KR101973656B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 바닥면에 형성된 이미지 센서 안착부와 복수 매의 렌즈가 설치되는 렌즈 지지부를 포함하는 렌즈 홀더; 상기 이미지 센서 안착부에 설치 되는 이미지 센서; 및 상기 렌즈 홀더의 바닥면 표면에 일체로 형성되어, 상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 복수 개의 전자회로 패턴층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 카메라 모듈은 필름을 대신하여, CCD나 CMOS와 같은 이미지 센서를 사용하여 이미지를 촬영한다.

이미지 센서를 사용하는 카메라 모듈은 부피가 작고 성능이 우수하여 사진의 촬영이 가능한 모바일 장치, 모니터용 카메라나 자동차에 장착되는 감시 카메라 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 특히 모바일 장치에 사용되는 카메라 모듈은 점점 다기능화, 소형화 및 경량화되는 추세이다.

본 발명은 카메라 모듈의 높이를 낮출 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 바닥면에 형성된 이미지 센서 안착부와 복수 매의 렌즈가 설치되는 렌즈 지지부를 포함하는 렌즈 홀더; 상기 이미지 센서 안착부에 설치 되는 이미지 센서; 및 상기 렌즈 홀더의 바닥면 표면에 일체로 형성되어, 상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 복수 개의 전자회로 패턴층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자회로 패턴층은 상측에 추가로 통전성 재질로 코팅 및 도금 중 어느 하나의 방법으로 형성된 금속층을 더 포함할 수 있다.

상기 전자회로 패턴층은 외부 연결을 위한 단자부가 일체로 형성될 수 있다.

상기 전자회로 패턴층과 이미지 센서는 범프(bump)가 개재되어, 통전 가능하게 플립 칩 공정으로 연결될 수 있다.

상기 적외선 차단 필터는 접착물질로 접착 고정될 수 있는데, 상기 접착물질은 자외선 경화 에폭시 수지 또는 열 경화 에폭시 수지 중 어느 하나로 마련될 수 있다.

상기 렌즈 홀더는 표면을 메탈라이징 처리한 후, 비회로 부분을 식각하여 패터닝한 전자회로 패턴층을 일체로 구비할 수 있다.

또한, 상기 렌즈 홀더의 상측에 액츄에이터가 설치될 수 있다.

본 발명은 이미지 센서의 실장을 위해 별도의 인쇄회로기판을 구비하지 않고, 복수 개의 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더의 표면에 전기회로 전자회로 패턴층을 일체로 구성하여, 이미지 센서를 직접 설치할 수 있어, 초박형 카메라 모듈을 보다 용이하게 구성할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 홀더를 도시한 분해 사시도,
도 3은 도 2의 평면도, 그리고,
도 4는 렌즈 홀더와 이미지 센서의 연결구조를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 홀더를 도시한 분해 사시도, 도 3은 도 2의 평면도, 그리고, 도 4는 렌즈 홀더와 이미지 센서의 연결구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예 의한 카메라 모듈은, 이미지 센서 안착부(10)와 렌즈 지지부(20)가 일체로 사출 형성된 렌즈 홀더(100) 및 상기 이미지 센서 안착부(10)에 일체로 형성된 전자회로 패턴층(15)을 포함한다. 본 발명의 특징은 별도의 인쇄회로기판 없이 상기 렌즈 홀더(100)의 바닥면에 이미지 센서(11)가 직접 설치되는 것에 발명의 특징이 있다.

상기 렌즈 홀더(100)는 일반적으로 많이 사용되는 수지 재질로 사출 성형될 수 있으며, 상기 전자회로 패턴층(15)의 형성 방법에 따라, 사출 방법은 다양하게 변경될 수 있다.

이미지 센서(11)는 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면에 직접 실장 되며, 상기 이미지 센서 안착부(10)의 상기 이미지 센서(11)와 대응되는 위치에는 윈도우(12)가 관통 형성된다.

상기 이미지 센서 안착부(10)의 상부면에는, 적외선 차단 필터(13)가 상기 윈도우(12)를 덮도록 설치되고, 그 외의 공간에는 카메라 모듈 제어를 위한 드라이버 모듈과 같은 제어 칩셋과 복수 개의 저항들이 설치될 수도 있고, 카메라 모듈 외부의 별도 회로기판에 이들 구성이 분리 설치되는 것도 가능하다. 또한, 적외선 차단필터를 별도의 부재로 구성하지 않고, 렌즈 면에 적외선 차단코팅을 하는 것도 가능하다.

상기 이미지 센서(11)는, 상기 이미지 센서 안착부(10)의 저면에 마련된 장착위치에 플립 칩 공정으로 설치되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 센서(11)가 안착될 수 있는 안착 홈(14)이 마련될 수 있다.

적외선 차단 필터(13)는 상기한 바와 같이, 상기 윈도우(12)를 덮을 수 있도록, 상기 이미지 센서 안착부(10)의 상부면에 고정된다. 이를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 적외선 차단 필터(13)는 상기 윈도우(12)의 면적보다 큰 면적을 가지도록 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 적외선 차단 필터(13)는 다양한 방법으로 고정될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자외선 경화 접착물질이나, 열 경화 접착물질로 접착 고정될 수 있다. 이때, 상기 접착물질은 에폭시 재질로 형성되는 것이 좋다. 또한 상기 접착방법은 접착물질이 아닌 접착 테이프 등을 이용 하는 것도 가능하다.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면과 안착홈(14)의 표면에는 상기 이미지 센서(11)와의 통전을 위한 전자회로 패턴층(15)이 표면에 일체로 형성될 수 있으며, 필요에 따라, 상기 전자회로 패턴층(15)과 연결되는 단자(16)가 더 구비될 수도 있다.

또한, 상기 전자회로 패턴층(15)은, 상측에 추가로 통전성 재질로 코팅 또는 도금 형성된 금속층을 더 포함할 수도 있다.

상기 전자회로 패턴층(15)은 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈 지지부(20)의 외주면에도 형성되어, 액츄에이터(30)에 전원을 공급할 수 있는데, 상기 터미널들 사이에는 상기 렌즈 지지부(20)와 일체로 형성되는 돌기부(25)가 형성될 수 있다. 상기 돌기부(25)는 상기 렌즈 지지부(20)와 같이 절연성을 가지는 수지 재질로 형성될 수 있어, 상기 터미널들과 연결되는 한 쌍의 전자회로 패턴층(15)이 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 전자회로 패턴층(15)을 형성하는 기술은 크게 3가지 기술로 나눌 수 있다.

우선, 제 1 방식은 이중 성형을 통한 패터닝 방법으로, 이미지 센서 안착부(10)와 렌즈 지지부(20)로 구성되는 렌즈 홀더(100)를 사출 성형할 때, 렌즈 홀더(100)의 몸체를 구성하는 부분과 전자회로 패턴층(15)이 형성될 부분을 서로 다른 재질의 합성수지로 사출 성형하는 것이다. 이 경우, 몸체를 구성하는 이미지 센서 안착부(10)와 렌즈 지지부(20)는 절연성 재질로 사출하고, 전자회로 패턴층(15)을 형성할 상기 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면은 통전성 합성수지를 이용하여 사출하거나, 전자회로 패턴층(15)을 형성할 부분에 금속 도금 작업이 용이한 합성수지를 이용하여 사출하여, 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면을 사출 성형한 후, 도금 작업과 같은 후속 공정으로, 전자회로 패턴층(15)을 완성하는 방식이다.

제 2 방식은 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면을 빛과 열에 반응하는 불순물을 포함시킨 상태로 사출 성형하고, 사출 성형된 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면에 레이저 노광과 같은 표면 패터닝 작업을 통해, 전자회로 패턴층(15)이 형성될 곳에 배선 패턴을 형성한다.

제 3 방식은 전자회로 패턴층(15)이 형성되는 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면 전체를 메탈라이징 하고, 그 후에 비회로 부분을 식각하여 패터닝 하는 방법이다.

이와 같이 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면을 상기한 기술 중 어느 하나를 이용하여 상기 이미지 센서(11)가 직접 실장 될 수 있도록 형성 하면, 이미지 센서(11)를 별도의 인쇄회로기판을 사용할 필요가 없기 때문에, 카메라 모듈의 높이를 낮출 수 있다.

한편, 이미지 센서(11)를 상기 이미지 센서 안착부(10)의 바닥면에 연결하는 플립 칩(Flip Chip) 공정 기술은, 다양한 재료 및 방법(solder bump, tape- automated bonding, wire interconnection, conductive polymer, anisotropic conductive adhesive, metallurgy bump, micro spring 등등)을 이용할 수 있다.

한편, 플립 칩 공정의 일 예로서 상기 이미지 센서(11)와 전자회로 패턴층(15)을 연결할 때, 범프(bump)(17)를 개재하여 통전 가능하게 연결할 수 있다. 상기 범프(17)는 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 금(Au), 구리(Cu) 또는 수지와 금속 재질이 혼합된 도전성 수지 등으로 마련될 수 있다.

또한, 상기 전자회로 패턴층(15)과 연결되는 단자(16)는, 상기 이미지 센서(11)와 외부 장치를 연결하기 위한 것으로, ACF/Hot bar 공정과 같은 플랙시블 인쇄회로기판(FPCB)과의 연결을 선택하거나, 소켓(Socket)에 삽입될 수 있는 구조로 마련할 수 있다.

또한, 카메라 모듈의 소형화를 위해, 상기 이미지 센서(11)에서 감지된 화상 처리(image processing)는, 카메라 모듈 내부에서 처리하지 않고, 외부장치에서 처리하도록 구성할 수도 있다.

액츄에이터(30)는, 중앙 부근에 설치된 포커싱 렌즈(31)를 움직여, 상기 포커싱 렌즈(31)와 이미지 센서(11) 사이의 거리를 조절하는 장치이다. 도 1 및 도 4에, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터(30)는 디스크형태의 액츄에이터, 실리콘 액츄에이터, VCM(Voice Coil Motor), 압전/폴리머 렌즈(Piezo/Polymer lens)를 사용하거나, 옵티컬 다이어프램, 액정 마이크로 렌즈 등을 사용하는 것도 가능하다.

한편, 상기 액츄에이터(30)에는 플러스 단자와, 그라운드 단자와 연결될 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 2개 이상의 연결단자(32)가 마련되는데, 상기 연결단자(32)는 상기 전자회로 패턴층(23)과 Ag 에폭시, 솔더링 또는 와이어 본딩으로 연결될 수 있으며, 그 외에 통전 가능한 연결은 어떠한 것이든 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시하지는 않았으나, 총 4개의 연결단자(32)가 90도 각도 간격으로 마련되어, 이 4개의 단자 중 2개가 후술할 전자회로 패턴층(23)과 연결된다. 이는 설계 시, 일반적으로 디스크 형태로 형성된 포커싱 렌즈(31)의 형태에 맞추어 제작된 액츄에이터(30)의 형상 역시 상기 디스크 형태의 포커싱 렌즈(31)를 감싸는 링 형태(ring shape)를 가지므로, 액츄에이터(30)의 방향성에 상관 없이, 4개의 연결단자(32) 중 2개의 연결단자(32)가 플러스 단자와 그라운드 단자를 연결할 수 있도록 구성한 것이다.

또한, 상기 연결단자(32)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 액츄에이터(30)의 바닥면에 형성될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 설계상의 필요에 따라 상기 액츄에이터(30)의 측면에도 형성될 수 있으며, 측면과 바닥면 모두 형성할 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 별도의 인쇄회로기판을 구비할 필요 없이, 복수 매의 렌즈(21)(도 4 참조)가 설치된 렌즈 지지부(20)와 일체로 구성된 이미지 센서 안착부(10)에 직접 이미지 센서(11)를 실장 할 수 있기 때문에, 기존 대비 낮은 높이를 가지는 초박형 카메라 모듈을 보다 용이하게 구현할 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; 이미지 센서 안착부 11; 이미지 센서
13; 적외선 차단 필터 15; 전자회로 패턴층
16; 단자 17; 범프(bump)
20; 렌즈 지지부 30; 액츄에이터
100; 렌즈 홀더

Claims (10)

1. 렌즈 지지부;
   하면에 형성되는 이미지 센서 안착 홈을 포함하고, 상기 렌즈 지지부의 아래 배치되고 상기 렌즈 지지부와 일체로 형성되는 이미지 센서 안착부;
   상기 이미지 센서 안착 홈에 배치되는 이미지 센서; 및
   상기 렌즈 지지부의 외주면과, 상기 이미지 센서 안착부의 하면과, 상기 이미지 센서 안착 홈에 일체로 형성되어 상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 전자회로 패턴층을 포함하는 카메라 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자회로 패턴층은,
   상측에 추가로 통전성 재질로 코팅 및 도금 중 어느 하나의 방법으로 형성된 금속층을 더 포함하는 카메라 모듈.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자회로 패턴층은,
   외부 연결을 위한 단자부가 일체로 형성되는 카메라 모듈.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 전자회로 패턴층과 이미지 센서는 범프(bump)가 개재되어, 통전 가능하게 플립 칩 공정으로 연결되는 카메라 모듈.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 이미지 센서 안착부의 상부에 형성되는 윈도우에 배치되는 적외선 차단 필터를 더 포함하되,
   상기 적외선 차단 필터는 상기 이미지 센서 안착부에 접착물질로 접착 고정되는 카메라 모듈.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 접착물질은,
   자외선 경화 에폭시 수지 또는 열 경화 에폭시 수지 중 어느 하나인 카메라 모듈.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 지지부와 상기 이미지 센서 안착부는,
   표면을 메탈라이징 처리한 후, 비회로 부분을 식각하여 패터닝한 전자회로 패턴층을 일체로 구비하는 카메라 모듈.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈 지지부의 상측에 액츄에이터가 설치되는 카메라 모듈.
   
9. 렌즈 지지부;
   상기 렌즈 지지부의 아래 배치되고 상기 렌즈 지지부와 일체로 형성되는 이미지 센서 안착부;
   상기 이미지 센서 안착부에 배치되는 이미지 센서; 및
   상기 렌즈 지지부의 외주면과, 상기 이미지 센서 안착부의 하면에 일체로 형성되어 상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 전자회로 패턴층을 포함하고,
   상기 전자회로 패턴층은 상기 렌즈 지지부의 외주면에서 서로 이격 배치되는 제1 전자회로 패턴층과 제2 전자회로 패턴층을 포함하고,
   상기 렌즈 지지부는 상기 제1 전자회로 패턴층과 상기 제2 전자회로 패턴층의 사이에 배치되고, 상기 렌즈 지지부의 외주면에서 밖으로 돌출 형성되는 돌기부를 포함하는 카메라 모듈.
   
10. 렌즈 지지부;
    하면에 형성되는 이미지 센서 안착 홈을 포함하고, 상기 렌즈 지지부의 아래 배치되고 상기 렌즈 지지부와 일체로 형성되는 이미지 센서 안착부;
    상기 이미지 센서 안착 홈에 배치되는 이미지 센서; 및
    상기 렌즈 지지부의 외주면과, 상기 이미지 센서 안착부의 하면과, 상기 이미지 센서 안착 홈에 일체로 형성되어 상기 이미지 센서와 통전 가능하게 연결되는 전자회로 패턴층을 포함하고,
    상기 전자회로 패턴층은 상기 렌즈 지지부의 외주면에서 서로 이격 배치되는 제1 전자회로 패턴층과 제2 전자회로 패턴층을 포함하고,
    상기 렌즈 지지부는 상기 제1 전자회로 패턴층과 상기 제2 전자회로 패턴층의 사이에 배치되고, 상기 렌즈 지지부의 외주면에서 밖으로 돌출 형성되는 돌기부를 포함하는 카메라 모듈.

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