KR20070116434A - 다층 세라믹 기판 및 이를 구비한 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화 경향에 맞춰 카메라 모듈의 두께를 크게 감소시킬 수 있는 다층 세라믹 기판과 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 외부의 영상을 받아들이는 렌즈와, 상기 렌즈를 통과한 빛 중 적외선을 차단하는 IR-필터를 구비하는 하우징; 상기 하우징과 결합되고, 수동소자를 구비하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판에 설치되어 영상을 받아들여 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자를 포함하고, 상기 렌즈, 상기 IR-필터 및 상기 촬상 소자는 피사체에 대향하는 방향으로 배치되고, 상기 수동 소자는 상기 인쇄회로기판 상에서 상시 촬상 소자의 측방향에 배치된 카메라 모듈과, 복수 개의 세라믹 박판이 적층되어 만들어지는 다층 세라믹 기판으로서, 각각의 세라믹 박판에는 전기적인 연결을 위한 단자가 형성되고, 상기 세라믹 박판 중 일부는 관통공이 형성되어 적층된 상태에서 반도체 소자가 설치될 소자 안착부를 형성하며, 상기 소자 안착부의 측면에는 수동 소자를 구비하는 다층 세라믹 기판을 제공한다.

Description

다층 세라믹 기판 및 이를 구비한 카메라 모듈{Multi-layer ceramic substrate, and camera module having the same}

도 1은 종래의 카메라 모듈의 구성을 보여주는 단면도로서, 와이어 본딩 형태로 촬상 소자와 인쇄회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도.

도 2는 종래의 카메라 모듈의 구성을 보여주는 단면도로서, 플립 칩 본딩 형태로 촬상 소자와 인쇄회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도.

도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도.

도 5는 도 3 및 도 4의 카메라 모듈에 포함된 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도.

도 6 내지 도 14는 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판 및 카메라 모듈의 제조 방법을 순차적으로 설명하는 도면들.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20, 30: 카메라 모듈 11: 인쇄회로기판

12, 32: 촬상 소자 13, 33: 연성회로기판

14, 34: 와이어 15, 35: 하우징

16, 36: IR-필터 18, 38: 렌즈

19, 39: 렌즈 조립체 24: 범프

27: 몰딩재 31: 다층 세라믹 기판

본 발명은 다층 세라믹 기판 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 세라믹 박판이 적층되어 이루어지는 다층 세라믹 기판과, 이를 구비하고 휴대 전화기와 같은 소형기기에 장착되어 기기의 소형화에 기여할 수 있는 초소형화가 가능한 카메라 모듈에 관한 것이다.

카메라 모듈은 동영상 및 사진 촬영을 하고 이를 전송할 수 있는 장치로서, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, PDA, 모니터 삽입용 카메라, 범퍼 장착용 자동차 후면 감시 카메라, 도어/인터폰용 카메라 등에 사용된다.

일반적으로 카메라 모듈에서 이미지 센서 칩과 기판과의 인터커넥션 형태로는 와이어 본딩 형태(wire bonding type)와 플립 칩 형태(flip chip type)가 많이 사용되고 있다.

도 1 및 도 2에는 종래의 카메라 모듈의 구성을 보여주는 단면도가 도시되어 있다. 여기서, 도 1은 와이어 본딩 형태로 촬상 소자와 인쇄회로기판 사이의 인터 커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도이고, 도 2는 플립 칩 본딩 형태로 촬상 소자와 인쇄회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 카메라 모듈(10, 20)은 하우징(15), 렌즈 조립체(19), IR-필터(16), 촬상 소자(12), 인쇄회로기판(11)을 포함한다. 상기 하우징(15)은 전방에 상기 렌즈 조립체(19)를 구비하고, 상기 렌즈 조립체(19)는 하나 이상의 렌즈(18)를 포함하며, 상기 하우징(15)의 내측 상기 렌즈 조립체(19)의 후방에는 IR-필터(16)가 배치된다.

상기 촬상 소자(12)는 상기 렌즈 조립체(19) 및 상기 IR-필터(16)를 통과한 빛을 받아들여 이미지를 전기 신호로 바꿔주는 기능을 한다. 또한, 상기 촬상 소자(12)는 상기 렌즈 조립체(19) 및 상기 IR-필터(16)와 일렬로 배치된다. 상기 촬상 소자(12)와 상기 인쇄회로기판(11) 사이의 결합은 도 1에 도시된 것과 같이 골드 와이어(14)를 사용하여 전기적으로 연결되는 와이어 본딩에 의해 이루어질 수도 있고, 도 2에 도시된 것과 같이 범프(24)를 형성하여 이루어지는 플립 칩 본딩으로 결합될 수도 있다.

상기 IR-필터(16)는 상기 하우징(15) 내부로 입사되는 적외선을 차단하고 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이를 위해 상기 IR-필터(16)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성되고, 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflection coating)이 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 종래의 카메라 모듈에 있어서는 그 크기를 소형화하는데 한계가 있어, 기기의 초소형화 박형화 경향에 따라 이에 대한 해결 방안을 모색할 필요성이 크게 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화 경향에 맞춰 카메라 모듈의 두께를 크게 감소시킬 수 있는 다층 세라믹 기판과 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

외부의 영상을 받아들이는 렌즈와, 상기 렌즈를 통과한 빛 중 적외선을 차단하는 IR-필터를 구비하는 하우징;

상기 하우징과 결합되고, 수동소자를 구비하는 인쇄회로기판; 및

상기 인쇄회로기판에 설치되어 영상을 받아들여 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자를 포함하고,

상기 렌즈, 상기 IR-필터 및 상기 촬상 소자는 피사체에 대향하는 방향으로 배치되고,

상기 수동 소자는 상기 인쇄회로기판 상에서 상시 촬상 소자의 측방향에 배치된 카메라 모듈을 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 인쇄회로기판은 다층 세라믹 기판인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 다층 세라믹 기판은 연성회로기판이 연결되는 외부 단자를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은,

복수 개의 세라믹 박판이 적층되어 만들어지는 다층 세라믹 기판으로서,

각각의 세라믹 박판에는 전기적인 연결을 위한 단자가 형성되고,

상기 세라믹 박판 중 일부는 관통공이 형성되어 적층된 상태에서 반도체 소자가 설치될 소자 안착부를 형성하며,

상기 소자 안착부의 측면에는 수동 소자를 구비하는 다층 세라믹 기판을 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 소자 안착부가 형성된 방향의 일면에는 반도체 소자와 연결되는 단자가 형성되고,

그 타면에는 연성회로기판과 연결되는 단자가 형성된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명에 따른 카메라 모듈용 다층 세라믹 기판의 단면도가 도시되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 것과, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 하우징(35), 렌즈 조립체(39), IR-필터(36), 인쇄회로기판, 촬상 소자(32)를 포함한다.

상기 인쇄회로기판에는 수동 소자(37)가 배치되어 있다. 상기 인쇄회로기판은 그 부피를 줄이면서 수동 소자(37)를 구비할 수 있는 다층 세라믹 기판(31)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 다층 세라믹 기판(31)은 여러 층의 세라믹 박판이 적층되어 기판을 이루는데, 각각의 세라믹 박판은 수동 소자를 구비하거나 접지면을 구비하거나 절연층을 구비할 수 있다. 상기 수동 소자(37)에는 저항, 커패시터 등이 포함될 수 있다.

상기 촬상 소자(32)는 상기 렌즈(38) 및 IR-필터(36)를 통과한 빛의 이미지를 아날로그 신호로 변환하는 역할을 하는 것으로, 전하결합소자(Charge-Coupled Device: CCD) 또는 상보성금속산화물반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor: CMOS)일 수 있다.

상기 다층 세라믹 기판(31)에는 상기 촬상 소자(32)에서 변환된 아날로그 신호인 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analogue-Digital Converter) 회로가 배치될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(31)은 상기 하우징의 하부에 결합되고, 그 상면에 촬상소자(32)가 배치된다. 상기 인쇄회로기판(31)과 상기 촬상 소자(32)는 도 4에 잘 도시된 것과 같이 와이어(34)에 의해 전기적으로 연결된다. 물론 와이어 본딩 이외에 플립칩 본딩 등의 방법에 의해 전기적인 연결이 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 다층 세라믹 기판(31)은 외부 회로나 회부 전자 부품과의 연결을 위해 별도의 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)(33)과 연결될 수 있다. 상기 연성회로기판(33)은 TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Film) 등이 사용될 수 있다.

상기 하우징(35)에는 상기 렌즈 조립체(39)가 결합되고, 상기 렌즈 조립체(39)는 하나 이상의 렌즈(38)를 구비하며, 상기 렌즈 조립체(39)와 상기 하우징(35) 사이의 결합 부위는 먼지 등의 이물질이 들어가지 않도록 결합된다. 상기 렌즈(38)의 후방에는 상기 하우징(35) 내부로 입사되는 적외선을 차단하고 내부로 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 IR-필터(36)가 설치된다. 이를 위해, 상기 IR-필터(36)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성될 수 있고, 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflection coating)이 형성될 수 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 도 3 및 도 4의 카메라 모듈에 포함된 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판(31)은 여러 층의 세라믹 박판들(311, 312, 313)이 적층되어 이루어진다. 상기 다층 세라믹 기판(31)에는 예를 들어 촬상 소자(32)와 연결되는 연결 단자(314)들이 일면에 형성될 수 있다. 타면에는 외부의 회로로 연결되기 위해 연성회로기판(33)과 연결되는 연결 단자(315)가 형성될 수 있다. 상기 다층 세라믹 기판(31)에는 비아 홀(via hole)이 형성되고 그 내부를 관통하는 연결 단자(316)가 배치되어, 필요에 따라 상기 여러 연결 단자들(314, 315, 316) 간의 연결이나 상기 다층 세라믹 기판(31)에 설치되는 수동 소자와 연결되는 연결 단자(318)들의 연결이 가능하게 한다. 또한, 여기에서 예를 들어 설명하는 단자들 간의 연결 외에도 다양한 3차원적인 회로의 구성이 필요에 따라 가능하다.

한편, 상기 다층 세라믹 기판(31)에서는 세라믹 박판의 두께 방향(렌즈의 광 축 방향)으로의 전체 두께를 감소시키기 위해 수동 소자가 상기 다층 세라믹 기판(31)에 촬상 소자(32)가 배치되는 소자 안착부(317)의 측방향에 배치될 수 있다.

한편, 도면 및 본 발명의 상세한 설명에서는 촬상 소자가 다층 세라믹 기판에 배치되는 경우만을 한정하여 도시하고 설명하고 있지만, 다층 세라믹 기판이 카메라 모듈에 포함되는 경우 외의 경우 등을 포함하여 독자적으로 사용되는 경우에는 다층 세라믹 기판의 소자 안착부(317)에 배치되는 소자는 촬상 소자에 한정되지 않고 다양한 반도체 소자가 배치되어 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제작 방법을 설명한다.

도 6 내지 도 14에는 본 발명에 따른 카메라 모듈용 다층 세라믹 기판 및 카메라 모듈을 제작하는 공정의 일례를 순서대로 보여주는 도면들이 도시되어 있다.

먼저, 도 6에 도시된 것과 같이, 복수 개의 세라믹 박판들(311, 312, 313)을 적층하여 도 7에 도시된 것과 같은 다층 세라믹 기판을 제작한다. 적층되는 세라믹 박판 중 일부(311, 312)에는 나중에 배치될 촬상 소자를 위한 관통홀(311b, 312b)이나, 나중에 설치될 수동 소자를 위한 돌출부(311a) 등을 구비하도록 미리 설계되어 있어서, 적층된 상태에서는 촬상 소자가 배치될 소자 안착부(317)나 수동 소자가 안착될 돌출부(311a)가 외부로 드러나 있게 된다.

그 다음, 도 8에 도시된 것과 같이, 세라믹 박판들에 간에 비아 홀을 통한 전기적인 연결(316)을 구성하고 외부와의 연결에 필요한 단자들(314, 315, 318)을 형성한다. 이러한 전기적인 연결 구성 공정에서 형성되는 전기적인 연결 단자는 촬상 소자와 연결될 단자(314), 연성회로기판과 연결될 단자(315), 수동 소자와 연 결될 단자(318) 및 각각의 단자간의 필요한 전기적인 연결을 가능하게 하는 비아홀을 통한 연결(316) 등이 포함된다.

그 다음, 도 9에 도시된 것과 같이, 촬상 소자가 배치될 소자 안착부(317)의 측면 방향에 돌출된 돌출부(311a)에 수동 소자(37)를 연결하고, 상기 돌출부(311a) 상에 형성된 연결 단자(318)와 수동 소자를 전기적으로 연결시킨다. 이 공정을 통해 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판(31)을 완성한다. 그 다음, 도 10에 도시된 것과 같이 촬상 소자(32)를 소자 안착부(317)에 배치한다. 도 9 및 도 10에 도시된 공정의 순서는 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판(31)의 제작 공정을 설명하기 위해 정해진 것이고, 실제로 최종 카메라 모듈(30)을 완성하는 공정에 있어서는 순서를 달리할 수 있다.

그 다음, 도 11에 도시된 것과 같이, 촬상 소자(32)를 다층 세라믹 기판(31) 상의 연결 단자(314)와 와이어 본딩(34)으로 연결한다. 도시된 것과 달리, 와이어 본딩이 아닌 다른 연결 방법으로 플립 칩 본딩을 채택하는 경우에는, 미리 범프(미도시)를 형성하는 공정이 추가되고, 촬상 소자(32)를 다층 세라믹 기판(31)에 장착하는 공정에서 촬상 소자(32)와 다층 세라믹 기판(31)의 전기적인 연결이 완료되며, 그 연결 부분의 보호를 위해 몰딩재(미도시)를 덮는 공정이 더 추가될 수 있다.

그 다음, 도 12에 도시된 것과 같이, IR-필터(36)를 구비하는 하우징(35)과 상기 촬상 소자(32) 및 수동 소자(37)를 구비하는 다층 세라믹 기판(31)을 결합하고, 도 13에 도시된 것과 같이 렌즈 조립체(39)를 상기 하우징(35)에 결합한다.

그 다음, 도 14에 도시된 것과 같이, 다층 세라믹 기판(31)과 연성회로기판(33)을 연결하여 카메라 모듈(30)을 완성한다.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 다층 세라믹 기판을 구비하는 카메라 모듈을 제공함으로써, 카메라 모듈의 크기를 더욱 축소할 수 있다. 특히, 다층 세라믹 기판에서 촬상 소자가 배치되는 부분의 측방향에 수동 소자를 배치 또는 형성하는 경우에는 기판의 두께를 더욱 얇게 유지할 수 있어서, 카메라 모듈의 소형화에 기여하게 된다. 또한, 이를 통해 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 및 박형화 경향에 맞춰 사이즈가 더욱 축소된 카메라 내장형 기기를 제작할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 외부의 영상을 받아들이는 렌즈와, 상기 렌즈를 통과한 빛 중 적외선을 차단하는 IR-필터를 구비하는 하우징;

   상기 하우징과 결합되고, 수동소자를 구비하는 인쇄회로기판; 및

   상기 인쇄회로기판에 설치되어 영상을 받아들여 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자를 포함하고,

   상기 렌즈, 상기 IR-필터 및 상기 촬상 소자는 피사체에 대향하는 방향으로 배치되고,

   상기 수동 소자는 상기 인쇄회로기판 상에서 상시 촬상 소자의 측방향에 배치된 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판은 다층 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,

   상기 다층 세라믹 기판은 연성회로기판이 연결되는 외부 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 복수 개의 세라믹 박판이 적층되어 만들어지는 다층 세라믹 기판으로서,

   각각의 세라믹 박판에는 전기적인 연결을 위한 단자가 형성되고,

   상기 세라믹 박판 중 일부는 관통공이 형성되어 적층된 상태에서 반도체 소자가 설치될 소자 안착부를 형성하며,

   상기 소자 안착부의 측면에는 수동 소자를 구비하는 다층 세라믹 기판.
5. 제4항에 있어서,

   상기 소자 안착부가 형성된 방향의 일면에는 반도체 소자와 연결되는 단자가 형성되고,

   그 타면에는 연성회로기판과 연결되는 단자가 형성된 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.

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