KR101555180B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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유이치 스기야마
타츠로 사와타리
히데키 요코타
유타카 하타
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다이요 유덴 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 절연부에서의 촬상 소자가 장착된 면의 변형에 기인하여 발생하는 기능 장해를 최대한 회피할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
카메라 모듈은 기판(10)의 제2 절연부(13)의 내부에 상기 제2 절연부(13)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하기 위한 면 형상부(13b2)가 제2 절연부(13)의 표면(상면)에 장착된 촬상 소자(15)와 마주 향하도록 매설되고, 면 형상부(13b2)는 촬상 소자(15)의 장착면의 윤곽보다 큰 직사각형 형상이다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}
본 발명은 기판의 절연부에 촬상(撮像) 소자(素子)가 장착된 카메라 모듈에 관한 것이다.
휴대 전화나 스마트 폰 등의 모바일 기기에 이용되는 카메라 모듈은 기판의 절연부에 장착된 촬상 소자와 상기 촬상 소자 상에 위치하도록 배치된 렌즈를 구비하고 있다[하기(下記) 특허문헌 1을 참조].
상기 카메라 모듈은 촬상 소자가 기판의 절연부에 장착된 구조를 가지기 때문에 상기 모바일 기기에 구비된 카메라 모듈의 기판, 특히 촬상 소자가 장착된 절연부에 낙하 충격이나 열 충격 등에 따른 응력이 전파하면, 상기 절연부에서의 촬상 소자가 장착된 면이 휘어지거나 비틀어지는 등의 변형이 발생하고, 상기 변형에 기인하여 예컨대 촬상 소자와 렌즈에 광축(光軸) 어긋남이 발생하여 화상이 치우치거나 흐트러지는 등의 기능 장해(障害)가 발생할 우려가 있다.
1. 일본 특개 2011-035458호 공보
본 발명의 목적은 절연부에서의 촬상 소자가 장착된 면의 변형에 기인하여 발생하는 기능 장해를 최대한 회피할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기판의 절연부에 장착된 촬상 소자와 상기 촬상 소자 상에 위치하도록 배치된 렌즈를 구비한 카메라 모듈로서, 상기 기판의 절연부의 내부에 상기 절연부에서의 상기 촬상 소자가 장착된 면의 변형을 억제하기 위한 면 형상부[面狀部]가 상기 촬상 소자와 마주 향하도록 매설된다. 상기 면 형상부는 상기 촬상 소자의 장착면의 윤곽보다 큰 직사각형 형상이다.
본 발명에 의하면, 절연부에서의 촬상 소자가 장착된 면의 변형에 기인하여 발생하는 기능 장해를 최대한 회피할 수 있는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 각 목적에 따른 특징과 효과는 이하의 설명과 첨부 도면에 의해 명백해진다.
도 1은 본 발명을 적용한 카메라 모듈(제1 실시 형태)의 종단면도(縱斷面圖).
도 2는 도 1에 도시한 면 형상부의 형태를 도시하는 도면.
도 3의 (A)는 도 1에 도시한 면 형상부의 변형예를 도시하는 도면, 도 3의 (B)는 도 1에 도시한 면 형상부의 다른 변형예를 도시하는 도면.
도 4는 도 1에 도시한 면 형상부의 또 다른 변형예를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명을 적용한 카메라 모듈(제2 실시 형태)의 종단면도.
도 6은 도 5에 도시한 면 형상부의 형태를 도시하는 도면.
도 7의 (A)는 도 5에 도시한 면 형상부의 변형예를 도시하는 도면, 도 7의 (B)는 도 5에 도시한 면 형상부의 다른 변형예를 도시하는 도면.
도 8은 도 5에 도시한 면 형상부의 또 다른 변형예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명을 적용한 카메라 모듈(제3 실시 형태)의 종단면도.
도 10은 도 9에 도시한 면 형상부의 형태를 도시하는 도면.
도 11의 (A)는 도 9에 도시한 면 형상부의 변형예를 도시하는 도면, 도 11의 (B)는 도 9에 도시한 면 형상부의 다른 변형예를 도시하는 도면.
도 12는 도 9에 도시한 면 형상부의 또 다른 변형예를 도시하는 도면.
《제1 실시 형태(도 1 내지 도 4)》
<도 1에 도시한 카메라 모듈의 구조>
도 1에 도시한 카메라 모듈은 카메라 기능을 발휘하기 위한 각종 디바이스 및 회로를 구비한 것으로, 기판(10)과 이에 설치된 광학(光學) 패키지(20)로 이루어지고, 전체가 대략 직방체(直方體) 형상을 이룬다. 참고로 도 1에 도시한 카메라 모듈의 치수 예를 설명하면, 길이 및 폭(도 1의 좌우 방향 치수)이 대략 8.5mm, 높이(도 1의 상하 방향 치수)가 대략 5mm이다.
기판(10)은 도 1에 도시한 바와 같이 전자 부품(14)이 매설된 그라운드 배선 겸용의 코어부(11)와, 코어부(11)의 두께 방향 일면(一面)(상면)에 설치되어 내부에 시그널 배선(12a) 및 그라운드 배선(12b) 등이 매설된 제1 절연부(12)와, 코어부(11)의 두께 방향 타면(他面)(하면)에 설치되어 내부에 시그널 배선(13a) 및 그라운드 배선(13b) 등이 매설된 제2 절연부(13)를 구비한다. 즉 기판(10)은 전자 부품(14)이 매설된 다층 구조의 기판이다.
코어부(11)에는 부품 수납용의 관통공(11a)과, 요부(凹部)(CP)의 일부를 구성하는 관통공(11b)과, 도체 비어 배치용의 관통공(11c)이 설치된다. 부품 수납용의 관통공(11a)에는 예컨대 콘덴서나 인덕터나 레지스터나 필터 칩이나 IC칩 등의 전자 부품(14)이 적절히 수납되고, 수납된 전자 부품(14)과 관통공(11a)의 극간(隙間)에는 절연재(11b)가 충전된다.
제1 절연부(12)의 내부에는 2차원적으로 패터닝된 시그널 배선(12a) 및 그라운드 배선(12b)과 단면 T자 형상의 도체 비어(도시 생략)가 매설된다. 또한 제2 절연부(13)의 내부에는 2차원적으로 패터닝된 시그널 배선(13a) 및 그라운드 배선(13b)과 단면 T자 형상의 도체 비어(13c)가 매설된다. 또한 제1 절연부(12) 및 제2 절연부(13)의 내부에는 제1 절연부(12)로부터 코어부(11)의 관통공(11c)을 통해서 제2 절연부(13)에 이르는 통 형상의 도체 비어(12c)가 매설된다. 또한 제1 절연부(12)의 표면(상면)과 제2 절연부(13)의 표면(하면)에는 단면 T자 형상의 도체 패드(12d)와 도체 패드(13d)가 각각 설치된다.
또한 제1 절연부(12)에는 코어부(11)의 관통공(11b)의 바로 위에 해당하는 위치에 요부(CP)의 타부(他部)를 구성하는 관통공(12e)이 설치된다. 이 관통공(12e)의 횡단(橫斷) 면적은 코어부(11)의 관통공(11b)의 횡단 면적보다 크고, 관통공(12e)의 중심선은 관통공(11b)의 중심선과 대략 일치한다. 즉 기판(10)의 표면(상면)에는 제1 절연부(12)의 관통공(12e)과 코어부(11)의 관통공(11b)에 의해 구성된 요부(CP)가 설치된다. 이 요부(CP)의 깊이는 촬상 소자(15)의 두께보다 크고, 요부(CP)의 저면(底面)(CPa)의 면적보다 개구(開口)(CPb)[기판(10)의 표면에서의 개구를 가리킨다]의 면적이 더 크고, 요부(CP)의 내벽(부호 없음)은 계단 형상의 단면 형상을 이룬다.
또한 요부(CP)의 저면(CPa), 즉 제2 절연부(13)의 표면(상면)에는 CMOS 이미지 센서나 CCD 이미지 센서 등의 촬상 소자(15)가 접착제를 이용하여 장착된다. 이 촬상 소자(15)는 표면(상면)의 중앙에 수광부(受光部)(15a)를 포함하고, 그 주위에 복수의 접속 패드(15b)를 포함한다. 전술한 바와 같이 요부(CP)의 깊이는 촬상 소자(15)의 두께보다 크기 때문에 요부(CP)의 저면(CPa)에 장착된 촬상 소자의 표면(상면)과 기판(10)의 표면(상면) 사이에는 공극(GA)이 존재한다. 또한 촬상 소자(15)의 접속 패드(15b)는 촬상 소자(15)의 표면(상면)과 기판(10)의 표면(상면) 사이에 존재하는 공극(GA)을 경유한 본딩 와이어(BW)에 의해 제1 절연부(12)의 도체 패드(12d)에 접속된다.
또한 촬상 소자(15)의 윤곽은 대략 직사각형[矩形]이며, 요부(CP)의 저면(CPa)의 윤곽[관통공(11b)의 횡단면형]과 개구(CPb)의 윤곽[관통공(12e)의 횡단면형]은 촬상 소자(15)의 윤곽과 비슷한 대략 직사각형이다. 촬상 소자(15)의 윤곽에 비해 요부(CP)의 저면(CPa)의 윤곽[관통공(11b)의 횡단면형]을 지나치게 크게 하면 카메라 모듈의 길이 및 폭(도 1의 좌우 방향 치수)이 불필요하게 증가하기 때문에, 저면(CPa)의 윤곽[관통공(11b)의 횡단면형]은 촬상 소자(15)의 삽입을 허용하는 최소의 치수로 이루어진다.
도 1에 따라서 추가로 설명하면, 코어부(11)는 구리나 동합금 등의 도전성 재료로 이루어지고, 그 두께는 예컨대 100μm 내지 400μm의 범위 내에 있다. 또한 절연재(11b)와 제1 절연부(12)와 제2 절연부(13)는 에폭시 수지나 폴리이미드나 비스말레이미드트리아진 수지나 이들에 이산화규소 등으로 이루어지는 보강 필러를 함유시킨 것 등의 합성 수지[열경화성뿐만 아니라 열가소성(熱可塑性)의 것도 사용 가능]로 이루어지고, 제1 절연부(12)와 제2 절연부(13)의 두께는 예컨대 30μm 내지 90μm의 범위 내에 있다. 또한 시그널 배선(12a 및 13a)와 그라운드 배선(12b 및 13b)과 도시를 생략한 도체 비어와 도체 비어(12c 및 13c)와 도체 패드(12d 및 13d)는 구리나 동합금 등의 도전성 재료로 이루어지고, 시그널 배선(12a 및 13a)과 그라운드 배선(12b 및 13b)의 두께는 예컨대 5μm 내지 25μm의 범위 내에 있다.
또한 제1 절연부(12)의 좌측의 도체 패드(12d)는 도체 비어(12c)를 개재하여 제2 절연부(13)의 왼쪽에서 세 번째의 도체 패드(12d)에 접속되고, 제1 절연부(12)의 우측의 도체 패드(12d)는 제1 절연부(12) 내의 시그널 배선(12a)에 접속되고, 제1 절연부(12) 내의 그라운드 배선(12b)은 그 비어부(부호 없음)를 통해서 코어부(11a)에 접속된다. 한편, 제2 절연부(13)의 왼쪽에서 첫 번째와 두 번째의 도체 패드(13d)는 제2 절연부(13) 내의 도체 비어(13c)를 개재하여 좌측의 전자 부품(14)의 단자(端子)에 각각 접속되고, 오른쪽에서 두 번째와 세 번째의 도체 패드(13d)는 제2 절연부(13) 내의 도체 비어(13c)를 개재하여 우측의 전자 부품(14)의 단자에 각각 접속되고, 오른쪽에서 첫 번째의 도체 패드(13d)는 제2 절연부(13) 내의 시그널 배선(13a)에 접속되고, 제2 절연부(13) 내의 그라운드 배선(13b)은 그 비어부(13b3)(도 2를 참조)를 통해서 코어부(11)에 접속된다.
여기서 도 2를 인용하여 제2 절연부(13)의 내부에 매설된 그라운드 배선(13b), 특히 면 형상부(13b2)의 형태에 대하여 설명한다. 도 2에 파선(破線)으로 도시한 바와 같이 그라운드 배선(13b)은 2개의 배선부(13b1) 사이에 개재하는 면 형상부(13b2)를 포함하고, 면 형상부(13b2)에 설치된 2개의 비어부(13b3)가 코어부(11)에 접속된다. 요컨대 면 형상부(13b2)는 그라운드 배선(13b)의 일부를 구성한다. 이 면 형상부(13b2)의 윤곽은 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽 및 요부(CP)의 저면(CPa)의 윤곽보다 큰 대략 직사각형이며, 면 형상부(13b2)는 촬상 소자(15)의 장착면(하면)과 대략 평행으로 마주 향해 있다. 상기 치수 예에 따라서 추가로 설명하면, 면 형상부(13b2)의 두께는 배선부(13b1)와 마찬가지이며, 예컨대 5μm 내지 25μm의 범위 내에 있고, 제2 절연부(13)의 표면(상면)과의 거리(깊이)는 예컨대 10μm 내지 30μm의 범위 내에 있다. 또한 면 형상부(13b2)가 그라운드 배선(13b)의 일부를 구성하기 때문에 면 형상부(13b2)의 영률(Young's modulus)[종탄성(縱彈性) 계수]은 제2 절연부(13)(합성 수지제 부분을 가리킨다)의 영률보다 높은 수치다. 이 면 형상부(13b2)는 제2 절연부(13)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하는 역할을 다한다. 도 2에는 비어부(13b3)의 수를 2개로 한 것을 도시하였지만, 가능한 한 많은 비어부(13b3)를 면 형상부(13b2)에 설치하여 코어부(11)에 접속하는 것이 바람직하다.
한편, 광학 패키지(20)는 도 1에 도시한 바와 같이 렌즈 유닛(21)과, 렌즈 유닛(21)의 주위에 배치된 오토 포커스용 액츄에이터(22)와, 렌즈 유닛(21)의 하측에 배치된 필터 유닛(23)과, 렌즈 유닛(21), 액츄에이터(22) 및 필터 유닛(23)을 포함하는 케이스(24)를 구비한다.
렌즈 유닛(21)은 복수(도면에는 2개)의 렌즈(21a)와, 렌즈(21a)의 주위를 둘러싸는 통 형상 홀더(21b)를 포함한다. 오토 포커스용 액츄에이터(22)는 예컨대 가동 코일 및 고정 영구 자석을 구비한 것이며, 가동 코일에 입력되는 구동(驅動) 신호에 기초하여 렌즈 유닛(21)을 상하 방향으로 이동시켜서 초점 맞추기를 수행한다. 필터 유닛(23)은 IR 컷 필터 등의 광학 필터(23a)와, 광학 필터(23a)의 주위를 둘러싸는 환 형상 홀더(23b)를 포함한다. 케이스(24)는 외관이 대략 직방체 형상을 이루고, 그 내측에 배치된 렌즈 유닛(21), 액츄에이터(22) 및 필터 유닛(23)을 덮는다. 이 케이스(24)는 렌즈(21a) 및 광학 필터(23a)가 기판(10)의 촬상 소자(15)의 바로 위에 위치하도록 감합(嵌合) 접착 등의 결합 수법에 의해 기판(10)에 설치되고, 도시를 생략한 단자를 개재하여 기판(10)에 구축된 회로에 전기적으로 접속된다.
<도 1에 도시한 카메라 모듈에 의해 얻어지는 효과>
(E11)
도 1에 도시한 카메라 모듈은 기판(10)의 제2 절연부(13)의 내부에 상기 제2 절연부(13)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하기 위한 면 형상부(13b2)가 제2 절연부(13)의 표면(상면)에 장착된 촬상 소자(15)와 마주 향하도록 매설된다. 따라서 휴대 전화나 스마트 폰 등의 모바일 기기에 구비된 카메라 모듈의 기판(10), 특히 촬상 소자(15)가 장착된 제2 절연부(13)에 낙하 충격이나 열 충격 등에 따른 응력이 전파해도 상기 응력에 의해 제2 절연부(13)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면이 휘어지거나 비틀어지는 등의 변형이 발생하는 것을 면 형상부(13b2)에 의해 억제하고, 상기 변형에 기인하여 예컨대 촬상 소자(15)와 렌즈(21a)에 광축 어긋남이 발생하여 화상이 치우치거나 흐트러지는 등의 기능 장해가 발생하는 것을 회피할 수 있다.
(E12)
도 1에 도시한 카메라 모듈은 면 형상부(13b2)가 촬상 소자(15)의 장착면(하면)과 대략 평행으로 마주 향하고, 또한 면 형상부(13b2)의 영률이 제2 절연부(13)(합성 수지제 부분을 가리킨다)의 영률보다 높은 수치다. 따라서 제2 절연부(13)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면에 대한 변형 억제 작용을 보다 정확하게 발휘하고, 전술한 기능 장해 발생을 보다 확실하게 회피할 수 있다.
(E13)
도 1에 도시한 카메라 모듈은 면 형상부(13b2)가 그라운드 배선(13b)과 마찬가지의 도전성 재료로 이루어지고, 상기 면 형상부(13b2)가 그라운드 배선(13b)의 일부를 구성한다. 따라서 제2 절연부(13)의 내부에 그라운드 배선(13b)을 패터닝할 때에 면 형상부(13b2)를 동시에 제작할 수 있기 때문에 면 형상부(13b2)의 제작에 비용이 들지 않는다.
(E14)
도 1에 도시한 카메라 모듈은 기판(10)의 표면(상면)에 촬상 소자(15)의 두께보다 큰 깊이를 가지는 요부(CP)가 설치되고, 촬상 소자(15)가 그 표면(상면)과 기판(10)의 표면(상면) 사이에 공극(GA)이 존재하도록 요부(CP)의 저면(CPa)에 장착된다. 따라서 촬상 소자(15)의 수광부(15a)와 렌즈(21a) 사이에 최소 초점 거리에 대응하는 간격CL(도 1을 참조)을 확보해야 하는 경우에도 렌즈(21a)를 기판(10)의 표면(상면)에 근접시켜서 배치할 수 있고, 이에 의해 카메라 모듈의 높이를 저감하여 박형화에 공헌할 수 있다.
<면 형상부의 변형예>
(M11)
도 2에는 면 형상부(13b2)에 배선부(13b1) 및 비어부(13b3)가 부대(附帶)된 것을 도시하였지만, 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이 배선부(13b1)를 배제한 경우에도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(M12)
도 2에는 면 형상부(13b2)의 윤곽이 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 큰 것을 도시하였지만, 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이 면 형상부(13b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도, 또한 도 3의 (A)에 도시한 면 형상부(13b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 물론, 면 형상부(13b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E11 내지 E14와 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M13)
도 2에는 면 형상부(13b2)가 도체 비어(13b3)를 통해서 코어부(11)에 접속된 것을 도시하였지만, 도 4에 도시한 바와 같이 도체 비어(13b3)를 배제한 경우에도, 또한 도 3의 (B)에 도시한 것으로부터 도체 비어(13b3) 및 직사각형 형상 장출(張出) 부분을 배제한 경우에도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 이 도체 비어(13b3)를 배제하는 경우에 관해서는 면 형상부(13b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E11 내지 E14와 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M14)
도시를 생략하였지만, 도 2에 도시한 도면으로부터 배선부(13b1) 및 도체 비어(13b3)를 배제한 면 형상부(13b2)만, 즉 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(13b2)만을 매설한 경우에도, 또한 상기 면 형상부(13b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도, 요컨대 면 형상부(13b2)가 제2 절연부(13)에 매설된 그라운드 배선 등과 비접촉으로 고립해도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 이 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(13b2)만을 매설하는 경우에 관해서는 면 형상부(13b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E11 내지 E14와 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M15)
도시를 생략하였지만, 상기 M14에서 설명한 바와 같은 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(13b2)만을 매설하는 경우에는 상기 면 형상부(13b2)의 재료는 반드시 도전성 재료일 필요는 없다. 예컨대 제2 절연부(13)(합성 수지 부분을 가리킨다)의 영률보다 영률이 높은 수치인 세라믹스나 유리 등의 비도전성 재료로 이루어지는 면 형상부의 상당수를 제2 절연부(13)의 내부에 매설해도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(M16)
도시를 생략하였지만, 도 2에 도시한 면 형상부(13b2) 및 상기 M11 내지 M15에서 설명한 면 형상부(13b2)는 제2 절연부(13)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하는 역할을 다할 수 있는 것이라면 시그널 배선을 통과시키기 위한 슬릿이나 도체 비어를 배치하기 위한 관통공을 포함하는 것이어도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
<다른 변형예>
도 1 및 도 4에는 기판(10)의 코어부(11)가 도전성 재료로 이루어지는 것을 도시하였지만, 코어부(11)가 예컨대 합성 수지나 세라믹스 등의 비도전성 재료로 이루어지는 경우에도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 코어부(11) 및 절연재(11b)가 단일 층 형상 절연재로 이루어지는 경우, 바꿔 말하면 전자 부품(14)이 단일 층 형상 절연재 중에 매설되는 기판 구조이어도 상기 E11 내지 E14와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
《제2 실시 형태(도 5 내지 도 8)》
<도 5에 도시한 카메라 모듈의 구조>
도 5에 도시한 카메라 모듈과 도 1에 도시한 카메라 모듈(제1 실시 형태)의 구조적 차이점은,
·기판(10)으로부터 요부(CP)를 배제한 점
·기판(10)의 제1 절연부(12)의 표면(상면)에 촬상 소자(15)를 장착한 점
·제1 절연부(12)의 내부에 도 1에 도시한 그라운드 배선(13b)의 대용이 되는 그라운드 배선(12f)을 매설한 점
에 있다. 도 5에는 도시의 편의상, 코어부(11)의 중앙 부분에 전자 부품(14)이 매설되지 않은 것을 도시하였지만, 실제로는 상기 중앙 부분에도 다른 전자 부품(14)이 매설된다. 참고로 도 5에 도시한 카메라 모듈의 치수 예를 설명하면, 길이 및 폭(도 5의 좌우 방향 치수)이 대략 8.5mm, 높이(도 5의 상하 방향 치수)가 대략 7mm이다.
여기서 도 6을 인용하여 제1 절연부(12)의 내부에 매설된 그라운드 배선(12f), 특히 면 형상부(12f2)의 형태에 대하여 설명한다. 도 6에 파선으로 도시한 바와 같이 그라운드 배선(12f)은 2개의 배선부(12f1) 사이에 개재하는 면 형상부(12f2)를 포함하고, 면 형상부(12f2)에 설치된 2개의 비어부(12f3)가 코어부(11)에 접속된다. 요컨대 면 형상부(12f2)는 그라운드 배선(12f)의 일부를 구성한다. 이 면 형상부(12f2)의 윤곽은 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽[2점 쇄선(鎖線)을 참조]보다 큰 대략 직사각형이며, 면 형상부(12f2)는 촬상 소자(15)의 장착면(하면)과 대략 평행으로 마주 향해 있다. 상기 치수 예에 따라서 추가로 설명하면, 면 형상부(12f2)의 두께는 배선부(12f1)와 마찬가지이며, 예컨대 5μm 내지 25μm의 범위 내에 있고, 제1 절연부(12)의 표면(상면)과의 거리(깊이)는 예컨대 10μm 내지 30μm의 범위 내에 있다. 또한 면 형상부(12f2)가 그라운드 배선(12f)의 일부를 구성하기 때문에 면 형상부(12f2)의 영률(종탄성 계수)은 제1 절연부(12)(합성 수지제 부분을 가리킨다)의 영률보다 높은 수치다. 이 면 형상부(12f2)는 제1 절연부(12)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하는 역할을 다한다. 도 6에는 비어부(12f3)의 개수를 2개로 한 것을 도시하였지만, 가능한 한 많은 비어부(12f3)를 면 형상부(12f2)에 설치하여 코어부(11)에 접속하는 것이 바람직하다.
<도 5에 도시한 카메라 모듈에 의해 얻어지는 효과>
(E21)
도 5에 도시한 카메라 모듈은 기판(10)의 제1 절연부(12)의 내부에 상기 제1 절연부(12)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하기 위한 면 형상부(12f2)가 제1 절연부(12)의 표면(상면)에 장착된 촬상 소자(15)와 마주 향하도록 매설된다. 따라서 휴대 전화나 스마트 폰 등의 모바일 기기에 구비된 카메라 모듈의 기판(10), 특히 촬상 소자(15)가 장착된 제1 절연부(12)에 낙하 충격이나 열 충격 등에 따른 응력이 전파해도 상기 응력에 의해 제1 절연부(12)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면이 휘어지거나 비틀어지는 등의 변형이 발생하는 것을 면 형상부(12f2)에 의해 억제하고, 상기 변형에 기인하여 예컨대 촬상 소자(15)와 렌즈(21a)에 광축 어긋남이 발생하여 화상이 치우치거나 흐트러지는 등의 기능 장해가 발생하는 것을 회피할 수 있다.
(E22)
도 5에 도시한 카메라 모듈은 면 형상부(12f2)가 촬상 소자(15)의 장착면(하면)과 대략 평행으로 마주 향하고, 또한 면 형상부(12f2)의 영률이 제1 절연부(12)(합성 수지제 부분을 가리킨다)의 영률보다 높은 수치다. 따라서 제1 절연부(12)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면에 대한 변형 억제 작용을 보다 정확하게 발휘하고, 전술한 기능 장해 발생을 보다 확실하게 회피할 수 있다.
(E23)
도 5에 도시한 카메라 모듈은 면 형상부(12f2)가 그라운드 배선(12f)과 마찬가지의 도전성 재료로 이루어지고, 상기 면 형상부(12f2)가 그라운드 배선(12f)의 일부를 구성한다. 따라서 제1 절연부(12)의 내부에 그라운드 배선(12f)을 패터닝할 때에 면 형상부(12f2)를 동시에 제작할 수 있기 때문에 면 형상부(12f2)의 제작에 비용이 들지 않는다.
<면 형상부의 변형예>
(M21)
도 6에는 면 형상부(12f2)에 배선부(12f1) 및 비어부(12f3)가 부대된 것을 도시하였지만, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이 배선부(12f1)를 배제한 경우에도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(M22)
도 6에는 면 형상부(12f2)의 윤곽이 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 큰 것을 도시하였지만, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이 면 형상부(12f2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도, 또한 도 7의 (A)에 도시한 면 형상부(12f2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 물론, 면 형상부(12f2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E21 내지 E23과 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M23)
도 6에는 면 형상부(12f2)가 도체 비어(12f3)를 통해서 코어부(11)에 접속된 것을 도시하였지만, 도 8에 도시한 바와 같이 도체 비어(12f3)를 배제한 경우에도, 또한 도 7의 (B)에 도시한 것으로부터 도체 비어(12f3) 및 직사각형 형상 장출 부분을 배제한 경우에도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 이 도체 비어(12f3)를 배제하는 경우에 관해서는 면 형상부(12f2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E21 내지 E23과 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M24)
도시를 생략하였지만, 도 6에 도시한 것으로부터 배선부(12f1) 및 도체 비어(12f3)를 배제한 면 형상부(12f2)만, 즉 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(12f2)만을 매설한 경우에도, 또한 상기 면 형상부(12f2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도, 요컨대 면 형상부(12f2)가 제1 절연부(12)에 매설된 그라운드 배선 등과 비접촉으로 고립해도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 이 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(12f2)만을 매설하는 경우에 관해서는 면 형상부(12f2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E21 내지 E23과 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M25)
도시를 생략하였지만, 상기 M24에서 설명한 바와 같은 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(12f2)만을 매설하는 경우에는 상기 면 형상부(12f2)의 재료는 반드시 도전성 재료일 필요는 없다. 예컨대 제1 절연부(12)(합성 수지 부분을 가리킨다)의 영률보다 영률이 높은 수치인 세라믹스나 유리 등의 비도전성 재료로 이루어지는 면 형상부의 상당수를 제1 절연부(12)의 내부에 매설해도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(M26)
도시를 생략하였지만, 도 6에 도시한 면 형상부(12f2) 및 상기 M21 내지 M25에서 설명한 면 형상부(12f2)는 제1 절연부(12)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하는 역할을 다할 수 있는 것이라면 시그널 배선을 통과시키기 위한 슬릿이나 도체 비어를 배치하기 위한 관통공을 포함하는 것이어도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
<다른 변형예>
도 5 및 도 8에는 기판(10)의 코어부(11)가 도전성 재료로 이루어지는 것을 도시하였지만, 코어부(11)가 예컨대 합성 수지나 세라믹스 등의 비도전성 재료로 이루어지는 경우에도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 코어부(11) 및 절연재(11b)가 단일의 층 형상 절연재로 이루어지는 경우, 바꿔 말하면, 전자 부품(14)이 단일의 층 형상 절연재 중에 매설되는 기판 구조이어도 상기 E21 내지 E23과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
《제3 실시 형태(도 9 내지 도 12)》
<도 9에 도시한 카메라 모듈의 구조>
도 9에 도시한 카메라 모듈과 도 1에 도시한 카메라 모듈(제1 실시 형태)의 구조적 차이점은,
·기판(10)을 전자 부품(14)이 매설되지 않은 다층 구조의 기판(30)으로 치환한 점
·기판(30)의 절연부(11)의 표면(상면)에 설치된 도체 패드(31d)에 전자 부품(14)을 실장(實裝)한 점
·기판(30)의 절연부(31)의 표면(상면)에 촬상 소자(15)를 장착한 점
·절연부(31)의 내부에 도 1에 도시한 그라운드 배선(13b)의 대용이 되는 그라운드 배선(31b)을 매설한 점
에 있다. 참고로 도 9에 도시한 카메라 모듈의 치수 예를 설명하면, 길이 및 폭(도 9의 좌우 방향 치수)이 대략 8.5mm, 높이(도 9의 상하 방향 치수)가 대략 7mm이다.
기판(30)은 도 9에 도시한 바와 같이 표면측(상면측)에 전자 부품(14)과 촬상 소자(15)가 설치되고, 또한 내부에 시그널 배선(31a) 및 그라운드 배선(31b) 등이 매설된 절연부(31)를 구비한다. 즉 기판(30)은 전자 부품(14)이 매설되지 않은 다층 구조의 기판이다.
절연부(31)의 내부에는 2차원적으로 패터닝된 시그널 배선(31a) 및 그라운드 배선(31b)과 단면 T자 형상의 도체 비어(31c)가 매설된다. 또한 절연부(31)의 표면[상면과 하면의 양방(兩方)]에는 단면 T자 형상의 도체 패드(31d)와 도체 패드(31e)가 각각 설치된다.
도 9에 따라서 추가로 설명하면, 절연부(31)는 에폭시 수지나 폴리이미드나 비스말레이미드트리아진 수지나 이들에 이산화규소 등으로 이루어지는 보강 필러를 함유시킨 것 등의 합성 수지(열경화성뿐만 아니라 열가소성의 것도 사용 가능)로 이루어지고, 그 두께는 예컨대 50μm 내지 150μm의 범위 내에 있다. 또한 시그널 배선(31a)과 그라운드 배선(31b)과 도체 비어(31c)와 도체 패드(31d 및 31e)는 구리나 동합금 등의 도전성 재료로 이루어지고, 시그널 배선(31a)과 그라운드 배선(31b)의 두께는 예컨대 5μm 내지 25μm의 범위 내에 있다.
또한 좌측의 전자 부품(14)은 그 단자를 납땜 등의 접합 재료를 개재하여 왼쪽에서 첫 번째와 두 번째의 도체 패드(31d)에 각각 접속되고, 우측의 전자 부품(14)은 그 단자를 납땜 등의 접합 재료를 개재하여 오른쪽에서 첫 번째와 두 번째의 도체 패드(31d)에 각각 접속된다. 촬상 소자(15)는 절연부(31)의 표면(상면)에 접착제를 이용하여 장착되고, 촬상 소자(15)의 접속 패드(15b)는 본딩 와이어(BW)를 개재하여 왼쪽에서 세 번째와 네 번째의 도체 패드(31d)에 접속된다.
또한 왼쪽에서 첫 번째의 도체 패드(31d)는 절연부(31) 내의 도체 비어(31c)를 개재하여 절연부(31) 내의 시그널 배선(31a)에 접속되고, 왼쪽에서 두 번째의 도체 패드(31d)는 절연부(31) 내의 도체 비어(31c)를 개재하여 왼쪽에서 첫 번째의 도체 패드(31e)에 접속되고, 왼쪽에서 세 번째의 도체 패드(31d)는 절연부(31) 내의 도체 비어(31c)를 개재하여 왼쪽에서 두 번째의 도체 패드(31e)에 접속된다. 오른쪽에서 첫 번째의 도체 패드(31d)는 절연부(31) 내의 도체 비어(31c)를 개재하여 오른쪽에서 첫 번째의 도체 패드(31e)에 접속되고, 오른쪽에서 두 번째와 세 번째의 도체 패드(31d)는 절연부(31) 내의 시그널 배선(31a)에 접속된다. 절연부(31) 내의 그라운드 배선(31b)은 그 비어부(31b3)(도 10을 참조)를 통해서 절연부(31) 내의 도체 비어(31c)에 접속되고 상기 도체 비어(31c)는 왼쪽에서 세 번째의 도체 패드(31e)에 접속되는 것과 함께, 별도의 비어부(31b3)(도 10을 참조)를 통해서 절연부(31) 내가 다른 그라운드 배선(31b)에 접속된다.
여기서 도 10을 인용하여 절연부(31)의 내부에 매설된 그라운드 배선(31b), 특히 면 형상부(31b2)의 형태에 대하여 설명한다. 도 10에 파선으로 도시한 바와 같이 그라운드 배선(31b)은 2개의 배선부(31b1) 사이에 개재하는 면 형상부(31b2)를 포함하고, 면 형상부(31b2)에 설치된 2개의 비어부(31b3)가 도체 비어(31c)와 다른 그라운드 배선(31b)에 접속된다. 요컨대 면 형상부(31b2)는 그라운드 배선(31b)의 일부를 구성한다. 이 면 형상부(31b2)의 윤곽은 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽(2점 쇄선을 참조)보다 큰 대략 직사각형이며, 면 형상부(31b2)는 촬상 소자(15)의 장착면(하면)과 대략 평행으로 마주 향해 있다. 상기 치수 예에 따라서 추가로 설명하면, 면 형상부(31b2)의 두께는 배선부(31b1)와 마찬가지이며, 예컨대 5μm 내지 25μm의 범위 내에 있고, 절연부(31)의 표면(상면)과의 거리(깊이)는 예컨대 10μm 내지 30μm의 범위 내에 있다. 또한 면 형상부(31b2)가 그라운드 배선(31b)의 일부를 구성하기 때문에 면 형상부(31b2)의 영률(종탄성 계수)은 절연부(31)(합성 수지제 부분을 가리킨다)의 영률보다 높은 수치다. 이 면 형상부(31b2)는 절연부(31)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하는 역할을 다한다. 도 10에는 비어부(31b3)의 개수를 2개로 한 것을 도시하였지만, 가능한 한 많은 비어부(31b3)를 면 형상부(31b2)에 설치하여 도체 비어(31c)와 다른 그라운드 배선(31b)에 접속하는 것이 바람직하다.
<도 9에 도시한 카메라 모듈에 의해 얻어지는 효과>
(E31)
도 9에 도시한 카메라 모듈은 기판(30)의 절연부(31)의 내부에 상기 절연부(31)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하기 위한 면 형상부(31b2)가 절연부(31)의 표면(상면)에 장착된 촬상 소자(15)와 마주 향하도록 매설된다. 따라서 휴대 전화나 스마트 폰 등의 모바일 기기에 구비된 카메라 모듈의 기판(30), 특히 촬상 소자(15)가 장착된 절연부(31)에 낙하 충격이나 열 충격 등에 따른 응력이 전파해도 상기 응력에 의해 절연부(31)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면이 휘어지거나 비틀어지는 등의 변형이 발생하는 것을 면 형상부(31b2)에 의해 억제하고, 상기 변형에 기인하여 예컨대 촬상 소자(15)와 렌즈(21a)에 광축 어긋남이 발생하여 화상이 치우치거나 흐트러지는 등의 기능 장해가 발생하는 것을 회피할 수 있다.
(E32)
도 9에 도시한 카메라 모듈은 면 형상부(31b2)가 촬상 소자(15)의 장착면(하면)과 대략 평행으로 마주 향하고, 또한 면 형상부(31b2)의 영률이 절연부(31)(합성 수지제 부분을 가리킨다)의 영률보다 높은 수치다. 따라서 절연부(31)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면에 대한 변형 억제 작용을 보다 정확하게 발휘하고, 전술한 기능 장해 발생을 보다 확실하게 회피할 수 있다.
(E33)
도 9에 도시한 카메라 모듈은 면 형상부(31b2)가 그라운드 배선(31b)과 마찬가지의 도전성 재료로 이루어지고, 상기 면 형상부(31b2)가 그라운드 배선(31b)의 일부를 구성한다. 따라서 절연부(31)의 내부에 그라운드 배선(31b)을 패터닝할 때에 면 형상부(31b2)를 동시에 제작할 수 있기 때문에 면 형상부(31b2)의 제작에 비용이 들지 않는다.
<면 형상부의 변형예>
(M31)
도 10에는 면 형상부(31b2)에 배선부(31b1) 및 비어부(31b3)가 부대된 것을 도시하였지만, 도 11의 (A)에 도시한 바와 같이 배선부(31b1)를 배제한 경우에도 상기 E31 내지 E33과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(M32)
도 10에는 면 형상부(31b2)의 윤곽이 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 큰 것을 도시하였지만, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같이 면 형상부(31b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도, 또한 도 11의 (A)에 도시한 면 형상부(31b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도 상기 E31 내지 E33과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 물론, 면 형상부(31b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E31 내지 E33과 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M33)
도 10에는 면 형상부(31b2)가 도체 비어(31b3)를 통해서 도체 비어(31c)와 다른 그라운드 배선(31b)에 접속된 것을 도시하였지만, 도 12에 도시한 바와 같이 도체 비어(31b3)를 배제한 경우에도, 또한 도 11의 (B)에 도시한 것으로부터 도체 비어(31b3) 및 직사각형 형상 장출 부분을 배제한 경우에도 상기 E31 내지 E33과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 이 도체 비어(31b3)를 배제하는 경우에 관해서는 면 형상부(31b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E31 내지 E33과 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M34)
도시를 생략하였지만, 도 10에 도시한 것으로부터 배선부(31b1) 및 도체 비어(31b3)를 배제한 면 형상부(31b2)만, 즉 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(31b2)만을 매설한 경우에도, 또한 상기 면 형상부(31b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽과 대략 일치시킨 경우에도 요컨대 면 형상부(31b2)가 절연부(31)에 매설된 그라운드 배선 등과 비접촉으로 고립해도 상기 E31 내지 E33과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 이 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(31b2)만을 매설하는 경우에 관해서는 면 형상부(31b2)의 윤곽을 촬상 소자(15)의 장착면(하면)의 윤곽보다 다소 작게 해도 상기 E31 내지 E33과 대략 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
(M35)
도시를 생략하였지만, 상기 M24에서 설명한 바와 같은 그라운드 배선이 되지 않는 단순한 면 형상부(31b2)만을 매설하는 경우에는 상기 면 형상부(31b2)의 재료는 반드시 도전성 재료일 필요는 없다. 예컨대 절연부(31)(합성 수지 부분을 가리킨다)의 영률보다 연부(31)의 내부에 매설해도 상기 E31 내지 E33과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(M36)
도시를 생략하였지만, 도 10에 도시한 면 형상부(31b2) 및 상기 M31 내지 M35에서 설명한 면 형상부(31b2)는 절연부(31)에서의 촬상 소자(15)가 장착된 면의 변형을 억제하는 역할을 달성할 수 있는 것이라면 시그널 배선을 통과시키기 위한 슬릿이나 도체 비어를 배치하기 위한 관통공을 포함하는 것이어도 상기 E31 내지 E33과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
10: 기판 11: 코어부
12: 제1 절연부 12a: 시그널 배선
12b: 그라운드 배선 12f: 그라운드 배선
12f2: 면 형상부 13: 제2 절연부
13a: 시그널 배선 13b: 그라운드 배선
13b2: 면 형상부 14: 전자 부품
15: 촬상 소자 20: 광학 패키지
21: 렌즈 유닛 21a: 렌즈
22: 오토 포커스용 액츄에이터 23: 필터 유닛
24: 케이스 30: 기판
31: 절연부 31a: 시그널 배선
31b: 그라운드 배선 31b2: 면 형상부

Claims (7)

  1. 기판의 절연부에 장착된 촬상(撮像) 소자(素子)와 상기 촬상 소자 상에 위치하도록 배치된 렌즈를 구비한 카메라 모듈로서,
    상기 기판의 절연부의 내부에 상기 절연부에서의 상기 촬상 소자가 장착된 면의 변형을 억제하기 위한 면 형상부가 상기 촬상 소자와 마주 향하도록 매설되고, 상기 면 형상부는 상기 촬상 소자의 장착면의 윤곽보다 큰 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 면 형상부는 상기 촬상 소자의 장착면과 실질적으로 평행으로 마주 향해 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 면 형상부의 영률은 상기 절연부의 영률보다 높은 수치인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 면 형상부는 도전성 재료로 이루어지고, 상기 면 형상부는 상기 절연부에 매설된 배선의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 면 형상부는 도전성 재료로 이루어지고, 상기 면 형상부는 상기 절연부에 매설된 배선과 비접촉으로 고립하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 면 형상부는 비도전성 재료로 이루어지고, 상기 면 형상부는 상기 절연부에 매설된 배선과 비접촉으로 고립하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 전자 부품이 매설된 다층 구조의 기판이며, 상기 기판은 상기 촬상 소자가 장착되는 상기 절연부를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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