KR101055535B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴, 상기 렌즈베럴이 그 내부에 결합되는 하우징, 및 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기 신호로 변환하기 위한 이미지센서가 중앙부에 실장되고, 상기 이미지센서와 와이어 본딩방식에 의해 연결된 수동소자가 테두리부에 실장된 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하며, 수동소자를 이미지센서와 직접 와이어본딩 연결함으로써 공간활용성을 증대시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

이미지센서, 하우징, 회로기판, 와이어, 수동소자, 패드부

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재, 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등의 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨브전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있으며, 소형(compact)으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있다.

최근 휴대용 단말기의 슬림화에 따라 카메라 모듈 또한 소형화가 요구되고 있으며, 화소수를 저하시키지 않은 상태에서 카메라 모듈의 전체적은 크기를 줄이기 위한 노력이 계속되고 있다.

이러한 카메라 모듈에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 렌즈를 통해 입사되는 사물의 이미지를 집광시켜 메모리상의 데이터로 저장하는 CCD나 CMOS 등의 이미지센서(140)가 회로기판(150)에 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 실장된다. 구체적으로, 회로기판(150)의 중앙부에 실장되는 이미지센서(140)의 센서 패드부(144)는 회로기판(150)의 테두리 영역에 구비되는 기판 패드부(152)에 와이어(W)에 의해 연결된다.

최근에는 카메라 모듈의 고기능화, 소형화에 따라 이미지센서 또한 고기능화, 소형화되고 있으며, 이에 따라 이미지센서에 형성되는 센서 패드부의 개수도 증가하고 그 사이즈도 감소되고 있는 실정이다. 이에 대응하기 위해, 도 2에 도시한 바와 같이, 와이어(W)에 의해 센서 패드부(144)에 연결되는 회로기판(150)의 기판 패드부(152)는 다열 구조(예를 들어, 더블 패드 구조)를 갖게 되었다. 특히, 센서 패드부(144)가 이미지센서(140)의 양쪽으로 형성된 경우에는 공간적 제약을 극복하기 위해 필연적으로 기판 패드부(152)의 다열 구조가 요구되었다.

한편, 이미지센서(140) 일측의 회로기판(150)에는 카메라 구동시 발생되는 노이즈 등을 제거하기 위한 MLCC와 같은 수동소자(160)가 솔더링 실장되는데, 종래에는 회로기판(150)의 테두리 영역에 수동소자 실장용 패드부(154)를 별도로 형성하고, 수동소자 실장용 패드부(154)에 수동소자(160)를 실장하였다.

그러나, 기판 패드부(152)가 다열 구조로 되어 감에 따라 회로기판(150)의 테두리 영역에 별도의 수동소자 실장용 패드부(154)를 형성하는데에 충분한 공간이 확보되지 않는 문제점이 있었다. 특히, 회로기판(150)의 테두리 영역에 기판 패드부(152)가 밀집되어 있는 경우 수동소자 실장용 패드부(154)의 형성이 불가능하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수동소자를 이미지센서와 직접 와이어 본딩 연결함으로써 공간활용성을 증대시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈은, 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴, 상기 렌즈베럴이 그 내부에 결합되는 하우징, 및 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기 신호로 변환하기 위한 이미지센서가 중앙부에 실장되고, 상기 이미지센서와 와이어 본딩방식에 의해 연결된 수동소자가 테두리부에 실장된 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 기판 패드부는 다열 구조를 가지며, 상기 수동소자는 상기 이미지센서에 인접한 기판 패드부 사이에 실장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회로기판은 상기 수동소자가 수용되는 캐비티를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기판 패드부는 다열 구조를 가지며, 상기 캐비티는 상기 이미지센서에 인접한 기판 패드부 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캐비티는 상기 수동소자보다 작은 두께를 갖되, 실장된 상기 수동소자가 상기 이미지센서의 인접한 높이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 수동소자를 이미지센서와 직접 와이어본딩 연결함으로써 별도의 수동소자 실장용 패드부의 형성이 필요없기 때문에, 카메라 모듈의 공간활용성을 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 회로기판에 캐비티를 형성하고, 이 캐비티 내에 수동소자를 실장함으로써 와이어의 루프를 길고 높게 형성할 필요가 없어 재료비를 절감할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 긴 와이어를 채용함으로써 발생할 수 있는 여결불량을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공 지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 회로기판과 이미지센서의 실장상태를 나타내는 사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈베럴(110), 하우징(120), 및 회로기판(150)을 포함하여 구성되며, 회로기판(150)에 실장되는 수동소자(160)가 이미지센서(140)와 직접 와이어(W)에 본딩연결되어 공간효율을 증대시키는 구조를 제공하는 것을 특징으로 한다.

렌즈베럴(110)은 렌즈를 통해 입사되는 외부의 이미지를 카메라 모듈(100)의 내부로 모아주기 위한 것으로서, 적어도 하나의 렌즈가 광축을 따라 배열되도록 일정크기의 내부공간을 갖는 중공 원통형의 렌즈 수용체로 구성된다.

여기서, 렌즈베럴(110)은 그 내부에 배치되는 복수의 렌즈 사이에 일정크기의 간격을 유지할 수 있도록 스페이서(미도시)를 구비한다.

또한, 렌즈베럴(110)은, 예를 들어 그 외주면에 숫나사부가 형성되어 상부 하우징(120)에 나사결합되며, 렌즈베럴(110)의 포커싱 작업이 완료된 후, 별도의 접착수단에 의해 렌즈에 고정되게 결합될 수 있다.

또한, 렌즈베럴(110)의 상부단에는 광축을 따라 배열되도록 수용된 렌즈를 고정할 수 있도록 캡(112)이 구비되어 있으며, 캡(112)의 전면 중앙에는 렌즈의 중심과 일치하는 일정크기의 입사공(114)이 관통형성된다.

하우징(120)은 렌즈베럴(110)를 지지하는 어셈블리 수용체로서, 전체적으로 정사각 박스형태를 가지며 몸체 중앙에 내부공(122)이 관통 형성되고, 이 내부공(122)에 렌즈베럴(110)이 수용되며 회로기판(150)에 접착제 등을 이용하여 부착된다.

이때, 하우징(120)의 내부공(122)에는 단턱부(124)가 구비되며, 상기 단턱부(124)는 렌즈베럴(110)의 하강시 그 하부단과 접하여 하부 이탈을 방지하는 스토퍼(stopper) 역할을 수행하게 된다.

또한, 단턱부(124)의 하부면에는 렌즈베럴(110)를 통해 입사되는 광에 포함된 적외선을 필터링하거나 렌즈베럴(110)로부터 분리된 이물이 이미지센서(150) 측으로 낙하되는 것을 방지하기 위한 IR 필터(130)가 장착된다. 또한, IR 필터(130)는 렌즈베럴(110)에 내장된 다수개의 렌즈들과 이미지센서(150)와 동축상에 배치되는 것이 바람직하다.

회로기판(140)은 그 상면에 전기적으로 연결된 이미지센서(150)에서 발생하는 전기 신호를 카메라폰, PDA 또는 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기로 전달하기 위한 것으로, 상면의 테두리부에는 소정의 인쇄회로기판의 제작 공정에 의하여 형성된 기판 패드부(142)가 구비된다.

여기서, 이미지센서(150)는 렌즈베럴(110)를 통해 전달되는 외부 사물의 이미지를 전기 신호로 변환하기 위한 것으로, 상면 중앙부에 결상영역(154)을 구비하고 테두리 영역에 센서 패드부(144)를 구비한다. 이러한 이미지센서(140)는 접착제 등을 이용하여 회로기판(150)의 상면 중앙부에 부착된다.

이때, 기판 패드부(152)는 센서 패드부(144)와 와이어(W)에 의해 연결되는데, 센서 패드부(144)와 대응되어 연결될 수 있도록 다열 구조를 가진다.

한편, 회로기판(150)의 테두리 영역에는 카메라 구동시 발생하는 노이즈 등을 제거하기 위한 MLCC와 같은 수동소자(160)가 실장되는데, 본 실시예에서는 이미지센서(140)의 센서 패드부(144)와 수동소자(160)의 단자부가 와이어(W)에 의해 직접 연결된다. 이와 같이, 연결구조를 채용함으로써 종래와 같이 기판 패드부(152)의 외측에 수동소자 실장용 패드부를 별도로 형성할 필요가 없어 공간활용성을 증대시킬 수 있게 된다. 이때, 수동소자(160)는 와이어(W)의 길이 증대로 인한 재료비 상승 및 연결불량성을 최소화하기 위해 이미지센서(140)에 인접하게 형성된 기판 패드부(152) 사이에 실장되는 것이 바람직하다.

도 6은 도 3에 도시된 카메라 모듈의 회로기판과 이미지센서의 실장상태의 변형예를 나타내는 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예는 수동소자(160)의 두께로 인해 와이어(W)의 루프 증가를 최소화할 수 있도록 회로기판(150)에 수동소자 실장용 캐비티(156)가 형성된 것을 특징으로 한다. 이를 제외하고, 다른 구성요소는 이전 실시예와 동일하므로 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이때, 캐비티(156)는 와이어(W)의 길이 증대로 인한 재료비 상승 및 연결불량성을 최소화하기 위해 이미지센서(140)에 인접하게 형성된 기판 패드부(152) 사이에 실장되는 것이 바람직하며, 캐비티(156)의 깊이는 상기 수동소자(160)의 두께보다 작게 형성되어 실장되는 것이 바람직하다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 종래기술 1에 따른 회로기판과 이미지센서의 실장상태를 나타내는 사시도이다.

도 2는 종래기술 2에 따른 회로기판과 이미지센서의 실장상태를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 회로기판과 이미지센서의 실장상태를 나타내는 사시도이다.

도 6은 도 3에 도시된 카메라 모듈의 회로기판과 이미지센서의 실장상태의 변형예를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 카메라 모듈 110 : 렌즈베럴

120 : 하우징 124 : 단턱부

130 : IR 필터 140 : 이미지센서

144 : 센서 패드부 150 : 회로기판

152 : 기판 패드부 156 : 캐비티

160 : 수동소자

Claims (5)

1. 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴;

   상기 렌즈베럴이 그 내부에 결합되는 하우징; 및

   상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기 신호로 변환하며 테두리에 센서 패드부가 형성된 이미지센서;

   상기 이미지센서에 부착되며, 상기 부착된 이미지센서와 인접하도록 테두리에 기판 패드부와 수동소자가 장착된 회로기판; 및

   상기 센서 패드부와 상기 수동소자를 직접 연결하는 와이어를 포함하는 카메라 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판 패드부는 다열 구조를 가지며, 상기 수동소자는 상기 이미지센서에 인접한 기판 패드부 사이에 실장되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 회로기판은 상기 수동소자가 수용되는 캐비티를 구비한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 기판 패드부는 다열 구조를 가지며, 상기 캐비티는 상기 이미지센서에 인접한 기판 패드부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 캐비티의 깊이는 상기 수동소자의 두께보다 작게 형성되어 실장된 상기 수동소자는 상기 이미지센서로부터 돌출된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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