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CN1992808A - 相机模块封装 - Google Patents

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CN1992808A
CN1992808A CNA2006101700001A CN200610170000A CN1992808A CN 1992808 A CN1992808 A CN 1992808A CN A2006101700001 A CNA2006101700001 A CN A2006101700001A CN 200610170000 A CN200610170000 A CN 200610170000A CN 1992808 A CN1992808 A CN 1992808A
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CN
China
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lens
ceramic
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ceramic bases
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CNA2006101700001A
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金正镇
李定训
末延一彦
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种相机模块封装，包括透镜筒，透镜筒具有至少一个透镜在其中，并且IR滤镜安装在其下端部。所述封装还包括壳体，透镜筒被设置为在壳体的内孔中沿着光轴方向可移动。所述封装还包括附着在壳体下端的陶瓷基底，陶瓷基底具有形成在其上表面上与透镜的位置对应的开口。所述封装还包括电连接到陶瓷基底的下部的图像传感器，图像传感器具有通过陶瓷基底的开口暴露的图像传感区域。这防止了在装配过程中粘合剂泄漏而损坏组件，防止了外部物质渗入而使产品产生缺陷，提高了产品可靠性和降低了制造成本。

Description

相机模块封装
本申请要求于2005年12月27日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第2005-0130422号的利益，通过引用将该申请的内容包含于此。
                         技术领域
本发明涉及一种相机模块封装，更具体地讲，涉及这样一种相机模块封装，其用其中更少的组件来简化组装工艺，防止外部物质的进入从而避免产生有缺陷的图像，获得高质量的图像，并且实现体积减小的小型化。
                         背景技术
目前，许多移动终端制造商正在发展并且大量制造具有相机模块封装的移动终端。根据组件和封装方法，安装在移动终端内的相机模块封装按照各种形式发展。
通常，相机模块封装主要被分为薄膜覆晶(COF)、板上晶片(COB)和晶片尺寸封装(CSP)。目前的趋势是发展着重于高像素、多功能、小型化和低成本的相机模块封装，。
在上述类型中，使用引线结合法(wire-bonding method)的COB采用与半导体的现有的生产工艺相似的工艺，因此相对于其他封装方法，COB具有高的生产率。但是由于图像传感器和基底通过导线电连接，所以COB需要大的总封装尺寸的额外的空间，并且限于处理的电路的数量。
倒装晶片型COF不需要用于将导线的两端连接到图像传感器和基底的单独的空间，因此，减小了封装的空间从而实现小型化。另外，其可减小套管的高度从而实现小型化封装，通过使用薄膜或者可延展的PCB作为基底以获得可抵抗外部碰撞的封装，并且包括相对简单的工艺。除了封装的小型化之外，由于更小的封装尺寸、更小的阻力、高密度和多功能，信号可以被更快地处理。
同时，作为最小化封装的最有效的方法的CSP受到图像传感器的限制，例如昂贵和冗长的制造工艺。
图1是表示传统的相机模块封装的方框图，图2是表示传统的相机模块封装的截面图。如图所示，相机模块封装1包括透镜筒10、壳体20、柔性印刷电路板(FPCB)30和图像传感器40。
透镜筒10是在其中具有透镜(未示出)的中空圆柱体。透镜筒10具有形成在其外表面上的外螺纹11，并且盖子13装配到其上端。
至少一个透镜设置在透镜筒11中，并且透镜的数量可根据相机模块封装需要实现的功能和能力而改变。
壳体20具有用于容纳透镜筒10的内孔，并且具有形成在内周表面上的内螺纹21，从而与透镜筒10的外螺纹11接合。壳体20还具有用于过滤穿过透镜的光的IR滤镜25。
根据上述结构，透镜筒10被装配到壳体的内孔21中，被设置为相对于固定在其位置的壳体20沿着光轴方向可移动。
FPCB 30结合到壳体20的下部，具有形成在其端部的开口，暴露出图像传感器40的图像形成区域，穿过透镜的物体的图像形成在所述图像形成区域中。FPCB 30还具有安装在其上表面上的至少一个无源元件39。
而且，FPCB 30的另一端具有连接器35，以连接到相应的连接器(未示出)，从而连接到显示装置(未示出)。
液体聚合物粘合剂36沿着矩形框架涂覆到FPCB 30，与形成在图像传感器40的上表面上的多个钉头形凸点(stud bump)41对应。然后，通过将图像传感器40热压到FPCB 30的下表面上从而将图像传感器40倒装粘结到FPCB 30上，使图像形成区域与开口34对齐。
这允许FPCB 30的相应端子与图像传感器40之间的传导微粒沿着单一的传导方向互相连接，从而电力地和机械地连接到端子。
但是，当通过涂覆液体聚合物粘合剂和热压将FPCB 30和图像传感器40结合时，制造工艺复杂并且麻烦。
另外，在外部物质渗透到安装在FPCB 30上的壳体20的IR滤镜25中或者渗透到图像传感器40中时，很难清洁图像传感器40以除去外部物质，从而使相机模块的图像质量变差。
而且，设置单独的连接器35并且装配到FPCB 30的另一端，增多了组件的数量，同时限制了封装的体积减小。
                         发明内容
提出本发明以解决现有技术中的上述问题，因此，本发明特定实施例的目的是提供一种相机模块封装，其通过其中更少数量的组件简化了组装过程，防止了外部物质的渗入，从而获得高质量的图像，并且实现具有减小的体积的小型化。
为了实现目的，根据本发明的一方面，提供了一种相机模块封装，包括：透镜筒，具有至少一个透镜在其中，并且IR滤镜安装在其下端；壳体，透镜筒被设置为在壳体的内孔中沿着光轴方向可移动；陶瓷基底，附着到壳体的下端，陶瓷基底具有形成在其上表面上的与透镜的位置对应的开口；图像传感器，电连接到陶瓷基底的下部，图像传感器的图像传感区域通过陶瓷基底的开口被暴露出来。
优选地，陶瓷基底具有形成在其外表面上的多个外部连接端子。
优选地，陶瓷基底具有安装在其上表面上的至少一个无源元件。
优选地，陶瓷基底具有内置在内陶瓷层中的至少一个无源元件。
优选地，陶瓷基底在上表面的外周具有固定槽，所述固定槽用于容纳从壳体下端突出的突起。
优选地，陶瓷基底具有形成在其下表面上用于容纳图像传感器的传感器容纳部分，并且该传感器容纳部分具有与形成在图像传感器上的钉头形凸点对应的连接端子。
                           附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和其它优点将会变得更加清楚，其中：
图1是表示通常的相机模块封装的方框图；
图2是表示通常的相机模块封装的截面图；
图3是表示根据本发明的相机模块封装的分解透视图；
图4是表示根据本发明的相机模块封装的截面图。
                       具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图3是表示根据本发明的相机模块封装(camera module package)的分解透视图，图4是表示根据本发明的相机模块封装的截面图。
如图3和图4所示，相机模块封装100包括透镜筒110、壳体120、基底130和图像传感器140。
透镜筒110呈圆筒形并且具有预定直径的内部空间，至少一个透镜112沿着光轴设置在所述内部空间中。
设置在透镜筒110中的多个透镜112可通过分隔件119互相隔开预定间隔。
透镜筒110具有形成在其外表面上的外螺纹111和安装到其顶部的盖子113。盖子113具有在其中心穿孔形成的光入射孔113a，盖子113用于将容纳在透镜筒110中的透镜112固定在确定的位置。
另外，透镜筒110具有通过粘合剂粘结到其下端的IR滤镜115，IR滤镜115用于过滤穿过其中具有多个透镜112的透镜筒110的光。
这里，IR滤镜115可以设置在透镜筒110的下端，但不限于此。IR滤镜也可以通过粘合剂粘结到形成在透镜筒110的内孔或内空间的下周的台阶上，其中，透镜112设置在透镜筒110中。
另外，壳体120具有形成在其内孔的内周表面上的内螺纹，以与透镜筒110的外螺纹111接合，从而透镜筒110被容纳在壳体120中。
根据上述结构，具有透镜112和IR滤镜115的透镜筒110可沿着光轴相对于壳体120移动，壳体120通过外螺纹111和内螺纹121的螺纹接合而被固定，IR滤镜115与透镜筒110一起可从壳体120中拆卸。
同时，壳体120具有从其下表面突出的固定突起128，固定突起128与形成在基底130上的固定槽138对应，以便于装配壳体120和基底130并且将基底130的开口134的中心与透镜筒110的光轴对齐，从而使壳体位于基底上。
另外，具有透镜筒110装配在其中的壳体120的下端安装在陶瓷基底130的上表面上，并且陶瓷基底130具有形成在其上表面上的开口134，开口134与透镜筒110内的透镜112对应。
陶瓷基底130具有形成在其上表面的外周中的固定槽138，固定槽138用于容纳从壳体120的下端突出的固定突起128。
陶瓷基底130具有形成在其下表面上的传感器容纳部分135，传感器容纳部分135用于容纳图像传感器140，并且传感器容纳部分135具有与图像传感器140的钉头形凸点141对应的连接端子136。
这里，陶瓷基底130的连接端子136最好由以锡或者锡合金镀层的材料制成，从而通过热压或者超声波焊接连接到图像传感器140的钉头形凸点。
这允许省略将非传导液体聚合物粘合剂36沿着矩形框架涂覆到粘合区域的过程，以将FPCB与图像传感器粘合，从而简化封装的制造过程，其中，粘合区域与图像传感器140的钉头形凸点141对应。
另外，可以将至少一个被动元件，例如电容器和电阻设置在由至少两个陶瓷片131和132堆叠而成的陶瓷基底130的上表面上，从而降低电噪声。另外，所述被动元件可以以内部电极图案的形式内置在陶瓷片131和132之间，其作用是作为电阻或电容器。
另外，在陶瓷基底130的外表面上具有多个外部连接端子137，以连接到主板的孔(未示出)中，主板的孔电连接到显示装置(未示出)。因此，不需要像现有技术那样在图像传感器的另一端提供单独的连接器35，简化了基底的构造并且减小了基底130的总体积。
同时，图像传感器140具有形成在其上表面的中间区域的图像形成区域，图像形成区域通过陶瓷基底130的开口134暴露出来。图像传感器140被设置在陶瓷基底130的传感器容纳部分135中，位于连接到陶瓷基底130的连接端子136的位置。
与连接端子136对应的图像传感器140的钉头形凸点由锡或者金基镀层材料制成，从而通过热压或者超声波焊接高粘结强度地粘结并且电连接到连接端子136。
这里，可在图像传感器140的外周与传感器容纳部分135的内表面之间填充填充剂，以进一步增强图像传感器140和陶瓷基底130之间的粘结力。
在上述相机模块100的制造工艺中，透镜筒110与壳体120分别预备并且互相螺纹接合，从而允许沿着光轴方向的运动，其中，在透镜筒110中具有至少一个透镜112并且IR滤镜115安装在透镜筒110的下端；壳体120具有形成在其内表面上的与透镜筒110的外螺纹111对应的内螺纹121。
这里，透明介质的IR滤镜115通过粘合剂粘到透镜筒110的下端，与透镜筒110的光轴垂直。
另外，由于与透镜筒110装配的壳体120布置在由至少两层陶瓷片131和132堆叠组成的陶瓷基底130的上部，所以从壳体120的下端突出的固定突起128与形成在陶瓷基底130的上表面的外周上的固定槽138一对一地装配，从而将壳体120定位到陶瓷基底130上。
同时，粘合剂涂覆在壳体120的下端和陶瓷基底130的上表面之间，从而将壳体120垂直于陶瓷基底130安装。
这里，由于固定槽138穿孔形成在堆叠在下层陶瓷片上的最上层陶瓷片中，所以在壳体120和陶瓷基底130互相粘合的同时，粘合剂被防止渗入陶瓷基底中。
接着，图像传感器140设置在陶瓷基底130的传感器容纳部分135中，壳体120安装在陶瓷基底130上，并且图像传感器140的钉头形凸点141连接到传感器容纳部分135的连接端子136。
此时，将预定的压力施加到连接端子136和钉头形凸点141之间的接触表面上，同时提供热源，从而通过热压或者通过施加超声波的超声波焊接将上述两者结合。
这里，图像传感器140的图像形成区域通过穿过陶瓷基底130形成的开口134被暴露出来，与透镜筒110的光轴对齐。
这里，陶瓷基底130的开口134和传感器容纳部分135通过按照矩形框架形状堆叠多个陶瓷片形成。传感器容纳部分135形成的深度最好如下，设置在传感器容纳部分135中的图像传感器130的底部突出地不多于陶瓷基底130的下边缘。
同时，随着通过直接向下压将陶瓷基底130与壳体120和图像传感器140一起插入到电连接到显示装置的主板的孔(未示出)中，形成在陶瓷基底130上的外表面上的外部连接端子137容易地与孔中的端子部分装配和电连接。
另外，在外部物质渗入上表面的情况下，即渗入图像传感器140的图像形成区域的情况下，透镜筒110与IR滤镜115可从壳体120分离，通过壳体120的开口暴露出图像传感器140。这样就允许清洁图像传感器140，从而容易地去除外部物质。
根据上述本发明，与包括附着到其下端的IR滤镜的透镜筒螺纹接合的壳体安装到陶瓷基底上，并且图像传感器被设置在陶瓷基底的下部，图像形成区域被暴露出来。这样，通过热压和超声波焊接可直接将端子结合，而不用像现有技术中那样在基底和图像传感器之间涂覆液体聚合物粘合剂，从而简化了制造工艺并且提高了生产率。
另外，具有IR滤镜的透镜筒从壳体拆卸开，从而容易地清除渗入到图像传感器的图像形成区域中的外部物质，从而防止形成有缺陷的图像并且获得高质量的图像。
而且，设置在陶瓷基底的外表面上的外部连接端子直接连接到主板的孔中，而不需要在现有技术中的组件，例如连接器，从而降低了制造成本并减小了封装体积。
虽然已经参照优选实施例显示并描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出修改和改变。

Claims (6)

1、一种相机模块封装，包括：
透镜筒，在其中具有至少一个透镜，并且IR滤镜安装在该透镜筒的下端；
壳体，透镜筒被设置为在壳体的内孔中沿着光轴方向可移动；
陶瓷基底，附着到壳体的下端，陶瓷基底具有形成在其上表面上的与透镜的位置对应的开口；
图像传感器，电连接到陶瓷基底的下部，图像传感器的图像传感区域通过陶瓷基底的开口被暴露出来。
2、如权利要求1所述的相机模块封装，其中，陶瓷基底具有形成在其外表面上的多个外部连接端子。
3、如权利要求1所述的相机模块封装，其中，陶瓷基底具有安装在其上表面上的至少一个无源元件。
4、如权利要求1所述的相机模块封装，其中，陶瓷基底具有内置在内陶瓷层中的至少一个无源元件。
5、如权利要求1所述的相机模块封装，其中，陶瓷基底在其上表面的外周具有固定槽，所述固定槽用于容纳从壳体下端突出的突起。
6、如权利要求1所述的相机模块封装，其中，陶瓷基底具有形成在其下表面上用于容纳图像传感器的传感器容纳部分，并且所述传感器容纳部分具有与形成在图像传感器上的钉头形凸点对应的连接端子。
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