KR20120079029A - 카메라 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 센서가 실장되는 기판과, 상기 기판상에 형성되어 상기 이미지 센서를 커버하고, 다수 개의 렌즈가 수용되는 하우징과, 상기 하우징의 상부에 장착되고, 적어도 하나 이상의 렌즈를 무빙하는 액추에이터, 및 상기 기판에 형성된 전극 패드와 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드를 연결하는 한 쌍의 접속단자와 상기 접속단자를 일부 커버하는 고정부를 포함하는 연결부재를 포함하는 카메라 모듈 및 그 제조방법을 개시한다.

Description

카메라 모듈 및 그 제조방법{CAMERA MODULE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 컴팩트한 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 초점 조정이 가능하도록 제조되고 있다.

이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.

최근 기존의 음성코일모터(VCM)이외에 여러 종류의 액추에이터를 사용하여 오토 포커스(Auto Focus)를 구현하는 연구가 활발하다.

이러한 액추에이터는 기판의 전극단자와 연성인쇄회로기판(Flexible Print Circuit Board: FPCB)에 의해 전기적으로 연결된다.

그러나 액추에이터의 전극 패드와 기판의 전극패드를 각각 연성인쇄회로기판과 솔더링하는 경우 외부 충격시 전기적 신뢰성이 떨어지는 문제가 있고, 수작업으로 솔더링을 수행하므로 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 액추에이터와 기판의 전기적 접속이 용이하면서도 전기적 신뢰성이 우수한 카메라 모듈을 제공한다.

또한 본 발명은 연결부재를 기판에 표면 실장(SMT)하여 생산성이 우수한 카메라 모듈 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서가 실장되는 기판과, 상기 기판상에 형성되어 상기 이미지 센서를 커버하고, 다수 개의 렌즈가 수용되는 하우징과, 상기 하우징의 상부에 장착되고, 적어도 하나 이상의 렌즈를 무빙하는 액추에이터, 및 상기 기판에 형성된 전극 패드와 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드를 연결하는 한 쌍의 접속단자와 상기 접속단자를 일부 커버하는 고정부를 포함하는 연결부재를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 카메라 모듈에서, 상기 접속단자의 끝단은 절곡되어 상기 기판의 전극 패드와 대응되게 연결된다.

본 발명의 일 특징에 따른 카메라 모듈에서, 접속단자는 상기 기판에 형성된 전극 패드와 전기적으로 연결되는 제 1 접속부와, 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드와 연결되는 제 2 접속부, 및 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부를 연결하는 연결부를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 카메라 모듈 제조방법은, 접속단자와 상기 접속단자를 일부 커버하는 고정부를 포함하는 연결부재를 기판에 위치한 후 상기 연결부재의 일단을 상기 기판의 전극 패드에 실장하는 제1단계와, 상기 기판상에 하우징 및 액추에이터를 장착하는 제2단계, 및 상기 연결부재를 상향 절곡하여 상기 연결부재의 타단을 상기 액추에이터의 전극 패드와 전기적으로 연결하는 제3단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 카메라 모듈이 외부 충격에 대하여 전기적 신뢰성이 우수하며, 수율이 증가하는 장점이 있다.

또한, 액추에이터의 전극 패드에만 솔더링 작업이 수행되므로 제조 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조과정을 순차적으로 보여주는 공정도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 기판에 연결부재가 실장된 상태를 보여주는 평면도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연결부재의 사시도이고,
도 4는 도 3의 변형예이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 기판에 연결부재가 실장된 상태를 보여주는 측면도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조과정을 순차적으로 보여주는 공정도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 기판에 연결부재가 실장된 상태를 보여주는 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은 기판(10)에 연결부재(50)를 위치한 후, 상기 연결부재(50)의 일단을 상기 기판(10)의 전극 패드에 실장하는 제1단계와, 상기 기판(10)상에 하우징(20) 및 액추에이터(40)를 장착하는 제2단계, 및 상기 연결부재(50)를 상향 절곡하여 상기 연결부재(50)의 타단을 상기 액추에이터(40)의 전극 패드와 전기적으로 연결하는 제3단계를 포함한다.

상기 제 1 단계는 상기 기판(10)에 연결부재(50)를 실장하는 단계로서, 기판(10)상에 이미지 센서(70) 등의 부품을 실장하고, 기판(10)의 전극 패드(미도시)에 연결부재(50)의 일단을 수평하게 위치시킨다.

이후, 표면실장기(미도시)를 이용하여 상기 연결부재(50)의 일단을 상기 전극 패드에 표면 실장(SMT)한다. 이때 일반적으로 사용되는 표면 실장 기술이 모두 적용 가능하다.

따라서 기존의 수작업으로 수행하던 솔더링 중 기판과의 연결은 표면 실장(SMT)으로 대체하여 제조 시간이 절감되는 효과가 있다.

이때 연결부재(50)가 너무 가벼운 경우에는 최초 실장 전에 정확히 얼라인(align) 되어 있던 연결부재(50)가 표면 실장시 오실장 되는 문제가 있으므로, 상기 연결부재(50)는 기존의 연성회로기판(FPCB) 보다 약 2 내지 7배 정도의 중량을 갖도록 제조될 수 있다.

구체적인 구현방법으로는 연결부재(50)를 구리와 납을 혼합한 석도금으로 제조할 수 있다. 이 경우 납의 첨가에 의해 무게감이 증가하는 동시에 전기적 연결이 더욱 우수해지는 장점이 있다.

이때, 도 2와 같이, 상기 기판(10)의 가장자리에 그라운드(11) 처리가 된 경우, 상기 연결부재(50)가 표면 실장(Q)에 의해 그라운드(11)와 전기적으로 연결되어 쇼트가 발생할 문제가 있다.

또한, 상기 연결부재(50)가 그라운드(11)와 전기적으로 연결되지는 않더라도 표면 실장시 접촉되는 경우 연결부재(50)의 납 성분이 그라운드(11) 표면에 묻는 문제가 있으므로, 상기 연결부재(50)가 상기 기판(10)의 전극 패드에만 전기적으로 연결되도록 제어하는 것이 중요하다.

도 3을 참고할 때 본 발명의 실시예에 따른 상기 연결부재(50)는 한 쌍의 접속단자와 상기 접속단자를 중심부를 일부 커버하는 고정부(54)로 구성된다.

상기 접속단자는 상기 기판(10)의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 제 1 접속부(51)와, 상기 액추에이터(40)의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 제 2 접속부(56), 및 상기 제 1 접속부(51)와 제 2 접속부(56)를 연결하는 연결부(53)를 포함한다.

상기 접속단자는 구리와 납을 혼합하여 몰드 사출 등의 방법으로 제조되며, 상기 고정부(54)는 플라스틱 소재로 제조되어 상기 접속단자를 중심 영역을 고정한다.

상기 제 1 접속부(51)와 연결부(53) 사이에는 절곡부(52)가 더 형성될 수 있으며, 상기 절곡부(52)는 도 4와 같이 후크 형상(52a)으로 형성될 수도 있다.

따라서, 도 5를 참고할 때 기판(10)에 상기 연결부재(50)가 수평하게 안착된 경우 상기 제 1 접속부(51)는 상기 기판(10)에 형성된 전극 패드와 수평하게 맞닿게 되어 표면 실장이 가능해 진다.

이때, 상기 제 1 접속부(51)가 상기 고정부(54)의 밑단과 동일한 높이로 형성되는 경우, 도 5와 같이 상기 고정부(54)가 상기 기판(10)상에 놓일 때 상기 제 1 접속부(51)도 안정적으로 기판(10)의 전극 패드에 안착될 수 있는 장점이 있다.

연결부(53)는 상기 절곡부(52)에 의해 상기 접속부(51)의 수평 높이보다 높아져 표면 실장시 상기 기판(10)에서 이격되므로 기판(10)의 그라운드(11)와 접촉될 염려가 없다.

또한, 상기 절곡부(52)가 후크 형상으로 형성된 경우 전면이 일종의 차단막 역할을 수행하므로 절곡부(52)의 후방까지 표면 실장될 위험이 방지된다.

다시 도 1을 참고할 때 상기 제2단계는 기판(10)상에 하우징(20) 및 액추에이터(40)를 장착하는 단계이다. 그러나 상기 제2단계는 상기 제1단계와 선택적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)에 하우징(20) 및 액추에이터(40) 등이 먼저 장착된 후 연결부재(50)와 전극패드를 표면 실장할 수도 있는 것이다.

상기 하우징(20)은 상기 이미지 센서(70)를 커버하고, 다수 개의 렌즈가 수용되는 구조이면 어떠한 구성도 적용 가능하다. 예를 들면, 이미지 센서(70)를 커버하는 홀더와, 다수 개의 렌즈가 삽입되는 렌즈배럴로 구성될 수도 있으며, 홀더와 렌즈배럴이 일체로 형성될 수도 있다.

상기 하우징(20) 및 액추에이터(40)를 장착하는 공정은 일반적인 카메라 모듈 제조 공정과 유사하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하며, 각각의 특징은 후술한다.

상기 제3단계는 상기 연결부재(50)를 상향 절곡하여 상기 연결부재(50)의 타단을 상기 액추에이터(40)의 전극 패드와 전기적으로 연결하는 단계로서, 상기 연결부(53)를 상향 절곡하여 제 2 접속부(56)를 상기 액추에이터(40)의 전극 패드(41)와 전기적으로 연결한다.

상기 제 2 접속부(56)는 상기 액추에이터(40)의 전극 패드에 대응되게 절곡되어 있으므로 솔더링 등에 의하여 용이하게 전기적으로 연결된다.

이때 상기 연결부재(50)의 제 2 접속부(56)가 상기 액추에이터(40)의 전극 패드(41)의 하부에 연결되는 것을 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 가능한 설계 변경에 따라 전극패드의 상부 또는 측부와 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.

본 발명의 카메라 모듈 제조방법에 따르면, 표면 실장 기술이 적용 가능하여 전기적 신뢰성, 수율 및 생산성이 높아지는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서(70)가 실장되는 기판(10)과, 상기 기판(10)상에 형성되어 이미지 센서(70)를 커버하고, 다수 개의 렌즈가 수용되는 하우징(20)과, 상기 하우징(20)의 상부에 장착되고, 적어도 하나 이상의 렌즈(61)를 무빙하는 액추에이터(40), 및 상기 기판(10)에 형성된 전극 패드와 상기 액추에이터(40)에 형성된 전극 패드를 연결하는 연결부재(50)를 포함한다.

상기 기판(10)은 일반적인 인쇄회로기판(10)이 모두 사용가능하며 상면에는 전극 패드 및 이미지 센서(70)가 실장될 수 있도록 전기 배선(미도시)이 형성된다. 상기 전극 패드는 상기 액추에이터(40)와 전기적으로 접속될 수 있도록 기판(10)의 일측에 형성될 수 있다.

상기 이미지 센서(70)는 광신호를 전기적 신호로 변환하는 역할을 수행하며, 다수의 화소로 구성된 화소 영역(미도시)과, 화소 영역의 입출력 단자인 다수의 전극(미도시)으로 구성될 수 있다. 이때, 다수의 전극은 각각 와이어 본딩(Wire bonding)장비를 이용하여 기판(10)과 전기적으로 연결된다.

도 6을 참조할 때 상기 하우징(21)은 상기 기판(10)의 전극 패드가 외부에 노출될 수 있도록 대응되는 부분에 컷-아웃부(20a)가 형성될 수 있다. 상기 하우징(20)이 홀더(21)와 렌즈배럴(22)으로 구성되는 경우, 상기 홀더(21)는 상기 기판(10)상에 형성되어 상기 이미지 센서(70)에 광이 입사될 수 있도록 내부에 광진행 공간을 형성하게 된다.

이를 더욱 자세하게 살펴보면 상기 홀더(21)의 광진행 공간은 렌즈배럴(22)이 수용될 수 있는 원형 개구부가 형성된 상부와 상기 이미지 센서(70)에 광이 입사될 수 있도록 사각형상 개구부(미도시)가 형성된 하부로 구성될 수 있다.

그러나 홀더(21)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 홀더(21) 내부에 이미지 센서(70)가 내장되고 상부에 렌즈배럴(22)이 수용되는 개구부가 형성되어 있으면 모두 적용 가능하다.

상기 렌즈배럴(22)은 내부에 하나 이상의 렌즈(62 내지 64)가 형성될 수 있도록 원통형으로 형성된다. 이때 상부면은 액추에이터(40)가 안착될 수 있도록 판상으로 형성될 수도 있다.

그러나 상기 하우징(20)의 형성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 홀더와 렌즈배럴이 일체화된 구조로 형성될 수도 있다.

상기 액추에이터(40)는 기존의 보이스 코일 대신 실리콘 웨이퍼를 사용하여 렌즈(61)를 상하로 이동시켜 미세하게 렌즈(61)를 조정하여 오토 포커싱(Auto Focusing) 기능을 수행할 수 있다.

상기 연결부재(50)는 상기 기판(10)의 전극 패드와 상기 액추에이터(40)의 전극 패드(41)를 전기적으로 연결하는 역할을 수행하며, 상기 기판(10) 및 액추에이터(40)와 연결되는 상기 연결부재(50)의 접속부는 상기 기판(10)의 전극 패드와 대응되게 절곡되어 실장되므로 전기적 신뢰성이 확보된다.

이때 전술한 바와 같이 상기 기판(10)의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 접속부는 기판(10)에 표면 실장(Q) 될 수 있다. 이때 상기 연결부재(50)의 접속단자는 구리와 납이 혼합된 몰드 사출물로 제조된바 외부 충격에 의하여 전기적 신뢰성이 보장되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 기판 20: 하우징
21: 홀더 40: 액추에이터
50: 연결부재 51: 제 1 접속부
52: 절곡부 53: 연결부
54: 고정부 56: 제 2 접속부
60: 렌즈 70: 이미지 센서
Q: 표면실장부

Claims (15)

1. 이미지 센서가 실장되는 기판;
   상기 기판상에 형성되어 상기 이미지 센서를 커버하고, 다수 개의 렌즈가 수용되는 하우징;
   상기 하우징의 상부에 장착되고, 적어도 하나 이상의 렌즈를 무빙하는 액추에이터; 및
   상기 기판에 형성된 전극 패드와 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드를 연결하는 한 쌍의 접속단자와 상기 접속단자를 일부 커버하는 고정부를 포함하는 연결부재를 포함하는 카메라 모듈.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 접속단자는 상기 기판에 형성된 전극 패드와 대응되게 절곡되어 전기적으로 연결되는 제 1 접속부와, 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드와 대응되게 절곡되어 전기적으로 연결되는 제 2 접속부, 및 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부를 연결하는 연결부를 포함하는 카메라 모듈.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 연결부재의 제 1 접속부는 상기 기판의 전극 패드에 표면 실장(SMT)된 카메라 모듈.
   
4. 제2항에 있어서, 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부는 상기 기판에 형성된 전극 패드 및 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드와 대응되게 절곡된 카메라 모듈.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 접속단자는 구리와 납이 혼합된 카메라 모듈.
   
6. 제2항에 있어서, 상기 제 1 접속부와 연결부 사이에는 절곡부가 형성된 카메라 모듈.
7. 제6항에 있어서, 상기 절곡부는 후크 형상으로 절곡된 카메라 모듈.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 이미지 센서를 커버하는 홀더와, 상기 홀더에 수용되고 다수 개의 렌즈가 삽입되는 렌즈배럴로 구성되는 카메라 모듈.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 기판에 형성된 전극 패드에 대응되는 부분에 컷-아웃부가 형성된 카메라 모듈.
   
10. 한 쌍의 접속단자와 상기 접속단자를 일부 커버하는 고정부를 포함하는 연결부재를 기판에 위치한 후 상기 연결부재의 일단을 상기 기판의 전극 패드에 실장하는 제1단계;
    상기 기판상에 하우징 및 액추에이터를 장착하는 제2단계; 및
    상기 연결부재를 상향 절곡하여 상기 연결부재의 타단을 상기 액추에이터의 전극 패드와 전기적으로 연결하는 제3단계;를 포함하는 카메라 모듈 제조방법.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 접속단자는 상기 기판에 형성된 전극 패드와 전기적으로 연결되는 제 1 접속부와, 상기 액추에이터에 형성된 전극 패드와 전기적으로 연결되는 제 2 접속부, 및 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부를 연결하는 연결부를 포함하는 카메라 모듈 제조방법.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 제1단계는, 상기 제 1 접속부를 상기 기판의 전극 패드에 수평하게 위치한 후 표면 실장(SMT)하는 카메라 모듈 제조방법.
    
13. 제11항에 있어서, 상기 제1단계는, 상기 제 1 접속부와 연결부 사이에 후크형상의 절곡부가 형성되어 상기 연결부가 기판으로부터 이격되는 카메라 모듈 제조방법.
    
14. 제11항에 있어서, 상기 제3단계는, 상기 연결부를 상향 절곡하고 제 2 접속부를 상기 액추에이터의 전극 패드와 전기적으로 연결하는 카메라 모듈 제조방법.
    
15. 제10항에 있어서, 상기 하우징은 이미지 센서를 커버하는 홀더와, 상기 홀더에 수용되고 다수 개의 렌즈가 삽입되는 렌즈배럴을 포함하는 카메라 모듈 제조방법.

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