KR20100031377A - 카메라 모듈 - Google Patents

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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예는 카메라 모듈에 관한 것이다.
실시 예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈부; 상기 렌즈부가 상부에 결합되고, 하부의 적어도 일부분이 제거되어 갭(gap)이 형성되며, 내부에 상기 갭으로 유입되는 불순물을 막는 격벽이 형성되는 홀더; 및 상기 홀더 하부에 결합되고 상부면에 이미지 센서가 실장되는 회로기판;을 포함한다.
홀더, 오픈, 격벽

Description

카메라 모듈{Camera module}
실시 예는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 통신 기술 및 디지털 정보 처리 기술의 발전과 더불어 정보 처리 및 연산, 통신, 화상 정보 입출력 등 다양한 기능이 집적된 휴대용 단말기 기술이 새롭게 대두되고 있다.
상기 휴대용 단말기는 디지털 카메라와 통신 기능이 장착된 PDA, 디지털 카메라 기능이 부가된 휴대 전화, 개인 휴대 멀티미디어 재생기(PMP: personal multi-media player) 등을 그 예로 들 수 있다.
상기 디지털 카메라 기술 및 정보 저장 능력의 발달로 인하여 높은 사양의 디지털 카메라 모듈(digital camera module)의 장착이 점차 보편화되고 있는 것이 추세이다.
또한, 제반 기술의 발달로 휴대용 단말기 등에 장착되는 디지털 카메라 모듈에 메가 픽셀(mega pixel)급 이미지 센서(image sensor)가 사용되면서, 자동초점 및 광학 줌 등 부가 기능의 중요성은 더욱 부각되고 있는 반면, 지속적으로 카메라 모듈의 크기가 매우 제한적으로 소형화되는 추세이다.
하지만, 상기 카메라 모듈의 크기의 소형화를 어렵게 하는 요인중 하나는 홀더의 구조이다. 즉, 상기 홀더 하부에 와이어 본딩 작업을 수행하기 위한 공간을 확보해야 하는데 이는 카메라 모듈 크기를 소형화 것을 어렵게 한다.
실시 예는, 홀더 하부에 갭을 형성하여 와이어 본딩 작업이 가능한 공간을 확보하고, 상기 갭으로 유입되는 불순물을 차단하기 위한 카메라 모듈을 제공한다.
실시 예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈부; 상기 렌즈부가 상부에 결합되고, 하부의 적어도 일부분이 제거되어 갭(gap)이 형성되며, 내부에 상기 갭으로 유입되는 불순물을 막는 격벽이 형성되는 홀더; 및 상기 홀더 하부에 결합되고 상부면에 이미지 센서가 실장되는 회로기판;을 포함한다.
실시 예에 따른 카메라 모듈에 의하면, 홀더 하부를 적어도 일부분 제거하여 회로기판과 홀더 사이에 갭을 형성하고, 상기 갭에 의해 와이어 본딩을 수행할 수 있는 공간을 확보하는 효과가 있다.
또한, 상기 와이어 본딩을 위한 공간을 확보함으로써 홀더 크기를 줄일 수 있어 카메라 모듈을 소형화하는 효과가 있다.
또한, 홀더 내부에 격벽을 형성하여, 홀더 내부로 유입되는 불순물을 차단하는 밀폐성을 향상시킬 뿐만 아니라, 이미지 픽셀 영역으로 유입되는 불순물을 차단하여 이미지 센서의 동작 오류를 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 격벽은 이미지 센서의 상부면과 소정거리 이격되도록 형성됨으로써, 접착으로 인한 이미지 센서의 뒤틀림이나 틸트 현상을 방지하는 효과가 있다.
이하, 실시예에 따른 카메라 모듈을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
하기의 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 카메라 모듈은 크게 하측에서부터 회로기판(Printed Circuit Board:110), 이미지 센서(120), 필터부(150) 및 렌즈부(160)를 내부에 장착한 홀더(140)를 포함한다.
상기 회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(110)의 상측에 에폭시(epoxy)를 이용하여 이미지 센서(120)를 접착한다.
상기 회로기판(110)은 이미지 센서(120)에서 출력되는 영상신호를 디지털 처리하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 회로기판(110)은 플렉서블기판(Flexible Substrate)이 될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 이미지 센서(120)는 필터부(150)를 통해 적외선이 차단된 광 이미지를 결상하여 전기적인 신호로 변환시키는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 이미지 센서(120)에는 다수의 픽셀로 구성된 이미지 픽셀 영역(122)과, 입출력 단자인 다수의 전극패드(121)가 형성될 수 있다.
상기 이미지 센서(120)의 접착이 완료되면 와이어 본딩(wire bonding) 공정을 이용하여, 회로기판(110)의 전극패드와 이미지 센서(120)의 전극패드 사이를 도전성 재질인 와이어(wire)(130)로 연결한다.
상기 회로기판(110)에는 핀홀이 형성되고 홀더(140)에는 일체로 가이드 핀(144)이 형성되어 회로기판(110)과 홀더(140)를 결합시킨다. 여기서, 상기 홀더(140) 내부에 필터부(150)가 장착될 수 있다.
상기 필터부(150)는 IR 차단 필터(IR Cut Off Filter)가 될 수 있으며, 상기 IR 필터는 렌즈에 입사되는 광 이미지에 포함된 적외선을 차단한다.
실시 예에서, 상기 필터부(150)를 렌즈부(160)와 이미지 센서(120) 사이에 설치된 상태를 예로 하여 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 필터부(150)가 렌즈부(160)의 선단에 설치되는 구조도 가능하다.
상기 회로기판(110)과 홀더(140)가 결합되면 상기 홀더(140) 상부에 형성된 개구로 렌즈부(160)를 삽입한다.
상기 렌즈부(160)는 피사체의 광 이미지를 입사받는 볼록렌즈와 오목렌즈를 포함하는 다수의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 홀더(110)는 렌즈부(160)를 상부에 장착하고 그 내부에 필터부(150)를 장착할 수 있는 단이 구비된 하우징 부재이며, 플라스틱 또는 금속으로 형성될 수 있다.
실시 예에서, 상기 홀더(140)는 회로기판(110)의 상부면과 결합되는 프레임(141,142) 중 어느 하나의 프레임(142)의 일부분을 하부에서 상부로 소정 높이 제거한다. 그리고, 상기 홀더(140)와 회로기판(110) 사이에 갭(gap)(170)을 형성하여 개방부를 형성한다.
여기서, 상기 프레임(141,142)을 통해 홀더(140)의 하부 중심부분에 공간이 확보되고, 상기 확보된 공간에는 이미지 센서(120)가 위치할 수 있다.
또한, 상기 갭(170)이 형성된 프레임(142)의 일부분은 와이어(130)를 간섭하지 않도록 와이어보다 높게 제거되어 회로기판(110)과 이미지 센서(120)를 전기적으로 연결하는 와이어(130)를 노출시킨다.
또한, 상기 갭(170)이 형성된 홀더 프레임(142)은 이미지 센서(120)측에 더 가깝게 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 갭(170)이 형성되지 않은 프레임(141)측의 수평거리(d1)보다 상기 갭(170)이 형성된 프레임(142)측 수평거리(d2)를 더 짧게 형성하여, 상기 갭(170)이 형성된 프레임(142)은 이미지 센서(120)측에 가깝게 형성될 수 있으며, 이를 통해 상기 이미지 센서(120)와 회로기판(110)간 와이어 본딩을 위한 공간을 확보하면서 홀더(140) 크기를 줄일 수 있다.
상기 와이어 본딩 작업을 위해서는 홀더(140)의 프레임 내벽과 회로기판의 패드 사이의 거리(d3)는 최소 0.1mm 이상 확보되어야 한다.
실시 예에서는, 상기 홀더(140) 하부에 갭(170)을 형성함으로써 프레임 내벽과 회로기판의 전극패드의 거리(d3)뿐만 아니라 홀더 프레임 두께(d4)만큼 거리를 확보할 수 있어, 와이어 본딩 작업을 수행하기 위한 공간을 효과적으로 확보할 수 있다. 또한, 상기 회로기판(110)은 전극패드의 외측 에지부분까지 그 크기를 줄일 수 있다.
예를 들면, 기존에는 1/5 인치 이미지 센서를 기준으로 6.5x6.5mm 크기의 카메라 모듈을 제작할 시에는 와이어 본딩 작업을 위한 공간 확보로 인해 원하는 크기보다 큰 카메라 모듈을 제작할 수 밖에 없었다.
즉, 상기 와이어 본딩 공간을 확보하면서 카메라 모듈을 제작하는 것이 카메라 모듈을 소형화하는데 중요한 문제가 되었다.
실시 예에서는, 홀더 하부의 프레임 일부분을 소정 높이로 제거하여 회로기판(110)과 홀더(140) 사이에 갭(170)을 형성함으로써 와이어 본딩을 수행할 수 있는 공간을 효과적으로 확보할 수 있으며, 상기 공간확보를 통해 홀더 크기를 줄일 수 있어 카메라 모듈을 소형화 할 수 있다.
한편, 상기 홀더(140) 내부에는 먼지 등의 불순물 유입을 방지하기 위한 격벽(146)이 홀더(140)와 일체화되어 형성된다.
에를 들면, 상기 격벽(146)은 홀더(140)의 내부에서 연장되어 상기 홀더 프레임(141,142)의 내측에 형성되고, 상기 이미지 센서(120)의 상부면 외측을 둘러싸도록 형성된다.
또한, 상기 격벽(146)은 이미지 센서(120)의 상부면 외측과 소정거리(d5) 이격되어 대향하고, 하부면에는 에폭시 등의 접착제(148)가 도포되어 이미지 센서(120)의 상부면과 접착된다.
예를 들면, 상기 격벽(146)은 이미지 센서(120) 상부면의 패드(121)와 이미지 센서(120) 중심에 형성된 이미지 픽셀 영역(122) 사이에 대향하도록 위치하고, 접착제(148)에 의해 이미지 센서(120)의 상부면과 접착된다.
이를 통해, 상기 격벽(146)은 갭(170)을 통해 홀더(140) 내부로 유입되는 불순물을 차단하는 밀폐부를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 홀더(140) 내부로 유입되는 불순물을 차단할 뿐만 아니라, 상기 이미지 픽셀 영역(122)으로 유입되는 불순물을 차단하여 이미지 센서의 동작 오류를 방지한다.
또한, 상기 격벽(146)과 이미지 센서(120) 상부면이 소정거리 이격됨에 따라, 다소 많은 양의 접착제가 도포되어도 접착으로 인한 이미지 센서(120)의 뒤틀림이나 틸트 현상을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 및 조립 사시도.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하부에 갭이 형성된 프레임(142)을 포함하는 홀더(140)와; 상기 홀더(140)와 결합되는 회로기판(110) 및 상기 회로기판(110)의 상부에 결합되는 이미지 센서(120)를 포함한다.
상기 홀더(140)의 상부에 개구된 내부의 측벽에는 소정의 결합부재(143)가 형성되어 렌즈부(160)와 결합될 수 있다. 상기 결합부재(143)는 나사선으로 형성될 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 홀더(140) 하부의 4면에는 각각 프레임이 형성되어 회로기판(110)의 상부면과 맞닿게 되어 홀더 하부 중심에 공간을 확보하며, 상기 확보된 공간에는 회로기판(110)의 상부면에 결합된 이미지 센서(120)가 위치할 수 있다.
실시 예에서, 상기 홀더(140) 4면의 프레임 중 세개의 프레임 하부는 회로기판(110)의 상부면과 맞닿게 되고, 다른 하나의 프레임(142) 하부는 소정 높이로 제거되어 갭(170)을 형성한다.
또한, 상기 홀더(140) 4면에 형성된 프레임 중 어느 하나 또는 그 이상의 프레임(142)에서 갭(170)이 형성될 수 있다.
상기 갭(170)이 형성됨으로써, 상기 회로기판(110)과 이미지 센서(120)간에 와이어 본딩 작업을 위한 공간이 확보되며, 상기 갭(170)은 홀더(140) 사출시 형성될 수 있다.
또한, 상기 갭(170)이 형성된 부분에 회로기판(110)과 이미지 센서(120)를 연결하는 와이어가 노출되고, 와이어 본딩 작업을 수행하기 위한 공간이 확보된다.
또한, 상기 갭(170)이 형성된 프레임(142)의 외측에는 회로기판(110)의 핀홀(111)과 결합하기 위한 가이드핀(144)이 형성된다.
예를 들면, 상기 갭(170)이 형성된 프레임(142) 외측의 일부분에 가이드핀(144)이 형성되고, 상기 가이드핀(144)이 형성된 프레임 외측의 일부분을 남기고 프레임을 하부에서 상부로 소정 높이가 제거되어 갭(170)이 형성된다.
즉, 상기 홀더 외측의 가이드핀(144)이 회로기판(110)의 핀홀(111)과 결합되 면서 그 사이에는 갭(170)이 형성된다.
따라서, 홀더를 형성하는 4면의 프레임 중 어느 하나의 프레임 하부를 소정 높이로 제거하여 회로기판(110)과 홀더(140) 사이에 갭(170)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 갭(170)의 형성에 의해 와이어 본딩을 수행할 수 있는 공간을 효과적으로 확보할 수 있으며, 상기 공간확보를 통해 홀더 크기를 줄일 수 있어 카메라 모듈을 소형화 할 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 홀더 하부 구조를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 홀더(140) 하부의 4면에는 프레임(145)이 형성되고, 상기 프레임(145) 내측의 4면에는 격벽(146)이 형성되며, 상기 프레임(145)과 격벽(146)은 홀더(140)에 일체로 형성된다.
상기 격벽(146)은 이미지 센서(120) 상부면의 외측을 둘러싸는 구조이며, 상기 격벽(146)의 하부면은 이미지 센서(120)의 상부면의 외측과 소정거리 이격되어 대향하도록 형성된다.
상기 격벽(146)의 하부면에는 에폭시 등의 접착제가 도포되어 상기 이미지 센서(120)의 상부면과 접착된다.
여기서, 상기 격벽(146)과 이미지 센서(120) 상부면이 소정거리 이격됨에 따라, 다소 많은 양의 접착제가 도포되어도 접착으로 인한 이미지 센서(120)의 뒤틀림이나 틸트 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 갭(170)이 형성된 프레임(145)과 격벽(146) 사이에는 측벽(147)이 형성된다.
상기 측벽(147)은 홀더(140)와 일체화되어 있으며, 상기 갭(170)이 형성된 프레임(145)과 격벽(146)을 연결하도록 형성되어 갭(170)으로 유입되는 불순물을 차단한다.
즉, 상기 홀더(140) 사출시에 갭(170)이 형성된 프레임(145), 격벽(146) 및 측벽(147)이 일체로 형성될 수 있다.
도 5는 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 사용되는 회로기판을 상측에서 바라본 평면도이다.
도 5를 참조하면, 회로기판(110)에는 다양한 수동소자 및 회로패턴이 형성되며, 상기 회로기판(110)위에는 필터부(150) 및 렌즈부(160)가 형성되는 홀더(140)가 장착되고, 상기 회로기판(110)의 상부면에는 촬영된 영상을 이미지화하는 이미지 센서(120)가 위치할 수 있다.
실시 예에서, 상기 홀더(140) 하부의 4면에는 각각 프레임(1~4)이 형성되어 회로기판(110) 상부면의 외측에 결합됨으로써 홀더 하부에 공간을 확보한다.
상기 확보된 공간에는 회로기판(110)의 상부면에 결합된 이미지 센서(120)가 위치한다.
여기서, 상기 홀더(140) 하부의 각 프레임 중 어느 하나의 프레임에 갭(170)이 형성될 수 있으며, 실시 예에서는 4번 프레임에 갭(170)이 형성되도록 도시하였다.
상기 갭(170)이 형성된 부분은 회로기판(110)과 이미지 센서(120)를 연결하는 와이어가 노출되어 와이어 본딩 작업을 수행하기 위한 공간이 확보된다. 상기 공간확보를 통해 홀더 크기를 줄일 수 있어 카메라 모듈을 소형화 할 수 있다.
한편, 상기 홀더(140) 프레임(1~4) 내부의 4면에는 이미지 센서(120)의 상부면의 외측과 소정거리 이격되어 대향하도록 격벽(146)이 형성된다.
즉, 상기 격벽(146)은 홀더의 내부에서 연장되어 이미지 센서의 상부면 외측을 둘러싸도록 형성되고, 상기 격벽(146) 하부면에는 접착제가 도포되어 이미지 센서(120)의 상부면과 접착된다.
예를 들면, 상기 격벽(146)은 이미지 센서(120)의 외측에 형성된 패드(121)와 이미지 픽셀 영역(122) 사이에 대향하도록 위치하고, 접착제에 의해 이미지 센서(120)의 상부면과 접착되어, 상기 격벽(146)은 불순물 유입을 막는 밀폐부를 형성하게 된다.
또한, 상기 격벽(146)은 이미지 센서(120)의 상부면 외측을 둘러싸고 있으 어 밀폐성을 향상시킨다.
또한, 상기 격벽(146)은 갭(170)이 형성되는 프레임의 외측 일부와 연결되고, 상기 연결된 부분은 측벽(147)이 형성되어 불순물 유입을 막는다.
즉, 상기 홀더(140)의 프레임(1~4), 격벽(146) 및 측벽(147)의 하부에는 에폭시를 포함하는 접착제가 도포되어 상기 홀더(140)는 인쇄회로기판(110) 및 이미지 센서(120)의 상부면에 접착된다.
이와 같이, 실시 예에 따르면, 홀더 하부를 적어도 일부분 제거하여 회로기판과 홀더 사이에 갭을 형성하고, 상기 갭에 의해 와이어 본딩을 수행할 수 있는 공간을 확보하는 효과가 있다.
또한, 상기 와이어 본딩을 위한 공간을 확보함으로써 홀더 크기를 줄일 수 있어 카메라 모듈을 소형화하는 효과가 있다.
또한, 홀더 내부에 격벽을 형성하여, 홀더 내부로 유입되는 불순물을 차단하는 밀폐성을 향상시킬 뿐만 아니라, 이미지 픽셀 영역으로 유입되는 불순물을 차단하여 이미지 센서의 동작 오류를 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 격벽은 이미지 센서의 상부면과 소정거리 이격되도록 형성됨으로써, 접착으로 인한 이미지 센서의 뒤틀림이나 틸트 현상을 방지하는 효과가 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 2 및 도 3은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 및 조립 사시도.
도 4는 실시 예에 따른 홀더 하부 구조를 도시한 사시도.
도 5는 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 사용되는 회로기판을 상측에서 바라본 평면도.

Claims (7)

  1. 렌즈부;
    상기 렌즈부가 상부에 결합되고, 하부의 적어도 일부분이 제거되어 갭(gap)이 형성되며, 상기 갭으로 유입되는 불순물을 막는 격벽이 내부에 형성되는 홀더; 및
    상기 홀더 하부에 결합되고 상부면에 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판;을 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽은 이미지 센서의 상부면과 소정거리 이격되어 대향하도록 형성되는 카메라 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 이미지 센서 상부면의 전극패드와 이미지 픽셀영역 사이에 형성되는 카메라 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽의 하부면에는 접착제가 도포되어 이미지 센서의 상부면과 접착되는 카메라 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 갭이 형성된 홀더 프레임과 격벽 사이에는 측벽이 형성되는 카메라 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 홀더 하부에는 적어도 하나 또는 그 이상의 갭이 형성되는 카메라 모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 갭이 형성된 부분은 이미지 센서와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 와이어가 노출되는 카메라 모듈.
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