KR20090105594A - 카메라 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 리드 프레임; 상기 리드 프레임 사이의 공간에 몰딩 형성된 제1 몰딩부; 상기 제1 몰딩부 상에 탑재된 이미지 센서; 상기 이미지 센서 외측의 상기 리드 프레임의 상면에 측벽 형태로 몰딩 형성된 제2 몰딩부; 및 상기 제2 몰딩부 상에 안착되어 지지되는 렌즈;를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고, 또한 본 발명은 상기 카메라 모듈의 제조방법을 제공한다.
카메라 모듈, 무조정, 몰딩, 리드 프레임, 웨이퍼 렌즈

Description

카메라 모듈 및 그 제조방법{Camera module and method of manufacturing the same}
본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형을 이용한 몰딩 공정으로 리드 프레임 사이의 공간에 이미지 센서가 탑재되는 제1 몰딩부를 형성하고, 상기 리드 프레임 상에 렌즈의 초점 거리를 조절해주는 측벽 형태의 제2 몰딩부를 형성한 후, 상기 제2 몰딩부 상에 웨이퍼 렌즈를 안착하는 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재 이동통신 단말기와 PDA 및 MP3 플레이어 등의 IT 기기를 비롯한 자동차와 내시경 등의 제작시 카메라 모듈이 탑재되고 있으며, 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 기술의 발달에 따라 고화소 중심으로 발달됨과 동시에 장착 대상에 따라서 소형화 및 박형화가 진행되고 있으며, 저가의 제작 비용으로 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능하도록 변화되고 있다.
또한, 현재 제작되는 카메라 모듈은 와이어 본딩 방식(COB ; Chip Of Board), 플립 칩 방식(COF ; Chip Of Flexible) 및 칩 스케일 패키지 방식(CSP ; Chip Scale Pakage)으로 제작되는 이미지 센서 모듈이 탑재되어 제작되고 있으며, 주로 인쇄회로기판(PCB)이나 연성인쇄회로기판(FPCB) 등의 전기적 연결 수단을 통해 메인 기판에 접속되는 형태로 구성된다.
그러나, 최근에 이르러 이동통신 단말기를 비롯한 IT 기기의 슬림화 추세에 따라 그 내부에 장착되는 카메라 모듈도 그 높이를 최대한 줄이고, 제조 공정을 간소화시켜 제작 비용을 절감시킬 수 있는 카메라 모듈이 유저로부터 요구되고 있다.
이와 같은 카메라 모듈은, 주로 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서가 와이어 본딩 또는 플립 칩 방식에 의해 기판에 부착된 상태로 제작되고 있으며, 상기 이미지 센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 카메라 모듈 내, 외의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 전기적 신호로 변환되어 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
하기에서 대표적인 종래의 카메라 모듈 제작 방식인 COF 및 COB 방식의 그 간략한 구조를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, COF 방식의 카메라 모듈은, 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서가 저면에 지지되는 하우징과, 상기 이미지 센서에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군과, 상기 렌즈군이 내부에 적층되는 배럴의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.
상기 하우징의 하부에는 이미지 센서를 구동하기 위한 전기 부품인 콘덴서와 저항의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB)이 전기적으로 결합된다.
이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈은, 실장용 기판(FPCB)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 상기 실장용 기판과 이미지 센서 사이에 이방전도성필름(ACF:Anisotropic Conductive Film)을 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터를 부착한다.
또한, 다수의 렌즈군이 내장된 배럴과 하우징이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와 같이, 기 조립된 실장용 기판이 하우징의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.
상기 이미지 센서가 부착된 실장용 기판과 배럴이 결합된 하우징의 접착 고정 후에 상기 배럴의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈의 초점 조정은 하우징에 나사 결합된 배럴의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군과 이미지 센서간의 초점 조절이 이루어지게 된다.
그러나, 상기 이미지 센서에 맺히는 상의 초점을 조절하기 위하여 하우징에 나사 결합된 배럴을 좌, 우 회전시켜 수직 이송시킬 때, 상기 배럴이 나사 결합 부위에서 틀어짐이 발생될 수 있으며 이에 따라 광축이 틀어질 수 있는 단점이 있다.
종래 COB 방식의 카메라 모듈은, 이미지 센서가 와이어 본딩 방식에 의해서 장착된 PCB 기판이 플라스틱 재질의 하우징 하부에 결합되고, 상기 하우징 상부로 연장된 경통에 하부로 원통형 몸체가 연장된 렌즈배럴이 결합됨에 의해서 제작된다.
상기 COB 방식의 카메라 모듈은 경통 내주면에 형성된 암나사부와 원통형 몸체의 외주면에 형성된 숫나사부의 나사 결합으로 하우징과 렌즈배럴이 상호 결합된다.
상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈 통과하면서 상이 반전되어 이미지 센서의 표면에 포커싱되는 데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징 상단에 체결된 렌즈배럴를 회전시키면서 최적의 포커스가 맞춰진 지점에서 하우징과 렌즈배럴의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징과 렌즈배럴를 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.
이와 같은 구조를 가지는 종래 카메라 모듈은, COB 방식에 비하여 COF 방식이 그 높이를 줄이는 데 효과적이어서 박형화의 카메라 모듈을 제작하는 데 더 선호되고 있다.
그러나 종래의 COF 방식을 이용하여 제작되는 카메라 모듈은 기판이 부착되는 하우징과 렌즈가 장착되는 렌즈배럴이 별도로 구비되어 상호 나사 결합에 의해 결합됨으로써, 그 높이를 줄이는 데 한계가 있다.
또한, 종래의 카메라 모듈은 하우징의 상단부에 렌즈배럴이 결합되어 상기 렌즈배럴의 상, 하 높이 조정에 의해서 반드시 초점 조정이 수행되어야 하기 때문에 제작 공정이 길어지고, 이에 따라 생산성이 저하되는 단점이 있다.
그리고, 종래 카메라 모듈에 사용되는 렌즈는, 리플로우(reflow) 공정을 통한 표면 실장(SMT)시 170~180℃의 내부 온도를 유지하는 리플로우 관통시에 렌즈가 손상될 염려가 있다는 문제가 있다.
뿐만 아니라, 상기 COB 방식 카메라 모듈의 기판으로 사용되는 PCB는, 그 파단면에서 PCB 재료인 에폭시나 글래스 파이어(glass fire)가 떨어져 이물 불량을 야기할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 금형을 이용한 몰딩 공정으로 리드 프레임 사이의 공간에 이미지 센서가 탑재되는 제1 몰딩부를 형성하고, 상기 리드 프레임 상에 렌즈의 초점 거리를 조절해주는 측벽 형태의 제2 몰딩부를 형성한 후, 상기 제2 몰딩부 상에 웨이퍼 렌즈를 안착시킴으로써, 최소의 부품으로 단순한 구조의 카메라 모듈을 제작하고, 별도의 초점 조정없이 조립이 완료되어 공정 수와 제작 단가를 줄일 수 있으며, 리플로우 공정을 통한 표면 실장시 렌즈의 손상을 방지할 수 있고, 카메라 모듈의 높이를 낮출 수 있는 카메라 모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 의한 카메라 모듈은, 리드 프레임; 상기 리드 프레임 사이의 공간에 몰딩 형성된 제1 몰딩부; 상기 제1 몰딩부 상에 탑재된 이미지 센서; 상기 이미지 센서 외측의 상기 리드 프레임의 상면에 측벽 형태로 몰딩 형성된 제2 몰딩부; 및 상기 제2 몰딩부 상에 안착되어 지지되는 렌즈;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리드 프레임은, 상기 이미지 센서의 하부까지 연장되어 상기 이미지 센서의 가장자리부를 지지할 수 있다.
그리고, 상기 제2 몰딩부는, 그 상부에 안착되는 상기 렌즈의 제작시 측정된 초점 거리에 해당하는 길이로 설계될 수 있다.
또한, 상기 렌즈는, 웨이퍼 레벨 상태로 레플리카 공법을 통한 사출 성형에 의해 어레이 형태로 제작되어 개별적으로 다이싱된 사각형의 단위 웨이퍼 렌즈일 수 있다.
또한, 상기 렌즈는, 상면의 중앙부를 제외한 부분으로 광의 입사가 차단되는 조리개가 코팅될 수 있다.
또한, 상기 조리개는, 블랙 계열의 코팅막으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 렌즈는, 그 상면과 하면 중 적어도 한면에 IR 필터층이 증착 또는 코팅될 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서와 상기 리드 프레임은 와이어 본딩될 수 있다.
또한, 상기 제2 몰딩부는, 상단에 상기 렌즈를 안착시키는 "ㄴ" 형태의 안착부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 의한 카메라 모듈은, 리드 프레임; 상기 리드 프레임 사이의 공간에 몰딩 형성된 제1 몰딩부; 상기 제1 몰딩부 상에 탑재되며, 가장자리부의 하면에 접속 수단이 구비된 이미지 센서; 상기 이미지 센서 외측의 상기 리드 프레임의 상면에 측벽 형태로 몰딩 형성된 제2 몰딩부; 및 상기 제2 몰딩부 상에 안착되어 지지되는 렌즈;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리드 프레임은, 상기 이미지 센서의 하부까지 연장되어 상기 이미지 센서의 가장자리부를 지지할 수 있다.
또한, 상기 접속 수단은 범프 또는 솔더볼일 수 있다.
또한, 상기 리드 프레임은, 내측 상면에 상기 이미지 센서의 상기 접속 수단과 접속되는 패드가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 몰딩부는, 상단에 상기 렌즈를 안착시키는 "ㄴ" 형태의 안착부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은, 리드 프레임을 제공하는 단계; 금형을 이용한 몰딩 공정으로, 상기 리드 프레임 사이의 공간에 제1 몰딩부를 형성하고, 상기 리드 프레임 상에 측벽 형태의 제2 몰딩부를 형성하는 단계; 상기 제1 몰딩부 상에 이미지 센서를 탑재하는 단계; 상기 제2 몰딩부 상에 렌즈가 안착되는 단계; 및 상기 제2 몰딩부와 인접한 다이싱 라인을 따라 단위 카메라 모듈로 절단하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리드 프레임은, 상기 이미지 센서의 하부까지 연장되어 상기 이미지 센서의 가장자리부를 지지할 수 있다.
또한, 상기 제2 몰딩부는, 그 상부에 안착되는 상기 렌즈의 제작시 측정된 초점 거리에 해당하는 길이로 설계될 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서와 상기 리드 프레임은 와이어 본딩되거나, 또는 플립 칩 본딩될 수 있다.
또한, 상기 제2 몰딩부 상에 렌즈가 안착되는 단계에서, 상기 렌즈는 상기 제2 몰딩부에 형성된 "ㄴ" 형태의 안착부에 지지될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 금형을 이용한 에폭시 몰딩 공정으로 리드 프레임 사이의 공간에 이미지 센서가 탑재되는 제1 몰딩부를 형성하고, 상기 리드 프레임 상에 렌즈의 초점 거리를 조절해주는 측벽 형태의 제2 몰딩부를 형성함으로써, 최소의 부품으로 단순한 구조의 카메라 모듈을 제작할 수 있음과 아울러 재료비를 획기적으로 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명은 상기 제2 몰딩부 상에 렌즈를 안착시키는 것만으로 초점 조정이 완료될 수 있는 바, 별도의 초점 조정을 위한 공정이 불필요하여 공정 수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 300℃의 열을 견딜수 있는 고내열성 재질에 의한 레플리카 공법에 의해 제작되는 웨이퍼 렌즈를 이용함으로써, 리플로우 공정을 통한 카메라 모듈의 표면 실장시, 170~180℃의 내부 온도를 유지하는 리플로우 관통시에 렌즈의 손상 없이 카메라 모듈의 표면 실장이 가능하다.
본 발명에 따른 카메라 모듈 및 그 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
카메라 모듈의 구조
<제1 실시예 >
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 다른 구조를 나타낸 단면도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 리드 프레임(10)과, 상기 리드 프레임(10) 사이의 공간에 몰딩 형성된 제1 몰딩부(20a)와, 상기 제1 몰딩부(20a) 상에 탑재되는 이미지 센서(30)와, 상기 이미지 센서(30) 외측의 상기 리드 프레임(10)의 상면에 측벽 형태로 몰딩 형성된 제2 몰딩부(20b) 및 상기 제2 몰딩부(20b) 상에 안착되어 지지되는 렌즈(50)를 포함한다.
상기 리드 프레임(10)은 금속(metal) 재질로 이루어지는 것이 일반적이며, 그 표면에는 Ag 등이 도금되어 있을 수 있다.
상기 제1 몰딩부(20a) 및 제2 몰딩부(20b)는, 상기 리드 프레임(10)을 제공한 후, 상기 리드 프레임(10)에 금형을 이용한 에폭시(epoxy) 몰딩 공정으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 리드 프레임(10)은, 상기 이미지 센서(30)의 하부까지 연장되어, 상기 이미지 센서(30)의 가장자리부를 지지하는 것이 바람직하다.
이는, 상기 에폭시 재질의 제1 몰딩부(20a) 상에만 이미지 센서(30)를 탑재할 경우, 상기 이미지 센서(30)를 지지하는데 한계가 있어 상기 제1 몰딩부(20a)를 포함한 리드 프레임(10)의 두께를 줄이기가 어렵지만, 상기 금속 재질의 리드 프레임(10)에 의해 상기 이미지 센서(30) 일부가 지지될 경우, 상기 제1 몰딩부(20a)를 포함한 리드 프레임(10)의 두께를 충분히 줄이더라도 상기 이미지 센서(30)를 지지하는데 문제가 없기 때문이다.
실제로, 종래 COB 방식의 카메라 모듈에 있어서, 이미지 센서가 탑재되는 PCB는, 상기 이미지 센서를 보호하기 위해 단단(rigid)해야 하므로, 0.3㎜ 정도의 두께를 갖는 것이 일반적이다.
하지만, 본 발명의 실시예에서는, 상기 리드 프레임(10) 및 그 사이 공간에 형성된 상기 제1 몰딩부(20a)를 0.1㎜ 정도의 두께로 형성한다 하더라도, 상기 리드 프레임(10)이 금속 재질로 이루어져 있기 때문에, 상기 이미지 센서(30)를 안정적으로 지지할 수 있는 바, 카메라 모듈의 전체 두께를 낮출 수가 있다.
또한, 본 발명의 실시예서는, 상술한 바와 같이 이미지 센서가 탑재될 수 있는 제1 몰딩부(20a) 및 렌즈가 안착되는 제2 몰딩부(20b)를 상기 리드 프레임(10)에 에폭시 몰딩으로 제작하여, 기존의 PCB와 하우징, 렌즈배럴 등의 기구물을 대체할 수 있는 바, 부품수를 3개에서 1개로 줄일 수 있으며, 재료비를 감소시킬 수 있다.
여기서, 상기 리드 프레임(10)은, 종래 카메라 모듈에서 사용되는 PCB에 비해 원가가 훨씬 낮다. 특히, 상기 리드 프레임(10)은 그 제작 방식에 따라 에치 타입(etched type) 및 스탬프 타입(stamped type)으로 나눌 수 있는데, 이 중 상기 스탬프 타입으로 제작할 경우 일반적인 PCB에 비해 3배 내지 5배 이상 그 가격을 낮출 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같은 종래의 COB 방식의 카메라 모듈에서는, 기판으로 사용되는 PCB의 파단면에서 PCB 재료인 에폭시나 글래스 파이어(glass fire)가 떨어져 이물 불량을 야기시켰으나, 본 발명의 실시예에서와 같이 금속 재질의 리드 프레임(10)을 사용할 경우, PCB에서 생성되는 이물에 의한 불량이 발생하지 않는 이점이 있다.
한편, 상기 이미지 센서(30)와 상기 리드 프레임(10)은 와이어(40) 본딩될 수 있다.
그리고, 상기 리드 프레임(10) 상에 측벽 형태로 형성된 상기 제2 몰딩부(20b)는, 렌즈(50)와 그 직하부의 이미지 센서(30) 사이에서 정해지는 렌즈(50)의 초점 거리에 해당하는 길이로 설계될 수 있다.
따라서, 상기 렌즈(50)는, 상기 제2 몰딩부(20b) 상에 안착시키는 것만으로 초점 조정이 완료됨에 따라 별도의 초점 조정을 위한 공정이 불필요하게 되어, 공정수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기 제2 몰딩부(20b)에 안착되어 지지되는 상기 렌즈(50)는, 어레이 형태로 제작되어 제작 단가를 낮출 수 있는 웨이퍼 렌즈를 적용하는 것이 바람직하다.
상기 웨이퍼 렌즈는, 웨이퍼 레벨 상태로 레플리카 공법을 통해 사출 성형되어 어레이 형태로 제작되며, 개별적으로 다이싱되어 사각형의 단위 웨이퍼 렌즈로 제작될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 렌즈는, 중앙부에 형성된 입사구(51)를 제외한 전면에 외부광의 입사를 차단하는 조리개(52)가 형성될 수 있다.
상기 조리개(52)는 외부광의 투과가 방지되도록 블랙 계열의 코팅막으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 렌즈(50)는, 그 상면 및 하면에 IR 필터층(53)이 증착 또는 코팅됨으로써, 상기 렌즈(50)를 통해 입사되는 광 중에 포함된 적외선을 차단하게 된다. 상기 IR 필터층(53)은 도 1에서와 같이 렌즈(50)의 상면 및 하면에 모두 형성되는 대신, 상기 렌즈(50)의 상면에만 형성되거나, 또는 하면에만 형성될 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 장착 대상의 메인 기판(도시하지 않음) 상에 실장된다.
이 후, 메인 기판 상에 상기 카메라 모듈을 비롯한 수동 소자들을 실장시킨 후 소정 온도(170~180℃)로 내부가 가열되는 리플로우를 관통시켜 접합이 이루어지도록 한다. 이 때, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 리플로우 공정을 통한 표면 실장(SMT) 시 상기 카메라 모듈 내부에 장착되는 웨이퍼 렌즈(50)가 300℃의 열을 견딜수 있는 고내열성 재질에 의한 레플리카 공법에 의해 제작됨으로써, 170~180℃의 내부 온도를 유지하는 리플로우 관통시에 렌즈의 손상없이 카메라 모듈의 표면 실장이 가능하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 몰딩부(20b)의 상단에는, 상기 렌 즈(50)를 안착시키는 "ㄴ" 형태의 안착부(60)가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈(50)는 상기 안착부(60)에 지지되어 더욱 안정적으로 조립될 수 있는 장점이 있다.
<제2 실시예 >
도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 제2 실시예의 구성 중 제1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제2 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈은, 제1 실시예에 따른 카메라 모듈과 대부분의 구성이 동일하고, 다만, 이미지 센서(30) 가장자리부의 하면에 접속 수단(35)이 구비되어, 상기 이미지 센서(30)와 리드 프레임(10)이 플립 칩 본딩된다는 점에서만 제1 실시예와 다르다.
즉, 제1 실시예에서는 이미지 센서(30)와 리드 프레임(10)이 와이어(40) 본딩 되었지만, 본 발명의 제2 실시예에서는 와이어(40) 대신에 접속 수단(35)을 이용하여 리드 프레임(10) 상에 직접 플립 칩 본딩된 것이다. 상기 접속 수단(35)은 범프 또는 솔더볼일 수 있다.
이때, 상기 리드 프레임(10)의 내측 상면에는, 상기 이미지 센서(30)의 상기 접속 수단(35)과 접속되는 패드(15)가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 경우 역시, 제2 몰딩부(20b)의 상단에는 렌즈(50)를 안착시키는 "ㄴ" 형태의 안착부(60)가 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈은, 앞서 상술한 본 발명의 제1 실시예에서와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.
카메라 모듈의 제조방법
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(10)을 제공한다.
그런 다음, 금형을 이용한 에폭시 몰딩 공정을 통해, 상기 리드 프레임(10) 사이의 공간에 제1 몰딩부(20a)를 형성하고, 상기 리드 프레임(10) 상에 측벽 형태의 제2 몰딩부(20b)를 형성한다.
상기 제2 몰딩부(20b)는, 상술한 바와 같이, 상기 제2 몰딩부(20b) 상에 안착되는 렌즈(50)의 제작시 측정된 초점 거리에 해당하는 길이로 설계되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 몰딩부(20a) 상에 이미지 센서(30)를 탑재한다.
이때, 상기 리드 프레임(10)은 상기 이미지 센서(30)의 하부까지 연장되어, 상기 이미지 센서(30)의 가장자리부를 지지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이미지 센서(30)와 상기 리드 프레임(10)은, 도면에서와 같이 와이어(40) 본딩될 수도 있으나, 앞서의 도 3에 도시된 바와 같이, 플립 칩 본딩될 수도 있다.
그 다음에, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 몰딩부(20b) 상에 렌즈(50)가 안착된다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 제2 몰딩부(20b)에는, 상단에 상기 렌즈(50)를 안착시키는 "ㄴ" 형태의 안착부(도 2의 도면부호 '60' 참조)가 형성될 수가 있으며, 이 경우 상기 렌즈(50)는 상기 제2 몰딩부(20b) 상에 안착될 때, 상기 제2 몰딩부(20b)의 상기 안착부(60)에 지지될 수 있다. 이와 같이 하면, 상기 렌즈(50)를 더욱 안정적으로 조립할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 렌즈(50)를 상기 제2 몰딩부(20b) 상에 안착시키는 것만으로 초점 조정이 완료될 수 있으므로, 별도의 초점 조정을 위한 공정이 불필요하다.
상기 렌즈(50)는, 상술한 바와 같이, 웨이퍼 레벨 상태로 레플리카 공법을 통한 사출 성형에 의해 어레이 형태로 제작되어 개별적으로 다이싱된 사각형의 단위 웨이퍼 렌즈인 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 렌즈(50)는, 중앙부에 형성된 입사구(51)를 제외한 전면에 외부광의 입사를 차단하는 조리개(52)가 형성될 수 있으며, 상기 조리개(52)는 외부 광의 투과가 방지되도록 블랙 계열의 코팅막으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 렌즈(50)는, 그 상면 및 하면에 IR 필터층(53)이 증착 또는 코팅됨으로써, 상기 렌즈(50)를 통해 입사되는 광 중에 포함된 적외선을 차단하게 된다. 이때, 상기 IR 필터층(53)은, 도면에 도시된 바와 같이 상기 렌즈(50)의 상면 및 하면에 모두 형성되는 대신, 상기 렌즈(50)의 상면에만 형성되거나, 또는 하면에만 형성될 수도 있다.
그런 후에, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 몰딩부(20b)와 인접한 다이싱 라인(D)을 따라 단위 카메라 모듈로 절단한다.
상기한 바와 같이 절단된 각각의 카메라 모듈은 장착 대상의 메인 기판(도면 미도시) 상에 직접 표면 실장된다. 그리고, 상기 카메라 모듈을 비롯한 수동 소자들을 메인 기판 상에 실장한 후 소정 온도(170~180℃)로 내부가 가열되는 리플로우를 관통시켜 접합이 이루어지도록 한다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 리플로우 공정을 통한 표면 실장 시 상기 카메라 모듈 내부에 장착되는 웨이퍼 렌즈(50)가 300℃의 열을 견딜수 있는 고내열성 재질에 의한 레플리카 공법에 의해 제작됨으로써, 170~180℃의 내부 온도를 유지하는 리플로우 관통시에 렌즈의 손상없이 카메라 모듈의 표면 실장이 가능하다.
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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 다른 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 나타낸 단면도.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 리드 프레임 15: 패드
20a: 제1 몰딩부 20b: 제2 몰딩부
30: 이미지 센서 35: 접속 수단
40: 와이어 50: 렌즈
51: 입사구 52: 조리개
53: IR 필터층 D: 다이싱 라인

Claims (18)

  1. 리드 프레임;
    상기 리드 프레임 사이의 공간에 몰딩 형성된 제1 몰딩부;
    상기 제1 몰딩부 상에 탑재된 이미지 센서;
    상기 이미지 센서 외측의 상기 리드 프레임의 상면에 측벽 형태로 몰딩 형성된 제2 몰딩부; 및
    상기 제2 몰딩부 상에 안착되어 지지되는 렌즈;
    를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 프레임은, 상기 이미지 센서의 하부까지 연장되어 상기 이미지 센서의 가장자리부를 지지하는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 몰딩부는, 그 상부에 안착되는 상기 렌즈의 제작시 측정된 초점 거리에 해당하는 길이로 설계되는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는, 웨이퍼 레벨 상태로 레플리카 공법을 통한 사출 성형에 의해 어레이 형태로 제작되어 개별적으로 다이싱된 사각형의 단위 웨이퍼 렌즈인 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈는, 상면의 중앙부를 제외한 부분으로 광의 입사가 차단되는 조리개가 코팅된 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조리개는, 블랙 계열의 코팅막으로 형성되는 카메라 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈는, 그 상면과 하면 중 적어도 한면에 IR 필터층이 증착 또는 코팅된 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서와 상기 리드 프레임은 와이어 본딩되는 카메라 모듈.
  9. 리드 프레임;
    상기 리드 프레임 사이의 공간에 몰딩 형성된 제1 몰딩부;
    상기 제1 몰딩부 상에 탑재되며, 가장자리부의 하면에 접속 수단이 구비된 이미지 센서;
    상기 이미지 센서 외측의 상기 리드 프레임의 상면에 측벽 형태로 몰딩 형성된 제2 몰딩부; 및
    상기 제2 몰딩부 상에 안착되어 지지되는 렌즈;
    를 포함하는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리드 프레임은, 상기 이미지 센서의 하부까지 연장되어 상기 이미지 센서의 가장자리부를 지지하는 카메라 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 접속 수단은 범프 또는 솔더볼인 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 리드 프레임은, 내측 상면에 상기 이미지 센서의 상기 접속 수단과 접속되는 패드가 형성된 카메라 모듈.
  13. 제1항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제2 몰딩부는, 상단에 상기 렌즈를 안착시키는 "ㄴ" 형태의 안착부가 형성된 카메라 모듈.
  14. 리드 프레임을 제공하는 단계;
    금형을 이용한 몰딩 공정으로, 상기 리드 프레임 사이의 공간에 제1 몰딩부를 형성하고, 상기 리드 프레임 상에 측벽 형태의 제2 몰딩부를 형성하는 단계;
    상기 제1 몰딩부 상에 이미지 센서를 탑재하는 단계;
    상기 제2 몰딩부 상에 렌즈가 안착되는 단계; 및
    상기 제2 몰딩부와 인접한 다이싱 라인을 따라 단위 카메라 모듈로 절단하는 단계;
    를 포함하는 카메라 모듈의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리드 프레임은, 상기 이미지 센서의 하부까지 연장되어 상기 이미지 센서의 가장자리부를 지지하는 카메라 모듈의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 몰딩부는, 그 상부에 안착되는 상기 렌즈의 제작시 측정된 초점 거리에 해당하는 길이로 설계되는 카메라 모듈의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 이미지 센서와 상기 리드 프레임은 와이어 본딩되거나, 또는 플립 칩 본딩되는 카메라 모듈의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제2 몰딩부 상에 렌즈가 안착되는 단계에서,
    상기 렌즈는 상기 제2 몰딩부에 형성된 "ㄴ" 형태의 안착부에 지지되는 카메라 모듈의 제조방법.
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