KR20140109756A - 렌즈 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 렌즈 모듈은 이미지 센서가 탑재되는 기판; 상기 기판에 형성되는 고정용 솔더 볼; 및 상기 기판과 결합하고 상기 고정용 솔더 볼을 수용하는 결합 구멍이 형성되는 하우징;을 포함할 수 있다.

Description

렌즈 모듈 및 이의 제조방법{Lens module and manufacturing method for the same}
본 발명은 렌즈 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 렌즈 배럴 또는 하우징과 기판 간의 기밀성을 향상시킬 수 있는 렌즈 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
렌즈 모듈은 이미지 센서를 탑재한 기판과 하나 이상의 렌즈를 포함하는 하우징으로 구성된다. 여기서, 기판과 하우징은 돌기와 구멍을 이용한 결합구조로 체결된다. 예를 들어, 구멍이 형성된 기판에 돌기가 형성된 하우징이 끼워지는 방식으로, 기판과 하우징의 결합이 이루어진다.
그러나 이러한 구조는 기판에 형성된 구멍을 통해 이물이 유입되는 단점이 있다. 아울러, 기판의 구멍은 기판의 유효공간을 축소시키므로, 렌즈 모듈의 대형화를 유발하는 단점이 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다. 특허문헌 1은 인쇄회로기판(110)과 하우징(130)을 솔더로 접합하는 기술을 소개하고 있다.
그러나 특허문헌 1에 소개된 기술은 인쇄회로기판(110)과 하우징(130)의 결합 위치를 정렬하는 구성이 결여되어 있으므로, 인쇄회로기판(110)에 탑재되는 이미지 센서와 하우징(130)에 탑재되는 렌즈들 간의 광축을 일치시키기 어렵다. 아울러, 특허문헌 1에 소개된 기술은 인쇄회로기판(110)과 하우징(130)을 가 접합한 상태에서 솔더 공정을 추가로 수행해야 하므로, 렌즈 모듈의 제조공정이 번거로워지는 단점이 있다.
KR 2007-0092545 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판과 하우징의 결합 기밀성 및 기판과 하우징의 결합 정렬성을 동시에 향상시킬 수 있는 렌즈 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 이미지 센서가 탑재되는 기판; 상기 기판에 형성되는 고정용 솔더 볼; 및 상기 기판과 결합하고 상기 고정용 솔더 볼을 수용하는 결합 구멍이 형성되는 하우징;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 결합 구멍은 반구 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 기판은 상기 이미지 센서와 연결되는 접촉용 솔더 볼을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 하우징은 하나 이상의 렌즈가 탑재된 렌즈 배럴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 고정용 솔더 볼은 상기 기판의 모서리에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 결합 구멍들 간의 대각선 거리는 상기 고정용 솔더 볼들 간의 대각선 거리와 다를 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법은 기판에 고정용 솔더 볼과 접촉용 솔더 볼을 형성하는 단계; 기판에 이미지 센서를 탑재하고 이미지 센서와 접촉용 솔더 볼을 연결하는 단계; 및 하우징의 구멍에 고정용 솔더 볼을 삽입하여, 기판과 하우징을 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법에서 고정용 솔더 볼은 기판의 모서리에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법에서 고정용 솔더 볼은 2개 이상의 솔더 볼이 중첩되어 형성될 수 있다.
본 발명은 기판과 하우징의 결합 기밀성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 기판의 이미지 센서와 하우징의 렌즈 간의 광축을 용이하게 일치시킬 수 있으며, 이를 통해 렌즈 모듈의 품질을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 기판에 구멍을 형성하지 않으므로 회로 패턴 및 이미지 센서 장착을 위한 기판의 영역 확보에 유리할 수 있다.
아울러, 본 발명은 기판의 구멍을 통한 접착제의 누설 현상이 발생하지 않으므로 접착제의 도포 영역을 확보하는데 유리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 A-A 단면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 기판의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 A-A 단면도이고,
도 5는 도 4에 도시된 기판의 평면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 A-A 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 기판의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 A-A 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 기판의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)을 설명한다.
본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 기판(110), 하우징(150)을 포함할 수 있다. 아울러, 렌즈 모듈(100)은 부가적으로 이미지 센서(120), 렌즈 배럴(160)을 더 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 모듈(100)은 적외선 차단 필터(180)를 더 포함할 수 있다.
기판(110)은 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판일 수 있다. 아울러, 기판(110)은 이미지 센서(120)의 작동을 원활케 하는 수동소자를 포함할 수 있다. 또한, 기판(110)은 이미지 센서(120)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)과 이미지 센서(120)는 CSP(Chip Scale Package) 형태로 제작될 수 있다.
고정용 솔더 볼(130)은 기판(110)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 고정용 솔더 볼(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110)의 네 모서리에 형성될 수 있다. 그러나 고정용 솔더 볼(130)의 형성위치가 기판(110)의 모서리로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 고정용 솔더 볼(130)은 회로 패턴 또는 이미지 센서(120)가 형성되지 않은 기판(110)의 잉여영역에 임의로 형성될 수 있다.
고정용 솔더 볼(130)은 상당한 높이를 가질 수 있다. 부연 설명하면, 고정용 솔더 볼(130)은 높이를 갖는 입체 형상일 수 있다. 예를 들어, 고정용 솔더 볼(130)은 반구 형상일 수 있다. 그러나 고정용 솔더 볼(130)의 형상이 반구 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 고정용 솔더 볼(130)은 원 기둥, 원뿔, 절두형 원뿔 등 기타 형상으로 변경될 수 있다.
고정용 솔더 볼(130)은 기판(110)의 제조 과정에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정용 솔더 볼(130)은 기판(110)에 이미지 센서(120)를 위한 범프 볼을 형성하는 단계에서 형성될 수 있다. 즉, 본 실시 예에 따르면 기판(110)에 고정용 솔더 볼(130)을 형성하기 위한 별도의 단계를 거칠 필요가 없다.
한편, 고정용 솔더 볼(130)은 별도의 리플로우 공정을 통해 하우징(150)의 결합 구멍(152)에 완전히 고착될 수 있다. 이 경우 기판(110)과 하우징(150) 간의 결합력을 더욱 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
하우징(150)은 기판(110)과 결합할 수 있다. 여기서, 하우징(150)과 기판(110) 간의 결합위치는 솔더 볼(130)에 의해 정렬될 수 있다. 이를 위해 하우징(150)에는 솔더 볼(130)이 끼워지는 결합 구멍(152)이 형성될 수 있다. 결합 구멍(152)은 솔더 볼(130)과 대응되는 형상일 수 있다. 부연 설명하면, 결합 구멍(152)은 솔더 볼(130)과 밀착될 수 있는 반구 형상일 수 있다. 그러나 결합 구멍(152)의 형상이 반구로 한정되는 것은 아니며, 솔더 볼(130)의 형상에 따라 달라질 수 있다.
렌즈 배럴(160)은 하우징(150)에 장착될 수 있다. 그러나 필요에 따라 렌즈 배럴(160)이 하우징(150)에 일체로 형성될 수 있다. 렌즈 배럴(160)은 하나 이상의 렌즈(170)를 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 렌즈 배럴(160)은 피사체로부터 반사된 광을 이미지 센서(120)로 투사시키기 위한 하나 이상의 렌즈(170)를 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈(170)의 광학적 특성은 렌즈 모듈(100)의 종류에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 고해상도의 렌즈 모듈(100)은 4매 이상의 렌즈(170)를 포함할 수 있고, 저해상도의 렌즈 모듈(100)은 3매 이하의 렌즈(170)를 포함할 수 있다. 한편, 도면부호로 표시되어 있지 않으나, 렌즈(170)와 렌즈(170) 사이에는 렌즈들 간의 초점거리를 유지시키는 간격 유지 부재가 선택적으로 배치될 수 있다.
적외선 차단 필터(180)는 하우징(150)에 장착될 수 있다. 부연 설명하면, 적외선 차단 필터(180)는 이미지 센서(120)와 렌즈 배럴(160) 사이에 배치될 수 있으며, 렌즈 배럴(160)을 통해 입사되는 입사광에서 이미지 센서(120)의 해상도에 악 영향을 주는 성분(예를 들어, 적외선 광)의 입사를 차단할 수 있다.
위와 같이 구성된 렌즈 모듈(100)은 기판(110)과 하우징(150)의 결합이 고정용 솔더 볼(130)에 의해 이루어지므로, 기판(110)에 별도의 체결용 구멍을 형성할 필요가 없다. 이는 구멍을 통한 렌즈 모듈(100) 내부로의 이물질 유입을 원천적으로 봉쇄할 수 있으므로, 이물로 렌즈 모듈(100)의 해상도 저하 현상을 감소시킬 수 있다.
아울러, 본 실시 예에서 고정용 솔더 볼(130)은 기판(110)의 제조 공정에서 용이하게 형성될 수 있으므로, 본 발명에 따른 렌즈 모듈(100)은 제조공정을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
다음에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)을 설명한다.
본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 접촉용 솔더 볼(140)을 더 구비한 점에서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 고정용 솔더 볼(130)의 구조에 있어서도 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.
본 실시 예에서 고정용 솔더 볼(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 솔더 볼(132, 134)이 적층된 형태일 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서 고정용 솔더 볼(130)은 하우징(150)의 결합 구멍(152)과 견고하게 결합할 수 있는 높이를 확보할 수 있도록, 솔더 볼(134) 위에 또 다른 솔더 볼(132)을 형성한 형태로 일 수 있다. 참고로, 도 4에서는 2개의 솔더 볼(132, 134)이 상하 적층된 구조로 도시되어 있으나, 필요에 따라 3개 이상의 솔더 볼을 상하로 적층할 수 있다. 또는, 고정용 솔더 볼(130)이 충분한 전단력을 가질 수 있도록 복수의 솔더 볼을 상하 좌우 방향으로 형성할 수 있다.
한편, 고정용 솔더 볼들(130) 간의 대각선 길이(L1)는 도 5에 도시된 바와 같이 결합 구멍들(152) 간의 대각선 길이(L2)와 다를 수 있다. 이와 같은 구조는 고정용 솔더 볼(130)과 결합 구멍(152)의 결합을 통한 기판(110)과 하우징(150)의 위치 정렬에 유리할 수 있다. 또한, 본 구조에서는 고정용 솔더 볼(130)이 결합 구멍(152)에 억지 끼움 방식으로 삽입되므로, 고정용 솔더 볼(130)과 결합 구멍(152)의 결속력을 증대시킬 수 있다.
본 실시 예에서 렌즈 모듈(100)은 고정용 솔더 볼(130) 외에 접속용 솔더 볼(140)을 더 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 기판(110)에는 접속용 솔더 볼(140)이 더 형성될 수 있다. 여기서, 접속용 솔더 볼(140)은 고정용 솔더 볼(130)과 동일한 공정에서 형성될 수 있으며, 기판(110)과 이미지 센서(120)의 전기적 접속을 가능케 할 수 있다. 아울러, 고정용 솔더 볼(130)과 접속용 솔더 볼(140)은 동일 또는 상이한 크기를 가질 수 있다.
위와 같이 구성된 렌즈 모듈(100)은 고정용 솔더 볼(130)의 크기를 임의로 조정할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 고정용 솔더 볼(130)과 결합 구멍(152) 간의 억지 끼움을 통한 기판(110)과 하우징(150) 간의 결합 증대 효과를 얻을 수 있다..
다음에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법을 설명한다.
본 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조 방법은 기판 제공 단계, 솔더 볼의 형성 단계, 이미지 센서의 탑재 단계, 하우징의 장착 단계를 포함할 수 있다.
1) 기판 제공 단계
본 단계에서는 렌즈 모듈(100)에 필요한 기판을 제공할 수 있다. 부연 설명하면, 본 단계에서는 이미지 센서(120)의 작동에 필요한 부가적인 전자부품 또는 회로패턴이 형성된 기판(110)을 제공할 수 있다.
2) 솔더 볼의 형성 단계
본 단계에서는 기판(110)에 복수의 솔더 볼(130, 140)을 형성할 수 있다. 부연 설명하면, 본 단계에서는 기판(110)과 하우징(150)의 결합을 위한 고정용 솔더 볼(130), 기판(110)과 이미지 센서(120)의 전기적 접속을 위한 접속용 솔더 볼(140)을 형성할 수 있다. 여기서, 고정용 솔더 볼(130)과 접속용 솔더 볼(140)은 하나의 공정에서 일괄적으로 형성될 수 있다. 아울러, 고정용 솔더 볼(130)과 접속용 솔더 볼(140)은 동일 또는 상이한 크기를 가질 수 있다.
3) 이미지 센서의 탑재 단계
본 단계에서는 기판(110)에 이미지 센서(120)를 탑재할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(120)와 기판(110)의 전기적 접속은 접속용 솔더 볼(140)에 의해 이루어질 수 있다.
4) 하우징의 장착 단계
본 단계에서는 기판(110)에 하우징(150)을 장착할 수 있다. 여기서, 기판(110)과 하우징(150)의 결합은 고정용 솔더 볼(130)과 결합 구멍(152)의 끼움 결합에 의해 이루어질 수 있다. 아울러, 기판(110)과 하우징(150)의 위치정렬도 고정용 솔더 볼(130)과 결합 구멍(152)의 끼움 결합에 의해 이루어질 수 있다.
위와 같은 단계로 제조되는 렌즈 모듈(100)은 기판(110)과 하우징(150)의 결합이 기판(110)에 형성되는 솔더 볼(130)에 의해 이루어지므로, 기판(110) 또는 하우징(150)에 별도의 결합 구조물을 형성할 필요가 없다. 따라서, 본 실시 예에 따르면 렌즈 모듈(100)의 제조공정을 단축시킬 수 있으며, 이를 통해 렌즈 모듈(100)의 제조단가를 낮출 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 렌즈 모듈
110 기판
120 이미지 센서
130 고정용 솔더 볼
140 접촉용 솔더 볼
150 하우징
160 렌즈 배럴

Claims (9)

  1. 이미지 센서가 탑재되는 기판;
    상기 기판에 형성되는 고정용 솔더 볼; 및
    상기 기판과 결합하고 상기 고정용 솔더 볼을 수용하는 결합 구멍이 형성되는 하우징;
    을 포함하는 렌즈 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합 구멍은 반구 형상인 렌즈 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 이미지 센서와 연결되는 접촉용 솔더 볼을 더 포함하는 렌즈 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 하나 이상의 렌즈가 탑재된 렌즈 배럴을 포함하는 렌즈 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정용 솔더 볼은 상기 기판의 모서리에 형성되는 렌즈 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결합 구멍들 간의 대각선 거리는 상기 고정용 솔더 볼들 간의 대각선 거리와 다른 렌즈 모듈.
  7. 기판에 고정용 솔더 볼과 접촉용 솔더 볼을 형성하는 단계;
    기판에 이미지 센서를 탑재하고 이미지 센서와 접촉용 솔더 볼을 연결하는 단계; 및
    하우징의 구멍에 고정용 솔더 볼을 삽입하여, 기판과 하우징을 결합하는 단계;
    를 포함하는 렌즈 모듈의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    고정용 솔더 볼은 기판의 모서리에 형성되는 렌즈 모듈의 제조방법
  9. 제7항에 있어서,
    고정용 솔더 볼은 2개 이상의 솔더 볼이 중첩되어 형성되는 렌즈 모듈의 제조방법.
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