KR20230053241A - 이미지 센서 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20230053241A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈은 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서가 배치되는 기판;을 포함하며, 상기 기판의 상부면에는 단차부가 구비되고, 상기 단차부에는 상기 이미지 센서가 배치되는 수용부가 구비되며, 상기 이미지 센서와 상기 기판은 본딩 와이어에 의해 연결되고, 상기 본딩 와이어는 본딩부에 의해 덮여질 수 있다.

Description

이미지 센서 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Image sensor module and camera module including the same}
본 발명은 이미지 센서 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 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 되며, 아울러 이미지 센서와 기판의 전기적 연결을 위한 본딩 와이어의 설치 공간에 의하여서도 카메라 모듈의 전체 크기가 커지게 되는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 이미지 센서와 기판의 전기적 연결을 위한 본딩 와이어의 설치 공간을 줄일 수 있는 이미지 센서 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈은 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서가 배치되는 기판;을 포함하며, 상기 기판의 상부면에는 단차부가 구비되고, 상기 단차부에는 상기 이미지 센서가 배치되는 수용부가 구비되며, 상기 이미지 센서와 상기 기판은 본딩 와이어에 의해 연결되고, 상기 본딩 와이어는 본딩부에 의해 덮여질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈모듈; 상기 렌즈모듈을 수용하는 하우징; 상기 하우징에 결합되며, 적외선 차단필터가 배치되는 서브 하우징; 및 상기 서브 하우징의 아래쪽에 배치되며, 이미지 센서가 실장되는 기판;을 포함하며, 상기 기판은, 상기 이미지 센서가 수용되는 수용부; 상기 수용부의 외측에 구비되고, 상기 이미지 센서의 상부면과 동일 평면에 놓이거나 더 낮은 위치에 놓이는 단차부; 및 상기 단차부의 외측에 구비되고, 상기 서브 하우징을 향해 돌출된 돌출부;를 포함하며, 상기 이미지 센서와 상기 기판은 본딩 와이어에 의해 연결되고, 상기 본딩 와이어는 본딩부에 의해 덮여지며, 상기 본딩부는 상기 서브 하우징에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 이미지 센서와 기판의 전기적 연결을 위한 본딩 와이어의 설치 공간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 이미지 센서, 기판 및 본딩부의 평면도이다.
도 4는 도 2의 제1 변형예이다.
도 5는 도 2의 제2 변형예이다.
도 6은 도 2의 제3 변형예이다.
도 7은 도 2의 제4 변형예이다.
도 8은 도 2의 제5 변형예이다.
도 9는 도 2의 제6 변형예이다.
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.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이며, 도 3은 이미지 센서, 기판 및 본딩부의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈모듈(200), 하우징(100), 케이스(110) 및 이미지 센서 모듈(300)을 포함한다.
렌즈모듈(200)은 렌즈배럴(210)과 렌즈홀더(230)를 포함할 수 있다.
렌즈배럴(210)에는 피사체를 촬상하는 적어도 하나의 렌즈가 수용될 수 있다. 복수의 렌즈가 배치될 경우 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈배럴(210)의 내부에 장착된다. 렌즈배럴(210)은 중공의 원통 형상일 수 있다.
렌즈배럴(210)은 렌즈홀더(230)와 결합된다. 렌즈홀더(230)는 상부와 하부가 개방된 박스 형상일 수 있다.
렌즈배럴(210)과 렌즈홀더(230)는 하우징(100)에 수용된다. 렌즈모듈(200)은 하우징(100)에 대하여 광축 방향으로 이동 가능하게 배치되어 초점을 조정할 수 있다.
이를 위하여, 도면에 도시되지는 않았으나 카메라 모듈은 초점 조정을 위한 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다. 구동부는 렌즈모듈(200)에 배치되는 마그네트 및 마그네트와 마주보도록 하우징(100)에 배치되는 코일을 포함할 수 있다.
그러나, 구동부가 마그네트와 코일을 포함하는 보이스 코일 모터(VCM)로 한정되는 것은 아니며, 압전 소자(Piezo)를 이용한 압전 구동 방식 등 다양한 방식이 채용될 수 있다.
하우징(100)은 렌즈모듈(200)을 내부에 수용한다. 하우징(100)은 광축 방향으로 개방된 형상일 수 있다. 하우징(100)의 하측에는 이미지 센서 모듈(300)이 배치된다.
이미지 센서 모듈(300)은 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다.
이미지 센서 모듈(300)은 이미지 센서(340) 및 이미지 센서(340)가 배치되는 기판(320)을 포함한다.
이미지 센서(340)는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(340)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(340)에 의해 변환된 전기 신호는 카메라 모듈이 장착된 휴대용 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(340)는 본딩 와이어(W)에 의하여 기판(320)과 연결된다.
한편, 이미지 센서 모듈(300)은 적외선 차단필터(350) 및 서브 하우징(310)을 더 포함할 수 있다.
적외선 차단필터(350)는 렌즈모듈(200)을 통해 입사되는 광 중에서 적외선을 차단하는 기능을 한다.
따라서, 렌즈모듈(200)을 통과한 광은 적외선 차단필터(350)를 통과하면서 적외선이 차단될 수 있다.
적외선 차단필터(350)는 서브 하우징(310)에 결합되며, 서브 하우징(310)은 기판(320)과 결합될 수 있다.
서브 하우징(310)에는 장착홈(311)이 구비될 수 있고, 적외선 차단필터(350)는 장착홈(311)에 결합될 수 있다.
기판(320)은 수용부(323), 단차부(321) 및 돌출부(325)를 포함할 수 있다.
수용부(323)는 이미지 센서(340)가 수용되는 공간이며 기판(320)의 중앙부분에 형성될 수 있다. 수용부(323)는 이미지 센서(340)를 수용하도록 홈 또는 홀의 형상을 가질 수 있다.
단차부(321)는 수용부(323)의 외측에 배치된다. 예컨대, 단차부(321)의 일부 영역에 홈 또는 홀을 형성하여 수용부(323)를 구성할 수 있다.
단차부(321)에는 본딩 와이어(W)가 연결되는 본딩패드(P2)가 배치된다. 단차부(321)의 상부면은 이미지 센서(340)의 상부면과 동일 평면에 놓일 수 있다.
돌출부(325)는 단차부(321)의 외측에 배치되며, 서브 하우징(310)(또는 하우징(100))을 향해 돌출된 구성일 수 있다.
이미지 센서(340)는 본딩 와이어(W)에 의하여 기판(320)과 연결된다. 예컨대, 이미지 센서(340)와 기판(320)에는 각각 본딩패드(P1, P2)가 구비되고, 본딩 와이어(W)의 일단과 타단이 본딩패드(P1, P2)에 연결되어 이미지 센서(340)와 기판(320)이 전기적으로 연결된다.
따라서, 이미지 센서(340)의 상부면과 적외선 차단필터(350)(또는 서브 하우징(310))의 하부면 사이에는 본딩 와이어(W)가 배치되기 위한 공간이 필요하다.
즉, 본딩 와이어(W)를 배치하기 위한 공간이 필요하므로, 이 공간에 의해 이미지 센서 모듈(300) 및 카메라의 모듈의 전체 높이를 낮추기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예는 이미지 센서(340)의 상부면과 적외선 차단필터(350)(또는 서브 하우징(310))의 하부면 사이의 광축 방향으로 간격을 줄여 이미지 센서 모듈(300) 및 카메라 모듈의 전체 높이를 낮출 수 있으므로, 장치의 소형화가 가능하다.
예컨대, 기판(320)에는 기판(320)의 최외곽의 상부면보다 낮은 위치에 형성되는 단차부(321)가 구비되고, 단차부(321)의 일부영역에 홈 또는 홀을 형성하여 수용부(323)를 구성하며, 수용부(323)에 이미지 센서(340)를 배치한다. 따라서, 이미지 센서(340)의 상부면과 적외선 차단필터(350)의 하부면 사이의 광축 방향으로의 간격을 줄일 수 있고, 이에 따라 이미지 센서 모듈(300) 및 카메라 모듈의 전체 높이를 줄일 수 있다.
한편, 본딩 와이어(W)와 적외선 차단필터(350)(또는 서브 하우징(310))가 접촉될 경우 본딩 와이어(W)가 파손될 우려가 있으므로, 본딩 와이어(W)와 적외선 차단필터(350)(또는 서브 하우징(310)) 사이에도 광축 방향으로 공간이 필요하다. 이러한 공간도 이미지 센서 모듈(300) 및 카메라 모듈의 전체 높이를 낮추기 어려운 원인이 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(300)은 본딩 와이어(W)를 덮는 본딩부(360)를 포함한다.
그리고, 본딩부(360)는 서브 하우징(310)과 결합될 수 있다. 따라서, 기존에 본딩 와이어(W)와 적외선 차단필터(350)(또는 서브 하우징(310)) 사이에 존재하던 공간을 삭제할 수 있고, 이에 따라 이미지 센서 모듈(300) 및 카메라 모듈의 전체 높이를 더 낮출 수 있다.
수용부(323)의 크기는 이미지 센서(340)의 크기보다 클 수 있다. 따라서, 이미지 센서(340)의 측면과 수용부(323)의 내벽 사이에는 소정의 공간이 구비될 수 있다.
이 공간은 본딩부(360)가 이미지 센서(340)의 유효촬영영역을 침범하지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
예컨대, 본딩부(360)을 구성하는 접착제가 이미지 센서(340)의 측면과 수용부(323)의 내벽 사이에 구비된 공간에 저장될 수 있으므로, 접착제가 이미지 센서(340)의 유효촬영영역으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
본딩부(360)는 이미지 센서(340)의 일부 영역과 단차부(321)의 일부 영역을 덮도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본딩부(360)는 이미지 센서(340)에 구비되는 본딩패드(P1)와 단차부(321)에 구비되는 본딩패드(P2)를 덮도록 구성될 수 있다.
따라서, 본딩부(360)에 의해 본딩패드(P1, P2)와 본딩 와이어(W)가 보호될 수 있고, 이에 따라 외부 충격 등이 가해지더라도 본딩 와이어(W)가 끊어지거나 파손되는 문제도 방지할 수 있다.
또한, 본딩부(360)에 의하여, 본딩 와이어(W) 또는 본딩패드(P1, P2)에서 발생할 수 있는 이물이 이미지 센서(340)에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
본딩부(360)는 광을 흡수할 수 있는 색상을 가질 수 있다. 본딩부(360)는 반사율이 낮은 색상일 수 있으며, 일 예로 본딩부(360)는 검은색일 수 있다.
따라서, 이미지 형성에 불필요한 광이 이미지 센서(340)로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 카메라 모듈 내에서 다른 기구물에 반사된 광이 이미지 센서(340)에 입사되는 경우에는 플레어 현상 등이 유발될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(300)의 경우에는 이미지 센서(340)의 주위에 배치된 본딩부(360)에 의하여 카메라 모듈 내에서 난반사된 광이 이미지 센서(340)에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 서브 하우징(310)은 본딩부(360)와 접합될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 기판(320)의 돌출부(325)와도 접합될 수 있다.
본딩 와이어(W)의 정점은 돌출부(325)의 최상단면보다 아래쪽에 위치할 수 있다.
기판(320)에는 단차부(321) 및 수용부(323)가 구비되므로, 기판(320)에는 광축 방향으로의 두께가 다른 부분에 비하여 얇은 부분이 형성되게 된다. 이에 따라 기판(320)에서 두께가 얇아지는 부분의 강성이 약해지는 문제가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(300)은 기판(320)의 강성 보강을 위한 보강판(330)을 더 포함할 수 있다.
보강판(330)은 기판(320)의 하부면에 결합될 수 있다. 보강판(330)의 재질은 특별히 한정되지 않으나 비자성 금속재질일 수 있다.
도 4는 도 2의 제1 변형예이고, 도 5는 도 2의 제2 변형예이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단차부(321)에 구비되는 본딩패드(P2)는 이미지 센서(340)에 구비되는 본딩패드(P1)보다 광축 방향으로 더 낮은 위치에 배치될 수 있다.
예컨대, 단차부(321)의 상부면은 이미지 센서(340)의 상부면보다 광축 방향으로 더 낮은 위치에 놓일 수 있다(도 4 참조). 이에 따라 단차부(321)에 구비되는 본딩패드(P2)도 이미지 센서(340)에 구비되는 본딩패드(P1)보다 광축 방향으로 더 낮은 위치에 배치될 수 있다.
단차부(321)에 경사면(322)이 배치되고, 경사면(322)에 본딩패드(P2)가 배치될 수 있다(도 5 참조). 이 경우에도 단차부(321)에 구비되는 본딩패드(P2)를 이미지 센서(340)에 구비되는 본딩패드(P1)보다 더 낮은 위치에 배치시킬 수 있다.
따라서, 본딩 와이어(W)가 차지하는 광축 방향으로의 공간을 더 줄일 수 있으므로, 이미지 센서 모듈(300) 및 카메라 모듈의 전체 높이를 더 줄일 수 있다.
도 6은 도 2의 제3 변형예이다.
도 6을 참조하면, 본딩부(360)에 접합되는 서브 하우징(310)의 일면에는 요철부(312)가 구비될 수 있다.
요철부(312)는 서브 하우징(310)의 일면을 예컨대 부식처리하여 거친면을 형성한 것일 수 있다.
요철부(312)의 구성에 의해 본딩부(360)와 서브 하우징(310)의 접합면적을 증가시킬 수 있으므로, 본딩부(360)와 서브 하우징(310)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 7은 도 2의 제4 변형예이고, 도 8은 도 2의 제5 변형예이다.
도 7을 참조하면, 서브 하우징(310)에는 이미지 센서(340)를 향하여 돌출되는 제1 차단벽(313)이 배치될 수 있다.
제1 차단벽(313)은 본딩부(360)가 이미지 센서(340)의 유효촬영영역을 침범하지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
예컨대, 제1 차단벽(313)은 이미지 센서(340)의 유효촬영영역의 외측에 배치되어 본딩부(360)을 구성하는 접착제가 이미지 센서(340)의 유효촬영영역으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 8을 참조하면, 서브 하우징(310)에는 이미지 센서(340)를 향하여 돌출되는 제1 차단벽(313) 및 단차부(321)를 향하여 돌출되는 제2 차단벽(314)이 배치될 수 있고, 본딩부(360)는 제1 차단벽(313)과 제2 차단벽(314) 사이에 배치될 수 있다.
본딩부(360)는 제1 차단벽(313)과 제2 차단벽(314)에 의해 둘러싸인 공간에 배치되므로, 본딩부(360)를 구성하는 접착제가 이미지 센서(340)의 유효촬영영역으로 흐르는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 본딩부(360)의 접합면적을 증가시켜 본딩부(360)와 서브 하우징(310) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 2의 제6 변형예이다.
도 9를 참조하면, 본딩부(360)와 마주보는 서브 하우징(310)의 일면에는 안착홈(315)이 구비될 수 있다.
본딩부(360)는 안착홈(315)에 접합될 수 있다. 즉, 본딩부(360)는 안착홈(315)에 배치되므로, 본딩부(360)를 구성하는 접착제가 이미지 센서(340)의 유효촬영영역으로 흐르는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 본딩부(360)의 접합면적을 증가시켜 본딩부(360)와 서브 하우징(310) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 9에 도시된 각 실시예가 포함하는 구성은 특별히 배치되지 않는 한 다른 실시예에도 적용될 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: 하우징
110: 케이스
200: 렌즈모듈
210: 렌즈배럴
230: 렌즈홀더
300: 이미지 센서 모듈
310: 서브 하우징
320: 기판
330: 보강판
340: 이미지 센서
350: 적외선 차단필터
360: 본딩부

Claims (16)

  1. 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서가 배치되는 기판;을 포함하며,
    상기 기판의 상부면에는 단차부가 구비되고, 상기 단차부에는 상기 이미지 센서가 배치되는 수용부가 구비되며,
    상기 이미지 센서와 상기 기판은 본딩 와이어에 의해 연결되고,
    상기 본딩 와이어는 본딩부에 의해 덮여지는 이미지 센서 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 이미지 센서를 수용하도록 홈 또는 홀의 형상을 갖는 이미지 센서 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본딩부는 상기 이미지 센서에 구비되는 본딩패드와 상기 단차부에 구비되는 본딩패드를 덮도록 구성되는 이미지 센서 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단차부에 구비되는 상기 본딩패드는 상기 이미지 센서에 구비되는 상기 본딩패드보다 광축 방향으로 더 낮은 위치에 배치되는 이미지 센서 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단차부에는 경사면이 배치되고, 상기 경사면에 상기 본딩패드가 배치되는 이미지 센서 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본딩부에 부착되는 서브 하우징;을 더 포함하며,
    상기 서브 하우징에는 적외선 차단필터가 배치되는 이미지 센서 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 본딩부에 부착되는 상기 서브 하우징의 일면에는 요철부가 구비되는 이미지 센서 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 서브 하우징에는 상기 이미지 센서를 향하여 돌출되는 제1 차단벽이 배치되는 이미지 센서 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서브 하우징에는 상기 단차부를 향하여 돌출되는 제2 차단벽이 배치되는 이미지 센서 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 본딩부는 상기 제1 차단벽과 상기 제2 차단벽 사이에 배치되는 이미지 센서 모듈.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 본딩부와 마주보는 상기 서브 하우징의 일면에는 안착홈이 구비되는 이미지 센서 모듈.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 상기 단차부의 외측에서 상기 서브 하우징을 향해 돌출된 돌출부를 포함하고,
    상기 서브 하우징은 상기 본딩부 및 상기 돌출부에 접합되는 이미지 센서 모듈.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 상기 단차부의 외측에서 상기 서브 하우징을 향해 돌출된 돌출부를 포함하고,
    상기 본딩 와이어의 정점은 상기 돌출부의 최상단면보다 아래쪽에 위치하는 이미지 센서 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 하부면에는 보강판이 결합되는 이미지 센서 모듈.
  15. 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈모듈;
    상기 렌즈모듈을 수용하는 하우징;
    상기 하우징에 결합되며, 적외선 차단필터가 배치되는 서브 하우징; 및
    상기 서브 하우징의 아래쪽에 배치되며, 이미지 센서가 실장되는 기판;을 포함하며,
    상기 기판은,
    상기 이미지 센서가 수용되는 수용부;
    상기 수용부의 외측에 구비되고, 상기 이미지 센서의 상부면과 동일 평면에 놓이거나 더 낮은 위치에 놓이는 단차부; 및
    상기 단차부의 외측에 구비되고, 상기 서브 하우징을 향해 돌출된 돌출부;를 포함하며,
    상기 이미지 센서와 상기 기판은 본딩 와이어에 의해 연결되고,
    상기 본딩 와이어는 본딩부에 의해 덮여지며, 상기 본딩부는 상기 서브 하우징에 결합되는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 본딩 와이어의 정점은 상기 돌출부의 최상단면보다 아래쪽에 위치하는 카메라 모듈.
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