카메라 모듈과 그 제조방법{Camera module and Manufacturing method thereof}

본 발명은 조립시 이미지 센서의 손상을 방지하기 위한 구조를 갖는 카메라 모듈과 그 제조방법에 관한 것이다.

근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트, 토이(toy)등의 다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.

특히, 모바일 폰은 디자인이 매출에 막대한 영향을 주는 요소이고 이로 인해 작은 사이즈의 카메라 모듈을 요구하고 있다.

상기 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 사물에 표시될 수 있도록 영상을 전달한다.

도 1은 종래에 따른 카메라 모듈의 단면도로서, 종래의 카메라 모듈에 대해 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10)에 이미지 센서(20)가 설치되고, 광의 조사경로상으로 복수의 렌즈가 구비된 렌즈 어셈블리(30)가 이미지 센서(20)의 상부에 위치한다. 또한, 상기 렌즈 어셈블리(30)를 지지하고 위치를 가이드하는 하우징(40)이 구비된다.

상기와 같은 종래의 카메라 모듈에서 상기 렌즈 어셈블리(30)는 복수의 렌즈에 광이 이미지 센서(20)에 조사되도록 렌즈 어셈블리(30)의 하부 또는 이미지센서(20) 상면의 테두리부에 접착제(50)를 도포하여 렌즈 어셈블리(30)가 접착 고정되도록 하는데, 접착제(50)로서 통상의 에폭시를 도포하여 접착 고정하는 경우 다음과 같은 경우가 발생한다.

접착을 위한 에폭시의 도포시에 비교적 균일한 두께를 이루도록 도포하여야 하는데, 그렇지 못할 경우 접착되는 렌즈 어셈블리(30)의 상하 틸트가 발생하여 해상도에 영향을 미치게 되고, 도포된 에폭시의 경화시에 인쇄회로기판(10)상에서 인접한 이미지 센서(20)에 물리적인 영향을 미치게 되어 역시 해상도에 영향을 미치게 된다.

또한, 렌즈 어셈블리(30)와 인쇄회로기판(10)이 직접 접촉하므로 인쇄회로기판(10)이 렌즈 어셈블리(30)에 의해 물리적 손상을 입을 수 있는 경우가 있다.

본 발명은 이미지 센서의 손상을 방지하고, 광축 정렬이 용이한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서, 인쇄회로기판 및 렌즈 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 상면측에 제 1 수용부와 제 1 수용부보다 상측에 형성되며, 제 1 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 2 수용부가 형성되어 이중의 단턱구조를 가지며, 상기 이미지 센서는 제 1 수용부에 안착되어 조립되며, 상기 렌즈 어셈블리의 하단부는 제 2 수용부에 삽입되어 조립된다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 이미지 센서의 두께가 제 1 수용부의 깊이보다 작다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상부 중앙에 홀을 구비하며, 하부가 개방된 내부 공간을 갖는 함체로서, 상기 렌즈 어셈블리를 내부에 수용하며, 상기 인쇄회로기판의 상면에 하단부가 고정되는 하우징을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 제 2 수용부 단턱의 수평면부와 상기 렌즈 어셈블리 하단면 사이에 접착제가 도포되어 상호 부착될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 제 2 수용부 단턱의 수직면부와 상기 렌즈 어셈블리의 하단부 외측벽면 사이에 접착제가 도포되어 상호 부착될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 접착제는 에폭시가 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 이미지 센서는 제 1 수용부에 안착되어 와이어 본딩(Wire bonding)에 의하여 부착될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 인쇄회로기판은 LTCC PCB 기판 또는 HTCC PCB 기판인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은 상면측에 제 1 수용부와 제 1 수용부보다 상측에 형성되며 제 1 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 2 수용부가 구비된 이중의 단턱구조를 갖는 인쇄회로기판을 준비하는 단계, 이미지 센서를 제 1 수용부 저면에 부착하는 단계, 상기 인쇄회로기판의 제 2 수용부 단턱에 접착제를 도포하는 단계, 렌즈 어셈블리를 상기 인쇄회로기판의 접착제가 도포된 제 2 수용부에 삽입하여 상호 부착하는 단계, 상부 중앙에 중앙홀을 구비하며, 하부가 개방된 내부 공간을 갖는 하우징을 준비하고, 상기 렌즈 어셈블리의 광축이 중앙홀에 정렬되도록 하여 그 하단부를 상기 인쇄회로기판의 상면에 고정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법에서, 상기 이미지 센서를 부착하는 단계에서, 상기 이미지 센서는 와이어 본딩(Wire bonding)에 의하여 부착될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법에서, 상기 제 2 수용부 단턱은 수평면부와 수직면부로 이루어지며, 상기 접착제를 도포하는 단계에서, 단턱의 수평면부에 접착제가 도포될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법에서, 상기 제 2 수용부 단턱은 수평면부와 수직면부로 이루어지며, 상기 접착제를 도포하는 단계에서, 단턱의 수직면부에 접착제가 도포될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법에서, 상기 접착제는 에폭시가 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서, 인쇄회로기판 및 렌즈 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 상면측에 제 1 수용부와 제 1 수용부보다 상측에 형성되며, 제 1 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 2 수용부가 형성되며, 제 2 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 3 수용부가 형성되어 삼중의 단턱구조를 가지며, 상기 이미지 센서는 제 1 수용부에 안착되어 조립되며, 상기 렌즈 어셈블리의 하단부는 제 2 수용부에 삽입되며, 상기 제 2 수용부 단턱의 수직면부와 상기 렌즈 어셈블리의 하단부 외측벽면 사이에 접착제가 도포되며, 그 여분이 제 3 수용부에 수용되도록하여 상호 부착된다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 접착제는 에폭시가 사용될 수 있다.

본 발명에 의하면 조립시 렌즈 어셈블리와 이미지 센서가 직접 접촉하지 않기 때문에 접촉에 의한 이미지 센서의 손상이 방지되고, 수용부를 두어 매우 용이하게 광축 정렬이 가능하다.

도 1 은 종래의 카메라 모듈의 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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.

제1, 제2 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 일실시예에 따른 카메라모듈에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고, 도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이며, 도 4 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

도 2 및 도 3 를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 인쇄회로기판(100), 이미지 센서(200), 렌즈 어셈블리(300)를 포함하며, 도 4 를 참조하면, 하우징(400)을 더 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(100)은 상기 인쇄회로기판은 상면에 서로 다른 크기의 수용면적을 갖는 이중의 단턱구조에 의하여 제 1 수용부와 제 1 수용부보다 상측에 형성되며, 제 1 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 2 수용부가 형성된다. 상기 제 2 수용부 단턱은 수직면부와 수평면부로 이루어져 있다. 상기 인쇄회로기판(100)은 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) PCB 기판 또는 HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics) PCB 기판이 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

이미지 센서(200)는 상기 렌즈 어셈블리(300)를 통하여 입사된 빛을 전기적인 신호로 변환시키기 위한 촬상소자를 구비하며, 상기 인쇄회로기판(100)의 제 1 수용부에 안착되어 와이어 본딩(Wire bonding)에 의하여 부착된다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며 다른 방식을 이용하여 부착하는 것도 가능하다.

렌즈 어셈블리(300)는 상기 렌즈 어셈블리(300)의 하단면과 상기 인쇄회로기판(100)의 제 2 수용부 단턱의 수평면부에 접착제가 도포되어 상호 부착 가능하며, 이 경우 상기 제 2 수용부 단턱에 의하여 상기 렌즈 어셈블리(300)가 가이드 되어 상기 렌즈 어셈블리(300)의 쉬프트 량이 최소화된다. 또한 상기 렌즈 어셈블리(300)의 하단부 외측벽면과 상기 인쇄회로기판(100)의 제 2 수용부 단턱의 수직면부에 접착제가 도포되어 상호 부착 가능하며, 이 경우 렌즈 어셈블리 쉬프트 량이 최소화되고, 무조정 렌즈 어셈블리(300)에서 문제가 되는 작은 이미지 높이 마진(Image height margin)을 기구적 가이드를 통해 관리가 가능하게 된다. 위에서 설명한 바와 같이 상기 제 2 수용부 단턱의 수평면부와 수직면부 중 일면부를 선택하고 선택한 일면부에 접착제를 도포하여 상기 인쇄회로기판(100)과 상기 렌즈 어셈블리(300)를 상호 부착하는 것이 가능하지만, 상기 제 2 수용부 단턱의 수평면부 및 수직면부 모두에 접착제를 도포하여 상기 인쇄회로기판(100)과 상기 렌즈 어셈블리(300)를 상호 부착하는 것 또한 가능하다. 상기 접착제로 에폭시(500)가 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 이미지 센서(200)는 상기 인쇄회로기판(100)의 제 1 수용부에 조립되고, 상기 렌즈 어셈블리(300)는 상기 인쇄회로기판(100)의 제 2 수용부에 결합되므로 상기 인쇄회로기판(100)은 제 2 수용부가 제 1 수용부의 상측에 형성되는 이중의 단턱구조를 이루고 있고, 이미지 센서(200)의 두께가 제 1 수용부의 깊이보다 작으므로 상기 렌즈 어셈블리(300)의 하면과 상기 이미지 센서(200)의 상면은 직접 접촉하지 않고 일정 간격을 유지하게 되어 렌즈 어셈블리(300)의 하단부와 이미지 센서(200)의 접촉에 의한 이미지 센서(200)의 손상이 방지된다.

도4를 참조하면, 하우징(400)은 상부 중앙에 홀을 구비하며, 하부가 개방된 내부 공간을 갖는 함체로서, 상기 렌즈 어셈블리(300)를 내부에 수용하며, 상기 인쇄회로기판(100)의 상면에 하단부가 고정된다.

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

도 5 에 도시된 바와 같이 상면측에 제 1 수용부와 제 1 수용부보다 상측에 형성되며 제 1 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 2 수용부가 구비된 이중의 단턱구조를 갖는 인쇄회로기판(100)을 준비한다(S501).

이미지 센서(200)를 제 1 수용부 저면에 부착한다(S502).

상기 인쇄회로기판(100)의 제 2 수용부 단턱에 접착제를 도포한다(S503).

렌즈 어셈블리(300)를 상기 인쇄회로기판(100)의 접착제가 도포된 제 2 수용부에 삽입하여 상호 부착한다(S504).

상부 중앙에 중앙홀을 구비하며, 하부가 개방된 내부 공간을 갖는 하우징을 준비하고, 상기 렌즈 어셈블리의 광축이 중앙홀에 정렬되도록 하여 그 하단부를 상기 인쇄회로기판의 상면에 고정한다(S505).

상기 단계 S503과 S504는 수행 순서가 바뀌어도 무방하다.

상기 이미지 센서를 부착하든 단계(S502)에서, 상기 이미지 센서는 와이어 본딩(Wire bonding)에 의하여 부착되는 것이 가능하나 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 제 2 수용부 단턱은 수평면부와 수직면부로 이루어지며, 상기 접착제 도포단계(S502)에서 상기 제 2 수용부 단턱의 수평면부 또는 수직면부에 접착제의 도포가 가능하다. 상기 접착제는 에폭시가 사용되나 이에 한정하는 것은 아니다.

도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서(200), 인쇄회로기판(100) 및 렌즈 어셈블리(300)를 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 상기 인쇄회로기판(100)은 상면측에 제 1 수용부와 제 1 수용부보다 상측에 형성되며, 제 1 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 2 수용부가 형성되며, 제 2 수용부보다 수용 면적이 넓은 제 3 수용부가 형성되어 삼중의 단턱구조를 가지며, 상기 이미지 센서(200)는 제 1 수용부에 안착되어 조립되며, 상기 렌즈 어셈블리(300)의 하단부는 제 2 수용부에 삽입되며, 상기 제 2 수용부 단턱의 수직면부와 상기 렌즈 어셈블리의 하단부 외측벽면 사이에 접착제가 도포되며, 그 여분이 제 3 수용부에 수용되도록하여 상호 부착된다. 제 3 수용부를 둠으로 인하여, 여분의 접착제가 인쇄회로기판의 표면을 오염시키지 않도록 하는 효과가 있다. 상기 접착제로는 에폭시가 사용 가능하나 이에 한정하는 것은 아니다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 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 20 : 이미지 센서
30 : 렌즈 어셈블리 40 : 하우징
50 : 접착제
100 : 인쇄회로기판 200 : 이미지 센서
300 : 렌즈 어셈블리 400 : 하우징
500 : 에폭시