KR100791265B1 - 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판접합방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라모듈에서 이미지센서를 장착하기 위한 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)을 부착하는 방법에 있어서, 상기 연성인쇄회로기판에 복수의 단자를 형성하는 단계; 상기 복수의 단자 상부에 표면실장기술(SMT)을 이용하여 솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 단계; 상기 솔더 페이스트(solder paste)가 도포된 복수의 단자 상부에 모듈 메인파트를 탑재하고, 이를 리플로우(reflow)를 통과시키는 단계; 상기 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)이 접하는 면에서 접합부분의 가장자리에 언더필 재료를 충진하고, 열경화 공정을 거치는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법에 관한 것이다.
본 발명은 카메라모듈에서 이미지센서가 포함된 모듈 메인파트와 외부회로와 연결하기 위한 PCB단자를 접합하는 공법에 관한 것으로, 솔더 페이스트(solder paste)를 사용하여 리플로우를 통과시킨 후에 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB) 단자간의 미세한 갭(gap)이 생기는 것을 이용하여 모세관 현상에 따라 언더필 재료를 충진하고 경화하여 접합력을 강화시키는 것을 제안한다.
카메라모듈, 솔더 범프, 연성인쇄회로기판, 언더필 공정, 에폭시 수지
Description
도 1은 종래기술에 따른 이방성전도성필름(ACF)을 이용하는 카메라모듈의 일실시예를 나타내는 도면이고,
도 2는 종래기술에 따른 솔더 범프(Solder Bump)를 이용하는 카메라모듈의 일실시예를 나타내는 도면이고,
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법의 일 실시예를 공정순서에 따라 도시한 도면이고,
도 4는 종래의 카메라모듈의 접합상태의 일실시예를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 카메라모듈의 접합상태의 일실시예를 나타내는 도면이고,
도 6은 종래의 카메라모듈에서 연성인쇄회로기판(FPCB)을 필-오프(peel-off)한 상태를 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 카메라모듈의 연성인쇄회로기판(FPCB)을 필-오프(peel-off)한 상태를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
30 : 연성인쇄회로기판(FPCB)
31 : 단자
32 : 솔더 페이스트(solder paste)
33 : 모듈 메인파트
34 : 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판 사이의 갭(gap)
35 : 언더필 재료
본 발명은 셀룰러 폰 등에 사용되는 카메라모듈을 연성인쇄회로기판(FPCB)상에 접합시키는 방법에 관한 것으로서, 솔더 페이스트(solder paste)를 사용하여 1차 결합시킨 후 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판 단자 사이의 갭(gap)을 통해 언더필 재료를 충진하고 경화하여 접합력을 강화시키고자 한다.
최근 들어, 셀룰러폰이나 PDA, PMP등과 같은 휴대용 전자제품들이 널리 보급되고 그 서비스 내용도 점차 멀티미디어화 되면서 이미지를 간편하게 촬상할 수 있는 카메라모듈의 수요가 급격히 증가하고 있다.
일반적으로 셀룰러폰 등에 사용되는 카메라모듈은 연성회로기판(FPCB)과 이미지 센서를 포함하는 모듈 메인파트로 구성되는데, 상기 이미지 센서를 실장한 후 이를 감싸도록 하우징을 부착하고, 하우징의 돌출부에 렌즈홀더를 부착한 구조로 이루어진다. 이때, 연성회로기판(FPCB)은 카메라모듈이 탑재되는 전자제품의 메인보드와 인터페이스하기 위하여 측면으로 길게 확장됨과 아울러 확장면상에 인터페이스를 위한 커넥터가 부착되어 있다.
이때, 상기 하우징을 연성인쇄회로기판(FPCB)의 표면에 결합하는데 있어서, 종래기술로는 PCB단자와 연성인쇄회로기판(FPCB)단자 사이에 이방성전도성필름(Anistropic Conductive Film : ACF)을 사용하거나 혹은 솔더 범프(Solder Bump)를 사용하여 전기적, 기계적으로 결합하는 방법이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이방성전도성필름(ACF)를 이용하는 카메라모듈의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 카메라모듈의 일실시예는, 상부에 히터탑(10)이 장착된 연성인쇄회로기판(FPCB,12)과, 이미지 센서 및 렌즈를 하우징할 렌즈 홀더(14)를 하부에 장착한 인쇄회로기판(PCB,16)으로 이루어진 모듈 메인 파트를 이방성전도성필름(ACF, 20)을 사용하여 접합시킨 형태이다. 상기 두 매체(12, 16) 사이에 이방성전도성필름(ACF, 20)를 위치시킨 상태에서 가열 혹은 가압하게 되면, 압착에 의해 상기 이방성전도성필름(ACF)의 접착제가 용융되면서 이방성 도전막에 분산된 볼 타입의 도전 입자가 연성인쇄회로기판(FPCB, 12)단자(전극)와 인쇄회로기판(PCB, 16)의 단자(전극)를 전기적으로 접속시키는 방식이다.
도 2는 종래기술에 따른 솔더 범프(Solder Bump)를 이용하는 카메라모듈의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 카메라모듈의 또 다른 실시예는, 상부에 히터탑(10)이 장착된 연성인쇄회로기판(FPCB,12)와, 이미지 세서 및 렌즈를 하우징할 렌즈 홀더(14)를 하부에 장착한 인쇄회로기판(PCB,16)로 이루어진 모듈 메인 파 트를 상기 연성인쇄회로기판의 단자에 장착된 솔더 범프(solder bump, 22)를 사용하여 접합시킨 형태이다. 마찬가지로, 상기 연성인쇄회로기판(FPCB)의 단자와 상기 인쇄회로기판(PCB)의 단자가 일치하여 맞닿는 상태에서 가압 또는 가열하게 되면, 상기 솔더(solder)는 재 용융하여 상기 두 단자가 전기적으로 접합되는 방식으로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술은 그 연결 상태에서 전기적으로 오픈불량이 발생한다.
예를 들어, 솔더를 이용할 시에는 양 매체의 접합부에서 솔더 패드의 크기가 동일하거나 유사하지 않으면, 솔더에 의한 접합이 기계적으로 미약하게 되며 전기적으로는 전기신호가 흐르지 않는다. 또한, 솔더 패드의 크기 차이가 크지 않아 접합이 이루어진다 하여도 솔더 패드가 큰 쪽으로 솔더가 더 많이 녹아 접합되기 때문에 초기 설계시에 목표하였던 양 매체 사이의 거리를 만들 수 없다는 단점이 있다. 따라서, 솔더 접합에서 솔더 패드의 사이즈가 동일해야 하므로 제작비용이 상승하게 된다.
이방성전도성필름(ACF)을 이용하는 경우는 상기 솔더 범프(solder bump)를 이용하는 경우보다 접착력은 상대적으로 강하나, 이방성전도성필름(ACF) 테이프 접착제에 영향을 받기 때문에 솔더 범프(solder bump)를 이용하여 접합시키는 경우와 마찬가지로 단자가 오픈되는 문제가 있다.
이상의 종래 기술에 따른 카메라모듈의 2가지 접합방법은 핫바(hot bar)에서 일정한 압력을 가하여 열을 가하는 구조이기 때문에, 연성인쇄회로기판의 접합면과 인쇄회로기판의 접합면에 갭(gap)이 생지 않는다.
따라서, 카메라모듈의 메인 파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)단자간의 접합력을 보다 강화할 수 있는 접합방법이 필요하다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법은 카메라모듈에서 이미지센서가 포함된 모듈 메인파트와 외부회로와 연결하기 위한 PCB단자를 접합하는 공법에 관한 것으로, 솔더 페이스트(solder paste)를 사용하여 리플로우를 통과시킨 후에 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB) 단자간의 미세한 갭(gap)이 생기는 것을 이용하여 모세관 현상에 따라 언더필 재료를 충진하고 경화하여 접합력을 강화시키는 것을 제안한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법은, 카메라모듈에서 이미지센서를 장착하기 위한 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)을 부착하는 방법에 있어서, 상기 연성 인쇄회로기판에 복수의 단자를 형성하는 단계; 상기 복수의 단자 상부에 표면실장기술(SMT)을 이용하여 솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 단계; 상기 솔더 페이스트(solder paste)가 도포된 복수의 단자 상부에 모듈 메인파트를 탑재하고, 이를 리플로우(reflow)를 통과시키는 단계; 상기 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)이 접하는 면에서 접합부분의 가장자리에 언더필 재료를 충진하고, 열경화 공정을 거치는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 단계를 스크린 프린팅 공정으로 하고, 상기 언더필 재료는 에폭시 수지(epoxy resin)로 하는 것이 바람직하다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법의 일실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법의 일실시예를 공정순서에 따라 도시한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 카메라모듈을 부착하려는 연성인쇄회로기 판(FPCB,30)의 상부에 복수의 단자(31)가 있으면, 도 3b와 같이 스크린 프린팅 방식으로 솔더 페이스트(32)를 상기 복수의 단자(31) 상부에 도포한다.
그리고, 도 3c와 같이 솔더 페이스트(solder paste,32)가 도포된 복수의 접합 단자(31)에 모듈 메인파트(33)를 탑재하여 안착시킨 상태로, 리플로우(Reflow)를 통과시키는데, 본 발명에서는 그 융점을 최대 247.5℃로 한다. 리플로우(Reflow)장비는 표면실장기술(surface mounting technology : SMT)에 이용되는 것으로 솔더를 녹여 납땜이 되도록 하는 것으로 일반적으로 강제대류방식을 많이 이용한다. 솔더링 소재에 따라 융점조절이 가능하고 친환경적이라 많이 이용되고 있는 추세이다.
다음으로, 도 3d에 도시된 바와 같이 솔더 페이스트(solder paste,32)는 리플로우(Reflow)를 통과하면서 경화되어 모듈 메인파트(33)와 연성인쇄회로기판(FPCB, 30)의 단자 사이에 30~100㎛정도의 갭(gap,34)이 생긴 채로 접합이 된다.
그러면, 도 3e와 같이 상기 모듈 메인파트(33)와 연성인쇄회로기판(FPCB, 30)의 단자 사이의 30~100㎛정도의 갭(gap,34)으로 언더필 재료(35)를 충진한 후, 도 3f와 같이 열경화 공정과정을 거쳐 상기 액체상태의 언더필 재료(35)를 경화한다. 상기 언더필 공정은 모듈 메인파트(33)의 측부 가장자리에 저 점성 봉입재인 언더필 재료(35)를 충진하면 복수의 단자(31)사이의 갭(gap,34)으로 강한 젖음 특성을 가지는 가열된 상기 언더필 재료 일부가 이동하게 되고, 약 150℃의 오븐에서 열경화과정을 거치면서 상기 언더필 재료의 점성이 더 낮아져 모세관 현상에 의해 도 3e 과정에서 채워지지 않은 갭(gap, 34)의 공간까지 모두 침투하게 된다.
이와 같은 공정단계를 거치는 접합방법의 경우, 종래와 같이 양 접합매체의 단자의 크기를 동일하게 할 필요가 없기 때문에, 단자의 크기를 조정하는 공정과정은 생략할 수 있고, 그에 따라 생산비용 및 생산시간도 단축시킬 수 있다.
도 4 및 5는 종래의 카메라모듈 및 본 발명에 따른 카메라모듈의 접합상태의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 종래의 카메라모듈의 접합상태는 핫바(hot bar)에서 일정한 압력을 가하여 열을 가하는 구조이기 때문에, 모듈 메인파트(40)과 연성인쇄회로기판(FPCB, 42)의 접합면에 갭(gap)이 생지 않는다. 여기에, 접합력을 강화시키기 위하여 추가적으로 UV 본딩과정을 거치는데, UV 접착제(44)를 이용하면 초속경화(1~30sec)가 이루어지고 경화후에는 강도가 매우 커진다. 그러나 UV 접착제의 특성상 단시간내 경화되므로 경화가 잘못 될 경우 불량품의 처리가 쉽지 않으며, 실제로는 모듈 메인파트(40)와 연성인쇄회로기판(FPCB, 42)접합면의 가장자리만 보강하는 정도로 이용된다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라모듈의 접합상태는 언더필 방법에 의해 언더필 재료(46)가 모듈 메인파트(40)와 연성인쇄회로기판(FPCB, 42)사이의 공간에 충진된다.
상기 언더필 재료(46)로는 주로 에폭시수지(epoxy resin)를 사용하는데, 종래의 UV 본드보다 점성이 높지 않고 일정량 도포시 열경화 과정에서 모세관 현상에 의해 내부로 침투되기 때문에 작업자의 숙련도가 필요 없으며, 자동화 작업이 간단하다. 일반적으로, 언더필 재료가 단자 사이의 갭(gap)으로 분배되기 전에, 약 40EC와 약 90EC사이의 균일한 정상상태 온도로 상기 모듈 메인파트를 가열함으로써, 언더필 재료의 점성이 감소되고 유량이 증가하게 된다. 언더필 재료가 상기 단자 사이의 갭(gap)내로 충진되어 완전히 봉입된 이후에, 열경화 과정을 거쳐 상기 언더필 재료를 초속 경화한다.
이와 같은 표면실장기술(SMT)에 의한 에폭시 언더필 방법은 종래의 UV본딩의 경우 모듈메인파트의 가장자리만 보강해주는 역할을 한 것과 달리, 연성인쇄회로기판(FPCB)와 모듈 메인파트간의 50㎛정도의 공간에 충진되어 도 3b와 같이 접합력이 강화된다. 또한, 표면실장기술(SMT) 공정은 솔더 범프(solder bump)제거 공정이 불필요하므로 품질향상 및 소모인력의 감소 효과도 누릴 수 있다.
도 6 및 도 7은 종래의 카메라모듈과 본 발명에 따른 카메라모듈의 필-오프(peel-off) 상태를 나타내는 도면이다.
종래의 카메라모듈에서 연성인쇄회로기판(FPCB, 42)을 분리하는 경우 들어가는 힘은 약 AVG 1.1Kgf이며, 도 6와 같이 비교적 깨끗하게 필-오프(peel-off)된 상태를 보인다. 이는 모듈 메인파트(40)와 연성인쇄회로기판(FPCB, 42)의 접착력이 강하지 않다는 것을 보여준다.
반면, 본 발명에 따른 카메라모듈은 연성인쇄회로기판(FPCB, 42)를 분리하는데 들어가는 힘은 약 AVG 2.1Kgf로 종래기술에 비하여 필-오프(peel-off)시 힘이 더 요구되고, 도 7과 같이 깨끗하게 분리되지도 않는다는 점을 볼 때, 상기 모듈 메인파트(40)와 연성인쇄회로기판(42)이 보다 강한 접착력을 보인다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 총상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법은 표면실장방법(SMT)과 열경화 에폭시를 이용한 언더필 공정으로, 종래의 핫바(hot bar)와 UV본딩으로 이루어지던 접합공정이 갖는 접합력에 비해 보다 강화된 결합력을 보여 외부의 물리적 스트레스에 의한 영향을 덜 받게 되고, 필-오프(peel-off)값도 증가하게 된다.
그리고, 종래의 핫바(hot bar)공정에 비하여 표면실장기술(SMT)을 이용함으로써 솔더 범퍼(solder bump) 제거 공정을 생략할 수 있고, 모듈의 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)의 접하면 가장자리에 언더필 재료를 충진함으로써, 별도의 도포작업 없이 쉽게 탑재할 수 있어 소모 인력량도 줄일 수 있다.
또한, 종래의 솔더 범프(solder bump)를 이용하여 접합공정을 이루던 경우 접합력을 강화하기 위해서는 접합시킬 두 매체의 단자의 크기를 유사하거나 동일하게하려야 하기 때문에, 상기 공정과정에서는 다층설계, 다층공정을 이용한 기판제조과정이 요구되는데, 본 발명에서는 이러한 과정이 모두 생략되므로 제작비용 및 제작시간을 줄일 수 있고, 소모 인력량도 줄일 수 있다.
Claims (3)
- 카메라모듈에서 이미지센서를 장착하기 위한 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)을 부착하는 방법에 있어서,상기 연성인쇄회로기판에 복수의 단자를 형성하는 단계;상기 복수의 단자 상부에 표면실장기술(SMT)을 이용하여 솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 단계;상기 솔더 페이스트(solder paste)가 도포된 복수의 단자 상부에 모듈 메인파트를 탑재하고, 이를 리플로우(reflow)를 통과시키는 단계;상기 모듈 메인파트와 연성인쇄회로기판(FPCB)이 접하는 면에서 접합부분의 가장자리에 언더필 재료를 충진하고, 열경화 공정을 거치는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법.
- 제 1항에 있어서,상기 솔더 페이스트(solder paste)를 도포하는 단계를 스크린 프린팅 공정으로 하는 것을 특징으로 하는 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법.
- 제 1항에 있어서,상기 언더필 재료는 에폭시 수지(epoxy resin)로 하는 것을 특징으로 하는 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판 접합방법.
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR100791265B1 true KR100791265B1 (ko) | 2008-01-04 |
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ID=39216569
Family Applications (1)
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| KR1020060108101A KR100791265B1 (ko) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | 언더필 공정을 이용한 카메라모듈의 연성인쇄회로기판접합방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR100791265B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101557123B1 (ko) | 2013-12-10 | 2015-10-02 | 한국생산기술연구원 | 언더필용 조성물 및 이를 이용한 전자 소자 실장 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040023501A (ko) * | 2002-09-11 | 2004-03-18 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 기판 및 땜납 볼의 형성 방법과 그 실장 구조 |
| KR20040033268A (ko) * | 2002-10-11 | 2004-04-21 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 회로 기판, 범프 부착 반도체 소자의 실장 구조, 및 전기광학 장치, 및 전자 기기 |
| KR20060097618A (ko) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | 히다찌 카제이 폴리머 가부시키가이샤 | 플렉시블 프린트 배선판용 접착제 조성물 및 그것을이용하여 이루어진 플렉시블 프린트 배선판용 접착 필름 |
-
2006
- 2006-11-03 KR KR1020060108101A patent/KR100791265B1/ko active IP Right Grant
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