KR100772588B1

KR100772588B1 - 소켓 타입 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100772588B1
Application number: KR1020060100117A
Authority: KR
Inventors: 강환준; 이재선; 최운하
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2007-11-02

Abstract

본 발명은 휴대폰 등에 장착되는 카메라 모듈에 있어서 외부 충격에 강인하고 상기 모듈 내부의 밀폐성이 개선된 소켓 타입 카메라 모듈에 관한 것이다.

즉, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합되는 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴의 하단부가 상단 개구부를 통해 삽입되고, 내부에 IR 필터가 장착되며, 그 하부에는 와이어의 접합 곡선 경로의 확보를 위해 일부분이 개방된 개방부를 형성하되, 상기 개방부는 측벽이 이중으로 형성되며 이미지 센서의 측면 및 상면과 본딩되어 외부로부터의 이물질 유입을 방지하는 하우징; 및 상기 하우징의 하단부에 밀착 결합되며, 중앙부에 이미지센서가 와이어 본딩에 의해 실장된 기판; 을 포함하는 소켓타입 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서 센서에의 손상을 주지 않으면서도 소형화에 적합한 모듈을 제공할 수 있다.

카메라 모듈, 와이어, 하우징, 이미지 센서

Description

소켓 타입 카메라 모듈{Socket Type Camera Module}

도 1은 종래 방식의 카메라 모듈의 조립 상태를 보인 조립 사시도.

도 2는 종래 방식에 따른 카메라 모듈의 구조물에 대한 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈의 사시도.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈의 소켓 실장시의 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈의 단면 절개도.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈의 부분측벽 개방부의 확대도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈의 부분측벽 개방부의 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서의 하우징의 저면 사시도.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서의 하우징의 다른 방향에서의 저면 사시도.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서의 하 우징의 확대도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서의 하우징의 본딩부위의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 카메라 모듈 2 : 하우징

4 : 렌즈 군 5 : 배럴

7 : IR 필터 9 : 인쇄회로 기판

10 : 소켓 20 : 이미지 센서 패키지

21 : 기판 22 : 이미지 센서 칩

26 : 와이어 30 : 하우징 몸체

40 : 필터 글래스 50 : 렌즈 조립체

60 : 하부 충진제 110 : 카메라 렌즈

120 : 하우징 130 : IR 필터

140 : 이미지 센서 150 : 기판

본 발명은 휴대폰 등에 장착되는 카메라 모듈에 있어서 외부 충격에 강하고 와이어 본딩부 내측의 밀폐성이 개선된 소켓 타입 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(Camera Module)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(Optical Zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있으며, 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기를 비롯한 다양한 IT 기기에 적용되고 있다.

최근 사용자는 초소형 카메라 모듈을 요구하고 있으며 센서 사이즈는 모듈 최소 사이즈를 결정짓는 주요 척도가 된다. 이에 따라 센서의 개발은 동일 화소 내에서 사이즈 축소개발이 이루어지고 있다.

특히, 소켓 타입 카메라 모듈의 제작에 있어서는 외관 치수관리가 매우 중요하나 소켓에 카메라 모듈 장착 후 본딩 등에 의해 모듈의 치수관리가 어려운 문제점이 있었다.

도 1은 COF 방식의 종래 카메라 모듈의 조립 상태를 보인 조립 사시도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 종래의 카메라 모듈(1)은 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(3)가 저면에 지지되는 하우징(2)과, 상기 이 미지 센서(3)에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군(4)과, 상기 렌즈군(4)이 내부에 다단 적층되는 배럴(5)의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.

이때, 상기 하우징(2)의 하부에는 CCD 또는 CMOS로 이루어진 이미지 센서(3)를 구동하기 위한 전기 부품인 콘덴서와 저항 등의 부품이 부착된 실장용 기판(6)이 전기적으로 결합된다.

이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈(1)은, 실장용 기판(6)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 기판(6)과 이미지 센서(3) 사이에 이방전도성필름(ACF : ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM)(8)을 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터(7)를 부착한다.

또한, 다수의 렌즈군(4)이 내장된 배럴(5)과 하우징(2)이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와 같이, 기 조립된 실장용 기판(6)이 하우징의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.

한편, 상기 이미지 센서(3)가 부착된 실장용 기판(6)과 배럴(5)이 결합된 하우징(2)의 접착 고정 후에 상기 배럴(5)의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈(1)의 초점 조정은 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군(4)과 이미지 센서(3)간의 초점 조절이 이루어지게 된다.

도 2는 종래 방식에 따른 카메라 모듈의 구조물에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 이미지 센서 구조물은 이미지 센서 패키지(20), 하우징 몸체(30), 필터 글래스(40), 렌즈 조립체(50) 및 하부 충진제(60)를 포함하여 구성되는 것을 말하며 여기서의 이미지 센서 패키지(20)는 와이어 본딩 타입으로서 기판(21), 이미지 센서 칩(22) 및 와이어를 포함하여 구성된다.

상기 발명은 비록 IR 필터와 센서 사이 공간을 하부 충진제(60)를 이용하여 하우징(30)의 외벽을 없애므로 초소형 모듈 제작에 유리하도록 설계되어 있으나, IR 필터를 센서 상면과 하우징(30) 내측 벽에 고정시키면서 충진제를 주사하도록 되어 있어, 충진제의 경화조건에 따른 경화조건 및 과충진으로 인한 하우징(30) 외관 높이의 치수관리 및 공정 이물 관리에 취약하다는 문제점이 있었다.

또한, 충진재의 점도에 따라 모듈 외관 치수 관리 혹은 패키지(20) 손상을 줄 수 있는 문제점이 있으며, 본 발명이 추구하는 소켓 적용 방식의 카메라 모듈에는 부적합하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 방식으로 제작되던 카메라 모듈에서 제기되고 있는 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 휴대용 단말기 등에 장착되는 초소형 카메라 모듈을 제작함에 있어 외관치수를 관리하기 용이한 소켓 타입 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

또한, 외부 충격에 강하면서도 와이어 본딩부 내측의 밀폐성이 개선된 구조의 소켓 타입 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명은 휴대폰 등에 장착되는 카메라 모듈에 있어서 공간 효율성을 높이기 위한 카메라 모듈의 구조에 관한 것이다.

또한, 상기 하우징은 측벽 하단의 개방부 내측의 이미지 센서와의 도포면에 요철이 형성되거나, 외부에 소켓에 결합될 수 있는 굴곡부가 형성된 것이 가능하다. 그리고 상기 하우징의 측벽 하단의 개방부의 높이는 이미지 센서와 기판의 본딩을 위한 와이어의 높이의 1/2이하로 형성될 수 있으며, 측벽 하단의 개방부의 길이는 상기 개방부측의 이미지 센서와 기판의 본딩을 위한 와이어의 전체 길이와 상기 측벽의 길이 이내로 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 구조의 사시도를, 도 3a는 카메라 모듈의 소켓 실장시의 사시도, 도 4는 소켓 타입 카메라 모듈의 단면 절개도를, 도 4a는 소켓 타입 카메라 모듈의 부분측벽 개방부의 확대도를 각 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 휴대폰 등 휴대용 단말기에 장착되는 카메라 렌즈(110)는 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴(111)이 구비되고 상기 렌즈 배럴(111)의 하단에 나사산이 구비되어 하우징(120)의 상단부에 구비된 나사산과 결합되어 상하 이동이 가능하도록 한다.

상기 하우징(120)의 하단부에는 IR 필터(130) 및 이미지 센서(140)가 구비되는데 상기 IR 필터(130)는 수광영역에 광이 입사되는 것을 허용하되 수광영역을 대기로부터 밀폐시키는 창으로서의 역할을 하며 통상 적외선 차단용 필름이 코팅되어 있는 유리판으로 만들어지며 적외선을 차단하는 역할을 수행한다.

그리고 이미지 센서(140)는 CCD 또는 CMOS 등으로 이루어지며 상기 이미지 센서(140)의 하단에는 기판(150)이 구비되는데 여기에는 인쇄회로기판(PCB), 세라믹 기판 또는 연성인쇄회로기판(FPCB) 등 여러 종류의 기판(150)이 사용될 수 있다. 상기 기판(150)의 상면 가장자리에는 이미지 센서(140)와의 전기적 접속을 위한 다수의 연결패드(151)가 구비되어 있다.

상기 기판(150)과 하우징(120)은 견고하게 결합된 후 소켓에 장착되는데 하우징(120)을 기판(150)의 측면부를 감싸면서 결합되는 것이 아니라 기판(150)의 상면부 가장자리와 하우징(120)의 하면부 가장자리가 접합되어 결합되게 된다.

또한, 하우징(120)의 측면부에는 소켓(100)에 견고하게 결합될 수 있도록 소 켓(100) 내측의 요철모양과 반대로 형성되는 굴곡부(121)를 구비하여 견고하게 조립되도록 구성된다.

그리고 이미지 센서(140)와 기판(150)을 전기적으로 연결시키기 위한 와이어(142)가 구비되는데 상기 와이어(142)는 이미지 센서(140)의 가장자리에 구비된 패드(141)와 기판(150)의 가장자리에 구비된 패드(151)를 서로 전기적으로 연결시켜 주는 것이다.

상기 하우징(120)은 와이어(142)에 방해를 주지 않도록 기판(150)의 측면부에 부착되어 고정되는 것이 보통이나 상기와 같은 방법으로 고정될 때에는 와이어(142) 자체의 가로길이와 하우징(120) 자체의 두께 그리고 와이어(142)와 하우징(120)간에 형성되는 약간의 이격공간만큼 넓이가 넓어지게 되어 초소형 카메라 모듈의 제작에 어려움이 있게 된다.

그러나 도 4a에서 보는 바와 같이 하우징(120)을 이미지 센서(140) 상단에 위치시키는 경우, 앞에서 설명했던 하우징(120) 자체의 두께 및 와이어(142)와 하우징(120)간의 이격공간만큼의 넓이를 줄일 수 있게 되어 카메라 모듈의 크기를 줄일 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈의 측벽 개방부(122)의 단면도를 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 와이어(142)의 접합 곡선 경로의 확보를 위해 하우징(120)의 측벽의 하단부를 개방하되, 상기 개방에 의해 이물질에 의한 오염의 염려가 있으므로 상기 개방부(122)의 형태를 와이어(142)에 닿지 않으면서도 오염을 방지할 수 있도록 단면의 형상이 사선의 형상을 구비하도록 형성하되 측벽 개방부(122)의 높이(Ho)를 와이어(142) 높이(Hw)의 절반 이하로 구성하여 오염을 방지토록 한다. 상기 개방부(122)의 높이를 너무 높게하면 이물질에 의한 오염의 우려가 있고, 반대로 상기 개방부(122)의 높이를 너무 낮게하면 이물질에 의한 오염의 우려는 줄어들지만, 상기 사선형상의 하우징(120)에 의해 와이어(142)와의 접촉의 염려가 있기 때문이다.

또한, 상기 하우징(120)의 측벽 하단의 개방부(122)의 길이는 상기 개방부(122) 측의 이미지 센서(140)와 기판(150)의 본딩을 위한 와이어(142)의 전체 길이보다는 약간 길어야 한다. 개방부(122)의 길이가 와이어(142)의 전체 길이보다 짧은 경우 이미지 센서(140)와 하우징(120)간 접착에 어려움이 있게되고, 필요이상으로 길이가 길게되면 접착부위가 넓어짐에 따라 밀폐성에 문제가 생길 수 있기 때문이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서의 하우징의 저면 사시도를, 도 6a는 하우징의 다른 방향에서의 저면 사시도를, 도 6b는 하우징의 확대도를 각 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 하우징(120)의 측벽 개방부(122)의 내면의 형상은 요철을 형성하여 구비되어 있다. 이는 이미지 센서(140)와 하우징(120) 하단부를 본드 등의 접착제를 이용한 접착시 접착으로 인한 본딩재의 경화로 인해 이미지 센서(140)의 뒤틀림이 발생할 수 있고 이로 인한 틸트 현상이 발생될 수 있는데 이를 방지하기 위함이다.

즉, 점성이 있는 접착제가 하우징(120)의 접착부위와 이미지 센서(140)와 접착될 때 다소 많은 양의 접착제가 도포되어도 하우징(120) 하단의 요철이 구비되면 상기 요철 중의 홈 부위에 상기 접착제가 들어가게 되어 접착으로 인한 뒤틀림이나 틸트현상 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 요철부가 형성되면 하우징(120)과 이미지 센서(140)간의 본딩시 밀폐성을 확보할 수 있다. 그리고 상기 본딩재가 완충재로서의 역할을 하게 되어 충격 완화에도 기여할 수 있다.

상기 요철부는 하우징(120) 측벽의 개방부(122)의 내면에 형성하되, 상기 개방부(122)의 반대편에는 측벽보강부를 형성하는 것이 가능하다. 통상 하우징(120)은 플라스틱 재질로서 사출성형에 의한 방법으로 제작되는데, 사출성형시 측벽 보강부(123)가 형성되어 있지 아니할 경우 반대편의 형상이 얇은 부분이기 때문에 제대로 성형이 되지 않는 경우가 있기 때문이다. 상기 측벽 보강부(123)는 단면의 모양을 사선형태로 형성시키되 이는 견고함을 유지하면서도 와이어와의 접촉을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 도면상에 있어서 개방부의 반대편에 측벽보강부(123)를 형성하는 것이 아니라 개방부(122)의 반대편 혹은 나머지 면에도 개방부(122)와 같은 형태의 요철을 구비하는 또 다른 개방부(122)를 형성하는 것이 가능하다. 이는 이미지 센서(140)의 크기와 형태 그리고 이미지 센서(140)와 기판(150)과의 접착부의 형상에 따라 상기 개방부(122)와 같이 이미지 센서(140) 위로 접착할 필요가 있을 경우에 사용이 가능하다.

그리고 상기 개방부(122) 내면의 요철부는 기판(150)의 크기와 이미지 센서(140)의 형태 그리고 와이어 접착부위에 따라 필요성이 있는 경우 앞의 설명에서와 같이 하우징(120)의 하단에 이를 형성하는 것이 가능하다.

상기와 같은 방법에 의할 때에는 초소형 카메라 모듈에 대한 사용자의 요구에 따라 소켓과 기판(150), 그리고 이미지 센서(140)의 크기에 대한 설계변경에도 적절하게 대응할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓 타입 카메라 모듈에 있어서의 하우징 본딩부위의 개략도를 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 하우징(120)의 하단에 본딩을 하는 부위(125)는 하우징(120) 측벽 하단의 폐쇄부와는 기판(150)과 접착되며, 하우징(120) 측벽 하단의 개방부(122)와는 이미지 센서(140)와 결합된다. 이미지 센서(140)는 기판(150)의 크기보다는 작기 때문에 상기 하우징(120)의 개방부(122) 내측과 이미지 센서(140)가 본딩되는 부위(125)는 이미지 센서(140)의 상단과 이미지 센서(140)의 측면에 부착된다.

이 때, 상기 접착부위를 형성함에 있어 이미지 센서의 상단에서 측면부로 연결되는 부위는 본딩 경로를 단일경로로 하지 않고 측벽을 이중으로 형성한 후 복수경로(125a, 125b)로 하여 본딩시키는 이중 보강 본딩방법에 의할 수 있다. 단일경 로로 본딩시 본드량이 적을 경우 밀폐성 불량을 초래하여 이물질의 내부유입이 생길 수 있으나, 복수경로(125a, 125b) 본딩시 상기의 문제와 같은 밀폐성 불량의 문제가 줄어들 뿐만 아니라 본드 과도포로 인한 와이어 손상의 문제를 억제시킬 수 있는 장점이 있다.

하우징(120) 하단의 개방부(122)의 본딩 방법은 개방부(122)가 단수개 형성되어 있는 경우 뿐만 아니라 도 6 등에서 설명한 바와 같이 복수개 형성된 경우 상기와 같은 방법으로 복수개의 본딩부위(125)를 형성하는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명에 의하게 되면 소켓형 카메라 모듈에 있어서 하우징을 기판 상면에 위치시킴으로써 카메라 모듈의 소형화에 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 휴대용 단말기 등에 장착되는 초소형 카메라 모듈을 제작함에 있어 하우징에 측벽 개방부를 형성함으로써 외부 충격에 강하면서도 와이어 본딩부 내측의 밀폐성이 개선된 구조의 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

Claims

내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합되는 렌즈 배럴;

상기 렌즈 배럴의 하단부가 상단 개구부를 통해 삽입되고, 내부에 IR 필터가 장착되며, 그 하부에는 와이어의 접합 곡선 경로의 확보를 위해 일부분이 개방된 개방부를 형성하되, 상기 개방부는 측벽이 이중으로 형성되며 이미지 센서의 측면 및 상면과 본딩되어 외부로부터의 이물질 유입을 방지하는 하우징; 및

상기 하우징의 하단부에 밀착 결합되며, 중앙부에 이미지 센서가 와이어 본딩에 의해 실장된 기판;

을 포함하는 소켓타입 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징은 측벽 하단의 개방부 내측의 이미지 센서와의 접착면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 소켓타입 카메라 모듈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 하우징은 외부에 소켓에 결합될 수 있는 굴곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 소켓타입 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징의 측벽 하단의 개방된 부분의 높이는 이미지 센서와 기판의 본딩을 위한 와이어 높이의 1/2이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 소켓타입 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 하우징의 측벽 하단의 개방된 부분의 길이는 상기 개방부측의 이미지 센서와 기판의 본딩을 위한 와이어의 전체 길이와 상기 측벽의 길이 이내인 것을 특징으로 하는 소켓타입 카메라 모듈.