KR101056109B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 본 발명은 사체의 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하며, 상면에는 복수의 제1 패드가 형성되어 있는 이미지 센서, 상기 이미지 센서의 상부에 상기 렌즈 배럴의 하부에 위치하며 상기 복수의 패드가 상측에 노출되도록 상기 복수의 패드의 위치에 대응되게 복수의 와이어 통과홀이 형성되는 제1 두께의 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판 및 상기 이미지 센서를 수용하는 수용홀을 가지며, 상기 제1 인쇄회로기판의 테두리가 상기 수용 홀의 내측 상부에 부착되고, 상면에는 복수의 제2 패드가 형성되어 있는 제2 두께의 제2 인쇄회로기판, 상기 와이어 통과홀을 통과하여 상기 복수의 제1 패드와 상기 복수의 제2 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 와이어를 포함하며, 상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 두껍다.

카메라 모듈, COB, 와이어, 이미지 센서, 패드

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트, 토이(toy)등의 다종다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.

특히, 모바일 폰은 디자인이 매출에 막대한 영향을 주는 요소이고 이로 인해 작은 사이즈의 카메라 모듈을 요구하고 있다.

상기 카메라 모듈은 CCD나 CMOS의 이미지 센서 칩을 이용하여 제조하며, 이미지 센서 칩에 렌즈를 통하여 사물을 집광하여, 광 신호를 전기 신호로 변환하여 LCD 디스플레이 장치 등의 디스플레이 매체에 사물에 표시될 수 있도록 영상을 전달한다.

카메라 모듈의 높이 부분은 렌즈 높이(TTL, Through The Lens), 이미지 센서 높이 및 인쇄회로기판의 두께의 합이 된다. 렌즈의 TTL이 높을수록 카메라의 해상 도가 좋아지므로, 카메라 모듈의 소형화 및 고성능화를 위해서는 일정 카메라 모듈 높이에서 렌즈의 TTL이 충분히 확보되어야 한다.

일반적으로 카메라 모듈의 이미지 센서를 패키징하는 방식은 플립침(Flip-Chip) 방식의 COF(Chip On Film) 방식과 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board) 방식이 널리 이용된다,

종래에는 TTL 확보를 위해 인쇄회로기판(PCB, Print Circuit Board)에 와이어 통과홀(cavity)를 형성하고, 와이어 통과홀에 COF 타입의 이미지 센서를 실장하는 구조의 카메라 모듈이 개발되고 있었다.

그러나, COB 타입의 이미지 센서를 인쇄회로기판의 와이어 통과홀에 실장하기 위해서는 COB 타입의 이미지 센서에 범프를 형성하는 공정이 추가되어 비용이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 COB 타입의 이미지 센서를 인쇄회로기판의 와이어 통과홀에 실장하여 TTL을 확보할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하며, 상면에는 복수의 제1 패드가 형성되어 있는 이미지 센서, 상기 이미지 센서의 상부에 상기 렌즈 배럴의 하부에 위치하며 상기 복수의 패드가 상측에 노출되도록 상기 복수의 패드의 위치에 대응되게 복수의 와이어 통과홀이 형성되는 제1 두께의 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판 및 상기 이미지 센서를 수용하는 수용홀을 가지며, 상기 제1 인쇄회로기판의 테두리가 상기 수용 홀의 내측 상부에 부착되고, 상면에는 복수의 제2 패드가 형성되어 있는 제2 두께의 제2 인쇄회로기판, 상기 와이어 통과홀을 통과하여 상기 복수의 제1 패드와 상기 복수의 제2 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 와이어를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.

이때, 상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 두껍다.

본 발명의 실시 예에서는 제1 인쇄회로기판의 테두리에 제2 인쇄회로기판을 부착하고, 제2 인쇄회로기판의 수용홀에 COB 타입의 이미지 센서를 수용함으로써, 카메라 모듈의 전체 두께에서 이미지 센서에 할당되는 두께를 감소할 수 있다.

또한, 이미지 센서에 할당되는 두께만큼 렌즈 높이(TTL, Through The Lens)의 마진이 증가하여 카메라 모듈의 소형화, 고성능화를 구현할 수 있다.

더하여, 본 발명에서는 제2 인쇄회로기판의 복수의 패드와 COB 타입의 이미지 센서의 복수의 패드를 와이어 본딩함으로써, COF 타입의 이미지 센서와 같이 이미지 센서의 범프와 인쇄회로기판을 일치시키기 위한 미세 패턴 공정이 필요하지 않아 공정을 단순화할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고, 도 2는 본 발 명의 실시 예에 따른 이미지 센서 및 인쇄회로기판의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 이미지 센서 및 인쇄회로기판이 조립된 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은 렌즈 배럴(10), 홀더(20), IR 필터(30), 제1 인쇄회로기판(40), 제2 인쇄회로기판(50), 이미지 센서(60)를 포함한다.

이미지 센서(60) 및 제2 인쇄회로기판(50)의 상면에는 각각 복수의 패드가 형성되어 있으며, 아래에서는 설명의 편의상 이미지 센서(60)에 형성된 복수의 패드를 복수의 제1 패드(62)라 하고 제2 인쇄회로기판(50)에 형성된 복수의 제2 패드(53)를 복수의 제2 패드라 한다.

렌즈 배럴(10)은 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈(11)를 포함한다.

홀더(20) 상부의 내주면은 렌즈 배럴(10)의 외주면 면접되고 렌즈 배럴(10)을 고정시킨다. 그리고, 홀더(20)의 하부는 사각형상으로 형성되어 있으며 하단부는 제2 인쇄회로기판(50)의 상면에 의해 지지된다.

IR 필터(30)는 렌즈 배럴(10)의 하부에 배열되며 적외선 필터로서 광 이미지에 포함되어 있는 적외선을 차단한다.

제1 인쇄회로기판(40)은 IR 필터(20)의 하부에 배열되며 광 이미지가 통과되는 윈도우(41)를 가지며, 아래에서는 설명의 편의상 제1 인쇄회로기판(40)의 두께를 제1 두께라 한다. 이때, 윈도우(41)의 넓이는 이미지 센서(60)의 상면 넓이보다 작으며, 이미지 센서(60)의 광 수용부(61)의 넓이보단 커야 한다.

또한, 제1 인쇄회로기판(40)에는 이미지 센서(60)의 복수의 제1 패드(62)가 제1 인쇄회로기판(40)의 상측에 노출되도록 복수의 제1 패드(62)에 대응되는 위치에 복수의 와이어 통과홀(42)이 형성되어 있다. 그러면, 와이어(70)는 와이어 통과홀(42)를 통과하여 이미지 센서(60)와 제2 인쇄회로기판(50) 사이에 연결된다. 도 2에서는 복수의 와이어 통과홀(42)이 4개 형성되는 경우를 도시하였으나, 이미지 센서(60)의 복수의 제1 패드(62)가 형성된 위치에 대응하도록 형성되면 되므로, 복수의 와이어 통과홀(42)의 개수는 달라질 수 있다.

제1 인쇄회로기판(40)은 제2 인쇄회로기판(50)을 통과하여 외부로 연장되는 기판으로서, 제2 인쇄회로기판(50)인 RPCB(Rigid Printed Circuit Board)보다 평탄도가 좋은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)이며, 제1 인쇄회로기판(40) 중 외부로 연장된 부분에는 외부 장치와 연결되는 수단(도시하지 않음)이 구비되어 있다.

제2 인쇄회로기판(50)은 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지며, 제1 인쇄회로기판(40)의 테두리가 내측 상부에 부착되는 수용홀(51)이 형성되어 있다. 제2 인쇄회로기판(50)의 일부에는 제1 인쇄회로기판(40)이 통과되는 기판 통과홀(52)이 형성되어 있다.

제1 인쇄회로기판(40)의 테두리는 제2 인쇄회로기판(50)의 수용홀(51)의 상부에 부착되며, 제1 인쇄회로기판(40)의 일측은 기판 통과홀(52)을 통과하여 외부로 연장된다.

이미지 센서(60)는 COB(Chip On Board) 타입의 센서로서 상면에는 광 이미지가 입사되는 광 수용부(61)가 형성되어 있고, 광 수용부(61)의 둘레에는 소정 간격 이격되어 와이어 본딩을 위한 복수의 제1 패드(62)가 형성되어 있다. COB 타입의 이미지 센서(60)에서는 인쇄회로기판과 전기적으로 연결하기 위해서 범프 대신에 복수의 제1 패드(62)가 형성되어 있다. 따라서, COB 타입의 이미지 센서(60)이 인쇄회로기판과 연결되기 위해서는 와이어가 필요하다.

이미지 센서(60)는 제2 인쇄회로기판(50)의 수용홀(51)에 수용되며 IR 필터(30)의 하부에 위치하여 IR 필터(30)에서 적외선 차단된 광 이미지를 전기적인 신호로 변환한다.

이때, 와이어(70)는 이미지 센서(60)의 제1 패드(62)와 제2 인쇄회로기판(50)의 제2 패드(53)를 연결하도록 설치되며, 이미지 센서(60)와 제2 인쇄회로기판(50)은 전기적으로 연결될 수 있다.

도 2 및 도 3에서는 이미지 센서(60)의 제1 패드(62)와 제2 인쇄회로기판(50)의 제2 패드(53)가 일정 간격을 유지하여 형성되고, 최단 거리로 인접한 제1 패드(62)와 제2 패드(53)가 와이어(70)에 연결된 것처럼 도시하였다. 그러나, 본 발명에서는 와이어(70)를 이용하여 어떤 제1 패드(62)와 어떤 제2 패드(50)를 랜덤하게 전기적으로 연결할 수 있어, 제2 인쇄회로기판(50)의 제2 패드(53)가 이미지 센서(60)의 제1 패드(62)와 일치하도록 미세 패턴 공정을 하지 않아도 된다.

종래에는 COF 타입의 이미지 센서의 패드와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위해서 범프를 사용하였다. 따라서, 이미지 센서의 패드와 인쇄회로기판의 패드는 서로 대응되는 위치에 형성되어야 했다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 이미지 센서(60)의 제1 패드(62)와 제2 인쇄회로기판(50)의 제2 패 드(53)가 와이어(70)로 연결함으로써, 이미지 센서의 패드와 인쇄회로기판의 패드가 서로 대응되는 위치에 형성되어 있지 않아도 전기적으로 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 제2 인쇄회로기판(50)의 수용홀(51) 내측 상부에 제1 인쇄회로기판(40)의 테두리가 부착되도록 제1 인쇄회로기판(40)과 제2 인쇄회로기판(50)을 연결한다.

도 4b와 같이, 제1 인쇄회로기판(40)의 하면 외곽부에 접착제 또는 테이프와 같은 접착 부재(80)를 도포한다. 이때, 접착제나 테이프를 도포하는 공정은 ACF(Anisotropic Conductive Film), NCF(Non Conductive Film), ACP(Anisotropic Conductive Paste), NCP(Non Conductive Paste) 등의 일반적인 공정으로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

다음으로 도 4c와 같이, 이미지 센서(60)의 상면 외곽부를 접착 부재(80)가 도포된 제1 인쇄회로기판(40)의 하면에 부착되게 이미지 센서(60)를 제2 인쇄회로기판(60)의 수용홀(61)에 수용시킨다. 이때, 이미지 센서(60)의 하면을 가열 또는 가압함으로써 이미지 센서(60)와 제1 인쇄회로기판(40) 사이의 접착 부재(80)를 경화시킨다.

이미지 센서(60)가 제2 인쇄회로기판(50)의 수용홀(51)에 안정적으로 수용되기 위해서, 제1 인쇄회로기판(40)의 제1 두께와 제2 인쇄회로기판(50)의 제2 두께의 차는 이미지 센서(60)의 두께 이상이어야 한다.

도 4d와 같이, 도 4c의 이미지 센서(60), 제1 인쇄회로기판(40) 및 제2 인쇄회로기판(50)을 뒤집은 후, 와이어(70)를 이용하여 이미지 센서(60)의 복수의 제1 패드(62)와 제2 인쇄회로기판(50)의 복수의 제2 패드(53)를 각각 전기적으로 연결한다.

이와 같이, 본 발명에서는 제1 인쇄회로기판(40)의 테두리에 제2 인쇄회로기판(50)을 부착하고, 제2 인쇄회로기판(50)의 수용홀(51)에 COB 타입의 이미지 센서(60)를 수용함으로써, 카메라 모듈의 전체 두께에서 이미지 센서(60)에 할당되는 두께를 감소할 수 있다.

또한, 이미지 센서(60)에 할당되는 두께만큼 렌즈 높이(TTL, Through The Lens)의 마진이 증가하여 카메라 모듈의 소형화, 고성능화를 구현할 수 있다.

더하여, 본 발명에서는 제2 인쇄회로기판(50)의 복수의 제2 패드(53)와 이미지 센서(60)의 복수의 제1 패드(62)를 와이어 본딩함으로써, COF 타입의 이미지 센서와 같이 이미지 센서의 범프와 인쇄회로기판을 일치시키기 위한 미세 패턴 공정이 필요하지 않아 공정을 단순화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서 및 인쇄회로기판의 분해 사시도이다.

도 3은 도 2의 이미지 센서 및 인쇄회로기판이 조립된 평면도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.

Claims (8)

1. 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하며, 상면에는 복수의 제1 패드가 형성되어 있는 이미지 센서,

   상기 이미지 센서의 상부에 위치하며 상기 복수의 제1 패드가 상측에 노출되도록 상기 복수의 제1 패드의 위치에 대응되게 복수의 와이어 통과홀이 형성되는 제1 두께의 제1 인쇄회로기판,

   상기 제1 인쇄회로기판 및 상기 이미지 센서를 수용하는 수용홀을 가지며, 상기 제1 인쇄회로기판의 테두리가 상기 수용 홀의 내측 상부에 부착되고, 상면에는 복수의 제2 패드가 형성되어 있는 제2 두께의 제2 인쇄회로기판, 및

   상기 와이어 통과홀을 통과하여 상기 복수의 제1 패드와 상기 복수의 제2 패드를 전기적으로 연결하는 복수의 와이어를 포함하며,

   상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 두꺼운 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 두께와 상기 제2 두께의 차는 상기 이미지 센서의 두께 이상인 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2 인쇄회로기판에는 외부로 관통된 기판 통과홀이 형성되고, 상기 제 1 인쇄회로기판은 상기 기판 통과홀을 통과하여 외부로 연장되는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 인쇄회로기판의 하면과 상기 이미지 센서의 상면 외곽부 사이에는 접착 부재가 도포되는 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 이미지 센서는 COB(Chip On Board) 타입의 이미지 센서인 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 인쇄회로기판에는 상기 광 이미지가 통과되는 윈도우가 형성되어 있는 카메라 모듈.
7. 제1 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 인쇄회로기판은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)인 카메라 모듈.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2 인쇄회로기판은 RPCB(Rigid Printed Circuit Board)인 카메라 모듈.

Images