KR20050026491A

KR20050026491A - 카메라 모듈, 카메라 모듈용 홀더, 카메라 시스템 및카메라 모듈 제조 방법

Info

Publication number: KR20050026491A
Application number: KR1020057000978A
Authority: KR
Inventors: 그루트에릭에이치; 반아렌돈크안톤피엠
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-03-15
Also published as: JP2005533451A; AU2003281651A1; EP1525745A1; US20050242410A1; WO2004010686A1; TW200413813A; CN1669304A

Abstract

본 발명은 카메라 모듈(100)에 관한 것이다. 카메라 모듈(100)은 광전도 채널(122)을 구비한 홀더(102)를 포함한다. 광전도 채널(122)내에는 광축(106)을 갖는 렌즈(120)가 존재한다. 고체 이미지 센서(113)는 광전도 채널(122)의 단부(128) 근처에 존재한다. 이미지 센서(113)는 광축(106)에 수직으로 배향된 이미지 섹션(114)을 구비한다. 홀더(102)의 일부를 구성하는 광전도 채널의 단부(128) 근처에는 광축(106)과 이미지 섹션(114)을 정렬시키기 위한 정렬 수단(131)이 존재한다. 카메라 모듈(100)의 일 실시예에서, 홀더(102)의 내부 벽(130)은 광축(106)에 수직한 방향의 단면도에서 보면 실질적으로 직사각형이다. 직사각형의 구석 근처에 존재하는 벌지(131)는 정렬 수단을 형성한다. 벌지(131)는 고체 이미지 센서(113)의 측방향 표면(127)이 실질적으로 틈새 없이 배치되는 L자형의 리세스(129)를 구비한다. 광축(106)과 이미지 섹션(114)을 정렬시키는 이러한 방법은 카메라 모듈(100)의 제조 공정을 단순화시킨다.

Description

카메라 모듈, 카메라 모듈용 홀더, 카메라 시스템 및 카메라 모듈 제조 방법{CAMERA MODULE, HOLDER FOR USE IN A CAMERA MODULE, CAMERA SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURING A CAMERA MODULE}

본 발명은 광전도 채널(light-conducting channel)을 갖춘 홀더를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이러한 채널 내에는 광축을 가진 렌즈가 존재하며 고체 이미지 센서(solid-state image sensor)는 상기 광전도 채널 단부 근처에 존재하며, 이 고체 이미지 센서는 광축에 수직으로 배향된 이미지 섹션을 포함한다.

또한, 본 발명은 광전도 채널을 갖춘 카메라 모듈용 홀더에 관한 것으로서, 이러한 홀더는 광축을 가진 렌즈를 수용하도록 배열되며, 또한 광전도 채널의 단부 근처에 이미지 섹션을 포함하는 고체 이미지 센서를 배치하도록 배열되어 있다.

또한, 본 발명은 홀더를 가진 카메라 모듈을 포함하는 카메라 시스템에 관한 것이다.

더욱이, 본 발명은 홀더를 포함하는 카메라 모듈을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

그러한 카메라 모듈은 유럽 특허 출원 공개 제 EP-A 1 081 944 호로부터 공지되어 있다. 공지된 카메라 모듈은 전화기, 휴대용 컴퓨터 또는 디지털 사진 또는 비디오 카메라에 결합되는 카메라 시스템과 같은 카메라 시스템에 사용하기에 적합하다. 공지된 카메라 모듈에 따르면, 이미지 픽업 모듈(image pickup module)이 홀더의 제 2 단부에 인접하여 배치된다. 공지된 카메라 모듈의 이미지 픽업 모듈은 기판(substrate)을 포함한다. 홀더로부터 먼 측을 향하는 기판의 측면상에는 전기 전도성 배선 패턴이 형성되어 있고 고체 이미지 센서, 예를 들면 CCD(Charge Coupled Device; 전하 결합 소자) 이미지 센서 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor; 상보형 금속 산화막 반도체) 이미지 센서가 존재한다. 고체 이미지 센서는 카메라 모듈이 그것의 일부를 형성하는 카메라 시스템내의 다른 전자부품에, 예를 들면 금이나 다른 전기 전도성 재료 등의 적절히 선택된 재료의 범퍼(bump)의 형태인 전기 전도성 접속부에 의해 전기적으로 접속된다. 기판 쪽을 향하는 고체 이미지 센서의 일 측면은 입사광을 전기 신호로 변환시키도록 배열된 감광 영역(light-sensitive area)을 포함한다.

공지된 카메라 모듈의 일 실시예에서, 기판은 불투명 재료, 예를 들면 상기 배선 패턴이 존재하는 가요성 포일(flexible foil)로 덮여진 금속판으로 구성되며, 이러한 금속판 내에는 빛을 고체 이미지 센서의 감광 영역으로 투과시키기 위한 개구가 존재한다.

다른 실시예에서는, 기판은 고체 이미지 센서쪽을 향하는 측면상에 전도성 배선 패턴이 존재하는 유리 등의 광투과 재료로 구성되어 있다.

공지된 카메라 모듈의 하나의 결점은 카메라 모듈을 비교적 비싸게 하는 복잡한 제조 방법을 요한다는 사실이다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 간단하게 제조할 수 있도록 설계된 카메라 모듈을 제공하는 것이다. 이러한 목적은, 홀더의 일부를 형성하는 정렬 수단이 광전도 채널의 단부 근처에 존재하며, 이러한 정렬 수단은 광축에 대해 이미지 섹션을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 도입부의 카메라 모듈에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 카메라 모듈에 있어서, 홀더내의 고체 이미지 센서의 위치는 정렬 수단에 의해 고정된다. 그에 따라, 광축에 대한 이미지 섹션의 위치도 고정된다. 따라서, 제조 동안에, 광축에 대해 이미지 섹션을 정렬시키기 위해, 정렬 수단을 사용하여 홀더내에 고체 이미지 센서를 배치하는 것으로 족하다. 이에 의해, 카메라 모듈의 제조가 단순화된다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 고체 이미지 센서가 공지된 카메라 모듈의 경우에서와 같이 이미지 픽업 모듈내에 수용되지 않는다는 것이 주목할 만하다. 대신에, 고체 이미지 센서는 홀더내에 직접적으로 배치될 수 있다. 그것 자체로 이미 카메라 모듈의 제조가 단순화된다. 부가적인 결과로는, 특히 광축에 평행한 방향에서 카메라 모듈의 치수의 감소가 얻어진다. 이것은 또한 카메라 모듈이 사용되는 많은 적용에 있어서 이용가능한 공간이 매우 제한적이므로 유리하며, 아마도 미래의 적용에 있어서 훨씬 더 감소될 것이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 일 실시예에서는, 이미지 섹션은 고체 이미지 센서의 메인 표면에 평행한 평면으로 연장되고, 고체 이미지 센서는 메인 표면에 적어도 실질적으로 수직하게 배향된 측방향 표면을 포함하며, 광전도 채널은 광축에 수직한 방향의 단면도에서 보면 단부 근처에서 적어도 실질적으로 다각형인 내부 벽을 포함하며, 정렬 수단은 다각형의 구석 근처에 존재하는 벌지를 포함하며, 상기 벌지는 내부 벽에 접하고 고체 이미지 센서의 측방향 표면에 대하여 접하며, 그 결과로 고체 이미지 센서가 광축에 수직한 방향으로 실질적으로 틈새 없이 홀더내에 수납되는 것을 특징으로 한다.

벌지(bulge)가 홀더의 내부 벽과 고체 이미지 센서의 측방향 표면 사이에서 실질적으로 틈새 없이 유지되도록 하기 때문에, 고체 이미지 센서의 위치와 그에 따른 이미지 섹션의 위치가 렌즈의 광축에 수직한 평면에 고정된다. 그에 따라, 광축에 대해 이미지 섹션을 정렬시키기 위해, 메인 표면이 광축에 수직으로 연장되고 렌즈쪽을 향하게 한 상태로 벌지 사이에 고체 이미지 센서를 배치시키는 것으로 족하다. 이에 의해, 광축에 대한 이미지 섹션의 정렬에 대해서는 카메라 모듈의 제조가 보다더 단순화된다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예에서는, 벌지는 광축에 수직한 방향의 단면도에서 보아 L자형의 리세스를 구비하며, 벌지의 일측면은 항상 내부 벽에 접해 있는 반면에, 다른 측면은 고체 이미지 센서의 2개의 상호 인접한 측방향 표면에 대하여 실질적으로 틈새 없이 접하는 것을 특징으로 한다.

벌지가 이런 방식으로 구성되는 경우 메인 표면이 광축에 수직으로 연장되고 렌즈쪽을 향하게 한 상태로 벌지 사이에 고체 이미지 센서를 배치하는 것이 보다 용이해진다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예에서는, 기판은 지지 표면에 접하며, 이미지 섹션이 광축에 평행한 배향으로 고정되는 것이 달성되는 것을 특징으로 한다.

고체 이미지 센서가 기판에 접합된 후에, 메인 표면과 제 2 메인 표면이 서로 평행하게 연장되어 있으므로, 고체 이미지 센서의 메인 표면은 고체 이미지 센서가 존재하는 기판의 측면에 평행하게 연장된다. 결과적으로, 고체 이미지 센서의 이미지 섹션도 또한 고체 이미지 센서가 존재하는 기판의 측면에 평행하게 연장된다. 홀더의 지지 표면은 광축에 수직으로 배향된다. 이에 의해, 홀더가 기판 상에 배치된 후에 이미지 섹션이 광축에 수직으로 배향되는 것이 달성된다. 이러한 배향에 의해, 개선된 품질의 이미지가 사용중 렌즈에 의해 이미지 섹션상에 투영된다. 이러한 배향은 전술된 바와 같은 홀더의 구성과 홀더를 기판에 부착하는 방법에 의해서 간단한 방법으로 이루어진다. 따라서, 카메라 모듈의 제조가 보다더 단순화된다.

광전도 채널을 구비하며, 광축을 갖는 렌즈를 수용하도록 배치되며, 또한 광전도 채널의 단부 근처에 이미지 섹션을 포함하는 고체 이미지 센서를 배치하도록 배열되는 카메라 모듈용의 본 발명의 홀더는, 홀더의 일부를 형성하는 정렬 수단이 광전도 채널의 단부 근처에 존재하여 이미지 섹션을 광축에 대해 정렬시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 홀더에 있어서, 이미지 섹션을 포함하는 고체 이미지 센서가 배치되어야 할 위치는 정렬 수단에 의해 고정된다. 그에 따라, 광축에 대한 이미지 섹션의 위치도 또한 고정된다. 따라서, 카메라 모듈의 제조시에, 이미지 섹션을 광축에 대해 정렬시키기 위해, 정렬 수단을 사용하여 홀더내에 고체 이미지 센서를 배치하는 것으로 족하다. 결과적으로, 카메라 모듈을 제조할 때 본 발명에 따른 홀더를 사용함으로써 카메라 모듈의 제조가 단순화된다.

본 발명에 따른 카메라 시스템은 홀더를 구비한 카메라 모듈을 포함하며, 홀더는 광축을 갖는 렌즈가 존재하는 광전도 채널을 구비하며, 광전도 채널의 단부 근처에는 광축에 수직으로 배향된 이미지 섹션을 구비하는 고체 이미지 센서가 존재하며, 상기 홀더의 일부를 형성하는 정렬 수단은 상기 광전도 채널의 단부 근처에 존재하여 이미지 섹션을 광축에 대해 정렬시킨다.

본 발명에 따른 카메라 시스템은 홀더내에서의 고체 이미지 센서의 위치가 정렬 수단에 의해 고정되는 카메라 모듈을 이용한다. 그에 따라, 광축에 대한 이미지 섹션의 위치도 또한 고정된다. 따라서, 제조 동안에, 이미지 섹션을 광축에 대해 정렬시키기 위해, 정렬 수단을 사용하여 홀더내에 고체 이미지 센서를 배치하는 것으로 족하다. 이에 의해, 카메라 시스템의 제조가 단순화된다.

홀더를 구비한 카메라 모듈을 제조하는 방법은, 홀더가 정렬 수단을 구비하며, 고체 이미지 센서가 홀더에 고체 이미지 센서를 배치할 때 정렬 수단과 접촉되어, 그 결과로서 고체 이미지 센서 상에 존재하는 이미지 섹션이 광축에 대해 정렬되는 것을 특징으로 한다.

제조 동안에, 광축을 갖는 렌즈가 홀더내에 배치된다. 카메라 모듈의 정확한 작동을 위해, 고체 이미지 센서가 광축에 수직인 평면에서 광축에 대해 정렬되는 것이 중요하다. 이를 위해, 카메라 모듈에는 제조시의 정렬 수단이 제공된다. 홀더내로의 고체 이미지 센서의 배치시에 고체 이미지 센서를 정렬 수단과 접촉하여 배치함으로써 광축에 대한 이미지 섹션의 자동 정렬이 달성된다. 따라서, 카메라 시스템의 제조가 단순화된다.

이하, 본 발명의 이러한 것들과 다른 태양은 도면을 참조하여 좀더 상세하게 설명된다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 단계를 개략적으로도시하는 도면,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시하는 도면,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시하는 도면,

도 5a 내지 도 5b는 카메라 모듈의 홀더를 개략적으로 도시한 사시도,

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시하는 도면,

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시하는 도면,

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시하는 도면,

도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈용 홀더의 제 2 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도.

도면에 있어서, 유사 부분은 동일 참조부호로 지시된다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 1a는 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)의 측면도이다. 카메라 모듈은 홀더(102)에 장착되는 배럴(barrel)(101)과, 홀더(102)가 그 상에 존재하는 가요성 재료(가요성 포일)의 기판(104)과, 홀더(102)와 기판(104) 사이에 결합부를 밀봉하기 위한 글롭 탑(glob top) 재료로 구성되는 시일(seal)(103)과, 기판을 보강하기 위한 보강재(stiffener)(105)를 포함한다. 카메라 모듈의 광축은 점선(106)으로 도시된다. 배럴(101)로부터 보강재(105)까지 측정된 카메라 모듈의 보통 높이는 예를 들어 약 5.0㎜ 내지 5.5㎜ 이다. 배럴의 보통 직경은 예를 들어 약 5.5㎜ 내지 6.0㎜이다.

도 1b는 카메라 모듈(100)의 평면도를 도시한다. 이 도면은 각각의 홀더(102) 및 배럴(101)뿐만 아니라 그 위에 글롭 탑 재료(103)가 존재하는 기판(104)을 보여준다. 광축(106)은 선(110)과 선(111)의 교점으로 표시된다. 그에 부가하여, 홀더(102)는 중심 축을 가진다. 카메라 모듈을 조립한 후에 상기 중심 축은 광축(106)에 평행하게 연장된다. 도 1b에서, 상기 중심 축은 선(111)과 선(118)의 교점으로 표시된다. 홀더의 보통 폭은 예를 들어 약 6.0㎜ 내지 6.5㎜이다. 홀더의 보통 길이는 예를 들어 약 6.5㎜ 내지 7.0㎜이다. 또한, 도 1b는 빛을 투과하기 위한 배럴(101)내의 렌즈 개구(112)를 도시한다. 더욱이, 도 1b는 이미지 섹션(114)이 그 상에 존재하는 고체 이미지 센서(113)를 도시한다. 고체 이미지 센서(113)는 접합 패드(115)를 구비하는데, 이 접합 패드(115)는 고체 이미지 센서(113)상의 집적 전자 회로를 접합 와이어(116)를 통해 기판상의 패드(117)에 전기적으로 접속한다. 패드(117)는 카메라 시스템에 있어서의 다른 전자회로 및 전원, 예를 들면 배터리나 메인 어댑터(main adapter)의 출력부에 전도성 트랙(conductive track)의 패턴에 의해 접속될 수 있다. 이런 방식으로, 고체 이미지 센서(113)에는 요구 전압이 공급될 수 있으며, 예를 들어 이미지 섹션(114)에서의 입사광에 의해 발생되는 전기 신호가 카메라 시스템내의 다른 전자회로로 전송될 수도 있다.

도 1c는 광축(106)에 평행하게 배향된 도 1b의 평면 AA'를 따라 취한 카메라 모듈(100)의 종단면도이다. 이 도면은 렌즈(120) 및 적외선 필터(121)를 포함하는 배럴(101)을 도시하며, 렌즈 개구(112)는 상부측에 존재한다. 배럴(101)은 홀더(102)내에 장착된다. 홀더(102) 내측에는 단부(128)를 가진 광전도 채널(122)이 있다. 접합 영역(123)은 광전도 채널(122)의 단부(128)에 존재한다. 홀더(102)를 기판(104)에 부착하는 접착 재료(124), 예를 들어 적절히 선택된 아교(glue)가 접합 영역(123)과 기판(104) 사이에 배치된다. 기판에 홀더(102)의 부착 지점 근처에 홀더의 외부측상에는 접착 재료(124)를 완전히 덮는 글롭 탑 재료(103)가 존재한다. 그리하여 홀더(102)와 기판(104) 사이의 접속부는 강화되고 보호된다. 고체 이미지 센서(113)는 렌즈(120)쪽을 향하는 메인 표면(125)과, 보통의 방법으로 기판(104)에 부착된 제 2 메인 표면(126)을 포함한다. 메인 표면(125)과 제 2 메인 표면(126)은 광축에 수직으로 배향된다. 또한, 도 1c는 고체 이미지 센서(113)의 측방향 표면(127)을 도시한다. 상기 표면은 그에 수직으로 배향된 메인 표면(125) 및 제 2 메인 표면(126)에 접한다. 마지막으로, 도 1c는 또한 도 1b에 도시된 접합 패드(115)를 패드(117)에 전기적으로 접속시키는 접합 와이어(116)를 도시한다.

도 1d는 광축(106)에 수직으로 배향된 도 1a의 평면 BB'를 따라 취한 카메라 모듈(100)의 단면도이다. 이 도면은 홀더(102)와 내부 벽(130)을 단면도로 도시한다. 내부 벽(130)은 평면 B-B'를 따라 직사각형이다. 이러한 상기 직사각형내에는 고체 이미지 센서(113)가 존재하며, 이 고체 이미지 센서의 메인 표면(125)과, 그 범위 내에 존재하는 이미지 섹션(114)이 평면도로 도시된다. 메인 표면(125)도 마찬가지로 직사각형이고, 내부 벽(130)에 의해 둘러싸여 있다. 벌지(bulge)(131)는 내부 벽의 단면에 의해 형성된 직사각형의 구석 근처에 존재한다.

한편으로는, 벌지(131)는 L자형의 리세스(129)를 포함하며, 다른 한편으로는 구석의 내부 벽(102)과 접해 있다. 결과적으로, 벌지(131)는 마찬가지로 도 1d의 단면도에서 보면 L자형이다. 벌지(131)내의 리세스(129)는 고체 이미지 센서(113)의 측방향 표면(127)과 실질적으로 틈새 없이 접해있다. 이것은 광축(106)에 대해 이미지 섹션(114)이 정렬되도록 한다. 도 1d에서는 벌지(131)는 명료성을 위해 점선(132)에 의해 홀더(102)로부터 분리되어 있다. 실제로, 벌지(131)가 보통 홀더(102)와 일체형이므로, 전체의 제조를 단순화시킨다.

홀더(102)내에서는, 고체 이미지 센서의 측방향 표면(127)과 내부 벽(130) 사이의 상기 접합 와이어(116) 및 패드(117)를 위한 공간이 남겨지며, 그에 의해 상기 패드와 상기 접합 와이어는 홀더(102)내에 전체적으로 한정된다. 이러한 구성의 실제적인 장점은 기계적으로 상당히 취약한 접합 와이어(116)가 이러한 방식으로 보호된다는 점이다. 이미 전술된 요소에 부가하여, 도 1d는 또한 홀더(102)와 기판(104) 사이의 접속부를 강화시키고 보호하는 글롭 탑 재료(103)와, 기판(104)을 도시한다.

카메라 모듈(100)이 사용되는 카메라 시스템은 소형화될 수 있는 장점이 있는데, 이는 카메라 모듈(100)의 치수가 공지된 카메라 모듈(100)의 치수와 비교하여 작기 때문이다. 카메라 모듈(100)이 사용되는 카메라 시스템의 다른 장점은 제조 비용이 저렴하다는 것인데, 이는 카메라 모듈(100)이 보다 단순하여, 공지된 카메라 모듈보다 저렴하게 생산될 수 있기 때문이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 단계를 개략적으로 도시한다. 도 2a는 측면도로서, 고체 이미지 센서가 기판(104)상에 존재하며, 보강재(105)가 기판(104)의 다른 측면 상에 존재한다. 도 2b는 기판(104)상에 존재하는 고체 이미지 센서(113)의 평면도이다. 이미지 섹션(114)은 고체 이미지 센서(113)의 메인 표면(125)의 범위내에 이미지 섹션이 배치되며, 접합 패드(115)는 측방향 표면(127) 근처에 여러 줄로 정렬되어 있고 거기에 평행하게 연장된다. 고체 이미지 센서(113)가 부착되어 있는 기판(104)의 측면상에 패드(117)가 또한 존재한다. 상기 패드는 측방향 표면(127)에 평행하게 연장된다. 도 2c는 기판(104)상에 고체 이미지 센서(113)를 배치하는 것을 도시하는 개략적인 사시도이다.

카메라 모듈(100)의 조립을 시작하기 전에 고체 이미지 센서(113)의 기능성테스트가 보통 실시된다. 통상적으로, 고체 이미지 센서(113)가 웨이퍼(wafer)상에 여전히 존재하는 동안 이것은 실행된다. 그러한 기능성 테스트가 실행된 후에 웨이퍼는 주사위 모양으로 잘려진다. 이어서, 기능성 테스트를 통과한 고체 이미지 센서(113)는 카메라 모듈(100)의 제조에 이용된다. 이것은 카메라 모듈의 제조시에 비기능성 고체 이미지 센서(113)가 사용되는 것을 방지한다.

고체 이미지 센서(113)가 기판(104)에 접합되기 전에 접착제가 가요성 포일 기판(104)에 도포된다. 상기 접착제는 보통 아교나 PSA 포일 일수도 있다. 이어서, 고체 이미지 센서(113)는 픽 앤 플레이스 머신(pick and place machine)에 의해 기판 상에 배치되며, 제 2 메인 표면(126)은 기판과 접촉하여 배치된다. 이러한 후에 접착제는 경화된다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 단계를 개략적으로 도시한다. 도 3a는 도 2a에 도시된 요소에 부가하여, 접합 패드(115)(도시하지 않음)를 기판(104)상의 패드(117)(도시하지 않음)에 접속시키는 접합 와이어(116)를 도시하는 측면도이다. 도 3b는 도 2b에 도시된 요소에 부가하여, 접합 패드(115)를 기판상의 패드(116)에 접속시키는 접합 와이어(116)를 도시하는 평면도이다. 도 3c는 기판(104)상에 존재하고 이미지 섹션(114)을 구비한 고체 이미지 센서(113)의 개략적인 사시도이며, 고체 이미지 센서(113)의 접합 패드(115)가 접합 와이어(116)에 의해 기판 상의 패드(117)에 접속된다.

고체 이미지 센서(113)를 기판(104)에 부착시키는 접착제가 경화된 후에, 접합 패드(115)를 패드(117)에 전기적으로 접속시키는 접합 와이어(116)가 제공된다. 보강재(105)가 존재한다면 그 연결부에 있어 유리할 수 있다. 상기 보강재가 존재함으로써, 고체 이미지 센서(113)와 기판으로 구성되는 조립체가 와이어 접합 공정즉, 접합 와이어의 제조 동안에 취급이 보다 용이해진다. 상기 와이어 접합은 공지된 방법으로 수행될 수도 있다. 고체 이미지 센서상의 집적 회로와 기판상의 전기 접속부 사이의 전기 접속은 다른 방법으로, 예를 들어 스터드 범퍼(stud bump)에 의해 수행될 수도 있다. 그러나 스터드 범퍼의 사용으로 인한 하나의 결점은, 고체 이미지 센서(113)상에 보다 큰 패드를 필요로 한다는 것이다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시한다. 도 4a는 도 3a에서와 동일한 요소를 도시하는 측면도이다. 도 4b는 도 3b에 존재하는 요소에 부가하여, 접착 재료(124)가 기판(104)에 도포된 후를 도시하는 평면도이다. 접착 재료는 기판(104)상에 존재하는 고체 이미지 센서(113)의 원주를 따라 기판(104)상에 적어도 거의 직사각형 패턴을 형성한다. 접착 재료가 도포된 패턴의 형태 및 치수는 홀더(102)의 광전도 채널의 단부의 형태 및 치수와 적어도 실질적으로 동일하다. 도 4c는 도 3c에 도시된 요소에 부가하여, 기판(104)에 접착 재료(124)가 도포된 후를 도시하는 사시도이다.

이러한 목적으로 보통 사용되는 아교일 수도 있는 접착 재료(124)는 고체 이미지 센서(113)와 접착 재료(124) 사이에 공간이 남아 있는 패턴으로 도포된다. 고체 이미지 센서(113)의 구석의 바로 근처의 기판(104)상에 공간이 남겨진다는 것은 특히 중요하다. 접착 재료(124)가 이러한 위치에 실제로 존재한다면, 광축(106)에 대해 이미지 섹션(114)을 경사지게 할 수 있다. 다시 말하면, 이미지 섹션(114)은 광축(106)에 수직으로 배향된 평면에 위치되지 않을 것이다. 이것은 사용 중에 렌즈(120)에 의해 이미지 섹션(114)상에 형성된 이미지의 품질을 저하시킨다.

도 5a 및 도 5b는 카메라 모듈(100)의 홀더(102)를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 5a는 기판(104)과 접하여 배치된 측면에서 본 홀더(102)의 개략적인 사시도이다. 이 도면은 광전도 채널(122)의 구석 근처에 홀더(102)의 내부 벽(130)에 존재하는 벌지(131)를 도시한다. 벌지(131)는 중심 축에 수직한 방향의 단면도에서 보아 L자형의 리세스(502)를 구비하며, 그에 따라 벌지(131)는 마찬가지로 동일한 단면도에서 보아 L자형이다. 일단 카메라 모듈의 조립이 완료되면 홀더(102)의 중심 축은 도 1b에 도시된 바와 같이 광축(106)에 평행하게 연장된다. 또한, 도 5a는 그 표면이 홀더(102)의 중심 축에 수직으로 배향된 광전도 채널(122)의 단부(128)에 존재하는 접합 영역(123)을 도시한다.

도 5b는 하나의 벌지(131) 및 홀더(102)의 내부 벽(130)과 접합 영역(123)의 인접부의 확대도이다. 또한, 도 5b는 벌지(131)가 광전도 채널(122)의 외측으로 부분적으로 연장되는 것을 보다 명확하게 도시한다. 각각의 벌지(131)는 홀더(102)의 중심 축에 수직한 평면에서 연장되는 제 2 단부(501)를 가진다. 상기 제 2 단부는 홀더(102)의 중심 축에 수직으로 배향된 지지 표면을 공동으로 형성한다.

접착제(124)가 기판(104)에 도포된 후, 홀더(102)는 기판(104)상의 고체 이미지 센서(113)위로 배치된다. 반면에, 고체 이미지 센서(113)와 기판(104)을 포함하는 조립체를 홀더(102) 내측에 배열하는 것이 유리할 수도 있다. 이것은 제조상황에 의해 좌우될 수도 있다. 양 경우에 있어서, 벌지(131)의 제 2 단부(501)는 기판(104)과 접촉하게 되며, 그 결과로서 고체 이미지 센서는 홀더(102)의 중심 축에 수직으로 배향되고, 그에 따라 이제 배치될 렌즈(120)의 광축(106)에도 수직으로 배향된다. 벌지(131)의 L자형 리세스(502)는 고체 이미지 센서(113)의 측방향 표면(127)과 접촉하게 되고, 그 결과로서 홀더(102)의 중심 축에 대한 고체 이미지 센서의 이미지 섹션(114)의 위치가 고정된다. 이에 의해, 만일 상기 렌즈가 존재한다면 이미지 섹션(114)은 렌즈(120)의 광축(102)에 대해서도 정렬된다. 접합 영역(123)은 접착 재료(124)와 접촉하여 배치되며, 이로써 기판(104)과 대한 홀더(102)의 위치가 고정된다.

또한, 접착 재료(124)는 이제 고체 이미지 센서(113)가 존재하는 홀더(102)의 내부 부분을 밀봉하는 기능을 한다. 홀더(102)의 다른 장점과, 기판의 홀더의 부착 방법의 다른 장점은 접착 재료(124)와 글롭 탑 재료(103)(장차 제공됨)가 비교적 먼 거리로 이미지 섹션(113)으로부터 분리되어 있어서, 이미지 섹션이 접착 재료 또는 글롭 탑 재료로 오염되지 않는다는 것이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시한다. 도 6a는 접착 재료(124)에 의해 기판(104)에 부착된 홀더(102)의 측면도이며, 보강재(105)가 기판의 다른 측면상에 존재한다. 도 6b는 접착 재료(124)에 의해 기판(104)에 부착된 홀더(102)의 평면도이다. 접착 재료(124)는 부분적으로 홀더(102)의 외측으로 연장된다. 이것은 접착 재료의 도포가 상대적으로 부정확하게 실시되더라도, 적절한 접합이 보증되게 하므로 이전 단계에서 접착 재료(124)를 기판(104)에 도포하는 것을 단순화시킨다. 게다가, 고체 이미지 센서(113)의 일부와 그 상에 존재하는 이미지 섹션(114)은 광전도 채널(122)을 통해 볼 수 있다.

도 6c는 접착 재료(124)에 의해 기판(104)에 부착된 홀더(102)를 도시하는 사시도이며, 보강재(105)가 기판(104)의 다른 측면상에 존재한다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시한다. 도 7a는 도 6a에 도시된 요소에 부가하여, 홀더(102)의 외부측면과 기판(104) 모두에 접하며, 접착 재료(124)에 의해 형성된 홀더와 기판 사이의 접속부를 보호하고 강화하는 글롭 탑 재료(103)를 도시하는 측면도이다. 도 7b는 도 6a에 도시된 요소에 부가하여, 글롭 탑 재료(103)를 도시하는 평면도이다. 도 7c는 도 6c에 도시된 요소에 부가하여, 글롭 탑 재료(103)를 도시하는 사시도이다.

사용되는 글롭 탑 재료(103)의 점성은 그것의 도포를 위해 너무 낮지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 재료가 홀더(102)의 외부측면에 충분한 정도로 접촉될 수 없기 때문이다. 만일 접착 재료(124) 자체가 홀더(102)와 기판(104) 사이에 충분한 밀봉과 충분히 강한 접속을 제공한다면, 글롭 탑 재료의 제공은 특정 환경하에서 생략될 수도 있다. 렌즈(120)를 수납하는 배럴(101)을 홀더(102)내에 배치될 때까지 글롭 탑 재료(103)를 도포하지 않을 수도 있다. 그러나, 글롭 탑 재료(103)가 일반적으로 비교적 고온에서 경화되어야 하기 때문에, 이것은 렌즈(120)의 재료가 상기 고온에서 견딜 수 있어야 함을 의미한다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 제조 단계를 개략적으로 도시한다. 도 8a는 도 7a에 도시된 요소에 부가하여, 렌즈(120)를 수납하고 홀더(102)내에 장착되는 배럴(101)을 도시하는 측면도이다. 도 8b는 도 7b에 존재하는 요소에 부가하여, 홀더(102)내에 장착되고, 렌즈의 개구(112) 배면에 배치되는 렌즈(120)를 수납하는 배럴(101)을 도시하는 평면도이다. 도 8c는 도 7c에 도시된 요소에 부가하여, 홀더(102)내에 장착되고, 렌즈 개구(112) 배면에 배치되는 렌즈(120)를 수납하는 배럴(101)을 도시하는 사시도이다.

배럴(101)은 렌즈(120)의 광축(106)과 일치하는 원통의 축을 갖는 원통형의 외부 측면을 가진다. 배럴(101)이 장착된 홀더(102)의 부분은 원통형의 내부 측면을 가지며, 이 내부 측면의 중심 축은 홀더(102)의 중심 축과 평행하게 연장되며, 내부 측면은 배럴의 외부 측면에 대응한다. 배럴(101)의 외부 측면과 홀더(102)의 내부 측면은 평활하여서, 배럴은 조립시에 홀더(102)내로 활주된다. 또한, 배럴(101)의 외부 측면과 홀더(102)의 내부 측면은 2개의 정합 나사산이 형성될 수도 있으며, 그 경우에 배럴(101)은 조립시에 홀더(102)내로 나사 체결된다. 양 경우에 있어서, 렌즈(101)는 고체 이미지 센서(114)의 이미지 섹션(114)에 대하여 초점이 맞추어지며, 그 후에 배럴(101)은 보통의 방식으로, 예를 들면 적절히 선택된 아교에 의하거나, 레이저 용접에 의하거나 또는 초음파 용접 기술에 의해 홀더(102)에 대하여 제 위치에 고정된다.

도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈용 홀더의 제 2 실시예의 사시도이다. 홀더(900)는 렌즈를 수납하는 배럴, 예를 들어 도 1a 내지 도 1d에 도시된 렌즈(120)를 수납하는 배럴(101)을 탑재한 후, 렌즈의 광축에 평행하게 연장되는 중심 축을 갖는 광전도 채널(901)을 갖추고 있다. 화살표(902)로 지시된 광전도 채널(901)의 단부는 접합 영역(903)을 포함하며, 이 접합 영역을 통해 홀더(900)는 기판에 부착될 수 있다. 단부(902) 근처에서, 광전도 채널(901)은 중심 축에 수직한 방향의 단면도에서 보면 실질적으로 직사각형이며, 벌지는 구석에 존재하는 L자형의 리세스(905)를 갖춘다. 카메라 모듈의 조립 후, L자형의 리세스는 고체 이미지 센서, 예를 들어 도 1a 내지 도 1d에 도시된 고체 이미지 센서(113)의 측방향 표면에 실질적으로 틈새 없이 접해 있다.

L자형의 리세스(905)는 전체의 벌지(904)에 걸쳐 계속되지는 않지만, 리세스 각각은 광전도 채널(901)의 중심 축에 수직한 방향으로 연장되는 단부 표면(906)상에서 종결된다. 단부 표면(906)은 광전도 채널(901)의 중심 축에 수직한 접촉면을함께 형성한다. 카메라 모듈을 조립한 후, 상기 접촉면은 고체 이미지 센서의 메인 표면, 예를 들면 고체 이미지 센서(113)의 메인 표면(125)에 접한다. 이러한 방식으로, 고체 이미지 센서의 이미지 섹션, 예를 들면 고체 이미지 센서(113)의 이미지 섹션(114)은 광축에 대하여 수직으로 배향되는 것이 확보된다. 이것은 렌즈에 의해 이미지 섹션 상으로 투영된 이미지의 품질에 대한 긍정적인 효과를 가져온다.

또한, 홀더(900)는 중심 축에 수직인 방향의 단면도에서 보면 직사각형인 외부 벽(908)을 구비하며, 중심 축에 평행한 방향으로 연장되는 원통의 부분 형태인 리세스(909)가 그 구석에 존재한다. 이러한 리세스의 하나의 장점은 카메라 모듈의 제조시에 홀더를 보다 용이해진다는 것이다. 마지막으로, 홀더(900)는 광전도 채널의 중심 축에 수직한 방향으로 연장되는 적외선 필터를 구비할 수도 있다.

본 발명은 본 명세서에 주어진 예에 한정되지 않으며, 그 이외에 본 발명의 범위 내에서 많은 추가적인 변형이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 카메라 모듈(100)의 다양한 요소가 조립되는 순서는 요구되는 제조 환경에 따라 조절될 수 있다. 게다가, 본원에서 나타낸 실시예에서 하나의 렌즈를 수납하는 배럴이 도시되어 있는 반면에, 상기 렌즈를 렌즈의 시스템으로 대체하는 것이 가능하다는 것도 이해될 것이다. 또한, 기판(104)이 반드시 가요성 포일일 필요는 없지만, 이러한 목적을 위해 보통의 PCB(printed circuit board; 인쇄 회로 기판)재료를 사용하는 것도 가능하다는 것도 이해될 것이다. PCB 기판을 사용하는 하나의 장점은 테스트 패드를 부착하기가 비교적 용이하기 때문에 카메라 모듈을 테스트하는 것이 보다 용이해진다는 것이다. 이것은 홀더(102)가 부착된 기판 측면상에 비사용 부분상에 실행될 수 있다. 또한, 많은 경우에 테스트 패드를 그의 다른 측면상에서 기판에 부착하는 것도 가능하다. 게다가, 빛에 민감한 고체 이미지 센서 대신에 가시광보다 전자기 방사선(electromagnetic radiation)에 민감한 고체 이미지 센서를 사용하는 것이 가능하다는 것도 본 기술분야에 숙련된 자에게 자명할 것이다.

상기를 요약하면, 본 발명은 카메라 모듈(100)에 관한 것이다. 카메라 모듈(100)은 광전도 채널(122)을 구비한 홀더(102)를 포함한다. 상기 광전도 채널(122)내에는 광축(106)을 가진 렌즈(120)가 존재한다. 광전도 채널(122)의 단부(128) 근처에는 광축(106)에 수직으로 배향된 이미지 섹션(114)을 구비한 고체 이미지 센서(113)가 배치된다. 홀더(102)의 일부를 형성하는 정렬 수단(131)은 광전도 채널(122)의 단부(128) 근처에 존재한다. 상기 정렬 수단은 광축(106)에 대해 이미지 센서(114)를 정렬시킨다. 카메라 모듈(100)의 일 실시예에서, 홀더(102)의 내부 벽의 형상은 축에 수직한 방향의 단면도에서 보면 단부(128) 근처에서 실질적으로 직사각형이며, 정렬 수단은 직사각형의 구석 근처에 배치된 벌지(131)에 의해 형성된다. 벌지(131)는 고체 이미지 센서(113)의 측방향 표면(127)에 실질적으로 틈새 없이 접해 있는 L자형의 리세스를 구비한다. 광축에 대해 이미지 섹션(114)을 정렬시키는 이러한 방법은 카메라 모듈(100)의 제조를 단순화시킨다.

Claims

광전도 채널을 구비한 홀더를 포함하는 카메라 모듈로서, 상기 광전도 채널내에는 광축을 갖는 렌즈가 존재하며, 상기 광전도 채널의 단부 근처에 고체 이미지 센서가 존재하며, 상기 고체 이미지 센서는 광축에 수직으로 배향된 이미지 섹션을 포함하는, 상기 카메라 모듈에 있어서,

홀더의 일부분을 형성하는 정렬 수단이 상기 광전도 채널의 단부 근처에 존재하며, 상기 정렬 수단은 광축에 대해 이미지 섹션을 정렬시키는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 이미지 섹션은 고체 이미지 센서의 메인 표면에 평행한 평면으로 연장되고, 상기 고체 이미지 센서는 메인 표면에 적어도 실질적으로 수직하게 배향된 측방향 표면을 포함하며, 상기 광전도 채널은 광축에 수직한 방향의 단면도에서 보면 단부 근처에서 적어도 실질적으로 다각형인 내부 벽을 포함하며, 상기 정렬 수단은 다각형의 구석 근처에 존재하는 벌지를 포함하며, 상기 벌지는 내부 벽에 접하고 고체 이미지 센서의 측방향 표면에 대하여 접하며, 그 결과로 상기 고체 이미지 센서가 광축에 수직한 방향으로 실질적으로 틈새 없이 홀더내에 수납되는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 2 항에 있어서,

상기 다각형이 직사각형인 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 벌지는 광축에 수직한 방향의 단면도에서 보아 L자형의 리세스를 구비하며, 상기 벌지의 일측면은 항상 내부 벽에 접해 있는 반면에, 다른 측면은 상기 고체 이미지 센서의 2개의 상호 인접한 측방향 표면에 대하여 실질적으로 틈새 없이 접하는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광전도 채널의 단부는 광축에 수직하게 연장되는 접합 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 벌지는 광전도 채널 외측으로 부분적으로 연장되며, 각각의 벌지는 광축에 수직으로 배향된 지지 표면을 함께 형성하는 제 2 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 카메라 모듈은 기판을 포함하며, 상기 고체 이미지 센서는 상기 기판에 접합된 제 2 메인 표면을 포함하며, 상기 기판은 접착 재료에 의해 접합 영역에 접합되는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
제 7 항에 있어서,

상기 기판은 지지 표면에 접하며, 이에 의해 상기 이미지 섹션이 광축에 평행한 배향으로 고정되는 것이 달성되는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈.
광전도 채널을 구비하며, 광축을 갖는 렌즈를 수용하도록 배치되며, 또한 광전도 채널의 단부 근처에 이미지 섹션을 포함하는 고체 이미지 센서를 배치하도록 배열되는 카메라 모듈용 홀더에 있어서,

상기 홀더의 일부를 형성하는 정렬 수단은 상기 광전도 채널의 단부 근처에 존재하며, 광축에 대해 이미지 섹션을 정렬시키는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈용 홀더.
제 9 항에 있어서,

상기 홀더는 광축에 수직한 방향의 단면도에서 보면, 적어도 실질적으로 다각형인 외부 벽을 포함하며, 리세스는 구석 근처의 외부 벽에 존재하며, 상기 리세스는 광축에 평행한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈용 홀더.
홀더를 구비한 카메라 모듈을 포함하는 카메라 시스템에 있어서,

상기 홀더는 광축을 갖는 렌즈가 존재하는 광전도 채널을 구비하며, 상기 광전도 채널의 단부 근처에는 광축에 수직으로 배향된 이미지 섹션을 구비한 고체 이미지 센서가 존재하고, 상기 홀더의 일부를 형성하는 정렬 수단이 상기 광전도 채널의 단부 근처에 존재하여, 광축에 대해 이미지 섹션을 정렬시키기는 것을 특징으로 하는

카메라 시스템.
홀더를 구비하는 카메라 모듈 제조 방법에 있어서,

상기 홀더는 정렬 수단을 구비하며, 고체 이미지 센서는 상기 홀더내에 고체 이미지 센서를 배치할 때 정렬 수단과 접촉하며, 그 결과로서 고체 이미지 센서 상에 존재하는 이미지 섹션이 광축에 대해 정렬되는 것을 특징으로 하는

카메라 모듈 제조 방법