KR102053816B1

KR102053816B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102053816B1
Application number: KR1020120145918A
Authority: KR
Inventors: 정연백; 서영수
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2019-12-09
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: KR20140077300A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서; 상기 이미지 센서 상측면에 설치되는 글라스 기판; 상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 인쇄회로기판; 상기 글라스 기판 상측면에 접착되는 보호 필름; 및 상기 인쇄회로기판 상측면에 마운팅 되는 홀더부재;를 포함하며, 상기 보호 필름은 상기 홀더부재의 마운팅 전에 제거되는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

근래 타블렛 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트 폰, 장난감(toy)등의 다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이프 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다. 특히, 스마트 폰은 소형화된 디자인을 선호하는 소비자의 수요 증가에 따라 작은 사이즈의 카메라 모듈을 개발하는 추세에 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS의 이미지 센서 칩을 이용하여 제조하며, 이미지 센서 칩에 렌즈를 통하여 사물을 집광하여, 광 신호를 전기 신호로 변환하여 LCD 디스플레이 장치 등의 디스플레이 매체에 사물이 표시될 수 있도록 영상을 전달한다.

카메라 모듈이 장착되는 모바일 기기의 소형화가 연구되면서, 최근에는 초박형 카메라 모듈에 대한 요구가 점차 증가하고 있다. 이와 같은 초박형 카메라 모듈을 제공하기 위해 카메라 모듈을 구성하는 각각의 구성요소들의 높이를 최소화하는 노력이 진행되면서, 렌즈 모듈, 홀더부재 등과 같은 각 구성요소들 또한 소형화가 이루어지고 있다.

그런데, 이미지 센서에 결합되는 글라스 기판을 인쇄회로기판에 연결하는 SMT 공정을 수행할 때, 이물 청정도 관리 불량 등에 의해 공정 진행이 끝난 후에 상기 글라스 기판 상측 면에 환경성 이물이 유입될 수도 있다. 또는, 카메라 모듈을 슬림화 하기 위하여, 이미지 센서 상측에 형성되는 홀더 윈도우를 제거할 수도 있는데, 이 경우, 하우징 조립체 측에서 발생된 유동성 이물이 글라스 기판 측으로 유입되어 멍 불량을 유발하여 카메라 모듈의 생산 수율을 하락 시키는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0687069호(2007.02.20.)

본 발명은 조립 공정 중에 이미지 센서 상측에 적층되는 글라스 기판 측으로 이물이 유입되지 않도록 마련된 보호 필름 및 이를 구비한 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 보호 필름은 상기 이미지 센서의 유효 화상영역보다 큰 지름을 가지는 윈도우부; 상기 윈도우부를 중앙에 배치하며, 상기 이미지 센서의 면적과 대응되는 면적으로 형성되는 접착제층; 및 상기 접착제층 상측에 적층 배치되는 더미 필름부;를 포함할 수 있다.

상기 더미 필름부는 광 투과성 재질로 형성되는 필름 몸체; 및 상기 필름 몸체와 한 몸으로 형성되며, 일측 단부에 연장 형성되는 손잡이부;를 포함할 수 있다.

상기 홀더부재는 적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치되어 광학계를 형성하는 렌즈모듈이 중앙에 배치될 수 있다.

상기 윈도우부는 상기 렌즈의 유효경의 지름과 대응 되는 지름을 가지는 원형으로 형성될 수 있다.

상기 접착제층은 상기 보호필름의 제거 후 상기 글라스 기판 상측면에 잔류하여 더스트 트랩 기능을 수행할 수 있다.

상기 이미지 센서와 글라스 기판은 상기 인쇄회로기판에 SMT 공정으로 실장 될 수 있다.

상기 이미지 센서, 글라스 기판 및 인쇄회로기판은 칩 스케일 패키지(CSP)로 구성되며, 상기 보호 필름은 상기 칩 스케일 패치지 구성이 완료된 후 부착될 수 있다.

상기 글라스 기판은 표면에 표면에 적외선 차단 코팅면을 가질 수 있다.

더미 필름부와 접착제층으로 형성된 보호 필름을 조립 공정 중에 이미지 센서 상단의 글라스 기판에 부착하고, 홀더부재 조립시 더미 필름부를 제거하여 이미지 센서의 유효 화상영역의 주변에 접착제층을 잔류시켜 더스트 트랩으로 형성할 수 있기 때문에, 유동성 이물에 따른 멍 불량 발생을 최소화할 수 있으며, 별도의 더스트 트랩 도포 공정을 생략할 수 있어 제조 공정수를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 인쇄회로기판을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 인쇄회로기판에 보호 필름을 부착한 상태를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 보호 필름의 사시도,
도 4는 도 2의 보호 필름이 부착된 인쇄회로기판에서 더미 필름을 제거한 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 4의 인쇄회로기판에 홀더부재와 렌즈모듈을 결합한 상태를 도시한 도면, 그리고,
도 6은 도 5의 단면도 이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참고하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 인쇄회로기판(10)은 상측에 이미지 센서(11)가 실장될 수 있으며, 상기 이미지 센서(11)의 상부면에는 글라스 기판(12)이 적층될 수 있다. 이때, 상기 글라스 기판(12)에는 도시하지는 않았으나, 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 내측 연결부(inner joint)가 마련될 수 있으며, 그 바깥쪽에는 외측 볼(outer ball)이 마련되어 상기 인쇄회로기판(10)과 SMT 공정을 통해 통전 가능하게 연결될 수 있다. 한편, 상기 인쇄회로기판(10)은 카메라 모듈이 설치되는 전자기기와 연결되는 연결 단자기판(13)이 형성될 수 있다. 상기 연결 단자기판(13)은 FPCB 등으로 연결될 수 있다. 또는, 도시하지는 않았으나 상기 연결 단자기판(13)은 인쇄회로기판의 연결 없이 바로 전자기기에 SMT(Surface Mounting Technology)로 실장되는 것도 가능하다.

한편, 상기 글라스 기판(12)에는 적외선 차단 코팅이 수행될 수 있는데, 이 경우, 카메라 모듈에 별도의 적외선 차단 필터를 설치하지 않더라도, 상기 글라스 기판(12)이 적외선 차단 필터의 역할을 수행할 수 있다. 이와 같이 글라스 기판(12)에 적외선 차단 코팅을 수행하면, 별도로 적외선 차단 필터를 설치할 필요가 없기 때문에 카메라 모듈을 소형화할 수 있다.

이미지 센서(11)와 상기 글라스 기판(12)이 포함된 패키지를 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package, 이하 CSP라 한다)라고 한다. CSP는 종래 대규모 집적 회로(LSI) 패키지에 적용되는 기술로서, LSI를 올려놓고 뒷면에 2차원 어레이 모양으로 솔더볼을 이용하여 외부 단자를 배치해 놓은 형태의 볼 그리드 어레이(Ball grid array, 이하 BGA) 패키지가 크고 두꺼워 짐에 따라, 반도체의 소형, 경량 및 박형화의 필요에 따라 등장한 칩 크기의 패키지 기술이다. 이러한 칩 스케일 패키지의 가장 큰 장점은 바로 패키지의 크기이다. JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council), EIAJ(Electronic Industry Association of Japan)와 같은 국제 반도체 협회의 정의에 따르면, 칩 스케일 패키지는 칩 크기의 1.2배 이내의 패키지 크기를 가질 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이 인쇄회로기판(10)의 상측면에 이미지 센서(11)와 글라스 기판(12)이 실장 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 필름(100)이 부착될 수 있다.

홀더부재(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에 배치되며, 상기 홀더부재(20)에는 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 모듈(30)이 설치될 수 있다.

상기 미도시 렌즈에는 적외선 차단 코팅을 수행할 수 있는데, 이 경우 별도의 적외선 차단 필름을 카메라 모듈에 설치하지 않더라도, 상기 이미지 센서(11)에 결상되는 영상에서 적외선 성분을 필터링 할 수 있다. 따라서 적외선 차단 필터 설치 공간만큼을 절약할 수 있어 카메라 모듈을 소형화할 수 있다.

상기 보호 필름(100)은 도 3에 도시된 바와 윈도우부(110), 접착제층(120) 및 더미 필름부(130)을 포함할 수 있다.

윈도우부(110)는 이미지 센서(11)의 유효 화상 영역보다 큰 지름을 가지며, 도시된 바와 같이 대략 원형 상으로 마련될 수 있다. 상기 윈도우부(110)의 지름은 후술할 렌즈 모듈(30)에 설치되는 미도시된 렌즈들의 유효경의 크기와 대응되도록 형성될 수 있으며, 또는 약간 크게 형성될 수도 있다.

접착제층(120)은 상기 글라스 기판(12)과 마주보는 면의 접착력과 상기 더미 필름부(130)를 마주보는 면의 접착력을 서로 다르게 형성할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 글라스 기판(12) 측의 접착력을 더 크게 하여, 더미 필름부(130)를 마주보는 면 측의 접착력을 상대적으로 낮게 형성하여, 보다 손쉽게 더미 필름부(130)가 제거될 수 있도록 한다. 한편, 상기 윈도우부(110)는 접착제층(120)의 중앙에 형성되어, 상기 더미 필름부(130)를 제거할 때, 이미지 센서(11)의 유효 화상 영역의 주변에만 상기 접착제층(120)이 남을 수 있도록 구성될 수 있다.

더미 필름부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 필름 몸체(131)와 손잡이부(132)를 포함할 수 있다.

필름 몸체(131)는 광 투과성 재질로 형성될 수 있으며, 상기 접착제층(120)이 손쉽게 이탈될 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 필름 몸체(131)의 재질은 PS, PC, PET 등 수지 계열이면 어떠한 것이든 사용 가능하며, 가급적 얇은 두께로 형성할 수 있다.

손잡이부(132)는 상기 필름 몸체(131)와 한 몸으로 형성될 수 있으며, 작업자가 홀더부재(20)(도 5 및 도 6 참조)의 마운팅 전 단계에서 파지하여 더미 필름부(130)를 손쉽게 제거하기 위해 마련된 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 카메라 모듈의 조립 과정을 도면을 참고로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 글라스 기판(12)의 상측면에 이미지 센서(11)와 글라스 기판(12)이 실장 되면, 도 2와 같이 작업자는 보호 필름(100)을 상기 글라스 기판(12) 상측에 부착한다. 이러한 상태로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인쇄회로기판(10)에 이미지 센서(11)와 글라스 기판(12)을 통전 가능하게 실장하는 SMT 공정을 수행할 수 있다.

SMT 공정이 완료되어 클리닝 작업까지 종료되면, 인쇄회로기판(10)은 홀더부재(20)가 상측에 마운트 될 수 있는데, 이때 작업자는 도 3에 도시된 보호 필름(100)의 손잡이부(132)를 파지하여 더미 필름부(130)를 글라스 기판(12)에서 제거할 수 있다.

그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 글라스 기판(12)의 상측면에는 상기 접착제층(120) 만이 남게 되는데, 상기 접착제층(120)의 중앙에는 상기 이미지 센서(11)의 유효 화상영역의 크기 보다 크게 형성되는 윈도우부(110)가 마련되므로, 상기 접착제층(120)은 상기 이미지 센서(11)의 유효화상 영역을 간섭하지 않는다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에 홀더부재(20)를 마운트 하여 카메라 모듈의 조립을 완료할 수 있다. 이때, 도 6의 단면도에 도시된 바와 같이, 상기 글라스 기판(12)의 하측에 배치되는 이미지 센서(11)의 유효 화상 영역 바깥쪽 영역이면서, 상기 렌즈 홀더(20)의 내주면의 일부 공간부에는 상기 접착제층(120)이 노출되어 상기 유효화상 영역 부근으로 유입되는 유동성 이물에 대한 더스트 트랩(dust trap)으로 기능할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 별도의 더스트 트랩 도포 공정이 삭제될 수 있기 때문에 조립 시간을 단축할 수 있으며, 렌즈 홀더(20)의 마운팅 공정 전 단계까지 글라스 기판(12)의 상측면이 보호 필름(100)에 의해 오염물질이나 먼지 등에 의해 보호되기 때문에, 이물 부착에 따른 멍 불량 발생 확률을 낮출 수 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
12; 글라스 기판 13; 연결 단자기판
20; 홀더부재 30; 렌즈모듈
100; 보호 필름 110; 윈도우부
120; 접착제층 130; 더미 필름부
131; 필름 몸체 132; 손잡이부

Claims

이미지 센서;
상기 이미지 센서 상측면에 설치되는 글라스 기판;
상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 인쇄회로기판;
상기 글라스 기판 상측면에 접착되는 보호 필름; 및
상기 인쇄회로기판 상측면에 마운팅 되는 홀더부재;를 포함하며,
상기 보호 필름은,
상기 이미지 센서의 면적과 대응되는 면적으로 형성되는 접착제층; 및
상기 접착제층 상측에 적층 배치되는 더미 필름부를 포함하고,
상기 더미 필름부는 상기 홀더부재의 마운팅 전에 제거되며,
상기 접착체층은, 상기 보호필름의 제거 후 상기 글라스 기판 상측면에 잔류하여 이물의 유입을 방지하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 보호 필름은 상기 이미지 센서의 유효 화상영역보다 큰 지름을 가지는 윈도우부를 포함하고,
상기 접착제층은 상기 윈도우부의 중앙에 배치되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 더미 필름부는,
광 투과성 재질로 형성되는 필름 몸체; 및
상기 필름 몸체와 한 몸으로 형성되며, 일측 단부에 연장 형성되는 손잡이부;를 포함하는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 홀더부재는,
적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치되어 광학계를 형성하는 렌즈모듈이 중앙에 배치되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 윈도우부는,
상기 렌즈의 유효경의 지름과 대응 되는 지름을 가지는 원형으로 형성되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 접착제층의 적어도 일부는, 상기 글라스 기판의 하측에 배치되는 이미지 센서의 유효 화상 영역 외측과 상기 렌즈 홀더의 내주면 사이에 배치되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 이미지 센서와 글라스 기판은 상기 인쇄회로기판에 SMT 공정으로 실장되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 이미지 센서, 글라스 기판 및 인쇄회로기판은 칩 스케일 패키지(CSP)로 구성되며,
상기 보호 필름은 상기 칩 스케일 패치지 구성이 완료된 후 부착되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 글라스 기판은,
표면에 적외선 차단 코팅면을 가지는 카메라 모듈.
이미지 센서;
상기 이미지 센서 상측면에 설치되는 글라스 기판;
상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 인쇄회로기판;
상기 글라스 기판의 상면에 배치되며, 상기 이미지 센서의 유효 화상영역보다 큰 지름을 가지는 윈도우부;
상기 윈도우부를 중앙에 배치하며, 상기 이미지 센서의 면적과 대응되는 면적으로 형성되는 접착제층; 및
상기 인쇄회로기판 상측면에 마운팅 되는 홀더부재를 포함하는 카메라 모듈.