KR100640513B1 - 이미지 센서 모듈용 기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈 - Google Patents

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KR100640513B1
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문덕규
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Abstract

본 발명은 이미지 센서 모듈에 부착되는 연성인쇄회로기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 이미지 센서 모듈은, 소정의 길이를 가지며, 내부에 도전성 패턴이 인쇄된 연성의 기판부; 상기 기판부의 타측에 외부 기기가 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부; 상기 기판부의 일측에 각 모서리측이 적어도 하나 이상의 만입 절곡부로 형성된 패드부; 및 상기 패드부의 상면에 접착 고정되며, 하우징과 그 저면에 부착되는 모듈 조립체;를 포함하며, 상기 인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판의 전기적 접촉 불량이 방지될 수 있는 장점이 있다.
기판부, 패드부, 소켓부, 만입 절곡부, 모듈 조립체, 인쇄회로기판

Description

이미지 센서 모듈용 기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈{FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD FOR IMAGE SENSOR MODULE AND IMAGE SENSOR MODULE USING THE SAME}
도 1은 종래 이미지 센서 모듈의 사시도.
도 2는 종래 이미지 센서 모듈의 분해 사시도.
도 3은 종래 이미지 센서 모뮬에 부착되는 연성인쇄회로기판의 평면도.
도 4는 본 발명 이미지 센서 모듈의 분해 사시도.
도 5는 본 발명 이미지 센서 모듈의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 저면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11. 기판부 12. 패드부
13. 소켓부 15. 만입 절곡부
20. 모듈 조립체 30. 인쇄회로기판
본 발명은 이미지 센서 모듈에 부착되는 연성인쇄회로기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 하우징 저면에 결합된 인쇄회로기판의 핀삽입공을 통해 돌출된 경화 에폭시의 위치에 따라 연성회로기판의 패드부 형상이 변경될 수 있도록 함으로써, 기판간의 전기적 접촉 불량을 방지하고 모듈이 견고하게 고정될 수 있도록 한 이미지센서 모듈용 기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지 센서 모듈(IMAGE SENSOR MODULE)은 고체 촬상소자(CCD;CHARGE COUPLED DEVICE) 또는 씨모스 이미지 센서(CIS;CMOS IMAGE SENSOR)를 지칭하며, 광전 변환 소자와 전하 결합 소자를 사용하여 촬상된 피사체를 전기적인 신호로 출력하는 장치를 말한다.
상기의 이미지 센서 모듈은 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 휴대폰, 감시카메라등의 수광부가 필요한 디지털 기기에 대부분 채용되고 있으며, 기술의 발달에 따라 점차 소형화, 박형화가 이루어져 그 수요가 기하급수적으로 증가되고 있는 추세이다.
이와 같은 이미지 센서 모듈은, 크게 하우징, IR 필터, 이미지센서 및 인쇄회로기판(PRINTED CIRCUIT BOARD)으로 구성되며, 상기 하우징의 전방에 피사체의 이미지를 결상시켜 결상된 이미지가 IR 필터를 통해 이미지센서로 집광되도록 하는 렌즈부가 결합됨으로써, 휴대 기기 내부에 장착되는 카메라 모듈이 제작된다.
또한, 최근의 카메라 모듈 제작 방식은 IR 필터가 결합된 하우징과 렌즈군이 장착된 배럴을 결합하여 모듈 패키지가 제작되고, 다수의 회로부품이 실장된 인쇄회로기판이 부착된 연성인쇄회로기판(FPCB)가 단품으로 별도 제작되어 각 대응면이 맞대어 본딩 접합됨으로써, 카메라 모듈 제품의 제작 공정을 단순화하고 제작 비용이 절감될 수 있는 제작 방법이 채택되고 있다.
이러한 카메라 모듈의 조립방법을 아래 도시된 도면을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 이미지 센서 모듈의 사시도이고, 도 2는 종래 이미지 센서 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 종래 이미지 센서 모뮬에 부착되는 연성인쇄회로기판의 평면도이다.
먼저, 인쇄회로기판(1)의 일면에 에폭시(EPOXY)를 이용하여 이미지센서(2)를 접착시키고, 상기 이미지센서(2)의 접착이 완료되면 인쇄회로기판(1)과 이미지센서(2)에 형성된 패드를 와이어 본딩 공정을 이용하여 도전성 재질인 와이어(3)로 연결한다.
상기 인쇄회로기판(1)과 이미지센서(2)가 통전되도록 와이어(3)로 연결되면 이미지센서(2)가 점유하고 있지 않은 부분, 즉 상기 인쇄회로기판(1)의 외측 둘레의 가장자리부분에 접착제의 기능을 하는 에폭시를 도포하고, 에폭시가 도포된 인쇄회로기판(1)에 하우징(4)을 접착시킨 후 소정 온도에서 에폭시를 경화시켜 하우징(4)을 고정시킨다.
이때, 상기 인쇄회로기판(1)과 하우징(4)이 접착되면 하우징(4)에 렌즈부(5)를 삽입시켜 카메라모듈의 조립이 완료된다.
상기의 조립과정을 거쳐 제작되는 카메라 모듈은, 상기 인쇄회로기판(1)에 적어도 하나 이상 핀삽입공(6)이 형성되고, 이에 대응되는 위치의 하우징(4) 저면에 소정 개수의 가이드핀(4a)이 형성된다.
상기 인쇄회로기판(1)에 형성된 핀삽입공(6)의 직경은 하우징(4)에 형성된 가이드핀(4a)이 삽입될 수 있는 직경으로 형성되며, 상기 인쇄회로기판(1)에 에폭시가 도포된 후에 하우징(4)에 형성된 가이드핀(4a)을 핀삽입공(6)에 삽입하여 정렬시키고, 하우징(4)을 인쇄회로기판(1)에 접착시켜 에폭시가 소정 온도에서 경화되도록 함으로써, 상기 인쇄회로기판(1)이 하우징에 고정되어 카메라 모듈이 최종적으로 조립이 완료된다.
이와 같이, 상기 하우징(4)의 가이드핀(4a)이 인쇄회로기판(1)의 핀삽입공(6)에 삽입되어 조립되는 경우에는 인쇄회로기판(1)상에 도포된 에폭시가 핀삽입공(6)을 통해 인쇄회로기판(1)의 저면으로 흘러내리게 되며, 상기 인쇄회로기판(1)의 저면으로 에폭시가 흘러나오는 경우에는 상기 인쇄회로기판(1)의 저면에 부착되는 종래의 연성인쇄회로기판(FPCB;FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD)(7)의 패드부(8)가 핀삽입공(6)을 통해 흘러나온 에폭시로 인해 오염될 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 핀삽입공(6)을 통해 흘러나온 에폭시가 상온에서 경화되는 경우에는 인쇄회로기판(1)의 저면과 연성인쇄회로기판(7)을 접합시키는 핫-바(HOTBAR) 공정에서 핀삽입공(6)의 저면으로 돌출되어 경화된 에폭시의 높이만큼 연성인쇄회 로기판(7)의 모서리가 인쇄회로기판(1)의 저면에서 뜬 상태로 접착되어 연성인쇄회로기판(7)과 인쇄회로기판(1) 사이의 전기적 접촉 불량이 발생될 수 있는 문제점이 지적되고 있다.
덧붙여, 상기 핀삽입공(6)과 가이드핀(4a) 사이가 완전하게 접착되지 않았을 경우에는 그 사이에 발생되는 틈새(LEAK)로 인해 외부의 이물질이 침투하여 이미지센서의 화소 영역을 오염시킬 수 있는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래 이미지 센서 모듈과 이를 구성하는 연성인쇄회로기판에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 이미지 센서 모듈 조립 시 하우징의 저면에 형성된 가이드핀의 위치에 따라 연성인쇄회로기판의 패드부 모서리측에 만입 절곡부가 형성됨으로써, 하우징의 저면에 패드부가 밀착 결합되어 기판간의 전기적 접촉 불량이 방지될 수 있도록 한 이미지 센서 모듈용 기판과 이 기판이 부착된 이미지 센서 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, IR 필터가 장착된 하우징의 저면에 부착되어 이미지 센서 모듈을 구성하는 연성인쇄회로기판(FPCB)은, 상부에 접합되는 인쇄회로기판(PCB)의 핀삽입공 및 하우징의 가이드핀의 위치에 따라 패드부의 각 모서리측에 만 입 절곡부가 형성된 이미지 센서 모듈용 기판이 제공됨에 의해서 달성된다.
즉, 본 발명은 소정의 길이를 갖는 연성 기판부와, 상기 기판의 일측에 하우징과 인쇄회로기판이 포함된 모듈 조립체가 부착되며, 적어도 하나 이상의 모서리측에 만입 절곡부가 형성된 패드부와, 상기 기판의 타측에 외부기기 또는 외부기기에 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부로 구성된 이미지 센서 모듈용 기판이 제공된다.
또한, 본 발명은 상기 패드부의 전면에 구비된 내열테이프의 면적이 종래의 내열테이프 면적에 비해 넓게 형성하여 그 상면에 부착되는 인쇄회로기판과의 접촉 면적이 증대되도록 한 이미지 센서 모듈용 기판이 제공된다.
본 발명의 이미지 센서 모듈용 기판은, 상기 패드부에 이미지센서가 와이어 본딩 방식에 의해서 실장된 인쇄회로기판과 IR 필터가 장착된 하우징, 및 다수의 렌즈가 적층 결합된 배럴이 일체로 결합되어 카메라 모듈로 구성되고, 이때 상기 인쇄회로기판은 연성인쇄회로기판의 패드부에 전기적 접속 가능하게 안착 결합되어 그 상면에 결합된 이미지센서와 연성인쇄회로기판이 통전되도록 하며, 여기서 상기 인쇄회로기판의 제작 과정과 그 형상을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 인쇄회로기판에 이미지센서를 접착시켜 고정시키기 위해 사각판상으로 형성되어 각 모서리부에 핀삽입공이 형성된 지지부재를 갖는 인쇄회로기판의 소정 위치에 접착제를 도포한 후, 도포된 접착제에 이미지센서를 접착시킨 후 접착제를 소정의 온도에서 경화시켜 인쇄회로기판에 이미지센서를 고정한다.
여기서, 접착제는 비도전성 재질의 에폭시가 사용된다.
상기 이미지센서를 인쇄회로기판에 접착시 이미지센서를 인쇄회로기판에 정렬한 상태에서 소정의 힘으로 이미지센서를 압착하여 인쇄회로기판에 접착시켜 이미지센서의 화소 영역이 정확하게 정렬되도록 한 후에 오븐등을 이용하여 접착제를 소정 온도에서 가열시켜 접착제를 경화시켜 이미지센서를 인쇄회로기판에 고정 접착시킨다.
이미지센서가 인쇄회로기판에 고정되어 접착되면 이미지센서와 인쇄회로기판 사이를 전기적으로 연결하게 되는 데, 이를 위해 와이어 본더(WIRE BONDER) 등과 같은 장비를 이용하여 도전성 재질을 갖는 와이어를 인쇄회로기판에 형성된 패드와 이미지센서에 형성된 패드 사이에 연결한다. 여기서 사용되는 도전성 재질을 갖는 와이어는 주로 골드 와이어가 사용되며, 상기 골드 와이어를 이용해 인쇄회로기판에 형성된 다수의 패드들과 이미지센서에 형성된 다수의 패드들을 전기적으로 연결된다.
이와 같이 제작된 인쇄회로기판은 하우징의 저면에 접착 고정되며, 이때 하우징 저면 모서리부에서 그 직하부로 돌출 형성된 가이드핀이 인쇄회로기판의 모서리측 핀삽입공에 일치하게 삽입됨에 따라 상기 두 부재의 형합이 이루어질 때, 상기 인쇄회로기판의 저면으로 핀삽입공을 통해 유출된 접착제가 경화되어 돌출부를 형성하게 된다.
한편, 상기 인쇄회로기판이 부착된 하우징의 저면에 장착되는 연성인쇄회로기판은, 상기 연성 기판부 일측의 패드부 전면이 인쇄회로기판의 저면과 밀착 결합되며, 이때 상기 인쇄회로기판의 핀삽입공을 통해 흘러나와 경화된 에폭시 부위를 제외한 패드부의 전면이 밀착결합되도록 상기 연성인쇄회로기판을 구성하는 적어도 하나 이상의 모서리가 소정의 크기로 절단된 만입 절곡부가 형성된 구조이다.
즉, 상기 연성인쇄회로기판이 하우징의 저면에 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되며 부착될 때, 상기 인쇄회로기판에 구비된 핀삽입공 형성 부위를 제외한 패드부의 전면(全面)이 인쇄회로기판의 저면에 밀착될 수 있도록 상기 핀삽입공의 형성 위치와 대응되는 위치의 패드부 측면으로 만입 절곡부가 형성됨으로써, 상기 하우징의 외부로 흘러나온 접착제 경화부위에 의한 연성회로기판의 들뜸이 방지되도록 함에 기술적 특징이 있다.
본 발명 이미지 모듈 센서용 기판의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 발람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도 4는 본 발명 이미지 센서 모듈의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명 이미지 센서 모듈의 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 저면도이다.
도시된 바와같이, 본 발명의 이미지 센서 모듈용 기판(10)은 소정의 길이를 갖고 내부에 도전성 패턴이 구비된 연성의 기판부(11) 일측으로 양측부에 일렬로 나열된 다수의 패드(12a)가 구비되고 전면에 인쇄회로기판(30)이 포함된 모듈 조립체(20)가 부착되는 패드부(12)가 연장되며, 상기 기판부(11)의 타측으로 외부 기기 가 연결되는 커넥터(13a)가 실장된 소켓부(13)가 일체로 연장 형성된 구조이다.
상기 이미지 센서 모듈용 기판(10)은 통상적으로 연성인쇄회로기판(FPCB)로 통칭되며, 상기 모듈 조립체(20)의 하우징(21)의 하부에 부착되는 인쇄회로기판(PCB)(30)의 저면에 접착제에 의해서 밀착 결합된다.
이때, 상기 인쇄회로기판(30)과 본 발명의 연성인쇄회로기판(10) 사이에 도포되어 두 부재(10)(30)가 접착 고정되도록 하는 접착제로는 비도전 성질을 갖는 에폭시가 주로 사용되며, 상기 인쇄회로기판(30)의 테두리부에 적정량 도포되어 연성인쇄회로기판(10)의 접착 고정이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 연성인쇄회로기판(10)의 패드부(12) 상면에 부착되는 모듈 조립체(20)는 인쇄회로기판(30)과 별도로 접합되는 데, 상기 모듈 조립체(20)와 인쇄회로기판(30)은 전술한 바와 같이, 다수의 렌즈가 적층 결합된 베럴(22)이 IR 필터가 내장된 하우징(21) 상부에 가조립된 상태의 모듈 조립체(20) 저면에 인쇄회로기판(30)이 접착제가 개재된 상태로 일체로 결합된다.
이때, 상기 하우징(21)은 저면의 각 모서리부, 또는 적어도 하나 이상의 모서리에 직하부로 돌출된 가이드핀(23)이 형성되고, 상기 인쇄회로기판(30)은 상기 가이드핀(23)에 대응되는 위치의 모서리부에 기판(30)을 관통하는 핀삽입공(31)이 구비된다.
상기 하우징(21)의 가이드핀(23)은 인쇄회로기판(30)의 핀삽입공(31)에 일대일 대응 결합됨으로써, 하우징(21)의 저면에 중앙부로 이미지센서(32)가 실장된 인쇄회로기판(30)의 형합이 이루어지게 된다.
한편, 상기 인쇄회로기판(30)은 상기 이미지센서(32)를 제외한 전면의 테두리부에 에폭시로 구성된 접착제가 도포되어 하우징(21)의 저면에 형합되며, 상기 인쇄회로기판(30)상에 도포된 접착제가 경화되면서 하우징(21)과 인쇄회로기판(30)이 일체로 밀착 결합된다.
이때, 상기 인쇄회로기판(30)의 각 모서리부에 관통 형성된 핀삽입공(31)을 통해 하우징(21)의 가이드핀(23)이 결합되면서 그 외측으로 밀려난 접착제가 돌출되고, 상기 접착제의 경화 과정에서 접착제가 그대로 경화되어 소정 높이의 접착돌기(35)가 형성된다.
이와 같이, 상기 하우징(21)과 인쇄회로기판(30)이 일체로 결합된 상태에서 상기 인쇄회로기판(30)의 저면에 전술된 연성인쇄회로기판(10)이 접착 고정되어 이미지 센서 모듈의 조립이 완성된다.
상기 연성인쇄회로기판(10)은, 상기 인쇄회로기판(30)의 저면에 다수의 패드(12a)가 구비된 패드부(12)가 전기적 접속 가능하게 접합될 때에 상기 인쇄회로기판(30)의 핀삽입공(31)을 통해 유출된 접착제가 경화된 접착돌기(35)와 간섭없이 인쇄회로기판(30)의 저면에 밀착 결합되어야 하는 바, 상기 패드부(12)의 각 모서리측에 적어도 하나 이상의 만입 절곡부(15)가 형성된다.
즉, 상기 하우징(21)의 저면에 구비된 가이드핀(23)의 돌출 위치에 따라 직사각의 패드부(12)에 구비되는 네 모서리가 패드부(12)의 양측면에 일렬로 구비된 패드(12a)가 손상되지 않을 정도의 범위 내에서 만입 형성된다.
따라서, 상기 하우징(21) 저면에 부착된 인쇄회로기판(30)의 저면에 접착 고 정되는 연성인쇄회로기판(10)은, 상기 하우징(21)의 가이드핀(23)과 인쇄회로기판(30)의 핀삽입공(31)이 결합되면서 생성된 접착돌기(35) 형성 위치와 대응되는 지점의 패드부(12) 각 모서리부가 오픈된 만입 절곡부(15)로 구성됨으로써, 상기 만입 절곡부(15)를 제외한 전면적이 인쇄회로기판(30)의 저면에 밀착 결합되도록 함에 기술적 특징이 있다.
한편, 본 발명의 이미지 센서 모듈용 기판의 패드부(12)는 전면에 내열테이프 부착면(16)이 넓게 형성됨으로써, 상기 인쇄회로기판(30)에 접촉될 때 인쇄회로기판(30)의 저면과의 접촉 면적이 증가와 동시에 안착률이 향상되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 하우징(21)의 저면에 인쇄회로기판(30)이 접착되어 모듈 조립체(20)가 제작되면, 상기 모듈 조립체(20)에 결합된 인쇄회로기판(30) 저면으로 돌출된 접착돌기(35)가 상기 연성인쇄회로기판(10)의 패드부(12)에 형성된 만입 절곡부(15) 내로 위치하도록 연성인쇄회로기판(10)을 정렬시키고, 상기 인쇄회로기판(30)과 연성인쇄회로기판(10)에 소정의 시간과 열 및 압력을 가하여 압착하는 핫-바(HOT BAR) 공정에 의해서 연성인쇄회로기판(10)이 접착 고정됨으로써, 이때 발생되는 평탄화 문제가 제거될 수 있도록 한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 기술적 구성에만 한정되지 않고, 당업자들에 의해 구조적으로 다양한 변형과 변경이 있을 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 이미지 센서 모듈용 기판은 이미지 센서 모듈을 구성하는 하우징과 인쇄회로기판의 조립 시 인쇄회로기판의 모서리측 핀삽입공 외부로 돌출되는 접착돌기에 의해 인쇄회로기판의 저면에 부착되는 연성인쇄회로기판의 들뜸이 발생되지 않도록 패드부의 각 모서리부에 만입 절곡부가 구비된 연성인쇄회로기판으로 구성됨으로써, 상기 인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판의 전기적 접촉 불량이 방지될 수 있는 장점이 있음과 아울러 상기 인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판의 완전한 밀착 결합에 의해 하우징을 비롯한 모듈 조립체의 고정 수명을 연장시킴으로써, 제품의 사용 수명이 연장되는 작용효과를 기대할 수 있다.

Claims (8)

  1. 소정의 길이를 가지며, 내부에 도전성 패턴이 인쇄된 연성의 기판부;
    상기 기판부의 타측에 외부 기기가 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부; 및
    상기 기판부의 일측에 각 모서리측이 적어도 하나 이상의 만입 절곡부로 형성된 패드부;를 포함하는 이미지 센서 모듈용 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 만입 절곡부는, 상기 패드부의 양측면에 일렬로 구비된 패드가 손상되지 않을 정도의 범위 내에서 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  3. 소정의 길이를 가지며, 내부에 도전성 패턴이 인쇄된 연성의 기판부와, 상기 기판부의 타측에 외부 기기가 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부와, 상기 기판부의 일측에 각 모서리측이 적어도 하나 이상의 만입 절곡부로 형성된 패드부를 포함하는 이미지 센서 모듈용 기판; 및
    상기 패드부의 상면에 접착 고정되며 이미지센서가 실장된 인쇄회로기판이 저면에 부착된 하우징으로 구성된 모듈 조립체;를 포함하는 이미지 센서 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모듈 조립체는, 상기 하우징의 저면 모서리부에 하향 돌출된 가이드핀과 상기 인쇄회로기판의 모서리측 핀삽입공이 대응 결합되어 일체로 형합되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모듈 조립체는, 상기 하우징 저면과 인쇄회로기판 사이에 에폭시 계열의 접착제가 개재되어 접착 고정되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈 조립체는, 핫-바 공정에 의해서 그 저면에 부착된 인쇄회로기판이 상기 연성인쇄회로기판의 패드부 상면에 접착 고정되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 만입 절곡부는, 상기 하우징과 인쇄회로기판에 각각 구비된 가이드핀과 핀삽입공에 대응되는 위치의 패드부 모서리측에 만입 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 만입 절곡부는, 상기 패드부의 양측면에 일렬로 구비된 패드가 손상되지 않을 정도의 범위 내에서 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
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