KR20200092560A - 렌즈 구동용 기판 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

렌즈 구동용 기판 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 렌즈 구동용 기판 어셈블리는, 기판, 기판의 일면에 실장되는 요크, 기판의 다른 일면에 실장되는 구동소자(Drive IC)를 포함하며, 기판은 층간 절연막과, 층간 절연막의 일면에 형성되며 기저회로패턴을 포함하는 기저층과, 층간 절연막의 다른 일면에 패턴화된 금속층 형태로 구비되는 코일층으로 구성되고, 코일층은 중심에 공심부가 형성된 제1 코일패턴을 구비하며, 구동소자가 상기 기저층 또는 코일층에 실장된 것을 요지로 한다.

Description

렌즈 구동용 기판 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법{A lens-driving substrate assembly, a camera module including the same, and a method of manufacturing a lens-driving substrate assembly}

본 발명은 렌즈 구동용 기판 어셈블리에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈에 장착되며 자동 초점 조절(Auto Focus)을 위한 코일패턴을 포함하는 렌즈 구동용 기판 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈, 그리고 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법에 관한 것이다.

최근의 스마트 폰과 같은 휴대용 단말기(이하, '모바일 기기' 이라 함)는 그 기술의 고도화에 발맞춰 기존의 단순 전화 기능에서 벗어나, 음악, 영화, TV, 게임 등 다양한 기능을 실행할 수 있는 멀티 컨버젼스로 진화하고 있으며, 멀티 컨버젼스로의 전개를 이끌어 가는 중요한 요소 중의 하나가 바로 카메라 렌즈 모듈(Camera Lens Module)이다.

모바일 기기에 탑재되는 카메라 렌즈 모듈은, 사용자 요구에 의한 고화소 및 고기능 중심으로의 최근 트랜드에 부합하기 위해 자동 초점(Auto Focus) 기능과 광학 줌(Optical zoom) 기능 등과 같은 다양한 부가 기능이 기본적으로 탑재되고 있다. 특히 손 떨림 보정(Optical Image Stabilizer) 기술을 모바일 기기 크기에 구현하려는 시도가 최근 다각도로 진행되고 있다.

손 떨림 보정 기술은 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체의 초점을 손 떨림에 대항하는 방향으로 움직이도록 자동 제어하여 촬상 이미지의 해상도를 최적으로 유지시키는 기술이다. 이러한 손 떨림 보정기술을 구현하기 위해 모바일 기기, 캠코더 등에 적용되는 카메라 모듈에는 손 떨림 보정용 액추에이터가 탑재된다.

손 떨림 보정 액추에이터로서 자기장과 전기장의 상호작용을 이용한 VCM(Voice Coil Motor) 타입이 잘 알려져 있다. VCM 타입은 보통, 대면 배치되는 코일과 마그넷으로 구성한 자기회로를 포함하며, 자기회로가 발생시키는 전자기력으로 렌즈가 실장된 구동파트(mover)를 평면 이동시켜 손 떨림에 대응하는 보정을 수행한다.

손 떨림 보정 기능과 함께 제공되는 자동 초점 조절 기능 역시 자기장과 전기장의 상호 작용 원리를 이용한 VCM(Voice Coil Motor) 타입이 있다. 또한 센서가 인식한 위치 값에 기초한 피드백 제어를 통해 렌즈 조립체의 승강 위치를 자동으로 조절하는 엔코딩 타입이 있다. VCM과 엔코딩 타입은 구조 및 제어의 관점에서 명확히 구분될 수 있다.

VCM 타입은 엔코딩 타입에 비해 비용 측면에서 유리하지만 구동 정밀도가 상대적으로 떨어지는 단점이 있다. 반면, 엔코딩 타입은 센서와 같은 부품이 요구됨에 따라 제작단가 상승이 동반되는 등 비용 측면에서 불리한 단점은 있으나 센서를 통해 확인된 위치 값에 기반하여 렌즈 조립체의 위치를 피드백 제어하기 때문에 구동 정밀도가 매우 높다는 장점이 있다.

VCM 타입이나 엔코딩 타입은 기본적으로, 자기장과 전기장의 상호 작용(전자기력)을 이용하여 렌즈 조립체를 광축 방향으로 구동시킨다는 점에서 구동 원리는 동일하다. 좀 더 구체적으로, 전류가 흐르는 코일의 전기력과 마그넷이 발생시키는 자기력 사이의 전자기력을 이용하여 렌즈 조립체를 구동시키는 것이므로 원리의 차이는 없다.

한편, 종래 VCM 타입이나 엔코딩 타입에 적용되는 자동 초점 액추에이터는 권선 코일 방식을 채택한다. 권선 코일은 두께를 갖기 때문에 그만큼 큰 수용 공간을 필요로 한다. 때문에 제품의 소형화 요구를 만족시키기 어렵고, 별도의 코일 권선 공정을 필요로 하기 때문에 생산공정을 간소화시키기 어려우며 제품의 양산성 측면에서도 불리한 단점이 있다.

한국공개특허 제10-2011-0046855호(공개일 2011. 5. 6)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 코일패턴이 패터닝된 얇은 금속막 구조의 코일층을 어셈블리 형태로 기판에 포함시킨 구조로서, 모바일 기기에 탑재되는 카메라 모듈을 콤팩트한 크기로 구현해낼 수 있고, 이를 통해 제품의 소형화를 달성할 수 있는 렌즈 구동용 기판 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 필요에 따라 FP(Fine Pattern) 코일이나 권선 코일의 추가 실장이 가능하며, 이에 따라 생산설비나 제품의 큰 설계 변경 없이도 요구 사양이나 사양 변경에 맞춰 구동력(자동 초점 구동력)을 용이하게 증대시킬 수 있는 렌즈 구동용 기판 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 생산공정의 간소화를 달성할 수 있고, 제품의 양산성 증대를 도모할 수 있는 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

기판, 기판의 일면에 실장되는 요크, 기판의 다른 일면에 실장되는 구동소자(Drive IC)를 포함하며, 상기 기판은, 층간 절연막과, 상기 층간 절연막의 일면에 형성되며 기저회로패턴을 포함하는 기저층과, 상기 층간 절연막의 다른 일면에 패턴화된 금속층 형태로 구비되는 코일층으로 구성되고, 상기 코일층은 중심에 공심부가 형성된 제1 코일패턴을 구비하며, 상기 구동소자가 상기 기저층 또는 코일층에 실장된 렌즈 구동용 기판 어셈블리를 제공한다.

여기서, 상기 기저층과 코일층이 상기 층간 절연막에 형성되는 비아를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 기저층에도 상기 제1 코일패턴에 대응되는 형태로 제2 코일패턴이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 바람직한 일 실시 예로서, 상기 제1 코일패턴과 전기적인 연결을 이루도록 상기 코일층에 실장되는 FP(Fine Pattern) 코일부;를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 FP 코일부는 상기 제1 코일패턴과 전기적으로 연결되는 보조 코일패턴을 구비하는 하나 이상의 FP 코일로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 FP 코일을 여러 장 겹쳐 하나의 FP 코일부를 구성할 수 있다.

여기서, 코일층에 형성된 상기 제1 코일패턴과 FP 코일부에 형성되는 보조 코일패턴은 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 제1 코일패턴과 보조 코일패턴을 전기적으로 병렬로 연결하여 코일패턴이 발생시키는 전자기력을 요구 사양에 맞춰 조절할 수도 있다.

또한, 상기 코일층의 제1 코일패턴 내외부에 복수의 실장면 및 입력단자와 접지단자가 구비되고, 상기 FP(Fine Pattern) 코일부에는 복수의 피 실장면 및 피 입력단자와 피 접지단자가 상기 복수의 실장면 및 입력단자와 접지단자 각각에 매칭되도록 형성될 수 있다.

바람직한 일 실시 예로서, 상기 제1 코일패턴의 인접 측부에 홀센서를 포함하는 상기 구동소자가 실장되고, 상기 코일패턴의 공심부에 원활한 전류 흐름과 신호 전달을 위한 MLCC(Multi Layer Ceramic Condenser)가 실장될 수 있다.

이때, 홀센서는 필요에 따라 구동소자와 별개의 구성품으로 분리 구성될 수도 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 바람직한 다른 실시 예로서, 상기 제1 코일패턴과 전기적인 연결을 이루도록 상기 코일층에 실장되는 권선 코일부;를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 권선 코일부 내측의 코일패턴의 공심부에 홀센서를 포함하는 상기 구동소자와 원활한 전류 흐름과 신호 전달을 위한 MLCC(Multi Layer Ceramic Condenser)가 실장될 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

광축을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 수용하는 렌즈 조립체;

상기 렌즈 조립체를 수용하는 하우징;

상기 렌즈 조립체를 광축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 액추에이터;를 포함하며,

상기 액추에이터는,

상기 렌즈 조립체 측에 구비되는 마그넷과,

상기 마그넷과 대향되도록 상기 하우징 측에 구비되며 코일패턴을 포함하는 전술한 일 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

a) 요크를 지정된 조립 위치에 안착시키는 요크 안착 단계;

b) 코일층을 포함하는 연성회로기판과 결합될 상기 요크의 면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계;

c) 연성회로기판의 상기 코일층이 형성된 면과 반대편 면에 FP(Fine Pattern) 코일부와 상기 요크를 실장시키는 SMT(Surface Mounter Technology) 단계;

d) 용융 절연수지를 상기 FP 코일부와 연성회로기판 사이에 채워 결합력을 보강하는 언더필(Under fill) 단계; 및

e) 소정의 처리 환경에서 상기 언더필 단계에서 채워진 절연수지를 경화시키는 경화 단계;를 포함하는 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 코일패턴이 패터닝된 얇은 금속막 구조의 코일층이 기판에 포함된다. 이에 따라 VCM이나 엔코딩 방식에서 주로 사용하던 종래의 단순 권선 코일 방식과는 달리 별도의 큰 수용 공간(두꺼운 권선 코일을 실장하기 위한 공간)이 요구되지 않는다. 그 결과 최근의 소형화 트랜드에 맞춰 제품의 소형화를 달성할 수 있다.

또한, 기판에 형성된 코일층에 필요에 따라 FP 코일이나 권선 코일을 추가적으로 실장하여 자동 초점 구동력(전자기력)을 요구 조건에 맞출 수 있다. 즉 FP 코일이나 권선 코일의 추가 실장이 가능하며, 이에 따라 생산설비나 제품의 큰 설계 변경 없이도 제품의 요구 사양이나 사양 변경에 맞춰 자동 초점 구동력(전자기력)을 용이하게 증대시킬 수 있다.

더욱이, 필요에 따라 FP 코일이나 권선 코일을 추가하더라도 기본적으로 기판 어셈블리에 코일패턴이 형성되어 있기 때문에, FP 코일이나 권선 코일 추가에 따른 부피 및 두께 증대가 최소화될 수 있다. 즉 FP 코일이나 권선 코일을 추가하더라도 기존의 단일 권선 코일 방식에 비해 공간 소요가 줄어 제품의 소형화 달성에 유리하다.

또한, 자동 초점 구동력(전자기력)을 제어하는 구동소자가 기판 어셈블리의 기저층 또는 코일층에 실장됨으로써, 회로 부품을 실장시키기 위한 별도의 공간 확보의 노력을 최소화할 수 있으며, 기판 어셈블리에 코일패턴이 형성됨으로써 별도의 코일 권선 공정을 삭제 또는 최소화할 수 있어 생산공정의 간소화와 비용절감, 그리고 제품의 양산성 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 부분 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 개략 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 코일층을 확대 도시한 정면도.
도 4 및 도 5는 제1 코일패턴의 외곽 모서리 부분을 라운드 처리한 구성과 모따기 처리한 구성을 비교 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 기판 어셈블리의 부분 분해 사시도.
도 8의 (a)는 도 6에 도시된 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 코일층을 정면에서 바라본 도면.
도 8의 (b)는 코일층에 실장되는 FP 코일부의 후면부를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 기판 어셈블리의 코일층에 권선 코일부가 안착된 모습을 나타낸 정면도.
도 11은 도 10에서 권선 코일부가 생략된 코일층의 정면도.
도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 액추에이터의 개략도.
도 14는 전술한 일 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조과정을 공정 순서대로 개략 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

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

본 명세서에서 "포함하다" 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, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 부분 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 개략 단면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시된 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 코일층을 확대 도시한 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)는 기판(11)을 포함한다. 기판(11)은 층간 절연막(12)을 기준으로 일면과 반대편 다른 일면에 형성되는 기저층(14)과 코일층(16)을 포함한다. 기저층(14)은 층간 절연막(12)의 일면에 형성되며 기저회로패턴(140)을 포함하고, 코일층(16)은 층간 절연막(12)의 다른 일면에 패턴화된 금속층 형태로 구비된다.

층간 절연막(12)은 연성 수지일 수 있다. 예컨대, 폴리이미드(Polyimid)를 포함하는 내열성 고분자 유기화합물이거나, 유리 직물 또는 유리 매트에 촉매를 가한 불포화 폴리에스테르 수지를 함침시켜 겔화시킨 프리프레그(Prepreg)일 수 있다. 이러한 층간 절연막(12)에 일면과 다른 일면에 회로패턴을 포함하는 기저층(14)과 코일층(16)이 형성된다.

기저층(14)과 코일층(16)을 구성하는 회로패턴은 구리를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 기저층(14)을 구성하는 회로패턴(기저회로패턴)은, 예를 들어, 일측의 외부입력패드(부호 생략)와 상기 기저층(14) 또는 코일층(16)에 실장되는 여러 종류의 회로 부품을 전기적으로 연결하는 회로라인을 비롯해, 상기 회로 부품 상호 간을 전기적으로 연결하는 회로라인 등을 포함할 수 있다.

코일층(16)은 후술하게 될 마그넷(40)과 마주하는 상기 층간 절연막(12)의 일면에 형성된다. 코일층(16)은 중심에 공심부가 형성된 상기 제1 코일패턴(160)을 포함하며, 제1 코일패턴(160)은 상대 부품, 예컨대, 렌즈 조립체(2, 도 12 참조)에 구비되는 상기 마그넷(40)과 함께 하나의 렌즈 구동부, 즉 액추에이터(4)를 구성한다.

이로 인해 외부에서 전원 공급 시 제1 코일패턴(160)과 상기 마그넷(40) 사이의 상호 작용으로 자동 초점 조절을 위한 구동력이 발생된다.

코일층(16)의 상기 제1 코일패턴(160)에 인가되는 전류는 구동소자(Drive IC, 17)에 의해 제어된다. 구동소자(17)는 기저층(14) 또는 코일층(16)에 실장되며, 홀센서를 포함한다. 홀센서는 마그넷(40)의 위치 변화에 따른 자기장의 세기 변화로부터 상대부품(렌즈 조립체)의 광축 방향 위치를 감지하고, 구동소자(17)는 상기 홀센서 신호를 기초로 상기 제1 코일패턴(160)에 대한 허용 전류를 제어한다.

코일층(16) 반대편에서 상기 기저층(14)에는 요크(19)가 부착된다. 요크(19)는 상기 마그넷(40)의 자속을 제1 코일패턴(160) 측으로 집중시켜 상기 제1 코일패턴(160)과 마그넷(40) 간 상호 작용으로 인한 상기 구동력을 극대화하고, 상기 마그넷(40)과의 사이에 인력(引力)을 발생시켜 상기 상대 부품이 흔들림 없이 안정적으로 직선운동을 할 수 있도록 유도한다.

요크(19)는 금속 또는 비금속 재질의 자성체일 수 있으며, 코일층(16)에 형성되는 상기 제1 코일패턴(160) 또는 상기 상대부품에 실장되는 마그넷(40)보다는 적어도 큰 면적의 직사각형 모양일 수 있으나, 특별히 직사각형으로 한정되는 것은 아니다. 이러한 요크(19)는 접착제를 이용한 가압식 접착을 통해 상기 기저층(14)의 후면에 견고하게 접착되어 고정되는 형태로 부착될 수 있다.

제1 실시 예에서 구동소자(17)는 바람직하게, 상기 제1 코일패턴(160)의 인접 측부에 형성될 수 있다. 구동소자(17)는 홀센서를 모듈화한 구성일 수 있으며, 제1 코일패턴(160) 중앙의 공심부(162)에는 여유 공간의 유효한 활용을 위해 제1 코일패턴(160)에 대한 원활한 전류 흐름과 신호 전달을 위한 MLCC(18, Multi Layer Ceramic Condenser, 적층세라믹콘덴서)가 실장될 수 있다.

여기서, 상기 홀센서는 필요에 따라 구동소자와는 별개의 구성품으로 마련될 수도 있다. 따라서 상기 구동소자가 반드시 홀센서를 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니다.

층간 절연막(12)에는 층간 전기적 접속을 위한 구멍인 복수의 비아(Via, 120)가 형성된다. 이에 따라 상기 기저층(14)과 코일층(16)은 상기 복수의 비아(120)에 의해 전기적으로 통전 가능하게 연결된다. 여기서 비아의 개수나 위치는 제품 사양이나 형상, 크기 등 설계 조건에 따라 얼마든지 변경 가능하므로 개수나 위치 선정에 있어 특별한 제한이 있는 것은 아니다.

코일층(16)을 확대 도시한 도 3과 같이, 코일층(16)을 구성하는 제1 코일패턴(160)은 외곽 모서리 부분(4군데 모서리 부분)을 모따기(Chamfer) 한 구성일 수 있다. 제1 코일패턴(160)의 외곽 모서리 부분을 모따기 한 구조가 해당 모서리를 라운드(Round) 처리한 구조에 비해 제한된 공간에서 구동력 확보에 더 유리하기 때문이다.

이에 대해서는 도 4 내지 도 5를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 폭과 높이가 동일한 코일패턴에서, 외곽 모서리 부분(네 귀퉁이)을 모따기 한 구성(본 발명의 실시 예에 적용되는 코일패턴으로서 도면상 오른쪽 코일패턴)이, 외곽 모서리 부분을 라운드 처리한 코일패턴(도면상 왼쪽 코일패턴)에 비해 실제 구동력에 영향을 미치는 구간의 길이를 더 길게 확보(D1>D2)할 수 있다.

즉 코일패턴의 네 귀퉁이를 모따기 형상으로 구성하면, 외곽 모서리 부분을 라운드 처리한 코일패턴에 비해 같은 제약적 공간에서 실제 구동력에 영향을 미치는 구간의 길이를 더 길게 확보할 수 있으며, 실제 구동력에 영향을 미치는 구간이 길어지면 크기가 같은 전류 조건에서 더 큰 구동력을 발생시킬 수 있기 때문에 구동력 확보에 유리한 것이다.

또한 코일패턴의 네 귀퉁이를 모따기 형상으로 구성하면, 제한된 범위 내에서 외곽 모서리 부분을 라운드 처리한 코일패턴에 비해 각각의 모서리 부분에 인접 성형되는 SMT 영역의 면적(후술하게 될 다른 실시 예에서 FP 코일부 실장을 위한 실장면(164)의 면적)을 더욱 크게 확보할 수 있다. 즉 SMT 영역(실장면)의 면적 확보에도 유리하다.

한편, 도면에 예시하지는 않았으나 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)에서는, 전술한 코일층(16)의 제1 코일패턴(160)에 대응되는 형태로 상기 기저층(14)에도 코일패턴(제2 코일패턴)이 형성될 수 있다. 이 경우 제1 코일패턴(160)과 제2 코일패턴(미도시)을 상호 직렬로 연결하거나 상기 하나의 구동소자에 병렬로 연결하여 구동력을 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 기판 어셈블리의 부분 분해 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)는 FP(Fine Pattern) 코일부(20)를 더 포함한다. 즉 FP 코일부(20)를 더 포함하는 점을 제외하고 전술한 제1 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)의 구성과 대동소이하다. 따라서 이하에서는 전술한 구성과 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하며 차이에 해당하는 부분만 살펴보기로 한다.

FP 코일부(20)는 전술한 제1 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)의 코일층(16)에 실장된다. 좀 더 구체적으로, 전술한 제1 코일패턴(160)과 전기적인 연결을 이루도록 상기 코일층(16)에 실장된다. FP 코일부(20)는 바람직하게, 상기 제1 코일패턴(160)과 전기적으로 연결되는 보조 코일패턴(210)을 구비하는 하나 이상의 FP 코일(200)로 구성된다.

FP 코일(200) 각각은 구성이 동일하며, 필요에 따라 FP 코일(200)을 여러 장 겹쳐 하나의 FP 코일부(20)를 구성할 수 있다. FP 코일(200) 각각은 하나의 보조 코일패턴(210)을 포함하며, FP 코일부(20)를 구성하는 FP 코일(200)의 개수가 늘면 FP 코일부(20)가 발생시키는 구동력이 증가한다. 때문에 FP 코일(200)의 개수를 조절하는 것으로 전체적인 구동력을 요구 사양에 맞춰 조절할 수 있다.

도 8의 (a)는 도 6에 도시된 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 코일층을 정면에서 바라본 도면이며, 도 8의 (b)는 코일층에 실장되는 FP 코일부의 후면부를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 제1 코일패턴(160)과 보조 코일패턴(210)이 전기적으로 직렬 연결을 이루도록 코일층(16)에 FP 코일부(20)가 실장될 수 있다. 이를 위해 코일층(16)의 제1 코일패턴(160) 내외부에는 복수의 실장면(164) 및 입력단자(166)와 접지단자(168)가 구비되고, FP 코일부(20)에는 복수의 피 실장면(204) 및 피 입력단자(206)와 피 접지단자(208)가 상기 복수의 실장면(164) 및 입력단자(166)와 접지단자(168) 각각에 매칭되도록 형성된다.

여기서 피 실장면(204)과 실장면(164)은 SMT 공정에 의해 결합의 견고성을 증대시키기 위한 구성으로서, 기판의 다른 구성요소와는 전기적으로 절연 관계에 있다.

복수의 실장면(164) 및 이에 매칭되도록 형성된 상기 피 실장면(204), 입력단자(166)와 접지단자(168) 각각에 매칭되도록 형성된 상기 피 입력단자(206)와 피 접지단자(208)는, SMT(Surface Mounting Technology, 납땜을 이용하는 부품 표면 실장 기술) 전용 장비를 통한 부품 실장 공정을 통해 매칭되는 부분끼리 상호 견고한 결합을 이루도록 접합될 수 있다.

실장면(164)과 피 실장면(204), 입력단자(166)와 피 입력단자(206), 접지단자(168)와 피 접지단자(208)를 형성함에 있어, 각 코일패턴(제1 코일패턴(160)과 보조 코일패턴(210)) 내외부의 여유공간을 적극 활용하면, 이들을 배치하기 위한 별도의 공간을 그만큼 줄일 수 있어 공간활용도가 높아진다. 또한 공간이 줄어든 만큼 전체적인 사이즈 축소를 기할 수 있어 제품의 소형화에 유리하다.

제1 코일패턴(160)과 보조 코일패턴(210)의 네 귀퉁이(4개의 모서리 영역)를 모따기 형상으로 구성하면 해당 영역에 소정의 여유공간이 생긴다. 그리고 각각의 코일패턴은 중심에 공심을 가지므로 이 부분도 여유공간이 된다. 따라서 이들 여유공간에 상기 실장면(164)과 피 실장면(204), 입력단자(166)와 피 입력단자(206), 접지단자(168)와 피 접지단자(208)를 배치하면 공간활용도를 높일 수 있다.

바람직하게, 실장면(164)과 이에 매칭되는 피 실장면(204)은 각각, 각 코일패턴의 4개의 모서리 영역 중 3개의 모서리 영역과, 각 코일패턴 중심의 공심부 영역의 일측에 1개 등 총 4개가 형성될 수 있으며, 입력단자(166)와 피 입력단자(206), 접지단자(168)와 피 접지단자(208)는 상기 4개의 모서리 영역 중 나머지 1개의 모서리 영역과 공심부 영역의 다른 일측에 1개씩 형성될 수 있다.

입력단자(166)와 피 입력단자(206), 접지단자(168)와 피 접지단자(208)는 상기 제1 코일패턴(160)과 보조 코일패턴(210) 상호 간 전기적인 통전을 위한 것으로, 제1 코일패턴(160)의 공심부 다른 일측에 형성되는 입력단자(166) 및 이에 매칭되는 피 입력단자(206)를 통해 제1 코일패턴(160)에서 보조 코일패턴(210)으로 전류가 공급되고, 공급된 전류는 보조 코일패턴(210)을 흘러 피 접지단자(208) 및 접지단자(168)를 통해 구동소자(17)로 흐른다.

한편, 코일층(16)에 형성된 상기 제1 코일패턴(160)의 시작점(161, 구동소자의 제어에 따라 전류가 입력되는 지점)은 그 제1 코일패턴(160)의 둘레부 일측에 형성되며, 코일층(16)에 패터닝 된 전용 회로라인(부호 생략)을 통해 코일층(16) 또는 기저층(14)에 실장되는 전술한 구동소자(17)의 전류 인가 측과 전기적으로 접속될 수 있다.

이에 따라, 구동소자(17)의 제어에 따라 인가된 전류는 상기 시작점(161)을 통해 제1 코일패턴(160)에 입력되고 제1 코일패턴(160)을 흐른다. 또한 입력단자(166) 및 이에 매칭되는 피 입력단자(206)를 통해 보조 코일패턴(210)에 공급된다. 이로 인해 제1 코일패턴(160)과 보조 코일패턴(210)은 같은 방향으로 전자기력을 발생시키며, 이에 따라 전자기력은 배가 된다.

앞서 예시하고 설명한 도 8과 같은 단자 구조는 코일층(16)의 제1 코일패턴(160)과 FP 코일부(20)의 보조 코일패턴(210)을 직렬로 연결함에 있어 바람직한 실시 예로서, 이와 같은 직렬 연결에 국한되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 코일패턴과 보조 코일패턴(210)을 전기적으로 병렬로 연결하여 코일패턴이 발생시키는 전자기력을 요구 사양에 맞춰 조절하도록 구성할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 사시도이며, 도 10은 도 9에 도시된 기판 어셈블리의 코일층에 권선 코일부(30)가 안착된 모습을 나타낸 정면도이다. 그리고 도 11은 도 10에서 권선 코일부(30)가 생략된 코일층의 정면도이다.

도 9 내지 도 11은 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)는, 코일층(16)에 부가되는 권선 코일부(30)를 포함한다. 권선 코일부(30)는 코일층(16)에 형성된 제1 코일패턴(160)과 전기적인 연결을 이루도록 상기 코일층(16)에 SMT 전용 장비를 통한 부품 실장 공정을 통해 실장될 수 있다.

본 실시 예에서 코일층(16)의 상기 제1 코일패턴(160)과 권선 코일부(30)는 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다. 이를 위해 권선 코일부(30)의 코일 시작선(미도시)이 상기 제1 코일패턴(160)의 출력지점에 회로적으로 연결된 코일층(16)의 스타트 패드(S)에 전기적으로 연결되며, 권선 코일부(30)의 코일 끝선(미도시)은 구동소자(17)에 회로적으로 연결된 코일층(16)의 접지 패드(E)에 전기적으로 연결될 수 있다.

도면에는 코일층(16)의 코일패턴 인접 측부에 구동소자(17)를 실장시킨 구성을 예를 들어 도시하고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐 이에 국한되는 것은 아니다. 설계 또는 공정의 필요에 따라서는, 홀센서를 포함하는 상기 구동소자(17)와 원활한 전류 흐름과 신호 전달을 위한 전술한 MLCC(18)를 권선 코일부(30) 내측의 코일패턴의 공심부에 실장시킴으로써 공간활용도를 높일 수도 있다.

도 12는 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이며, 도 13은 도 12에 도시된 액추에이터의 개략도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 모듈(1)은, 렌즈 조립체(2)와 이 렌즈 조립체(2)를 수용하는 하우징(3)을 포함한다. 또한 하우징(3) 내에서 상기 렌즈 조립체(2)를 광축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 액추에이터(4)를 구비한다.

이때 액추에이터(4)는 코일패턴(160)이 형성된 전술한 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)와 기판 어셈블리(10)의 코일패턴이 형성된 면과 대향 배치되는 마그넷(40)을 포함한다.

렌즈 조립체(2)는 광축을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 수용한다. 렌즈 조립체(2)의 내부에 배치되는 복수의 렌즈는 이들 렌즈 사이에 하나씩 배치되는 일정 두께의 스페이서를 통해 소정의 간격을 유지하도록 광축 배열되며, 이러한 렌즈 조립체(2)를 통과한 촬상 이미지가 렌즈 조립체(2) 하부에 광축 정렬되는 이미지센서(미도시)에 투영되어 이미지센서에서 화상 신호가 취득된다.

하우징(3)은 상기 렌즈 조립체(2)를 수용하도록 구성된다. 하우징(3)은 렌즈 조립체(2)를 에워싸 외부의 충격으로부터 보호하며, 후술할 액추에이터(4)가 발생시키는 구동력에 의해 상기 렌즈 조립체(2)가 광축 방향을 따라 움직이면서 자동 초점 조절이 구현되도록 상기 렌즈 조립체(2)를 광축 방향에 대하여 이동 가능하도록 수용하는 구성일 수 있다.

하우징(3)은 평면 방향에 봤을 때 전체적인 모양이 직사각형이면서 그 내부에 수용공간(렌즈 조립체(2)가 이동 가능하게 수용되는 부분)이 소정의 크기로 형성된 구성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상부에서 결합되는 쉴드 캔(5)과 결합하여 상기 렌즈 조립체(2)를 내부에 수용하는 하나의 카메라 모듈(1)을 구성한다.

액추에이터(4)는 상기 렌즈 조립체(2)를 하우징(3) 내에서 광축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 액추에이터(4)는 앞서도 간단하게 언급했듯이, 마그넷(40)과 전술한 렌즈 구동용 기판 어셈블리(10)를 포함한다. 마그넷(40)은 상기 렌즈 조립체(2)의 일면에 구비되며, 기판 어셈블리(10)는 이에 포함된 코일패턴(160)이 마그넷(40)과 대향되도록 상기 하우징(3) 측에 구비된다.

코일패턴(160)에는 기판 어셈블리(10)에 실장되는 구동소자(17)의 통제에 따라 적절한 전류가 인가된다. 인가된 전류에 따라 코일패턴(160)이 자화되며 상기 마그넷(40)과의 상호 작용에 따라 발생하는 로렌츠 힘에 따라 마그넷(40)을 구비한 렌즈 조립체(2)가 상대적으로 하우징(3)에 대해 광축 방향을 따라 상대 운동을 하게 됨으로써 초점 조절이 이루어지는 것이다.

마그넷(40)을 실장한 렌즈 조립체(2)가 상대 운동을 할 때 상기 구동소자(17)에 실장된 홀센서는 마그넷(40)의 위치 변화에 따른 자기장의 세기 변화로부터 상대부품(상기 렌즈 조립체)의 광축 방향 위치를 감지하며, 구동소자(17)는 상기 홀센서가 출력하는 신호에 기초하여 코일패턴에 인가되는 제어 전류값을 결정하고, 결정된 전류값으로 상기 액추에이터(4)를 피드백 제어한다.

이상의 본 발명의 실시 예에 따르면, 코일패턴이 패터닝된 얇은 금속막 구조의 코일층이 기판에 포함된다. 이에 따라 VCM이나 엔코딩 방식에서 주로 사용하던 종래의 단순 권선 코일 방식과는 달리 별도의 큰 수용 공간(두꺼운 권선 코일을 실장하기 위한 공간)이 요구되지 않는다. 그 결과 최근의 소형화 트랜드에 맞춰 제품의 소형화를 달성할 수 있다.

또한, 기판에 형성된 코일층에 필요에 따라 FP 코일이나 권선 코일을 추가적으로 실장하여 자동 초점 구동력(전자기력)을 제품 사양 별 요구 조건에 맞출 수 있다. 즉 FP 코일이나 권선 코일의 추가 실장이 가능하며, 이에 따라 생산설비나 제품의 큰 설계 변경 없이도 제품의 요구 사양이나 사양 변경에 맞춰 자동 초점 구동력(전자기력)을 용이하게 조절할 수 있다.

더욱이, 필요에 따라 FP 코일이나 권선 코일을 추가하더라도 기본적으로 기판 어셈블리에 코일패턴이 형성되어 있기 때문에, FP 코일이나 권선 코일 추가에 따른 부피 및 두께 증대가 최소화될 수 있다. 즉 FP 코일이나 권선 코일을 추가하더라도 기존의 단일 권선 코일 방식에 비해 공간 소요가 줄어 제품의 소형화 달성에 유리하다.

또한, 자동 초점 구동력(전자기력)을 제어하는 구동소자가 기판 어셈블리의 기저층 또는 코일층에 실장됨으로써, 회로 부품을 실장시키기 위한 별도의 공간 확보의 노력을 최소화할 수 있으며, 기판 어셈블리에 코일패턴이 형성됨으로써 별도의 코일 권선 공정을 삭제 또는 최소화할 수 있어 생산공정의 간소화와 비용절감, 그리고 제품의 양산성 향상을 도모할 수 있다.

도 14는 전술한 일 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 과정을 공정 순서대로 개략 도시한 도면으로서, 이를 참조하여 전술한 일 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 과정을 간단하게 살펴보기로 한다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법은, 요크를 지정된 조립 위치에 안착시키는 요크 안착 단계(S100)와, 코일층을 포함하는 연성회로기판(전술한 기판, 11)과 결합될 상기 요크의 면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계(S200)를 포함한다.

또한, 연성회로기판의 상기 코일층이 형성된 면과 반대편 면에 FP(Fine Pattern) 코일부와 상기 요크를 실장시키는 SMT(Surface Mounter Technology) 단계(S300)를 포함한다.

또한, 용융 절연수지를 상기 FP 코일부와 연성회로기판 사이에 채워 결합력을 보강하는 언더필(Under fill) 단계(S400) 및 소정의 처리 환경에서 상기 언더필 단계에서 채워진 절연수지를 경화시키는 경화 단계(S500)를 포함한다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 카메라 모듈 2 : 렌즈 조립체
3 : 하우징 4 : 액추에이터
5 : 쉴드 캔 10 : 기판 어셈블리
11 : 기판 12 : 층간 절연막
14 : 기저층 16 : 코일층
17 : 구동소자 18 : MLCC(Multi Layer Ceramic Condenser)
19 : 요크 20 : FP(Fine Pattern) 코일부
30 : 권선 코일부 31 : 코일 시작선
32 : 코일 끝선 40 : 마그넷
120 : 비아 140 : 기저회로패턴
160 : 제1 코일패턴 164 : 실장면
166 : 입력단자 168 : 접지단자
162 : 공심부 200 : FP(Fine Pattern) 코일
204 : 피 실장면 206 : 피 입력단자
208 :피 접지단자 S: 스타트 패드
E : 접지 패드

Claims (13)

1. 기판;
   기판의 일면에 실장되는 요크;
   기판의 다른 일면에 실장되는 구동소자(Drive IC);를 포함하며,
   상기 기판은,
   층간 절연막과,
   상기 층간 절연막의 일면에 형성되며 기저회로패턴을 포함하는 기저층과,
   상기 층간 절연막의 다른 일면에 패턴화된 금속층 형태로 구비되는 코일층으로 구성되고,
   상기 코일층은 중심에 공심부가 형성된 제1 코일패턴을 구비하며,
   상기 구동소자가 상기 기저층 또는 코일층에 실장된 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기저층과 코일층이 상기 층간 절연막에 형성되는 비아를 통해 전기적으로 연결되는 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 기저층에 상기 제1 코일패턴에 대응되는 형태로 제2 코일패턴이 형성된 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 코일패턴과 전기적인 연결을 이루도록 상기 코일층에 실장되는 FP(Fine Pattern) 코일부;를 더 포함하는 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 FP 코일부는 상기 제1 코일패턴과 전기적으로 연결되는 보조 코일패턴을 구비하는 하나 이상의 FP 코일로 구성되는 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1 코일패턴과 보조 코일패턴은 전기적으로 직렬로 연결되는 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1 코일패턴과 보조 코일패턴은 전기적으로 병렬로 연결되는 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 코일층의 제1 코일패턴 내외부에 복수의 실장면 및 입력단자와 접지단자가 구비되고,
   상기 FP(Fine Pattern) 코일부에는 복수의 피 실장면 및 피 입력단자와 피 접지단자가 상기 복수의 실장면 및 입력단자와 접지단자 각각에 매칭되도록 형성된 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 코일패턴의 인접 측부에 홀센서를 포함하는 상기 구동소자가 실장되고,
   상기 코일패턴의 공심부에 원활한 전류 흐름과 신호 전달을 위한 MLCC(Multi Layer Ceramic Condenser)가 실장된 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 코일패턴과 전기적인 연결을 이루도록 상기 코일층에 실장되는 권선 코일부;를 더 포함하는 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 권선 코일부 내측의 코일패턴의 공심부에 홀센서를 포함하는 상기 구동소자와 원활한 전류 흐름과 신호 전달을 위한 MLCC(Multi Layer Ceramic Condenser)가 실장된 렌즈 구동용 기판 어셈블리.
    
12. 광축을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 수용하는 렌즈 조립체;
    상기 렌즈 조립체를 수용하는 하우징;
    상기 렌즈 조립체를 광축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 액추에이터;를 포함하며,
    상기 액추에이터는,
    상기 렌즈 조립체 측에 구비되는 마그넷과,
    상기 마그넷과 대향되도록 상기 하우징 측에 구비되며 코일패턴을 포함하는 상기 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 기판 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈.
    
13. a) 요크를 지정된 조립 위치에 안착시키는 요크 안착 단계;
    b) 코일층을 포함하는 연성회로기판과 결합될 상기 요크의 면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계;
    c) 연성회로기판의 상기 코일층이 형성된 면과 반대편 면에 FP(Fine Pattern) 코일부와 상기 요크를 실장시키는 SMT(Surface Mounter Technology) 단계;
    d) 용융 절연수지를 상기 FP 코일부와 연성회로기판 사이에 채워 결합력을 보강하는 언더필(Under fill) 단계; 및
    e) 소정의 처리 환경에서 상기 언더필 단계에서 채워진 절연수지를 경화시키는 경화 단계;를 포함하는 렌즈 구동용 기판 어셈블리의 제조 방법.
    

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