KR20100022327A - 카메라 모듈 패키지 및 그 공정 방법 - Google Patents

카메라 모듈 패키지 및 그 공정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지는 다수의 렌즈로 이루어진 렌즈 어셈블리와, 렌즈 어셈블리가 결합되는 렌즈 홀더를 구비하는 렌즈 모듈과, 상기 렌즈 홀더가 장착되고, 상기 렌즈 모듈을 통해 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서가 와이어본딩에 의해 실장되는 상부면과, 표면실장용 패드가 형성되어 있는 하부면을 구비하는 큐브(cube) 기판 및 상기 큐브(cube) 기판, 다수의 소자가 실장되는 메인 기판을 포함하며, 상기 렌즈 홀더는 개구부에 내열테잎이 부착되어 상기 큐브 기판에 장착되며 상기 큐브 기판이 메인 기판에 실장된 후에 내열테잎이 제거되고 상기 렌즈 어셈블리가 결합된다. 따라서, 고열의 리플로우(reflow) 공정에서 렌즈 및 이미지 센서의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 메인 기판에 큐브(cube) 기판, 다수의 소자, 디지털 마이크 등의 실장 시엔 별도의 세정 과정이 없으므로 디지털 마이크의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
카메라 모듈, 큐브(cube) 기판, 표면 실장, 내열 테잎

Description

카메라 모듈 패키지 및 그 공정 방법{Camera module package and method of valuable the same}
본 발명의 실시 예는 카메라 모듈 패키지 및 그 공정 방법에 관한 것이다.
현재 이동통신 단말기와 PDA 및 MP3 플레이어 등의 IT 기기를 비롯한 자동차와 내시경, 웹캠 등의 제작 시 카메라 모듈이 탑재되고 있으며, 이러한 카메라 모듈은 기술의 발달에 따라 고화소 중심으로 발달됨과 동시에 장착 대상에 따라서 소형와 및 박형화가 진행되고 있다.
일반적으로 카메라 모듈 제작 방식은 COF(Chip On Film), COB(Chip On Board), CSP(Chip Scale Package) 등이 있으며, 이중 대표적으로 사용되는 카메라 모듈 제작 방식은 와이어본딩 방식인 COB(Chip On Board)이다.
COB 방식은 기존의 반도체 생산라인과 유사한 공정으로 생산성은 높지만 이미지센서와 기판사이를 와이어를 매개로 전기적으로 연결해야만 하기 때문에 추가적인 공간이 필요하여 전체적인 카메라 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다. 또한, 노트북 및 모니터 등에 장착되는 웹캠에 사용되는 카메라 모듈의 경우에는 PCB 단가 상승의 문제와 웹캠에 사용되는 카메라 모듈에는 디지털 마이크가 부착되는데 COB 공정 시 세정 작업에 의해 디지털 마이크가 손상되는 문제가 있다.
본 발명의 실시 예는 메인 기판 상에 별도의 전기적 연결수단 없이 표면실장이 가능한 카메라 모듈을 이용하여 공정 과정에서 렌즈 및 이미지 센서의 열 손상을 방지하고, 세정 작업에 의한 디지털 마이크의 손상을 방지하는 카메라 모듈 패키지 및 그 공정 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지는 다수의 렌즈로 이루어진 렌즈 어셈블리와, 렌즈 어셈블리가 결합되는 렌즈 홀더를 구비하는 렌즈 모듈과, 상기 렌즈 홀더가 장착되고, 상기 렌즈 모듈을 통해 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서가 와이어본딩에 의해 실장되는 상부면과, 표면실장용 패드가 형성되어 있는 하부면을 구비하는 큐브(cube) 기판 및 상기 큐브(cube) 기판, 다수의 소자가 실장되는 메인 기판을 포함하며, 상기 렌즈 홀더는 개구부에 내열테잎이 부착되어 상기 큐브 기판에 장착되며 상기 큐브 기판이 메인 기판에 실장된 후에 내열테잎이 제거되고 상기 렌즈 어셈블리가 결합된다.
이때, 상기 렌즈 모듈은 적외선 빛을 필터링하는 IR 필터를 포함하며, 상기 큐브(cube) 기판은 적어도 하나 이상의 소자가 실장되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 큐브(cube) 기판 및 메인기판은 인쇄회로기판 또는 세라믹기판이 사용될 수 있고, 상기 렌즈 홀더는 고내열성의 재질로 사출 성형된 것을 사용하며, 상기 렌즈 어셈블리는 플라스틱 재질인 다수의 렌즈로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지 공정 방법은 큐브(cube) 기판 상에 이미지센서를 부착한 후 다이본딩(die bonding) 및 와이어본딩(wire bonding)하는 제1단계와, 상기 이미지센서가 부착된 큐브(cube) 기판 상에 내열 테잎이 부착된 렌즈 홀더를 장착하는 제2단계와, 메인 기판 상에 상기 큐브(cube) 기판과 다수의 소자 및 디지털 마이크 등을 부착한 후 리플로우(reflow)를 통과하는 제3단계 및 상기 렌즈 홀더에 부착된 내열 테잎을 제거한 후 렌즈 어셈블리를 체결하는 제4단계를 포함한다.
이때, 상기 제1단계 이전에 큐브(cube) 기판 상에 적어도 하나의 소자를 부착한 후 리플로우(reflow)를 통과하는 단계를 포함하며, 상기 큐브(cube) 기판 및 메인 기판 상에는 솔더(solder)를 인쇄한 후 각 부품을 솔더링(soldering)하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1단계 내지 제2단계에서는 이물질 등을 제거하기 위한 세정 과정을 포함하며, 상기 큐브(cube) 기판의 하부면에는 메인 기판과의 접합을 위한 표면실장용 패드를 형성하고, 상기 렌즈 어셈블리는 플라스틱 재질인 다수의 렌즈로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지는 내열 테잎이 부착되어 있는 렌즈 홀더와 이미지 센서가 부착되어 있고, 표면실장용 패드가 형성되어 있는 큐 브(cube) 기판을 메인 기판에 솔더링(soldering)한 후, 내열 테잎을 제거하고 렌즈어셈블리를 체결함으로써 고열의 리플로우(reflow) 공정에서 렌즈 및 이미지 센서의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 메인 기판에 큐브(cube) 기판, 다수의 소자, 디지털 마이크 등의 실장 시엔 별도의 세정 과정이 없으므로 디지털 마이크의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지 및 그 공정 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지는 다수의 렌즈로 이루어진 렌즈 어셈블리(111)와, 렌즈 어셈블리가 결합되는 렌즈 홀더(107)를 구비하는 렌즈 모듈(105)과, 렌즈 홀더(107)가 장착되고, 렌즈 모듈(105)을 통해 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(103)가 와이어본딩에 의해 실장되는 상부면과, 표면실장용 패드(102)가 형성되어 있는 하부면을 구비하는 큐브(cube) 기판(101) 및 큐브(cube) 기판(101), 다수의 소자가 실장되는 메인 기판(113)을 포함하며, 상기 렌즈 홀더(107)는 개구부에 내열테잎(109)이 부 착되어 상기 큐브 기판(101)에 장착되며 상기 큐브 기판(101)이 메인 기판(113)에 실장된 후에 내열테잎(109)이 제거되고 상기 렌즈 어셈블리(111)가 결합된다.
이때, 렌즈 모듈(105)은 적외선 빛을 필터링하는 IR 필터(미도시)를 포함하며, 큐브(cube) 기판(101)은 적어도 하나의 소자가 실장되어있다. 또한, 큐브(cube) 기판(101) 및 메인 기판(113)은 인쇄회로기판 또는 세라믹기판 등이 사용되며, 렌즈 홀더(107)는 약 250°내외의 가열 온도를 견딜 수 있는 고내열성 재질로 사출 성형된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 큐브(cube) 기판(101)의 상부면에는 렌즈로부터 입사되는 빛을 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(103)가 와이어본딩되어 있고, 큐브(cube) 기판(101)의 하부면에는 솔더링(soldering)에 의해 장착이 가능하게 하는 표면실장용 패드(102)가 형성되어 있어, 솔더(solder) 크림이 인쇄된 메인 기판(113) 상의 큐브(cube) 결합부(115)에 큐브(cube) 기판(101)을 안착시킨 후 리플로우(reflow)를 통과하면 상기 솔더(solder) 크림의 용융에 의한 솔더링 접합으로 전기적인 연결 수단 없이도 접합 고정된다.
또한, 큐브(cube) 기판(101)의 상부면에는 렌즈 홀더(107)가 부착되는데 이는 에폭시 등을 사용하여 접합 고정시키는 것이 바람직하다. 이때, 렌즈 홀더(107)의 개구부에는 내열 테잎(109)이 부착되어 있는데 이는 큐브(cube) 기판(101)을 메인 기판(113)에 안착한 후 표면실장용 패드(102)를 솔더링 접합하기 위한 리플로우 통과 시 열에 의한 이미지 센서의 손상을 막고, 공정 중 홀더 내로 이물질 등이 침투하는 것을 방지하기 위해 부착하는 것이다.
이미지 센서(103)와 렌즈 홀더(107)가 모두 장착된 큐브(cube) 기판(101)과, 다수의 소자, 디지털 마이크(117) 등을 솔더(solder) 크림이 인쇄된 메인 기판(113) 상에 안착한 후, 리플로우를 통과한 후, 렌즈 홀더(107)에 부착된 내열 테잎(109)을 제거한 후, 렌즈어셈블리(111)를 렌즈 홀더(107)에 체결한다. 따라서, 종래의 플라스틱 재질로 이루어진 렌즈를 사용하여도 리플로우(reflow) 공정 후에 렌즈 홀더에 체결되므로 열에 의한 손상을 방지할 수 있다. 이때 큐브(cube) 기판(101)과 메인 기판(113) 상에 실장되는 소자는 캐패시터, 저항, 다이오드, 트랜지스터 등을 포함하며, 이 외에 다른 소자들도 추가될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지 공정 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지 공정 방법은 큐브(cube) 기판 상에 솔더(solder) 크림을 인쇄한 후(S201), 적어도 하나의 소자를 안착시킨 후 리플로우(reflow)를 통과하여 접합 고정한다(S203). 소자를 접합 고정한 큐브(cube) 기판의 상부면에 이미지 센서를 안착시킨 후 다이본딩(die bonding) 및 와이어본딩(wire bonding) 한 후에(S205), 개구부에 내열 테잎이 부착된 렌즈 홀더를 마운트(mount)하고 기판상에 접합 고정시킨다(S207).
이후, 메인 기판 상에 솔더(solder) 크림을 인쇄한 후(S209) 상기 큐브(cube) 기판과 다수의 소자 및 디지털 마이크 등을 안착시킨 후 리플로우(reflow)를 통과하여 접합 고정하고(S211), 렌즈 홀더의 개구부에 부착된 내열 테잎을 제거한 후 렌즈 어셈블리를 체결한다(S213). 상기 과정을 도식화하면 도 3에 도시한 바와 같다. 즉, 따라서, 종래의 플라스틱 재질로 이루어진 렌즈를 사용하여도 리플로우(reflow) 공정 후에 렌즈 홀더에 체결되므로 열에 의한 손상을 방지할 수 있다.
이때, 상기 큐브(cube) 기판의 하부면에는 메인 기판 상에 별도의 전기적인 연결수단 없이 솔더링(soldering)에 의해 접합 고정이 가능하도록 표면실장용 패드가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 큐브(cube) 기판 공정 시 발생하는 이물질 등을 제거하기 위해 별도의 세정 작업을 하는데, 큐브(cube) 기판 공정 시에만 세정 작업을 하고 이후 메인 기판에 큐브(cube) 기판, 다수의 소자 및 디지털 마이크 등을 접합 고정시킬 땐 별도의 세정 작업을 요구하지 않으므로 세정에 의한 디지털 마이크의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위 에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지 공정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 패키지 공정 방법을 도식화하여 나타낸 도면이다.

Claims (12)

  1. 다수의 렌즈로 이루어진 렌즈 어셈블리와, 렌즈 어셈블리가 결합되는 렌즈 홀더를 구비하는 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 홀더가 장착되고, 상기 렌즈 모듈을 통해 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서가 와이어본딩에 의해 실장되는 상부면과, 표면실장용 패드가 형성되어 있는 하부면을 구비하는 큐브(cube) 기판;
    상기 큐브(cube) 기판, 다수의 소자가 실장되는 메인 기판
    을 포함하며,
    상기 렌즈 홀더는 개구부에 내열테잎이 부착되어 상기 큐브 기판에 장착되며 상기 큐브 기판이 메인 기판에 실장된 후에 내열테잎이 제거되고 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 카메라 모듈 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은 적외선 빛을 필터링하는 IR 필터를 포함하는 카메라 모듈 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 큐브(cube) 기판은 적어도 하나 이상의 소자를 실장하는 카메라 모듈 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 큐브(cube) 기판 및 메인기판은 인쇄회로기판 또는 세라믹기판이 사용되는 카메라 모듈 패키지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더는 고내열성의 재질로 사출 성형된 것을 사용하는 카메라 모듈 패키지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 플라스틱 재질인 다수의 렌즈로 이루어진 카메라 모듈 패키지.
  7. 큐브(cube) 기판 상에 이미지센서를 안착시킨 후 다이본딩(die bonding) 및 와이어본딩(wire bonding)하는 제1단계;
    상기 이미지센서가 부착된 큐브(cube) 기판 상에 내열 테잎이 부착된 렌즈 홀더를 장착하는 제2단계;
    메인 기판 상에 상기 큐브(cube) 기판과 다수의 소자 및 디지털 마이크 등을 부착한 후 리플로우(reflow)를 통과하는 제3단계;
    상기 렌즈 홀더에 부착된 내열 테잎을 제거한 후 렌즈 어셈블리를 체결하는 제4단계
    를 포함하는 카메라 모듈 패키지 공정 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제1단계 이전에
    큐브(cube) 기판 상에 적어도 하나의 소자를 부착한 후 리플로우(reflow)를 통과하는 단계를 포함하는 카메라 모듈 패키지 공정 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 큐브(cube) 기판 및 메인 기판 상에는 솔더(solder)를 인쇄한 후 각 부품을 솔더링(soldering)하는 카메라 모듈 패키지 공정 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제2단계에서
    이물질 등을 제거하기 위한 세정 과정을 포함하는 카메라 모듈 패키지 공정 방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 큐브(cube) 기판의 하부면에는 메인 기판과의 접합을 위한 표면실장패드를 형성하는 카메라 모듈 패키지 공정 방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 플라스틱 재질인 다수의 렌즈들로 이루어진 카메라 모듈 패키지 공정 방법.
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