KR20040019650A - 내장형 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내장형 카메라 모듈에 관한 것으로서, 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴(12)의 종단에 콘넥터(1)가 실장된 투명체(100)와, 상기 회로패턴(12)에 전기적으로 연결 설치되어 외부로부터 입력받은 이미지신호를 전달받기 위한 이미지센서 칩(10)이 패키지화한 것을 특징으로 하는 바, 본 발명은 회로패턴이 마련된 투명체를 사용함으로써, 종래의 플렉시블 기판과 보호커버에 대해 모듈 제작에 따른 부품 수를 줄임과 동시에, 모듈의 제작공수를 간단하게 하여 제작단가를 줄일 수 있는 것이며, 카메라 모듈의 주요부분인 이미지센서 칩의 이미지 인식부는 투명체 자체로서 마련되는 투과부를 통하여 인식될 수 있도록 하고, 투명체에 전기적으로 설치되는 각 칩의 접착성을 안정화하여 제품에 대한 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있고, 하나의 투명체에 이미지센서 칩, 이미지센서 칩과 디에스피 칩을 전기적으로 연결하여 하나의 모듈로서 패키지화하거나, 이미지센서 칩, 디에스피 칩 과 기타 내부적으로 설치되는 주변 칩 등을 하나의 모듈로 패키지화함으로써, 소형제품에 내장형으로 적적하게 이용될 수 있도록 하여 제품의 소형화 설계를 실현할 수 있는 효과가 있다.

Description

내장형 카메라 모듈{Interior type camera module}

본 발명은 내장형 카메라 모듈에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 카메라 모듈의 구성을 이루는 피씨비(PCB)와 보호커버를 일체화하여 모듈 제작에 따른 부품 수를 줄임과 동시에, 모듈의 제작공수를 간단하게 하여 제작단가를 줄이며, 카메라 모듈의 주요부분인 이미지센서 칩의 이미지 인식부에 대한 기밀성을 보호커버로서 안정화하고, 이미지센서 칩에 대한 디에스피(DSP) 칩의 전기적인 연결을 보다 간단히 할 수 있도록 한 것이다.

현재 휴대폰 업체들은 내장형 카메라 모듈을 장착한 형태의 휴대폰을 개발하여 생산 및 판매 중에 있으며, 휴대폰에 내장형으로 설치되는 상기 카메라 모듈은 구성요소와 패키지 방법 등에 따라서 다양한 형태로 개발되고 있는 실정이며, 휴대폰은 물론, 휴대용 노트북 등에도 적용하여 생산하고 있는 실정이다.

상기 디에스피(DSP/digital signal processor) 칩은 영상이나 음성과 같은 아날로그 신호를 디지털로 바꾸어주는 역할로서 자동응답전화기·모뎀·무선통신장비와 같은 통신제품에 주로 사용되었고, 디에스피 칩은 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disc/DVD)나, 텔레비전 수신기를 통해 인터넷 접속이 가능한 셋톱박스 등에도 활용되고 있다.

통상 내장형 카메라 모듈은 하나의 이미지센서 칩을 패키지화하였거나, 디에스피 칩을 내장한 이미지센서 칩과 함께 패키지 한 1칩 모듈, 이미지센서 칩과 디에스피 칩을 일체로 패키지 한 2칩 모듈, 이미지센서 칩과 디에스피 칩의 기타 주변에 부가적으로 설치되는 별도의 칩을 포함하여 일체로 패키지 한 멀티형 칩 모듈등으로 구분되어 있다.

또한, 내장형 카메라 모듈을 패키지 하는 방법에는 LCC(Leadless Chip Carrier), COB(Chip On Board), COF(Chip On Flexible PCB), CSP(Chip Scale Package), BGA(Ball Grid Array) 패키지 등 여러 가지의 방법에 의해 제작된다.

현재 휴대폰 업체에서는 휴대폰 자체의 크기 및 중량에 대하여 제품이 점점 소비자의 욕구에 따라 소형화되고, 구매자가 희망하고 있는 기능을 부가함으로서 본체 내에 내장형으로 설치되는 카메라 모듈은 이미지센서 칩, 디에스피 칩, 기타 주변 칩을 일체화한 멀티 칩 카메라 모듈을 적용하고 제조업체마다 이를 선호하고 있는 추세이다.

이에 따라 휴대폰형 내장형 카메라 모듈 제작에는 전체 모듈의 크기를 줄이면서, 보다 더 여러 개의 칩을 일체화 할 수 있는 기술이 중점적으로 요구되고 있는 실정이다.

상기의 내장형 카메라 모듈은 휴대폰 내부에 장착되기 때문에, 휴대폰의 크기와 높이를 줄이는 설계가 요구되고 있으나, 이는 공정을 간단히 할 수 있는 데에 한계가 있다.

종래의 내장형 카메라 모듈을 살피면 첨부된 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 이미지센서 칩(10)의 연결부분과 상호 위치하도록 콘넥터(1)로부터 회로패턴(12)이 도금되며, 소정부분에 상기 이미지센서 칩(10)의 이미지 인식부(11)가 보여질 수 있도록 통공(21)이 형성된 에프피시(FPC/Flexible Printed Circuit board/ 이하 "플렉시블 기판(20)"이라 칭함)를 마련하되, 플렉시블기판(20)의 저면 상에 형성된 회로패턴(12)과 이미지센서 칩(10) 패드부분에 범프 볼(Bump ball)을 올리고, 이미지센서 칩 패드부분과 플렉시블 기판의 도금패턴을 전기적으로 연결하고, 접착제나 접착 테이프 등을 이용하여 접착처리 된다.

상기 이미지센서 칩의 부착에 있어 이방성 도전 필름 (ACF/Anisotropic Conductive Film) 또는 이방성 도전 페이스트(ACP/Anisotropic Conductive Paste)를 이용하여 접착과 더불어 전기적인 연결을 동시에 할 수도 있다.

상기 이미지센서 칩(10)에 대하여 플렉시블 기판(20)의 통공(21) 상측에는 이미지센서의 칩 보다 면적이 넓은 보호커버(30)가 부착되며, 이 보호커버(30)는 일반적으로 투과성을 갖는 글래스(Glass) 혹은 광저역필터(IR-filter)를 위치시켜 접착 처리하며, 이때 접착되는 부분은 상기 보호커버(30)의 저면 가장자리에 접착제나 접착 테이프를 사용하여 부착되는 면을 기밀 처리하도록 한다.

또한, 이미지센서 칩(10)에 대한 신뢰성을 더할 목적에서 상기와 같이 보호커버를 포함하여 이미지 센서 칩을 몰딩 처리할 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 카메라 모듈을 제작하는데 있어, 이미지센서와 플렉시블 기판의 접착과, 또 플렉시블 기판에 접착되는 보호커버의 기밀처리 정도는 카메라 모듈의 전반적인 제품에 대한 불량을 초래할 수 있는 문제점이 있다. 즉, 불량으로 부착된 정도에 따라 플렉시블 기판으로부터 보호커버 혹은 이미지센서 칩이 플렉시블 기판과 접착된 부분에 틈새가 발생되어 기타 이물질이 들어갈 염려가 있고, 이로 인해 카메라 모듈의 동작이 이루어지지 않을 수 있는 염려가 따른다.

이러한 점을 보완하기 위한 목적으로 상기와 같이 실시하는 몰딩 작업은 작업공수가 늘어나게 되어 제품생산에 대한 생산이 낮은 문제점이 있으며, 제품제작에 따른 비용이 상승되어 결국 카메라 모듈의 가격이 상승되는 단점이 있다.

또한, 상기와 같은 구조로 카메라 모듈을 제작함에 따라서는 휴대폰 내에는 PCB기판에 설치되어 이미지를 인식하고 있는 신호를 디지털신호로 변환시키는 일을 담당하는 디에스피 칩, 그 외 기타 반도체 칩이 전기적으로 설치되는데, 이들은 곧 휴대폰의 소형화 설계에 있어, 적지 않은 내부 공간을 차지하게 되어 초박형의 설계에 한계점을 가지고 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 카메라 모듈의 구성을 이루는 피씨비와 보호커버를 일체화하여 모듈 제작에 따른 부품 수를 줄임과 동시에, 모듈의 제작공수를 간단하게 하여 제작단가를 줄이며, 카메라 모듈의 주요부분인 이미지센서 칩의 이미지 인식부에 대한 기밀성을 보호커버로서 안정화하고, 이미지센서 칩에 대한 디에스피(DSP) 칩의 전기적인 연결을 보다 간단히 할 수 있는 내장형 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체와, 상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되어 외부로부터 입력받은 이미지신호를 전달받기 위한 이미지센서 칩이 패키지화한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체와, 상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되는 이미지센서 칩과, 이미지센서 칩으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 디에스피 칩을 더 포함하여 패키지화한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체와, 상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되는 이미지센서 칩과, 이미지센서 칩으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 디에스피 칩과, 상기 이미지센서 칩, 디에스피 칩과 관련하여 제품 내부의 인쇄회로기판 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩을 하나의 투명체에 더 포함하여 패키지화한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 카메라 모듈을 도시한 평면도,

도 2는 종래의 카메라 모듈의 종단면도,

도 3은 본 발명인 카메라 모듈의 투명체 및 이미지센서 칩이 적용된 상태를 도시한 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 투명체에 이미지센서 칩 및 디에스피 칩이 적용된 일 실시예의 평면도,

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 투명체에 이미지센서 칩, 디에스피 칩 주변 칩이 모두 적용된 또 다른 실시예의 평면도.

◆ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◆

10: 이미지센서 칩 11: 이미지 인식부

12: 회로패턴13: 투과부

40: 디에스피 칩50: 주변 칩

100: 투명체

이하, 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 발명인 카메라 모듈의 투명체 및 이미지 센서 칩이 적용된 상태를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도 3의 정면도이다.

본 발명은 일면에 회로패턴(12)이 인쇄되고, 회로패턴(12)의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체(100)를 마련하되, 상기 투명체의 회로패턴(12)에는 외부로부터 입력받은 이미지신호를 전달받기 위한 이미지센서 칩(10)이 전기적으로 연결 설치되어 구성된다.

상기 투명체(100)는 이미지센서 칩(10)의 이미지 인식부(11)를 투과하기 위한 소정의 투과부(13)가 형성되고, 상기 투명체(100)에 형성되는 회로패턴(12)은 이미지센서 칩(10)을 포함하여 디에스피 칩(40) 및 제품 내부의 인쇄회로기판(도면에서 생략함) 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩(50)이 전기적으로 설치되기 위한 회로패턴과 콘넥터(1)가 선택적으로 부가되어 형성된 구조이다.

또한, 상기 투명체(100)는 투명한 플라스틱재질로 이루어지되, 광저역필터(IR-filter)의 특성을 갖도록 하며, 상기 투명체와 이미지센서 칩 사이에는 이방성 도전 접착제로서 전기적으로 연결 설치된다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 메인 구성을 이루는 투명체에 이미지센서 칩 및 디에스피 칩이 적용된 일 실시예의 평면도로서, 일면에 회로패턴(12)이 인쇄되고, 회로패턴(12)의 종단에 콘넥터(1)가 실장된 투명체를 마련하되, 상기 회로패턴(12)에 전기적으로 연결 설치되는 이미지센서 칩(10)과, 이미지센서 칩으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 디에스피 칩(40)을 더 포함하여 패키지화한 구조로도 구성될 수 있다.

여기서, 상기 투명체는 상기와 마찬가지로 이미지센서 칩(10)의 이미지 인식부(11)를 투과하기 위한 소정의 투과부(13)가 형성되며, 재질은 투명한 플라스틱재질로 이루어지며, 광저역필터의 특성을 갖도록 함이 바람직하다.

상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩 및 디에스피 칩 사이에는 이방성 도전 접착제로서 전기적으로 연결 설치된다.

상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩과 디에스피 칩의 상호 관련부분에 대한 접속은 상기 회로패턴에 의해 전기적인 연결이 된다. 전기적인 연결은 이미지센서 칩의 패드부분에는 범프 볼을 형성하고, 투명체에는 이방성 도전 페이스트를 이용하여 접착하는 방식으로 회로패턴의 도금부위와 칩과의 전기적인 연결이 가능해 진다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 투명체에 이미지센서 칩, 디에스피 칩 주변 칩이 모두 적용된 또 다른 실시예를 도시한 평면도로서, 일면에 회로패턴(12)이 인쇄되고, 회로패턴(12)의 종단에 콘넥터(1)가 실장된 투명체(100)와, 상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되는 이미지센서 칩(10)과, 이미지센서 칩으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 디에스피 칩(40)과, 상기 이미지센서 칩(10), 디에스피 칩(20)과 관련하여 제품 내부의 인쇄회로기판 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩(50)을 하나의 투명체(100)에 더 포함하여 패키지화한 구조로 구성된다.

상기 투명체(100)는 상기와 마찬가지로 이미지센서 칩(100)의 이미지 인식부(11)를 투과하기 위한 소정의 투과부가 형성되고, 투명한 플라스틱 재질로 이루어지며, 광저역필터의 특성을 갖도록 함이 바람직하다.

상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩, 디에스피 칩 및 제품 내부의 인쇄회로기판 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩 사이에는 이방성 도전 접착제로서 전기적으로 연결되며, 여기서, 상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩과 디에스피 칩 및 주변 칩의 상호 관련부분에 대한 접속은 상기 회로패턴에 의해 연결된다.

상기와 같이 구성으로 이루어진 본 발명인 내장형 카메라모듈에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 투명체에 마련되는 투과부는 인쇄되는 회로패턴을 회피한 나머지 공간으로서, 좀더 자세하게는 투명체의 저면에 도금된 회로패턴과 이방성 도전 접착제를 통해 부착 설치되는 이미지 센서 칩은 종래에 플렉시블 기판에 직접적으로 천공되어 형성되는 통공과 달리 투명체의 특성상 투과부라는 공간범위에서 이미지를 인식할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 상기 투명체는 종래 플렉시블 기판에 한정된 크기로 설치되는 보호커버 역할을 자체적으로 수행할 수 있는 것으로서, 투명체에 도금 형성되는 회로패턴은 종래의 플렉시블 기판과 별도의 보호커버를 일체화하는 것으로서, 카메라 모듈의 제작단가를 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.

단, 본 발명에서는 종래의 플렉시블 기판과 같이 유연성의 조건과는 달리, 회로패턴이 적용된 투명체는 유연하지 않을 가능성이 높아 휴대폰 등에 적용함에 있어서, 투명체에 설치된 이미지센서 칩 부분으로부터 회로패턴의 종단에 마련된 콘넥터까지의 거리가 비교적 짧은 내장형 카메라 모듈을 만들어 적용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

상기와 같이 휴대폰에 적용될 수 있는 카메라 모듈은 PDA, 노트북 등 다른 이동 통신용 장치에 대해서도 내장형으로 설치가 가능하다.

한편, 본 발명에서 투명체의 회로패턴의 설계에 따라서 이미지센서 칩을 포함하여 휴대폰 또는 통신 장비(기계)의 본체 내부측 인쇄회로 기판에 설치되어 영상이나 음성과 같은 아날로그 신호를 디지털로 바꾸어주는 역할을 담당하는 디에스피 칩을 전기적으로 연결하여 하나의 모듈로서 사용할 수도 있다.

상기한 회로패턴에 대하여 전기적으로 연결된 디에스피 칩 또한 칩 패드면에 범프 볼을 적용하여 연결되거나, BGA(Ball Grid Array)타입으로 연결 설치될 수 있다(도 5참조).

또한, 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예로서, 이미지센서 칩, 디에스피 칩 및 주변 칩 등은 첨부된 도 6에서 도시된 바와 같이 투명체의 회로패턴 상에 실장되도록 하여 사용할 수 있다. 여기서 주변 칩은 커패시터(Capacitor)나 SRAM 칩 등을 예로 들을 수 있으며, 주변 칩을 실장하는 방법으로는 SMT(Surface Mount Technology)방식을 적용하여 다수의 칩이 독립적인 투명체의 회로패턴에 설치할 수 있어 내장형 카메라 모듈로서 적절하게 사용될 수 있는 이점이 있다.

즉, 휴대폰과 같이 점점 소형화되는 제품에 내장형 카메라 모듈을 적용함으로써 초박형의 설계에 따른 휴대폰 본체 한계점을 극복할 수 있는 이점이 있다.

상기한 본 발명 및 본 발명에 따른 일 실시예들은 상술한 바와 같이, 투명체 하나로써, 종래의 플렉시블 기판 및 보호커버 역할을 함으로써, 설치되는 이미지센서 칩에 있어, 이미지센서 칩의 센싱 부위를 인식할 수 있는 투과부는 직접적으로 이미지 센서 칩에 밀착 고정된 상태에서 작동되므로 이물질 등의 유입으로 인한 동작불량을 없앨 수 있어 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 내장형 카메라 모듈은 회로패턴이 마련된 투명체를 사용함으로써, 종래의 플렉시블 기판과 보호커버에 대해 모듈 제작에 따른 부품 수를 줄임과 동시에, 모듈의 제작공수를 간단하게 하여 제작단가를 줄일 수 있는 것이며, 카메라 모듈의 주요부분인 이미지센서 칩의 이미지 인식부는 투명체 자체로서 마련되는 투과부를 통하여 인식될 수 있도록 하고, 투명체에 전기적으로 설치되는 각 칩의 접착성을 안정화하여 제품에 대한 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 하나의 투명체에 이미지센서 칩, 이미지센서 칩과 디에스피 칩을 전기적으로 연결하여 하나의 모듈로서 패키지화하거나, 이미지센서 칩, 디에스피 칩 과 기타 내부적으로 설치되는 주변 칩 등을 하나의 모듈로 패키지화 함으로써, 소형제품에 내장형으로 적적하게 이용될 수 있도록 하여 제품의 소형화 설계를 실현할 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (15)

1. 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체와,

   상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되어 외부로부터 입력받은 이미지신호를 전달받기 위한 이미지센서 칩이 패키지화한 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 투명체는 이미지센서 칩의 이미지 인식부를 투과하기 위한 소정의 투과부가 형성된 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서, 상기 회로패턴은 이미지센서 칩을 포함하여 디에스피 칩 및 제품 내부의 인쇄회로기판 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩이 전기적으로 설치되기 위한 회로패턴과 콘넥터가 선택적으로 부가되어 형성된 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서, 상기 투명체는 투명한 플라스틱 재질로 이루어지며, 광저역필터의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서, 상기 투명체와 이미지센서 칩 사이에는 이방성 도전 접착제로서 전기적으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
6. 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체와,

   상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되는 이미지센서 칩과,

   이미지센서 칩으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 디에스피 칩을 더 포함하여 패키지화한 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
7. 제6항에 있어서, 상기 투명체는 이미지센서 칩의 이미지 인식부를 투과하기 위한 소정의 투과부가 형성된 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
8. 제6항에 있어서, 상기 투명체는 투명한 플라스틱 재질로 이루어지며, 광저역필터의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
9. 제6항에 있어서, 상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩 및 디에스피 칩 사이에는 이방성 도전 접착제로서 전기적으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
10. 제6항에 있어서, 상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩과 디에스피 칩의 상호 관련부분에 대한 접속은 상기 회로패턴에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
11. 일면에 회로패턴이 인쇄되고, 회로패턴의 종단에 콘넥터가 실장된 투명체와,

    상기 회로패턴에 전기적으로 연결 설치되는 이미지센서 칩과,

    이미지센서 칩으로부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환하는 디에스피 칩과,

    상기 이미지센서 칩, 디에스피 칩과 관련하여 제품 내부의 인쇄회로기판 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩을 하나의 투명체에 더 포함하여 패키지화 한 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
12. 제11항에 있어서, 상기 투명체는 이미지센서 칩의 이미지 인식부를 투과하기 위한 소정의 투과부가 형성된 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
13. 제11항에 있어서, 상기 투명체는 투명한 플라스틱 재질로 이루어지며, 광저역필터의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
14. 제11항에 있어서, 상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩, 디에스피 칩 및 제품 내부의 인쇄회로기판 상에 설치되는 하나 이상의 주변 칩 사이에는 이방성 도전 접착제로서 전기적으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.
15. 제11항에 있어서, 상기 투명체에 설치되는 이미지센서 칩과 디에스피 칩 및 주변 칩의 상호 관련부분에 대한 접속은 상기 회로패턴에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 카메라 모듈.