KR102662856B1 - 인쇄회로기판 및 이를 구비한 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 회로패턴을 구비하며 제1 관통홀이 형성된 기판, 기판의 일면에 부착되며 제1 관통홀에 대응되는 제2 관통홀이 형성된 지지부재 및 기판의 일면 및 지지부재의 일면에 부착된 보강부재를 포함한다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 구비한 카메라 모듈{Printed circuit board and camera module having the same}
본 발명은 인쇄회로기판 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라를 비롯한 IT 분야의 전자기기들이 경박 단소화 되면서 이에 대한 기술적 요구에 부응하여 IC, 능동소자 또는 수동소자 등의 전자부품들이 기판 내에 삽입되는 기술이 요구되고 있으며, 최근에는 다양한 방식으로 기판 내에 부품이 내장되는 기술이 개발되고 있다.
기판에 이미지센서 등의 전자부품을 내장하기 위해 캐비티 구조가 사용되고 있으나 캐비티 형성으로 인하여 다양한 문제가 발생한다.
미국 등록특허 제7886433호
본 발명의 일 측면에 따르면, 회로패턴을 구비하며 제1 관통홀이 형성된 기판, 기판의 일면에 부착되며 제1 관통홀에 대응되는 제2 관통홀이 형성된 지지부재 및 기판의 일면 및 지지부재의 일면에 부착된 보강부재를 포함하는 인쇄회로기판 이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 인쇄회로기판, 인쇄회로기판에 삽입되며, 인쇄회로기판과 와이어본딩으로 연결되는 이미지 센서(image sensor), 이미지 센서 앞에 배치되는 렌즈(lens) 및 렌즈를 지지하며 인쇄회로기판에 결합되는 하우징(housing)을 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 제조방법을 예시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판에 이미지 센서의 결합을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 구비한 카메라 모듈을 나타낸 도면.
본 발명에 따른 인쇄회로기판 및 이를 구비한 카메라 모듈의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
인쇄회로기판
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)은, 기판(110), 보강부재(120) 및 지지부재(140)를 포함한다.
기판(110)은 회로패턴과 절연층을 구비하고, 회로패턴과 절연층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 기판(110)에는 제1 관통홀(C1)이 형성되어 이미지 센서 등의 전자소자가 삽입될 수 있다. 기판(110)은 리지드-플렉스 인쇄회로기판(rigid flex PCB) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)과 커버레이(coverlay) 등을 적층하여 연성기판을 형성하고, 연성기판 위에 선택적으로 외부 회로층 및 일반적인 절연층을 추가적으로 형성하여 부분적으로 강성기판을 형성할 수 있다. 이에 따라, 연성기판만 노출된 부분은 연성기판 영역이 되고 나머지는 강성기판 영역이 되는 리지드-플렉스 회로기판이 형성될 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 강성기판 영역과 한 쌍의 강성기판 영역을 연결시키는 연성기판 영역을 구비한 리지드 플렉스 회로기판의 구조를 가질 수 있다.
보강부재(120)는 제1 관통홀(C1)의 형성으로 인한 기판(110)의 강도 저하를 보강하기 위하여 결합된다. 보강부재(120)는 절연층보다 강한 강성을 가지는 재질, 예를 들면 금속재질로 형성된다. 보강부재(120)는 판형의 부재로 구성되고, 기판(110)의 하면에 배치되어 결합될 수 있다. 예를 들면, 보강부재(120)로 SUS (steel use stainless)와 같은 금속판이 이용될 수 있다. 또한, SUS와 같은 금속판은 방열특성이 좋으므로, 금속판은 관통홀(C1)에 삽입되는 전자소자가 방출하는 열을 방열하는 방열부재로서 역할도 할 수 있다. 보강부재(120)는 기판(110)의 하면 전체에 결합되거나, 제1 관통홀(C1)과 제1 관통홀(C1) 주변영역의 아래에만 선택적으로 결합될 수도 있다.
보강부재(120)를 기판(110)에 부착시키기 위하여 접착층(130) 더 포함할 수 있다. 접착층(130)은 기판(110)과 보강부재(120) 사이에 개재될 수 있다. 접착층(130)으로 열에 의해 경화되는 에폭시 계열의 수지 등을 포함하는 열경화성 접착제가 사용될 수 있다.
지지부재(140)는 기판(110)의 제1 관통홀(C1)에 대응되는 제2 관통홀(C2)이 형성되고, 기판(110)의 하면에 부착될 수 있다. 이에 따라, 지지부재(140)는 제1 관통홀(C1) 주변의 모서리부(E)를 지지하여 기판(110)의 모서리부(E)의 처짐을 방지할 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 지지부재(140)에는, 제1 관통홀(C1)에 대응되어 거의 같은 형상의 제2 관통홀(C2)이 형성되어 있다. 이에 따라, 제1 관통홀(C1)의 내벽(114)과 제2 관통홀(C2)의 내벽(142)이 거의 같은 면에 형성될 수 있다. 이 때, 지지부재(140)는 제1 관통홀(C1)의 내벽(114) 아래에 배치되므로, 제1 관통홀(C1) 내벽(114)을 받쳐서 지지할 수 있다. 다시 말해, 보강부재(120)로부터 지지부재(140)의 두께만큼 제1 관통홀(C1)의 내벽(114)을 올려서 지지하므로, 모서리부(E)가 아래로 쳐지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 대략 40um의 접착층(130)을 형성되고 접착층(130)이 제1 관통홀(C1)의 모서리부(E) 아래까지 제대로 채워지지 않으면, 제1 관통홀(C1)의 모서리부(E)에는 20um 이상의 큰 처짐이 발생할 수 있다. 이 때, 제1 관통홀(C1) 내벽(114) 아래에 모서리부(E)를 지지하는 대략 37um 두께의 지지부재(140)를 부착하면, 제1 관통홀(C1)의 모서리부(E)에는 거의 처짐이 발생하지 않게 할 수 있다.
지지부재(140)는 기판(110)의 제1 관통홀(C1) 주변의 처짐을 방지하도록 형성되므로, 지지부재(140)는 기판(110)보다 작게 형성되고 제1 관통홀(C1)이 형성된 기판(110)의 내측 영역에 배치될 수 있다.
지지부재(140)로는, 기판(110)과 보강부재(120)의 접합 시 변형되지 않고 제1 관통홀(C1)의 모서리부(E)를 지지하는 다양한 재질의 부재가 사용될 수 있다. 지지부재(140)로 다양한 수지재질 예를 들면, 폴리이미드 등이 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 폴리이미드 재질의 커버레이가 기판(110)의 하면에 부착되고 경화되어 지지부재(140)로 사용될 수 있다. 기판(110)의 하면 중 제1 관통홀(C1) 내벽(114) 아래에 부착된 커버레이를, 기판(110)과 보강부재(120)의 접합 전에 경화시켜서 지지부재(140)로 사용할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)의 제조방법을 예시하는 도면이다. 도 2 및 도 3를 참조하여, 지지부재(140)의 역할을 좀 더 구체적으로 설명한다.
기판(110)의 하면에 커버레이를 부착하고 경화한 후에 레이저로 제1 관통홀(C1) 및 제2 관통홀(C2)을 형성함으로써, 제1 관통홀(C1)의 내벽(114)을 받치는 경화된 커버레이를 형성할 수 있다. 다음으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 기판(110)과 보강부재(120) 사이에 접착층(130)을 개재하고, 가열 및 가압부재(10)를 이용한 가압으로 기판(110)과 보강부재(120)를 접착할 수 있다. 이 때, 접착층(130)은 제2 관통홀(C2)의 내벽(142) 아래까지 채워지지 않는다. 접착층(130)이 제2 관통홀(C2)의 내벽(142) 아래까지 채워지면, 가압 시에 접착층(130)의 일부가 제2 관통홀(C2) 내부로 흘러가서 불량을 발생시키게 되므로 접착층(130)에 제2 관통홀(C2)에 내벽 아래까지는 채워지지 않게 한다.
도 3을 참조하면, 제2 관통홀(C2)의 내벽(142) 아래에는 상대적으로 얇은 접착층(130)이 형성되었으나, 지지부재(140) 자체의 두께로 인하여 제1 관통홀(C1) 내벽(114) 즉, 모서리부(E)는 아래로 처지지 않는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 지지부재(140)를 이용하면 접착층(130)이 흘러가는 불량을 방지하면서, 제1 관통홀(C1)의 모서리부(E)가 처지는 것도 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)에 이미지 센서의 결합을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여, 본 실시예의 효과를 추가로 설명한다. 도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서 인쇄회로기판(100)의 제1 관통홀(C1)에는 이미지 센서(210)와 같은 전자소자가 삽입될 수 있다. 삽입된 전자소자는 와이어(215)를 통하여 기판(110)의 회로패턴과 연결될 수 있다. 예를 들면, 회로패턴은 기판(110)의 상면에 형성되는 패드(112)를 포함할 수 있고, 전자소자와 패드(112)는 와이어 본딩으로 연결될 수 있다. 그런데, 제1 관통홀(C1)의 모서리부(E)에 처짐이 발생하면, 이로 인하여 기판(110) 상면의 패드(112)도 기울어져 배치된다. 기울어진 패드(112)는 와이어 본딩의 불량을 발생시킨다. 구체적으로, 패드(112)에 대한 와이어 본딩은 소정의 일정 높이에서 이루어지므로, 패드(112)가 기울어지게 되면 와이어 본딩이 가능한 패드(112)의 실제 면적은 좁아지게 된다. 이에 따라, 와이어 본딩의 신뢰성이 떨어지게 된다. 그러므로, 지지부재(140)의 이용하여 제1 관통홀(C1) 모서리부(E)의 처짐을 방지하는 인쇄회로기판(100)은, 제1 관통홀(C1)에 삽입되는 전자소자와의 와이어 본딩의 신뢰성을 높일 수 있다.
카메라모듈
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)을 구비한 카메라 모듈을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)을 구비한 카메라 모듈은, 상술한 본 발명에 따른 인쇄회로기판(100), 이미지 센서(210), 렌즈(230) 및 하우징(30)을 포함한다.
상술한 실시예에서 설명한 본 발명에 따른 인쇄회로기판(100)은 후술할 이미지 센서(210)가 안착되는 카메라 모듈용 기판(110)으로 이용될 수 있다. 도 5를 참조하면, 인쇄회로기판(100)에 이미지 센서(210)가 삽입된 구조로 탑재될 수 있으며, 인쇄회로기판(100)에 이미지 센서(210)가 삽입됨으로써 카메라 모듈의 높이를 낮출 수 있다. 인쇄회로기판(100)에 삽입된 이미지 센서(210)는 기판(110)의 패드(112)와 와이어본딩으로 연결될 수 있다.
이 때, 보강부재(120)는, 이미지 센서(210)의 삽입 구조로 인한 인쇄회로기판(100)의 강도 저하의 문제를 해결할 수 있다. 예를 들면, 인쇄회로기판(100)의 뒷면에 모듈 조립 등으로 인하여 압력이 가해질 때, 보강부재(120)가 압력을 받아주는 역할을 할 수 있다. 또한, 지지부재(140)의 이용하여 제1 관통홀(C1) 모서리부(E)의 처짐을 방지하는 인쇄회로기판(100)은, 제1 관통홀(C1)에 삽입되는 이미지 센서(210)와의 와이어 본딩의 신뢰성을 높일 수 있다.
이미지 센서(210)는 복수의 픽셀(pixel)들이 집적된 촬상 소자이다. 픽셀 각각은 일종의 광검출기로서 입사된 이미지를 전기적 신호로 변환하여 데이터화할 수 있다. 변환된 데이터는 인쇄회로기판(100)에 형성된 이미지 처리부에 의해 처리될 수 있다. 이미지 센서의 앞에는 근적외선 영역의 파장들을 제거해 주기 위해 적외선 필터(220)가 설치될 수 있다.
렌즈(230)는 대상물로부터 오는 빛을 모으거나 발산시켜서 광학적인 이미지를 이미지 센서(210)에 맺게 한다.
하우징(240a, 240b)은 렌즈(230)를 지지하며, 인쇄회로기판(100)에 결합될 수 있다. 도 5를 참조하면, 하우징의 한쪽(240a)이 인쇄회로기판(100)의 상부에 결합되며, 내부에는 렌즈(230)가 설치될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 가압부재
100: 인쇄회로기판
110: 기판
112: 패드
114, 142: 관통홀 내벽
120: 보강부재
130: 접착층
140: 지지부재
210: 이미지 센서
215: 와이어
220: 적외선 필터
230: 렌즈
240a, 240b: 하우징
C1, C2: 관통홀
E: 관통홀 모서리부

Claims (9)

  1. 회로패턴을 구비하며, 제1 관통홀이 형성된 기판;
    상기 기판의 일면에 부착되며, 상기 제1 관통홀에 대응되는 제2 관통홀이 형성된 지지부재;
    상기 기판의 일면 및 상기 지지부재의 일면에 부착된 보강부재; 및
    상기 기판과 상기 보강부재 사이에 개재되어 상기 지지부재의 일면의 적어도 일부 및 측면의 적어도 일부를 덮는 접착층; 을 포함하는 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 기판보다 작게 형성되고 상기 기판의 내측 영역에 배치된 인쇄회로기판.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 수지 재질인 인쇄회로기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수지 재질은 폴리이미드를 포함하는 인쇄회로기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 금속 재질인 인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    한 쌍의 강성기판 영역과 상기 한 쌍의 강성기판 영역을 연결시키는 연성기판 영역을 구비한 리지드-플렉스(rigid-flex) 회로기판을 포함하는 인쇄회로기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회로패턴은, 상기 기판의 타면에 형성되는 패드를 포함하는 인쇄회로기판.
  9. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 삽입되며, 상기 인쇄회로기판과 와이어본딩으로 연결되는 이미지 센서(image sensor);
    상기 이미지 센서 앞에 배치되는 렌즈(lens); 및
    상기 렌즈를 지지하며, 상기 인쇄회로기판에 결합되는 하우징(housing)을 포함하는 카메라 모듈.
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