KR20110022285A - 카메라 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상부면 외곽과 하부면 외곽에 다수의 전극 패드가 형성된 제 1 기판; 이미지 센서를 구동하기 위한 반도체칩과 수동소자들이 실장 되고, 상부면 외곽에는 상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 대응되는 부분에 다수의 전극 패드가 형성되며, 솔더에 의해 상기 상부면 외곽에 형성된 전극 패드가 상기 제 1 기판의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드와 접합 된 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 설치되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부에 접합력을 제공하는 접합수단을 포함하도록 구성되어 접합 공정 시 상기 접합수단이 경화되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부를 접합하여 고정시키기 때문에 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 중앙부의 접합력이 향상되어 카메라 모듈의 제조 및 취급 시 패드의 오픈 불량을 방지할 수 있다.
열경화 테이프, 카메라, 접합력

Description

카메라 모듈 및 그 제조방법{Camera Module and Fabricating Method of the same}
본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재, 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기에는 대부분 카메라 모듈(Compact Camera Module; CCM)이 채용되고 있다.
이러한, 카메라 모듈은 CCD(Charge-Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있는데, 상기 카메라 모듈은 이미지센서를 통해 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리에 데이터로 저장하고, 저장된 데이터를 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 표시장치를 통해 영상으로 표시한다.
일반적으로, 카메라 모듈은 COB(Chip On Board), COF(Chip On Flexible), CSP(Chip Scale Package) 등의 방식으로 제작되는데, 현재에는 제작 구조가 비교적 간단한 COB 방식과 COF 방식이 주로 이용되고 있다.
이때, COB 방식은 카메라 모듈 표준화에 주로 적용되어 표준 모듈 단품에 솔더(solder) 또는 ACF(Anisotrofic Conductive Film)를 이용한 핫-바(hot-bar) 공정에 의해서 연성인쇄회로기판과 연결함으로써 카메라 모듈의 제작이 완료된다.
상기의 COB 방식의 카메라 모듈 제작 방식은 재료비가 저렴하고, 제작 공정이 비교적 간단하여 표준화 모델로 많이 채택되고 있기는 하나, 외부 기기와의 연결을 위해 연성회로기판을 접합하는데, 상기 연성회로기판 접합을 위해 사용되는 열압착 공정으로 인한 하우징 및 인쇄회로기판의 열변형으로 인해 초점 거리 및 광축의 변화가 발생 되어 광학특성 불량이 발생 되는 단점이 있다.
한편, COF 방식의 카메라 모듈은 와이어를 부착할 공간이 필요하지 않아 패키지 면적이 감소하고, 하우징 하부에 연성인쇄회로기판이 직접 부착됨에 따라 모듈의 높이를 낮출 수 있어 경박단소화가 가능하다는 장점이 있으나, 이미지센서가 최하부측에 부착됨에 따라 추가적인 회로연결이 용이하지 않은 단점이 있다.
이하, 종래의 카메라 모듈에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제 1 기판의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 카메라 모듈은 제 1 기판(112), 제 2 기판(110), 이미지 센서(114), 적외선 차단 필터(Infrared Cut-Off Filter)(116), 하우징(118) 및 렌즈배럴(120)로 구성된다.
여기서, 제 1 기판(112)은 경성인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board; RPCB)으로 구성되고, 제 2 기판(110)은 경연성인쇄회로기판(Rigid Flexible Printed Circuit Board; RF-PCB) 또는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)으로 구성된다.
그리고, 상기 제 1 기판(112)의 상부면에는 카메라 모듈의 노이즈를 방지하기 위한 수동소자들이 실장되고, 하부면의 외곽에는 제 2 기판(110)과 접속되는 다수의 전극 패드(110a)들이 형성되며, 하부면의 중앙부에는 포토 솔더 레지스터(Photo Solder Resister; PSR)(22)가 도포 된다.
또한, 제 2 기판(110)에는 이미지 센서(114)를 구동하기 위한 콘덴서와 저항 등의 수동소자들과 반도체 소자 등의 각종 전자 부품들이 실장 되고, 상부면의 외곽에는 상기 제 1 기판(112)에 형성된 전극 패드(110a)와 대응되는 부분에 다수의 전극 패드들(112a)이 형성된다.
이와 같은 구성의 종래 기술에 따른 카메라 모듈은 일반적으로, 제 1 기판(112)의 하부에 형성된 전극 패드(112a)와 제 2 기판(110)의 상부에 형성된 전극 패드(110a)가 일치되도록 제 1 기판(112)의 하부에 제 2 기판(110)을 배치한 후 제 2 기판(110)의 패드에 예납되어 있는 솔더(solder)를 녹여 제 1 기판(112)에 형성된 전극 패드(112a)와 제 2 기판(110)에 형성된 전극 패드(110a)를 접합시킨다.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 카메라 모듈은 상기 제 1 기판(112)의 하부면 중앙부에 접합력이 없는 PSR(22)만 도포 되어 있을 뿐 상기 제 1 기판(112)의 하부면 중앙부와 제 2 기판(110)의 상부면 중앙부 사이에 접합력이 존재하지 않기 때문에 카메라 모듈 제조 시 및 카메라 모듈 취급 시 외부 충격이 발생 될 경우 외부의 충격에 의해 전극 패드들(110a, 112a)의 오픈(open)(즉, 단락) 불량이 발생하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부에 도포 되어 있는 포토 솔더 레지스터의 중앙을 에칭하여 에칭된 부분에 접합수단을 개재하고, 상기 접합수단으로 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부를 접합하여 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 중앙을 고정시킴으로써 카메라 모듈의 제조 및 취급 시 패드의 오픈 불량을 방지할 수 있는 카메라 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 상부면 외곽과 하부면 외곽에 다수의 전극 패드가 형성된 제 1 기판; 상기 제 1 기판의 상부면에 설치되어 외부 이미지를 영상신호로 변환하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서를 구동하기 위한 반도체칩과 수동소자들이 실장 되고, 상부면 외곽에는 상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 대응되는 부분에 다수의 전극 패드가 형성되며, 솔더에 의해 상기 상부면 외곽에 형성된 전극 패드가 상기 제 1 기판의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드와 접합 된 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 설치되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부에 접합력을 제공하는 접합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 상기 접합수단 사이에 상기 접합수단을 둘러싸도록 형성된 포토 솔더 레지스터를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈에서 상기 접합수단은 열경화 테이프로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은 (a) 상부면 외곽과 하부면 외곽에 다수의 전극 패드가 형성된 제 1 기판의 하부면 중앙부에 포토 솔더 레지스터를 도포하는 단계; (b) 상기 제 1 기판의 하부면이 노출되도록 상기 포토 솔더 레지스터의 중앙부를 에칭하는 단계; (c) 상기 포토 솔더 레지스터가 에칭된 부위에 접합수단을 부착하는 단계; (d) 이미지 센서를 구동하기 위한 반도체칩과 수동소자들이 실장 되고, 상부면 외곽에는 상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 대응되는 위치에 다수의 전극 패드가 형성된 제 2 기판을 상기 제 1 기판의 하부에 배치하는 단계; 및 (e) 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 제 2 기판의 상부면 중앙부가 접합수단에 의해 접합 되고, 상기 제 1 기판의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드와 상기 제 2 기판의 상부면 외곽에 형성된 전극 패드가 접합 되는 접합 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제조방법에서 상기 (e) 단계는 상기 접합 공정 시 가해지는 열에 의해 상기 접합수단이 경화되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부를 접합시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제 1 기판 하부면의 중앙부에 열경화 테이프로 구성된 접합수단을 부착시킨 후 상기 제 1 기판의 하부에 상기 제 2 기판을 접합시킬 때 가해지는 열을 통해 상기 접합수단이 경화되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부를 접합하여 고정시키기 때문에 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 중앙부의 접합력이 향상되어 카메라 모듈의 제조 및 취급 시 패드의 오픈 불량을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 분해 사시도이고, 도 4a는 도 3에 도시된 제 1 기판의 하부면을 나타내는 평면도이며, 도 4b는 도 3에 도시된 제 1 기판의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 제 1 기판(12), 제 2 기판(10), 접합수단(24), 이미지 센서(14), 적외선 차단 필터(16), 하우징(18) 및 렌즈배럴(20)로 구성된다.
제 1 기판(12)은 경성인쇄회로기판(RPCB)으로 구성되고, 상부면에는 카메라 모듈의 노이즈 방지를 위한 수동소자들이 실장 되며, 상부면의 외곽과 하부면의 외 곽에 다수의 전극 패드(12a)들이 형성된다.
제 2 기판(10)은 경연성인쇄회로기판(RF-PCB) 또는 연성인쇄회로기판(FPCB) 중 어느 하나로 구성되고, 이미지 센서(14)를 구동하기 위한 반도체칩 등의 전자부품들과 콘덴서, 저항 등의 다수의 수동소자들이 실장 되며, 상부면의 외곽에는 상기 제 1 기판(12)의 하부면에 형성된 전극 패드(12a)와 대응되는 부분에 다수의 전극 패드(10a)들이 형성된다.
접합수단(24)은 상기 제 1 기판(12) 하부면의 중앙부와 상기 제 2 기판(10) 상부면의 중앙부를 접합시키기 위해 상기 제 1 기판(12) 하부면의 중앙부 또는 제 2 기판(10) 상부면의 중앙부 중 어느 한 면에 부착된다.
이러한, 접합수단(24)으로는 열경화 테이프가 사용된다.
도 4b에서는 접합수단(24)이 포토 솔더 레지스터(22)와 동일한 높이로 형성되어 있으나, 상기 접합수단(24)은 상기 제 1 기판(12)의 하부면에 형성된 전극 패드(12a)와 상기 제 2 기판(10)의 상부면에 형성된 전극 패드(10a)의 높이를 합한 높이와 동일하거나 더 큰 높이를 갖는다.
한편, 상기 제 1 기판(12)의 하부면에는 상기 접합수단(24)의 외곽을 둘러싸도록 포토 솔더 레지스터(22)가 도포 된다.
이때, 포토 솔더 레지스터(22)는 상기 제 1 기판(12) 하부면의 외곽에 형성된 전극 패드(12a)들과 상기 접합수단(24) 사이에 도포 된다.
이미지 센서(14)는 렌즈군(L)을 통해 적외선 차단 필터(16)를 거쳐 전달된 외부 이미지를 영상신호로 변환하기 위한 것으로, CCD 또는 CMOS로 이루어진다.
이러한, 이미지 센서(14)는 상기 제 1 기판(12) 위에 설치되는데, 플립칩 본딩(Flip Chip Bonding)을 통해 하부면에 형성된 전극 패드와 제 1 기판(12)의 상부면에 형성된 전극 패드가 접합된다.
적외선 차단 필터(16)는 적외선을 차단하기 위한 것으로, 이미지 센서(14)가 인식하는 가시광선은 통과시키고, 적외선을 차단하도록 하우징(18)의 하부에 설치된다.
이러한, 적외선 차단 필터(16)는 렌즈배럴(20)의 뒤 또는 렌즈배럴(20)의 상면에 부착될 수도 있다.
하우징(18)은 렌즈배럴(20)을 지지함과 동시에 제 1 기판(12) 및 제 2 기판(10)과 고정되게 결합 되어 이미지 센서(14)를 보호한다.
이러한, 하우징(18)은 렌즈배럴(20)이 결합되는 부위의 내주면에 상기 렌즈배럴(20)의 나사선과 치합되는 나사홈이 형성된다.
렌즈배럴(20)은 다수의 렌즈들(L)로 구성되어 외부의 사물을 카메라 모듈 내부의 이미지 센서(14)로 모아주고, 그 외주면에는 나사선이 형성되어 상기 나사선에 의해 상기 하우징(18)과 나사결합된다.
이와 같은 구성의 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상부면 외곽과 하부면 외곽에 다수의 전극 패드(12a)가 형성된 제 1 기판(12)의 하부면 중앙부에 포토 솔더 레지스터(22)를 도포한 후 상기 제 1 기판(12)의 하부면이 노출되도록 상기 포토 솔더 레지스터(22)의 중앙부를 에칭한다.
이후, 상기 포토 솔더 레지스터(22)가 에칭된 부위에 열경화 테이프로 구성된 접합수단(24)을 부착시킨다.
상기 제 1 기판(12)의 하부면 중앙부에 접합수단(24)을 부착시킨 후에는 이미지 센서(14)를 구동하기 위한 반도체칩과 수동소자들이 실장 되고, 상부면 외곽에는 상기 제 1 기판(12)의 하부면에 형성된 전극 패드(12a)와 대응되는 위치에 다수의 전극 패드(10a)들이 형성된 제 2 기판(10)을 상기 제 1 기판(12)의 하부에 배치한다.
이후, 상기 제 1 기판(12)의 하부면 중앙부와 제 2 기판(10)의 상부면 중앙부가 접합수단(24)에 의해 접합 되고, 상기 제 1 기판(12)의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드(12a)와 상기 제 2 기판(10)의 상부면 외곽에 형성된 전극 패드(10a)가 접합 되도록 접합 공정을 수행한다.
이때, 상기 접합수단(24)은 상기 접합 공정 시 가해지는 열로 인해 경화되어 상기 제 1 기판(12)의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판(10)의 상부면 중앙부를 접합시키게 된다.
또한, 상기 제 1 기판(12)의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드(12a)와 상기 제 2 기판(10)의 상부면 외곽에 형성된 전극 패드(10a)는 접합 공정 시 솔더에 의해 접합 되어 고정된다.
이와 같이 제 1 기판(12)과 제 2 기판(10)을 접합시킨 후에는 CCD 또는 CMOS로 이루어지고, 렌즈군(L)을 통해 적외선 차단 필터(16)를 거쳐 유입된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서(14)를 플립칩 본딩(Flip Chip Bonding)으로 제 1 기 판(12)의 상부면에 설치한다.
즉, 상기 제 1 기판(12)의 상부면 외곽에 형성된 전극 패드와 상기 이미지 센서(14)의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드는 플립칩 본딩 방법으로 연결된다.
이때, 이미지 센서(14)를 제 1 기판(12)의 상부면에 설치하는 단계는 상기 제 1 기판(12)의 하부에 제 2 기판(10)을 설치하는 단계 이전에 실행되거나 상기 제 1 기판(12)의 하부에 제 2 기판(10)을 접합시킨 이후에 실행될 수 있다.
이와 같이, 상기 이미지 센서(14)를 제 1 기판(12)의 상부면에 설치한 후에는 상기 제 1 기판(12), 제 2 기판(10) 및 이미지 센서(14)로 구성된 이미지 센서 모듈을 다수의 렌즈들(L)로 구성된 렌즈배럴(20)이 나사결합에 의해 내부에 결합된 하우징(18)의 하부에 설치한다.
이때, 하우징(18)의 하부 단차부에는 상기 이미지센서(14)로 유입되는 광에 포함된 장파장의 적외선을 차단하는 적외선 차단 필터(16)가 설치되고, 상기 이미지 센서 모듈은 상기 이미지 센서(14)의 상부가 상기 적외선 차단 필터(16)의 하부에 배치되도록 상기 하우징(18)의 하부에 설치된다.
이와 같이 이미지 센서 모듈을 상기 하우징(18)에 조립할 때 상부 개구부로부터 어퍼처, 집광렌즈 등이 조립된 렌즈배럴(20)이 상기 하우징(18) 내부에 미리 장착되어 있거나, 상기 이미지 센서 모듈을 상기 하우징(18)에 조립한 후 렌즈배럴(20)을 상기 하우징(18)에 장착하여도 상관없다.
즉, 하우징(18)과 이미지 센서 모듈을 먼저 조립한 후 나사 방식으로 렌즈배럴(20)을 하우징(18)에 조립하거나 상기 렌즈배럴(20)을 나사방식으로 하우징(18) 에 조립한 후 상기 이미지 센서 모듈을 하우징(18)에 조립하더라도 상관없다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 및 그 제조방법은 제 1 기판(12) 하부면의 중앙부에 열경화 테이프로 구성된 접합수단(24)을 부착시킨 후 상기 제 1 기판(12)의 하부에 상기 제 2 기판(10)을 접합시킬 때 가해지는 열을 통해 상기 접합수단(24)이 경화되어 상기 제 1 기판(12)의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판(10)의 상부면 중앙부를 접합하여 고정시키기 때문에 상기 제 1 기판(12)과 제 2 기판(10)의 중앙부의 접합력이 향상되어 카메라 모듈의 제조 및 취급 시 패드의 오픈 불량을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 제 1 기판의 하부면을 나타내는 평면도이다.
도 4b는 도 3에 도시된 제 1 기판의 단면을 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 12, 110, 112 : 기판 10a, 12a, 110a, 112a : 전극 패드
14, 114 : 이미지 센서 16, 116 : 적외선 차단 필터
18, 118 : 하우징 20, 120 : 렌즈배럴
22 : 포토 솔더 레지스터 24 : 접합수단

Claims (5)

  1. 상부면 외곽과 하부면 외곽에 다수의 전극 패드가 형성된 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부면에 설치되어 외부 이미지를 영상신호로 변환하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서를 구동하기 위한 반도체칩과 수동소자들이 실장 되고, 상부면 외곽에는 상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 대응되는 부분에 다수의 전극 패드가 형성되며, 솔더에 의해 상기 상부면 외곽에 형성된 전극 패드가 상기 제 1 기판의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드와 접합 된 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 설치되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부에 접합력을 제공하는 접합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 상기 접합수단 사이에 상기 접합수단을 둘러싸도록 형성된 포토 솔더 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합수단은 열경화 테이프인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. (a) 상부면 외곽과 하부면 외곽에 다수의 전극 패드가 형성된 제 1 기판의 하부면 중앙부에 포토 솔더 레지스터를 도포하는 단계;
    (b) 상기 제 1 기판의 하부면이 노출되도록 상기 포토 솔더 레지스터의 중앙부를 에칭하는 단계;
    (c) 상기 포토 솔더 레지스터가 에칭된 부위에 접합수단을 부착하는 단계;
    (d) 이미지 센서를 구동하기 위한 반도체칩과 수동소자들이 실장 되고, 상부면 외곽에는 상기 제 1 기판의 하부면에 형성된 전극 패드와 대응되는 위치에 다수의 전극 패드가 형성된 제 2 기판을 상기 제 1 기판의 하부에 배치하는 단계; 및
    (e) 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 제 2 기판의 상부면 중앙부가 접합수단에 의해 접합 되고, 상기 제 1 기판의 하부면 외곽에 형성된 전극 패드와 상기 제 2 기판의 상부면 외곽에 형성된 전극 패드가 접합 되는 접합 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 (e) 단계는 상기 접합 공정 시 가해지는 열에 의해 상기 접합수단이 경화되어 상기 제 1 기판의 하부면 중앙부와 상기 제 2 기판의 상부면 중앙부를 접합시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
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