KR20060019680A - 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수동 소자가 이미지 센서 모듈 상에 장착되면서도 카메라 모듈의 전체 사이즈가 증가하지 않는 구조를 가진 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이미지 센싱 소자와, 이미지 센싱 소자가 본딩 수단에 의하여 본딩된 일측면을 구비한 양면 회로기판과, 양면 회로기판의 타측면에 부착된 수동 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈을 제공한다.
Description
도 1은 종래의 카메라 모듈의 단면을 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 이미지 센서 모듈을 도시한 단면도이고,
도 3은 도 2의 A부를 확대 도시한 단면도이고,
도 4는 도 2의 B부의 하나의 예를 도시한 단면도이고,
도 5는 도 2의 이미지 센서 모듈을 구비한 카메라 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 카메라 모듈 101: 이미지 센서 모듈
110: 회로기판 110': 회로기판 일측 배선
110": 회로기판 타측 배선 110w: 윈도우부
114: 피니쉬 도금층 117: 기판측 전극 패드
120: 이미지 센싱 소자 125: 촬상 영역
127: 소자측 전극 패드 140: 접착제
150: 수동 소자 201: 광학계
210: 렌즈 하우징 211: 접착면
215: 소자 수납부 240: 렌즈
250: 필터 260: 실드재
본 발명은 이미지 센서 모듈 및 이를 구비하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 더 상세하게는 이미지소자와 회로기판이 플립칩 본딩(flip chip bonding)으로 결합되어 만들어지는 이미지 센서 모듈과, 이를 구비하는 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈을 구비하는 영상 획득 장치에 관한 것이다.
카메라 모듈은 동영상 및 사진 촬영을 하고 이를 전송할 수 있는 장치로서, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, PDA, 모니터 삽입용 카메라, 범퍼 장착용 자동차 후면 감시 카메라, 도어/인터폰용 카메라 등에 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 통상적인 카메라 모듈(1)은 이미지 센서 모듈(10)과 광학계(20)로 이루어진다. 이미지 센서 모듈(10)은 회로기판(11) 및 이미지 센싱 소자(12)를 구비한다. 회로기판(11) 중 하측면(11b)에 회로 패턴이 형성되고, 상기 회로 패턴이 형성된 하측면은 이미지 센싱 소자(12)와 전기적으로 연결된다.
이미지 센싱 소자(12)의 중앙에는 윈도우부가 형성된 촬상 영역(13)을 구비하는데, 상기 촬상 영역(13)에 광학계(20)를 통과한 외부 영상의 이미지가 촬상된다. 상기 회로기판(11)과 상기 이미지 센싱 소자(12)의 사이에는 결합을 위해 접착 제(14)가 삽입된다.
광학계(20)는 렌즈 하우징(21)과, 보호 커버(22)와, 적외선 차단 및 반사 방지 필터(23)와, 렌즈(24)를 구비한다. 촬영하고자 하는 영상이 통과되는 렌즈 하우징(21)의 외부를 향하는 외측 단부에 보호 커버(22)가 설치된다. 또한 상기 이미지 센싱 소자(12) 위의 상기 렌즈 하우징(21)의 내측 단부에 적외선차단 및 반사방지 필터(23)가 장착된다. 상기 렌즈 하우징(21)의 내부에는 영상 촬영을 위한 렌즈(24)가 장착되고, 그 내면에는 초점 조절을 위하여 렌즈의 이송을 위한 나사산이 형성된다.
이 경우, 상기 회로기판(11)과 상기 이미지 센싱 소자(12)를 서로 전기적으로 연결되도록 하고 물리적으로 고정하는 본딩 수단으로는, 도 1에 도시된 바와 같이 범프(16)를 이용한 플립칩 본딩 방법을 적용하거나, 이와 달리 와이어 본딩 방법을 적용할 수 있다.
통상 이러한 카메라 모듈(1)은 회로기판(11)을 통하여 휴대폰, 컴퓨터, 캠코드 등의 전자 장치에 구비된 외부 메인보드와 전기적으로 연결된다. 최근에는 카메라 모듈이 사진 촬영뿐만 아니라 고화소의 동영상 전송을 하게 되고, 고화소의 카메라 모듈일수록 노이즈 감소와 화질 개선을 위하여 저항, 캐패시터(capacitor) 및 인덕터(inductor) 등의 각종 수동 소자가 필요하게 된다.
그런데, 외부 메인보드에 실장되는 반도체 칩이 소형화되고, 이에 따라서 외부 메인보드도 초소형화 되는 추세로서, 이 경우에 수동 소자가 외부 메인보드에 실장되는 것은 전자 장치의 경박단소화에 역행되며, 공정 또한 복잡해진다는 문제 점이 있다.
이런 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 회로기판(11) 상에 수동 소자(15)를 설치할 수 있다. 이 경우, 회로기판(11)은 통상 그 하면(11b)에만 회로 패턴이 형성된 단면 회로기판(single-sided PCB)이며, 따라서 수동 소자(15)는 회로 패턴과 연결되기 위해서는, 이미지 센싱 소자(12)가 연결된 회로 패턴과 연결되어야 하고, 이를 위해서는 이미지 센싱 소자(12)의 주변에 형성될 수 밖에 없다. 즉, 회로기판(11)과 이미지 센싱 소자(12)가 범프(16)에 의하여 본딩되는 경우 회로기판(11)과 이미지 센싱 소자(12) 사이는 범프(16)를 포함하여 접착제(14)에 의하여 도포되므로, 상기 수동 소자(15)는 접착제(14) 주변에 형성될 수 밖에 없다. 이로 인하여 카메라 모듈은 상기 수동 소자가 차지하는 영역만큼의 사이즈가 증가하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 등을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수동 소자가 이미지 센서 모듈 상에 장착되면서도 카메라 모듈의 전체 사이즈가 증가하지 않는 구조를 가진 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에서는:
베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 양측면에 형성된 배선 패턴으로 이루어진 연성 회로기판과;
상기 연성 회로기판의 일측 배선에 전기적으로 연결된 이미지 센싱 소자와;
상기 이미지 센싱 소자와 대향되도록, 상기 연성 회로기판의 타측 배선에 전기적으로 연결되는 수동소자로 이루어진 이미지 센서 모듈을 제공한다.
이 경우, 상기 이미지 센싱 소자는 연성 회로기판에 플립칩 본딩으로 전기적으로 연결된 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 측면에서는,
베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 양측면에 형성된 배선 패턴으로 이루어진 연성 회로기판;
상기 연성 회로기판의 일측 배선에 전기적으로 연결된 이미지 센싱 소자와;
상기 이미지 센싱 소자와 대향되도록, 상기 연성 회로기판의 타측 배선에 전기적으로 연결되는 수동소자;
상기 연성 회로기판의 타측 배선에 전기적으로 연결된 접착면을 구비한 렌즈 하우징; 및
상기 렌즈 하우징 내에 설치된 적어도 하나의 렌즈를 구비하고,
상기 렌즈 하우징에는 접착면으로부터 일부가 인입된 소자 수납부가 형성되고, 상기 소자 수납부 내에 수동 소자가 배치된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예들을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서 모듈이 도시되고, 도 3에는 도 2의 A부가 확대 도시되어 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서 모듈(101)은, 배선 패턴이 형성된 회로기판(110)과, 외부 영상의 이미지가 촬상되고 상기 회로기판(110)과 전기적으로 연결되는 이미지 센싱 소자(120)를 구비한다.
상기 이미지 센싱 소자(120)에는 외부로부터 입사되는 빛 에너지를 감지하고 전기 신호로 변환하는 촬상 영역(125)이 형성된다. 즉, 이미지 센싱 소자(120)는 전하결합소자(Charge-Coupled Device: CCD) 또는 상보성금속산화물반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor: CMOS)등과 같은 촬상 소자이다. 이 이미지 센싱 소자(120) 중 상기 촬상 영역(125) 주위에는 상기 촬상 영역(125)을 외부와 전기적으로 연결하는 소자측 전극 패드(127)가 배치된다.
상기 회로기판(110)에는 중앙부에 상기 촬상 영역(125)에 외부로부터 유입되는 빛이 조사될 수 있도록 윈도우부(110w)가 형성되고, 상기 소자측 전극 패드에 대응하는 기판측 전극 패드(117)를 구비한다.
이 경우, 회로기판(110)은 통상의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)이 사용될 수 있으며, 이미지 센서 모듈이 적용되는 응용예에 따라서 TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Film) 등의 연성 회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)이 사용되는데, 이 회로기판(110)에는 상기 촬상 영역(125)에서 변환된 아날로그 신호인 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analogue-Digital Converter) 회로가 배치될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 회로기판(110)은 양면 회로기판(double-sided PCB)이다. 양면 회로기판의 일예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙에 통상 폴리아미드 필름 등의 베이스 필름(111)이 형성되고, 이 베이스 필름(111) 양측에 배선 패턴(112)이 형성되며, 상기 배선 패턴(112) 상에는 보호층(113)이 도포된다. 이 경우, 베이스 필름(111)의 양측에 배치된 배선 패턴(112)은 비아홀(116)을 통하여 서로 도통된다. 이 경우, 양면 회로기판에 있어서 베이스 필름(111)의 양면에 동 도금층을 부착 또는 압연 또는 스퍼트링하여 배선 패턴(112)을 형성하는 방법은 다양하게 실시되어 질 수 있다. 또한, 상기 회로기판(110)의 외부로 노출되는 부분에는 배선 패턴의 산화를 방지하여 전기 접촉성을 향상시키는 피니쉬 도금층(114)이 형성될 수 있다.
본 발명인 이미지 센서 모듈(101)에는 저항, 캐패시터(capacitor) 및 인덕터(inductor) 등의 각종 수동 소자(150)가 상기 회로기판(110) 상에 배치된다. 즉, 양면 회로기판의 일측 배선(110')에는 이미지 센싱 소자(120)가 본딩되고, 양면 회로기판의 타측 배선(110")에 수동 소자(150)가 부착된다. 따라서 단면 회로기판을 구비한 종래의 이미지 센서 모듈(10)에서와 달리, 수동 소자(150)가 이미지 센싱 소자(120)의 주위의 동일 높이에 배치될 필요가 없으므로, 결과적으로 이미지 센서 모듈(101)의 사이즈가 감소하게 된다.
본 발명에 따른 회로기판(110)에 있어서, 일측에는 외부와 전기적으로 접속하기 위한 기판측 전극 패드(117)가 형성되고, 타측에는 이미지 센싱 소자(120)에 외부와 전기적으로 접속하기 위한 소자측 전극 패드(127)가 형성된다. 상기 기판측 전극 패드(117)는 상기 소자측 전극 패드(127)에 형성된 범프(130)와 접착제(140)를 매개로 결합하도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라 양면 회로기판의 일측 배선(110')에 이미지 센싱 소자(120)를 연결하고 타측 배선에 수동 소자가 전기적으로 연결되어서 컴팩트한 이미지 모듈이 형성된다. 여기서, 접착제(140)는 NCP(non conductive paste), NCF(non conductive particl film), ACF(anisotropic conductive film), ACP(anisotropic conductive paste)과 같은 접합용 재료로서, 이미지 센싱 소자(120) 상에 구비된 범프(130)와 회로기판(110) 사이에 도포된 후에 경화된다.
여기서 상기 범프(130)는 금 재질의 범프이거나, 니켈-금 재질의 범프을 적용하는 것이 바람직한데, 이로서 범프와 양면 회로기판 사이의 접착력 및 접착면적이 증가하기 때문이다.
본 발명에서는 본딩 수단으로 특히 니켈-금 재질의 범프인 것이 더욱 바람직하다. 이는, 니켈-금 범프는 금 범프를 사용하는 경우보다 높이가 낮고, 본딩 시에 퍼짐이 발생하지 않으므로 범프당 균일한 본딩 높이를 얻을 수 있으며, 쇼트의 위험성이 없기 때문이다. 이와 더불어 고가의 금이 사용되는 양이 감소하여서 제조비가 감소되기 때문이다.
상기 니켈-금 플립칩 범프 본딩으로 결합된 본딩 부분의 일예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 상기 소자측 연결 단자는 알루미늄 재질의 소자측 전극 패드(127)와 그 주위를 덮고 있는 보호막으로 패시베이션(passivation)(129)이 형성되어 있다. 상기 소자측 전극 패드(127) 상측에는 니켈로 이루어진 범프(131) 가 형성되어 있고, 상기 니켈 범프(131)의 외면은 금으로 이루어진 도금층(132)이 형성되어 니켈-금 범프(130)를 형성한다. 상기 회로기판(110)에는 기판측 전극 패드(117)가 형성되어 있다. 상기 기판측 전극 패드(117)는 구리로 만든 전극층상에 금이 도금되어 만들어질 수 있다. 상기 니켈-금 범프(130)와 상기 기판측 전극 패드(117)는 서로 접하여 전기적으로 연결되고, 연결부위의 주변에는 접착제(adhesive)(140)가 배치되어 물리적으로 상기 연결 부위를 고정함으로써, 이미지 센서 모듈과 연성 회로기판이 본딩된다.
특히, 카메라 모듈이 본 발명의 구조를 가진 이미지 센서 모듈을 구비할 경우, 전체 사이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따른 카메라 모듈이 도 5에 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 이미지 센서 모듈(101)과 함께, 광학계(201)를 구비한다.
광학계(201)는 렌즈 하우징(210) 및 하나 이상의 렌즈(240)를 구비한다. 렌즈 하우징(210)에는 렌즈 홀더(220)가 삽입되는 중공부가 형성된다. 상기 렌즈 홀더(220)는 렌즈(240)를 내장한 후, 상기 렌즈 하우징(210)의 내부에 설치된다.
이와 더불어 카메라 모듈(100)은 필터(250)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 필터(250)는, 상기 렌즈 하우징(210) 내부로 입사되는 적외선을 차단하고, 내부로 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 기능을 한다. 상기 이미지 센싱 소자(12)의 상부에서 상기 렌즈 하우징(210)의 중공부 하단에 설치된다. 상기 필터(250)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성되고, 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflection coating)이 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(100)에 구비된 렌즈 하우징(210)은 상기 회로기판의 타측 배선(110")에 접촉되어 부착되는 접착면(211) 및 상기 접착면(211) 중 일부가 인입 형성된 수동 소자 수납부(215)를 구비하고, 상기 소자 수납부(215) 내에 수동 소자(150)가 배치되도록 한다. 이로 인하여 수동 소자(150)가 이미지 센서 모듈(101)에 형성된 카메라 모듈(100)이 수동 소자가 이미지 센서 모듈에 형성되지 않은 카메라 모듈과 동일한 사이즈를 가진다. 이 경우, 상기 접착면(211)은 회로기판(110)과 렌즈 하우징(210)간의 접착을 유지시킬 수 있는 최소한의 접촉면적을 가져야 한다.
한편, 상기 수동 소자(150)가 외부로 노출되며, 이로 인하여 수동 소자(150)가 외부로부터 정전기로 인하여 방전(ESD;Electro Static Discharger)이 발생하여서 손상될 수 있다. 이를 방지하기 위해서 소자 수납부(215)과 수동 소자(150) 사이에 상기 수동 소자를 감싸서 외부로부터 보호하는 실드재(260)가 채워지는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 실드재(260)는 에폭시 재질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 의하면, 수동 소자가 이미지 센서 모듈에 실장되어서 외부 전자 장비의 노이즈 등이 감축되는 동시에, 전체 사이즈가 증가하지 않는 구조를 가지는 이미지 센서 모듈 및 이를 구비한 초소형의 카메라 모듈이 형성 가능하게 된다.
이와 더불어, 수동 소자가 외부로부터 노출되지 않음으로써, 외부로부터의 정전기 발생으로 인하여 소자가 열화되는 것이 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (5)
- 베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 양측면에 형성된 배선 패턴으로 이루어진 연성 회로기판과;상기 연성 회로기판의 일측 배선에 전기적으로 연결된 이미지 센싱 소자와;상기 이미지 센싱 소자와 대향되도록, 상기 연성 회로기판의 타측 배선에 전기적으로 연결되는 수동소자로 이루어진 이미지 센서 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 이미지 센싱 소자는 연성 회로기판에 플립칩 본딩으로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제 2 항에 있어서,상기 범프는 니켈-금 재질의 범프인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 연성 회로기판의 양측 배선 패턴은 비아홀을 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 모듈.
- 베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 양측면에 형성된 배선 패턴으로 이루어진 연성 회로기판;상기 연성 회로기판의 일측 배선에 전기적으로 연결된 이미지 센싱 소자와;상기 이미지 센싱 소자와 대향되도록, 상기 연성 회로기판의 타측 배선에 전기적으로 연결되는 수동소자;상기 연성 회로기판의 타측 배선에 전기적으로 연결된 접착면을 구비한 렌즈 하우징; 및상기 렌즈 하우징 내에 설치된 적어도 하나의 렌즈를 구비하고,상기 렌즈 하우징에는 접착면으로부터 일부가 인입된 소자 수납부가 형성되고, 상기 소자 수납부 내에 수동 소자가 배치된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP4044575A4 (en) * | 2019-10-21 | 2022-11-02 | Ningbo Sunny Opotech Co., Ltd. | CIRCUIT BOARD ASSEMBLY, PHOTOSENSITIVE ASSEMBLY, CAMERA MODULE AND MANUFACTURING METHOD FOR CIRCUIT BOARD ASSEMBLY AND PHOTOSENSITIVE ASSEMBLY |
-
2004
- 2004-08-28 KR KR1020040068288A patent/KR20060019680A/ko not_active Ceased
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20040828 |
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20090729 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20040828 Comment text: Patent Application |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20110107 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20110928 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20110107 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |