이미지센서 패키징 산업

이미지센서 패키징 산업의 개요

CMOS 이미지센서칩을 어플리케이션에 장착하기 위해서는 카메라모듈 구성이 필요하고, 카메라모듈을 구현하기 위해서 반드시 이미지센서 칩의 패키지化가 필요합니다. 패키징의 역할은 센서칩을 보호하고 외부이물의 이미지영역 침투를 방지함과 동시에 이미지센서와 PCB간의 전원 공급 및 신호 출력이 가능하게 전기적으로 연결해 주는 것입니다. 이러한 패키징 방법은 크게 나누어 두 가지로 구분할 수 있습니다. 첫째는 COB (Chip on Board) 방식으로 최근까지 가장 많이 사용하고 있는 방식 입니다. PCB (Printed Circuit Board)위에 이미지센서 칩을 부착하고 Au wire(골드와이어)를 이용하여 칩 패드와 PCB 단자를 전기적으로 연결하는 방식으로 현재 전체 카메라모듈 제조 방식의 약 60%를 차지하고 있습니다.

두 번째는 CSP (Chip Scale Package)방식으로 웨이퍼 레벨로 공정을 진행하며 Chip size 대비 패키지 면적 증가율이 가장 작은 방식 입니다. CSP 방식이란 일반적으로 이미지센서 상면에 기판 글래스 또는 커버 글래스를 접합 하여 이물에 매우 취약한 센서의 이미지영역을 외부오염으로부터 보호 합니다. 패키지 주변부 또는 하면에 배치되어 있는 솔더볼이 PCB기판과 접합되어 전기적으로 연결되는 구조이며 카메라모듈 제조 측면에서는 COB대비 공정이 단순화되고 핸들링이 편리한 장점이 있습니다.

CSP방식에는 당사 NeoPAC과 경쟁제품인 Shellcase방식이 있고 두 방식이 시장을 양분하고 있습니다. Shellcase 방식으로 패키징서비스를 제공하고 있는 경쟁 업체는 대만의 진택사와 중국의 ChinaWLCSP사가 있으며 이들은 원천기술 보유사인 미국의 테세라사로부터 라이선스를 부여받아 생산하고 습니다. 반면 당사는 독자 원천기술을 바탕으로 센서메이커에 패키징서비스를 제공하고 있습니다. 센서서메이커는 패키지화된 제품(센서+패키지)을 카메라모듈메이커에 판매 하며, 카메라모듈 메이커는 CSP를 적용하여 제조한 모듈제품을 휴대폰 및 노트북등의 최종 세트메이커에 공급하는 산업 연결고리를 가지고 있습니다. 당사는 이러한 전체 CMOS이미지센서 산업내에서의 칩의 CSP패키징 부분을 담당하고 있습니다.

[COB 및 CSP 패키지 방식]

COB용 PKG (CLCC, CBGA, PLCC, Tiny-PLCC)		CSP용 PKG (Shellcase, NeoPAC)
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(출처) 당사 내부 자료

  

  

당사는 세계 유일의 전기 배선을 가지는 글래스 기판을 사용하는 이미지센서 패키지 기술의 개발 및 양산화에 성공하였습니다. 기존 COB 방식 및 경쟁 CSP 대비 고신뢰성, 고수율, 저가격을 실현한 패키지 제품으로 당사가 독자 특허를 보유하고 있습니다.

[COB 및 CSP 패키지 방식 특성 비교]

구 분	COB PKG (CLCC,PLCC)	CSP PKG	비고
제조방식	Chip단위 가공	Wafer단위 가공	-
패키지 기판 종류	PCB /CLCC/PLCC	글래스/ Bump	Chip단위 재료비는 CSP가 저렴
Capa대비 설비 투자비	투자비용 큼	투자비용 적음	장비단위 별 Capa는 CSP가 월등함
Clean Room 수준	10 Class	100 Class	Class별 투자, 유지 비용은 아래 표 참조
Clean Room 운영비용	큼	적음
Total 제조원가(Chip당)	비쌈	저렴	-
이미지센서 산업 내 비중	50~60%	40~50%	-
적용 분야(Application)	CCTV, Automotive, DSC, DSLR	휴대폰, 노트북, Automotive	-

(출처) 당사 내부 자료

[패키지 방식별 크린룸 운영비용]

구 분	수직층류방식 (COB제조)	수평층류방식 (CSP제조)	난류방식 (CSP조립)
Class	Class 10	Class 100	Class 1,000~10,000
환기횟수	600	200	70
투자비용	High	Middle	Low
운영비용	High	Middle	Low
System	.	.	.

(출처) 당사 내부 자료

한편 전체 CMOS이미지센서 산업의 흐름 및 옵토팩의 역할에 대해서 요약 해보면, CMOS이미지센서의 주요 어플리케이션은 휴대폰 및 노트북으로 각각 80% 및 10%의 비중을 차지하고 있고 기타가 10%를 차지하고 있습니다. CMOS 이미지센서 제조 메이커는 Fab을 자체 보유하고 있는 IDM 메이커와 Fab는 보유하고 있지 않고 설계 능력만 보유한 Fabless Design House로 구분할 수 있습니다. Fabless Design House는 반도체 수탁생산 전문업체인 Foundry Fab에 제조를 의뢰하게 됩니다.

[CMOS 이미지센서 산업의 Supply Chain]

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(출처) 당사 내부 자료

(출처 : 옵토팩의 전자공시자료 2015년 5월 15일 사업보고서 발췌 )