KR20090116479A - 이미지 센서 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
기존의 언더필 공정 및 경화 공정을 거치지 않으면서도 이미지 센서의 에지(edge)면 보호를 할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시키기 위하여, 본 발명은 (ⅰ) 제1 면에 촬상소자가 형성된 이미지 센서용 칩, (ⅱ) 상기 이미지 센서용 칩이 부착된 인쇄회로기판, (ⅲ) 상기 인쇄회로기판과 함께 상기 촬상소자를 내부로 수용하도록 구성되며, 상기 촬상소자로 입사되는 빛이 통과하는 렌즈를 수납하는 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 하우징부, (ⅳ) 상기 제1 하우징부의 에지(edge)에 일체로 연결되며, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면의 상기 이미지 센서용 칩의 적어도 일부의 에지면을 보호하도록 접혀서 부착된 제2 하우징부를 포함하는 이미지 센서 모듈 및 그 제조 방법을 제공한다.
이미지 센서, 보호, 언더필(underfill), 하우징
Description
본 발명은 이미지 센서 모듈 및 이미지 센서 모듈 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 카메라 모듈내에서 하우징을 이미지 센서 부착 인쇄회로기판에 부착함에 있어서 이미지 센서의 에지(edge)면 보호를 위해 필요한 언더필 공정 및 경화 공정이 생략될 수 있는 이미지 센서 모듈 및 이미지 센서 모듈 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 피사체의 영상을 나타내는 빛을 각 픽셀마다 전기적인 신호로 변환하는 장치이다. 이를 위하여 이미지 센서의 촬상면에는 촬상소자가 형성되어 있다. 이미지 센서는 사진 및 동영상 촬영이 가능한 모든 소형 전자제품, 예를 들면 디지털 카메라, 휴대폰, PDA(portable digital assistant), 노트북 PC, 모니터 삽입용 CAM, 범퍼 장착용 자동차 후면 감시 카메라, 인터폰 등에 사용된다. 이미지 센서는 크게 CCD(charge coupled device) 및 CMOS(complementary mosfet oxidized semiconductor)로 구분된다.
도 1을 참조하면 이미지 센서용 칩(5)은 카메라 모듈 외부의 전자 소자와 전 기 신호를 주고 받기 위해 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)(1)이나 강성 인쇄회로기판(hard printed circuit board, HPCB)에 전기적으로 접속된다. 이미지 센서용 칩의 촬상면측 상부에는 불필요한 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터 및 렌즈 어셈블리 등이 배치된다. 이를 위하여 적외선 차단 필터 및 렌즈 어셈블리가 배치될 수 있는 하우징(2)이 인쇄회로기판과 함께 이미지 센서용 칩(5)의 촬상면을 수용하도록 하우징(2)이 인쇄회로기판(1)에 부착된다.
이미지 센서용 칩 패키지(1, 5)에 하우징(1)이 결합된 것을 이미지 센서 모듈이라고 한다. 이미지 센서 모듈을 제조하기 위하여 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 이미지 센서용 칩(5)을 비롯한 반도체 칩을 PCB(1)에 플립칩 본딩 등의 방법으로 부착하는 공정, 이미지 센서용 칩(5)의 촬상면이 내부에 수용되도록 하우징(2)을 PCB(1)에 부착하는 공정, 경화하는 공정, 이미지 센서용 칩(5)의 에지면을 언더필(underfill)(4) 하는 공정, 및 경화하는 공정을 거쳐야만 했다. 언더필 공정은 이미지 센서용 칩(5)의 외부로 노출된 면을 덮음으로써 외부 환경으로부터 이미지 센서용 칩(5)을 보호하는 역할을 한다.
그런데, 종래의 방법으로 이미지 센서 모듈을 제조할 경우, 하우징(2)을 부착하는 공정 후에 추가적으로 언더필(4) 하는 공정 및 이를 경화하는 공정이 발생하여 생산성이 저하되는 단점이 있다. 또한 언더필 공정의 셋업(set-up)시 주입 바늘(dispensing needel)에 의하여 이미지 센서나 수동 전기소자들이 훼손될 수 있다는 단점도 있다. 또한 언더필(4)되는 실런트(sealant)의 끊김이 있는 경우 언더필(4) 부분의 일부에 구멍이 발생함으로써 센서의 모든 에지면이 보호되지 않는 문 제점도 있다.
본 발명에 따른 이미지 센서 모듈 및 이미지 센서 모듈 제조 방법은 하우징을 인쇄회로기판에 부착한 후 언더필 공정 및 경화 공정과 같은 추가 공정 없이도 이미지 센서용 칩의 에지면을 보호할 수 있는 이미지 센서 모듈을 제작하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, (ⅰ) 제1 면에 촬상소자가 형성된 이미지 센서용 칩, (ⅱ) 상기 이미지 센서용 칩이 부착된 인쇄회로기판, (ⅲ) 상기 인쇄회로기판과 함께 상기 촬상소자를 내부로 수용하도록 구성되며, 상기 촬상소자로 입사되는 빛이 통과하는 렌즈를 수납하는 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 하우징부, (ⅳ) 상기 제1 하우징부의 에지에 일체로 연결되며, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면의 상기 이미지 센서용 칩의 적어도 일부의 에지면을 보호하도록 접혀서 부착된 제2 하우징부를 포함하는 이미지 센서 모듈이 개시된다.
상기 제2 하우징부는 상기 제1 하우징부보다 높은 인장성 및 연성을 가지는 재질을 포함하는 물질로 만들어질 수 있다. 보다 상세하게 상기 제1 하우징부는 산업용 플라스틱(engineering plastic) 계열을 포함하는 물질로 만들어지며, 상기 제2 하우징부는 폴리우레탄 계열을 포함하는 물질로 만들어질 수 있다.
상기 이미지 센서용 칩의 에지가 외부로부터 밀폐되도록 상기 제2 하우징부 는 상기 제1 하우징부로부터 구부러진 상태로 상기 인쇄회로기판에 부착될 수 있다.
상기 제1 하우징부와 상기 제2 하우징부는 이중 사출에 의하여 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, (ⅰ) 제1 면에 촬상소자가 형성된 이미지 센서용 칩을 인쇄회로기판에 부착하는 단계, (ⅱ) 상기 촬상소자로 입사되는 빛이 통과하는 렌즈를 수납하는 제1 하우징부를 상기 인쇄회로기판과 함께 상기 촬상소자를 내부에 수용하도록 상기 인쇄회로기판에 부착하는 단계, 및 (ⅲ) 상기 제1 하우징부의 에지에 일체로 연결된 제2 하우징부의 단부면이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면의 상기 이미지 센서용 칩의 적어도 일부의 에지면에 실질적으로 접촉하도록 하는 방식으로 상기 제2 하우징부를 접어서 상기 인쇄회로기판에 부착하는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈 제조 방법이 개시된다.
상기 제2 하우징부를 접어서 부착하는 단계 이후에, 부착되는 부분들을 경화하는 단계를 더 포함될 수 있다.
상기 제2 하우징부는 상기 제1 하우징부보다 높은 인장성 및 연성을 가지는 재질을 포함하는 물질로 만들어질 수 있다. 보다 상세하게, 상기 제1 하우징부는 산업용 플라스틱(engineering plastic) 계열을 포함하는 물질로 만들어지며, 상기 제2 하우징부는 폴리우레탄 계열을 포함하는 물질로 만들어질 수 있다.
상기 제1 하우징부와 상기 제2 하우징부는 이중 사출에 의하여 일체로 연결되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 모듈 및 그 제조 방법은 기존의 추가적인 언더필 공정 및 제2 경화 공정이 불필요하므로 공정을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 언더필 공정시 주입 바늘을 사용함으로써 발생했던 바늘과 전기소자 사이의 간섭 불량도 방지할 수 있다. 또한 종래의 공정 설비를 그대로 응용할 수 있으므로 경제적이다.
이하에서는 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 하우징을 보여주는 사시도이다. 도면을 참조하면, 하우징(10)은 제1 하우징부(11)와 제2 하우징부(12)를 구비한다. 제1 하우징부(11)에는 피사체의 영상을 나타내는 빛이 통과하는 렌즈를 수납하는 렌즈 어셈블리가 결합되도록 구성되어 있다. 제1 하우징부(11)의 윗부분은 렌즈 어셈블리가 결합되도록 원주형을 띄며, 제1 하우징부(11)의 아랫부분은 인쇄회로기판(1), 예를 들면 이미지 센서용 칩(5)이 부착된 FPCB 부분에 맞게 부착되도록 사각형을 띈다.
제1 하우징부(11)는 산업용 플라스틱(engineering plastic)과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 산업용 플라스틱의 예로서, PC(polycarbonates), PA(polyamides), LCP(liquid crystal polyimide) 등이 사용될 수 있다. 또한 제1 하우징부(11)는 상기 예에 포함되지 않더라도 종래의 하우징에서 사용되던 것이라 면 어떠한 재질로도 만들어질 수 있다.
제2 하우징부(12)는 제1 하우징부(11)로부터 연장하도록 일체로 형성된다. 제2 하우징부(12)는 제1 하우징부(11)의 하부의 네 측으로부터 모두 연장하도록 형성되어 있으며, 안쪽으로 접었을 때 이미지 센서용 칩(5)의 네 측면 에지(5a)를 감쌀 수 있도록 형상이 결정된다. 제2 하우징부(12)는, 이미지 센서용 칩(5)쪽으로 구부렸을 때 잘 구부러지고 이미지 센서용 칩의 측면 에지(5a)로 고르게 부착되도록, 높은 인장성과 연성을 가지는 재질로 만들어져야 한다. 또한 제2 하우징부(12)는 열변형 온도(temperature resistence)는 최대 130℃ 내외인 재질인 것이 적합하다. 그럼으로써 경화 온도인 약 90~120℃에서 열 변형이 일어나지 않게 된다. 그리고 제2 하우징부(12)는 상기한 경화 온도에서 단시간 내에 경화될 수 있는 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.
제2 하우징부(12)의 재질에 대한 예로서, 높은 인장성을 가진 폴리우레탄(polyurethane) 계열 및 폴리에스터(polyester)의 재료가 사용될 수 있다. 서로 다른 재질의 제1 하우징부(11)와 제2 하우징부(12)가 일체로 이루어진 하우징(10)은 이중 사출법에 의하여 제조될 수 있다. 하우징(10)의 제2 하우징부(12) 중 이미지 센서용 칩쪽(5)으로 접어져서 부착되는 면의 적어도 일부에는 접착 물질(13)이 도포되어 있다. 접착 물질(13)은 점성이 높아서 흘러내리지 않는 물질로 되어 있는 것이 바람직하다. 접착 물질(13)이 도포되어 있기 때문에, 하우징(10)을 이미지 센서용 칩(5)이 결합된 FPCB(1)에 부착한 이후, 하우징(10)의 제2 하우징부(12)를 이미지 센서용 칩(5)쪽으로 구부림으로써, 접혀진 제2 하우징부(12)는 이 미지 센서용 칩(5)의 측면 에지와 접촉한 상태로 FPCB(1)에 부착될 수 있다. 여기서, 제2 하우징(12)의 형상 및 치수는, 제2 하우징부(12)가 이미지 센서용 칩(5)쪽으로 접혀졌을 때 이미지 센서용 칩의 측면 에지면(5a)에 접촉하도록, 미리 결정된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서 이미지 센서용 칩이 부착된 인쇄회로기판에 하우징이 부착된 모습을 보여주는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈을 보여주는 사시도이다. 이미지 센서용 칩(5)의 제1 면(상면)에는 촬상 소자(미도시)가 형성되어 있다. 촬상 소자는 CCD 또는 CMOS 일 수 있다. 이미지 센서용 칩(5)이 부착되는 인쇄회로기판(1)의 부분에는 촬상 소자가 위로 노출될 수 있도록 홀이 형성되어 있다. 이미지 센서용 칩(5)의 제1 면은 인쇄회로기판(1)과 플립칩(flip chip) 본딩에 의하여 부착될 수 있다.
이와 같이 이미지 센서용 칩(5)이 부착된 인쇄회로기판(1)의 적절한 위치에 하우징의 제1 하우징부(11)를 부착한 후, 제2 하우징부(12)를 이미지 센서용 칩(5)쪽으로 접어서 인쇄회로기판(1)에 부착시키면 도 5와 같은 모양이 된다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 라인을 따라 절개한 단면도이다. 도 5와 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈에서 이미지 센서용 칩(5)의 측면이 보호되는 이유를 살펴본다.
제2 하우징부(12)는 접어져서 인쇄회로기판(1)에 부착되는데, 제2 하우징부(12)의 끝단은 이미지 센서용 칩(5)의 4개의 측면 에지면(5a)에 실질적으로 접촉하도록 부착된다. 그럼으로써 외부의 이물질이나 충격으로부터 이미지 센서용 칩(5)을 보호할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다. 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 제1 면에 촬상소자가 형성된 이미지 센서용 칩(5)을 인쇄회로기판(1), 예를 들면 FPCB에 부착한다.(S10) 이미지 센서용 칩(5)은 플립칩 본딩 등의 방법으로 FPCB에 부착될 수 있다. 부착 방법은 반드시 플립칩 본딩으로 이루어질 필요는 없으며, 부착 후 언더필 공정이 필요한 부착 방법은 어느 것이라도 사용될 수 있다.
하우징(10)의 제1 하우징부(11)를 인쇄회로기판(1)에 부착한다.(S20) 이때, 하우징(10)은 촬상소자를 인쇄회로기판(1)과 함께 내부에 수용하도록 부착된다. 이후 제1 하우징부(11)에 일체로 연결되게 형성된 제2 하우징부(12)를 이미지 센서용 칩(5)쪽으로 구부려서 이미지 센서용 칩(5)의 측면 에지면(5a)이 보호되도록 인쇄회로기판(1)에 부착한다.(S30) 제1 하우징부(11)를 인쇄회로기판(1)에 부착하는 공정(S20)과 제2 하우징부(12)를 이미지 센서용 칩(5)쪽으로 구부려서 인쇄회로기판(1)에 부착하는 공정은 동일 장비 내에서 연속적으로 수행되는 것이 바람직하다. 그럼으로써 생산성이 향상될 수 있다.
이와 같이, 하우징(10)을 인쇄회로기판(1)에 부착한 후, 제2 하우징부(12)를 구부려서 부착하기만 함으로써, 추가적인 언더필 공정 및 언더필 용액의 경화 공정을 생략할 수 있다. 따라서 생산성을 향상시킬 수 있으며, 언더필 공정시 발생할 수 있는 수동 전기소자의 훼손 등의 문제점을 제거할 수 있다.
한편, 제2 하우징부(12)가 이미지 센서용 칩(5)의 측면 에지면(5a)을 보호하도록 부착된 이후, 경화 공정을 더 진행할 수 있다.(S40) 경화 공정은 인쇄회로기판(1)에 부착된 제1 하우징부(11)와 제2 하우징부(12)의 부착 부분에 대하여 동시에 진행된다. 경화 공정을 거침으로써 외부 환경에 대한 접착 부분들의 접착 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 이미지 센서용 칩 모듈 제조 방법에서는 경화 공정이 동시에 한번에 진행되는 반면, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 경화 공정이 별도로 2회 진행되어야 했다. 따라서, 본 발명에 따르면, 추가적인 경화 공정을 생략하여 생산성을 향상시키고, 제조 시간을 줄일 수 있다.
본 발명은 카메라 모듈을 이용하는 모든 산업에 이용될 수 있다.
도 1은 종래의 이미지 센서 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 2는 종래의 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 하우징을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서 이미지 센서가 부착된 인쇄회로기판에 하우징이 부착된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 라인을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
1: 인쇄회로기판 5: 이미지 세서용 칩
10: 하우징 11: 제1 하우징부
12: 제2 하우징부 13: 접착 물질
Claims (10)
- 제1 면에 촬상소자가 형성된 이미지 센서용 칩;상기 이미지 센서용 칩이 부착된 인쇄회로기판;상기 인쇄회로기판과 함께 상기 촬상소자를 내부로 수용하도록 구성되며, 상기 촬상소자로 입사되는 빛이 통과하는 렌즈를 수납하는 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 하우징부;상기 제1 하우징부의 에지(edge)에 일체로 연결되며, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면의 상기 이미지 센서용 칩의 적어도 일부의 에지면을 보호하도록 접혀서 부착된 제2 하우징부를 포함하는 이미지 센서 모듈.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 하우징부는 상기 제1 하우징부보다 높은 인장성 및 연성을 가지는 재질을 포함하는 물질로 만들어지는 이미지 센서 모듈.
- 제2 항에 있어서,상기 제1 하우징부는 산업용 플라스틱(engineering plastic) 계열을 포함하는 물질로 만들어지며, 상기 제2 하우징부는 폴리우레탄 계열 또는 폴리에스테 계열을 포함하는 물질로 만들어지는 이미지 센서 모듈.
- 제1 항에 있어서,상기 이미지 센서용 칩의 에지가 외부로부터 밀폐되도록 상기 제2 하우징부는 상기 제1 하우징부로부터 구부러진 상태로 상기 인쇄회로기판에 부착되는 이미지 센서 모듈.
- 제1 항에 있어서,상기 제1 하우징부와 상기 제2 하우징부는 이중 사출에 의하여 일체로 형성된 이미지 센서 모듈.
- 제1 면에 촬상소자가 형성된 이미지 센서용 칩을 인쇄회로기판에 부착하는 단계;상기 촬상소자로 입사되는 빛이 통과하는 렌즈를 수납하는 제1 하우징부를 상기 인쇄회로기판과 함께 상기 촬상소자를 내부에 수용하도록 상기 인쇄회로기판에 부착하는 단계; 및상기 제1 하우징부의 에지에 일체로 연결된 제2 하우징부의 단부면이 상기 제1 면과 반대되는 제2 면의 상기 이미지 센서용 칩의 적어도 일부의 에지면에 실질적으로 접촉하도록 하는 방식으로 상기 제2 하우징부를 접어서 상기 인쇄회로기판에 부착하는 단계를 포함하는 이미지 센서 모듈 제조 방법.
- 제6 항에 있어서,상기 제2 하우징부를 접어서 부착하는 단계 이후에,부착되는 부분들을 경화하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서 모듈 제조 방법.
- 제7 항에 있어서,상기 제2 하우징부는 상기 제1 하우징부보다 높은 인장성 및 연성을 가지는 재질을 포함하는 물질로 만들어지는 이미지 센서 모듈 제조 방법.
- 제8 항에 있어서,상기 제1 하우징부는 산업용 플라스틱(engineering plastic) 계열을 포함하는 물질로 만들어지며, 상기 제2 하우징부는 폴리우레탄 계열 또는 폴리에스테르 계열을 포함하는 물질로 만들어지는 이미지 센서 모듈 제조 방법.
- 제6 항에 있어서,상기 제1 하우징부와 상기 제2 하우징부는 이중 사출에 의하여 일체로 연결되도록 형성된 이미지 센서 모듈 제조 방법.
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| CN110832835A (zh) * | 2017-08-05 | 2020-02-21 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 摄像模组和具有摄像模组的电子设备及摄像模组制备方法 |
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2008
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