KR20180135753A - 이미지 센서 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈은 이미지 센서가 삽입되는 수용 공간을 구비하는 인쇄회로기판; 상기 이미지 센서와 이격 배치되는 적외선 필터; 상기 이미지 센서와 상기 적외선 필터 사이에 구비되는 스페이서; 및 상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부를 덮는 접착부;를 포함하며, 상기 스페이서와 상기 이미지 센서는 기설정된 간격으로 이격되며, 상기 간격에는 상기 접착부의 적어도 일부가 구비될 수 있다.

Description

이미지 센서 모듈 및 이의 제조방법{Image sensor module and method for manufacturing the image sensor module}
본 발명은 이미지 센서 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라 모듈은 휴대용 이동통신 기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있으며, 최근의 휴대용 이동통신 기기의 소형화 추세로 인하여 카메라 모듈 자체의 소형화도 요구되고 있다.
카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 통해 피사체의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리 상에 데이터로 저장시키며, 이를 위하여 이미지 센서를 기판에 실장시키고, 이미지 센서와 기판의 전기적 연결을 위하여 본딩 와이어를 사용한다.
이때, 기판의 상면에 이미지 센서를 실장하는 경우 이미지 센서가 차지하는 공간에 의하여 카메라 모듈의 전체 크기가 커지게 되는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 소형화의 요구를 만족시킬 수 있는 이미지 센서 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 소형화의 요구를 만족시키면서도 강성을 향상시킬 수 있는 이미지 센서 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈은 이미지 센서가 삽입되는 수용 공간을 구비하는 인쇄회로기판; 상기 이미지 센서와 이격 배치되는 적외선 필터; 상기 이미지 센서와 상기 적외선 필터 사이에 구비되는 스페이서; 및 상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부를 덮는 접착부;를 포함하며, 상기 스페이서와 상기 이미지 센서는 기설정된 간격으로 이격되며, 상기 간격에는 상기 접착부의 적어도 일부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈 및 이의 제조방법은 소형화의 요구를 만족시킬 수 있고, 소형화의 요구를 만족시키면서도 강성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 개략적인 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 과정을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 과정 중 접착부를 경화시키는 과정을 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈(100) 및 렌즈 모듈(100)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(200)을 포함한다.
렌즈 모듈(100)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈 및 복수의 렌즈를 광축 방향으로 이동시켜 초점을 조정하는 액추에이터를 포함할 수 있다.
나아가, 본 실시예에서 렌즈 모듈(100)은 복수의 렌즈와 액추에이터를 수용하는 케이스를 더 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이미지 센서 모듈(200)은 렌즈 모듈(100)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 모듈(200)은 이미지 센서(220), 이미지 센서(220)와 연결되는 인쇄회로기판(210) 및 적외선 필터(230)를 포함할 수 있다.
적외선 필터(230)는 렌즈 모듈(100)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(220)는 렌즈 모듈(100)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로, 이미지 센서(220)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(220)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(220)는 인쇄회로기판(210)에 고정되며, 와이어(W)를 통해 인쇄회로기판(210)과 전기적으로 연결된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)에 관하여 설명한다.
이미지 센서 모듈(200)은 이미지 센서(220), 적외선 필터(230) 및 이미지 센서(210)가 탑재되는 인쇄회로기판(210)을 포함한다.
인쇄회로기판(210)에는 이미지 센서(220)가 삽입되는 수용 공간(211)이 구비된다. 수용 공간(211)의 너비는 이미지 센서(220)의 너비보다 클 수 있다.
도 2에는 인쇄회로기판(210)의 수용 공간(211)이 홈 형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 수용 공간(211)이 인쇄회로기판(210)을 관통하는 홀 형태로 제공되는 것도 가능하다.
이미지 센서(220)는 인쇄회로기판(210)의 수용 공간(211) 내에 배치되며, 와이어(W)에 의하여 인쇄회로기판(210)과 전기적으로 연결된다.
이미지 센서(220)가 인쇄회로기판(210)의 수용 공간(211)에 삽입 배치되므로, 인쇄회로기판(210)의 상면에 이미지 센서(220)가 탑재되는 경우에 비하여 이미지 센서(220)의 높이만큼 이미지 센서 모듈 및 카메라 모듈의 높이를 줄일 수 있다.
즉, 이미지 센서(220)를 배치하기 위한 공간을 줄임으로써 이미지 센서(220)를 포함하는 이미지 센서 모듈(200)의 크기를 줄일 수 있고, 아울러 이미지 센서 모듈(200)을 포함하는 카메라 모듈의 전체 크기를 줄일 수 있는 것이다.
인쇄회로기판(210)에 이미지 센서(220)를 배치하기 위한 수용 공간(211)을 형성하므로, 인쇄회로기판(210)에는 광축 방향으로의 두께가 다른 부분에 비하여 얇은 부분이 형성되게 된다.
따라서, 인쇄회로기판(210)에서 두께가 얇아지는 부분의 강성이 약해지는 문제가 있을 수 있다.
이에 따라, 이미지 센서 모듈(200)과 렌즈 모듈(100)을 결합시킬 때 또는 카메라 모듈을 외부 전자기기에 장착시킬 때, 인쇄회로기판(210)의 두께가 상대적으로 얇은 부분에 가해지는 응력에 의하여 인쇄회로기판(210)이 파손될 우려가 존재한다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)은 이미지 센서(220)와 인쇄회로기판(210)을 연속적으로 덮는 접착부(250)를 구비하므로, 인쇄회로기판(53)의 두께가 상대적으로 얇은 부분의 강성을 보강할 수 있다.
일 예로, 이미지 센서(220)는 인쇄회로기판(210)의 수용 공간(211)에 삽입 배치되므로, 이미지 센서(220)는 인쇄회로기판(210)의 두께가 상대적으로 얇은 부분에 배치된다.
접착부(250)는 이미지 센서(220)와 인쇄회로기판(210)을 연속적으로 덮고 있으므로, 결국 접착부(250)는 인쇄회로기판(210)의 두께가 변화되는 부분을 덮게 된다.
즉, 접착부(250)는 인쇄회로기판(210)에서 두께가 상대적으로 얇은 부분과 상대적으로 두꺼운 부분을 모두 커버하게 되므로, 접착부(250)를 통해 인쇄회로기판(210)의 강성을 보강할 수 있다.
또한, 이미지 센서(220)와 인쇄회로기판(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(W)는 인쇄회로기판(210)에서 두께가 변화되는 부분에 위치하게 된다.
따라서, 접착부(250)는 이미지 센서(220)와 인쇄회로기판(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(W)를 덮도록 구성될 수 있다.
따라서, 와이어(W)는 접착부(250)에 의해 보호될 수 있고, 이에 따라 외부 충격 등이 가해지더라도 와이어(W)가 끊어지거나 파손되는 문제를 방지할 수 있게 된다.
또한, 접착부(250)에 의하여 인쇄회로기판(210)의 수용 공간(211) 또는 와이어(W)에서 발생할 수 있는 이물이 이미지 센서(220)에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
접착부(250)는 빛을 흡수할 수 있는 색상을 가질 수 있다. 접착부(250)는 반사율이 낮은 색상일 수 있으며, 일 예로 접착부(250)는 검은색일 수 있다.
따라서, 카메라 모듈 내에서 원치 않는 빛이 이미지 센서(220)의 유효픽셀 영역으로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
카메라 모듈 내에서 다른 기구물에 반사된 빛이 유효픽셀에 입사되는 경우에는 플레어 현상 등이 유발될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)의 경우에는 이미지 센서(220)의 유효픽셀 주위에 배치된 접착부(250)에 의하여 카메라 모듈 내에서 난반사된 빛이 유효픽셀에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
접착부(250)의 일면과 적외선 필터(230)의 일면은 동일 평면상에 배치될 수 있다.
일 예로, 접착부(250)의 상부면과 적외선 필터(230)의 상부면은 동일 평면상에 배치될 수 있다. 여기서, 접착부(250)의 상부면은 렌즈 모듈(100)이 부착되는 부분일 수 있다.
접착부(250)의 상부면과 적외선 필터(230)의 상부면이 동일 평면상에 배치되므로, 렌즈 모듈(100)을 접착부(250)의 상부면에 부착시킬 때, 렌즈 모듈(100)의 광축 조정이 필요치 않게 된다.
렌즈 모듈(100)의 광축은 이미지 센서 모듈(200)의 이미지 센서(220)에 대하여 수직하게 배치될 필요가 있다.
일반적으로, 렌즈 모듈(100)과 이미지 센서 모듈(200)을 결합시키는 과정에서 렌즈 모듈(100)의 광축이 이미지 센서(220)에 대하여 수직하게 배치되도록 렌즈 모듈(100)의 위치를 정밀하게 조정(즉, 렌즈 모듈(100)의 광축 조정)하는 과정을 거치게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)은 렌즈 모듈(100)이 부착되는 접착부(250)의 상부면과 이미지 센서 모듈(200)의 적외선 필터(230)의 상부면이 동일 평면상에 배치되므로, 렌즈 모듈(100)을 이미지 센서 모듈(200)에 결합시키는 과정에서 렌즈 모듈(100)의 광축 조정이 필요치 않게 된다.
따라서, 제조 공정을 간소화할 수 있다.
한편, 적외선 필터(230)는 이미지 센서(220)와 간극을 이루도록 배치된다.
일 예로, 적외선 필터(230)는 이미지 센서(220)와 이격 배치될 수 있다.
적외선 필터(230)와 이미지 센서(220) 사이의 공간에는 스페이서(240)가 배치된다.
스페이서(240)는 이미지 센서(220)의 유효픽셀 영역의 외측에 배치된다.
적외선 필터(230)가 스페이서(240)에 부착되므로, 이미지 센서 모듈(200) 또는 카메라 모듈 내에서 적외선 필터(230)를 부착시키기 위한 별도의 구조물을 형성하지 않아도 되며, 이에 따라 카메라 모듈의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 적외선 필터(230) 및 스페이서(240)에 의해 이미지 센서(220)의 유효픽셀 영역이 덮여지게 되므로, 외부의 이물이 이미지 센서(220)의 유효픽셀 영역으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
스페이서(240)는 빛을 흡수할 수 있는 색상을 가질 수 있다. 스페이서(240)는 반사율이 낮은 색상일 수 있으며, 일 예로 스페이서(240)는 검은색일 수 있다.
따라서, 카메라 모듈 내에서 원치 않는 빛이 이미지 센서(220)의 유효픽셀 영역으로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 스페이서(240)와 이미지 센서(220)는 기설정된 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
따라서, 스페이서(240)와 이미지 센서(220) 사이에는 소정의 간격이 형성되며, 상기 간격에는 접착부(250)의 일부가 구비될 수 있다.
스페이서(240)와 이미지 센서(220) 사이에 구비된 접착부(250)의 일부는 적외선 필터(230) 및 스페이서(240)를 이미지 센서(220)에 결합할 때, 서로 간의 수평도를 용이하게 맞출 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 과정을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 제조 과정 중 접착부를 경화시키는 과정을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(200)의 제조 과정을 설명한다.
분리층(300) 상에 적외선 필터(230)를 부착시키고(도 3 (a)), 적외선 필터(230)의 가장자리를 따라 배치되도록 스페이서(240)를 형성한다(도 3 (b)).
여기서, 적외선 필터(230)의 가장자리는 분리층(300)에 부착되는 적외선 필터(230)의 일면의 반대면 가장자리를 의미할 수 있다.
스페이서(240)는 적외선 필터(230)에 라미네이팅한 포토레지스트(Photoresist)를 자외선으로 노광하여 형성할 수 있다.
다음으로, 적외선 필터(230) 및 스페이서(240)와, 분리층(300) 사이의 공간에 접착제(250)를 도포한다(도 3 (c)).
일 예로, 분리층(300)의 일면(적외선 필터(230)가 부착되는 측의 면), 적외선 필터(230)의 측면 및 스페이서(240)의 측면 사이의 공간을 채우도록 접착제(250)를 도포하게 된다.
여기서, 접착제(250)는 일부가 스페이서(240)의 일면(적외선 필터(230)에 부착되는 면)의 반대면을 덮도록 도포될 수 있다.
그리고, 분리층(300)에서 접착제(250)를 향하는 방향으로 열을 가하여 접착제(250)의 적어도 일부를 경화하게 된다.
여기서, 접착제(250)의 적어도 일부를 경화하는 과정은 분리층(300)에서 접착제(250)를 향하는 방향을 따라 접착제(250)의 경화상태가 다르도록 하는 과정일 수 있다(도 4 참조).
일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 분리층(300)에 상대적으로 가까운 접착제(250) 부분(접착제(250)의 상부)은 고체상태가 되도록 하고, 분리층(300)에서 상대적으로 먼 접착제(250) 부분(접착제(250)의 하부)은 반 고체상태가 되도록 할 수 있다.
고체상태란 접착제(250)가 열에 의해 물리적으로 변화되어 굳은 상태를 의미할 수 있고, 반 고체상태란 접착제(250)가 열에 의해 물리적으로 변화되지만 완전히 굳은 상태가 아닌 것(유동성을 가지고 있는 상태)을 의미할 수 있다.
다음으로, 접착제(250)를 이미지 센서(220)와 인쇄회로기판(210)에 부착시킨다(도 3 (d)).
여기서, 이미지 센서(220)와 인쇄회로기판(210)을 전기적으로 연결하는 와이어(W)가 접착제(250)에 의해 덮여지도록 한다.
와이어(W)를 덮는 접착제(250) 부분은 반 고체상태이므로, 와이어(W)에 변형을 발생시키지 않고 와이어(W)를 덮을 수 있다.
한편, 접착제(250)가 와이어(W)를 덮을 때, 와이어(W) 측에 존재하는 공기를 외측으로 밀어낼 필요가 있다. 본 실시예에서는 접착제(250)의 상부 측이 고체상태이고, 접착제(250)의 하부 측이 반 고체상태이므로, 접착제(250)의 하부로 와이어(W)를 덮을 때 접착제(250)의 상부가 접착제(250)의 하부를 지지하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 와이어(W) 측에 존재하는 공기를 용이하게 외측으로 밀어낼 수 있다.
또한, 접착제(250)는 일부가 스페이서(240)의 일면(적외선 필터(230)에 부착되는 면)의 반대면을 덮도록 도포될 수 있고, 이 부분의 접착제(250)는 반 고체상태이므로, 적외선 필터(230) 및 스페이서(240)를 이미지 센서(220)에 결합할 때, 서로 간의 수평도를 용이하게 맞출 수 있게 된다.
즉, 스페이서(240)와 이미지 센서(220) 사이에 구비된 접착제(250)는 적외선 필터(230)와 이미지 센서(220)가 서로 평행하게 조립될 수 있도록 하는 가이드 역할을 할 수 있다.
다음으로, 반 고체상태인 접착제(250)의 하부에 열을 가하여 접착제(250)를 경화시키고, 분리층(300)을 제거하게 된다.
그리고, 렌즈 모듈(100)을 접착제(250)에 부착하여 카메라 모듈을 제조하게 된다(도 3 (e).
본 실시에에서는 분리층(300)의 일면에 적외선 필터(230)와 접착제(250)가 부착되므로, 분리층(300)을 제거하게 되면 적외선 필터(230)의 일면과 접착제(250)의 일면이 동일 평면상에 위치하게 된다.
따라서, 렌즈 모듈(100)과 이미지 센서 모듈(200)을 결합시킬 때, 렌즈 모듈(100)의 광축 조정이 별도로 필요치 않게 되므로, 제조 공정을 간소화할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 소형화의 요구를 만족시킬 수 있고, 소형화의 요구를 만족시키면서도 강성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 렌즈 모듈
200: 이미지 센서 모듈
210: 인쇄회로기판
220: 이미지 센서
230: 적외선 필터
240: 스페이서
250: 접착부, 접착제
W: 와이어

Claims (13)

  1. 이미지 센서가 삽입되는 수용 공간을 구비하는 인쇄회로기판;
    상기 이미지 센서와 이격 배치되는 적외선 필터;
    상기 이미지 센서와 상기 적외선 필터 사이에 구비되는 스페이서; 및
    상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부를 덮는 접착부;를 포함하며,
    상기 스페이서와 상기 이미지 센서는 기설정된 간격으로 이격되며, 상기 간격에는 상기 접착부의 적어도 일부가 구비되는 이미지 센서 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착부의 일면과 상기 적외선 필터의 일면은 동일 평면상에 배치되는 이미지 센서 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 와이어;를 더 포함하는 이미지 센서 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 와이어를 덮도록 구성되는 이미지 센서 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 이미지 센서의 적어도 일부와 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부를 연속적으로 덮도록 구성되는 이미지 센서 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접착부 및 상기 스페이서 중 적어도 하나는 빛을 흡수할 수 있는 색을 가지는 이미지 센서 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착부 및 상기 스페이서 중 적어도 하나는 검은색으로 제공되는 이미지 센서 모듈.
  8. 적외선 필터를 분리층 상에 부착시키는 단계;
    상기 적외선 필터의 가장자리를 따라 배치되는 스페이서를 형성하는 단계;
    상기 적외선 필터 및 상기 스페이서와, 상기 분리층 사이의 공간에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 분리층에서 상기 접착제를 향하는 방향으로 열을 가하여 상기 접착제의 적어도 일부를 경화하는 단계; 및
    이미지 센서와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 와이어가 상기 접착제로 덮여지도록 상기 접착제를 상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판에 부착시키는 단계;를 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 접착제를 도포하는 단계에서,
    상기 접착제는 상기 적외선 필터에 부착된 상기 스페이서의 일면의 반대면을 덮는 이미지 센서 모듈의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 접착제의 적어도 일부를 경화하는 단계는,
    상기 분리층에서 상기 접착제를 향하는 방향을 따라 상기 접착제의 경화상태가 다르도록 하는 단계인 이미지 센서 모듈의 제조방법.

  11. 제8항에 있어서,
    상기 접착제의 적어도 일부를 경화하는 단계는,
    상기 분리층에 가까운 측은 고체상태가 되도록 하고, 상기 분리층에서 먼 측은 반 고체상태가 되도록 하는 단계인 이미지 센서 모듈의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 접착제를 상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판에 부착시키는 단계 후에, 상기 접착제에 다시 열을 가하는 단계;를 더 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 접착제를 상기 이미지 센서와 상기 인쇄회로기판에 부착시키는 단계 후에, 상기 분리층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 이미지 센서 모듈의 제조방법.
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