KR101067149B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴, 상기 렌즈베럴이 그 내부에 결합되는 하우징, 상기 하우징의 하단이 상면에 부착되되, 절연층에 두께편차를 갖는 패턴부가 형성되고, 상기 절연층에 상기 패턴부의 두께편차에 상응하는 높이편차를 갖는 솔더 레지스트층이 형성된 회로기판; 및 상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층에 일부분이 접촉지지된 상태로 상기 회로기판의 중앙에 부착되어 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하며, 광축방향에 대한 틸트오차를 최소화할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

렌즈베럴, 하우징, 접착제, 틸트, 두께편차, 높이편차, 광축

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, 카메라 모듈의 화소수 증가와 관련하여 카메라 모듈을 구성하는 회로기판, 렌즈베럴, 이미지센서와 같은 부품들의 정밀도 향상이 요구되고 있으며, 특히 광학특성을 고려하여 각 부품들의 광축 정밀도 향상이 절실히 요구되고 있다. 여기서, 광축은 렌즈와 이미지센서를 투과하는 빛의 투과방향으로서, 광축으로부터 비틀어진 틸트(tilt) 오차를 제어하는 것이 광축 정밀도의 향상과 밀접하게 관련된다.

일반적으로, 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 구비한 렌즈베럴과 상기 렌즈베럴이 내부에 수용조립되는 하우징과 상기 하우징의 하단이 부착되며 이미지센서가 상면 중앙부에 부착된 회로기판을 포함하여 구성된다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따르면, 이미지센서(140)와 하우징(120)은 지지면이 되는 회로기판(150)에 접착제(170a, 170b)를 이용하여 부착된다. 구체적으로, 이미지센서(140)는 회로기판(150)의 상면 중앙부 전체에 도포된 접착제(170a)를 이용하여 회로기판(150)에 부착되며, 하우징(120)은 회로기판(150)의 테두리 영역 전체에 도포된 접착제(170b)를 이용하여 회로기판(150)에 부착된다.

이때, 회로기판(150)은 절연층(152)의 양면에 동일한 두께를 갖는 패턴부(154)가 형성되고, 절연층(152)에 패턴부(154)를 외부환경으로부터 보호하기 위한 솔더 레지스트층(156)에 적층된 구조를 갖는다.

그러나, 종래기술에 따른 카메라 모듈에서는 회로기판(150)에 대한 이미지센서(140)와 하우징(120)의 평탄도, 및 작업다이에 배치되는 회로기판(150)의 평탄도 제어가 어려워 틸트오차가 발생하는 문제점이 있었다. 도 1b에는 이미지센서(140) 및 하우징(120)이 회로기판(150)에 대해 틸트되어 부착된 상태가 도시되어 있다.

구체적으로, 이미지센서(140)가 부착되는 회로기판(150)의 외층부분은 평탄도가 떨어지기 때문에 이미지센서(140)가 광축으로부터 틸트되는 문제를 초래하였다. 이는, 회로기판(150)에 패턴부(154)가 형성된 영역과 그렇지 않은 영역 사이에 두께 편차가 존재하고, 그 위로 도포하는 솔더 레지스트층(156) 또한 이러한 형상을 추종하여 도포되기 때문에 높이 편차를 가질 수 밖에 없기 때문이다.

나아가, 이러한 솔더 레지스트층(156) 상에 접착수단(170a, 170b)을 도포하는 경우 접착수단(170a, 170b) 또한 높이 편차를 가질 수밖에 없고, 접착수단(170a, 170b)을 통해 부착되는 이미지센서(140) 또한 광축으로부터 틸트될 수밖에 없었다. 특히, 접착수단(170a, 170b)이 솔더 레지스트층(156) 전체에 도포되기 때문에 넓은 접착면적으로 평탄도를 유지하는데 더욱 어려움이 있었다.

또한, 작업다이(미도시)에 배치되는 회로기판(150)의 하면 또한 패턴부(154)가 형성된 영역과 그렇지 않은 영역 사이에 두께 편차가 존재하고, 이로인해 도포되는 솔더 레지스트층(156)은 높이 편차가 발생할 수 밖에 없고, 회로기판(150)이 작업다이이 틸트된 상태로 배치되기 때문에 다른 구성요소들도 광축방향으로부터 틸트되어 카메라 모듈 전체의 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광축방향에 대한 틸트오차를 최소화할 수 있는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴, 상기 렌즈베럴이 그 내부에 결합되는 하우징, 상기 하우징의 하단이 상면에 부착되되, 절연층에 두께편차를 갖는 패턴부가 형성되고, 상기 절연층에 상기 패턴부의 두께편차에 상응하는 높이편차를 갖는 솔더 레지스트층이 형성된 회로기판 및 상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층에 일부분이 접촉지지된 상태로 상기 회로기판의 중앙에 부착되어 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이미지센서는 상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층 사이에 형성된 상기 솔더 레지스트층의 낮은 부분에 도포되는 접착제를 통해 상기 회로기판에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층은 상기 이미지센서의 기울어짐을 방지하도록 상기 이미지센서의 각 가장자리와 접촉하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔더 레지스트층은 상기 절연층을 기준으로 상기 하우징에 대향하여 높이 편차를 갖고, 상기 회로기판의 테두리영역에 형성되고 상기 하우징에 대향하는 상기 솔더 레지스트층은 상대적으로 큰 높이를 갖도록 구성되며, 상기 하우징은 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층에 접촉지지된 상태로 상기 회로기판의 테두리 영역에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징의 기울어짐을 방지하도록 상기 솔더 레지스트층은 상기 하우징의 모서리 영역에 접촉하도록 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, 패턴부에 두께편차를 부여하고, 그 위로 형성되는 솔더 레지스트층이 높이 편차를 가지고, 이미지센서 및 하우징의 일부분이 솔더 레지스트층의 높은 부분에 접촉한 상태에서 솔더 레지스트층의 낮은 부분에 접착제를 도포하여 부착됨으로써 접착제의 높이를 일정하게 유지시켜 광축틸트를 개선시킨다

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 공지 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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 회로기판과 이미지센서 및 하우징의 실장상태를 나타내는 일부 단면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 회로기판에 도포되는 접착수단의 도포위치를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈베럴(110), 하우징(120), 회로기판(150), 및 이미지센서(140)를 포함하여 구성된다.

렌즈베럴(110)은 렌즈를 통해 입사되는 외부의 이미지를 카메라 모듈(100a)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 하우징(120)에 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)가 수용된다.

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

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

한편, 하우징(120)의 하단은 회로기판(150)의 테두리영역에 접착수단(170b)을 이용하여 부착되는데, 본 발명에서는 하우징(120)의 하단과 회로기판(150)의 접촉면적을 최소화함으로써 하우징(120)이 회로기판(150)에 틸트되지 않도록 부착된다. 이에 대해서는 회로기판(150)의 구조와 관련하여 해당부분에서 더 상세히 설명하기로 한다.

회로기판(150)은 그 상면에 전기적으로 연결된 이미지센서(140)에서 발생하는 전기 신호를 카메라폰, PDA 또는 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기로 전달하기 위한 것으로, 와이어(W)를 통해 전기적으로 연결되는 이미지센서(140)가 상면 중앙부에 접착수단(170a)을 이용하여 부착되며, 테두리영역에는 하우징(120)의 하단이 접착수단(170b)을 통해 부착된다.

여기서, 회로기판(150)은 절연층(152)에 패턴부(154)가 형성되고, 패턴부(154)를 외부환경으로부터 보호하기 위한 솔더 레지스트층(156)이 형성(적층 또는 도포)된 구조를 갖는다. 이때, 패턴부(154)는 두께편차를 갖도록 형성되는데, 구체적으로 제1 패턴부(154a), 이미지센서(140)가 실장되는 영역에 형성되는 제1 패턴부(154a) 보다 큰 두께를 갖는 제2 패턴부(154b), 및 하우징(120)이 부착되는 영역에 형성되는 제1 패턴부(154a)보다 큰 두께를 갖는 제3 패턴부(154c)를 포함하 여 구성된다. 이러한 패턴부(154)의 두께편차는 기판제작공정의 해프 에칭(half etching) 기술을 이용하여 형성된다. 즉, 제1 패턴부(154a)는 제2 패턴부(154b) 및 제3 패턴부(154c)의 약 절반정도의 두께를 갖게 된다.

한편, 회로기판(150)의 패턴부(154)가 두께편차를 갖는 경우 그 위로 형성되는 솔더 레지스트층(156) 또한 패턴부(154)의 두께편차를 추종하여 형성되기 때문에, 제1 패턴부(154a)의 상부에 형성되는 작은 높이를 갖는 제1 솔더 레지스트층(156a), 제2 패턴부(154b) 및 제3 패턴부(154c)의 상부에 각각 형성되는 큰 높이를 갖는 제2 솔더 레지스트층(156b), 및 제3 솔더 레지스트층(156c)을 포함하여 구성된다.

이때, 제2 솔더 레지스트층(156b)은 이미지센서(140)의 하면에 부착되는 접촉부가 되고, 제3 솔더 레지스트층(156)은 하우징(120)의 하단이 부착되는 접촉부가 된다. 구체적으로, 제2 솔더 레지스트층(156b)은 사각형 구조를 갖는 이미지센서(140)를 틸트되지 않도록 지지하기 위해 모서리 영역에 각각 구비되는 것이 바람직하며, 제3 솔더 레지스트층(156c)은 사각형 구조를 갖는 하우징(120)의 하단이 틸트되지 않도록 지지하기 위해 모서리 영역에 각각 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 회로기판(150)의 테두리 영역에는 카메라 구동시 발생하는 노이즈 등을 제거하기 위한 MLCC와 같은 수동소자(미도시)가 실장된다.

이미지센서(140)는 렌즈베럴(110)을 통해 전달되는 외부 사물의 이미지를 전기 신호로 변환하기 위한 것으로, 상면 중앙부에 결상영역(142)을 구비하고, 테두 리영역에 센서 패드부(144)를 구비하며 회로기판(150)의 상면, 바람직하게는 상면 중앙부에 실장된다.

이때, 이미지센서(140)는 접착수단(170a)을 통해 회로기판(150)의 상면 중앙부에 부착되는데, 솔더 레지스트층(156)의 높은 부분, 즉 제2 솔더 레지스트층(156b)에 일부분이 접촉지지된 상태로 회로기판(150)의 중앙에 부착된다. 여기서, 접착제(170a)는 솔더 레지스트층의 낮은 부분에 도포되기 때문에 높이가 일정하게 유지되어 이미지센서(140)가 틸트되는 문제를 방지하게 된다.

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 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 카메라 모듈의 회로기판과 이미지센서 및 하우징의 실장상태를 나타내는 일부 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 회로기판과 이미지센서 및 하우징의 실장상태를 나타내는 일부 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈의 회로기판에 도포되는 접착수단의 도포위치를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 렌즈베럴 120 : 하우징

130 : IR 필터 140 : 이미지센서

150 : 회로기판 152 : 절연층

154 : 패턴부 156 : 솔더 레지스트층

170a, 170b : 접착수단

Claims (5)

1. 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴;

   상기 렌즈베럴이 그 내부에 결합되는 하우징;

   상기 하우징의 하단이 상면에 부착되되, 절연층에 두께편차를 갖는 패턴부가 형성되고, 상기 절연층에 상기 패턴부의 두께편차에 상응하는 높이편차를 갖는 솔더 레지스트층이 형성된 회로기판; 및

   상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층에 일부분이 접촉지지된 상태로 상기 회로기판의 중앙에 부착되어 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 이미지센서는 상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층 사이에 형성된 상기 솔더 레지스트층의 낮은 부분에 도포되는 접착제를 통해 상기 회로기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 절연층을 기준으로 상기 렌즈베럴에 대향하여 높이 편차를 갖고 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층은 상기 이미지센서의 기울어짐을 방지하도록 상기 이미지센서의 각 가장자리와 접촉하도록 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 솔더 레지스트층은 상기 절연층을 기준으로 상기 하우징에 대향하여 높이 편차를 갖고, 상기 회로기판의 테두리영역에 형성되고 상기 하우징에 대향하는 상기 솔더 레지스트층은 상대적으로 큰 높이를 갖도록 구성되며, 상기 하우징은 상대적으로 큰 높이를 갖는 상기 솔더 레지스트층에 접촉지지된 상태로 상기 회로기판의 테두리 영역에 부착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 하우징의 기울어짐을 방지하도록 상기 솔더 레지스트층은 상기 하우징의 모서리 영역에 접촉하도록 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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