KR100950918B1 - 카메라 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 종래 COF 방식의 카메라 모듈과 달리 이미지 센서와 IR 필터를 장착한 이미지 센서 모듈을 채용함으로써 이물불량을 개선함과 동시에 이미지 센서 모듈의 선 제작에 의하여 사용자의 요구에 즉각 대응할 수 있고, 리플로우 공정을 채용하여 공정을 간소화할 수 있으며, 카메라 모듈 불량 발생 시 재작업이 용이하면서, 제작 비용을 줄일 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은, 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합된 하우징; 상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈; 및 리플로우 공정에 의하여 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하고, 상기 이미지 센서 모듈은, 내측에 원통형으로 형성된 홈을 포함하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측의 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있는 하우징 고정용 홀을 포함하는 모듈용 연성인쇄회로기판; 상기 모듈용 연성인쇄회로기판에 형성된 상기 센서 장착부 하단부에 플립 칩 방식으로 실장되는 이미지 센서; 상기 모듈용 연성인쇄회로기판에 형성된 상기 센서 장착부 상단부에 장착되어 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 상기 홈을 밀봉하도록 구성된 IR 필터; 및 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 공정용 접합매체를 포함하여 이루어진다.

COF, IR 필터, 하우징, 무조정 렌즈, 패드

Description

카메라 모듈 및 이의 제조방법{CAMERA MODULE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 종래 COF 방식의 카메라 모듈과 달리 이미지 센서와 IR 필터를 장착한 이미지 센서 모듈을 채용함으로써 이물불량을 개선함과 동시에 이미지 센서 모듈의 선 제작에 의하여 사용자의 요구에 즉각 대응할 수 있고, 리플로우 공정을 채용하여 공정을 간소화할 수 있으며, 카메라 모듈 불량 발생 시 재작업이 용이하면서, 제작 비용을 줄일 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 기능이 구비된 다기능 멀티 기기로 사용되고 있고, 상기 휴대용 단말기의 다기능화를 이끌어 가기 위한 것 중에 대표적으로 카메라 모듈(camera module)을 들 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지 센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기 내의 메모리 상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기 내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

통상의 카메라 모듈은 대표적으로 COB(Chip On Board), COF(Chip On Flexible) 등의 방식으로 제작되고, 특히 본 발명은 COF 방식의 카메라 모듈의 문제점을 개선하기 위한 것인 바, 아래 도시된 도면을 참조하여 그 간략한 구조를 살펴 보기로 한다.

도 1은 종래 COF 방식의 카메라 모듈 조립 상태를 보인 조립 사시도이고, 도 2는 종래 COF 방식의 카메라 모듈을 일부 절단한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 카메라 모듈(1)은 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(3)가 저면에 지지되는 하우징(2)과, 상기 이미지 센서(3)에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군(4)과, 상기 렌즈군(4)이 내부에 다단 적층되는 배럴(5)의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.

이때, 상기 하우징(2)의 하부에는 CCD 또는 CMOS로 이루어진 이미지 센서(3)를 구동하기 위한 전기 부품인 콘덴서(condensor)와 저항(resistance)의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB, 6)이 전기적으로 결합된다.

이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈(1)은, 실장용 기판(6)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 기판(6)과 이미지 센서(3) 사이에 이방전도성필 름(ACF:Anisotropic Conductive Flim, 8)을 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터(7)를 부착한다.

또한, 다수의 렌즈군(4)이 내장된 배럴(5)과 하우징(2)이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와같이, 기 조립된 실장용 기판(6)이 하우징의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.

한편, 상기 이미지 센서(3)가 부착된 실장용 기판(6)과 배럴(5)이 결합된 하우징(2)의 접착 고정 후에 상기 배럴(5)의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈(1)의 초점 조정은 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군(4)과 이미지 센서(3)간의 초점 조정이 이루어지게 된다.

이때, 상기 피사체의 거리는 대략 50㎝에서 무한대의 거리를 두고 초점 조정이 이루어지게 되며, 최종적인 초점이 조정된 후에는 하우징(2)과 배럴(5) 사이에 접착제를 주입하여 초점이 맞춰진 상태로 접착 고정된다.

그러나, 상기 렌즈군(4)이 장착된 배럴(5)을 하우징(2)과 조립 후 이미지 센서(3)에 맺히는 상의 초점을 조정하기 위하여 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)을 좌, 우 회전시켜 수직 이송시킬 때, 상기 하우징(2)과 배럴(5)의 나사 결합 부위의 마찰에 의해 발생되는 파티클 등의 이물이 IR 필터(7) 또는 이미지 센서(3)의 상면으로 떨어져 상기 이미지 센서(3)의 수광 영역 상에 노출됨에 따른 이물 불량이 발생되는 단점이 있다.

또한, 하우징(2)과 배럴(5) 사이에서 발생되는 파티클은 하우징(2)의 상단부 에 장착된 배럴(5)을 회전시켜 초점 조정시, 하우징(2)이 좌, 우 흔들림에 따라 하우징(2)과 배럴(5)의 결합 부위에서 발생된 파티클이 IR 필터(7)의 상단부 또는 이미지 센서(3)의 수광 영역으로 유입될 수 밖에 없어 이미지 센서(3)를 통한 이미지 재현시의 결함으로 작용하게 되는 단점이 있다.

그리고, 상기 하우징(2)과 배럴(5)이 나사 결합됨에 따라 나선의 접촉면을 따라 배럴(5)을 회전시킬 때 배럴(5)에 형성된 나선 각도에 따라 렌즈의 기울어짐(tilt)이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

일단, 렌즈나 이미지 센서(3)에 이물이 발생하면, 이물 파티클을 간단히 제거할 수 없어서, 이물이 발생한 카메라 모듈(1)을 전체로 폐기하여야 하므로 고가의 렌즈나 이미지 센서(3)가 소모되는 단점이 있다.

또한, 기판(6)과 이미지 센서(3) 간의 접착력이 약해 출하후에도 수요자의 다양한 조작에 의해 화면무 또는 화면이상 불량 등의 발생이 빈번하였다.

또한, 근래에 들어서는 수요자의 요구가 하루가 다르게 변하기 때문에, 이에 즉각적으로 대응할 수 있도록 카메라 모듈을 공용화 표준화하여, 개발 샘플 제작일정을 단축해야 하는 필요성이 대두되고 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 이미지 센서와 IR 필터를 장착한 이미지 센서 모듈을 채용함으로써 이물불량을 개선함과 동시에 이미지 센서 모듈의 선 제작에 의하여 사용자의 요구에 즉각 대응할 수 있고, 리플로우 공정을 채용하여 공정을 간소화할 수 있으며, 카메라 모듈 불량 발생 시 재작업이 용이하면서, 제작 비용을 줄일 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합된 하우징; 상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈; 및 리플로우 공정에 의하여 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하고, 상기 이미지 센서 모듈은, 내측에 원통형으로 형성된 홈을 포함하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측의 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있는 하우징 고정용 홀을 포함하는 모듈용 연성인쇄회로기판; 상기 모듈용 연성인쇄회로기판에 형성된 상기 센서 장착부 하단부에 플립 칩 방식으로 실장되는 이미지 센서; 상기 모듈용 연성인쇄회로기판에 형성된 상기 센서 장착부 상단부에 장착되어 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 상기 홈을 밀봉하도록 구성된 IR 필터; 및 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상 기 메인 기판과의 리플로우 공정용 접합매체를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 하우징 하단부의 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 수동소자를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징은, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 연장되어 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 형성된 지지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원통형으로 형성된 홈의 저면에 에폭시로 형성된 이미지 센서 보호층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징은 리플로우 공정이 가능한 내열성 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 리플로우 접합용 접합매체는 솔더볼 또는 패드인 것이 바람직하다.

또한, 상기 이미지 센서 모듈 외측으로 상기 메인 기판 상에 이형부품을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 의하면, 무엇보다 이미지 센서와 IR 필터를 포함하는 이미지 센서 모듈을 사전제작함으로써 수요자의 다양한 요청에 즉각적인 대응이 가능하다. 또한, 사전 제작된 이미지 센서 모듈을 메인 기판과 접합할 때 리플로우 공정에 의하여 대량으로 장착할 수 있어 카메라 모듈의 제작 공정을 단순화하고, 제작 기간을 단축할 수 있다.

또한, 이미지 센서는 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 홈에 장착되고, 수동 소자는 상기 하우징 하단부의 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 채용함 으로써 이물 방생을 최소화할 수 있다.

또한, 종래 COF 방식에서는 이물 불량이 발생한 경우, 고가의 이미지 센서와 렌즈를 한꺼번에 폐기해야 하는 문제점이 있었으나, 이미지 센서 모듈을 사전 제작함으로써 이미지 센서가 렌즈와 분리되고, 특히 IR 필터가 이 후 진행되는 여러 공정 수행 중에 발생할 수 있는 여러 가지 이물질에 대하여 커버 글라스 역할을 하므로, 이미지 센서를 보호할 뿐만 아니라, 불측의 사정으로 이미지 센서 모듈이 오염된 경우라 하더라도 IR 필터만을 제거하고 고가의 이미지 센서를 재사용할 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면 렌즈가 포함된 하우징을 이미지 센서 모듈의 모듈용 연성인쇄회로기판의 하우징 고정용 홀에 무조정 방식으로 결합하여 초점 거리를 조정하게 된다. 즉, 종래의 COF 방식에 있어서의 초점 조정 과정 중 나사 조정에 의한 이물 중가의 문제점을 해결함으로써 카메라 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 카메라 모듈의 제조방법은, 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합된 하우징; 상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈; 및 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하고; 상기 제조방법은, 상기 이미지 센서 모듈을 구성하는 모듈용 연성인쇄회로기판의 내측에 원통형 홈을 형성하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있도록 하우징 고 정용 홀을 형성하고, 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체를 제공하는 단계; 상기 센서 장착부의 하단부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 고정하는 단계; 상기 센서 장착부의 상단부에 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 원통형 홈을 밀봉하도록 IR 필터를 장착하는 단계; 상기 원통형 홈의 저면을 에폭시로 충진하여 상기 이미지 센서 모듈을 완성하는 단계; 상기 완성된 이미지 센서 모듈을 리플로우 공정에 의하여 상기 메인 기판과 접합시키는 단계; 및 상기 메인 기판과 결합된 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하우징 고정용 홀에 상기 하우징을 무조정 방식으로 결합하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 에폭시로 충진하는 단계 이후에 상기 하우징 고정용 홀 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 수동 소자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 연장되어 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 형성된 지지부가 더 제공되는 것이 바람직하다.

더불어, 본 발명의 또 다른 카메라 모듈의 제조방법은, 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합된 리플로우 공정용 내열성 재질인 하우징, 상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈, 및 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하고, 상기 제조방법은: 상기 이미지 센서 모듈을 구성하는 모듈용 연성인쇄회로기판의 내측에 원통형 홈을 형성하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있도록 하우징 고정용 홀을 형성하고, 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체를 제공하는 단계; 상기 센서 장착부의 하단부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 고정하는 단계; 상기 센서 장착부의 상단부에 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 원통형 홈을 밀봉하도록 IR 필터를 장착하는 단계; 상기 원통형 홈의 저면을 에폭시로 충진하여 상기 이미지 센서 모듈을 완성하는 단계; 상기 완성된 이미지 센서 모듈의 상기 하우징 고정용 홀에 상기 하우징을 무조정 방식으로 결합하는 단계; 및 상기 하우징과 결합된 상기 모듈용 연성인쇄회로기판을 리플로우 공정에 의하여 상기 메인 기판과 접합시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 에폭시로 충진하는 단계 이후에 상기 하우징 고정용 홀 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 수동 소자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 연장되어 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 형성된 지지부가 더 제공되는 것이 바람직하다.

이에 의하여, 이미지 센서 모듈의 선제작으로 모듈 공용화, 표준화에 따라 샘플 제작일정을 단축할 수 있고, 메인 기판과 이미지 센서 모듈의 접합이 리플로우 공정을 이용하여 한 번의 공정으로 대량생산이 가능하게 되어 공정의 간소화 및 스루풋의 향상에 기여할 수 있다.

상기와 같은 과제 해결 수단을 통하여, 이미지 센서 모듈을 사전제작함으로써 모듈의 공용화·표준화에 기여하여 샘플 제작일정을 단축하여 수요자의 요구에 즉각 대응할 수 있고, 슬라이딩 방식의 채용으로 이물불량을 개선할 수 있다. 또한, 리플로우 공정을 채용하여 공정의 간소화 및 스루풋의 향상에 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명은 카메라 모듈의 불량 발생 시 재작업이 용이하고, 이미지 센서를 재 사용할 수 있어 제작 비용을 줄일 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조방법을 제공함으로써 카메라 모듈의 생산 비용 절감, 신뢰성 향상, 및 공용화· 표준화에 부응할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 아래의 도면을 참조한 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

카메라 모듈

제 1 실시예

먼저, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(30)의 단면도이다.

도 3에 도시된 이미지 센서 모듈(30)은 모듈용 연성인쇄회로기판(31), 이미지 센서(32), IR 필터(33), 및 패드(PAD, 34)로 구성된다.

우선, 모듈용 연성인쇄회로기판(31)에는 내측에 원통형으로 형성된 홈을 포함하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서(32)를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부(31b)가 제공된다. 이미지 센서(32)의 사이즈를 고려하여 윈도우 창을 사각 구조로 하여 청공이 형성될 수 있도록 돌출된 센서 장착부(31b)를 형성한다.

또한, 상기 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 원통형 외측의 내주면을 따라 하우징(42, 도 4 참조) 하단부가 고정될 수 있도록 하우징 고정용 홀(31a)이 형성된다. 이후 하우징(42)과의 결합 시 하우징 고정용 홀(31a)에 하우징(42)의 하단부에 형성된 보스 핀(42c)이 관통되어, 하우징(42)과 이미지 센서 모듈(30)을 결합시킬 수 있다.

모듈용 연성인쇄회로기판(31)은 RF PCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board)을 사용하여 원통형의 외측의 강성부는 메인 기판(41)과 하우징(42) 간의 지지부 역할을 할 수 있고, 내측의 연성부에는 홈이 형성될 수 있다.

상기 모듈용 연성인쇄회로기판(31)에 형성된 센서 장착부(31b) 하단부에서 플립 칩 방식으로 이미지 센서(32)와 모듈용 연성인쇄회로기판(31)을 결선한다.

상기 모듈용 연성인쇄회로기판(31)에 형성된 센서 장착부(31b) 상단부의 기판 내측 또는 외측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 홈을 밀봉하도록 IR 필터(33)가 장착된다. 예를 들어, UV-BOND와 같은 접착제로 IR 필터(33)를 모듈용 연성인쇄회로기판(31)에 고정시킨다.

IR 필터(33)는 이미지 센서(32)로 입사되는 과도한 적외선을 차단하는 역할 과 함께 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 원통형으로 형성된 홈의 상부 영역을 "밀봉"한다. 다시 말해, 제조방법에 관한 설명부에서 설명되겠으나, IR 필터(33)는 추후 진행될 여러 공정들을 거치는 동안에 발생할 수 있는 외부 오염원으로부터 이미지 센서 모듈(30) 내부의 이미지 센서(32)를 보호하는 커버 글라스의 역할도 겸하고 있는 것이다.

모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 원통형으로 형성된 홈의 저면에 에폭시로 형성된 이미지 센서 보호층(35)이 제공된다. 예를 들어, 이미지 센서(32)의 저면에 에폭시를 충진하여, 원통형으로 형성된 홈의 저면을 채운다. 이로 인하여, 플립 칩된 이미지 센서(32)가 떨어지는 종래의 COF 방식의 문제점을 개선할 수 있다.

또한, 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 하단부에는 리플로우 공정용 접합매체가 제공된다. 일반적으로 리플로우 공정용 접합매체로는 솔더볼 또는 패드(34)가 있다.

제 2 실시예

다음, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈(40)의 단면도이다.

본 실시예에서 제 1 실시예와 동일한 기술적 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 아울러 동일한 도면 부호를 기재하였다.

먼저, 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈(40)은 메인 기판(41), 하우징(42), 및 앞서 설명한 이미지 센서 모듈(30)로 구성된다.

우선, 제 1 실시예와 같이 사전 제작된 이미지 센서 모듈(30)을 메인 기 판(41) 위에 실장하여 리플로우 공정을 진행한다. 이 경우, 종래에 COF 방식은 카메라 모듈을 메인 기판에 접착하는 공정을 각각 개별적으로 진행하였다면, 본 발명에 의한 리플로우 공정은 사전 제작된 이미지 센서 모듈(30)과 메인 기판(41) 사이에 접합매체, 예를 들어 패드(34)로 인하여, 복수의 이미지 센서 모듈(30)을 한 번의 공정으로 메인 기판(41)에 접착할 수 있어 공정을 간소화할 수 있다.

하지만, 일반적인 리플로우 공정은 약 250℃의 고온에서 진행되기 때문에, PVC와 같은 플라스틱 소재의 하우징을 사용하는 종래 COF 방식의 카메라 모듈에 대하여는 리플로우 공정을 적용하기 어려웠다.

그러나, 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈(30)의 모듈용 연성인쇄회로기판(31)은 리플로우 공정이 가능하므로, 렌즈(42a)를 포함하는 플라스틱 소재의 하우징(42)을 설치하기 전에 사전 제작된 이미지 센서 모듈(30)만을 리플로우 공정으로 메인 기판(41)에 부착시킬 수 있게 된다.

이미지 센서 모듈(30)에 메인 기판(41)을 접합한 후, 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈(42a)가 순차적으로 고정 결합된 하우징(42)을 이미지 센서 모듈(30)의 하우징 고정용 홀(31b)에 장착한다. 이때, 상기 하우징(42)은 무조정 방식으로 삽입된다. 하우징(42) 하단부에 보스 핀(42c)에 의해 상기 하우징 고정용 홀(31a)을 관통한다.

일 실시예에서 하우징(42)은, 상기 하우징(42)의 내측 하단부로부터 연장되어 IR 필터(33)의 상단부에 안착되도록 형성된 지지부(42b)를 더 포함한다. 지지부(42b)의 형성 높이는 초점거리(즉, 렌즈 하단부에서 이미지 센서 상단부까지의 거리)를 조정할 수 있도록 설계한다. 즉, 지지부(42b)에 의하여 무조정 방식의 결합이 가능한 것이다.

이와 같은 지지부를 채용함으로써, 하우징(42)과 이미지 센서 모듈(30)간의 결합을 더욱 견고히 할 수 있고, 무엇보다도 하우징(42)을 결합할 때 별도의 높이 조정 과정 없이 하우징(42)을 모듈용 연성인쇄회로기판(31)에 삽입할 수 있다. 다시 말해, 원하는 초점거리를 미리 계산한 후 지지부(42b)의 높이를 결정하여, 별도의 높이 조정 없이 모듈용 기판(31) 상에 하우징(42)을 삽입할 수 있으므로, 이미지 센서 모듈와 하우징의 결합시 "기울어짐(tilting)"에 의한 화상 오차를 방지할 수 있다.

앞서 제 1 실시예에서 이미 설명한 점들 이외에, 종래의 COF 방식으로 제작되는 카메라 모듈은 렌즈 배렐과 하우징 간의 나사 결합 방식을 채용하였기에 초점거리를 조정하기 위해서 나사 조정이 필수적이었으며, 나사 조정 과정 중에 발생하는 이물 증가가 해결 과제 중 하나였다. 그러나, 본 실시예에서는 무조정 방식을 채용함으로써 이러한 이물 증가를 최소화할 수 있다.

한편, 내열성 소재의 하우징(42)을 채용하여 하우징(42)을 이미지 센서 모듈(30)에 결합한 후, 리플로우 공정을 통하여 메인 기판(41)에 장착할 수도 있다. 이 경우에는, 사전 제작된 하우징(42)이 결합된 이미지 센서 모듈(30)에 수요자의 요구에 따라 적절한 메인 기판(41)을 접합하면 카메라 모듈 제작을 완료할 수 있게 된다. 즉, 하우징(42)이 결합된 이미지 센서 모듈(30)을 사전 제작함으로써 수요자의 요구에 즉각적으로 대응할 수 있다. 또한, 메인 기판(41)을 하우징(42) 보다 먼 저 접합하는 경우보다 중간 단계의 모듈의 크기를 줄일 수 있는 장점도 갖는다.

결국, 본 실시예에 의하면, 이미지 센서 모듈(30)로 표준화·공용화된 모듈을 사전 제작하여, 사용자의 요구에 따라 메인 기판(41)을 자유롭게 장착할 수 있으므로 사용자의 요구에 즉각 대응할 수 있어 제작 기간을 단축할 수 있다.

또한, 상기 하우징(42) 하단부의 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판(31) 상에 수동소자(36)가 실장된다. 수동소자(36)로부터 이미지 센서(32)를 격리할 수 있는 구조이므로 수동소자(36)에 따른 플럭스 이물 등과 같은 불순물의 영항을 최소화할 수 있다.

또한, 완성된 이미지 센서 모듈(30) 외측으로 메인 기판(41) 상에 이형부품, 예를 들어 커넥터를 장착할 수 있다.

더불어, 종래의 카메라 모듈이 개개의 부품을 순차적으로 조립하였다면, 본 발명에서는 이미지 센서 모듈(30)을 사전 제작함으로써 공정을 단순화하고, 카메라 모듈 불량시 재 작업이 수월하며, 렌즈 또는 이미지 센서의 재 사용이 가능하도록 하였다.

카메라 모듈의 제조방법

제 3 실시예

본 발명의 일실시예에 따른 초점 무조정 타입의 카메라 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시예에서 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 기술적 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 아울러 동일한 도면 부호를 기재하였다.

본 실시예에 따른 초점 무조정 타입의 카메라 모듈은 하우징(42), 이미지 센서 모듈(30) 및 메인 기판(41)으로 구성된 카메라 모듈의 제조방법에 관한 것이다.

우선, 본 발명은 이미지 센서 모듈(30)을 제작하고 리플로우 공정을 이용하여 메인 기판(41)과 이미지 센서 모듈(30)을 접합한 후, 하우징(42)을 상기 이미지 센서 모듈(30)의 상단부에 장착하는 단계로 구성된다. 일반적인 리플로우 공정이 약 250℃의 고온에서 진행되기 때문에, PVC와 같은 플라스틱 소재의 하우징은 리플로우 공정 후에 이미지 센서 모듈(30)에 장착하는 것이다.

상기 이미지 센서 모듈(30)은 다음과 같은 단계를 거쳐 제조된다.

먼저, 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 내측에 원통형 홈을 형성하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부(31b)가 제공되고, 원통형 외측 내주면을 따라 상기 하우징(42) 하단부가 고정될 수 있도록 하우징 고정용 홀(31a)을 형성하고, 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체(34)를 제공한다(도 5a 참조). 또한, 하우징(42)의 보스 핀(42c)이 삽입될 수 있도록 하우징 고정용 홀(31a)을 형성한다.

이후, 센서 장착부(31b)의 하단부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 모듈용 연성인쇄회로기판(31)과 회로 결선하고(도 5b 참조), 센서 장착부(31b)의 상단부에 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 원통형 홈을 밀봉하도록 IR 필터(33)를 장착한다 (도 5c 참조). 예를 들어, UV BOND와 같은 접착제로 고정시킨다. 즉, IR 필터(33)는 적외선 차단뿐만 아니라, 이후 진행되는 여러 단계의 공정에서 발생할 수 있는 이물질로부터 이미지 센서(32)를 보호하는 커버 글라스 역할도 겸하는 것이다.

이후, 원통형 홈의 저면을 에폭시로 충진하여 상기 이미지 센서 모듈을 완성한다(도 5d 참조). 플립 칩 장착된 이미지 센서(32)의 약한 결합력으로 인하여 이미지 센서가 이탈되는 문제점을 에폭시 본딩으로 해결할 수 있다.

에폭시 본딩으로 밀봉하는 단계 이후에 하우징 고정용 홀(31a) 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판(31)의 상에 수동 소자(36)를 장착한다(도 5e 참조). 이미지 센서(32)와 격리되어 수동 소자(36)가 장착되므로, 수동 소자 장착에 따른 플러스와 같은 이물이 이미지 센서(32)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

상기 완성된 이미지 센서 모듈(30)을 리플로우 공정에 의하여 메인 기판(41)과 접합시킨다(도 5f 참조). 이때, 다수의 이미지 센서 모듈(30)들을 다수의 메인 기판(41)에 각각 접합시킬 수 있어 대량의 모듈이 한 번의 공정으로 접합되어 공정의 간소화에 기여할 수 있다. 또한, 이미지 센서 모듈(30)를 사전 제작하여 빠르게 변하는 수요자의 요구에 즉각 대처할 수 있어 제작 기간을 단축할 수 있다. 고객 사양에 맞춰 적절한 메인 기판(41)을 리플로우 공정을 통해 접합하여 대량 생산이 가능하기 때문이다.

이미지 센서 모듈(30)과 메인 기판(41)을 접합한 후, 하우징(42)을 상기 이미지 센서 모듈(30)의 하우징 고정용 홀(31b)에 무조정 방식으로 장착한다(도 5g 참조). 상기 하우징(42)에는 내측 하단부로부터 연장되어 상기 IR 필터(33)의 상단 부에 안착되도록 형성된 지지부(42b)가 더 제공되어 이미지 센서 모듈(30)과의 결합을 견고히 할 뿐만 아니라, 무조정 방식 장착을 가능하게 한다. 따라서, 종래의 나사결합 방식에서 나사 조정으로 인해 발생하는 이물 발생을 최소화 할 수 있다.

제 4 실시예

본 발명의 일실시예에 따른 또 다른 초점 무조정 타입의 카메라 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시예에서 제 1 실시예 내지 제 3 실시예와 동일한 기술적 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 아울러 동일한 도면 부호를 기재하였다.

먼저, 제 3 실시예와의 차이점은 사전 제작된 이미지 센서 모듈(30)에 하우징(42)을 장착한 후 최종 공정으로 메인 기판(41)을 리플로우 공정으로 접합하는 것이다.

본 실시예에 따른 초점 무조정 타입의 카메라 모듈의 제조방법은 우선 제 3 실시예와 같이 이미지 센서 모듈(30)을 사전 제작한다(도 5a 내지 도 5e는 도 6a 내지 도 6e와 동일함).

상기 완성된 이미지 센서 모듈(30)의 하우징 고정용 홀(31b)에 리플로우용 내열성 재질로 이루어진 하우징(42)을 무조정 방식으로 장착한다(도 6f 참조). 상기 하우징(42)에는 내측 하단부로부터 연장되어 상기 IR 필터(33)의 상단부에 안착되도록 형성된 지지부(42b)가 더 제공되어 이미지 센서 모듈(30)과의 결합을 견고히 할 뿐만 아니라, 무조정 방식 장착을 가능하게 한다. 따라서, 종래의 나사결합 방식에서 나사 조정으로 인해 발생하는 이물 발생을 최소화 할 수 있다.

또한, 내열성 재질의 하우징(42)을 사용함으로써, 하우징(42)이 결합된 이미지 센서 모듈(30)에 리플로우 공정을 이용하여 메인 기판(41)을 접합한다(도 6g 참조). 따라서, 제 3 실시예에서 설명한 리플로우 공정을 사용하는 장점 이외에, 메인 기판(31)의 접합이 최종 단계가 됨으로써 하우징(42) 결합된 이미지 센서 모듈(30)를 사전 제작하여 빠르게 변하는 수요자의 요구에 즉각 대처할 수 있어 제작 기간을 단축할 수 있다. 고객 사양에 맞춰 적절한 메인 기판(41)을 리플로우 공정을 통해 접합하여 대량 생산이 가능하기 때문이다. 또한, 메인 기판(41)을 먼저 접합하고 하우징(42)을 결합하는 방식보다 중간 모듈의 사이즈를 줄일 수 있는 장점도 함께 갖는다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 COF 방식의 종래 카메라 모듈 조립 상태를 보인 조립 사시도.

도 2는 종래 COF 방식의 카메라 모듈의 일부 절단한 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법의 모식도.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법의 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30. 이미지 센서 모듈 31. 모듈용 연성인쇄회로기판

31a. 하우징 고정용 홀 31b. 센서 장착부

32. 이미지 센서 33. IR 필터

34. 패드(PAD) 35. 이미지 센서 보호층

36. 수동소자 41. 메인 기판

42. 하우징 42a. 무조정 렌즈

42b. 지지부 42c. 보스 핀

43. 이형부품

Claims (13)

1. 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합되며, 내측 하단부로부터 지지부가 하부로 연장 형성된 하우징;

   상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈; 및

   리플로우 공정에 의하여 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하고,

   상기 이미지 센서 모듈은,

   내측에 원통형으로 형성된 홈을 포함하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측의 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있는 하우징 고정용 홀을 포함하는 모듈용 연성인쇄회로기판;

   상기 모듈용 연성인쇄회로기판에 형성된 상기 센서 장착부 하단부에 플립 칩 방식으로 실장되는 이미지 센서;

   상기 모듈용 연성인쇄회로기판에 형성된 상기 센서 장착부 상단부에 장착되어 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 상기 홈을 밀봉하도록 구성된 IR 필터; 및

   상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 공정용 접합매체를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징 하단부의 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 수동소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지부는, 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 원통형으로 형성된 홈의 저면에 에폭시로 형성된 이미지 센서 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징은 리플로우 공정이 가능한 내열성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 리플로우 접합용 접합매체는 솔더볼 또는 패드인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 이미지 센서 모듈 외측으로 상기 메인 기판 상에 이형부품을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
8. 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합된 하우징, 상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈, 및 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하는 초점 무조정 타입의 카메라 모듈의 제조방법에 있어서,

   상기 이미지 센서 모듈을 구성하는 모듈용 연성인쇄회로기판의 내측에 원통형 홈을 형성하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있도록 하우징 고정용 홀을 형성하고, 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체를 제공하는 단계;

   상기 센서 장착부의 하단부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 고정하는 단계;

   상기 센서 장착부의 상단부에 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 원통형 홈을 밀봉하도록 IR 필터를 장착하는 단계;

   상기 원통형 홈의 저면을 에폭시로 충진하여 상기 이미지 센서 모듈을 완성하는 단계;

   상기 완성된 이미지 센서 모듈을 리플로우 공정에 의하여 상기 메인 기판과 접합시키는 단계; 및

   상기 메인 기판과 결합된 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하우징 고정용 홀에 상기 하우징을 무조정 방식으로 결합하며, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 하부로 연장 형성된 지지부가 상기 IR 필터의 상단부에 안착되는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 에폭시 본딩으로 밀봉하는 단계 이후에 상기 하우징 고정용 홀 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 수동 소자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
10. 삭제
11. 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합된 리플로우 공정용 내열성 재질인 하우징, 상기 하우징의 하단부에 결합하도록 구성된 이미지 센서 모듈, 및 상기 이미지 센서 모듈의 하단부에 결합하도록 구성된 메인 기판을 포함하는 초점 무조정 타입의 카메라 모듈의 제조방법에 있어서,

    상기 이미지 센서 모듈을 구성하는 모듈용 연성인쇄회로기판의 내측에 원통형 홈을 형성하되, 상기 홈의 중간부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 실장할 수 있도록 돌출된 센서 장착부가 제공되고, 원통형 외측 내주면을 따라 상기 하우징 하단부가 고정될 수 있도록 하우징 고정용 홀을 형성하고, 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체를 제공하는 단계;

    상기 센서 장착부의 하단부에 이미지 센서를 플립 칩 방식으로 고정하는 단계;

    상기 센서 장착부의 상단부에 상기 모듈용 연성인쇄회로기판의 원통형 홈을 밀봉하도록 IR 필터를 장착하는 단계;

    상기 원통형 홈의 저면을 에폭시로 충진하여 밀봉하여 상기 이미지 센서 모듈을 완성하는 단계;

    상기 완성된 이미지 센서 모듈의 상기 하우징 고정용 홀에 상기 하우징을 무조정 방식으로 결합하며, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 하부로 연장 형성된 지지부가 상기 IR 필터의 상단부에 안착되는 단계; 및

    상기 하우징과 결합된 상기 모듈용 연성인쇄회로기판을 리플로우 공정에 의하여 상기 메인 기판과 접합시키는 단계;

    를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 에폭시 본딩으로 밀봉하는 단계 이후에 상기 하우징 고정용 홀 내측으로 상기 모듈용 연성인쇄회로기판 상에 수동 소자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조방법.
13. 삭제

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