KR20220093553A - 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기 - Google Patents

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KR20220093553A
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신원섭
김태영
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Abstract

실시 예에 따른 카메라 모듈은 캐비티를 포함하는 회로 기판; 상기 캐비티에 대응하는 제1 영역과, 상기 회로 기판이 배치되는 제2 영역을 포함하는 보강 플레이트; 상기 보강 플레이트의 상기 제1 영역에 배치되는 와이어부; 및 상기 와이어부에 배치되는 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서의 하면은 상기 와이어부와 직접 접촉하며, 상기 와이어부와 상기 이미지 센서는 상호 전기적으로 절연된다.

Description

카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기{A CAMERA MODULE AND OPTICAL APPARATUS HAVING THE SAME}
실시 예는 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학 기기에 관한 것이다.
최근 들어, 초소형 카메라 모듈이 개발되고 있고, 초소형 카메라 모듈은 스마트폰, 노트북, 게임기 등과 같은 소형 전자 제품에 널리 사용되고 있다.
즉, 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.
한편, 종래의 카메라 장치는 이미지 센서의 위치를 높이기 위해 인쇄회로기판을 사용하고 있다. 그러나, 이와 같이 인쇄회로기판 상에 이미지 센서가 바로 실장되는 경우, 상기 이미지 센서에서 발생하는 열이 방출되지 못하는 문제가 있으며, 이에 따른 발열에 따른 신뢰성 문제가 있다. 최근, 고해상도를 위해, 이미지 센서의 화소나 사이즈가 증가하고 있으며, 이에 따른 이미지 센서의 발열 문제는 더욱 카메라 장치의 성능에 영향을 미치게 된다.
또한, 종래의 카메라 장치는 스티프너와 같은 보강 플레이트 상에 인쇄회로기판을 배치하고, 상기 보강 플레이트 상에 이미지 센서를 배치한 후에, 와이어 본딩을 통해 상기 인쇄회로기판과 연결하고 있다. 이때, 인쇄회로기판에는 상기 보강 플레이트의 표면을 노출하는 캐비티가 형성된다. 이때, 상기와 같은 캐비티 방식의 인쇄회로기판과 보강 플레이트를 사용하는 경우, 이미지 센서의 높이를 높이면서 방열 문제를 해결할 수 있다. 이러한 카메라 장치는 보강 플레이트 상에 이미지 센서의 접합을 위한 에폭시가 도포되고, 상기 이미지 센서는 상기 도포된 에폭시 위에 배치된다. 그러나, 상기와 같은 카메라 장치는 이미지 센서의 열팽창계수, 인쇄회로기판의 열팽창 계수 및 상기 에폭시의 열팽창 계수 사이의 차이로 인해, 휨이 발생하는 문제가 있다. 예를 들어, 상기 에폭시 상에 이미지 센서를 배치한 상태에서 열경화가 진행되는데, 상기 열경화가 진행된 이후에는 보강 플레이트, 에폭시 및 이미지 센서를 포함하는 구성은, 가열 팽창된 다음 수축이 진행되며, 이에 따른 '∩'와 같은 모양으로 휨(warpage) 현상이 심하게 발생하는 문제가 있다. 그리고, 상기 이미지 센서의 휨 현상이 발생하는 경우, 카메라 장치의 해상력 성능이 저하되고, 이에 따른 카메라 장치의 수율이 하락하는 문제가 있다.
따라서, 상기 이미지 센서의 휨 현상을 최소화할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.
실시 예에서는 이미지 센서의 휨 현상을 최소화할 수 있는 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시 예에서는 와이어부를 이용하여 이미지 센서를 지지하는 지지부를 형성한 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기를 제공하고자 한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 카메라 모듈은 캐비티를 포함하는 회로 기판; 상기 캐비티에 대응하는 제1 영역과, 상기 회로 기판이 배치되는 제2 영역을 포함하는 보강 플레이트; 상기 보강 플레이트의 상기 제1 영역에 배치되는 와이어부; 및 상기 와이어부에 배치되는 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서의 하면은 상기 와이어부와 직접 접촉하며, 상기 와이어부와 상기 이미지 센서는 상호 전기적으로 절연된다.
또한, 상기 와이어부의 최상단은, 상기 회로 기판의 상면보다 낮게 위치한다.
또한, 상기 보강 플레이트의 상기 제1 영역은, 상기 이미지 센서의 부착을 위한 제1 접착 부재가 배치되는 제1-1 영역; 및 상기 와이어부가 배치되는 제1-2 영역을 포함한다.
또한, 상기 이미지 센서의 하면의 면적은 상기 제1 접착 부재의 면적보다 크다.
또한, 상기 제1 접착 부재의 면적은, 상기 이미지 센서의 하면의 면적의 50% 이하이다.
또한, 상기 와이어부는, 서로 이격되는 복수의 서브 와이어부들을 포함하고, 상기 제1 접착 부재는 상기 복수의 서브 와이어부들 사이의 공간에 배치된다.
또한, 상기 복수의 서브 와이어부들은, 상기 이미지 센서의 하면의 모서리 영역과 광축 방향으로 오버랩된다.
또한, 상기 제1 접착부재는, 상기 와이어부로부터 이격된다.
또한, 상기 와이어부는 상기 회로 기판의 상기 캐비티의 내벽과 이격된다.
또한, 상기 이미지 센서는 픽셀 영역 및 상기 픽셀 영역 주위의 패시베이션 영역을 포함하고, 상기 와이어부는 상기 이미지 센서의 픽셀 영역의 하면과 접촉한다.
또한, 상기 이미지 센서의 픽셀 영역은, 액티브 픽셀 영역; 및 상기 액티브 픽셀 영역과 상기 패시베이션 영역 사이의 더미 픽셀 영역을 포함하고, 상기 와이어부는 상기 액티브 픽셀 영역의 모서리 영역의 하면과 접촉한다.
또한, 상기 와어어부는 상기 보강 플레이트 위에 본딩된 범프부와, 상기 범프부로부터 광축 방향으로 연장되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부로부터 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 연장되고, 상기 이미지 센서의 하면과 직접 접촉하는 제2 연장부와, 상기 제2 연장부로부터 상기 보강 플레이트의 상면으로 연장되고, 상기 보강 플레이트의 상면에 본딩되는 제3 연장부를 포함한다.
또한, 상기 범프부의 폭은 80um 내지 100um 사이의 범위를 가지고, 상기 범프부의 높이는, 10um 내지 30um 사이의 범위를 가진다.
또한, 상기 범프부의 하면에서 상기 제2 연장부의 최상단부까지의 높이는 30um 내지 50um의 범위를 가진다.
또한, 상기 제2 연장부의 길이는 10um 내지 30um 사이의 범위를 가진다.
또한, 상기 보강 플레이트의 상기 제2 영역과 상기 회로 기판 사이에 배치되는 제2 접착 부재를 포함하고, 상기 제2 접착 부재는 상기 회로 기판의 캐비티에 대응하는 개구를 포함한다.
또한, 상기 회로 기판은 제1 단자를 포함하고, 상기 이미지 센서는 제2 단자를 포함하며, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 전기적으로 연결하는 연결 와이어를 포함한다.
실시 예는 보강 플레이트 위에 배치된 와이어부를 포함한다. 상기 와이어부는 상기 보강 플레이트 상에 본딩된 와이어될 수 있다. 이때, 상기 보강 플레이트의 상면 중 상기 이미지 센서와 광축 방향으로 오버랩된 영역은 상기 와이어부가 배치되는 영역과, 상기 이미지 센서의 부착을 위한 접착 부재가 배치되는 영역을 포함한다. 즉, 상기 접착 부재는 상기 보강 플레이트의 상면 중 와이어부가 형성되지 않은 영역 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 그리고, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 하면의 적어도 일부가 상기 와이어부에 직접 접촉 및 지지된 상태에서, 상기 접착 부재에 의해 상기 보강 플레이트 상에 부착 또는 고정될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 적어도 일부분이 상기 와이어부와 직접 접촉 및 지지되도록 하여, 상기 이미지 센서의 휨 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 적어도 일부분이 상기 와이어부와 직접 접촉하도록 하여 상기 이미지 센서로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 전달할 수 있다.
또한, 실시 예에서는 이미지 센서의 하면에 배치되는 접착 부재의 면적이, 상기 이미지 센서의 하면의 면적보다 작도록 한다. 이에 따르면, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 면적 대비 상기 접착 부재의 배치 면적을 감소시키고, 이에 따라 상기 접착 부재의 면적의 비례하여 증가하는 이미지 센서의 휨 현상을 최소화할 수 있도록 한다.
또한, 실시 예에서는 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 하면의 모서리 영역과 상기 와이어부가 서로 직접 접촉하도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 휨 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 비교 예의 카메라 모듈의 휨 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 카메라 모듈의 일 실시 예에 따른 단면도이다.
도 4는 도 3의 점선 부분의 확대도이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 와이어부의 확대도이며, 도 6은 제2 실시 예에 따른 와이어부의 확대도이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 이미지 센서가 제거된 상태에서의 회로 기판, 보강 플레이트, 와이어부 및 제1 접착 부재를 나타낸 평면도이다.
도 8은 제1 접착 부재의 배치 형상에 다양한 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 제1 접착 부재의 배치 면적에 따른 휨 발생 정도를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 제1 실시 예에 따른 와이어부와 상기 이미지 센서의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제2 실시 예에 따른 이미지 센서가 제거된 상태에서의 회로 기판, 보강 플레이트, 와이어부 및 제1 접착 부재를 나타낸 평면도이다.
도 13은 제2 실시 예에 따른 와이어부와 상기 이미지 센서의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 비교 예에 따른 이미지 센서의 휨 정도를 나타낸 그래프이다.
도 15는 실시 예에 따른 와이어부를 포함하는 이미지 센서의 휨 정도를 나타낸 그래프이다.
도 16은 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 휴대용 단말기의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
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 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서 사용되는 광축(Optical Axis) 방향은 카메라 액추에이터, 카메라 모듈에 결합되는 렌즈의 광축 방향으로 정의할 수 있고, 수직 방향은 광축과 수직인 방향으로 정의할 수 있다.
이하에서 사용되는 오토 포커스 기능은 이미지 센서에 피사체의 선명한 영상이 얻어질 수 있도록 피사체의 거리에 따라 렌즈를 광축 방향으로 이동시켜 이미지 센서와의 거리를 조절함으로써 피사체에 대한 초점을 자동으로 맞추는 기능으로 정의할 수 있다.
한편, 오토 포커스는 AF(Auto Focus)와 대응할 수 있다. 또한, 오토 포커스 피드백(CLAF, closed-loop auto focus) 제어는 포커스 조절의 정확성을 향상시키기 위해 이미지 센서와 렌즈 사이의 거리를 감지하여 렌즈의 위치를 실시간으로 피드백(feedback, 되먹임) 제어하는 것으로 정의할 수 있다.
또한, 발명의 실시예에 대한 설명을 하기 앞서 제1 방향은 도면에 도시된 x축 방향을 의미할 수 있고, 제2 방향은 상기 제1 방향과 다른 방향일 수 있다. 일례로, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 도면에 도시된 y축 방향을 의미할 수 있다. 또한, 제3 방향은 상기 제1 및 제2 방향과 다른 방향일 수 있다. 일례로, 상기 제3 방향은 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 방향으로 도면에 도시된 z축 방향을 의미할 수 있다. 여기서 상기 제3 방향은 광축 방향을 의미할 수 있다.
이하에서는 본원의 실시 예의 설명에 앞서, 비교 예에서의 구조 및 이의 문제점에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 비교 예의 카메라 모듈의 휨 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 비교 예의 카메라 모듈은 보강 플레이트(10), 접착부재(20) 및 이미지 센서(30)를 포함하는 구조를 가진다. 상기 이미지 센서(30)는 센서 칩을 구성하는 센서 다이이며, 일반적으로 실리콘(Si) 다이일 수 있다.
이때, 상기 보강 플레이트(10), 상기 접착부재(20) 및 상기 이미지 센서(30)(명확하게는, 실리콘 다이)는 서로 다른 열팽창계수(CTE)를 가진다. 여기에서 열팽창계수는 단위*길이에 대해 단위*온도 변화에 의한 길이의 변화를 의미한다.
상기와 같은 비교 예의 카메라 모듈은 보강 플레이트(10) 상에 접착부재(20)를 배치하고, 상기 접착부재(20) 상에 이미지 센서(30)를 배치한 상태에서 열경화 공정을 진행한다. 그리고, 상기 이미지 센서(30)는 상기 열경화 공정에 의해 상기 보강 플레이트(10) 상에 부착된다.
이때, 도 1의 맨 위의 도면에서와 같이, 상기 열이 가해지기 전(before heating)에 상기 보강 플레이트(10), 접착부재(20) 및 상기 이미지 센서(30)가 순차적으로 적층된 상태에서는, 휨이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 도 1의 가운데 도면에서와 같이, 상기 열경화를 진행하기 위해 열이 가해지면(heating), 상기 보강 플레이트(10), 상기 접착부재(20) 및 상기 이미지 센서(30)의 각각의 양단은 서로 멀어지는 길이 방향으로 팽창된다.
그리고, 도 1의 맨 아래의 도면에서와 같이, 상기 열경화 공정이 종료되고 냉각 공정이 진행되면(after cool down), 상기 팽창된 보강 플레이트(10), 접착부재(20) 및 이미지 센서(30)는 각각 팽창하기 이전의 상태로 수축하게 된다.
이때, 상기 보강 플레이트(10), 상기 접착부재(20) 및 상기 이미지 센서(30)는 각각 서로 다른 열팽창 계수를 가진다. 상기 각각의 구성의 열팽창 계수는 다음의 표 1과 같다.
물질 CTE(((10-6 m/(m℃))
silicon(이미지 센서 다이) 3~5
Epoxy(접착부재) 45~65
Copper Alloys (보강 플레이트) 17.6
상기와 같이, 보강 플레이트(10), 접착부재(20) 및 이미지 센서(30)는 서로 다른 열팽창계수를 가진다. 이에 따라 상기 열경화에 따른 팽창 및 수축이 진행되면, 상기 열팽창계수 차이로 인한 수축 정도에 차이가 발생하고, 이에 따라 '∩'와 같은 모양으로 휨(warpage)이 발생하게 된다.
그리고, 상기 이미지 센서의 휨 현상이 발생하는 경우, 카메라 장치의 해상력 성능이 저하되고, 이에 따른 카메라 장치의 수율이 하락하는 문제가 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 상기 보강 플레이트(10), 이미지 센서(30) 및 접착부재(20) 사이의 열팽창계수 차이로 인해 발생하는 휨 현상을 최소화하여 이에 따른 카메라 장치의 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 2는 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분리 사시도이고, 도 3은 도 1의 카메라 모듈의 일 실시 예에 따른 단면도이고, 도 4는 도 3의 점선 부분의 확대도이고, 도 5는 제1 실시 예에 따른 와이어부의 확대도이며, 도 6은 제2 실시 예에 따른 와이어부의 확대도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 카메라 모듈(200)은 렌즈 또는 렌즈 배럴(400), 렌즈 구동 장치(100), 필터(610), 홀더(600), 회로 기판(800), 보강 플레이트(900) 및 이미지 센서(810)를 포함할 수 있다. 여기서, "카메라 모듈"은 "촬상기" 또는 "촬영기"로 대체하여 표현될 수도 있고, 홀더(600)는 센서 베이스(sensor base)로 대체하여 표현될 수 있다.
또한, 카메라 모듈(200)은 필터(610) 상에 배치되는 차단 부재(1500)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈(300)은 제3 접착 부재(612)를 더 포함할 수 있다.
또한, 카메라 모듈(300)은 모션 센서(motion sensor, 820), 제어부(830), 및 커넥터(840)를 더 포함할 수 있다.
렌즈 또는 렌즈 배럴(lens barrel, 400)은 렌즈 구동 장치(100)의 보빈(110)에 장착될 수 있다.
렌즈 구동 장치(100)는 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)을 구동할 수 있다
카메라 모듈(200)은 AF(Auto Focus)용 카메라 모듈, OIS(Optical Image Stabilizer)용 카메라 모듈 중 어느 하나일 수 있다. AF용 카메라 모듈은 오토 포커스 기능만을 수행할 수 있는 것을 말하며, OIS용 카메라 모듈은 오토 포커스 기능 및 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 수행할 수 있는 것을 말한다.
예컨대, 렌즈 구동 장치(100)는 AF용 렌즈 구동 장치이거나 또는 OIS용 렌즈 구동 장치일 수 있으며, 여기서 "AF용" 및 "OIS용"의 의미는 AF용 카메라 모듈 및 OIS용 카메라 모듈에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
예컨대, 카메라 모듈(200)의 렌즈 구동 장치(100)는 OIS용 렌즈 구동 장치일 수 있다.
렌즈 구동 장치(100)는 하우징(140), 하우징(140) 내에 배치되고 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)을 장착하기 위한 보빈(110), 보빈(110)에 배치되는 제1 코일(120), 하우징(140)에 배치되고 제1 코일(120)과 대향하는 마그네트(130), 보빈(110)의 상부와 하우징(140)의 상부에 결합되는 적어도 하나의 상부 탄성 부재(미도시), 보빈(110)의 하부와 하우징(140)의 하부에 결합되는 적어도 하나의 하부 탄성 부재(미도시), 보빈(110)(또는/및 하우징(140)) 아래에 배치되는 제2 코일(230), 제2 코일(230) 아래에 배치되는 회로 기판(250), 및 회로 기판(250) 아래에 배치되는 베이스(210)를 포함할 수 있다.
또한 렌즈 구동 장치(100)는 베이스(210)에 결합되고, 베이스(210)와 함께 렌즈 구동 장치(100)의 구성들을 수용하기 위한 공간을 제공하기 위한 커버 부재(300)를 더 포함할 수 있다.
또한 렌즈 구동 장치(100)는 회로 기판(250)과 상부 탄성 부재를 전기적으로 연결하고 하우징(140)을 베이스(210)에 대하여 지지하는 지지 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 코일(120)과 제2 코일(230) 각각은 회로기판(250)과 전기적으로 연결될 수 있고, 회로 기판(250)으로부터 구동 신호(구동 전류)를 제공받을 수 있다.
예컨대, 상부 탄성 부재는 복수의 상부 스프링들을 포함할 수 있고, 지지 부재는 상부 스프링들과 연결되는 지지 부재들을 포함할 수 있고, 상부 스프링들 및 지지 부재를 통하여 제1 코일(120)은 회로 기판(250)과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판(250)은 복수의 단자들을 포함할 수 있고, 복수의 단자들 중 일부는 제1 코일(120) 및/또는 제2 코일(230) 각각에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 코일(120)과 마그네트(130) 간의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 보빈(110) 및 이에 결합된 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)은 광축 방향으로 이동될 수 있고, 이로 인하여 보빈(110)의 광축 방향으로의 변위가 제어됨으로서, AF 구동이 구현될 수 있다.
또한 제2 코일(230)과 마그네트(130) 간의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 하우징(140)이 광축과 수직한 방향으로 이동될 수 있고, 이로 인하여 손떨림 보정 또는 OIS 구동이 구현될 수 있다.
또한 AF 피드백 구동을 위하여, 카메라 모듈(200)의 렌즈 구동 장치(100)는 보빈(110)에 배치되는 센싱 마그네트(sensing magnet, 미도시), 및 하우징(140)에 배치되는 AF 위치 센서(예컨대, 홀 센서(hall sensor), 미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한 렌즈 구동 장치(100)는 하우징 또는/및 베이스에 배치되고 AF 위치 센서가 배치 또는 장착되는 회로 기판(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 다른 실시 예에서는 AF 위치 센서가 보빈에 배치되고, 센싱 마그네트가 하우징에 배치될 수도 있다. 또한 렌즈 구동 장치(100)는 센싱 마그네트에 대응하여 보빈(110)에 배치되는 밸런싱 마그네트를 더 포함할 수도 있다.
AF 위치 센서는 보빈(100)의 이동에 따른 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지한 결과에 따른 출력 신호를 출력할 수 있다. 상부 탄성 부재(또는 하부 탄성 부재) 또는/및 지지 부재를 통하여, AF 위치 센서는 회로 기판(250)에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판(250)은 AF 위치 센서에 구동 신호를 제공할 수 있고, AF 위치 센서의 출력은 회로 기판(250)으로 전송될 수 있다.
다른 실시 예에서 렌즈 구동 장치(100)는 AF용 렌즈 구동 장치일 수도 있으며, AF용 렌즈 구동 장치는 하우징, 하우징의 내측에 배치되는 보빈, 보빈에 배치되는 코일, 하우징에 배치되는 마그네트(magnet), 보빈과 하우징에 결합되는 적어도 하나의 탄성 부재, 및 보빈(또는/및 하우징) 아래에 배치되는 베이스(base)를 포함할 수 있다.
예컨대, 탄성 부재는 상술한 상부 탄성 부재 및 하부 탄성 부재를 포함할 수 있다.
코일에는 구동 신호(예컨대, 구동 전류)가 제공될 수 있고, 코일과 마그네트 간의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 보빈이 광축 방향으로 이동될 수 있다.
다른 실시 예에서는 코일은 하우징에 배치될 수 있고, 마그네트는 보빈에 배치될 수도 있다.
또한 AF 피드백 구동을 위하여, AF용 렌즈 구동 장치는 보빈에 배치되는 센싱 마그네트(sensing magnet), 하우징에 배치되는 AF 위치 센서(예컨대, 홀 센서(hall sensor), 및 AF 위치 센서가 배치되고 하우징 또는/및 베이스에 배치 또는 장착되는 회로 기판을 더 포함할 수도 있다. 다른 실시 예에서는 AF 위치 센서가 보빈에 배치되고, 센싱 마그네트가 하우징에 배치될 수도 있다.
다른 실시 예에 따른 카메라 모듈은 도 2의 렌즈 구동 장치(100) 대신에 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)과 결합되고, 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)과 고정시키는 하우징을 포함할 수도 있고, 하우징은 홀더(600)의 상면에 결합 또는 부착될 수 있다. 홀더(600)에 부착 또는 고정된 하우징은 이동되지 않을 수 있고, 홀더(600)에 부착된 상태에서 하우징의 위치는 고정될 수 있다.
회로 기판은 코일과 AF 위치 센서에 전기적으로 연결될 수 있고, 회로 기판을 통하여 코일 및 AF 위치 센서 각각에 구동 신호가 제공될 수 있고, AF 위치 센서의 출력이 회로 기판으로 전송될 수 있다.
홀더(600)는 렌즈 구동 장치(100)의 베이스(210) 아래에 배치될 수 있다.
필터(610)는 홀더(600)에 장착되며, 홀더(600)는 필터(610)가 안착되는 안착부(500)를 구비할 수 있다.
접착 부재(612)는 렌즈 구동 장치(100)의 베이스(210)를 홀더(600)에 결합 또는 부착시킬 수 있다. 예컨대, 제3 접착 부재(612)는 베이스(210)의 하면과 홀더(600)의 상면 사이에 배치될 수 있고, 양자를 서로 접착시킬 수 있다.
제3 접착 부재(612)는 상술한 접착 역할 외에 렌즈 구동 장치(100) 내부로 이물질이 유입되지 않도록 하는 역할을 할 수도 있다. 예컨대, 제3 접착 부재(612)는 에폭시, 열경화성 접착제, 자외선 경화성 접착제 등일 수 있다.
필터(610)는 홀더(600)의 안착부(500) 내에 배치될 수 있다.
홀더(600)의 안착부(500)는 홀더(600)의 상면으로부터 돌출되는 돌출부(미도시)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 안착부는 홀더(600)의 상면으로부터 함몰된 홈(recess), 캐비티(cavity), 또는 홀(hole) 형태일 수도 있다.
안착부(500)의 돌출부는 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)의 하단이 필터(610)(또는/및 차단 부재(1500))와 접촉 또는 충돌하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
안착부(500)의 돌출부는 필터(610)의 측면을 따라 광축 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 예컨대, 돌출부는 필터(610)의 측면을 감싸도록 필터(610)의 측면 주위에 배치될 수 있다.
돌출부의 내측면은 필터(610)의 측면과 대향되도록 구비될 수 있고, 양자는 서로 이격될 수 있다. 이는 필터(610)를 홀더(600)의 안착부(500) 내측에 용이하게 실장하기 위한 가공 공차를 확보하기 위함이다.
또한, 상기 안착부(500)의 돌출부의 상면은 필터(610)의 상면보다 광축 방향으로 상측에 위치할 수 있다. 이는 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)이 렌즈 구동 장치(100)에 장착되어 광축 방향으로 이동하거나 외부의 충격에 의하여 필터(610)를 향하는 방향으로 이동하는 경우, 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)의 하단이 필터(610)와 직접 충돌하는 것을 방지하기 위함이다.
상측에서 바라본 안착부(500)의 돌출부의 형상은 필터(610)의 형상과 일치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 안착부(500)의 돌출부의 형상은 필터(610)의 형상과 유사하거나 다를 수도 있다.
홀더(600)는 필터(610)가 실장 또는 배치되는 부위에 필터(610)를 통과하는 광이 이미지 센서(810)에 입사할 수 있도록 개구(501)가 형성될 수 있다.
예컨대, 개구(501)는 홀더(600)를 광축 방향으로 관통할 수 있으며, "관통홀"로 대체하여 표현될 수도 있다.
예컨대, 개구(501)는 홀더(600)의 중앙을 관통할 수 있으며, 안착부(500) 내에 마련될 수 있고, 개구(501)의 면적은 필터(610)의 면적보다 작을 수 있다.
홀더(600)는 회로 기판(800) 상에 배치되며, 내부에 필터(610)를 수용할 수 있다. 홀더(600)는 상측에 위치하는 렌즈 구동 장치(100)를 지지할 수 있다. 렌즈 구동 장치(100)의 베이스(210)의 하면은 홀더(600)의 상면에 배치될 수 있다.
예컨대, 렌즈 구동 장치(100)의 베이스(210)의 하면은 홀더(600)의 상면에 접할 수 있고, 홀더(600)의 상면에 의해 지지될 수 있다.
예컨대, 필터(610)는 홀더(600)의 안착부(500) 내에 배치될 수 있다.
필터(610)는 렌즈 배럴(400)을 통과하는 광에서의 특정 주파수 대역의 광이 이미지 센서(810)로 입사하는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다.
예컨대, 필터(610)는 적외선 차단 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 필터(610)는 광축(OA)과 수직한 x-y평면과 평행하도록 배치될 수 있다.
필터(610)는 UV 에폭시 등과 같은 접착 부재(미도시)에 의하여 홀더(600)의 안착부(500)에 부착될 수 있다.
회로 기판(800)은 홀더(600)의 하부에 배치되고, 홀더(600)는 회로 기판(800)의 상면에 배치될 수 있다.
에폭시, 열경화성 접착제, 자외선 경화성 접착제 등과 같은 접착 부재에 의하여 홀더(600)는 회로 기판(800)의 상면에 부착 또는 고정될 수 있다. 이때 접착 부재는 홀더(600)의 하면과 회로 기판(800)의 상면 사이에 배치될 수 있다.
회로 기판(800)은 홀더(600)의 개구(501)에 대응하는 캐비티(801)를 구비할 수 있다. 회로 기판(800)의 캐비티(801)는 광축 방향으로 회로 기판(800)을 관통하는 관통 홀 형태일 수 있다.
회로 기판(800)의 캐비티(801) 내에는 이미지 센서(810)가 배치될 수 있다.
보강 플레이트(900)는 회로 기판(800)의 아래에 배치된다.
이때, 보강 플레이트(900)는 회로 기판(800)의 캐비티(801)에 대응하는 영역에 배치된 와이어부(910)를 포함할 수 있다. 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 상면 중 상기 회로 기판(800)의 캐비티(801)를 통해 노출된 영역에 배치될 수 있다. 상기 와이어부(910)는 열압착법 또는 초음파 압착법 등을 통해 상기 보강 플레이트(900)에 부착될 수 있다. 구체적으로, 상기 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 상면에 본딩된 와이어일 수 있다.
이와 같이 실시 예에서는 상기 보강 플레이트(900) 상에 와이어를 본딩하여 와이어부(910)를 형성하고, 상기 형성된 와이어부(910) 상에 상기 이미지 센서(810)를 위치시킨 상태에서, 상기 이미지 센서(810)의 부착 공정을 진행한다. 이때, 상기 이미지 센서(810)의 부착 공정에서, 상기 이미지 센서(810)의 하면의 특정 영역은 상기 와이어부(910)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 휨 발생을 최소화할 수 있으며, 이에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 상면의 일 영역으로부터 광축 방향으로 돌출될 수 있다. 이미지 센서(810)는 상기 와이어부(910)에 의해 지지된 상태에서, 회로 기판(800)의 캐비티(801)를 통해 노출될 수 있다.
상기 와이어부(910)에 의해 지지되어 부착되는 이미지 센서(810)는 연결 와이어(21)를 통하여 회로 기판(800)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 연결 와이어(21)는 이미지 센서(810)의 단자(813)와 회로 기판(800)의 단자(1830)을 서로 연결할 수 있다.
즉, 실시 예에서의 이미지 센서(810)의 하면은 와이어부(910)와 접촉하고, 상면의 단자(813)는 연결 와이어(21)와 연결된다. 이때, 상기 와이어부(910) 및 상기 연결 와이어(21)는 동일 재질의 와이어를 사용하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 와이어부(910) 및 상기 연결 와이어(21)는 서로 다른 재질의 와이어를 사용하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 와이어부(910)는 전기적 신호 전달 기능을 하는게 아니라, 이미지 센서(810)의 단순 지지용으로 사용된다. 따라서, 상기 와이어부(910)는 신호 전송 성능에 관계없이 본딩을 통해 상기 보강 플레이트(900) 위에 부착될 수 있는 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)는 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 중 적어도 하나의 금속 물질의 와이어를 포함할 수 있다. 한편, 상기 연결 와이어(21)는 상기 회로 기판(800)과 상기 이미지 센서(810)를 전기적으로 연결하는 배선 역할을 한다. 이에 따라, 상기 연결 와이어(21)는 신호 전송이 가능하면서, 전송 성능이 최적인 금속 와이어를 포함할 수 있다.
보강 플레이트(900)는 기설정된 두께와 경도를 갖는 판재형 부재로서, 이미지 센서(810)를 안정적으로 지지할 수 있고, 외부로부터의 충격 또는 접촉에 의하여 이미지 센서가 파손되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 보강 플레이트(900)는 이미지 센서로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
예컨대, 보강 플레이트(900)는 열전도도가 높은 금속 재질, 예컨대, SUS, 알루미늄 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 보강 플레이트(900)는 글라스 에폭시, 플라스틱, 또는 합성 수지 등으로 형성 될 수도 있다.
또한, 보강 플레이트(900)는 회로 기판(800)의 접지 단자와 전기적으로 연결됨으로써, ESD(Electrostatic Discharge Protection)로부터 카메라 모듈을 보호하기 위한 그라운드(Ground) 역할을 할 수도 있다.
상기 보강 플레이트(900)는 상면에 표면처리층(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보강 플레이트(900)는 표면에 니켈(Ni)을 포함하는 표면처리층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900) 상에 바로 본딩된다. 이에 따라 상기 보강 플레이트(900)의 표면 처리층은, 상기 와이어부(910)와의 본딩성이 좋은 금속층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)가 구리 와이어인 경우, 상기 보강 플레이트(900)의 표면 처리층은 니켈층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)가 금(Au) 와이어인 경우, 상기 보강 플레이트(900)의 표면 처리층은 니켈(Ni)을 포함하는 제1 표면처리층과, 팔라듐(Pd)을 포함하는 제2 표면 처리층을 포함할 수 있다. 상기 보강 플레이트(900)의 표면 처리층은, 보강 플레이트(900)의 산화 방지 기능을 하면서, 상기 와이어부(910)와의 본딩성을 향상시킬 수 있는 금속층일 수 있다.
이미지 센서(810)는 필터(610)를 통과한 광이 입사하여 광이 포함하는 이미지가 결상되는 부위일 수 있다.
회로 기판(800)은 이미지 센서(810)에 결상되는 이미지를 전기적 신호로 변환하여 외부장치로 전송하기 위해, 각종 회로, 소자, 제어부 등이 구비될 수도 있다. 회로 기판(800)에는 이미지 센서, 및 각종 소자와 전기적으로 연결되는 회로 패턴이 형성될 수 있다.
홀더(600)는 제1 홀더로 대체하여 표현될 수 있고, 회로 기판(800)은 제2 홀더로 대체하여 표현될 수도 있다.
이미지 센서(810)는 렌즈 구동 장치(100)를 통하여 입사되는 광에 포함되는 이미지를 수신하고, 수신된 이미지를 전기적 신호로 변환할 수 있다.
필터(610)와 이미지 센서(810)는 광축(OA) 방향 또는 제1 방향으로 서로 대향되도록 이격하여 배치될 수 있다.
또한 홀더(600)의 돌출부(500a)는 광축 방향으로 필터(610)와 서로 대향되도록 배치될 수 있다.
차단 부재(1500)는 필터(610)의 상면에 배치될 수 있다. 차단 부재(1500)는 "마스킹부"로 대체하여 표현될 수 있다.
예컨대, 차단 부재(1500)는 필터(610)의 상면의 가장 자리 영역에 배치될 수 있으며, 렌즈 또는 렌즈 배럴(400)을 통과하여 필터(610)의 가장 자리 영역을 향하여 입사되는 광의 적어도 일부가 필터(610)를 통과하는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 차단 부재(1500)는 필터(1610)의 상면에 결합 또는 부착될 수 있다.
예컨대, 필터(610)는 광축 방향으로 보아 사각형으로 형성될 수 있고, 차단 부재(1500)는 필터(610)의 상면의 각 변을 따라 필터(610)에 대하여 대칭형으로 형성될 수 있다.
이때, 차단 부재(1500)는 필터(1610)의 상면의 각 변에서 일정한 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
차단 부재(1500)는 불투명한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 차단 부재(1500)는 필터(610)에 도포되는 불투명한 재질의 접착성 물질로 구비되거나 또는 필터(610)에 부착되는 필름 형태로 구비될 수 있다.
필터(610)와 이미지 센서(810)는 광축 방향으로 서로 대향되도록 배치될 수 있고, 차단 부재(1500)는 광축 방향으로 회로 기판(800)에 배치된 단자(1830) 및/또는 연결 와이어(21)와 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
연결 와이어(21) 및 단자(1830)는 도전성 물질, 예컨대, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 동합금 등으로 형성될 수 있고, 이러한 도전성 물질은 광을 반사시키는 특성을 가질 수 있다. 필터(610)를 통과한 광은 회로 기판(800)의 단자(1830) 및 연결 와이어(21)에 의하여 반사될 수 있고, 이러한 반사광에 의하여 순간적인 번쩍임, 즉 플레어(flare) 현상이 발생될 수 있고, 이러한 플레어 현상은 이미지 센서(810)에 결상되는 이미지를 왜곡시키거나 이미지 화질을 저하시킬 수 있다.
차단 부재(1500)는 광축 방향으로 단자(1830) 및/또는 연결 와이어(21)와 적어도 일부가 중첩되도록 배치되기 때문에, 렌즈 또는 렌즈 배럴(400) 통과한 광 중에서 회로 기판(800)의 단자(1830), 또는/및 연결 와이어(21)로 향하는 광을 차단하여 상술한 플레어 현상 발생을 방지할 수 있고, 이에 따라 이미지 센서(810)에 결상되는 이미지가 왜곡되거나 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
모션 센서(820)는 회로 기판(800)에 실장 또는 배치되며, 회로 기판(800)에 마련되는 회로 패턴을 통하여 제어부(830)와 전기적으로 연결될 수 있다.
모션 센서(820)는 카메라 모듈(200)의 움직임에 의한 회전 각속도 정보를 출력한다. 모션 센서(820)는 2축 또는 3축 자이로 센서(Gyro Sensor), 또는 각속도 센서로 구현될 수 있다.
제어부(830)는 회로 기판(800)에 실장 또는 배치된다.
회로 기판(800)은 렌즈 구동 장치(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 회로 기판(800)은 렌즈 구동 장치(100)의 회로 기판(250)에 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 회로 기판(800)를 통하여 렌즈 구동 장치(100)의 제1 코일(120), 및 제2 코일(230) 각각에 구동 신호가 제공될 수 있고, AF 위치 센서(또는 OIS 위치 센서)에 구동 신호가 제공될 수 있다. 또한 AF 위치 센서(또는 OIS 위치 센서)의 출력은 회로 기판(800)으로 전송될 수 있다.
커넥터(840)는 회로 기판(800)과 전기적으로 연결되며, 외부 장치와 전기적으로 연결되기 위한 포트(port)를 구비할 수 있다.
이미지 센서(810)의 하면과 보강 플레이트(900) 사이에는 제1 접착 부재(1750)가 배치될 수 있고, 제1 접착 부재(1750)에 의하여 이미지 센서(810)는 보강 플레이트(10) 상에 부착 또는 고정될 수 있다.
이때, 보강 플레이트(900)는 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 보강 플레이트(900)의 상면은 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역(S1)은 이미지 센서(810)와 광축 방향(OA)으로 오버랩되는 영역일 수 있다. 상기 제1 영역(S1)은 회로 기판(800)의 캐비티(801)와 광축 방향(OA)으로 오버랩되는 영역일 수 있다. 상기 제1 영역(S1)은 이미지 센서(810)가 부착되는 영역일 수 있다. 제2 영역(S2)은 제2 접착 부재(1700)가 배치되는 영역일 수 있다. 상기 제2 영역(S2)은 광축 방향(OA)으로 회로 기판(800)과 오버랩되는 영역일 수 있다.
그리고, 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 상면 중 상기 제1 영역(S1) 상에 형성될 수 있다.
이미지 센서(810)는 상기 와이어부(910)에 지지 또는 고정될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(810)의 하면의 적어도 일부는 상기 와이어부(910)와 직접 접촉할 수 있다. 즉, 실시 예에서의 제1 접착 부재(1750)는 상기 제1 영역(S1) 중 상기 와이어부(910)가 배치되지 않은 영역에 선택적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 이미지 센서(810)의 적어도 제1 부분은 상기 와이어부(910)와 직접 접촉하고, 적어도 제2 부분은 상기 제1 접착 부재(1750)와 직접 접촉할 수 있다. 즉, 이미지 센서(810)은 상기 제1 부분이 상기 와이어부(910)에 지지된 상태에서, 상기 제2 부분이 상기 제1 접착 부재(1750)에 부착 또는 고정될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 적어도 일부분이 상기 와이어부(910)와 직접 접촉하도록 하여, 상기 이미지 센서(810)의 휨 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 적어도 일부분이 상기 와이어부(910)와 직접 접촉하도록 하여 상기 이미지 센서(810)로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 전달할 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서의 상기 이미지 센서(810)의 면적은 상기 제1 접착 부재(1750)의 면적보다 클 수 있다. 즉, 상기 이미지 센서(810)의 면적 중 일부분만이 상기 제1 접착 부재(1750)와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(810)의 하면의 제1 부분은 상기 와이어부(910)와 접촉하고, 상기 제1 부분 이외의 제2 부분은 상기 제1 접착 부재(1750)와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 보강 플레이트(900) 상에서, 상기 와이어부(910)와 상기 제1 접착 부재(1750)는 서로 이격될 수 있다.
제1 접착 부재(1750)는 에폭시, 열경화성 접착제, 자외선 경화성 접착제, 접착 필름 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 회로 기판(800)의 하면과 보강 플레이트(900)의 제2 영역(S2)의 상면(900a) 사이에는 제2 접착 부재(1700)가 배치될 수 있고, 제2 접착 부재(1700)에 의하여 회로 기판(800)은 보강 플레이트(900)에 부착 또는 고정될 수 있다. 예컨대, 제2 접착 부재(1700)는 에폭시, 열경화성 접착제, 자외선 경화성 접착제, 접착 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 보강 플레이트(900)의 제2 영역(S2)의 상면(900a)에서 와이어부(910)의 최상단까지의 제1 높이(H1)와 보강 플레이트(900)의 하면(900b)에서 보강 플레이트(900)의 제2 영역(S2)의 상면(900a)까지의 제2 높이(H2)의 비율(H1:H2)은 1: 0.67 ~ 1: 2.1일 수 있다. 또한 상기 제2 높이를 제1 높이로 나눈 값(H2/H1)이 0.67 미만인 경우에는 보강 플레이트(900)가 회로 기판(800)을 지지할 수 없을 정도로 휘어지거나 변형되기 쉽다.
또한, 제2 높이를 제1 높이로 나눈 값(H2/H1)이 2.1을 초과하는 경우에는 와이어부의 돌출된 높이가 미미하여 보강 플레이트(900)의 평탄도를 향상시킬 수 없고, 이미지 센서(810)의 상면과 회로 기판(800)의 상면 간의 광축 방향으로의 단차를 줄이는 효과가 감소되어 양자 간의 와이어 본딩의 신뢰성을 확보할 수 없다.예컨대, H1는 30㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
한편, 보강 플레이트(900)의 하면(900b)을 기준으로 상기 와이어부(910)의 최상단까지의 높이는 보강 플레이트(900)에 배치된 회로 기판(800)의 상면의 높이보다 낮을 수 있다. 예컨대, 보강 플레이트(900)는 제1 영역(S1)과 제2 영역(S2)을 포함할 수 있으며, 제1 영역(S1)은 이미지 센서(810)가 부착되는 영역일 수 있고, 제2 영역(S2)은 회로 기판(800)이 부착되는 영역일 수 있다.
또한, 상기 제1 영역(S1)은 제1 접착 부재(1750)가 배치되는 제1-1 영역(S1-1)과, 상기 와이어부(910)가 배치되는 제1-2 영역(S1-2)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1-1 영역(S1-1)은 상기 제2 영역(S2)과 동일한 높이를 가질 수 있다.
보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)에는, 제1-1 영역(S1-1)을 기준으로, 광축 방향으로 돌출되는 와이어부(910)를 포함할 수 있고, 이미지 센서(810)는 와이어부(910)의 상면에 배치될 수 있다.
예컨대, 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 중 제1-2 영역(S1-2)은 보강 플레이트(900)의 제1-1 영역(S1-1) 및 제2 영역(S2)보다 높게 위치하는 와이어부(910)를 포함할 수 있다.
보강 플레이트(900)는 전체 영역이 일정한 두께를 가짐으로써, 실시 예는 카메라 모듈의 전체 높이에 영향을 받지 않을 수 있다. 그리고, 이미지 센서(810)는 와이어부(910)와 직접 접촉하며 배치되기 때문에, 회로 기판(800)의 상면과 이미지 센서(810)의 상면 사이의 높이 차이가 줄어들어 회로 기판(800)과 이미지 센서(810) 간을 전기적으로 연결하는 연결 와이어(21)의 길이가 짧아지고, 이로 인하여 연결 와이어(21)에 대한 와이어 본딩 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 와이어부(910)의 측면과 회로 기판(800)의 캐비티의 측면 사이의 이격 거리(D1)는 100[㎛] ~ 250[㎛]일 수 있다. D1이 100[㎛] 미만인 경우에는 회로 기판(800)을 보강 플레이트(900)에 부착시키기 위한 부착 공차가 작아져서 회로 기판(800)의 캐비티(801)와 와이어부(910) 사이의 오정렬이 발생될 수 있고, 회로 기판(800)과 와이어부(910) 간의 충돌에 의하여 회로 기판(800)이 파손될 수 있다.
D1이 250[㎛] 초과인 경우에는 이미지 센서와 회로 기판 간의 이격 거리가 증가하여 연결 와이어(21)에 대한 와이어 본딩 신뢰성이 나빠질 수 있다.
한편, 실시 예에서의 와이어부(910)는 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)에서, 상기 제1-1 영역(S1-1)을 사이에 두고 상호 이격되는 복수의 서브 와이어부를 포함할 수 있다. 일 예로, 와이어부(910)는 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)은 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)가 배치되는 제1-2 영역(S1-2) 및 이를 제외한 제1-1 영역(S1-1)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1-1 영역(S1-1)에는 제1 접착 부재(1750)가 배치될 수 있다.
따라서, 실시 예에서는 상호 이격되는 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)를 통해, 상기 이미지 센서(810)의 하면의 서로 다른 영역이 지지되도록 할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)를 보다 안정적으로 지지할 수 있고, 이에 따른 휨 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 상호 분리된 복수의 서브 와이어부들을 통해, 상기 이미지 센서(810)로부터 발생한 열을 서로 다른 경로로 분기시켜 제공할 수 있으며, 이에 따른 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 와이어부(910)의 구조에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 와이어부(910)는 범프부(910-1), 제1 연장부(910-2), 제2 연장부(910-3), 제3 연장부(910-4) 및 제4 연장부(910-5)를 포함할 수 있다. 상기 와이어부(910)는 특정 굵기를 가지는 금속 와이어를 사용하여 형성할 수 있다.
범프부(910-1)는 보강 플레이트(900)의 상면에 접합될 수 있다. 범프부(910-1)는 상기 보강 플레이트(900)의 상면에 상기 와이어부(910)를 형성하는 과정에서, 최초 형성된 부분일 수 있다. 즉, 범프부(910-1)는 상기 보강 플레이트(900)의 상면에 와이어를 위치시킨 상태에서 가압하고, 상기 가압한 상태에서 와이어의 본딩을 진행함에 따라 일정 폭(W1) 및 일정 높이(H3)를 가지도록 형성된 부분일 수 있다. 상기 범프부(910-1)는 와이어부(910)의 몸체부분이라고도 할 수 있다. 구체적으로, 상기 범프부(910-1)는 금속 와이어를 누른 상태에서 보강 플레이트(900)에 본딩함에 따라, 상기 금속 와이어가 뭉쳐진 부분일 수 있다.
제1 실시 예에서, 상기 범프부(910-1)는 수직 단면이 사각 형상을 가질 수 있다. 상기 범프부(910-1)는 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 상기 범프부(910-1)가 가지는 제1 폭(W1)은 80um 내지 100um일 수 있다. 상기 범프부(910-1)의 제1 폭이 80um보다 작으면, 상기 와이어부(910)와 상기 보강 플레이트(900) 사이의 접촉 면적이 줄어들고, 이에 따른 상기 와이어부(910)와 상기 보강 플레이트(900) 사이의 접합력이 저하될 수 있다. 또한, 상기 범프부(910-1)의 제1 폭(W1)이 100um보다 크면, 상기 와이어부(910)의 전체적인 부피가 커지며, 이에 따른 사용되는 와이어의 길이가 길어짐에 따른 제조 단가가 상승할 수 있다.
상기 범프부(910-1)는 제3 높이(H3)를 가질 수 있다. 예를 들어, 범프부(910-1)는 10um 내지 30um 사이의 제3 높이(H3)를 가질 수 있다. 상기 범프부(910-1)의 높이가 10um보다 낮으면, 상기 와이어부(910)가 일정 높이를 가지도록 하기 위해 제1 연장부(910-2)의 높이가 증가해야 하고, 이에 따른 와이어부(910)의 강도가 전체적으로 낮아질 수 있다. 이에 따라 상기 와이어부(910)에 의한 상기 이미지 센서(810)의 지지력이 감소질 수 있다. 또한, 상기 범프부(910-1)의 높이가 30um보다 크면, 전체적인 와이어부(910)의 높이가 증가하고, 이에 따른 카메라 모듈의 전체적인 높이가 증가할 수 있다. 또한, 상기 범프부(910-1)가 30um보다 크게 한 상태에서, 제1 연장부(910-2)의 길이를 줄이는 경우, 상기 이미지 센서(810)의 부착 공정에서의 가압할 수 있는 높이가 감소하고, 이에 따른 상기 이미지 센서(810)의 접합력이 감소할 수 있다.
제1 연장부(910-2)는 상기 범프부(910-1)의 상면에서 광축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제1 연장부(910-2)는 와이어부(910)를 형성하는 금속 와이어에 대응하는 굵기 및 형상을 가질 수 있다. 다만, 상기 제1 연장부(910-2)에서, 상기 범프부(910-1)와 접촉하는 부분은 일정 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 연장부(910-2)와 상기 범프부(910-1) 사이의 접촉 부분의 폭(W2)은 25um 내지 45um를 가질 수 있다. 상기 폭(W2)은 상기 범프부(910-1)와 접촉하는 상기 제1 연장부(910-2)의 일단의 폭을 의미할 수 있다.
그리고, 상기 제1 연장부(910-2)의 상측 끝단의 폭은 상기 금속 와이어의 굵기에 대응할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 연장부(910-2)는 일단에서 타단으로 갈수록 폭이 점차 감소하는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
제2 연장부(910-3)는 상기 제1 연장부(910-2)의 타단에서 절곡되고, 상기 제1 연장부(910-2)의 연장방향과는 다른 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연장부(910-3)는 광축 방향과 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연장부(910-3)는 상기 이미지 센서(810)의 배치 방향에 대응하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제2 연장부(910-3)는 평면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연장부(910-3)는 상기 이미지 센서(810)의 부착 공정에서 제공되는 가압력에 의해 가압되어, 상기 이미지 센서(810)의 하면과 수평한 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 연장부(910-3)는 제1 길이(L1)를 가질 수 있다. 상기 제2 연장부(910-3)의 제1 길이(L1)는 10um 내지 30um 사이의 범위를 가질 수 있다. 상기 제2 연장부(910-3)의 길이가 10um 미만이면, 상기 이미지 센서와의 접촉 부분이 감소함에 따라 상기 이미지 센서의 휨 발생 정도의 감소가 미비할 수 있다. 또한, 상기 제2 연장부(910-3)의 길이가 30um를 초과하면, 상기 와이어부의 강도가 확보되지 않을 수 있다.
이때, 와이어부(910)의 높이(H1)는 상기 범프부(910-1)의 최하단으로부터 상기 제2 연장부(910-3)의 최상단까지의 높이를 의미할 수 있다. 이때, 와이어부(910)의 높이(H1)는 30um 내지 50um일 수 있다. 상기 와이어부(910)의 높이(H1)가 30um보다 작으면, 상기 와이어부(910)에 의한 상기 이미지 센서(810)의 지지력이 감소할 수 있다. 또한, 상기 와이어부(910)의 높이(H1)가 30um보다 작으면, 상기 이미지 센서(810)와 상기 회로 기판(800) 사이의 단자들 사이의 이격 거리가 증가하고, 이에 따른 연결 와이어(21)의 길이가 증가하여 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 와이어부(910)의 높이(H1)가 50um보다 크면, 카메라 모듈의 전체 높이가 증가할 수 있다.
제3 연장부(910-4)는 제2 연장부(910-3)의 타단에서 광축 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제3 연장부(910-4)는 광축 방향을 기준으로 일정 경사각을 가지며, 상기 제2 연장부(910-3)의 타단에서 상기 보강 플레이트(900)의 상면으로 연장될 수 있다.
제4 연장부(910-5)는 상기 제3 연장부(910-4)의 타단에서 연장되고, 상기 보강 플레이트(900)의 상면에 접합되는 부분일 수 있다. 상기 제4 연장부(910-5)는 금속 와이어의 본딩을 완료하는 과정에서 형성되는 와이어부(910)의 끝단부일 수 있다. 한편, 상기 제3 연장부(910-4) 및 제4 연장부(910-5)는 하나의 구성으로 볼 수 있으며, 이에 따라 제2 연장부(910-3)에서 상기 보강 플레이트 방향으로 연장되어, 상기 보강 플레이트에 접합되는 금속 와이어의 타단부라고도 할 수 있다.
즉, 상기 범프부(910-1)는 와이어부(910)를 형성하기 위한 금속 와이어의 본딩이 시작되는 시작부분일 수 있고, 상기 제4 연장부(910-5)는 금속 와이어의 본딩이 종료되는 종료부분일 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 와이어부(910)는 범프부(910-1a), 제1 연장부(910-2), 제2 연장부(910-3), 제3 연장부(910-4) 및 제4 연장부(910-5)를 포함할 수 있다. 이때, 도 5 대비, 도 6의 제2 실시 예의 와이어부(910)는 범프부(910-1a)의 형상에 차이가 있다. 즉, 제2 실시 예의 와이어부에서, 제1 연장부(910-2), 제2 연장부(910-3), 제3 연장부(910-4) 및 제4 연장부(910-5)는 실질적으로 제1 실시 예의 와이어부(910)와 동일할 수 있다. 다만, 제2 실시 예에서의 상기 범프부(910-1a)는 상면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 금속 와이어의 본딩이 시작되는 부분에서 뭉쳐지는 부분의 상면은 볼록한 원형을 가질 수 있으며, 이에 따라 범프부(910-1a)의 상면은 일정 곡률을 가지는 곡면일 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 금속 와이어의 본딩 방식에 따라 상기 범프부의 형상은 변화할 수 있을 것이다.
이하에서는 실시 예에 따른 보강 플레이트(900), 와이어부(910), 제1 접착 부재(1750) 및 이미지 센서(810)의 구조 및 이들의 배치 관계에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 이미지 센서가 제거된 상태에서의 회로 기판, 보강 플레이트, 와이어부 및 제1 접착 부재를 나타낸 평면도이고, 도 8은 제1 접착 부재의 배치 형상에 다양한 실시 예를 나타낸 도면이고, 도 9는 제1 접착 부재의 배치 면적에 따른 휨 발생 정도를 나타낸 도면이고, 도 10 및 도 11은 제1 실시 예에 따른 와이어부와 상기 이미지 센서의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 보강 플레이트(900)는 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)을 포함한다.
그리고, 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)의 상면은 회로 기판(800)의 캐비티(801)를 통해 노출될 수 있다. 상기 제1 영역(S1)은 회로 기판(800)의 캐비티(801) 내에서의 이미지 센서(810)가 배치되는 영역이고, 상기 제2 영역(S2)은 회로 기판(800)이 배치되는 영역일 수 있다.
구체적으로, 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)은 제1 접착 부재(1750)가 배치되는 제1-1 영역(S1-1)과, 와이어부(910)가 배치되는 제1-2 영역(S1-2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(S1)은 상기 이미지 센서(810)의 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역(S1)은 상기 이미지 센서(810)의 형상에 대응하는 사각 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 제1-2 영역(S1-2)에는 와이어부(910)를 구성하는 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 상에서 상호 이격되어 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)는 상기 제1 영역(S1) 중 상기 이미지 센서(810)의 하면의 모서리 영역과 광축 방향으로 중첩되는 영역에 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1-2 영역(S1-2)은 상기 이미지 센서(810)의 하면의 모서리 영역과 광축 방향으로 중첩되는 영역일 수 있다.
상기 제1-1 영역(S1-1)에는 제1 접착 부재(1750)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역(S1) 중 상기 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)가 배치되는 않으면서, 이들과 이격되며 제1 접착 부재(1750)가 배치될 수 있다.
실시 예에서는 상기와 같이 제1 서브 와이어부(911), 제2 서브 와이어부(912), 제3 서브 와이어부(913) 및 제4 서브 와이어부(914)를 통해 상기 이미지 센서(810)의 하면의 모서리 영역을 지지한 상태에서, 상기 제1 접착 부재(1750)를 통해 상기 보강 플레이트(900) 상에 상기 이미지 센서(810)를 부착 또는 고정시키도록 한다.
예를 들어, 비교 예에서는 보강 플레이트 상에 제1 접착 부재를 형성하고, 이에 따라 제1 접착 부재 상에 이미지 센서를 부착하였다. 구체적으로, 비교 예에서는 이미지 센서와 광축 방향으로 중첩되는 전체 영역에 제1 접착부재가 도포되었다.
이와 다르게, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 하면 중 일부 영역에만 상기 제1 접착 부재(1750)가 형성될 수 있다. 따라서, 실시 예에서의 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적은 상기 제1 접착 부재(1750)의 상면의 면적보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 부재(1750)의 상면의 면적은 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적의 80% 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 부재(1750)의 상면의 면적은 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적의 70% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 부재(1750)의 상면의 면적은 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적의 60% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 부재(1750)의 상면의 면적은 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적의 50% 이하일 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 접착 부재(1750)의 상면의 면적은 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적의 50% 이하이도록 한다. 이에 따르면, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 면적 대비 상기 제1 접착 부재(1750)의 배치 면적을 감소시키고, 이에 따라 상기 제1 접착 부재(1750)의 면적의 비례하여 증가하는 휨 현상을 최소화할 수 있도록 한다.
도 8을 참조하면, (a), (b) 및 (c)에서와 같이 상기 제1 접착 부재(1750)는 다양한 형상을 가지며 상기 보강 플레이트(900) 상에 도포될 수 있다. 다만, 실시 예에서의 제1 접착 부재(1750)는 도 8의 (c)에서와 같은 눈꽃 모양을 가지도록 한다. 즉, 제1 접착 부재(1750)의 도포 형상에 따라서도 휨 발생 정도의 변화가 발생하는 것이 확인되었으며, 도 8의 (c)와 같은 형상으로 상기 제1 접착 부재(1750)가 도포되는 경우, 이에 따른 휨 발생 정도가 가장 낮게 나오는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 도 9를 참조하면, 제1 접착 부재(1750)의 면적이 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적 대비 75% 이상인 경우에서의 상기 이미지 센서(810)의 휨 정도를 100%라고 하면, 상기 제1 접착 부재(1750)의 면적이 상기 이미지 센서(810)의 하면의 면적 대비 50%인 경우에서의 이미지 센서(810)의 휨 정도는 88%로 나타났다.
다시 말해서, 이미지 센서(810)와 접촉하는 제1 접착 부재(1750)의 면적이 작아질수록, 이에 따른 열팽창계수의 영향이 줄어들어 휨 발생 정도가 작아지는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 하면의 전체 면적 대비 제1 접착 부재(1750)와 접촉하는 부분의 면적이 50% 이하이도록 하여, 이에 따른 이미지 센서(810)의 휨 발생을 최소화하도록 한다.
상기와 같이, 실시 예에서는 이미지 센서(810)의 하면 중 일부 영역에서만 상기 제1 접착 부재(1750)와 접촉하도록 하여, 이에 따른 이미지 센서(810)의 휨 발생을 최소화할 수 있어 이미지 센서의 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 접착 부재(1750)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 중 제1-1 영역(S1-1) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 부재(1750)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 중 모서리 영역을 제외한 나머지 영역에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 접착 부재(1750)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1-1 영역(S1-1) 상에 다양한 형상(바람직하게 눈꽃 형상)을 가지고 형성될 수 있다.
상기 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 중 제1-2 영역(S1-2) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)의 모서리 영역에 형성될 수 있다.
상기 와이어부(910)는 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)의 제1 모서리 영역에 형성되는 제1 서브 와이어부(911)를 포함할 수 있다. 상기 와이어부(910)는 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)의 제2 모서리 영역에 형성되는 제2 서브 와이어부(912)를 포함할 수 있다. 상기 와이어부(910)는 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)의 제3 모서리 영역에 형성되는 제3 서브 와이어부(913)를 포함할 수 있다. 상기 와이어부는 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1)의 제4 모서리 영역에 형성되는 제4 서브 와이어부(911)를 포함할 수 있다.
상기 와이어부(910)를 구성하는 각각의 서브 와이어부들은 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 상에서 상기 제1 접착 부재(1750)와 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 접착 부재(1750)는 상기 와이어부(910)와 접촉하지 않을 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)를 통해 발생한 열을 복수의 분기된 경로를 통해 외부로 방출할 수 있고, 이에 따른 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기에서는 상기 와이어부(910)를 구성하는 서브 와이어부들의 수가 4개인 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)는 상기 4개의 모서리 영역 중 상호 이웃하는 모서리 영역 사이에 형성되는 서브 와이어부를 더 포함할 수 있다.
상기 와이어부(910)는 회로 기판(800)의 캐비티(801) 내에서, 상기 캐비티(801)의 내벽과 일정 간격 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)는 상기 회로 기판(800)의 캐비티(801)의 내벽과 100㎛ 내지 250㎛ 이격될 수 있다. 상기 이격 간격이 100㎛ 미만인 경우에는 회로 기판(800)을 보강 플레이트(900)에 부착시키기 위한 부착 공차가 작아져서 회로 기판(800)의 캐비티(801)와 와이어부(910) 사이의 오정렬이 발생될 수 있고, 회로 기판(800)과 와이어부(910) 간의 충돌에 의하여 회로 기판(800)이 파손될 수 있다. 또한, 상기 이격 간격이 250㎛를 초과하는 경우에는 이미지 센서와 회로 기판 간의 이격 거리가 증가하여 연결 와이어(21)에 대한 와이어 본딩의 신뢰성이 나빠질 수 있다.
상기 와이어부(910)는 상기 이미지 센서(810)의 특정 영역과 광축 방향으로 오버랩될 수 있다. 바람직하게, 상기 와이어부(910)에서, 실질적으로 상기 이미지 센서(810)를 지지하는 제2 연장부(910-3)는 상기 이미지 센서(810)의 특정 영역과 광축 방향으로 오버랩될 수 있다.
예를 들어, 상기 이미지 센서(810)는 렌즈를 통해 입사된 광 이미지(화상 정보)를 감지하는 복수의 픽셀로 이루어진 픽셀 영역(811)과, 상기 픽셀 영역 이외의 패시베이션 영역(812)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 와이어부(910)는 상기 이미지 센서(810)의 모서리 영역에서, 상기 픽셀 영역(810)과 적어도 일부가 오버랩되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어부(910)는 상기 보강 플레이트(900)의 제1 영역(S1) 중 상기 이미지 센서(810)의 픽셀 영역(811)과 광축 방향(OA)과 오버랩되는 영역에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 이미지 센서(810)의 픽셀 영역은 실제 화상 정보를 감지하는데 사용되는 액티브 픽셀 영역(811-1)과, 상기 액티브 픽셀 영역(811-1) 이외의 더미 픽셀 영역(811-2)을 포함할 수 있다. 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)은 입사되는 광을 이용하여 화상 정보를 생성하는데 사용될 수 있다. 상기 더미 픽셀 영역(811-2)은 화상 정보를 생성하는데 사용되지는 않지만, 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 이미지 센서(810)는 화상 정보의 생성에 있어 신뢰성을 높이기 위해, 실제 화상 정보를 생성하는 액티브 픽셀 영역(811-1)과, 이의 보호를 위한 패시베이션 영역(812) 사이에 더미 픽셀 영역(811-2)을 포함시킨다.
그리고, 실시 예에서의 상기 와이어부(910)는 광축 방향에서 상기 이미지 센서의 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)의 모서리 영역과 오버랩될 수 있다. 즉, 이미지 센서(810)에서 가장 중요한 영역은 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)이며, 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)의 평탄도가 실질적으로 이미지 센서(810)의 성능 및 동작 신뢰성을 결정한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 와이어부(910)에 의해 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)의 적어도 일부가 지지될 수 있도록 한다.
또한, 상기 실시 예에서의 와이어부(910)는 광축 방향에서 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)의 모서리 영역의 적어도 일부와 오버랩되도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서(810)의 하면 중 액티브 픽셀 영역(811-1)에 대응하는 하면이 상기 와이어부(910)에 의해 지지될 수 있도록 하여, 상기 이미지 센서(810)의 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)의 휨 발생을 최소화할 수 있도록 한다.
즉, 상기 와이어부(910)가 광축 방향에서, 상기 액티브 픽셀 영역(811-1)과 오버랩되는 경우, 액티브 픽셀 영역(811-1)의 전체적인 평탄도를 유지시킬 수 있으며, 이에 따른 이미지 센서(810)의 휨 현상을 최소화할 수 있다.
상기 와이어부(910)의 제2 연장부(910-3)은 이미지 센서(810)의 서로 다른 영역의 모서리 부분을 가로지는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 와이어부(910)의 제2 연장부(910-3)는 이미지 센서(810)의 액티브 픽셀 영역(811-1)의 모서리와, 이와 이웃하는 패시베이션 영역(812)의 모서리를 서로 연결하는 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 와이어부(910)에 의한 상기 이미지 센서(810)의 지지력을 최적화할 수 있고, 이에 따른 휨 발생을 최소화할 수 있다.
도 12는 제2 실시 예에 따른 이미지 센서가 제거된 상태에서의 회로 기판, 보강 플레이트, 와이어부 및 제1 접착 부재를 나타낸 평면도이고, 도 13은 제2 실시 예에 따른 와이어부와 상기 이미지 센서의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
제1 실시 예에서의 와이어부(910)의 제2 연장부(910-3)는, 상기 이미지 센서(810)의 복수의 모서리 영역 중 서로 대각 방향에 있는 모서리 영역을 연결하는 방향으로 배치되었다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 와이어부(910)를 구성하는 복수의 서브 와이어부(911a, 911b, 911c, 911d)들은, 이미지 센서(810)의 복수의 모서리 영역 중 서로 이웃하는 모서리 영역을 연결하는 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 서브 와이어부(911a, 911b, 911c, 911d)의 각각의 제2 연장부는 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 와이어부(911a)는 이미지 센서(810)의 제1 모서리 영역과 제4 모서리 영역을 연결하는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 와이어부(911b)는 이미지 센서(810)의 제1 모서리 영역과 제2 모서리 영역을 연결하는 방향으로 연장될 수 있다.예를 들어, 제3 서브 와이어부(911c)는 이미지 센서(810)의 제2 모서리 영역과 제3 모서리 영역을 연결하는 방향으로 연장될 수 있다.예를 들어, 제4 서브 와이어부(911d)는 이미지 센서(810)의 제3 모서리 영역과 제4 모서리 영역을 연결하는 방향으로 연장될 수 있다.
도 14는 비교 예에 따른 이미지 센서의 휨 정도를 나타낸 그래프이고, 도 15는 실시 예에 따른 와이어부를 포함하는 이미지 센서의 휨 정도를 나타낸 그래프이다.
도 14의 (a)는 비교 예의 이미지 센서의 위치별 휨 발생 정도 수치를 나타낸 것이고, (b)는 비교 예의 이미지 센서의 위치별 휨 발생 정도를 패턴으로 나타낸 것이다. 도 14를 참조하면, 비교 예에서는 평균 7.04um 정도의 이미지 센서의 휨이 발생한 것으로 확인할 수 있다.
도 15의 (a)는 실시 예의 이미지 센서의 위치별 휨 발생 정도 수치를 나타낸 것이고, (b)는 실시 예의 이미지 센서의 위치별 휨 발생 정도를 패턴으로 나타낸 것이다. 도 15를 참조하면, 실시 예에 따라 제1 접착 부재의 도포 면적을 최소화하면서, 상기 와이어부(910)를 적용하는 경우, 비교 예보다 개선된 평균 4.42um 정도의 이미지 센서의 휨이 발생한 것으로 확인할 수 있었다.
이와 같이, 실시 예는 보강 플레이트 위에 배치된 와이어부를 포함한다. 상기 와이어부는 상기 보강 플레이트 상에 본딩된 와이어될 수 있다. 이때, 상기 보강 플레이트의 상면 중 상기 이미지 센서와 광축 방향으로 오버랩된 영역은 상기 와이어부가 배치되는 영역과, 상기 이미지 센서의 부착을 위한 접착 부재가 배치되는 영역을 포함한다. 즉, 상기 접착 부재는 상기 보강 플레이트의 상면 중 와이어부가 형성되지 않은 영역 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 그리고, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 하면의 적어도 일부가 상기 와이어부에 직접 접촉 및 지지된 상태에서, 상기 접착 부재에 의해 상기 보강 플레이트 상에 부착 또는 고정될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 적어도 일부분이 상기 와이어부와 직접 접촉 및 지지되도록 하여, 상기 이미지 센서의 휨 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 적어도 일부분이 상기 와이어부와 직접 접촉하도록 하여 상기 이미지 센서로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 전달할 수 있다.
또한, 실시 예에서는 이미지 센서의 하면에 배치되는 접착 부재의 면적이, 상기 이미지 센서의 하면의 면적보다 작도록 한다. 이에 따르면, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 면적 대비 상기 접착 부재의 배치 면적을 감소시키고, 이에 따라 상기 접착 부재의 면적의 비례하여 증가하는 이미지 센서의 휨 현상을 최소화할 수 있도록 한다.
또한, 실시 예에서는 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 하면의 모서리 영역과 상기 와이어부가 서로 직접 접촉하도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 이미지 센서의 액티브 픽셀 영역의 휨 문제를 해결할 수 있다.
도 16은 실시 예에 따른 휴대용 단말기(200A)의 사시도를 나타내고, 도 17은 도 16에 도시된 휴대용 단말기의 구성도를 나타낸다
도 16 및 도 17을 참조하면, 휴대용 단말기(200A, 이하 "단말기"라 한다.)는 몸체(850), 무선 통신부(710), A/V 입력부(720), 센싱부(740), 입/출력부(750), 메모리부(760), 인터페이스부(770), 제어부(780), 및 전원 공급부(790)를 포함할 수 있다.
도 16에 도시된 몸체(850)는 바(bar) 형태이지만, 이에 한정되지 않고, 2개 이상의 서브 몸체(sub-body)들이 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙(swing) 타입, 스위블(swirl) 타입 등 다양한 구조일 수 있다.
몸체(850)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함할 수 있다. 예컨대, 몸체(850)는 프론트(front) 케이스(851)와 리어(rear) 케이스(852)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(851)와 리어 케이스(852)의 사이에 형성된 공간에는 단말기의 각종 전자 부품들이 내장될 수 있다.
무선 통신부(710)는 단말기(200A)와 무선 통신시스템 사이 또는 단말기(200A)와 단말기(200A)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(710)는 방송 수신 모듈(711), 이동통신 모듈(712), 무선 인터넷 모듈(713), 근거리 통신 모듈(714) 및 위치 정보 모듈(715)을 포함하여 구성될 수 있다.
A/V(Audio/Video) 입력부(720)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(721) 및 마이크(722) 등을 포함할 수 있다.
카메라(721)는 도 2에 도시된 실시 예에 따른 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
센싱부(740)는 단말기(200A)의 개폐 상태, 단말기(200A)의 위치, 사용자 접촉 유무, 단말기(200A)의 방위, 단말기(200A)의 가속/감속 등과 같이 단말기(200A)의 현 상태를 감지하여 단말기(200A)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 단말기(200A)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(790)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(770)의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당한다.
입/출력부(750)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 입력 또는 출력을 발생시키기 위한 것이다. 입/출력부(750)는 단말기(200A)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킬 수 있으며, 또한 단말기(200A)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다.
입/출력부(750)는 키 패드부(730), 디스플레이 모듈(751), 음향 출력 모듈(752), 및 터치 스크린 패널(753)을 포함할 수 있다. 키 패드부(730)는 키 패드 입력에 의하여 입력 데이터를 발생시킬 수 있다.
디스플레이 모듈(751)은 전기적 신호에 따라 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 모듈(751)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(752)은 호(call) 신호 수신, 통화 모드, 녹음 모드, 음성 인식 모드, 또는 방송 수신 모드 등에서 무선 통신부(710)로부터 수신되는 오디오 데이터를 출력하거나, 메모리부(760)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.
터치 스크린 패널(753)은 터치 스크린의 특정 영역에 대한 사용자의 터치에 기인하여 발생하는 정전 용량의 변화를 전기적인 입력 신호로 변환할 수 있다.
메모리부(760)는 제어부(780)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 사진, 동영상 등)을 임시 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리부(760)는 카메라(721)에 의해 촬영된 이미지, 예컨대, 사진 또는 동영상을 저장할 수 있다.
인터페이스부(770)는 단말기(200A)에 연결되는 외부 기기와의 연결되는 통로 역할을 한다. 인터페이스부(770)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(200A) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(200A) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예컨대, 인터페이스부(770)는 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 및 이어폰 포트 등을 포함할 수 있다.
제어부(controller, 780)는 단말기(200A)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(780)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다.
제어부(780)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(781)을 구비할 수 있다. 멀티미디어 모듈(781)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(780)와 별도로 구현될 수도 있다.
제어부(780)는 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
전원 공급부(790)는 제어부(780)의 제어에 의해 외부의 전원, 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 캐비티를 포함하는 회로 기판;
    상기 캐비티에 대응하는 제1 영역과, 상기 회로 기판이 배치되는 제2 영역을 포함하는 보강 플레이트;
    상기 보강 플레이트의 상기 제1 영역에 배치되는 와이어부; 및
    상기 와이어부에 배치되는 이미지 센서를 포함하고,
    상기 이미지 센서의 하면은 상기 와이어부와 직접 접촉하며,
    상기 와이어부와 상기 이미지 센서는 상호 전기적으로 절연된, 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어부의 최상단은, 상기 회로 기판의 상면보다 낮게 위치하는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강 플레이트의 상기 제1 영역은,
    상기 이미지 센서의 부착을 위한 제1 접착 부재가 배치되는 제1-1 영역; 및
    상기 와이어부가 배치되는 제1-2 영역을 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 하면의 면적은 상기 제1 접착 부재의 면적보다 큰 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 접착 부재의 면적은, 상기 이미지 센서의 하면의 면적의 50% 이하인, 카메라 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 와이어부는, 서로 이격되는 복수의 서브 와이어부들을 포함하고,
    상기 제1 접착 부재는 상기 복수의 서브 와이어부들 사이의 공간에 배치되는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 서브 와이어부들은,
    상기 이미지 센서의 하면의 모서리 영역과 광축 방향으로 오버랩되는 카메라 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 접착부재는, 상기 와이어부로부터 이격되는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 와이어부는 상기 회로 기판의 상기 캐비티의 내벽과 이격되는 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 픽셀 영역 및 상기 픽셀 영역 주위의 패시베이션 영역을 포함하고,
    상기 와이어부는 상기 이미지 센서의 픽셀 영역의 하면과 접촉하는 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이미지 센서의 픽셀 영역은,
    액티브 픽셀 영역; 및
    상기 액티브 픽셀 영역과 상기 패시베이션 영역 사이의 더미 픽셀 영역을 포함하고,
    상기 와이어부는 상기 액티브 픽셀 영역의 모서리 영역의 하면과 접촉하는 카메라 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 와어어부는
    상기 보강 플레이트 위에 본딩된 범프부와,
    상기 범프부로부터 광축 방향으로 연장되는 제1 연장부와,
    상기 제1 연장부로부터 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 연장되고, 상기 이미지 센서의 하면과 직접 접촉하는 제2 연장부와,
    상기 제2 연장부로부터 상기 보강 플레이트의 상면으로 연장되고, 상기 보강 플레이트의 상면에 본딩되는 제3 연장부를 포함하는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 범프부의 폭은 80um 내지 100um 사이의 범위를 가지고,
    상기 범프부의 높이는, 10um 내지 30um 사이의 범위를 가지는 카메라 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 범프부의 하면에서 상기 제2 연장부의 최상단부까지의 높이는 30um 내지 50um의 범위를 가지는 카메라 모듈.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2 연장부의 길이는 10um 내지 30um 사이의 범위를 가지는, 카메라 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 보강 플레이트의 상기 제2 영역과 상기 회로 기판 사이에 배치되는 제2 접착 부재를 포함하고,
    상기 제2 접착 부재는 상기 회로 기판의 캐비티에 대응하는 개구를 포함하는 카메라 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은 제1 단자를 포함하고,
    상기 이미지 센서는 제2 단자를 포함하며,
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 전기적으로 연결하는 연결 와이어를 포함하는 카메라 모듈.
  18. 본체, 상기 본체에 배치되고 피사체의 영상을 촬영하는 카메라 모듈, 및 상기 본체에 배치되고 상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 카메라 모듈은,
    캐비티를 포함하는 회로 기판;
    상기 캐비티에 대응하는 제1 영역과, 상기 회로 기판이 배치되는 제2 영역을 포함하는 보강 플레이트;
    상기 보강 플레이트의 상기 제1 영역에 배치되는 와이어부; 및
    상기 와이어부에 배치되는 이미지 센서를 포함하고,
    상기 이미지 센서의 하면은 상기 와이어부와 직접 접촉하며,
    상기 와이어부와 상기 이미지 센서는 상호 전기적으로 절연되고,
    상기 와어어부는
    상기 보강 플레이트 위에 본딩된 범프부와,
    상기 범프부로부터 광축 방향으로 연장되는 제1 연장부와,
    상기 제1 연장부로부터 상기 광축 방향과 수직한 방향으로 연장되고, 상기 이미지 센서의 하면과 직접 접촉하는 제2 연장부와,
    상기 제2 연장부로부터 상기 보강 플레이트의 상면으로 연장되고, 상기 보강 플레이트의 상면에 본딩되는 제3 연장부를 포함하고,
    상기 범프부의 폭은 80um 내지 100um 사이의 범위를 가지고,
    상기 범프부의 높이는, 10um 내지 30um 사이의 범위를 가지며,
    상기 범프부의 하면에서 상기 제2 연장부의 최상단부까지의 높이는 30um 내지 50um의 범위를 가지고,
    상기 제2 연장부의 길이는 10um 내지 30um 사이의 범위를 가지는, 광학기기
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