KR100716788B1 - 이미지 센서 모듈용 기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센서 모듈에 부착되는 연성인쇄회로기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈에 관한 것이다.
소정의 길이를 가지며, 내부에 도전성 패턴이 인쇄된 연성의 기판부와, 상기 기판부의 하부로 연장되며 외부 기기가 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부와, 상기 기판부의 상부로 연장되며 양측부의 패드 형성면 상, 하부에 각각 수직 만곡부가 구비된 패드부를 포함하는 이미지 센서 모듈용 기판; 상기 패드부의 상면에 접착 고정되며, 이미지센서가 와이어 본딩 방식에 의해서 실장된 인쇄회로기판과 IR 필터가 장착된 하우징과 다수의 렌즈가 내부에 적층된 배럴이 일체로 결합된 모듈 조립체;를 포함하며, 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.
기판부, 패드부, 소켓부, 수직 만곡부, 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 분해 사시도.
도 2는 종래 이미지 센서 모뮬에 부착되는 연성인쇄회로기판의 평면도.
도 3은 본 발명 이미지 센서 모듈의 분해 사시도.
도 4는 본 발명 이미지 센서 모듈의 사시도.
도 5는 본 발명의 이미지 센서 모듈에 장착되는 연성인쇄회로기판의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11. 기판부 12. 패드부
13. 소켓부 15. 수직 만곡부
20. 모듈 조립체 30. 인쇄회로기판
본 발명은 이미지 센서 모듈에 부착되는 연성인쇄회로기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 COB(Chip On Board) 방식의 패키지와 연성인쇄회로기판 연결시 그 사이에 도포된 Sn이 외부로 누출되지 않도록 상기 연성인쇄회로기판의 패드부 형상을 변경함으로써, 기판간의 쇼트 불량률을 감소시킬 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 분해 사시도이며, 도 2는 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.
상기 인쇄회로기판(1)과 하우징(4)이 접착되면 하우징(4)에 렌즈부(5)를 삽 입시켜 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 모듈 조립체의 최종적인 조립이 완료된다.
또한, 상기 모듈 조립체는 하우징(4)의 저면에 부착된 인쇄회로기판(1)을 통해외부 기기와 전기적 접속이 가능하도록 인쇄회로기판(1)이 연성인쇄회로기판(1)의 상면에 밀착 결합되는 바, 상기 인쇄회로기판(1)의 저면과 대응되는 연성인쇄회로기판(7) 패드부(8)의 패드형성면(9)상에 Sn을 도포한 후 열과 압력을 이용한 핫-바(HOT-BAR) 공정에 의해서 두 접촉면이 밀착 결합되도록 한다.
그러나, 상기와 같이 인쇄회로기판(1)과 연성인쇄회로기판(7)의 접촉면이 밀착된 상태로 열과 압력이 가해지면, 상기 패드부(8) 패드형성면(9)에 도포된 Sn이 접착면의 외측으로 흘러내려 패드부(8)와 하우징(4)의 하단부를 오염시킬 수 있는 단점이 있다.
또한, 상기 패드부(8)에 도포된 Sn이 미쳐 두 접촉면의 외부로 빠져나오지 못한 경우에는 연성인쇄회로기판(7)의 모서리가 인쇄회로기판(1)의 저면에서 뜬 상태로 접착됨으로써, 연성인쇄회로기판(7)과 인쇄회로기판(1) 사이의 전기적 접촉 불량이 발생될 수 있는 문제점이 지적되고 있다.
그리고, 상기 연성인쇄회로기판에 결합되는 인쇄회로기판의 크기에 따라 패드부의 길이가 길어질수록 상기 패드 형성면에 도포되는 Sn 도포량이 많아질 수 밖에 없어 접촉 불량률이 높아진다.
따라서, 본 발명은 종래 이미지 센서 모듈과 이를 구성하는 연성인쇄회로기판에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, COB(Chip On Board) 방식의 모듈 조립체 저면에 부착된 인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판 연결시 연성인쇄회로기판의 패드부에 도포된 Sn의 퍼짐에 의한 외부 누출량을 감소시킬 수 있도록 패드부의 측면에 수직만곡부가 구비됨으로써, 기판간의 접촉 불량을 감소시킬 수 있도록 한 이미지센서 모듈용 기판 및 이를 이용한 이미지 센서 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, IR 필터가 장착된 하우징의 저면에 부착된 인쇄회로기판과 밀착 결합되는 패드부의 양측 패드 형성면 상, 하부에 각각 수직 만곡부가 형성된 이미지 센서 모듈용 기판이 제공됨에 의해서 달성된다.
즉, 본 발명은 소정의 길이를 갖는 연성의 기판부와, 하우징과 인쇄회로기판이 포함된 모듈 조립체가 부착되도록 기판부의 일측으로 연장되어 양측 패드 형성면에 적어도 하나 이상의 수직만곡부가 형성된 패드부와, 상기 기판부의 타측에 외부기기에 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부로 구성된 이미지 센서 모듈용 기판이 제공된다.
또한, 본 발명의 이미지 센서 모듈은, 상기 패드부에 이미지센서가 와이어 본딩 방식에 의해서 실장된 인쇄회로기판과 IR 필터가 장착된 하우징, 및 다수의 렌즈가 적층 결합된 배럴이 일체로 결합되어 모듈 조립체로 구성되고, 이때 상기 모듈 조립체의 인쇄회로기판은 연성인쇄회로기판의 패드부에 전기적 접속 가능하게 안착되어 그 상면에 결합된 이미지센서와 연성인쇄회로기판이 통전되도록 한다. 여기서 상기 인쇄회로기판의 제작 과정과 그 형상을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 인쇄회로기판에 이미지센서를 접착시켜 고정시키기 위해 사각판상으로 형성되어 각 모서리부에 핀삽입공이 형성된 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 접 착시킨다.
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 돌기를 형성하게 된다.
한편, 상기 인쇄회로기판이 부착된 하우징의 저면에 장착되는 연성인쇄회로기판은, 패드부의 양측에 일렬로 배열된 패드의 상면에 Sn이 도포된 상태로 그 상면에 인쇄회로기판의 저면이 밀착되어 핫-바 공정에 의한 밀착 고정이 이루어지게 되는 바, 상기 패드 형성면의 상, 하부에 각각 수직 만곡부가 형성됨에 기술적 특징이 있다.
즉, 상기 연성인쇄회로기판이 패드부의 패드 형성면에 Sn이 도포된 상태로 핫-바(HOT BAR) 공정에 의해 하우징의 저면에 부착된 인쇄회로기판과 전기적으로 접속될 수 있도록 밀착 결합됨에 있어, 상기 두 기판이 압착될 때 패드부 양측의 패드 형성면에 구비된 수직 만곡부로 인하여 상기 패드부에 도포된 Sn이 두 기판의 측면으로 흘러나오지 않도록 하기 위한 연성인쇄회로기판의 외곽부 형상의 설계가 그 상면에 부착되는 인쇄회로기판 및 하우징의 형상에 따라 적절하게 변형될 수 있도록 한 것이다.
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 3은 본 발명 이미지 센서 모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명 이미지 센서 모듈의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈에 장착되는 연성인쇄회로기판의 평면도이다.
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 모듈 조립체(20)가 부착되는 패드부(12)가 연장되며, 상기 기판부(11)의 타측으로 외부 기기가 연결되는 커넥터(13a)가 실장된 소켓부(13)가 연장 형성된 구조이다.
상기 이미지 센서 모듈용 기판(10)은 통상적으로 연성인쇄회로기판(FPCB)으로 통칭되며, 상기 모듈 조립체(20)의 하우징(21)의 하부에 부착되는 인쇄회로기판 (PCB)(30)의 저면에 접착제가 도포되거나 연성인쇄회로기판(10)의 패드(12a) 부위에 Sn이 도포되어 핫-바 공정에 의해서 밀착 결합된다.
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 배럴(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.
이와 같이, 상기 하우징(21)과 인쇄회로기판(30)이 일체로 결합된 상태에서 상기 인쇄회로기판(30)의 저면에 전술된 연성인쇄회로기판(10)이 패드부(12)의 양 측에 구비된 패드 형성면(12b)상에 적정량의 Sn이 도포된 상태에서 핫-바 공정에 의해 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 노출된 접착돌기와 간섭없이 인쇄회로기판(30)의 저면에 밀착 결합되어야 함에 따라 상기 핀삽입공(31)과 대응되는 위치에 수직 만곡부(15)가 형성된다.
또한, 상기 연성인쇄회로기판(10)은 상기 패드부(12)의 패드 형성면(12b)이 상기 인쇄회로기판(30)의 저면과 압착될 때, 상기 패드 형성면(12b)상에 도포된 Sn이 패드부(12)의 외측면상으로 노출되지 않도록 상기 패드 형성면(12b)의 상, 하부에 각각 적어도 하나 이상의 수직 만곡부(15)가 구비된다.
즉, 상기 하우징(21)의 저면에 구비된 가이드핀(23)의 돌출 위치에 따라 패드부(12)의 모서리측을 비롯한 패드부(12) 양측의 패드 형성면(12b) 상, 하부에 각각 수직 만곡부(15)가 형성되고, 상기 수직 만곡부(15)는 인쇄회로기판(30)과 연성인쇄회로기판(10)을 접착하기 위한 핫-바 공정시 상기 인쇄회로기판(30)의 저면에 대하여 패드 형성면(12b)에 가해지는 압착 면적을 줄여 그 압착력에 의해 두 기판(10)(30) 사이의 외측으로 Sn의 유출이 방지될 수 있도록 하기 위한 것이다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(30) 저면에 접착 고정되는 연성인쇄회로기판(10)의 수직 만곡부(15)는, 직사각의 패드부(12)의 양측면에 구비된 패드 형성면(12b)의 패드(12a)가 손상되지 않을 정도의 범위 내에서 형성됨이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 상기 하우징(21)의 가이드핀(23)과 인쇄회로기판(30)의 핀삽입공(31)이 결합되면서 형성되는 접착돌기(35) 생성 위치를 제외한 연성인쇄회로기판(10)의 전면적이 인쇄회로기판(30)의 저면에 밀착 결합되도록 하고, 상기 연성인쇄회로기판(10)의 패드부(12)에 도포된 Sn이 두 기판(10)(30) 사이에서 경화되면서 패드부(12) 외측으로 노출되지 않도록 함으로써, 쇼트가 발생되지 않도록 함에 기술적 특징이 있다.
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 모듈 조립체 저면에 부착된 인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판 연결시 연성인쇄회로기판의 패드부에 도포된 Sn의 압착에 의한 외부 누출량을 감소시킬 수 있도록 패드부의 측면에 수직 만곡부가 형성됨으로써, 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 (6)

  1. 소정의 길이를 가지며, 내부에 도전성 패턴이 인쇄된 연성의 기판부;
    상기 기판부의 하부로 연장되며 외부 기기가 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부; 및
    상기 기판부의 상부로 연장되며 양측부의 패드 형성면 상, 하부에 각각 수직 만곡부가 구비된 패드부;를 포함하는 이미지 센서 모듈용 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직 만곡부는, 직사각의 상기 패드부 양측면에 일렬로 구비된 패드 형성면의 패드가 손상되지 않을 정도의 범위 내에서 만입 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈용 기판.
  3. 소정의 길이를 가지며, 내부에 도전성 패턴이 인쇄된 연성의 기판부와, 상기 기판부의 하부로 연장되며 외부 기기가 연결되는 커넥터가 실장된 소켓부와, 상기 기판부의 상부로 연장되며 양측부의 패드 형성면 상, 하부에 각각 수직 만곡부가 구비된 패드부를 포함하는 이미지 센서 모듈용 기판; 및
    상기 패드부의 상면에 접착 고정되며, 이미지센서가 와이어 본딩 방식에 의 해서 실장된 인쇄회로기판과 IR 필터가 장착된 하우징과 다수의 렌즈가 내부에 적층된 배럴이 일체로 결합된 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. 제3항에 있어서,
    상기 모듈 조립체의 인쇄회로기판과 상기 이미지센서 모듈용 기판은, 상기 패드부의 패드 형성면에 Sn이 도포되어 핫-바 공정에 의해서 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수직 만곡부는, 직사각의 상기 패드부 양측면에 일렬로 구비된 패드 형성면의 패드가 손상되지 않을 정도의 범위 내에서 만입 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
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