KR20100051232A - 카메라 모듈의 제조 방법 - Google Patents

카메라 모듈의 제조 방법 Download PDF

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KR20100051232A
KR20100051232A KR1020080110285A KR20080110285A KR20100051232A KR 20100051232 A KR20100051232 A KR 20100051232A KR 1020080110285 A KR1020080110285 A KR 1020080110285A KR 20080110285 A KR20080110285 A KR 20080110285A KR 20100051232 A KR20100051232 A KR 20100051232A
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고영호
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Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 제조 방법에 관한 것이다. 카메라 모듈의 제조 방법은 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계; 및 상기 이미지 센서모듈상에 렌즈배럴이 결합된 하우징을 설치하는 단계;를 포함한다.
카메라 모듈, 연성인쇄회로기판, 고온, 고압, 세라믹기판

Description

카메라 모듈의 제조 방법{Method for Manufacturing Camera Module}
본원 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 연성인쇄회로기판상에 세라믹 기판을 실장한 후 하우징을 설치하는 카메라 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 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 구현으로 변화되고 있다.
특히, 오토 포커싱 기능이 부가된 카메라 모듈을 구비하는 휴대용 단말기는 피사체와의 초점 거리에 상관없이 포커싱이 구현된 양질의 화상을 제공할 수 있다는 장점으로 인해, 그 수요가 점점 급증하고 있다.
한편, 카메라 모듈은 COF(Chip On Film) 방식 또는 COB(Chip On Board) 방식으로 제조된다. 상기 COB 방식의 카메라 모듈은 기존의 반도체 생산라인과 유사한 공정으로 다른 패키지 방식에 비해 생산성이 높다. 하지만, 와이어를 이용하여 기판에 이미지센서를 실장하기 때문에 와이어를 설치하기 위한 공간으로 인해 모듈의 크기가 커지고 추가적인 공정이 필요한 단점이 있다.
따라서, 최근에는 모듈 크기의 축소, 열 방출 및 전기적 수행 능력 향상, 신뢰성 향상을 위해 외부 돌출 접합부를 가진 범프를 기초로 한 COF 방식의 카메라 모듈이 많이 사용된다.
상기 COF 방식의 카메라 모듈은 무엇보다 와이어를 부착할 공간이 필요하지 않으므로 패키지 면적이 줄어들고, 경통의 높이를 낮출 수가 있어 경박 단소가 가능하다는 장점이 있다. 그리고, 얇은 필름(film)이나 연성인쇄회로기판(FPCB)을 사용하기 때문에 외부 충격에 견디는 신뢰성 있는 패키지가 가능하며 공정이 상대적으로 간단한 장점이 있다. 또한, 상기 COF 방식은 소형화와 더불어 저항의 절감으로 인한 신호의 고속처리, 고밀도, 다핀화 추세에도 부응한다.
상기 COF 방식의 카메라 모듈은 연성인쇄회로기판상에 서로 결합된 기구물 예컨대 이미지센서모듈, 렌즈 배럴 및 하우징을 고온 및 고압의 환경에서 실장됨에 따라, 상기 기구물의 형태가 변화되는 문제점이 있었다.
특히, 상기 COF 방식의 카메라 모듈이 오토 포커싱을 위한 액츄에이터를 포함할 경우, 상기 고온 및 고압 환경에 의해 상기 렌즈 배럴의 이동을 위한 상기 액츄에이터에 구비된 피에조의 특성이 변하는 불량을 일으킬 수 있다.
본 발명의 과제는 연성인쇄회로기판상에 세라믹 기판을 실장한 후 하우징을 설치하여 기구물의 변형 및 기능 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 카메라 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 카메라 모듈을 제공한다. 상기 카메라 모듈은 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계; 및 상기 이미지 센서모듈상에 렌즈배럴이 결합된 하우징을 설치하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계는, 상기 연성인쇄회로기판상에 세라믹 기판을 실장하는 단계; 및 상기 세라믹 기판상에 이미지 센서를 실장하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 연성인쇄회로기판상에 세라믹 기판을 실장하는 단계는 핫바 공정, 리플로우 공정 및 ACF 공정 중 어느 하나의 방식을 통해 수행될 수 있다.
또한, 상기 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계는, 상면에 이미지 센서가 실장된 세라믹 기판을 제공하는 단계; 및 밀봉부재를 이용하여 상기 이미지 센서를 밀봉하여 이미지 센서 모듈을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 연성인쇄회로기판에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계는 플립칩 본딩 방식에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 하우징은 접착수지를 이용하여 상기 이미지 센서 모듈상에 합착될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 카메라 모듈의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 4는 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 방법의 공정도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈을 제조하기 위하여, 먼저 연성인쇄회로기판(100)을 제공한다.
상기 연성인쇄회로기판(100)은 가요성을 갖는 수지 기판, 예컨대 폴리이미드 수지기판으로 이루어질 수 있다. 상기 연성인쇄회로기판(100)은 회로패턴 및 상기 회로패턴과 전기적으로 연결된 본딩 패드를 포함할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 연성인쇄회로기판의 일끝단에 카메라 모듈을 외부장치와 전기 적으로 연결하기 위한 커넥터가 설치되어 있을 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 연성인쇄회로기판(100)의 실장부상에 세라믹 기판(110)을 실장한다. 이때, 상기 세라믹 기판(110)은 상기 연성인쇄회로기판(100)의 본딩 패드와 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 연성인쇄회로기판(100)상에 세라믹 기판(110)을 실장하는 공정의 예로서는 핫바 공정, 리플로우 공정 및 ACF 공정등일 수 있다. 이때, 상기 연성인쇄회로기판(100)과 상기 세라믹 기판(110)의 결합 기술은 고온 및 고압의 환경을 요구하게 된다.
상기 세라믹 기판(110)은 그 상부에 후술 될 이미지 센서(120)가 실장되는 영역의 주변에 배치된 콘덴서와 저항 등과 같은 칩 부품(115)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 세라믹 기판(110)상에 이미지 센서(120)를 실장하여, 이미지 센서 모듈(110, 120)을 형성한다. 이때, 상기 이미지 센서(120)는 상기 세라믹 기판(110)상에 와이어 본딩(125) 방식을 이용하여 실장될 수 있다.
상기 이미지 센서(120)는 외부로부터 빛 에너지를 감지하고 전기 신호로 변환하는 역할을 한다. 상기 이미지 센서(120)의 예로서는 전하결합소자(Charge Coupled Device:CCD) 또는 상보성금속산화물반도체(Complementray Metal Oxide Semiconductor:CMOS)일 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 이미지 센서모듈(110, 120)상에 렌즈배럴(140)이 결합된 하우징(130)을 설치한다.
상기 렌즈배럴(140)의 내부에는 다수의 렌즈가 다단으로 적층 결합되어 있다. 이러한 렌즈배럴(140)은 상기 하우징(130)의 상단 개구부를 통해 삽입 및 장착 되어 있다. 여기서, 상기 하우징(130)의 개구부를 통해 광이 입사되고, 상기 광은 상기 렌즈배럴(140)의 렌즈들을 통과한 후, 상기 이미지 센서(120)로 유입된다. 이때, 상기 이미지 센서(120)는 상기 유입된 광을 전기적 신호로 변환한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 렌즈배럴(140)에 장착된 렌즈와 상기 연성인쇄회로기판(100)에 실장된 이미지 센서 모듈(110, 120) 사이에는, 이미지 센서(120)로 유입되는 과도한 장파장의 적외선을 차단시키는 적외선 차단 필터가 더 배치될 수 있다.
상기 하우징(130)의 내부에는 상기 렌즈 배럴과 전기적으로 연결된 액츄에이터가 더 구비될 수 있다. 상기 액츄에이터는 상기 이미지센서 모듈(110, 120)에서의 오토 포커싱 작업을 위하여 상기 렌즈배럴(140)을 상하로 이동시키기 위한 구동부의 역할을 한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 하우징(130)에 렌즈배럴(140)을 조립한 후, 상기 이미지 센서 모듈(110, 120)상에 설치하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 하우징(130)을 상기 이미지 센서 모듈(110, 120)상에 설치한 후, 상기 렌즈배럴(140)을 조립할 수도 있다.
상기 하우징(130)의 설치는 접착 수지를 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 이미지 센서 모듈(110, 120)상에 접착수지를 도포한다. 여기서, 상기 접착수지는 열경화성 수지 또는 UV 경화성 수지일 수 있다. 이후, 상기 이미지 센서 모듈(110, 120)상에 상기 하우징(130)을 얼라인 한 후, 경화공정을 수행하여 상기 이미지 센서 모듈(110, 120)상에 상기 하우징(130)을 합착한다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 고온 및 고압의 공정이 요구되는 연성인쇄회로기판과 세라믹 기판을 서로 결합한 후, 상기 세라믹 기판상에 기구물, 즉 이미지 센서, 렌즈배럴 및 하우징을 설치함에 따라, 상기 기구물이 고온 및 고압의 환경에 노출되는 것을 방지할 수 있으므로 상기 기구물이 변형되거나 기능성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 연성회로기판상에 세라믹 기판을 실장한 후, 후속 공정들이 수행됨에 따라 기본적인 COB 공정으로 제품을 생산할 수 있어, 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 방법의 공정도이다.
본 발명의 제 2 실시예에서 이미지 센서 모듈의 제조 방법을 제외하고 앞서 설명한 제 1 실시예와 동일한 공정을 이용하므로, 반복된 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 카메라 모듈을 제조하기 위해, 먼저 이미지 센서 모듈(210)을 제공한다.
상기 이미지 센서 모듈(210)을 제조하기 위해, 먼저 상면에 이미지 센서(212)가 실장된 세라믹 기판(110)을 제공한다. 이후, 밀봉부재(213)를 이용하여 상기 이미지 센서를 밀봉하여 상기 이미지 센서 모듈(210)을 제조할 수 있다. 즉, 상기 세라믹 기판(110) 및 상기 밀봉부재(213)사이에 밀봉수지(214)를 개재하여, 상기 세라믹 기판(110)과 상기 밀봉부재(213)를 합착함에 따라, 상기 이미지 센서 를 밀봉될 수 있다. 이때, 상기 이미지 센서(212)와 상기 밀봉부재(213)는 일정 간격을 가지며 이격되어 있다. 여기서, 상기 밀봉부재(213)는 투명한 기판, 예컨대 유리기판일 수 있다.
상기 세라믹 기판(110))의 하면에는 상기 이미지 센서(212)와 전기적으로 연결된 전기적 접속수단(215)이 배치되어 있다. 여기서, 상기 전기적 접속 수단(215)의 예로서는 솔더볼 및 범프등일 수 있다.
이로써, 상기 이미지 센서 모듈(210)은 별도의 접속수단 없이 연성인쇄회로기판상에 실장될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 이미지 센서 모듈(210)을 상기 연성인쇄회로기판(100)상에 실장한다. 여기서, 상기 이미지 센서 모듈(210)은 플립칩 본딩 방식에 의해 상기 연성인쇄회로기판(100)에 실장될 수 있다. 즉, 상기 연성인쇄회로기판(100)의 본딩 패드와 상기 이미지 센서 모듈(210)의 전기적 접속수단(215)을 서로 대응하도록 밀착한 후, 리플로우 공정 또는 핫바 공정을 수행하여, 상기 이미지 센서 모듈(210)은 연성인쇄회로기판(100)에 실장될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 이미지 센서 모듈(210)상에 렌즈배럴(140)이 결합된 하우징(130)을 설치함에 따라, 카메라 모듈을 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 고온의 환경을 요구하는 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 공정후에 기구물, 즉 렌즈배럴 및 하우징을 합착함에 따라, 상기 기구물이 변형되거나 기능성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 방법의 공정도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 방법의 공정도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 연성회로기판 110, 211 : 세라믹 기판
120 : 이미지 센서 130 : 하우징
140 : 렌즈 배럴 210 : 이미지 센서 모듈

Claims (6)

  1. 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계; 및
    상기 이미지 센서모듈상에 렌즈배럴이 결합된 하우징을 설치하는 단계;
    를 포함하는 카메라 모듈의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계는,
    상기 연성인쇄회로기판상에 세라믹 기판을 실장하는 단계; 및
    상기 세라믹 기판상에 이미지 센서를 실장하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판상에 세라믹 기판을 실장하는 단계는 핫바 공정, 리플로우 공정 및 ACF 공정 중 어느 하나의 방식을 통해 수행하는 카메라 모듈의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판상에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계는,
    상면에 이미지 센서가 실장된 세라믹 기판을 제공하는 단계; 및
    밀봉부재를 이용하여 상기 이미지 센서를 밀봉하여 이미지 센서 모듈을 형성하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판에 이미지 센서 모듈을 실장하는 단계는 플립칩 본딩방식에 의해 수행하는 카메라 모듈의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 접착수지를 이용하여 상기 이미지 센서 모듈상에 합착되는 카메라 모듈의 제조 방법.
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