KR20190036618A

KR20190036618A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20190036618A
Application number: KR1020170125733A
Authority: KR
Inventors: 신여정; 유광현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2019-04-05
Also published as: KR102392572B1

Abstract

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈, 상기 렌즈가 배치되는 홀더, 상기 홀더의 아래에 배치되고, 이미지 센서가 배치되는 제1기판, 상기 제1기판의 상측에 배치되고, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 개구가 형성되는 제2기판을 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 제1기판의 상면에 와이어 본딩되고, 상기 제2기판의 하면에는 상측으로 오목하게 형성된 홈부가 배치되고, 상기 홈부의 높이는 상기 와이어의 루프의 높이보다 높게 배치되고, 상기 홀더는 상기 제2기판의 상면에 배치될 수 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 실시예는, 카메라 모듈에 관한 것이다.

스마트폰을 비롯한 대부분의 모바일 전자기기에는 물체로부터 화상을 얻기 위한 카메라 장치가 구비되어 있고, 모바일 전자기기는 간편한 휴대성을 위해 점차 소형화 되어가는 추세이다.

이러한 카메라 장치는 일반적으로 광이 입사되는 렌즈와 렌즈를 통해 입사되는 광이 촬상되는 이미지 센서, 이미지 센서로부터 얻은 화상에 대한 전기적인 신호를 카메라 장치가 장착된 전자기기로 송수신하기 위한 다수의 부품들이 포함된다. 또한, 이러한 이미지 센서와 부품들은 일반적으로 인쇄회로기판에 실장되어 외부의 전자기기와 연결된다.

모바일 전자기기의 소형화에 발맞춰 이에 장착된 카메라 장치도 소형화되어야 할 것인데, 상술한 이미지 센서와 부품들 및 인쇄회로기판은 양산성이나 공정상의 문제 등으로 소형화에 한계가 있다. 특히 이미지 센서가 인쇄회로기판에 금속재질의 와이어를 통해 전기적으로 연결되는 와이어 본딩 방식을 사용하는 경우에는 와이어와 인쇄회로기판상에 배치되는 단자패드의 구성으로 인해 가로, 세로의 크기를 소형화하는 데에 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이미지 센서 이외의 부품들을 이미지 센서가 실장되는 제1기판과 별도로 구비되는 제2기판에 배치하고, 이러한 제2기판을 제1기판의 위에 배치함으로써 카메라 모듈의 가로, 세로 사이즈를 줄일 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 상기 개구를 커버하도록 상기 제2기판의 상면에 배치되는 적외선 차단 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치되는 도전성 접착부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 도전성 접착부재는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film)일 수 있다.

또한, 상기 개구의 둘레는 상기 이미지 센서의 유효화상영역과 상기 와이어의 끝단 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2기판의 상면에는 회로부품이 배치되고, 상기 회로부품의 적어도 일부를 커버하는 반사방지부재(블랙 마스킹)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회로부품은 상기 이미지 센서가 상기 제1기판에 와이어 본딩되는 부위와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 상기 홈부는 상기 개구와 인접하게 배치될 수 있다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은, 회로부품을 이미지 센서가 실장되는 제1기판의 상측에 배치되는 별도의 제2기판에 배치함으로써 카메라 모듈의 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 회로부품을 제2기판에 배치함으로써 카메라 모듈의 사이즈를 줄이고, 그에 따라 홀더가 제2기판과 접촉되는 접촉부의 두께를 증가시킬 수 있게 되어 홀더의 파손을 방지하는 효과가 있다.

또한, 제2기판의 하면에 홈부를 구비하여, 카메라 모듈의 가로, 세로 사이즈를 줄임과 동시에 상하 방향 사이즈의 증가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 렌즈를 통해 입사한 광이 와이어로 향하는 경로를 제2기판을 통해 차단함으로써, 금속 와이어에 의한 플레어(flare) 현상을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 개념적이 단면도
도 2는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1기판의 개념적인 평면도
도 3은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부를 확대한 개념적인 단면도

이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 광축과 수직하고, 이미지 센서와 평행한 평면을 기준으로 가로방향을 "X방향", 세로방향을 "Y방향"으로 설명할 수 있고, 이미지 센서와 수직한 광축 방향을 "Z방향" 또는 "상하방향"으로 설명할 수 있다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈(100), 홀더(200), 제1기판(300), 제2기판(400)을 포함할 수 있다. 이때 제1기판(300)에는 이미지 센서(310)가 실장되고, 제2기판(400)에는 ISP와 수동소자를 포함하는 회로부품(450)이 실장 될 수 있다. 이렇게 이미지 센서(310)와 회로부품(450)을 별도의 기판에 배치하고, 제2기판(400)을 제1기판(300)의 상측에 배치함에 따라 카메라 모듈의 사이즈를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 개념적이 단면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1기판의 개념적인 평면도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부를 확대한 개념적인 단면도이다.

도 1 내지 도3을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈(100), 홀더(200), 제1기판(300) 및 제2기판(400)을 포함할 수 있다. 이때 제1기판(300)에는 이미지 센서(310)가 실장 되고, 제2기판(400)에는 다수의 회로부품(450)이 실장 될 수 있다. 이하에서 회로부품(450)은 이미지 시그널 프로세서(Image Signal Processor, 이하 ISP로 칭한다)는 물론, 그 외의 카메라 모듈에 사용 가능한 다른 수동소자 및 능동소자를 포함하는 것으로 설명할 수 있다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈(100)를 포함할 수 있다. 렌즈(100)는 적어도 하나 이상 포함될 수 있다. 이러한 렌즈(100)는 배럴에 수용될 수 있다. 렌즈(100)는 홀더(200)에 배치될 수 있다. 렌즈(100)는 홀더(200)에 의해 지지될 수 있다. 외부에서 입사되는 광이 렌즈(100)(100)를 통해 수광되어 이미지센서에 촬상 될 수 있다. 렌즈(100)(100)는 이미지센서와 얼라인될 수 있다. 즉, 렌즈(100)(100)의 광축과 이미지 센서(310)(312)의 광축은 일치될 수 있다. 렌즈(100)는 홀더(200)의 내측에 나사결합 될 수 있다. 이때, 렌즈(100)의 외주면과 홀더(200)의 내주면에는 각각 대응되는 나사산이 배치될 수 있고, 양자가 나사결합시 접착제가 도포될 수 있다.

카메라 모듈은 홀더(200)를 포함할 수 있다. 홀더(200)는 내측에 렌즈(100)가 배치되는 몸체부와 몸체부에서 하방으로 연장형성되어 제2기판(400)과 접촉되는 결합부를 포함할 수 있다. 몸체부의 내측에는 상하방향으로 연통되어 광이 입사되는 광통로가 형성될 수 있다. 이러한 몸체부의 내주면에는 나사산이 배치될 수 있고, 렌즈(100)와 나사결합 될 수 있다. 렌즈(100)는 광통로의 상측으로부터 삽입되어 결합될 수 있다. 홀더(200)는 렌즈(100)를 지지할 수 있다. 광통로의 하측에는 이미지 센서(310)가 배치될 수 있다. 렌즈(100)를 통해 입사된 광이 광통로를 따라 이미지 센서(310)에 촬상 될 수 있다. 홀더(200)는 제2기판(400)의 상면에 배치될 수 있다. 홀더(200)는 제2기판(400)의 상면에 결합될 수 있다. 구체적으로 홀더(200)의 결합부의 하면이 제2기판(400)의 상면과 접촉될 수 있다.

카메라 모듈은 제1기판(300)을 포함할 수 있다. 제1기판(300)은 제2기판(400)의 아래에 배치될 수 있다. 제1기판(300)에는 이미지 센서(310)가 배치될 수 있다. 제1기판(300)의 전면에 이미지 센서(310)가 배치될 수 있다. 이미지 센서(310)는 와이어(320) 본딩되어 제1기판(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지 센서(310)는 제1기판(300)의 상면에 형성된 단자 패드(330)와 이미지 센서(310)의 상면에 형성된 단자부를 통해 와이어(320) 본딩 될 수 있다. 제1기판(300)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 제1기판(300)은 강성의 인쇄회로기판(Rigid PCB)일 수 있다. 제1기판(300)은 입사광의 광축과 수직하도록 제2기판(400)의 아래에 배치될 수 있다. 제1기판(300)과 제2기판(400) 사이에는 도전성 접착부재(500)가 배치될 수 있다. 이때 도전성 접착부재(500)는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF) 일 수 있다. 제1기판(300)과 제2기판(400)은 도전성 접착부재(500)에 의해 상호 접착 및 고정될 수 있다. 제1기판(300)은 제2기판(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1기판(300)과 제2기판(400)은 상기 도전성 접착부재(500)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 제1기판에는 카메라 모듈이 외부의 전자기기와 전기적으로 연결되기 위한 연결부재가 배치될 수 있다. 이때의 연결부재는 경연성 인쇄회로기판(Rigid Flexible Printed Circuit Board, RF-PCB)일 수 있다. 연결부재의 일측은 제1기판과 연결되고, 타측에는 외부의 전자기기와 연결되기 위한 커넥터가 형성될 수 있다.

카메라 모듈은 제2기판(400)을 포함할 수 있다. 제2기판(400)은 홀더(200)의 하측에 배치될 수 있다. 제2기판(400)은 제1기판(300)과 평행하게 배치될 수 있다. 제2기판(400)은 홀더(200)와 접촉될 수 있다. 제2기판(400)의 상면은 홀더(200)의 결합부의 하면과 접촉될 수 있다. 제2기판(400)은 상하방향으로 연통되는 개구(420)가 배치될 수 있다. 상기 개구(420)는 제2기판(400)의 이미지센서와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 개구(420)의 둘레는 상기 이미지 센서(310)의 유효화상영역과 상기 와이어(320)의 끝단 사이에 위치되도록 형성될 수 있다. 제2기판(400)은 이미지 센서(310)가 실장되는 제1기판(300)의 상측에 배치될 수 있다. 제2기판(400)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 제2기판(400)은 공동(cavity)을 포함하는 캐비티 기판일 수 있다.

제2기판(400)에는 적어도 하나 이상의 회로부품(450)이 실장 될 수 있다. 제2기판(400)의 상면에는 적어도 하나 이상의 회로부품(450)이 실장 될 수 있다. 상기 회로부품(450)은 표면실장기술(surface mount technology, SMT)를 통해 실장 될 수 있다. 회로부품(450)은 이미지 시그널 프로세서(Image Signal Processor, ISP)는 물론, 그 외의 카메라 모듈에 사용 가능한 다른 수동소자 및 능동소자를 포함할 수 있다. 이러한 회로부품(450)은 상기 개구(420)의 외측에 배치될 수 있다. 회로부품(450)은 이미지 센서(310)가 제1기판(300)에 와이어(320) 본딩되는 부위와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 회로부품(450)이 이미지 센서(310)의 와이어(320) 본딩 부위에 상하방향으로 오버랩되도록 배치됨에 따라 오버랩되는 길이만큼 카메라 모듈의 X,Y 방향 즉, 가로,세로 방향의 사이즈를 감소시킬 수 있는 것이다. 또한, 회로부품(450)이 실장되는 부분의 외측으로 홀더(200)의 접촉부가 제2기판(400)의 상면과 접촉될 수 있다. 상술한 바와 같이, 카메라 모듈의 사이즈를 감소시킬 수 있게 되어 홀더(200)의 접촉부의 두께를 상대적으로 증가시킬 수 있게 되고, 전단력에 의한 홀더(200)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

제2기판(400)의 상면에는 상기 개구(420)를 커버하도록 적외선 차단부재(470)가 배치될 수 있다. 적외선 차단부재(470)는 블루 글래스(blue glass, BG)일 수 있다. 블루 글래스는 기존의 인산염을 이용해서 만들어지는 적외선 차단 부재가 프로덕션 홀(production hall) 또는 바지 주머니처럼 따뜻하고 습기 찬 공간에서 응축상황이 벌어질 경우, 표면이 부식되거나 광택을 잃을 수 있어, 의도 했던 가시광선의 투명성이 퇴색되는 문제점을 해소할 수 있다. 블루 글래스는 내부식성이 우수하며, 추가 코팅을 수행할 경우 필터 글래스의 투명도를 유지하는 것도 가능하다. 또한, 글래스 연속용해 과정을 통해 우수한 재현성 및 일정한 투과율, 파장 특징등도 확보할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서의 적외선 차단부재(470)는 블루 글래스로 제한되지 않고, 적외선 차단필터, 적외선 반사필터, 적외선 흡수필터 등으로 마련될 수 있다. 적외선 차단부재(470)의 상면에는 제2기판(400)의 상면에 실장되는 회로부품(450)에 의해 반사되는 광을 흡수하여 플레어 현상을 방지하기 위한 코팅부재(미도시)가 도포될 수 있다. 이는 회로부품을 커버하는 반사방지부재(460)에 의해 흡수되지 못한 반사광을 흡수하기 위한 것이다.

제2기판(400)의 상면에는 회로부품(450)이 배치될 수 있고, 회로부품(450)을 커버하도록 반사방지부재(460)가 배치될 수 있다. 반사방지부재(460)는 회로부품(450)의 적어도 일부를 커버하도록 배치될 수 있다. 반사방지부재(460)는 회로부품(450)을 향해 입사되는 광을 흡수하여 이미지 센서(310)로의 반사를 방지하기 위한 블랙 실링(black sealing)일 수 있고, 예를 들어 에폭시일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 입사된 광의 반사를 방지할 수 있는 어떠한 수단이라도 적용될 수 있음은 자명하다. 이러한 반사방지부재(460)는 렌즈(100)를 통해 입사된 광이 이러한 회로부품(450)에 반사되어 이미지 센서(310)에 입사됨으로써 발생할 수 있는 플레어(flare) 현상을 방지하기 위함이다.

제2기판(400)은 공동을 포함할 수 있다. 제2기판(400)의 하면에는 상측으로 오목하게 형성되는 홈부(410)가 배치될 수 있다. 홈부(410)는 제2기판(400)의 개구(420)와 인접하게 배치될 수 있다. 이러한 홈부(410)는 제2기판(400)이 아래에 배치되는 이미지 센서(310)가 제1기판(300)에 와이어(320) 본딩되는 부위와의 간섭을 방지하기 위함이다. 홈부(410)의 높이는 상기 와이어(320)의 루프의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 이러한 홈부(410)를 형성함으로써, 이미지 센서(310)가 실장되는 제1기판(300)의 상측에 별도의 제2기판(400)을 구비하여, 이미지 센서(310)와 회로부품(450)을 상하 방향으로 배치하면서도 카메라 모듈의 높이 증가를 최소화할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이, 본 실시예에서는 이미지 센서(310)가 실장되는 제1기판(300)과 회로부품(450)이 실장되는 제2기판(400)을 별도로 구비하고 제2기판(400)을 제1기판(300)의 상측에 배치함으로써, 회로부품(450)을 이미지 센서(310)의 가로방향 또는 세로방향 외측에 배치하는 대신에 이미지 센서(310)의 상측에 배치할 수 있게 된다. 그 결과 회로부품(450)이 이미지 센서(310)의 와이어(320) 본딩 부위와 오버랩되는 길이만큼 카메라 모듈의 전체 가로, 세로 방향의 사이즈를 줄일 수 있게 된다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

렌즈;
상기 렌즈가 배치되는 홀더;
상기 홀더의 아래에 배치되고, 이미지 센서가 배치되는 제1기판;
상기 제1기판의 상측에 배치되고, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 개구가 형성되는 제2기판을 포함하고,
상기 이미지 센서는 상기 제1기판의 상면에 와이어 본딩되고, 상기 제2기판의 하면에는 상측으로 오목하게 형성된 홈부가 배치되고, 상기 홈부의 높이는 상기 와이어의 루프의 높이보다 높게 배치되고, 상기 홀더는 상기 제2기판의 상면에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 개구를 커버하도록 상기 제2기판의 상면에 배치되는 적외선 차단 부재를 더 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치되는 도전성 접착부재를 더 포함하는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 도전성 접착부재는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film)인 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 개구의 둘레는 상기 이미지 센서의 유효화상영역과 상기 와이어의 끝단 사이에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2기판의 상면에는 회로부품이 배치되고, 상기 회로부품의 적어도 일부를 커버하는 반사방지부재를 포함하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 회로부품은 상기 이미지 센서가 상기 제1기판에 와이어 본딩되는 부위와 대응되는 위치에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 홈부는 상기 개구와 인접하게 배치되는 카메라 모듈.