KR101567067B1 - 카메라모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예는 카메라모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예는 웨이퍼 광학 소자로서 제작된 WLO와, 상기 WLO를 통한 광신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서와, 카메라모듈의 하우징인 홀더와, 회로패턴이 형성되어 상기 이미지센서에서 변환된 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판을 포함하며, 상기 기판의 외곽부분이 걸림턱 형상으로 형성되어, 상기 홀더의 하부단이 상기 걸림턱에 안착되는 구조를 갖는다.

카메라모듈, 기판, 홀더, WLO, COB, COF, 웨이퍼

Description

카메라모듈{Camera module}

본 발명의 실시 예는 카메라모듈에 관한 것이다.

웨이퍼 공정에 의해 제작되는 다양한 웨이퍼 소자가 있는데, 예컨대, 카메라모듈의 렌즈 광학 소자의 역할을 하는 WLO(Wafer Level Optic)가 있다. 상기 WLO는 제조 후 포커싱 공정 필요없이 웨이퍼 레벨 상에서 렌즈 광학 소자로서 제조된다.

도 1 및 도 2는 광학 소자로서 WLO를 사용하는 카메라모듈의 단면도를 도시한 그림으로서, 도 1은 이미지센서를 와이어 본딩하여 제조하는 COB(Chip on Board) 공법에 의해 제조되는 카메라모듈을 도시한 그림이고, 도 2는 CSP(Chip Scale Package) 공법에 의해 제조되는 카메라모듈을 도시한 그림이다.

도 1을 살펴보면, 회로 패턴이 형성된 기판(10)에 이미지센서(20)가 에폭시와 같은 접착제에 의해 부착되고, 이미지센서(20)상의 패드와 기판(10)은 신호 교환하기 위해 와이어(11) 본딩되어 전기적 연결되며, 이미지센서 위에 WLO(30)가 안착된다.

한편, 도 2를 살펴보면, 웨이퍼를 이용한 WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package)의 이미지센서 패키지(21)로서 제작되는 경우, 완료된 이미지센서 패키 지(21) 위에 WLO(30)가 안착된다.

도 1 및 도 2와 같이 와이어 본딩 또는 이미지센서 패키지에 의해 제작된 이미지센서 위에 WLO가 안착된 후에는, 하우징인 홀더(40)가 마운팅되어 제작 완료된다.

그러나, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 홀더(40)가 기판 또는 이미지센서 패키지의 외곽부분에 접착되는 형태를 가져, 홀더와의 접촉 면적에 의해 낙하 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

특히, 무선감도를 개선하기 위하여 금속 홀더를 적용할 경우에는 전도성 에폭시(epoxy)량 및 접촉 면적에 의해 낙하 신뢰성 저하되는 문제가 있다. 또한, 접촉면의 구조 문제로 인해 미세먼지(dust)가 유입될 우려가 있다.

본 발명의 실시 예는 낙하신뢰성 향상 및 미세먼지 유입을 방지할 수 있도록 하는 홀더와 기판간의 결합 구조를 갖는 카메라모듈에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예는 웨이퍼 광학 소자로서 제작된 WLO와, 상기 WLO를 통한 광신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서와, 카메라모듈의 하우징인 홀더와, 회로패턴이 형성되어 상기 이미지센서에서 변환된 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판을 포함하며, 상기 기판의 외곽부분이 걸림턱 형상으로 형성되어, 상기 홀더의 하부단이 상기 걸림턱에 안착되는 구조를 갖는다.

상기 기판은 상기 이미지센서의 촬상 영역에 대응되는 개구부가 형성되어 있어 상기 이미지센서의 패드에 연결되어 본체로 전기적 신호를 전달한다.

상기 기판은 하부의 이미지센서를 수용하도록 꺽임쇠 형상을 갖는 포켓부를 포함하며, 상기 포켓부의 외곽부분이 걸림턱 형상으로 형성된다.

상기 기판의 개구부 둘레에서 상부로 돌출되는 구조로 형성되어 상기 WLO가 안착되어 좌우 흔들리지 않게 하는 돌출단을 더 포함한다.

본 발명의 실시 예는 기판의 외곽부분에 형성된 걸림턱에 홀더를 안착시킴으로써, 홀더 가이드 역할을 하도록 하며 낙하 신뢰성을 향상시키는 효과를 가질 수 있다. 또한, 걸림턱 표면의 그라운드 처리로 인해 무선감도를 향상시킬 수 있으며, 외부의 미세먼지 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

본 발명은 포커싱 공정 필요없이 웨이퍼 레벨 상에서 렌즈의 광학 소자로서 제조된 WLO(Wafer Level Optic)를 카메라모듈에 적용하여 제조할 때, 홀더가 얹혀지는 기판의 외곽부분을 걸림턱 구조로 형성되도록 한다.

이렇게 형성된 기판의 걸림턱에 홀더를 안착시킴으로써, 접촉면이 안정되어 낙하신뢰성을 향상시키며, 아울러 홀더가 기판을 감싸는 구조를 가져 미세먼지(dust)의 유입을 막을 수 있다.

이하에서는, 이러한 특징에 대하여 COB 공법의 카메라모듈에서의 기판 형상 모습을 도 3과 함께 설명하고, 또한, COF 공법의 카메라모듈에서의 기판 형상 모습을 도 4와 함께 설명한다. 이밖에 다른 공법으로 적용되는 카메라모듈에 있어서도, 기판과 홀더가 결합되는 경우에 있어서 본 발명은 마찬가지로 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 COB 공법에 의해 제조되는 카메라모듈의 단면도를 도시한 그림이다.

COB(Chip on Board) 공법의 카메라모듈은, 이미지센서, 기판, WLO, 홀더를 가지는 상태에서 이미지센서가 기판 위에 놓여져서 와이어 본딩 연결되어 기판의 비어홀을 통해 본체로 이미지센서의 신호가 전달된다.

렌즈 광학 소자인 역할을 하는 WLO(30;Wafer Level Optic)의 하부에는 이미지센서(20)가 놓여져 있으며, 이미지센서(20)는 WLO(30)를 통해 들어오는 광영상을 전기적 신호로 변환한다.

기판(10)에는 회로 패턴이 형성되며, 기판(10)과 이미지센서(20)는 와이어 본딩 처리되어 연결된다. 이미지센서의 신호는 기판에 본딩된 와이어를 거쳐 기판의 비아홀을 통해 본체의 메인 기판으로 신호를 전달한다.

기판(10)의 외곽부분은 'ㄴ' 형태의 걸림턱(50)으로 형성된다. 기판의 외곽부분을 걸림턱 형태로 파인 단차 구조로 하기 위해서는, 걸림턱 단차를 형성하기 쉬운 재질의 기판으로서 제작됨이 바람직하다.

예컨대, 기존의 기판의 경우는 FR4와 같은 글라스 에폭시 재질로서 제작되기 때문에 재질의 특성상 기판의 외곽부분을 걸림턱 형상으로 단차지게 하기 어려움이 있다. 따라서 본 발명에서는 기판의 외곽부분을 걸림턱(50) 형상으로 쉽게 제작되도록 하기 위하여, 단차 형성이 쉬운 세라믹(ceramic) 재질의 기판을 이용한다.

한편, 기판(10)과 이미지센서(20)간에 와이어(11) 본딩이 이루어지고, 이미지센서 상부에 WLO가 위치한 상태에서, 카메라모듈의 하우징인 금속 재질의 홀더(40)가 기판(10)에 올려진다.

이때, 홀더(40)는 기판의 외곽부분에 형성된 걸림턱(50)에 올려진다.

홀더(40)가 기판(10)의 걸림턱(50)에 얹혀지는 구조를 가짐으로써, 홀더(40) 가 기판과 밑면뿐만 아니라 옆면도 접촉이 되기 때문에 낙하신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 홀더 마운트(mount) 시에 가이드 홀(guide hole)이 필요치 않게 된다.

또한, 기판의 걸림턱 표면 전체를 그라운드(51) 처리하여, 즉, 걸림턱의 밑면 뿐만 아니라 옆면도 그라운드(51) 처리하여, 홀더(40)와 기판(10)과의 접촉면이 넓어져서 무선감도를 향상시킬 수 있다. 홀더(40)는 금속 재질로 되어 있어, 외부로부터 홀더로 전해지는 정전하를 그라운드(51)로 처리함으로써 무선 감도를 향상시킬 수 있다.

또한, 기판의 걸림턱에 홀더가 얹혀져서, 결과적으로 홀더가 기판을 모두 덮는 구조를 가지게 되어 미센먼지(dust) 유입을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 COF 공법에 의해 제조되는 카메라모듈의 단면도를 도시한 그림이다.

COF(Chip On Film) 공법의 카메라모듈은 이미지센서, 기판, WLO, 홀더를 가지는 상태에서, 이미지센서로부터의 신호가 필름 형태의 기판에 의해 본체에 연결되는 특징을 가진다.

본 발명에서는 필름 형태의 기판 대신에 세라믹 재질의 기판을 사용하며, 이러한 기판(10)은 중앙부에 이미지센서(20)의 촬상 영역(20a)에 대응되는 개구부가 형성되어 있다.

상기 개구부의 하면 둘레에는 연결 패드가 형성되어 있어, 이미지센서 상부면에 있는 이미지센서 패드에 연결되어 이미지센서의 전기적 신호를 본체로 전달한 다.

또한, 상기 기판(10)은 하부에 이미지센서(20)를 수용하는 포켓부를 가지도록 형성되어 있다. 이를 위하여 기판의 포켓부는 하부로 향하는 꺽임쇠 형상을 가지도록 하여 이미지센서(20)를 수용하는 구조를 가진다.

상기와 같이 기판(10)은 하부의 이미지센서(20)를 수용하도록 꺽임쇠 형상을 갖는 포켓부를 더 포함하는데, 이때, 상기 포켓부의 외곽부분이 걸림턱(50) 형상을 가지도록 한다.

이러한 걸림턱(50)에 홀더(40)가 안착되도록 하여 가이드 역할을 하도록 하며, 또한, 기판(10)과 홀더(40)의 결합력을 증대시켜 낙하신뢰성을 향상시키며, 외부로부터의 미세먼지 유입을 방지할 수 있다. 또한, 걸림턱의 외부 표면을 그라운드(51) 처리하여, 무선감도를 향상시킬 수 있다.

한편, 기판(10)은 이외에도 상부로 돌출된 돌출단(60)을 더 포함한다.

기판(10)은 상기 살핀 바와 같이 이미지센서(20)의 신호를 패드간 연결을 통해 본체로 연결하는 역할을 수행하며, 아울러, 하부로 향하는 꺽임쇠 형태의 포켓부를 두어 이미지센서(20)를 보호함과 동시에 홀더(40)를 지지하는 역할을 수행하는데, 이러한 기능 이외에도 WLO(30)의 안착 가이드로서의 역할을 하도록 하기 위하여 기판(10)의 상부로 돌출된 돌출단(60)을 더 포함한다.

기판(10)의 상부로 돌출된 돌출단(60)의 내부로 WLO(30)를 위치시킴으로써, 고가의 장비 없이도 WLO를 안정적으로 마운트(mount)할 수 있어 제품 신뢰성을 향 상시킬 수 있다.

상기 돌출단(60)은 복수개로 형성될 수 있으며, 기판의 개구부 주변에 성곽형태로 일체형으로 형성될 수도 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.

도 1은 이미지센서를 와이어 본딩하여 제조하는 COB(Chip on Board) 공법에 의해 제조되는 카메라모듈을 도시한 그림이다.

도 2는 CSP(Chip Scale Package) 공법에 의해 제조되는 카메라모듈을 도시한 그림이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 COB 공법에 의해 제조되는 카메라모듈의 단면도를 도시한 그림이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 COF 공법에 의해 제조되는 카메라모듈의 단면도를 도시한 그림이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 기판 20: 이미지센서

30: WLO 40: 홀더

Claims (10)

1. 웨이퍼 광학 소자로서 제작된 WLO(Wafer Level Optic);

   상기 WLO를 통한 광신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서;

   카메라모듈의 하우징인 홀더;

   회로패턴이 형성되어 상기 이미지센서에서 변환된 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판을 포함하며,

   상기 기판의 외곽부분이 'ㄴ' 형태의 걸림턱 형상으로 형성되어, 상기 홀더의 하부단이 상기 걸림턱에 안착되는 구조를 갖는 카메라모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 카메라모듈은 COB(Chip On Board) 공법 카메라모듈로서, 상기 이미지센서와 기판이 와이어 본딩 연결되는 카메라모듈.
3. 제1항에 있어서, 상기 카메라모듈은 COF(Chip On Film) 공법 카메라모듈로서, 상기 이미지센서와 기판이 패드에 의해 서로 직접 연결되는 카메라모듈.
4. 제3항에 있어서, 상기 기판은, 상기 이미지센서의 촬상 영역에 대응되는 개구부가 형성되어 있어 상기 이미지센서의 패드에 연결되어 본체로 전기적 신호를 전달하는 카메라모듈.
5. 제4항에 있어서, 상기 기판은 하부의 이미지센서를 수용하도록 꺽임쇠 형상을 갖는 포켓부를 포함하며, 상기 포켓부의 외곽부분이 걸림턱 형상으로 형성되는 카메라모듈.
6. 제4항 또는 5항에 있어서, 상기 기판의 개구부 둘레에서 상부로 돌출되는 구조로 형성되어, 상기 WLO가 안착되어 좌우 흔들리지 않게 하는 돌출단을 더 포함하는 카메라모듈.
7. 제6항에 있어서, 상기 돌출단은 복수개로 형성되거나, 또는, 상기 기판의 개구부 둘레에 일체형으로 형성되는 카메라모듈.
8. 제1항에 있어서, 상기 기판은 걸림턱의 형성이 쉬운 세라믹 재질로 됨을 특징으로 하는 카메라모듈.
9. 제1항에 있어서, 상기 걸림턱의 외부면이 그라운드 처리되어 있는 카메라모듈.
10. 제1항에 있어서, 상기 홀더는 금속 재질인 카메라모듈.

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