KR20230168907A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 플레이트 부재; 상기 플레이트 부재 상에 배치되고, 제1홀을 포함하는 센서 기판; 상기 플레이트 부재 상에 배치되고, 상기 제1홀에 수용되는 이미지 센서; 상기 센서 기판 상에 배치되고 제2홀을 포함하는 센서 베이스; 상기 센서 베이스의 상기 제2홀에 배치되고 상기 이미지 센서와 대응되도록 배치되는 필터; 및 상기 센서 베이스 및 상기 필터 상에 배치되는 렌즈를 포함하고, 상기 센서 베이스는 상기 센서 기판에 솔더링되어 결합되고, 상기 센서 베이스는 금속 소재로 이루어진다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소형화 구조를 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.

카메라 장치는 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 장치이며, 스마트폰과 같은 광학기기, 드론, 차량 등에 장착되고 있다.

카메라 장치에서는 영상의 품질을 높이기 위하여 사용자의 움직임에 의한 이미지의 흔들림을 보정하는 손떨림 보정(광학식 영상 안정화, Optical Image Stabilization, OIS) 기능이 요구되고 있다.

일반적으로 필터가 배치되는 센서 베이스는 사출 방식으로 제작되며 일정 수준의 강성을 확보해야 하므로 두께를 축소하기 어려운 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 소형화 구조를 갖는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 플레이트 부재; 상기 플레이트 부재 상에 배치되고, 제1홀을 포함하는 센서 기판; 상기 플레이트 부재 상에 배치되고, 상기 제1홀에 수용되는 이미지 센서; 상기 센서 기판 상에 배치되고 제2홀을 포함하는 센서 베이스; 상기 센서 베이스의 상기 제2홀에 배치되고 상기 이미지 센서와 대응되도록 배치되는 필터; 및 상기 센서 베이스 및 상기 필터 상에 배치되는 렌즈를 포함하고, 상기 센서 베이스는 상기 센서 기판에 솔더링되어 결합되고, 상기 센서 베이스는 금속 소재로 이루어질 수 있다.

상기 센서 베이스는 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 이상 0.4 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.

상기 필터는 상기 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 이상 0.2 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.

상기 필터는 상기 센서 베이스에 의해 상기 광축 방향과 수직하는 방향으로 둘러싸일 수 있다.

상기 센서 기판은 상기 이미지 센서와 와이어로 연결되는 제1부분 및 상기 센서 베이스가 배치되는 제2부분을 포함하고, 상기 센서 기판의 상기 제1부분과 상기 제2부분은 단차 구조를 가질 수 있다.

본 실시예들에 따르면, 센서 베이스를 금속 소재로 제작하여 기존 두께 대비 얇은 수준의 센서 베이스를 구현할 수 있다.

또한, 금속 소재로 제작되는 센서 베이스는 두께가 얇아지더라도 높은 강성을 가질 수 있다.

또한, 센서 베이스의 두께가 얇아지면 렌즈와 이미지 센서 간 거리가 짧아지므로 낮은 FBL을 구현할 수 있고, 카메라 모듈 전체 크기를 소형화할 수 있다.

도 1은 필터가 배치되는 센서 베이스의 기본 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 것이다.
도 3은 기존 카메라 모듈의 구조와 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 비교하여 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 방법의 흐름도이다.

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 또는 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 실시예가 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 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, C 중 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 실시예의 구성 요소를 설명하는데 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 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 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 경우 뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.

도 1은 필터가 배치되는 센서 베이스의 기본 구조를 도시한 것이고, 도 2는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 것이고, 도 3은 기존 카메라 모듈의 구조와 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 비교하여 도시한 것이다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서(2)가 배치되는 플레이트 부재(1), 플레이트 부재(1) 상에 배치되는 센서 기판(3), 센서 기판(3) 상에 배치되는 센서 베이스(10), 및 센서 베이스(10) 상에 배치되는 필터(5)를 포함할 수 있다.

카메라 모듈은 플레이트 부재(1)을 포함할 수 있다. 플레이트 부재(1)는 서스(SUS)일 수 있다. 플레이트 부재(1)는 서스(SUS)로 형성될 수 있다. 플레이트 부재(1)는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 플레이트 부재(1)는 구리를 포함할 수 있다. 플레이트 부재(1)는 보강판일 수 있다. 플레이트 부재(1)는 스티프너(stiffener)일 수 있다. 플레이트 부재(1)는 센서 기판(3)의 하면에 결합될 수 있다. 플레이트 부재(1)는 센서 기판(3)의 하면에 배치될 수 있다. 플레이트 부재(1)는 센서 기판(3)의 하면에 접촉될 수 있다. 플레이트 부재(1)는 센서 기판(3)의 하면에 고정될 수 있다. 플레이트 부재(1)는 센서 기판(3)의 하면에 접착제에 의해 접착될 수 있다.

이미지 센서(2)는 플레이트 부재(1) 상에 배치될 수 있다. 이미지 센서(2)는 플레이트 부재(1)에 솔더링되어 배치될 수 있다. 이미지 센서(2)는 센서 기판(3)에 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지 센서(2)는 센서 기판(3)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이미지 센서(2)는 렌즈(7)와 필터(5)를 통과한 광이 입사하여 이미지가 결상될 수 있다. 이미지 센서(2)는 유효화상 영역을 포함할 수 있다. 이미지 센서(2)는 유효화상 영역에 조사되는 광을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(2)는 CCD(charge coupled device, 전하 결합 소자), MOS(metal oxide semi-conductor, 금속 산화물 반도체), CPD 및 CID 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

카메라 모듈은 센서 기판(3)을 포함할 수 있다. 센서 기판(3)은 기판일 수 있다. 센서 기판(3)은 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 센서 기판(3)은 이미지 센서(2)와 연결될 수 있다. 센서 기판(3)은 제1홀을 포함할 수 있다. 제1홀은 중공일 수 있다. 센서 기판(3)의 제1홀의 내부에는 이미지 센서(2)가 배치될 수 있다. 이미지 센서(2)는 센서 기판(3)의 제1홀에 수용될 수 있다. 센서 기판(3)의 제1홀의 일면에는 센서 베이스(10)가 배치될 수 있다.

센서 기판(3)은 이미지 센서(2)와 와이어로 연결되는 제1부분 및 센서 베이스(10)가 배치되는 제2부분을 포함할 수 있다. 센서 기판(3)은 센서 베이스(10)와 광축 방향으로 이격되어 배치되는 제1부분 및 센서 베이스(10)가 배치되는 제2부분을 포함할 수 있다. 센서 기판(3)은 1단에 배치되는 제1부분 및 2단에 배치되는 제2부분으로 이루어진 단차 구조로 형성될 수 있다. 센서 기판(3)은 계단형 구조로 형성될 수 있다. 센서 기판(3)의 제1부분은 제2부분보다 이미지 센서(2)와 인접하게 배치될 수 있다. 센서 기판(3)의 제1부분은 제2부분보다 이미지 센서(2)가 배치된 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

카메라 모듈은 센서 베이스(10)를 포함할 수 있다. 센서 베이스(10)는 센서 기판(3) 상에 배치될 수 있다. 센서 베이스(10)는 센서 기판(3)에 솔더링되어 결합될 수 있다. 센서 베이스(10)와 센서 기판(3) 사이에 솔더(4)가 배치될 수 있다. 센서 베이스(10)는 이미지 센서(2)와 대응하는 위치에 형성되는 제2홀을 포함할 수 있다. 센서 베이스(10)는 필터(5)가 배치되는 제2홀을 포함할 수 있다. 센서 베이스(10)의 상면은 리세스 구조로 형성될 수 있다. 센서 베이스(10)의 제2홀은 가장자리 영역 보다 함몰되어 형성될 수 있다.

도 2에서는 센서 베이스(10)의 일면에 필터(5)가 배치되어 측면에서 보았을 때 필터(5)가 보이는 것으로 도시하였으나, 센서 베이스(10)가 도 1과 같은 구조로 형성되는 경우 측면에서 필터(5)가 보이지 않을 수 있다.

센서 베이스(10)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 센서 베이스(10)는 높은 강성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

기존의 센서 베이스(10')는 사출된 구조물로 형성되므로 일정 두께 이하로 축소할 수 없었으며, 두께를 축소시킬수록 강성이 낮아져 휘어지는 문제가 발생하였다.

본 실시예에 따른 센서 베이스(10)는 기존의 강성을 유지하면서 두께를 축소시키기 위하여 금속 재질로 형성될 수 있다. 센서 베이스(10)는 높은 강성을 갖는 금속 재질로 형성되어 두께를 축소시키더라도 센서 베이스(10)가 휘어지는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 렌즈 접합면에서 이미지 센서 사이의 거리인 FBL(Flange Back Length)을 낮출 수 있어 렌즈 설계의 자유도 측면에서 유리할 수 있다. 또한, 센서 베이스의 두께가 축소되는 만큼 카메라 모듈의 전체 구조를 소형화할 수 있는 효과가 있다. 도 3을 참조하면 금속 재질로 형성된 센서 베이스(10)는 기존의 센서 베이스(10') 두께 대비 축소된 제1길이(g) 만큼 카메라 모듈의 구조를 소형화할 수 있다.

기존의 사출된 구조물의 센서 베이스(10')는 에폭시(6)로 센서 기판에 접착되지만, 본 실시예에 따라 금속 재질로 이루어지는 센서 베이스(10)는 센서 기판(3)에 솔더링되어 배치될 수 있다.

센서 베이스(10)는 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 이상 0.4 mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 필터(5)는 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 이상일 수 있으므로 센서 베이스(10)는 필터(5)의 최소 두께인 0.1 mm 이상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 센서 베이스(10)는 동일 강성을 갖고 사출로 제작되는 센서 베이스(10')의 두께보다 약 50% 축소될 수 있다.

카메라 모듈은 필터(5)를 포함할 수 있다. 필터(5)는 렌즈(7)와 이미지 센서(2) 사이에 배치될 수 있다. 필터(5)는 센서 베이스(10) 상에 배치될 수 있다. 도 3에서 필터(5)가 센서 베이스(10) 상에 배치된 것으로 도시되었으나 필터(5)는 센서 베이스(10)에 수용되도록 배치될 수도 있다. 이 경우 측면에서 바라볼 때 필터(5)는 보이지 않을 수 있다. 필터(5)는 렌즈(7)를 통과한 광에서 특정 주파수 대역의 광이 이미지 센서(2)로 입사하는 것을 차단할 수 있다. 필터(5)는 적외선 차단 필터를 포함할 수 있다. 필터(5)는 적외선이 이미지 센서(2)로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 필터(5)는 광축 방향을 기준으로 최소 0.1 mm 의 두께를 가질 수 있다. 또한 필터(5)는 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 내지 0.2 mm의 두께를 가질 수 있다.

기존 사출물로 제작된 센서 베이스의 경우, 이미지 센서를 플레이트 부재에 실장하고, 이미지 센서의 다이 본딩(Die Bonding) 및 와이어 본딩(Wire Bonding) 공정 후 센서 베이스와 필터가 결합된 센서 베이스 조립체를 센서 기판에 에폭시로 부착한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 방법의 흐름도이다. 본 실시예에서는 센서 베이스(10)가 금속 재질로 형성됨에 따라, 카메라 모듈의 제조 공정이 다음과 같을 수 있다. S11 단계에서 이미지 센서(2)를 플레이트 부재(1)에 실장하고, 센서 베이스(10)를 센서 기판(3)에 솔더링하고, S12 단계에서 이미지 센서(2)를 플레이트 부재(1)에 다이 본딩(Die Bonding)하고, S13 단계에서 이미지 센서(2)와 센서 기판(3)을 와이어 본딩(Wire Bonding)하고, S14 단계에서 센서 베이스(10)에 필터(5)를 배치할 수 있다.

10: 센서 베이스 1: 플레이트 부재
2: 이미지 센서 3: 센서 기판
4: 솔더 5: 필터
6: 에폭시

Claims (5)

1. 플레이트 부재;
   상기 플레이트 부재 상에 배치되고, 제1홀을 포함하는 센서 기판;
   상기 플레이트 부재 상에 배치되고, 상기 제1홀에 수용되는 이미지 센서;
   상기 센서 기판 상에 배치되고 제2홀을 포함하는 센서 베이스;
   상기 센서 베이스의 상기 제2홀에 배치되고 상기 이미지 센서와 대응되도록 배치되는 필터; 및
   상기 센서 베이스 및 상기 필터 상에 배치되는 렌즈를 포함하고,
   상기 센서 베이스는 상기 센서 기판에 솔더링되어 결합되고,
   상기 센서 베이스는 금속 소재로 이루어지는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서 베이스는 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 이상 0.4 mm 이하의 두께를 갖는 카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 필터는 상기 광축 방향을 기준으로 0.1 mm 이상 0.2 mm 이하의 두께를 갖는 카메라 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 필터는 상기 센서 베이스에 의해 상기 광축 방향과 수직하는 방향으로 둘러싸이는 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 센서 기판은 상기 이미지 센서와 와이어로 연결되는 제1부분 및 상기 센서 베이스가 배치되는 제2부분을 포함하고,
   상기 센서 기판의 상기 제1부분과 상기 제2부분은 단차 구조를 갖는 카메라 모듈.

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