KR20080019883A

KR20080019883A - 칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20080019883A
Application number: KR1020060082365A
Authority: KR
Inventors: 지재환; 이재선
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-05
Also published as: KR100813599B1

Abstract

본 발명은 칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명은, 상면 중앙부에 홈이 형성된 기판과, 상기 기판의 홈 내부에 실장되는 전자부품과, 상기 기판의 홈에 복개되며 상기 기판과 와이어 본딩 결합되는 이미지센서로 이루어진 이미지센서 모듈과; 상기 이미지센서 모듈 상부에 결합되는 하우징; 및 내부에 다수의 렌즈가 적층되며 상기 하우징의 상단부에 결합되는 렌즈배럴;을 포함하는 카메라 모듈로 구성되며, 상기 이미지센서의 하부 기판에 홈을 형성하여, 상기 홈 내에 칩 형태의 전자부품 및 수동소자들을 실장함으로써, 카메라 모듈이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 장점이 있다.

칩 내장형, FPCB, 카메라 모듈, 이미지센서 모듈, 수동소자

Description

칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈{CAMERA MODULE USING A CIRCUIT BOARD BUILTED-IN INTEGRATED CIRCUIT}

도 1은 종래 기술에 의한 카메라 모듈에 장착되는 기판의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 기판을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 기판을 나타낸 저면 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 상태를 나타낸 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

210 : 기판 220 : 수동소자

230 : 칩 형태의 전자부품 240 : 이미지센서

250 : IR 필터 260 : 하우징

270 : 렌즈배럴

본 발명은 칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 이미지센서 하부의 기판에 수동소자 또는 칩 형태의 전자부품을 실장함으로써, 상기 기판이 실장되는 카메라 모듈의 크기를 줄일 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등의 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 800만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능한 기기로 변화되고 있다.

이와 같은 카메라 모듈은, COB(CHIP ON BOARD), COF(CHIP ON FLEXIBLE), COG(CHIP ON GLASS) 등의 이미지센서 실장 방식에 의해서 제작되어 휴대용 단말기의 내부 장착되는 메인보드 상에 소켓 및 연성인쇄회로기판을 통해 전기적 접속 가능하게 결합된다.

특히, 상기 COB 방식의 카메라 모듈은 주로 소켓 타입에 의해서 휴대용 단말기 본체내에 판상으로 장착되는 메인보드 상에 결합되는 바, 상기 메인보드의 임의 지점에 전기적 접속 가능하게 부착된 소켓의 내부로 상기 카메라 모듈의 하우징과 인쇄회로기판이 삽입됨에 의해서 메인보드 상에 카메라 모듈의 실장이 이루어지게 된다.

또한, 휴대폰이 소형화되고 슬림화되는 추세에 따라 상기 휴대폰 내에 장착되는 메인보드의 크기가 점차 작아질 수 밖에 없어 메인보드에 실장될 수 있는 부품에 한계가 있다.

이에 따라, 카메라 모듈 내로 상기 부품들이 실장되는 추세인 바, 최근에 이르러 카메라 모듈이 고화소 중심으로 개편되고 그에 따른 기능적 요소가 추가됨에 따라 상기 카메라 모듈의 인쇄회로기판 상면에 부착되는 이미지센서의 크기가 증대되고, 전체적인 카메라 모듈의 크기는 계속적인 소형화가 추구됨에 따라 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 부품의 수는 더욱 제한을 받게 된다.

따라서, 카메라 모듈의 인쇄회로기판 상에 부품의 실장 공간이 제한됨에 따라 상기 인쇄회로기판의 크기를 감소시키는데에 제약을 받는 문제점이 지적되고 있다.

이와 같은 문제점이 발생될 수 있는 종래의 카메라 모듈에 대하여 아래 도시된 도 1을 참조하여 문제점을 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 카메라 모듈에 장착되는 기판의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 상부에 하우징(도면 미도시)이 실장되는 인쇄회로기판(110) 상에는, 영상을 촬영하기 위한 이미지센서(120)와, 상기 이미지센서(120)가 동작하는데 필수 구성 부품인 칩 형태의 전자부품(140) 및 수동소자(150)가 상 기 이미지센서(120) 주위에 실장된다.

여기서, 상기 이미지센서(120)는 와이어(wire: 130)를 통해 상기 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결되며, 상기 칩 형태의 전자부품(140) 및 수동소자(150)는 상기 인쇄회로기판(110)에 솔더링 결합됨으로써, 상기 이미지센서(120)와 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 이미지센서(120)와 칩 형태의 전자부품(140) 및 수동소자(150)가 실장된 인쇄회로기판(110) 상에 하우징과 다수의 렌즈가 장착된 렌즈배럴이 순차적으로 결합되어 카메라 모듈로 구성되는데, 상기 카메라 모듈이 고화소 중심으로 발전함에 따라 상기 이미지센서(120)의 크기는 커질 수 밖에 없어, 하우징의 접착 공간이 작아져 상기 하우징의 조립 신뢰도가 저하되는 단점이 있다.

이에 따라, 상대적으로 상기 이미지센서(120)의 주위에 실장되는 칩 형태의 전자부품(140) 및 수동소자(150)를 실장하기 위한 인쇄회로기판(110)의 크기가 커질 수 밖에 없어 카메라 모듈의 전체적인 크기가 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 이미지센서의 하부 기판에 홈을 형성하여, 상기 홈 내부에 칩 형태의 전자부품 및 수동소자를 실장함으로써, 상기 기판의 크기가 줄어들게 되고, 이에 따라 상기 기판이 실장되는 카메라 모듈의 크기를 줄일 수 있는 카메라 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 상면 중앙부에 홈이 형성된 기판과, 상기 기판의 홈 내부에 실장되는 전자부품과, 상기 기판의 홈에 복개되며 상기 기판과 와이어 본딩 결합되는 이미지센서로 이루어진 이미지센서 모듈과; 상기 이미지센서 모듈 상부에 결합되는 하우징; 및 내부에 다수의 렌즈가 적층되며 상기 하우징의 상단부에 결합되는 렌즈배럴;을 포함하는 카메라 모듈에 의해서 달성된다.

또한, 본 발명에 따른 칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈에 있어서, 상기 전자부품은, 수동소자 또는 IC 칩 형태의 능동소자 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 기판은, 각 측면에 등간격으로 형성된 패드면과, 상기 패드면과 단턱부를 이루는 루프가 형성된다.

아울러, 상기 기판의 홈은 상기 홈 내부에 실장되는 전자부품의 높이와 동일하거나 또는 깊게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 기술적 구성의 본 발명은, 상기 기판에 형성된 홈 내부에 수동소자 및 칩 형태의 전자부품이 실장되고, 그 상부로 이미지센서가 상기 홈에 복개되도록 장착됨에 의해서 기판의 크기를 줄이고 기판의 공간 사용 효율을 최대로 할 수 있음에 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 기판을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 기판을 나타낸 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 상태를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 기판(210)은, 사각 판상으로 재단되어 그 상단 중앙에 소정 깊이의 홈(214)이 형성되어 있으며, 그 측면에 등간격으로 다수의 패드(211)가 형성된다.

특히, 상기 기판(210)의 상단에 형성된 홈(214) 내부에는 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)이 실장된다. 이때, 상기 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)은 상기 기판(210)의 홈(214) 내부에 솔더링 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 홈(214)의 깊이는 상기 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)의 높이와 같거나 또는 이들이 완전히 매립될 수 있는 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

그 이유는, 상기 기판(210)의 홈(214) 상단에는 후술하는 이미지센서가 실장되는데 상기 홈(214)의 깊이가 상기 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)의 높이보다 낮으면, 이들이 상기 기판(210)의 상면보다 더 높이 실장됨으로써 이미지센서가 상기 홈(214)의 상부에 실장될 수 없다. 이에 따라, 상기 홈(214)의 깊이는 상기 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)의 높이와 같거나 또는 이들이 완전히 매립될 수 있는 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

이때, 상기 칩 형태의 전자부품(230)은, 자이로 센서 IC(Gyro sensor IC), 각속도 센서, 신호처리 소자 등의 IC 칩 형태의 능동소자로써 상기 이미지센서를 제어하기 위한 반도체 소자들이며, 상기 수동소자(220)는, 저항, 코일, 콘덴서 등 상기 칩 형태의 전자부품(230)과 함께 동작하는 전자부품이다.

이와 같이, 종래에 상기 기판(210)의 상부에 실장되던 수동소자(220) 및 칩형태의 전자부품(230)을 기판(210)의 홈(214) 내부에 실장함으로써, 상기 기판(210) 상부의 상기 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)이 차지하는 면적을 줄일 수 있다.

또한, 상기 수동소자(220)를 상기 기판(210) 상에 실장될 이미지센서의 인접한 위치 즉, 직하부에 실장시키게 됨으로써, 상기 이미지센서의 동작 중 발생할 수 있는 노이즈의 발생을 최소화 할 수 있게 됨에 따라, 상기 이미지센서가 정상적인 동작을 할 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 기판(210)의 측면에 형성된 상기 각 패드(211)의 상부측에는 패드면과 단턱부를 이루는 루프(213)가 형성된다. 이때, 상기 패드(211)는 휴대폰 등의 메인보드(도면 미도시)와 상기 기판(210)과의 전기적인 연결을 위해 금속 물질로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판(210)은 휴대폰 등의 메인보드에 결합되기 위한 소켓(미도시함)에 UV 경화제와 같은 접착제에 의해 결합되는데, 이때 상기 접착제가 상기 패 드(211)로 다소 흘러내릴 수 있으나, 상기 패드(211) 상부의 루프(213)에 의해서 패드면으로의 유입이 일차적으로 차단됨에 따라 상기 루프(213)를 통해 유입되는 접착제에 의한 패드(211) 손상을 확실하게 방지할 수 있다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패드(211)는 기판(210)의 하부까지 연장 형성된 하부 패드(212)로 이루어져 이를 통해 더욱 용이하게 외부와 연결될 수 있다. 즉, 상기 기판(210)의 하부에 형성된 하부 패드(212)는, 상기 기판(210) 측면의 패드(211)가 불가피하게 오염될 경우 그 하면으로 연장된 하부 패드(212)를 이용하여 외부와의 접속이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 기판(210)의 상부 테두리에는 상기 이미지센서를 기판(210)에 와이어 본딩을 이용하여 전기적으로 연결하기 위한 상부 패드(215)가 형성된다.

이러한 구성을 가지는 카메라 모듈의 기판(210)은, 도시된 바와 같이, 내부에 형성된 홈(214)에는 다수의 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)이 실장되고, 외부 피사체로부터 반사되는 빛을 감지하기 위한 이미지센서(240)가 그 상부 전면을 덮도록 실장되며, 상기 기판(210)의 상부 측부에 형성된 상부 패드(215)를 통해 와이어 본딩됨으로써 전기적으로 연결된다. 이렇게 상기 기판(210)과 이미지센서(210)는 전기적으로 연결되어 하나의 이미지센서 모듈(250)로 구성된다.

또한, 상기 이미지센서 모듈(250)의 기판(210) 상부 테두리에는 하우징(260)이 결합되고, 상기 하우징(260) 상단은 내부에 다수의 렌즈(L)가 적층된 렌즈배럴(270)이 상기 하우징(260)과 결합된다.

상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 도 5에 도시된 바와 같이, 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)이 내장된 기판(210) 상에 이미지센서(240)가 실장된다. 이때, 상기 이미지센서(240)는 상기 기판(210)과 상부 패드(215)를 통해 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되고, 상기 기판(210)의 상부 테두리는 상기 하우징(260)과 결합된다. 상기 하우징(260) 내부의 임의 지점에는 IR 필터(262)가 장착되는데, 상기 IR 필터(262)는 상기 렌즈배럴(270)의 렌즈(L)를 통해 입사되는 입사광 중 적외선을 차단한다.

또한, 상기 하우징(260)은 다수의 렌즈(L)가 장착된 렌즈배럴(270)과 결합되고, 외부 피사체로부터 반사된 광이 렌즈(L)를 통해 유입되어 상기 기판(210)에 실장된 이미지센서(240)에 수광된다.

이와 같은 구성을 가지는 카메라 모듈은, 카메라 모듈의 기판(210) 상부에 실장되던 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)을 상기 기판(210) 상부 중앙에 형성된 홈(214) 내부에 실장하여, 휴대폰 등의 메인보드에서 상기 수동소자(220) 및 칩 형태의 전자부품(230)이 차지하던 공간을 줄일 수 있다.

이에 따라, 상기 카메라 모듈의 기판(210) 크기를 줄일 수 있으므로 상기 기판(210)이 구비되는 카메라 모듈의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.

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 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 칩 내장형 기판을 이용한 카메라 모듈은, 이미지센서의 하부 기판에 홈을 형성하여, 상기 홈 내부에 칩 형태의 전자부품 및 수동소자들이 실장됨으로써, 기판의 크기를 줄임과 동시에 공간 효율을 극대화 할 수 있으며, 카메라 모듈의 전체적인 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

상면 중앙부에 홈이 형성된 기판과, 상기 기판의 홈 내부에 실장되는 전자부품과, 상기 기판의 홈에 복개되며 상기 기판과 와이어 본딩 결합되는 이미지센서로 이루어진 이미지센서 모듈과;

상기 이미지센서 모듈 상부에 결합되는 하우징; 및

내부에 다수의 렌즈가 적층되며, 상기 하우징의 상단부에 결합되는 렌즈배럴;

을 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 기판은, 각 측면에 등간격으로 형성된 패드면과, 상기 패드면과 단턱부를 이루는 루프가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 전자부품은, 수동소자 또는 IC 칩 형태의 능동소자 등으로 구성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 기판의 홈은, 그 내부에 실장되는 전자부품의 높이와 동일하거나 또는 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.