[go: up one dir, main page]

KR100653551B1 - Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding - Google Patents

Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding Download PDF

Info

Publication number
KR100653551B1
KR100653551B1 KR1020040066241A KR20040066241A KR100653551B1 KR 100653551 B1 KR100653551 B1 KR 100653551B1 KR 1020040066241 A KR1020040066241 A KR 1020040066241A KR 20040066241 A KR20040066241 A KR 20040066241A KR 100653551 B1 KR100653551 B1 KR 100653551B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image sensor
scale package
chip scale
manufacturing
ultrasonic bonding
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020040066241A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060017953A (en
Inventor
박용규
Original Assignee
(주)아이셀론
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
Application filed by (주)아이셀론 filed Critical (주)아이셀론
Priority to KR1020040066241A priority Critical patent/KR100653551B1/en
Publication of KR20060017953A publication Critical patent/KR20060017953A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100653551B1 publication Critical patent/KR100653551B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices all the devices being of a type provided for in a single subclass of subclasses H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H10D89/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/804—Containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/809—Constructional details of image sensors of hybrid image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 부피를 크게 줄이면서 실제 핸드폰 등의 부착공정을 용이하게 하는 이미지센서의 칩 스케일 패키지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a chip scale package of an image sensor that greatly reduces the volume of the camera module and facilitates the attachment process of a real mobile phone.

본 발명에 의한 초음파 접합을 이용한 이미지센서의 칩 스케일 패키지 제조방법은 (a)이미지 센서를 부착하기 위한 기판과 상기 기판의 전기적 신호를 전달하기 위한 외부연결단자를 스루홀 방식 또는 단자후면에서 전면으로 전기적 배선을 사용하여 연결하여 접합하는 단계; (b)상기 기판 패드의 클리닝을 위하여 플라즈마 처리를 하는 단계; (c)상기 클리닝된 기판 패드와 이미지 센서를 정렬한 후 상기 이미지 센서의 상단에 초음파 헤드를 통한 수평 및 수직하중을 인가하여 이미지 센서의 범프와 패드간의 변형을 유도하여 직접접합을 유도하는 단계; (d)상기 이미지 센서와 상기 기판 사이의 공간을 언더필 수지로 충진시켜 경화시키는 단계; 및 (e)상기 패드가 부착된 플렉서블 기판 반대편에 IR 필터가 증착된 커버 글래스를 접착제를 사용하여 부착하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.Chip scale package manufacturing method of the image sensor using the ultrasonic bonding according to the present invention (a) the substrate for attaching the image sensor and the external connection terminal for transmitting the electrical signal of the substrate from the through-hole method or from the terminal rear surface to the front Connecting and bonding using electrical wiring; (b) performing a plasma treatment to clean the substrate pad; (c) aligning the cleaned substrate pads with the image sensor and applying horizontal and vertical loads through an ultrasonic head to the top of the image sensor to induce deformation between bumps and pads of the image sensor to induce direct bonding; (d) filling the space between the image sensor and the substrate with an underfill resin to cure; And (e) attaching the cover glass on which the IR filter is deposited to the opposite side of the flexible substrate to which the pad is attached using an adhesive.

본 발명에 의하면, 접합부의 다른 측면에 광학필터를 직접 접합하여 수광부를 자연적으로 밀폐시켜 이미지 센서의 수광부로 자연적으로 보호함과 동시에 모듈의 전체 높이를 줄일 수 있으며 모듈의 실장 방식 중 SMD방식의 적용이 가능하여 양산수율이 증가되고 불량율이 감소하는 효과가 있다.According to the present invention, by directly bonding the optical filter to the other side of the junction portion to naturally seal the light receiving portion to protect the light receiving portion of the image sensor naturally and at the same time reduce the overall height of the module, the application of SMD method of the module mounting method This can increase the mass production yield and decrease the defective rate.

Description

초음파 접합을 이용한 이미지센서의 칩 스케일 패키지 제조방법{A manufacture method of a chip scale package of a image sensor using a supersonic junction}A manufacture method of a chip scale package of a image sensor using a supersonic junction}

도 1은 본 발명에 의한 초음파 접합을 이용한 이미지센서의 칩 스케일 패키지의 실시예를 도시한 것이다.1 illustrates an embodiment of a chip scale package of an image sensor using ultrasonic bonding according to the present invention.

도 2는 본 발명에서 구현하는 카메라 모듈의 평면도를 도시한 것이다. Figure 2 shows a plan view of a camera module implemented in the present invention.

도 3은 본 발명에 의하여 제작된 소자가 실제 핸드폰에 실장되는 실시예를 도시한 것이다. Figure 3 shows an embodiment in which the device manufactured according to the present invention is mounted on a real mobile phone.

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈을 제작하기 전의 이미지센서의 칩 스케일 패키지 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a camera module, and more particularly, to a method of manufacturing a chip scale package of an image sensor before manufacturing the camera module.

카메라 모듈은 이미지 센서와 전기적 신호를 전달하는 플렉서블 기판을 포함한 이미지 센서부와 빛의 일정영역만을 선택적으로 수광하기 위한 광학 필터와 이미지 센서의 수광부에 이미지를 집중시키기 위한 광학 렌즈를 포함한 광학 모듈부 및 상기 광학 모듈부를 잡아주기 위한 하우징을 포함한 기구부로 이루어진다.The camera module includes an image sensor unit including an image sensor and a flexible substrate for transmitting an electrical signal, an optical filter unit for selectively receiving only a predetermined region of light, and an optical module unit including an optical lens for concentrating an image on a light receiving unit of the image sensor; It consists of a mechanism portion including a housing for holding the optical module portion.

이미지 센서에 수광된 이미지를 전기적신호로 전달하기 위한 기판(PCB, FPCB)에 이미지 센서를 실장하는 방법에는 PCB 기판에 이미지 센서를 실장한 후 센서의 전극과 기판의 패드를 와이어 본딩으로 접합시키는 와이어 본딩방식, 플렉서블 기판과 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 접합시키는 플립칩 방식, 이미지 센서 정도의 크기로 패키지를 실시하는 칩 스케일링 패키지 방식 등 크게 3가지 방식으로 나뉘어진다. 각각의 방식에는 서로의 장/단점이 있으나 최근 메가 픽셀 급 카메라 폰 모듈이 생산됨에 따라 일반적으로 플립 칩 방식이 가장 많이 사용되고 있다. In the method of mounting the image sensor on a substrate (PCB, FPCB) for transmitting the image received by the image sensor as an electrical signal, the image sensor is mounted on a PCB substrate, and then a wire is bonded to the electrode of the sensor and the pad of the substrate by wire bonding. The chip is divided into three types: a bonding method, a flip chip method for bonding a flexible substrate and an image sensor to a flip chip method, and a chip scaling package method for packaging a package about the size of an image sensor. Although each method has advantages and disadvantages, the flip chip method is most commonly used as a mega pixel camera phone module is recently produced.

플립 칩 방식은 와이어 본딩을 사용하지 않고 이미지 센서의 전극에 범프를 형성한 후 이미지 센서의 범프와 플렉서블 기판의 패드를 접합시키는 방식으로 일반적으로 이방전도성 필름(ACF)를 사용하여 접합하는 공정을 많이 사용하고 있다. In the flip chip method, bumps are formed on the electrodes of the image sensor without wire bonding, and the bumps of the image sensor and the pads of the flexible substrate are bonded to each other. In general, the bonding process using an anisotropic conductive film (ACF) is often performed. I use it.

범핑 방식으로 카메라 모듈을 제작하는 공정은 우선 전기적 신호를 전달하기 위한 기판(PCB, FPCB)과 이미지 센서를 정렬하여 플립 칩 접합한 후 이미지 센서의 상단부에 IR 필터가 증착된 커버 글래스를 부착하고 하우징 되어 있는 광학렌즈를 실장하는 공정으로 나누어진다.In the process of manufacturing the camera module by the bumping method, first, the substrate (PCB, FPCB) and the image sensor for transmitting the electrical signal are aligned and flip chip bonded, and then the cover glass with the IR filter deposited on the upper part of the image sensor is attached and the housing It is divided into the process of mounting the mounted optical lens.

이러한 카메라 모듈의 제작 공정 중 사용되는 플렉서블 기판은 이미지센서와 기판 패드를 부착하는 연결부와 이미지센서에서 나오는 신호를 기기에 전달하는 단자부로 구성되어있으며 연결부와 단자부 연결하기 위한 배선부가 있고 이러한 배선부 만큼의 길이로 플렉서블 기판의 형상은 정하여지고 이러한 경우 핸드폰에 실장하는 경우 공간상의 문제가 발생할 수 있다. The flexible board used during the manufacturing process of such a camera module is composed of a connection part for attaching an image sensor and a board pad, and a terminal part for transmitting a signal from the image sensor to the device, and there is a wiring part for connecting the connection part and the terminal part. The shape of the flexible substrate is determined by the length of, and in this case, a space problem may occur when mounted on a mobile phone.

이미지 센서의 범프와 플렉서블 기판의 패드를 부착하는 공정으로 기존에 사용하는 이방전도성 필름을 열 압착하여 접합하는 공정은 이미지 센서에 열을 직접 가하여 제작하는 공정으로 열에 의하여 이미지 센서가 충격을 받을 가능성이 있고 이미지 센서의 수광부 만큼은 오픈공간으로 제작하여 이미지센서 범프와 기판의 패드만 선택적으로 접합을 실시해야 하므로 작업상의 불량이 발생할 가능성이 높다. 또한 이러한 이방전도성 필름을 사용하는 경우 고온 및 고습 등의 환경에 문제가 발생하여 신뢰성이 저하될 가능성이 높다.The process of attaching bumps of the image sensor and pads of the flexible substrate is a process of thermally compressing anisotropic conductive films used in the past and applying the heat directly to the image sensor, which is likely to be impacted by the heat. In addition, as the light receiving part of the image sensor is manufactured in an open space, only the image sensor bump and the pad of the board must be selectively bonded, so that there is a high possibility of working defects. In addition, the use of such an anisotropic conductive film is likely to cause a problem in the environment, such as high temperature and high humidity, the reliability is likely to be lowered.

모듈제작 공정 중 이미지 센서와 플렉서블 기판을 부착한 후 커버 글래스를 부착하여 이미지 센서를 밀페시켜 보호하고 IR 필터와 베롤 방식으로 제작되어 있는 광학렌즈를 하우징으로 조정하여 이미지 센서 상단부에 부착하게 된다. 이러한 방식으로 제작되는 경우 제작된 모듈의 높이가 12mm정도의 범위에서 형성되어 모듈의 부피를 소형화하는데 단점이 있으며 조립공정 중 불량이 발생할 가능성이 높다.After attaching the image sensor and the flexible substrate during the module manufacturing process, the cover glass is attached to protect the image sensor by sealing it, and the optical lens manufactured by the IR filter and the Berol method is adjusted to the housing and attached to the upper part of the image sensor. When manufactured in this way, the height of the produced module is formed in the range of about 12mm, which has the disadvantage of miniaturizing the volume of the module and is likely to cause defects during the assembly process.

또한 핸드폰 등에 실장 시 각각의 모듈을 수작업을 통하여 직접 실장하는 작업을 해야하므로 작업시간 및 수작업에 의한 인건비 상승이 있을 수 있으며 작업불량이 발생할 가능성이 있다.In addition, since each module must be directly mounted through manual work when mounted on a mobile phone, there may be an increase in labor cost due to work time and manual work, and work defects may occur.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 일반적으로 제작되는 카메라 모듈 제작 공정을 개선하여 카메라 모듈의 전체 제작공정을 단순화하며 모듈의 부피를 크게 줄이면서 실제 핸드폰 등의 최종기기의 부착공정도 용이하게 하는 초음파 접합을 이용한 이미지센서의 칩 스케일 패키지 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the manufacturing process of the camera module that is generally manufactured, to simplify the overall manufacturing process of the camera module, while greatly reducing the volume of the module ultrasonic bonding to facilitate the attachment process of the final device, such as a real mobile phone It is to provide a chip scale package manufacturing method of an image sensor using.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 초음파 접합을 이용한 이미지센서의 칩 스케일 패키지 제조방법은 (a)이미지 센서를 부착하기 위한 기판과 상기 기판의 전기적 신호를 전달하기 위한 외부연결단자를 스루홀 방식 또는 단자후면에서 전면으로 전기적 배선을 사용하여 연결하여 접합하는 단계; (b)상기 기판 패드의 클리닝을 위하여 플라즈마 처리를 하는 단계; (c)상기 클리닝된 기판 패드와 이미지 센서를 정렬한 후 상기 이미지 센서의 상단에 초음파 헤드를 통한 수평 및 수직하중을 인가하여 이미지 센서의 범프와 패드간의 변형을 유도하여 직접접합을 유도하는 단계; (d)상기 이미지 센서와 상기 기판 사이의 공간을 언더필 수지로 충진시켜 경화시키는 단계; 및 (e)상기 패드가 부착된 플렉서블 기판 반대편에 IR 필터가 증착된 커버 글래스를 접착제를 사용하여 부착하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.Chip scale package manufacturing method of an image sensor using ultrasonic bonding according to the present invention for solving the above technical problem is (a) a through-hole of the substrate for attaching the image sensor and the external connection terminal for transmitting the electrical signal of the substrate Connecting by using electrical wiring from the back of the method or the terminal to the front; (b) performing a plasma treatment to clean the substrate pad; (c) aligning the cleaned substrate pads with the image sensor and applying horizontal and vertical loads through an ultrasonic head to the top of the image sensor to induce deformation between bumps and pads of the image sensor to induce direct bonding; (d) filling the space between the image sensor and the substrate with an underfill resin to cure; And (e) attaching the cover glass on which the IR filter is deposited to the opposite side of the flexible substrate to which the pad is attached using an adhesive.

또한, (f)하우징의 광학렌즈계를 실장하여 카메라 모듈을 완성하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 한다.In addition, (f) mounting the optical lens system of the housing to complete the camera module; characterized in that it further comprises.

또한, 상기 카메라 모듈은 핸드폰이나 다른 기기의 PCB 기판에 실장시 표면실장소자(SMD)기술을 이용한 실장방법 또는 이방성 도전막(ACF)을 이용한 접합방식 또는 가열가압방식 중에서 어느 하나의 방식으로 실장됨을 특징으로 한다.In addition, when the camera module is mounted on a PCB board of a mobile phone or other device, the camera module may be mounted in any one of a mounting method using a surface mount device (SMD) technology, a bonding method using an anisotropic conductive film (ACF), or a heating and pressing method. It features.

또한, 상기 기판은 세라믹, 하드(hard) PCB, 플렉서블 PCB, 세라믹, 글래스 중에서 어느 하나로 됨을 특징으로 한다.In addition, the substrate is characterized in that any one of a ceramic, a hard (hard) PCB, a flexible PCB, ceramic, glass.

또한, 상기 기판 패드는 Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성 됨을 특징으로 한다.In addition, the substrate pad is characterized in that composed of at least one material of Au, Cr, Al, Sn.

또한, 상기 이미지 센서 범프는 스터드 범프이며, 구성 물질은 Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the image sensor bump is a stud bump, characterized in that the constituent material is composed of at least one of Au, Cr, Al, Sn.

또한, 상기 이미지 센서 범프는 플랫 범프이며, 구성 물질은 Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the image sensor bump is a flat bump, the constituent material is characterized in that composed of at least one material of Au, Cr, Al, Sn.

또한, 상기 외부연결단자는 Au, Cr, Al, Sn, Ni, Cu 중에서 적어도 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the external connection terminal is characterized in that composed of at least one material of Au, Cr, Al, Sn, Ni, Cu.

또한, 상기 언더필 수지는 수지의 경화온도가 상온~200℃영역임을 특징으로 한다.In addition, the underfill resin is characterized in that the curing temperature of the resin is a room temperature ~ 200 ℃ region.

또한, 상기 (c)단계에서 칩에 가해지는 초음파 주파수는 30~130kHz 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the ultrasonic frequency applied to the chip in the step (c) is characterized in that it has a 30 ~ 130kHz region.

또한, 상기 언더필 수지의 도포는 디스펜서, 스크린 프린팅 중에서 어느 하나의 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the application of the underfill resin is characterized in that using any one method of dispenser, screen printing.

또한, 상기 광학필터를 붙이는 접착제는 UV경화성 또는 열경화성 수지로 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the adhesive to the optical filter is characterized in that composed of UV-curable or thermosetting resin.

또한, 상기 카메라 모듈의 높이는 300~550㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the height of the camera module is characterized in that it has a range of 300 ~ 550㎛.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 초음파 접합방법을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지의 실시예를 도시한 것이다. 1 illustrates an embodiment of a chip scale package of an image sensor using an ultrasonic bonding method according to the present invention.

먼저, 이미지 센서(1)를 부착하기 위한 플렉서블 기판(3)과 상기 플렉서블 기판(3)의 전기적 신호를 전달하기 위한 외부연결단자(6)를 스루홀 방식 또는 단자후면에서 전면으로 전기적 배선을 사용하여 연결하여 접합한다. First of all, the flexible board 3 for attaching the image sensor 1 and the external connection terminal 6 for transmitting electrical signals of the flexible board 3 are electrically connected from the through-hole method or the rear surface of the terminal to the front. To connect and join.

상기 기판(3) 및 외부연결단자(6)는 세라믹, hard PCB, FPCB, 세라믹, 글래스 중에서 어느 하나로 구성되며, 상기 외부연결단자(6)의 전극(12)은 Au, Cr, Al, Sn, Ni, Cu 중에서 적어도 하나의 물질로 구성된다.The substrate 3 and the external connection terminal 6 is made of any one of ceramic, hard PCB, FPCB, ceramic, glass, the electrode 12 of the external connection terminal 6 is Au, Cr, Al, Sn, It is composed of at least one material of Ni and Cu.

상기 플렉서블 기판(3)의 패드(4)를 플라즈마 처리하여 클리닝한다. 상기 플렉서블 기판 패드는 Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성된다. The pad 4 of the flexible substrate 3 is cleaned by plasma treatment. The flexible substrate pad is made of at least one of Au, Cr, Al, and Sn.

상기 클리닝된 플렉서블 기판(3)의 패드(4)와 이미지센서(1)를 정렬한 후 이미지 센서(1)의 상단에 초음파 헤드를 통한 수평 및 수직하중을 인가하여 범프(2)와 패드(4)간의 변형을 유도하여 직접접합을 실시한다.After aligning the pad 4 and the image sensor 1 of the cleaned flexible substrate 3, the bumps 2 and the pad 4 by applying horizontal and vertical loads through an ultrasonic head to the top of the image sensor 1. Direct bonding is performed by inducing deformation between

여기서, 칩에 가해지는 초음파 주파수는 30~130kHz 영역을 갖는다.Here, the ultrasonic frequency applied to the chip has a range of 30 to 130 kHz.

상기 이미지 센서 범프(2)는 스터드 범프 또는 플랫 범프이며, 구성 물질은 Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성된다.The image sensor bump 2 is a stud bump or a flat bump, and the constituent material is composed of at least one of Au, Cr, Al, and Sn.

상기 접합된 이미지 센서(1)와 상기 플렉서블 기판(3)은 플렉서블 기판(3)에 연결된 외부연결단자(6) 사이에 공간이 존재하며, 상기 공간을 언더필 수지(5)로 충진하여 경화시킨다. 상기 언더필 수지의 도포는 디스펜서, 스크린 프린팅 중에서 어느 하나의 방식을 사용하며, 수지의 경화온도는 상온~200??영역이 적당하다.The bonded image sensor 1 and the flexible substrate 3 have a space between the external connection terminals 6 connected to the flexible substrate 3, and the space is filled with the underfill resin 5 and cured. The application of the underfill resin may be any one of a dispenser and screen printing, and the curing temperature of the resin may be in a range of room temperature to 200 °.

상기 플렉서블 기판(3)에 외부연결단자(6)가 형성된 기판부의 반대편에 투명기판이 아닌 광학필터로 사용되는 IR 필터(8)가 증착된 커버 글래스(9)를 접착제 (7)를 사용하여 접합한다. Bonding the cover glass 9 on which the IR filter 8, which is used as an optical filter instead of a transparent substrate, is deposited on the opposite side of the substrate where the external connection terminal 6 is formed on the flexible substrate 3 using an adhesive 7 do.

다른 한쪽측면에 투명기판이 아닌 광학필터 즉, IR 필터(8)가 증착되어있는 커버 글래스(9)를 접착제(7)를 사용하여 접합함으로써 이미지 센서 수광부(13)와 IR 필터(8)의 사이에 밀폐공간을 형성시켜 이미지 센서 수광부(13)를 외부환경으로부터 고립시킨 모듈을 형성한다. An optical filter other than a transparent substrate, that is, a cover glass 9 on which the IR filter 8 is deposited, is bonded to the other side by using an adhesive 7 between the image sensor light receiver 13 and the IR filter 8. A closed space is formed in the module to form the image sensor light receiving unit 13 isolated from the external environment.

상기 접착제(7)로는 UV경화제 및 열경화제 등을 사용할 수 있으며, 상기 이미지 센서(1)와 플렉서블 기판(3)의 접합에 의해 형성된 기판부의 전체 두께는 이미지 센서(1)의 두께와 동일하게 제작되며 두께영역은 300~550㎛의 범위를 가진다. UV adhesive and thermosetting agent may be used as the adhesive 7, and the overall thickness of the substrate formed by the bonding of the image sensor 1 and the flexible substrate 3 may be the same as that of the image sensor 1. The thickness ranges from 300 to 550㎛.

도 2는 본 발명에서 구현하는 카메라 모듈의 평면도를 도시한 것이다. Figure 2 shows a plan view of a camera module implemented in the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 이미지 센서(1)와 접합을 하기 위한 기판은 이미지 센서 수광부(13)를 오픈영역으로 형성되어 있고 이미지 센서(1)의 범프(2)와 플렉서블 기판(3)의 패드(4)를 부착하는 영역이 도시되어 있다. As shown in FIG. 2, the substrate for bonding with the image sensor 1 has an image sensor receiving portion 13 as an open area, and the bump 2 of the image sensor 1 and the pad of the flexible substrate 3. The area to attach (4) is shown.

이미지 센서(1)와 접합된 플렉서블 기판(3)의 패드(4)는 기판내의 전기적 배선(11)을 통하여 플렉서블 기판(3) 외각에 위치하는 외부연결단자(6)의 전극(12)과 연결된다. The pad 4 of the flexible substrate 3 bonded to the image sensor 1 is connected to the electrode 12 of the external connection terminal 6 located at the outer side of the flexible substrate 3 through the electrical wiring 11 in the substrate. do.

상기 플렉서블 기판(3)에 형성되는 외부연결단자(6)는 스루홀 방식 및 이와 유사한 방식을 통하여 연결된다. 이 경우 플렉서블 기판(3)은 FPCB로 주로 이루어지며 외부연결단자(6)는 PCB로 이루어진다. The external connection terminal 6 formed on the flexible substrate 3 is connected through a through hole method and the like. In this case, the flexible board 3 is mainly made of FPCB, and the external connection terminal 6 is made of PCB.

도 3은 본 발명에 의하여 제작된 소자가 실제 핸드폰에 실장되는 실시예를 도시한 것이다. Figure 3 shows an embodiment in which the device manufactured according to the present invention is mounted on a real mobile phone.

도 1과 도 2에 의해 형성된 카메라 모듈의 외부단자(12)가 핸드폰 PCB 기판(16)의 신호라인에 표면실장소자(SMD: Surface Mounted Device)기술을 이용한 실장방법 혹은 이방성 도전막(ACF: Anisotropic Conductive Film)을 이용한 접합방식 또는 가열가압방식으로 실장 될 수 있다.An external terminal 12 of the camera module formed by FIGS. 1 and 2 is mounted on a signal line of a mobile phone PCB substrate 16 using a surface mounted device (SMD) technology or an anisotropic conductive film (ACF). It can be mounted by bonding method or heating press method using conductive film).

그리고, 상기 카메라 모듈의 커버 글래스(9)상에 광학렌즈(14)와 광학렌즈 홀더(10)가 형성된다. The optical lens 14 and the optical lens holder 10 are formed on the cover glass 9 of the camera module.

이상으로, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, which are merely exemplary, and it should be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명에 의하면, 이미지 센서 범프와 기판 패드를 초음파접합방식을 이용하여 접합부의 신뢰성 및 전기/기계적 특성을 향상시켰고, 접합부의 다른 측면에 광학필터를 직접 접합하여 수광부를 자연적으로 밀폐시켜 이미지 센서의 수광부로 자연적으로 보호함으로써 양산수율 및 불량률을 낮출 수 있으며 동시에 모듈의 전체 높이를 줄일 수 있다.According to the present invention, the image sensor bump and the substrate pad are improved by using an ultrasonic bonding method, and the reliability and electrical / mechanical characteristics of the joint are improved, and an optical filter is directly bonded to the other side of the joint to naturally seal the light receiving unit. Natural protection with the light-receiving section can reduce yield and reject rates while reducing the overall height of the module.

또한, 이미지 센서와 접합되는 플렉서블 기판은 이미지 센서의 신호를 외부로 전달해주는 외부연결단자가 형성된 구조로 인하여 칩 스케일 패키지가 구현되고 이러한 구성을 통하여 실제 핸드폰 등에 실장 시 별도의 수작업 없이 SMD의 자동화 작업이 가능하게 된다.In addition, the flexible substrate bonded to the image sensor has a chip-scale package due to the structure of the external connection terminal that transmits the signal of the image sensor to the outside. This becomes possible.

Claims (14)

초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지를 구성하는 방법에 있어서, In the method of configuring a chip scale package of the image sensor using the ultrasonic bonding, (a)이미지 센서를 부착하기 위한 플렉서블 기판과 상기 플렉서블 기판의 전기적 신호를 전달하기 위한 외부연결단자를 스루홀 방식 또는 단자후면에서 전면으로 전기적 배선을 사용하여 연결하여 접합하는 단계;(a) bonding a flexible substrate for attaching an image sensor and an external connection terminal for transmitting an electrical signal of the flexible substrate by using electrical wiring from a through-hole method or a terminal rear surface to a front surface; (b)상기 플렉서블 기판에 부착된 패드의 클리닝을 위하여 플라즈마 처리를 하는 단계;(b) performing a plasma treatment to clean the pad attached to the flexible substrate; (c)상기 클리닝된 기판 패드와 이미지 센서를 정렬한 후 상기 이미지 센서의 상단에 초음파 헤드를 통한 수평 및 수직하중을 인가하여 플랫 범프인 이미지 센서의 범프와 기판 패드간의 변형을 유도하여 직접접합을 유도하는 단계;(c) After aligning the cleaned substrate pad and the image sensor, the horizontal and vertical loads are applied to the top of the image sensor through an ultrasonic head to induce deformation between the bump and the substrate pad of the image sensor, which is a flat bump, so that the direct bonding is performed. Inducing; (d)상기 이미지 센서와 상기 플렉서블 기판 사이의 공간을 언더필 수지로 충진시켜 경화시키는 단계; (d) filling the space between the image sensor and the flexible substrate with an underfill resin to cure; (e)상기 패드가 부착된 플렉서블 기판 반대편에 IR 필터가 증착되어있는 커버 글래스를 접착제를 사용하여 부착하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법.(e) attaching a cover glass, on which the IR filter is deposited, to the opposite side of the flexible substrate to which the pad is attached, using an adhesive; a method of manufacturing a chip scale package of an image sensor using ultrasonic bonding. 제1항에 있어서, The method of claim 1, (f)하우징되어 있는 광학렌즈계를 실장하여 카메라 모듈을 완성하는 단계;를 더 포함함을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법.and (f) mounting the housing of the optical lens system to complete the camera module. 제2항에 있어서, 상기 카메라 모듈은 The method of claim 2, wherein the camera module 핸드폰이나 다른 기기의 PCB 기판에 실장시 표면실장소자(SMD)기술을 이용한 실장방법 또는 이방성 도전막(ACF)을 이용한 접합방식 또는 가열가압방식 중에서 어느 하나의 방식으로 실장됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. When mounting on a PCB board of a mobile phone or other device, ultrasonic bonding is characterized in that it is mounted by either a mounting method using a surface mount device (SMD) technology, a bonding method using an anisotropic conductive film (ACF), or a heating and pressing method. Chip scale package manufacturing method of an image sensor using. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플렉서블 기판은 The method of claim 1 or 2, wherein the flexible substrate 세라믹, 하드(hard) PCB, FPCB, 세라믹, 글래스 중에서 어느 하나로 됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. A method of manufacturing a chip scale package of an image sensor using an ultrasonic bonding, characterized in that any one of ceramic, hard PCB, FPCB, ceramic, glass. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판 패드는 The method of claim 1, wherein the substrate pad Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법.A method of manufacturing a chip scale package of an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that it is composed of at least one of Au, Cr, Al, and Sn. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이미지 센서 범프는The image sensor bump of claim 1, wherein the image sensor bumps Au, Cr, Al, Sn 중에서 적어도 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법.  A method of manufacturing a chip scale package of an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that it is composed of at least one of Au, Cr, Al, and Sn. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부연결단자는The method of claim 1, wherein the external connection terminal 세라믹, 하드(hard) PCB, FPCB, 세라믹, 글래스 중에서 어느 하나로 됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. A method of manufacturing a chip scale package of an image sensor using an ultrasonic bonding, characterized in that any one of ceramic, hard PCB, FPCB, ceramic, glass. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부연결단자의 전극은According to claim 1 or 2, wherein the electrode of the external connection terminal Au, Cr, Al, Sn, Ni, Cu 중에서 적어도 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. A method of manufacturing a chip scale package for an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that it comprises at least one of Au, Cr, Al, Sn, Ni, Cu. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 언더필 수지는 The method of claim 1 or 2, wherein the underfill resin is 수지의 경화온도가 상온~200℃영역임을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. A method of manufacturing a chip scale package of an image sensor using ultrasonic bonding, wherein the curing temperature of the resin is in a range of room temperature to 200 ° C. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (c)단계에서 칩에 가해지는 초음파 주파수 는 According to claim 1 or 2, wherein the ultrasonic frequency applied to the chip in step (c) 30~130kHz 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. Chip scale package manufacturing method of an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that having a 30 ~ 130kHz region. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 언더필 수지의 도포는 The method of claim 1 or 2, wherein the application of the underfill resin is 디스펜서, 스크린 프린팅 중에서 어느 하나의 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. Chip scale package manufacturing method of an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that using any one of the dispenser, screen printing. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학필터를 붙이는 접착제는 3. The adhesive according to claim 1 or 2, wherein the adhesive for attaching the optical filter is UV경화성 또는 열경화성 수지로 구성됨을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. Chip scale package manufacturing method of an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that consisting of UV-curable or thermosetting resin. 제2항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 높이는According to claim 2, wherein the height of the camera module 300~550㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 접합을 이용한 이미지 센서의 칩 스케일 패키지 제조방법. Chip scale package manufacturing method of an image sensor using ultrasonic bonding, characterized in that it has a range of 300 ~ 550㎛.
KR1020040066241A 2004-08-23 2004-08-23 Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding Expired - Fee Related KR100653551B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040066241A KR100653551B1 (en) 2004-08-23 2004-08-23 Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040066241A KR100653551B1 (en) 2004-08-23 2004-08-23 Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060017953A KR20060017953A (en) 2006-02-28
KR100653551B1 true KR100653551B1 (en) 2006-12-04

Family

ID=37125691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040066241A Expired - Fee Related KR100653551B1 (en) 2004-08-23 2004-08-23 Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100653551B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140121113A (en) 2013-04-05 2014-10-15 엘지이노텍 주식회사 Ultrasonic bonding apparatus for Camera module

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100747610B1 (en) * 2006-04-06 2007-08-08 삼성전자주식회사 Image sensor and its manufacturing method
KR100840153B1 (en) * 2006-06-23 2008-06-23 옵토팩 주식회사 Camera module
JP2007288755A (en) 2006-04-14 2007-11-01 Optopac Co Ltd The camera module
KR100794660B1 (en) * 2006-07-14 2008-01-14 삼성전자주식회사 Image sensor package and its manufacturing method
KR100864855B1 (en) * 2007-03-08 2008-10-23 (주)창조엔지니어링 Inline processing device for cleaning and bonding for mounting semiconductor devices
KR102601787B1 (en) * 2019-03-08 2023-11-13 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 Method for producing a bonded structure, and a bonded structure, and a film structure, and a method for manufacturing a film structure
WO2020184267A1 (en) 2019-03-08 2020-09-17 デクセリアルズ株式会社 Method for producing connecting structure, connecting structure, film structure, and method for producing film structure
KR102736165B1 (en) * 2023-12-04 2024-11-28 진성호 Image sensor package including pillar bump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140121113A (en) 2013-04-05 2014-10-15 엘지이노텍 주식회사 Ultrasonic bonding apparatus for Camera module

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060017953A (en) 2006-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10032824B2 (en) Image sensor structure and packaging method thereof
US7375757B1 (en) Imaging element, imaging device, camera module and camera system
KR100494044B1 (en) Image pickup device and process for producing the same
KR0172142B1 (en) Use of anisotropically conductive film for connecting leads of wiring board with electrode pads of photoelectric transducer
US6759642B2 (en) Image pick-up device, camera module and camera system
TWI270707B (en) Module for optical devices, and manufacturing method of module for optical devices
JP2007288755A (en) The camera module
US6472761B2 (en) Solid-state image pickup apparatus and manufacturing method thereof
CN105206640B (en) Camera module and assembling method thereof
JP2005101711A (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP2011015392A (en) Camera module
JP2003198897A (en) Optical module, circuit board and electronic equipment
JP2001128072A (en) Imaging device, imaging device, camera module, and camera system
CN105633108B (en) Multi-camera module and assembly method thereof
US20040256687A1 (en) Optical module, method of manufacturing the same, and electronic instrument
KR100653551B1 (en) Chip scale package manufacturing method of image sensor using ultrasonic bonding
JP4849703B2 (en) Optical module
JP2002299592A (en) Semiconductor device
US20060273249A1 (en) Image sensor chip package and method of manufacturing the same
CN112770019B (en) Photosensitive assembly, preparation method thereof and camera module
JP2004221874A (en) Optical module and method for manufacturing the same, circuit board, and electronic device
KR20100027857A (en) Wafer level camera module and manufacturing method thereof
JP4407296B2 (en) IMAGING DEVICE, IMAGING DEVICE MANUFACTURING METHOD, IMAGING ELEMENT INSTALLATION BOARD AND ELECTRONIC DEVICE
KR102128786B1 (en) Ultrasonic bonding apparatus for Camera module
WO2021078138A1 (en) Circuit board assembly, photosensitive assembly, camera module, and preparation methods for circuit board assembly and photosensitive assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20091129

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20091129

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000