KR20100129533A - 이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다. 상기 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부의 하부에 위치하여 상기 렌즈부를 투과한 광에서 적외선 영역의 광을 여과하는 적외선 필터 및 상기 적외선 필터의 하부에 위치하여 상기 적외선 영역의 광이 여과된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈을 포함하되, 상기 이미지 센서 모듈은 상기 적외선 영역의 광이 여과된 광이 통과할 수 있는 윈도우 창을 구비한 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판의 하면에 플립칩 본딩으로 부착된 이미지 센서 및 결합용 홈을 포함하여 상기 이미지 센서가 상기 결합용 홈을 통해 결합되고 상기 제1 인쇄회로기판의 하면과 부착되는 제2 인쇄회로기판을 포함한다.

인쇄회로기판, 카메라 모듈, 플립칩 본딩, 윈도우 창

Description

이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈{camera module using double printed circuit board}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 휴대용 전화기 등의 소형화 추세로 인하여 카메라 모듈은 그 부품 크기를 줄이는 것이 당면과제로 대두되고 있다. 카메라 모듈의 높이를 좌우하는 요소는 이미지 센서의 상면으로부터 렌즈의 상면까지의 높이 및 이미지 센서의 상면으로부터 카메라 모듈의 하면까지의 두께이다. 이미지 센서 상면으로부터 렌즈 상면까지의 높이는 적용 센서 및 렌즈 설계에 의해 좌우되며, 이미지 센서의 상면으로부터 카메라 모듈의 하면까지의 두께는 패키징 방식에 의해 크게 좌우된다.

일반적으로 카메라 모듈용 이미지 센서를 패키징하는 방식은 플립칩(Flip-Chip) 방식의 COF(Chip On Flim) 방식과 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board) 방식이 널리 이용된다. COB 패키징 방식은 인쇄회로기판의 위에 이미지 센서를 접 착한 후 이미지 센서면의 패드(pad)부와 인쇄회로기판의 패드부를 와이어 본딩으로 연결하는 패키징 방법이다. 기존의 반도체 생산라인과 유사한 공정으로 생산성이 높지만, 인쇄회로기판 상면에서 이미지 센서 및 와이어 본딩이 차지하는 면적이 커서 고화소급 카메라를 구현시 다양한 회로배치 등에 큰 제약을 주는 단점이 있다. 또한, 이미지 센서의 상면으로부터 카메라 모듈의 하면까지의 두께에서 와이어 본딩되는 인쇄회로기판의 두께가 포함되어 슬림화 요구에 부응하기 어려운 점이 있다.

이에 반해, COF 패키징 방식은 이미지 센서면의 패드부와 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board: FPCB) 밑면의 패드부를 플립 칩 본딩으로 연결하는 패키징 방법이다. 와이어를 부착할 공간이 필요하지 않으므로 패키지 면적이 줄어들고 이미지 센서의 하면에 인쇄회로기판이 없어서 이미지 센서의 상면으로부터 카메라 모듈의 하면까지의 두께가 얇아져 슬림화가 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 소켓 커넥터(socket connector)에 조립하여 연결시키는 구조의 카메라 모듈의 구현이 어렵고 이미지 센서가 외부에 노출되어 있어 외부의 충격으로부터 견고하지 못하다는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 COB 방식으로 패키징된 카메라 모듈 보다는 높이가 낮고 이미지 센서가 외부에 노출되어 있지 않아 외부의 충격에 대해 견고한 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부의 하부에 위치하여 상기 렌즈부를 투과한 광에서 적외선 영역의 광을 여과하는 적외선 필터 및 상기 적외선 필터의 하부에 위치하여 상기 적외선 영역의 광이 여과된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈을 포함하되, 상기 이미지 센서 모듈은 상기 적외선 영역의 광이 여과된 광이 통과할 수 있는 윈도우 창을 구비한 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판의 하면에 플립칩 본딩으로 부착된 이미지 센서 및 결합용 홈을 포함하여 상기 이미지 센서가 상기 결합용 홈을 통해 결합되고 상기 제1 인쇄회로기판의 하면과 부착되는 제2 인쇄회로기판을 포함한다.

본 실시예에 따른 이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈은 와이어를 부착할 공간이 필요하지 않으므로 패키지 면적이 줄어들고 COB 패키징 방식 보다 이미 지 센서의 상면으로부터 카메라 모듈의 하면까지의 두께가 얇아져 슬림화가 가능하다. 또한, 이미지 센서가 외부에 노출되어 있지 않아 외부의 충격에 대해 견고한 장점이 있다. 소켓 커넥터의 조립을 통해 전자기기의 메인 인쇄회로기판에 카메라 모듈을 조립할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이 다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1a는 COF 패키징 방식에 따른 카메라 모듈의 일 예를 나타낸 단면도, 도 1b는 카메라 모듈 하단부의 평면도 및 도 1c는 카메라 모듈 하단부의 배면도이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 카메라 모듈(10)은 렌즈부(11), 적외선 필터(12), 연성 인쇄회로기판(FPCB)(13), 이미지 센서(14), 배럴(15) 및 홀더(16)를 포함한다.

카메라 모듈(10)은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈부(11)와, 렌즈부(11)를 통과한 광이 통과할 수 있는 윈도우 창(17)을 구비한 연성 인쇄회로기판(13)의 하면에 플립 칩 본딩(18)으로 부착된 이미지 센서(14) 및 인쇄회로기판(13)의 상면에 부착된 적외선 필터(12)를 포함하여 구성된다. 배럴(15)은 렌즈부(11)에 장착되어 렌즈부(11)를 보호하는 기능을 수행하고, 홀더(16)는 렌즈부(11)의 외부 하우징 역할을 한다. 여기서, 이미지 센서(14), 렌즈부(11)들은 이미지 센서(14)와 광축 정렬된다.

카메라 모듈(10)은 피사체의 광이미지를 렌즈부(11)에서 수광받아 적외선 필터(12)에 전달한다. 적외선 필터(12)는 수광된 광이미지에서 적외선을 차단한 후 이미지 센서(13)의 윈도우 창(17)으로 조사한다. 이미지 센서(13)는 조사된 광이미지를 전기적인 신호로 변환한다.

도 2a는 본 실시예에 따른 이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈을 나타낸 단면도, 도 2b는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 배면도이다.

도 2a를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 렌즈부(110), 적외선 필터(120), 이미지 센서 모듈(130), 배럴(140) 및 홀더(150)를 포함한다.

카메라 모듈(100)은 렌즈부(110)와, 렌즈부(110) 하부에 위치하는 적외선 필터(120)와 적외선 필터(120)의 아래에 위치하는 이미지 센서 모듈(130)을 포함하여 구성된다. 배럴(140)은 렌즈부(110)에 장착되어 렌즈부(110)를 보호하는 기능을 수행하고, 홀더(150)는 렌즈부(110)의 외부 하우징 역할을 한다. 여기서, 렌즈부(110) 주변 및 하우징 역할을 하는 구성은 도시된 바외에도 다양할 수 있다. 예를 들어, 자동 초점 카메라 모듈(auto focus camera module) 및 고정 초점 카메라 모듈(fixed focus camera module)의 상기 구성이 서로 다를 수 있는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

이미지 센서 모듈(130)은 렌즈부(110)를 통과한 광이 통과할 수 있는 윈도우 창(133)을 구비한 제1 인쇄회로기판(131)의 하면에 플립 칩 본딩(134)으로 부착된 이미지 센서(132) 및 결합용 홈(137)을 통해 이미지 센서(132)가 결합된 제2 인쇄회로기판(135)이 제1 인쇄회로기판(131)의 하면에 밀착되어 제1 인쇄회로기판(131)과 접착된 제2 인쇄회로기판(135)을 포함하여 구성된다.

제1 인쇄회로기판(131)과 제2 인쇄회로기판(135)의 접착수단(136)으로는 이방성 전도성 필름(Anisotropic Condunctive Film: ACF), 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste: NCP), 비전도성 필름(Non-Conductive Film: NCF) 등을 삽입한 후 압착하는 방법을 이용할 수 있다. 바람직하게는, 이방성 전도성 필름(Anisotropic Condunctive Film: ACF)을 이용하여 접착시킬 수 있다.

여기서, 제1 인쇄회로기판(131)은 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board: FPCB)일 수 있다. 제2 인쇄회로기판(135)의 결합용 홈(137)은 이미지 센서(132)의 두께에 대응하는 깊이를 가질 수 있으며, 결합용 홈(137)의 크기 또한 이미지 센서(132)의 외곽 크기에 대응하는 크기를 가질 수 있다.

도 2b를 참조하면, 제2 인쇄회로기판(135)의 후면에는 소켓 접촉 패드(socket contact pad)(138)를 구비할 수 있다. 다수의 소켓 접촉 패드(138)의 배열이 도시된 바외에도 다양하게 적용 가능함은 당업자에게 자명할 것이다.

도 3은 본 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용되는 소켓의 일 예를 나타낸 사시도이다.

소켓(200)은 카메라 모듈(100)의 일부 또는 전부가 수용되는 상면측이 개방된 수용부(210)를 구비하며, 수용부(210) 밑바닥 면에는 카메라 모듈(100)의 소켓 접촉 패드(138)에 대응하는 다수의 콘택트(230)를 포함한다. 이러한 소켓(200)은 카메라 모듈(100)이 장착되는 전자기기의 메인 인쇄회로기판(도시하지 않음)에 SMT(surface mount technology)조립하여 카메라 모듈(100)에서 메인 인쇄회로기판으로의 데이터 전송을 가능하게 한다.

도 4는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 센서 모듈의 제조방법을 설명하는 도면이다.

렌즈부(110)를 향하는 반대편인 제1 인쇄회로기판(131)의 하면에 이미지 센 서(132)의 상면을 플립 칩 본딩(134)을 통해 부착한다. 그런 다음, 제2 인쇄회로기판(135)의 결합용 홈(137)을 통해 이미지 센서(132)을 결합하고, 이미지 센서(132)가 결합된 제2 인쇄회로기판(135)의 상면과 제1 인쇄회로기판(131)의 하면을 접착수단(136)을 통해 부착한다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름(Anisotropic Condunctive Film: ACF) 본딩으로 부착할 수 있다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1a는 COF 패키징 방식에 따른 카메라 모듈의 일 예를 나타낸 단면도, 도 1b는 카메라 모듈 하단부의 평면도 및 도 1c는 카메라 모듈 하단부의 배면도이다.

도 2a는 본 실시예에 따른 이중 인쇄회로기판을 이용한 카메라 모듈을 나타낸 단면도, 도 2b는 본 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 배면도이다.

도 3은 본 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용되는 소켓의 일 예를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 센서 모듈의 제조방법을 설명하는 도면이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 렌즈부 120: 적외선 필터

130: 이미지 센서 모듈 131: 제1 인쇄회로기판

132: 이미지 센서 133: 윈도우 창

134: 플립 칩 본딩 135: 제2 인쇄회로기판

136: 접착수단

137: 결합용 홈 138: 소켓 접촉 패드

140: 배럴 150: 홀더

Claims (8)

1. 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부;

   상기 렌즈부의 하부에 위치하여 상기 렌즈부를 투과한 광에서 적외선 영역의 광을 여과하는 적외선 필터 및

   상기 적외선 필터의 하부에 위치하여 상기 적외선 영역의 광이 여과된 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈을 포함하되,

   상기 이미지 센서 모듈은 상기 적외선 영역의 광이 여과된 광이 통과할 수 있는 윈도우 창을 구비한 제1 인쇄회로기판;

   상기 제1 인쇄회로기판의 하면에 플립칩 본딩으로 부착된 이미지 센서 및

   결합용 홈을 포함하여 상기 이미지 센서가 상기 결합용 홈을 통해 결합되고 상기 제1 인쇄회로기판의 하면과 부착되는 제2 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 인쇄회로기판은 후면에 소켓 접촉 패드(socket contact pad)를 포함하는 카메라 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 카메라 모듈은 소켓에 수용되고 상기 소켓과 상기 소켓 접촉 패드를 통 해 접촉되는 카메라 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 인쇄회로기판은 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board: FPCB)인 카메라 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 인쇄회로기판은 상기 제1 인쇄회로기판의 하면과 이방성 전도성 필름(Anisotropic Condunctive Film: ACF) 본딩으로 부착되는 카메라 모듈.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 인쇄회로기판의 상기 결합용 홈의 두께는 상기 이미지 센서의 두께에 대응하는 카메라 모듈.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 인쇄회로기판의 상기 결합용 홈의 크기는 상기 이미지 센서의 외곽크기에 대응하는 카메라 모듈.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 이미지 센서는 상기 렌즈부와 광축 정렬되는 카메라 모듈.

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