대응되도록 상기 포토센서 칩(110) 및 투광성 기판(130)을 접촉시킨 후, 상기 저융점 물질층(122a)을 용융시켜 상기 실링층(121) 및 실링 패드(131)와 반응시켜, 도 8(e)에 도시한 바와 같이 포토센서 칩 및 투광성 기판간의 접합층인 투광성기판 접합층(122)을 형성한다.After the transparent substrate, the printed circuit board, and the photosensor chip are prepared as described above, the transparent substrate 130 and the photosensor chip 110 are bonded to each other as shown in FIG. 8 (d). The photosensor chip 110 and the transparent substrate 130 are brought into contact with each other so that the low melting point material layer 122a of the sealing ring 120 and the sealing pad 131 correspond to each other and then the low melting point material layer 122a, Is melted and reacted with the sealing layer 121 and the sealing pad 131 to form a transparent substrate bonding layer 122 as a bonding layer between the photosensor chip and the translucent substrate as shown in Fig. 8 (e).

이를 위하여, 투광성 기판이 올려진 포토센서 칩을 저융점 물질층의 융점 이상의 온도를 가지는 리플로우 오븐(reflow oven)을 통과시킨다. 이렇게 하면 실링 링의 저융점 물질층(122a)이 용융되어 액상으로 되고, 저융점 물질층 각각의 원소가 실링층의 원소와 반응하고 또한 실링 패드의 원소와 반응하여 투광성기판 접합층(122)이 형성된다. 실링층(121) 및 저융점 물질층(122a)으로는 구리와 Sn, 구리와 SnAg, Au와 Ti/In/Au의 적층 구조, Sn과 Bi, SnAg와 Bi, CuSnAg와 Bi, Ag와 In, Ni와 Sn을 각각 이용하여 CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, SnAgBi, CuSnAgBi, AgIn, NiSn의 접합층을 형성할 수 있다.For this purpose, the photosensor chip on which the light-transmitting substrate is mounted is passed through a reflow oven having a temperature higher than the melting point of the low melting point material layer. In this case, the low-melting-point material layer 122a of the sealing ring is melted into a liquid phase, and each element of the low-melting-point material layer reacts with elements of the sealing layer and also reacts with elements of the sealing pad, . The sealing layer 121 and the low melting point material layer 122a may be formed of a laminated structure of copper and Sn, copper and SnAg, Au and Ti / In / Au, Sn and Bi, SnAg and Bi, CuSnAg and Bi, A bonding layer of CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, SnAgBi, CuSnAgBi, AgIn, and NiSn can be formed using Ni and Sn, respectively.

투광성 기판(130)을 포토센서 칩(110)에 접합한 후에는, 도 8(f)에 도시한 바와 같이, 포토센서 칩(110)의 상부면에 상기 인쇄회로기판(150)을 접합하며, 이때, 상기 투광성 기판(130)의 측면 둘레가 인쇄회로기판(150)의 윈도우의 측벽에 의해 감싸지도록 투광성 기판(130)을 위치시켜 접합한다. 마찬가지로, 인쇄회로기판이 올려진 포토센서 칩을 저융점 물질층의 융점 이상의 온도를 가지는 리플로우 오븐(reflow oven)을 통과시킨다. 이렇게 하면 조인트(140)의 저융점 물질층이 용융되어 액상으로 되고, 저융점 물질층 각각의 원소가 조인트의 도전층(141)의 원소와 반응하고 또한 인쇄회로기판의 금속 배선(154)의 원소와 반응하여 인쇄회로기판 접합층(142)이 형성된다.After the transparent substrate 130 is bonded to the photosensor chip 110, the printed circuit board 150 is bonded to the upper surface of the photo sensor chip 110, as shown in FIG. 8 (f) At this time, the transparent substrate 130 is positioned and bonded so that the side surface of the transparent substrate 130 is surrounded by the side wall of the window of the printed circuit board 150. Similarly, the photosensor chip on which the printed circuit board is mounted is passed through a reflow oven having a temperature higher than the melting point of the low melting point material layer. This causes the low melting point material layer of the joint 140 to melt and form a liquid phase so that each element of the low melting point material layer reacts with the element of the conductive layer 141 of the joint and the element of the metal wiring 154 of the printed circuit board And the printed circuit board bonding layer 142 is formed.

한편, 상기에서 저융점 물질층을 반응시키기 위해 리플로우 오븐에 통과시키는 것은, 포토센서 칩 위에 투광성 기판 및 인쇄회로기판을 접촉시킨 후, 함께 리플로우 오븐에 통과시켜 구현할 수도 있을 것이다.Meanwhile, in order to allow the low-melting-point material layer to pass through the reflow oven, the light-transmitting substrate and the printed circuit board may be brought into contact with the photosensor chip and then passed through a reflow oven.

한편, 상기 포토센서 패키지 모듈은 인쇄회로기판을 포함하는 개념으로 설명하였으나, 인쇄회로기판을 제외한 포토센서 칩 및 투광성 기판만으로 구성할 수 있다. 이럴 경우, 인쇄회로기판이 제외된 포토 센서 패키지 모듈은 카메라 모듈을 제작하기 위한 하나의 부품으로 판매되거나 적어도 다른 라인에서 카메라 모듈로 조립된다. 즉, 포토센서 패키지 모듈은 별도의 부품으로 제작되어 다른 라인 또는 공장으로 이송된 후, 인쇄회로기판에 실장되고, 플랙시블 인쇄회로기판을 부착한 후 액츄에이터 및 렌즈 모듈을 설치하여 카메라 모듈을 완성한다.Meanwhile, although the photo sensor package module has been described as a concept including a printed circuit board, the photo sensor package module can be formed only of a photo sensor chip and a light transmitting substrate except a printed circuit board. In this case, the photo sensor package module excluding the printed circuit board is sold as a component for manufacturing the camera module, or at least assembled as a camera module in another line. That is, the photo sensor package module is manufactured as a separate component, transferred to another line or a factory, mounted on a printed circuit board, attached with a flexible printed circuit board, and then installed with an actuator and a lens module to complete a camera module .

한편, 도 3을 참조하면, 인쇄회로기판(150)은 보강판(190)의 가장자리 테두리에 놓이는 보강 프레임(157)에 의해 지지된다. 그런데 본 발명의 다른 실시예로서 보강 프레임이 아닌 솔더링을 통하여 메인 보드(main board)에 지지되는 구조로 구현될 수 있다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이 인쇄회로기판의 가장자리 하부면에 일정 크기를 갖는 솔더볼(158;solder ball)을 구비하게 되면, 카메라모듈 외부의 메인 보드에 접합시켜 고정시킬 수 있다. 도 3의 구조를 가질 경우 메인 보드 커넥터와 인쇄회로기판 연결을 위해 플랙시블 인쇄회로기판(FPCB)을 필요로 하지만, 도 9의 구조를 가질 경우 인쇄회로기판을 솔더볼을 통해 메인 보드 상에 다이렉트로 표면실장(SMT:Surface Mounting Technology)할 수 있는 장점이 있다.3, the printed circuit board 150 is supported by a reinforcing frame 157 which is placed on an edge of the reinforcing plate 190. However, as another embodiment of the present invention, the structure may be implemented by a structure that is supported on a main board through soldering rather than a reinforcing frame. That is, as shown in FIG. 9, if a solder ball (158) having a predetermined size is provided on the lower surface of the printed circuit board, the solder ball (158) can be fixed to the main board outside the camera module. 3, a flexible printed circuit board (FPCB) is required to connect the main board connector and the printed circuit board. However, when the structure shown in FIG. 9 is used, the printed circuit board is directly connected to the main board through the solder ball Surface Mounting Technology (SMT) is an advantage.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

110: 포토센서 칩 111: 픽셀영역
112: 단자영역 120: 실링 링
121: 실링층 122: 투광성기판 접합층
130: 투광성 기판 131: 실링 패드
140: 조인트 141: 도전층
142: 인쇄회로기판 접합층 150: 인쇄회로기판
154: 금속 배선 155: 윈도우
160: 보호 코팅 필름 170: 충격 흡수층
190: 보강판110: Photo sensor chip 111: Pixel area
112: terminal area 120: sealing ring
121: sealing layer 122: translucent substrate bonding layer
130: Transparent substrate 131: Sealing pad
140: joint 141: conductive layer
142: printed circuit board bonding layer 150: printed circuit board
154: metal wiring 155: window
160: protective coating film 170: shock absorbing layer
190: reinforcing plate

Claims (21)

광이미지를 전기신호로 변환하는 픽셀영역과, 상기 픽셀영역에서 변환한 전기신호를 외부로 전송하는 단자영역을 구비하며, 광이미지를 전기신호로 변환하는 포토센서 칩;
상기 포토센서 칩의 상부면에 실장된 투광성 기판;
중앙이 관통된 윈도우를 가지고, 상기 윈도우에 상기 투광성 기판이 위치하여 상기 투광성 기판의 측면둘레를 윈도우의 측벽으로 감싸는 인쇄회로기판;
상기 픽셀영역을 둘러싸는 폐루프 형상으로 형성되어 상기 투광성기판과 상기 포토센서 칩을 접합하는 실링 링;
상기 인쇄회로기판과 상기 단자영역을 전기적으로 연결하는 조인트;를 포함하며,
상기 실링 링은, 상기 단자영역과 접하는 실링층과, 상기 실링층 위에 적층되어 상기 투광성 기판의 하부면과 접하는 투광성기판 접합층이 형성되며, 상기 투광성기판 접합층은 상기 실링층보다 융점이 낮은 저융점 물질층이 상기 실링층과 반응하여 형성된 금속 화합물이며,
상기 조인트는, 상기 포토센서 칩의 단자영역과 접하는 도전층과, 상기 도전층 위에 적층되어 상기 인쇄회로기판의 하부면과 접하는 인쇄회로기판 접합층이 형성되며,
상기 조인트의 도전층은 상기 실링 링의 실링층과 동일한 물질이며, 상기 인쇄회로기판 접합층은 상기 투광성기판 접합층과 동일한 물질인 포토센서 패키지 모듈.A photosensor chip having a pixel region for converting an optical image into an electric signal and a terminal region for transferring an electric signal converted in the pixel region to the outside,
A translucent substrate mounted on an upper surface of the photo sensor chip;
A printed circuit board having a window through which a center is penetrated, the transparent substrate being positioned in the window and surrounding the side surface of the transparent substrate with a side wall of the window;
A sealing ring formed in a closed loop shape surrounding the pixel region and bonding the translucent substrate and the photosensor chip;
And a joint electrically connecting the printed circuit board and the terminal region,
Wherein the sealing ring has a sealing layer in contact with the terminal region, and a translucent substrate bonding layer laminated on the sealing layer and in contact with a lower surface of the translucent substrate, wherein the translucent substrate bonding layer has a lower melting point than the sealing layer Wherein the melting point material layer is a metal compound formed by reacting with the sealing layer,
Wherein the joint comprises a conductive layer in contact with a terminal region of the photosensor chip and a printed circuit board bonding layer laminated on the conductive layer and in contact with a lower surface of the printed circuit board,
Wherein the conductive layer of the joint is the same material as the sealing layer of the sealing ring and the printed circuit board bonding layer is the same material as the translucent substrate bonding layer. 청구항 1에 있어서, 상기 인쇄회로기판은, 리지드-플렉시블 인쇄회로기판(RF PCB)으로 구현되는 포토센서 패키지 모듈.The photo sensor package module of claim 1, wherein the printed circuit board is implemented as a rigid-flexible printed circuit board (RF PCB). 청구항 1에 있어서, 상기 포토센서 칩의 하부에 놓이는 보강판을 포함하는 포토센서 패키지 모듈.The photo sensor package module of claim 1, further comprising a reinforcing plate disposed under the photo sensor chip. 청구항 3에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 하부면과 상기 보강판 사이를 지지하는 보강 프레임을 포함하는 포토센서 패키지 모듈.The photosensor package module according to claim 3, comprising a reinforcing frame supporting between the lower surface of the printed circuit board and the reinforcing plate. 청구항 1에 있어서, 투광성 기판 및 인쇄회로기판이 실장되지 않는 포토센서 칩의 하부면에 보호 코팅 필름이 부착된 포토센서 패키지 모듈.The photo sensor package module according to claim 1, wherein a transparent coating film is attached to the lower surface of the photo sensor chip on which the translucent substrate and the printed circuit board are not mounted. 청구항 1에 있어서, 인쇄회로기판의 하부면을 외부의 메인 보드에 솔더볼을 통해 표면 실장하는 포토센서 패키지 모듈.The photo sensor package module according to claim 1, wherein the lower surface of the printed circuit board is surface-mounted on an external main board through a solder ball. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 포토센서 칩의 단자영역의 표면에 충격 흡수층이 형성된 포토센서 패키지 모듈.The photo sensor package module according to claim 1, wherein a shock absorbing layer is formed on the surface of the terminal region of the photo sensor chip. 청구항 9에 있어서, 상기 단자영역의 충격 흡수층 상에 실링 링이 형성된 포토센서 패키지 모듈.The photo sensor package module according to claim 9, wherein a sealing ring is formed on the impact absorbing layer of the terminal region. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 실링층은 구리, Au, Sn, SnAg, SnAgCu, Ag, Ni 중 적어도 어느 하나를 포함하는 포토센서 패키지 모듈.The photosensor package module according to claim 1, wherein the sealing layer comprises at least one of copper, Au, Sn, SnAg, SnAgCu, Ag, and Ni. 청구항 1에 있어서, 상기 저융점 물질층은 Sn, SnAg, Ti/In/Au, Bi, In 중 적어도 어느 하나를 포함하는 포토센서 패키지 모듈.The photosensor package module according to claim 1, wherein the low melting point material layer comprises at least one of Sn, SnAg, Ti / In / Au, Bi and In. 청구항 14에 있어서, 상기 투광성기판 접합층은 CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, Sn, AgBi, SnAgCuBi, AgIn, NiSn의 적어도 어느 하나를 포함하는 포토센서 패키지 모듈.The photosensor package module according to claim 14, wherein the transparent substrate bonding layer comprises at least one of CuSn, CuSnAg, AuIn, SnBi, Sn, AgBi, SnAgCuBi, AgIn, and NiSn. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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