KR100956380B1 - 카메라 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 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, 상단부 내측에 원통형으로 형성된 상부 캐비티, 하단부 내측에 원통형으로 형성된 하부 캐비티, 상기 상부 캐비티를 IR 필터에 의하여 밀봉하도록 구성된 필터 안착부, 및 상기 하우징 하단부와의 결합시 슬라이딩 방식으로 미세 초점 조정을 가능하게 하도록 상단부에 형성된 하우징 안착부를 포함하는 모듈용 기판; 상기 모듈용 기판에 형성된 상기 필터 안착부에 장착되도록 구성된 IR 필터; 상기 모듈용 기판에 형성된 상기 상부 캐비티 상에 와이어 본딩 고정된 이미지 센서; 및 상기 모듈용 기판의 하단부 상에 상기 메인 기판과의 리플로우 공정을 위한 패드를 포함하여 이루어진다.
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 COB 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 구 현으로 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 COB 방식의 카메라 모듈의 문제점을 개선하기 위한 것인 바, 아래 도시된 도면을 참조하여 그 간략한 구조를 살펴 보기로 한다.
도 1 및 도 2는 COB 방식으로 제작되는 카메라 모듈이 도시된 도면으로, 도 1은 종래 COB 방식의 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 단면도이고, 도 2는 종래 COB 방식의 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
종래 카메라 모듈(10)은 CCD나 CMOS의 이미지 센서(12)가 와이어 본딩 방식에 의해서 장착된 프린트 기판(11)이 플라스틱 재질의 하우징(13) 하단부에 결합되고 상기 하우징(13) 상단부로 연장 형성된 경통부(13a)의 하단부로, 원통형 몸체(14a)가 연장된 렌즈 배럴(14)이 결합됨에 의해서 제작된다.
상기 카메라 모듈(10)은 경통부(13a) 내주면에 형성된 암나사부(13b)와 원통형 몸체(14a)의 외주면에 형성된 숫나사부(14b)의 나사 결합으로 하우징(13)과 렌즈 배럴(14)이 상호 결합된다.
이때, 렌즈 배럴(14)의 내부에 장착된 렌즈(14c)와 상기 프린트 기판(11)의 상단부에 부착된 이미지 센서(12) 사이에는 IR 필터(15)가 결합됨으로써, 이미지 센서(12)로 입사되는 과도한 장파장의 적외선을 차단시키게 된다.
상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈(14c)를 통과하면서 상이 반전되어 이미지 센서(12)의 표면에 초점을 맞추게 되는데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징(13) 상단부에 체결된 렌즈 배럴(14)을 회전시키면서 최적의 초점이 맞춰진 지점에서 하우징(13)의 경통부(13a)와 렌즈 배럴(14)의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징(13)과 렌즈 배럴(14)을 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.
이와 같은 COB 타입의 카메라 모듈 조립 방식은 공통적으로 하우징(13)의 상단부 개구부를 통해 렌즈 배럴(14)이 삽입되어 각 부재의 내, 외주면에 형성된 암, 수나사부(13b, 14b)를 이용한 나사 결합으로 밀착 결합되고, 상기 하우징(13) 상단부에서 렌즈 배럴(14)의 회전에 의한 높이 조정에 의해서 상기 렌즈 배럴(14) 내의 렌즈(14c)와, 기판(11)에 실장된 이미지 센서(12) 간의 초점 조정이 이루어진다.
한편, 전술한 조립 방식으로 제작되는 종래의 카메라 모듈은 상기 하우징(13)과 렌즈 배럴(14)이 수직 결합될 때 암, 수 나사부(13b, 14b)가 틀어진 각도로 맞물리게 되면 나사산이 뭉개지거나 암, 수 나사부(13b, 14b)의 마찰에 의해 그 결합 부위가 마모되면서 미세한 파티클이 발생됨에 따른 이물 불량이 발생하는 등 조립성이 현저히 떨어지게 되는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 하우징(13)과 렌즈 배럴(14) 사이에서 발생되는 파티클은 하우징(13) 의 상단부에 장착된 렌즈 배럴(14)을 회전시켜 초점 조정시, 하우징(13)이 좌, 우 흔들림에 따라 하우징(13)과 렌즈 배럴(14)의 결합 부위에서 발생된 파티클이 IR 필터(15)의 상단부 또는 이미지 센서(12)의 수광 영역으로 유입될 수 밖에 없어 이미지 센서(12)를 통한 이미지 재현시의 결함으로 작용하게 되는 단점이 있다.
그리고, 상기 하우징(13)과 렌즈 배럴(14)이 나사 결합됨에 따라 나선의 접촉면을 따라 렌즈 배럴(14)을 회전시킬 때 렌즈 배럴(14)에 형성된 나선 각도에 따라 렌즈의 기울어짐(tilt)이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
일단, 렌즈(14c)나 이미지 센서(12)에 이물이 발생하면, 이물 파티클을 간단히 제거할 수 없어서, 이물이 발생한 카메라 모듈(10)을 전체로 폐기하여야 하므로 고가의 렌즈(14c)나 이미지 센서(12)가 소모되는 단점이 있다.
또한, 이미지 센서(12)를 프린트 기판(11) 상에 와이어 본딩한 후 IR 필터(15)가 결합된 하우징(13)을 상기 프린트 기판(11) 상에 에폭시 장착하기 때문에 유동성 이물이 하우징(13) 내부, 특히 이미지 센서(12)의 상단부으로 떨어져 화면이물 불량 발생 빈도가 높다. 더불어, 이미지 센서(12) 주변에 수동 소자(도1에 도시되지 않음)를 장착함으로써 플럭스(flux)나 기타 이물 발생이 빈번하다.
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, 본 발명의 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, 상단부 내측에 원통형으로 형성된 상부 캐비티와 하단부 내측에 원통형으로 형성된 하부 캐비티; 상기 상부 캐비티를 IR 필터에 의하여 밀봉하도록 구성된 필터 안착부; 및 상기 하우징 하단부와의 결합시 슬라이딩 방식으로 미세 초점 조정을 가능하게 하도록 상단부에 형성된 하우징 안착부를 포함하는 모듈용 기판; 상기 모듈용 기판에 형성된 상기 필터 안착부에 장착되도록 구성된 IR 필터; 상기 모듈용 기판에 형성된 상기 상부 캐비티 상에 와이어 본딩 고정된 이미지 센 서; 및 상기 모듈용 기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 공정을 위한 패드를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 모듈용 기판은 리플로우 공정이 가능한 재질, 특히 세라믹 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 모듈용 기판에 형성된 하부 캐비티에 수동 소자를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징은, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 연장되어 상기 이미지 센서 모듈의 상단부에 접촉하도록 형성된 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부는 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 연장되는 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 센서와 수동 소자를 격리하여 장착되는 상부 캐비티와 하부 캐비티를 포함하는 모듈용 기판을 채용함으로써 이물 방생을 최소화할 수 있다.
또한, 종래 COB 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 하므 로, 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 메인 기판과 하우징을 이미지 센서 모듈을 매개체로 하여 슬라이딩 방식으로 초점 거리를 조정하게 된다. 즉, 종래의 COB 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 기판의 상단부와 하단부의 내측으로 원통형의 상부 캐비티와 하부 캐비티를 형성하고, 상기 모듈용 기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체 제공하는 단계; 상기 모듈용 기판의 상기 상부 캐비티에 이미지센서를 와이어 본딩 고정하는 단계; 상기 모듈용 기판 상에 상기 상부 캐비티를 밀봉하도록 IR 필터를 장착하여 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 기판의 상단부에 형성된 하우징 안착부에 상기 하우징을 슬라이딩시키면서 결합하여 미세 초점 조정을 수행하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 이미지 센서를 와이어 본딩 고정하는 단계 이전에 상기 모듈용 기판의 상기 하부 캐비티에 수동 소자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 연장되어 상기 이미지 센서 모듈의 상단부에 접촉하도록 형성된 지지부가 더 제공되며, 상기 지지부는 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 제공되는 것이 더 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 기판(31), 이미지 센서(32), IR 필터(33), 패드(PAD, 34) 및 수동소자(35)로 구성된다.
우선, 모듈용 기판(31)에는 상부 캐비티(31a), 하부 캐비티(31b), 하우징 안착부(31c), 및 필터 안착부(31d)가 형성된다. 이를 위하여 모듈용 기판(31)은 세라믹 기판을 사용한다. 일반 PCB는 홈을 형성하기 어려운 단점이 있고, 또한 세라믹 기판을 사용하여 리플로우 공정의 높은 열도 견딜 수 있다.
상부 캐비티(31a)는 모듈용 기판(31)의 상단부 내측으로 원통형으로 구성되고, 이에 대응하는 하부 캐비티(31b)는 모듈용 기판(31b)의 하단부 내측으로 원통형으로 구성된다.
하우징 안착부(31c)는 이후 하우징(42, 도 4 참조)이 안착되도록 모듈용 기 판(31)의 상단부에 형성되고, 또한 상부 캐비티(31a)를 밀봉하는 IR 필터(33)를 장착할 수 있도록 모듈용 기판(31)의 상단부와 상부 캐비티(31a)의 경계 영역에 단차형의 필터 안착부(31d)가 형성된다. 상기 필터 안착부(31d)의 형성 깊이는 IR 필터(33)의 두께에 대응된다.
또한, 모듈용 기판(31)의 하단부에는 리플로우 공정용 접합매체로 패드(34)가 제공된다. 일반적으로 리플로우 공정용 접합매체로는 솔더볼 또는 패드가 있다. 솔더볼은 그 자체의 높이로 인하여 전체 모듈 높이를 증가시키므로, 본 실시예에서는 접합매체로 패드(34)를 사용한다.
모듈용 기판(31)의 상부 캐비티(31a)에 이미지 센서(32)가 실장되고 와이어 본딩고정된다. 하부 캐비티(31b)에는 수동 소자(35), 예를 들어 인덕턴스, 캐패시턴스, 레지스턴스 등을 실장한다. 이미지 센서(32) 주위에 수동 소자를 실장하면 플럭스(flux) 성분 이물이 이미지 센서(32)에 영향을 미치므로, 수동 소자(35)를 이미지 센서(32) 주변에 실장하지 않고, 하부 캐비티(31b)로 격리시킴으로써 이물 발생을 최소화하여 이미지 센서(32)를 보호할 수 있다.
또한, 필터 안착부(31d)에 IR 필터(33)가 장착된다. 예를 들어, UV-BOND와 같은 접착제로 IR 필터(33)를 모듈용 기판(31)에 고정시킨다. IR 필터(33)는 이미지 센서(32)로 입사되는 과도한 적외선을 차단하는 역할과 함께 이미지 센서 모듈(30)의 상부 캐비티(31a)를 "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 보호하 는 커버 글라스의 역할도 겸하고 있는 것이다.
종래에는 이미지 센서 자체의 커버 글라스와 IR 필터가 이중으로 장착됨에 따라 광 굴절률에 악영향을 주어 광특성이 저하되는 단점이 있었으나, 본 발명에서는 IR 필터(33)가 커버 글라스의 역할도 겸하고 있어 이러함 문제점을 해결할 수 있다. 광특성 저하 방지와 더불어, 모듈에 사용되는 부품을 줄여, 모듈의 제작 비용을 절감하는 효과와 함께 모듈 전체 사이즈를 줄일 수 있는 장점도 갖는다.
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 같은 이미지 센서 모듈(30)을 메인 기판(41) 위에 실장하여 리플로우 공정을 진행한다.
종래에 COB 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 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 COB 방식의 카메라 모듈에 대하여는 리플로우 공정을 적용하기 어려웠다.
그러나, 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈(30)의 모듈용 기판(31)은 리플로우 공정이 가능한 세라믹 기판이므로, 렌즈(42a)를 포함하는 하우징(42)을 설치하기 전에 사전 제작된 이미지 센서 모듈(30)만을 리플로우 공정으로 메인 기판(41)에 부착시킬 수 있게 된다.
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.
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.
한편, 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 상단부에 장착한다. 이때, 상기 하우징(42)은 모듈용 기판(31)의 하우징 안착부(31c)에 슬라이드 방식으로 상하조정되면서 삽입된다. 따라서, 하우징 안착부(31c)의 형성 깊이는 초점거리(즉, 렌즈 하단부에서 이미지 센서 상단부까지의 거리)를 조정할 수 있도록 설계한다.
앞서 제 1 실시예에서 이미 설명한 점들 이외에, 종래의 COB 방식으로 제작 되는 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 슬라이드 방식을 채용함으로써 이러한 이물 증가를 최소화할 수 있다.
제 3 실시예
다음, 도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 카메라 모듈(50)의 단면도이다.
본 실시예에서 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 기술적 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 아울러 동일한 도면 부호를 기재하였다.
하우징(42)은 내측 하단부로부터 연장되어 상기 이미지 센서 모듈의 상단부에 접촉하도록 형성된 지지부를 더 포함한다. 즉, 하우징의 하단부 내측에 원통형의 지지부를 더 포함하다. 특히, 일 실시예에서 지지부(42b)는 IR 필터(33)의 상단부에 안착될 수 있다.
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 기판(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.
카메라 모듈의 제조방법
본 발명의 일실시예에 따른 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.
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.
우선, 이미지 센서 모듈(30)의 기본 골격을 이루는 모듈용 기판(31)에 상부 캐비티(31a), 하부 캐비티(31b), 하우징 안착부(31c), 및 필터 안착부(31d)가 형성된다(도 6a 참조). 이를 위하여 모듈용 기판(31)은 세라믹 기판을 사용한다. 일반 PCB는 홈을 형성하기 어려운 단점이 있고, 또한 세라믹 기판을 사용하여 리플로우 공정의 높은 열도 견딜 수 있기 때문이다.
상부 캐비티(31a)는 모듈용 기판(31)의 상단부 내측으로 원통형으로 구성되고, 이에 대응하는 하부 캐비티(31b)는 모듈용 기판(31b)의 하단부 내측으로 원통 형으로 구성된다.
하우징 안착부(31c)는 하우징(42)이 안착되도록 모듈용 기판(31)의 상단부에 형성되고, 또한 상부 캐비티(31a)를 밀봉할 수 있도록 모듈용 기판(31)의 상단부와 상부 캐비티(31a)의 경계 영역에 단차형의 필터 안착부(31d)가 형성된다. 상기 필터 안착부(31d)의 형성 깊이는 IR 필터(33)의 두께에 대응된다.
또한, 모듈용 기판(31)의 하단부에는 리플로우 공정용 접합매체로 패드가 제공된다(도 6b 참조).하부 캐비티(31b)에는 수동 소자(35), 예를 들어 인덕턴스, 캐패시턴스, 레지스턴스 등을 실장한다(도 6c 참조). 모듈용 기판(31)의 상부 캐비티(31a)에 이미지 센서(32)가 실장되고 와이어 본딩고정된다(도 6d 참조). 이미지 센서(32) 주위에 수동 소자를 실장하면 플럭스(flux) 성분 이물이 이미지 센서(32)에 영향을 미치므로, 수동 소자(35)를 이미지 센서(32) 주변에 실장하지 않고, 하부 캐비티(31b)로 격리시킴으로써 이물 발생을 최소화하여 이미지 센서(32)를 보호할 수 있다.
상기 필터 안착부(31c)에 IR 필터(33)를 장착한다(도 6e 참조). 이때 UV BOND와 같은 접착제를 사용할 수 있다. 상부 캐비티(31a)의 상단부를 IR 필터(33)로 밀봉함으로써 이미지 센서 모듈(30)이 이후 수행될 다수의 공정에서 발생할 수 있는 이물에 대하여 고가의 이미지 센서(32)를 보호하는 커버 글라스 역할을 할 수 있다.
이렇게 완성된 이미지 센서 모듈(30)를 리플로우 공정에 의하여 메인 기판(41)과 접합시킨다(도 6f 참조). 이때, 다수의 이미지 센서 모듈들을 다수의 메 인 기판에 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 안착부(31c)에 슬라이딩 방식으로 장착한다(도 6g 참조). 슬라이딩 방식을 채용하여 하우징(42)을 이미지 센서 모듈(30)의 하우징 안착부(31c)로 천천히 슬라이딩시키면서 결합하여 미세 초점 조정을 수행한다. 따라서, 종래의 나사결합 방식에서 나사 조정으로 인해 발생하는 이물 발생을 최소화 할 수 있다.
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 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 COB 방식의 종래 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 2는 종래 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이미지 센서 모듈의 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도.
도 5은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법의 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
30. 이미지 센서 모듈 31. 모듈용 기판
31a. 상부 캐비티 31b. 하부 캐비티
31c. 하우징 안착부 31d. 필터 안착부
32. 이미지 센서 33. IR 필터
34. 패드(PAD) 35. 수동소자
41. 메인 기판 42. 하우징
42a. 무조정 렌즈 42b. 지지부

Claims (10)

  1. 내부에 초점 무조정 타입의 하나 이상의 렌즈가 순차적으로 고정 결합되며, 내측 하단부로부터 지지부가 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,
    상단부 내측에 원통형으로 형성된 상부 캐비티; 하단부 내측에 원통형으로 형성되어 수동 소자가 장착되는 하부 캐비티; 상기 상부 캐비티를 IR 필터에 의하여 밀봉하도록 구성된 필터 안착부; 및 상기 하우징 하단부와의 결합시 슬라이딩 방식으로 미세 초점 조정을 가능하게 하도록 상단부에 형성된 하우징 안착부;를 포함하는 모듈용 기판;
    상기 모듈용 기판에 형성된 상기 필터 안착부에 장착되도록 구성된 IR 필터;
    상기 모듈용 기판에 형성된 상기 상부 캐비티 상에 와이어 본딩 고정된 이미지 센서; 및
    상기 모듈용 기판의 하단부 상에 상기 메인 기판과의 리플로우 공정을 위한 패드를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈용 기판은 리플로우 공정이 가능한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리플로우 공정이 가능한 재질은 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  7. 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 기판의 상단부와 하단부의 내측으로 원통형의 상부 캐비티와 하부 캐비티를 형성하고, 상기 모듈용 기판의 하단부에 상기 메인 기판과의 리플로우 접합을 위한 접합매체 제공하는 단계;
    상기 모듈용 기판의 상기 하부 캐비티에 수동 소자를 장착하는 단계;
    상기 모듈용 기판의 상기 상부 캐비티에 이미지센서를 와이어 본딩 고정하는 단계;
    상기 모듈용 기판 상에 상기 상부 캐비티를 밀봉하도록 IR 필터를 장착하여 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 기판의 상단부에 형성된 하우징 안착부에 상기 하우징을 슬라이딩시키면서 결합하며, 상기 하우징의 내측 하단부로부터 연장된 지지부가 상기 IR 필터의 상단부에 안착되도록 하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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