KR20070081917A - 카메라 모듈 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지센서 보호용 캡이 장착된 카메라 모듈 패키지에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈 패키지는, 적어도 하나 이상의 렌즈가 결합된 렌즈배럴과 상기 렌즈배럴이 상부에 장착되는 하우징으로 구성된 광학유니트; 상기 광학유니트의 하단부에 장착되며, 중앙에 센서 안착부가 구비된 센서 보호캡; 상기 광학유니트와 센서 보호캡 사이에 삽입 개재되고 저면에 이미지센서가 밀착 결합되는 연성인쇄회로기판;을 포함하며, 상기 하우징의 저면과 동일한 형태로 센서 보호캡이 형성됨에 따라 카메라 모듈 패키지의 조립성이 향상되며, 상기 이미지센서에 직접적인 본딩 결합을 배재할 수 있기 때문에 카메라 모듈 패키지의 조립 불량시 이미지센서의 재활용이 용이한 장점이 있다.

광학 유니트, 센서 보호캡, 센서 안착부, 홈, 이미지센서, 연성인쇄회로기판, IR 필터

Description

카메라 모듈 패키지{CAMERA MODULE PACKAGE}

도 1은 종래 COF 방식 카메라모듈 패키지의 조립 상태를 보인 조립 사시도.

도 2는 종래 COF 방식 카메라 모듈의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈 패키지의 조립 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈 패키지에 장착되는 센서 보호캡의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈 패키지의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20. 광학 유니트 30. 센서 보호캡

31. 센서 안착부 32. 홈

40. 이미지센서 50. 연성인쇄회로기판

60. IR 필터

본 발명은 이미지센서 보호용 캡이 장착된 카메라 모듈 패키지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 플립 칩 본딩 방식의 카메라 모듈 패키지 하부에 이미지센서 안착부가 구비된 이미지센서 보호캡이 장착된 구조로써, 카메라 모듈 패키지의 조립성이 향상되고 패키지 제품 출하 시 이미지센서가 보호될 수 있도록 한 카메라 모듈 패키지에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정 이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

통상적인 카메라 모듈용 이미지센서의 패키징 방식은, 플립칩(Flip-Chip) 방식의 COF(Chip On Flim) 방식, 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board) 방식, 그리고 CSP(Chip Scaled Package) 방식 등이 있으며, 이 중 COF 패키지 방식과 COB 패키지 방식이 널리 이용되고 있다.

상기 카메라 모듈용 이미지센서의 패키지 방식 중에서 COF 방식의 패키징 구조를 아래 도시된 도면을 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 COF 방식 카메라모듈 패키지의 조립 상태를 보인 조립 사시도이고, 도 2는 종래 COF 방식 카메라 모듈의 단면도이다.

도시된 바와같이, 종래의 카메라 모듈 패키지(1)는 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서(3)가 저면에 지지되는 하우징(2)과, 상기 이미지센서(3)에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군(4)과, 상기 렌즈군(4)이 내부에 다단 적층되는 배럴(5)의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.

이때, 상기 하우징(2)의 하부에는 CCD 또는 CMOS로 이루어진 이미지센서(3)를 구동하기 위한 전기 부품인 C(CONDENSOR)와 R(RESISTANCE)의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB)(6)이 전기적으로 결합된다.

이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈 패키지(1)는, 실장용 기판(FPCB, 6)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 기판(6)과 이미지센서(3) 사이에 이방전도성필름(ACF:ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM)(도면 미도시) 또는 NCP(NON-CONDUCTIVE PASTE)를 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터(7)를 부착한다.

이때, 상기 이미지센서(3)는 이방전도성 필름이 삽입된 상태로 기판(6)의 저면에 부착되고 상기 이미지센서(3)의 각 측부에 열경화성 접착제가 도포되어 경화됨으로써, 이미지센서(3)의 고정과 측면 보호가 이루어지도록 한다.

또한, 다수의 렌즈군(4)이 내장된 배럴(5)과 하우징(2)이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와같이, 기 조립된 실장용 기판(6)이 하우징(2)의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.

한편, 상기 이미지센서(3)가 부착된 실장용 기판(6)과 배럴(5)이 결합된 하우징(2)의 접착 고정 후에 상기 배럴(5)의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈(1)의 초점 조정은 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군(4)과 이미지센서(3)간의 초점 조절이 이루어지게 된다.

상기 렌즈군(4)과 이미지센서(3)의 간격 조절에 의해서 카메라 모듈 패키지(1) 제작이 완료되면, 상기 렌즈군(4)의 전면과 이미지센서(3) 하면측에 각각 보호테잎(9)을 부착함으로써 패키지의 출하 준비가 완료된다.

이와 같은 구조로 이루어진 COF 방식의 카메라 모듈 패키지는 무엇보다 이미지센서 상면에 와이어를 부착할 공간이 필요하지 않으므로 패키지 면적이 줄어들고, 배럴의 높이를 낮출 수가 있어 카메라 모듈의 경박단소화가 가능하다는 장점이 있다.

그리고, 얇은 필름(Film)이나 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)을 사용하기 때문에 외부 충격에 견디는 신뢰성 높은 패키지가 가능하며, 그 제작 공정이 상대적으로 간단한 장점이 있다. 그리고, 상기 COF 방식은 소형화와 더불어 저항의 절감으로 인한 신호의 고속처리, 고밀도, 다핀화 추세에도 부응할 수 있다.

그러나, 종래 COF 방식의 카메라 모듈 패키지(1)는 이미지센서(3)가 패키지의 하부측으로 노출될 수 밖에 없는 구조이기 때문에 충격에 약하고, 상기 이미지센서()의 측면에 열경화성 접착제가 본딩됨에 따라 단순 작업 불량시 이미지센서(3)의 재활용이 어려운 문제점이 있으며, 본딩 부위의 불확실성에 의한 외곽 치수 관리가 어렵고 외관 불량의 발생 빈도가 증가와 더불어 조립성이 현저하게 낮아지게 되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈 패키지에서 제기되고 있는 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 카메라 모듈 패키지의 하우징 하부에 이미지센서 보호캡이 장착되고 상기 이미지센서 보호캡의 센서 안착부에 이미지센서가 안착된 상태로 기판의 저면에 이미지센서가 밀착 결합되도록 함으로써, 카메라 모듈 패키지의 조립성 향상과 패키지 출하 시 이미지센서가 외부 충격으로부터 보호될 수 있도록 한 카메라 모듈 패키지가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 적어도 하나 이상의 렌즈가 결합된 렌즈배럴과 상기 렌즈배럴이 장착되는 하우징으로 구성된 광학유니트와, 상기 광학유니트의 하단부에 장착되며 중앙에 이미지센서 안착부가 구비된 센서 보호캡과, 상기 광학유니트와 센서 보호캡 사이에 삽입 개재되고 저면에 이미지센서가 밀착 결합되는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈 패키지가 제공됨에 의해서 달성된다.

상기 광학유니트는 하우징의 상단 개구부를 통해 다수의 렌즈가 장착된 렌즈배럴의 하단부가 삽입되어 각 부재의 내,외주면 나사 결합에 의해서 밀착 결합되며, 상기 하우징 상부에 나사 결합된 렌즈배럴의 회전에 의해서 렌즈와 그 직하부에 결합된 이미지센서와의 간격 조절에 의해서 초점 조정이 이루어진다.

상기 하우징은 내부에 IR 필터가 장착 고정되며, 상기 하우징의 하부측에 이미지센서가 안착되는 사각의 센서 안착부가 형성된 센서 보호캡이 결합된다. 이때 상기 센서 안착부는 이미지센서와 동일한 형태 및 크기로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 센서 보호캡은 각 모서리부 상면에 적어도 두 개 이상의 홈이 형성되어 상기 센서 보호캡 상부에 안착되는 하우징의 저면에 돌출된 결합 돌기가 삽 입됨으로써, 상기 하우징 하단부와 센서 보호캡이 밀착 결합되도록 한다.

한편, 상기 센서 보호캡과 하우징 하단부 사이에는 중앙부에 수광 영역이 천공된 연성인쇄회로기판(FPCB)이 삽입 장착되며, 상기 연성인쇄회로기판은 수광 영역을 통해 이미지센서의 수광부가 노출되도록 배치되어 상기 센서 보호캡의 센서 안착부상에 내장된 이미지센서가 그 저면에 밀착 결합된다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명은, 플립 칩 본딩에 의해서 제작되는 COF 방식의 카메라 모듈 패키지 제작 시 모듈 패키지의 하부측으로 노출되게 상기 연성인쇄회로기판의 저면에 결합된 이미지센서 외측면이 밀착 결합되도록 센서 보호캡이 장착되고, 상기 센서 보호캡은 하우징의 저면에 형성된 돌기가 보호캡상의 홈을 통해 삽입됨으로써 하우징의 저면에 밀착 결합되어 외부의 충격으로부터 이미지센서가 보호될 수 있음과 아울러 모듈 패키지의 조립성이 향상되도록 함에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 카메라 모듈 패키지의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 아래의 도면을 참조한 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈 패키지의 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈 패키지에 장착되는 센서 보호캡의 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈 패키지의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈 패키지(10)는 내부에 IR 필터(60)가 내장된 하우징(21)과 렌즈배럴(22)로 이루어진 광학유니트(20)의 하부에 연성인쇄회로기판(50)이 삽입 개재된 상태로 센서 보호캡(30)이 밀착 결합된다.

상기 광학유니트(20)는 내부에 다수의 렌즈(23)가 장착된 렌즈배럴(22)이 하우징(21) 상단 개구부를 통해 일체로 결합됨과 아울러 상기 하우징(21)의 내부에 IR 필터(60)가 내장된다. 이때 상기 하우징(21)의 저면에는 적어도 두 개 이상의 결합 돌기(21a)가 돌출 형성된다.

상기 광학유니트(20)는 그 하단부에 센서 안착부(31)가 구비된 센서 보호캡(30)이 장착되며, 상기 센서 보호캡(30)은 상기 하우징(21)의 결합 돌기(21a)와 대응하는 위치에 홈(32)이 형성되어 상기 홈(32)에 결합 돌기(21a)가 삽입됨에 의해서 센서 보호캡(30)이 상기 하우징(21)의 하단부에 밀착 결합된다.

상기 센서 보호캡(30)은 중앙부에 센서 안착부(31)가 구비되어 상기 광학유니트(20)의 렌즈군(23)을 통해 입사되는 외부 입사광이 집광되는 이미지센서(40)가 안착된다. 이때 상기 센서 안착부(31)는 상기 이미지센서(40)의 각 측면이 형합되도록 이미지센서(40)와 동일한 형태 및 크기로 형성됨이 바람직하다.

상기 센서 보호캡(30)의 센서 안착부(31)에 결합된 이미지센서(40)는, 수광부(41)를 통해 집광되어 전기적 영상 신호로 변환된 화상 정보가 외부 장치를 통해 전송될 수 있도록 상기 수광부(41)가 수광 영역(51)으로 노출된 상태로 상기 연성인쇄회로기판(50)의 저면에 전기적 접속 가능하게 밀착 결합된다.

이때, 상기 이미지센서(40)는 상면을 제외한 각 측부를 비롯한 저면이 상기 센서 보호캡(30)에 둘러싸여 있으며, 상기 이미지센서(40)를 둘러싼 센서 보호캡(30)은 광학유니트(20)를 구성하는 하우징(21) 하단부에 연성인쇄회로기판(50)이 삽입 개재된 상태로 밀착 결합된다.

이와 같은 구성의 상기 센서 보호캡(30)은 상기 하우징(21)의 저면 형상과 동일한 사각판상의 형태로 구성되고, 상기 하우징(21)과 그 조립 만족도를 향상시키기 위하여 상기 하우징(21)과 동일한 재질로 사출 성형됨이 바람직하다.

상기와 같은 구조의 본 발명 카메라 모듈 패키지(10)는 앞서 언급된 바와 같이, IR 필터(60)가 내장된 하우징(21)의 상부에 다수의 렌즈(23)가 다단 결합된 렌즈배럴(22)이 일체로 결합되도록 하여 광학유니트(20)가 준비되고, 상기 연성인쇄회로기판(50)의 저면에 이미지센서(40)가 플립 칩 본딩되어 상기 이미지센서(40)가 센서 안착부(31)에 안착된 센서 보호캡(30)을 별도로 준비하며, 상기 광학유니트(20)의 하우징(21) 저면에 센서 보호캡(30)이 밀착 결합됨에 의해서 패키지 제작이 완료된다.

이때, 상기 하우징(21)의 저면과 센서 보호캡(30)의 상면은 각 부재의 하단부와 상면에 형성된 결합 돌기(21a)와 홈(32)의 대응 결합에 의해서 밀착 결합되며, 상기 하우징(21)과 센서 보호캡(30)의 접합 결합력을 향상시키기 위하여 그 결합면에 접착제가 도포될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈 패키지는 연성인쇄회로기판의 저면에 플립 칩 본딩 결합되는 이미지센서 외측부가 복개되도록 센서 보호캡이 하우징 저면에 밀착 결합되는 구조로써, 상기 하우징의 저면과 동일한 형태로 센서 보호캡이 형성됨에 따라 카메라 모듈 패키지의 조립성이 향상되며, 상기 이미지센서에 직접적인 본딩 결합을 배재할 수 있기 때문에 카메라 모듈 패키지의 조립 불량시 이미지센서의 재활용이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 하우징의 저면과 동일한 평면 형태의 센서 보호캡이 장착됨으로써, 카메라 모듈 패키지의 외곽 치수 관리가 용이하고 외부 충격에 대하여 이미지센서를 보호할 수 있는 작용효과를 기대할 수 있다.

Claims (5)

1. 적어도 하나 이상의 렌즈가 결합된 렌즈배럴과 상기 렌즈배럴이 상부에 장착되는 하우징으로 구성된 광학유니트;

   상기 광학유니트의 하단부에 장착되며, 중앙에 센서 안착부가 구비된 센서 보호캡; 및

   상기 광학유니트와 센서 보호캡 사이에 삽입 개재되고 저면에 이미지센서가 밀착 결합되는 연성인쇄회로기판;

   을 포함하는 카메라 모듈 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은, 저면의 각 모서리부에 적어도 두 개 이상의 결합 돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 패키지.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 센서 보호캡은, 상기 하우징의 결합 돌기와 대응되는 위치의 상면 모서리부에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 패키지.
4. 제1항에 있어서,

   상기 센서 보호캡은, 사각판상의 형태로 구성되어 상기 하우징과 동일한 재질로 사출 성형된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 센서 안착부는, 상기 이미지센서와 동일한 형태 및 크기로 형성되어 상기 이미지센서의 각 측면이 밀착되도록 안착 결합되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 패키지.

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