KR102396492B1 - 박형 카메라 패키징 장치 - Google Patents

박형 카메라 패키징 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 박형 카메라 패키징 장치는 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서를 포함하여 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈로 입사되는 빛이 통과가능하며, 상기 카메라 모듈의 일부가 배치되는 개구부가 형성되고 상기 영상신호의 전송을 수행하며, 상기 카메라 모듈과 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되는 기판부; 및 상기 기판부 상에 고정되고 상기 기판부와 전기적으로 연결되도록 구성되어 상기 이미지 신호를 외부로 전송하는 커넥터를 포함한다.

Description

박형 카메라 패키징 장치{THIN CAMERA PACKAGING APPARATUS}
본 발명은 박형 카메라 패키징 장치에 관한 것이다.
최근들어 소형 카메라 모듈에 대한 요구가 증대되고 있다. 예를 들어, 5세대 이동통신 단말기의 경우 카메라 모듈의 개수나 안테나의 개수가 증가함에 따라 카메라 모듈 하나가 차지할 수 있는 공간은 줄어들고 있다.
이미지 센서의 경우에도 8K나 4K와 같은 고해상도 이미지를 생성하여 전송해야 하기 때문에 이미지 센서의 단자수는 많아지고 있다.
이와 같이 카메라 모듈의 설치 공간 감소와 단자수의 증가는 신호 간섭이나 노이즈 증가와 같은 문제점을 발생시킬 수 있다.
공개특허 10-2009-0033611 (공개일 : 2009년04월06일)
본 발명은 두께가 얇고 저가로 제조가 가능한 박형 카메라 패키징 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서를 포함하여 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈로 입사되는 빛이 통과가능하며, 상기 카메라 모듈의 일부가 배치되는 개구부가 형성되고 상기 영상신호의 전송을 수행하며, 상기 카메라 모듈과 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되는 기판부; 및 상기 기판부 상에 고정되고 상기 기판부와 전기적으로 연결되도록 구성되어 상기 이미지 신호를 외부로 전송하는 커넥터를 포함하는 박형 카메라 패키징 장치가 제공된다.
상기 기판부의 하부와 상기 이미지 센서의 배면을 덮는 절연 수지부가 형성될 수 있다.
상기 카메라 모듈은, 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며, 상기 글라스 필터가 상기 개구부에 삽입될 수 있다.
상기 카메라 모듈은, 하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며, 상기 글라스 필터의 상기 렌즈측 일측면에 적외선 필터링막이 형성되고, 상기 글라스 필터의 상기 이미지 센서측 일측면에 반사 방지막이 형성될 수 있다.
상기 이미지 신호를 전송하기 위한 수동소자부가 상기 기판부의 표면에 실장될 수 있다.
상기 수동소자부는 상기 절연 수지부에 매립될 수 있다.
본 발명은 기판부의 개구부에 카메라 모듈의 일부를 삽입하고 서멀 그리스 및 히트 스프레더 없이 절연 수지부로 마감함으로써 두께가 얇고 저가로 제조가 가능한 박형 카메라 패키징 장치를 제공한다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박형 카메라 패키징 장치를 나타낸다.
도 2는 글라스 필터의 일례를 나타낸다.
도 3은 도 1의 기판부의 개구부를 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 렌즈 형상을 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박형 카메라 패키징 장치를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박형 카메라 패키징 장치는 카메라 모듈(110), 기판부(130) 및 커넥터(150)를 포함한다.
카메라 모듈(110)은 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서(113)를 포함한다.
카메라 모듈(110)은 하나 이상의 렌즈(111), 하나 이상의 렌즈(111)를 지지하는 렌즈 지지부(112), 하나 이상의 렌즈(111)로부터 입사된 빛을 센싱하는 이미지 센서(113), 이미지 센서(113)와 렌즈 지지부(112) 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)(114)를 포함할 수 있다.
렌즈 지지부(112)는 하나 이상의 렌즈(111)를 지지할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 렌즈 지지부(112)는 줌(zoom) 및 포커싱(focusing)을 수행하기 위한 기계적 구성요소나 전기/전자적 회로부를 포함할 수 있다.
이미지 센서(113)는 하나 이상의 렌즈(111)로부터 입사된 빛을 센싱할 수 있다. 즉, 이미지 센서(113)는 외부에서 입사된 빛을 전기적 신호 형태인 이미지 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(113)에는 마이크로 렌즈가 형성될 수 있다. 이미지 센서(113)는 CCD(charge-coupled device) 촬상소자나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 촬상소자를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
글라스 필터(114)는 이미지 센서(113)와 렌즈 지지부(112) 사이에 배치될 수 있다. 이 때 글라스 필터(114)의 렌즈(111)측 일측면에 적외선 필터링막이 형성되고, 글라스 필터(114)의 이미지 센서(113)측 일측면에 반사 방지막이 형성될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 글라스 필터(114)의 글라스 바디를 중심으로 적외선 필터링막과 반사 방지막이 서로 마주볼 수 있다.
이미지 센서(113)의 동작시 열이 발생하는데, 적외선 필터링막이 없을 경우 이미지 센서(113) 자체의 열과 더불어 태양광의 적외선으로 인한 열이 이미지 센서(113)를 히팅시켜 이미지 센서(113)의 동작을 불안정하게 할 수 있다. 적외선 필터링막은 태양광의 열을 차단함으로써 이미지 센서(113)의 동작을 안정화시킬 수 있다.
또한 빛이 글라스 바디를 통과할 때 글라스 바디의 이미지 센서(113)측 일측면에서 반사가 일어날 경우 이미지 센서(113)에 입사되는 광량이 감소하므로 선명한 이미지를 얻기 힘들 수 있다. 반사 방지막은 빛의 반사를 방지하여 이미지 센서(113)에 입사되는 광량 감소를 방지할 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나 이미지의 색감보정을 위하여 글라스 필터(114)는 블루칼라 필터층이나 레드칼라 필터층을 포함할 수 있다.
기판부(130)는 카메라 모듈(110)로 입사되는 빛이 통과가능하며, 카메라 모듈(110)의 일부가 배치되는 개구부가 형성되고, 영상신호의 전송을 수행하며, 카메라 모듈(110)과 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결된다.
다음으로 도면을 참조하여 기판부(130)에 대해 설명한다.
도 3은 도 1의 기판부(130)의 개구부를 설명하기 위한 것으로 설명의 편의를 위하여 도 1의 일부 구성요소가 도시되지 않았다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판부(130)에는 카메라 모듈(110)로 입사되는 빛이 통과가능한 개구부가 형성된다. 이와 같은 기판부(130)는 이미지 신호의 전송을 수행한다. 기판부(130)는 하나의 기판이거나, 복수의 기판이 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
이 때 기판부(130)의 개구부에 카메라 모듈(110)의 글라스 필터(114)가 삽입될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 기판부(130)에 개구부가 형성되고, 카메라 모듈(110)의 글라스 필터(114)가 개구부 안에 배치됨으로써 박형 카메라 패키징 장치의 두께가 얇아질 수 있다.
한편, 기판부(130)와 카메라 모듈(110)의 플립칩 기법을 통한 연결을 위하여 범프(bump)를 이용하여 이미지 센서(113)와 기판부(130)가 연결되고, 언더필(underfill) 수지나 ACF(Anisotropic Conductive Film)에 의하여 이미지 센서(113)의 단자와 기판부(130)의 단자 사이의 공간이 밀폐될 수 있다.
언더필 수지를 적용하는 경우는 플립칩 본딩이 이루어지고 난 후 이미지 센서(113)의 단자와 기판부(130)의 단자 사이의 공간을 에폭시로 채울 수 있다.
ACF는 접착성 필름 내부에 전도성 파티클(particle)을 포함할 수 있다. 전도성 파티클은 폴리머 파티클의 표면에 전기가 통할 수 있는 Au/Ni 층이 코팅된 것이다.
ACF를 사용하는 경우, 실링 역할을 하는 접착성 필름을 기판부(130)에 부착한 후에 이미지 센서(113)를 접착성 필름에 압착하면, 접착성 필름 내에 있는 전도성 파티클이 범프에 의하여 깨지면서 범프와 기판부(130)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 언더필 수지나 ACF를 통하여 범프, 이미지 센서(113)의 단자 및 기판부(130)의 단자가 외부 환경(예를 들어, 먼지, 습기, 진동, 충격 등)으로부터 보호받을 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 박형 카메라 패키징 장치는 커넥터(150)를 포함한다. 커넥터(150)는 기판부(130) 상에 고정되고 기판부(130)와 전기적으로 연결되도록 구성되어 이미지 신호를 외부로 전송한다.
기존의 경우, 커넥터(150)는 플렉스 기판에 설치될 수 있다. 플렉스 기판은 기판부(130)에 연결되어 기판부(130)로부터 길게 연장된 벤딩가능한 재질로 이루어질 수 있다.
플렉스 기판은 카메라 모듈이 설치되는 전자제품의 메인 보드(main board)와 카메라 모듈 사이의 거리가 클 때 카메라 모듈과 메인 보드를 연결하기 위해 사용될 수 있다.
반면에 플렉스 기판은 기판부(130)로부터 길게 연장되기 때문에 카메라 패키징 장치의 부피를 증가시키고 제조 비용 및 제조 공정을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 플렉스 기판 없이 커넥터(150)가 기판부(130)에 직접 설치될 수 있다. 이를 위하여 기판부(130)의 연결 단자 상단에 솔더 페이스트(solder paste)가 프린팅된 후 커넥터(150)가 솔더 페이스트에 의하여 기판부(130)에 고정될 수 있다. 이에 따라 커넥터(150)와 기판부(130)가 전기적으로 연결된 구성을 지닐 수 있다.
한편, 이미지 신호를 전송하기 위한 수동소자부(210)가 기판부(130)의 표면에 실장될 수 있다. 수동소자부(210)는 이미지 신호의 전송 과정에서 임피던스 매칭을 위한 수동 소자들(예를 들어, 저항, 인덕터, 커패시터 중 적어도 하나)을 포함할 수 있다.
본 발명의 수동소자부(210)는 수동소자들이 기판부(130)의 표면에 실장되므로 수동소자에 해당되는 도전성 패턴층이 구현된 IPD(Iintegrated Passive Devices)에 비하여 저비용으로 구현될 수 있다.
이 때 기판부(130)의 하부와 이미지 센서(113)의 배면을 덮는 절연 수지부(170)가 형성될 수 있다. 기판부(130)의 하부는 커넥터(150)가 고정된 기판부(130) 상부의 맞은편일 수 있다. 본 발명에서 이미지 센서(113)의 정면으로 빛이 입사되고, 이미지 센서(113)의 정면의 맞은 편이 이미지 센서(113)의 배면일 수 있다.
이와 같은 절연 수지부(170)는 기판부(130)의 하부 표면에 실장된 수동소자부(210)를 매립할 수 있다. 절연 수지부(170)는 몰딩 공정을 통하여 기판부(130) 및 이미지 센서(113)의 하부를 덮음으로써 수동소자부(210)가 절연 수지부(170)에 의하여 매립될 수 있다. 이에 따라 외부 환경(예를 들어, 진동, 습기, 먼지, 충격 등)으로부터 수동소자부(210) 및 이미지 센서(113)가 보호받을 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연 수지부(170)가 이미지 센서(113)의 배면을 덮는 구조는 이미지 센서(113)의 열방출이 원활하지 않은 대신에 서멀 그리스(thermal grease)와 히트 스프레더(heat spreader)가 없기 때문에 본 발명의 카메라 패키징 장치는 얇은 두께를 지닐 수 있을 뿐만 아니라 저가 제조가 가능하다. 이에 따라 본 발명의 카메라 패키징 장치는 저가용 핸드폰이나 완구류와 같이 제품에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 렌즈(111)는 이미지 센서(113)의 형상에 대응하는 사각형 형상을 지닐 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기존의 렌즈는 원형을 지니고 있다. 원형 렌즈의 경우, 사각 형상의 이미지 센서(113) 전체를 커버하려면 렌즈의 직경이 과도하게 커질 수 있다. 또한 렌즈의 사이즈를 줄일 경우 이미지 센서(113)의 주변부에 있는 유효 화소를 이용하지 못할 수 있다.
이에 비하여 본 발명의 렌즈(111)는 이미지 센서(113)와 유사한 사각형 형상을 지니므로 사이즈가 과도하게 증가하지 않더라도 이미지 센서(113)의 전체 유효 화소를 커버할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
카메라 모듈(110)
하나 이상의 렌즈(111)
렌즈 지지부(112)
이미지 센서(113)
글라스 필터(114)
기판부(130)
커넥터(150)
절연 수지부(170)
수동소자부(210)

Claims (6)

  1. 이미지 신호를 생성하는 이미지 센서를 포함하여 카메라 모듈;
    상기 카메라 모듈로 입사되는 빛이 통과가능하며, 상기 카메라 모듈의 일부가 배치되는 개구부가 형성되고 상기 영상신호의 전송을 수행하며, 상기 카메라 모듈과 플립칩(flip-chip) 기법으로 연결되는 기판부; 및
    상기 기판부 상에 고정되고 상기 기판부와 전기적으로 연결되도록 구성되어 상기 이미지 신호를 외부로 전송하는 커넥터를 포함하며,
    상기 기판부의 연결 단자 상단에 형성된 솔더 페이스트(solder paste)에 의하여 상기 커넥터가 상기 기판부에 고정됨으로써 상기 커넥터는 플렉스 기판 없이 상기 기판부에 직접 설치되고,
    상기 이미지 신호를 전송하기 위한 수동소자부가 상기 커넥터가 고정된 상기 기판부의 상부의 맞은편인 상기 기판부의 하부 표면에 실장되며,
    상기 커넥터가 고정된 상기 기판부의 영역은 상기 수동소자부가 실장된 상기 기판부의 영역과 중첩되는 중첩 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 카메라 패키징 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판부의 하부와 상기 이미지 센서의 배면을 덮는 절연 수지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 박형 카메라 패키징 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은,
    하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며,
    상기 글라스 필터가 상기 개구부에 삽입된 것을 특징으로 하는 박형 카메라 패키징 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은,
    하나 이상의 렌즈, 상기 하나 이상의 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부, 상기 하나 이상의 렌즈로부터 입사된 빛을 센싱하는 상기 이미지 센서, 상기 이미지 센서와 상기 렌즈 지지부 사이에 배치되어 글라스 필터(glass filter)를 포함하며,
    상기 글라스 필터의 상기 렌즈측 일측면에 적외선 필터링막이 형성되고, 상기 글라스 필터의 상기 이미지 센서측 일측면에 반사 방지막이 형성되는 것을 특징으로 하는 박형 카메라 패키징 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수동소자부는 상기 절연 수지부에 매립되는 것을 특징으로 하는 박형 카메라 패키징 장치.
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