KR100547745B1

KR100547745B1 - 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법

Info

Publication number: KR100547745B1
Application number: KR1020030074106A
Authority: KR
Inventors: 김상호; 이영섭; 이도형; 이현주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2006-01-31
Also published as: KR20050038827A; CN1610386A; JP2005130497A; US20050088564A1; CN100369468C; JP3984256B2

Abstract

본 발명은 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 조립공정에서 회로기판의 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 부착할 수 있도록 구성한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법에 관한 것으로, 이를 위해 그 상부 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 접착하고, 그 접착부분을 투명 재질로 이루어진 회로기판과, 상기 회로기판의 하부에 플립 칩 본딩에 의해 접착 및 본 압착되는 이미지 센서 칩과, 상기 회로기판의 상부에 에폭시를 통해 접착되는 렌즈 홀더와, 상기 렌즈 홀더의 상부에 에폭시를 통해 접착되는 렌즈 어셈블리로 구성된 것을 특징으로 하며, 이에 따라 회로기판의 표면 외부 노출시간을 줄여 미세 이물질의 발생을 미연에 차단하여 카메라 장치의 불량률을 저하시키고, 렌즈의 화상 품질을 향상시킬 수 있을뿐아니라, 회로 패턴 및 적외선 필터의 접착부분을 투명재질로 구성하여 이미지 센서 모듈의 조립공정을 향상시키고, 조립공정에 따른 설비 수량을 줄여 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

카메라 장치, 회로기판, 이미지 센서 모듈, 적외선 필터, 렌즈 어셈블리

Description

카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법{ IMAGE SENSOR MODULE FOR CAMERA APPARATUS AND ASSEMBLING METHOD THEREOF }

도 1은 종래의 이미지 센서 모듈의 COB 조립 공법을 나타낸 측단면도,

도 2는 종래의 이미지 센서 모듈의 COF 조립 공법을 나타낸 측단면도,

도 3은 종래의 이미지 센서 모듈의 CSP 조립 공법을 나타낸 측단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 구성 중 회로 패턴 및 적외선 필터를 나타낸 측단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 구성을 나타낸 측단면도,

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 조립방법을 나타낸 흐름도,

본 발명은 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립 방법에 관한 것으로, 특히, 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 조립공정에서 회로기판의 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 부착할 수 있도록 구성한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법에 관한 것이다.

통상적으로, 촬상 소자라 함은 비디오 카메라, 전자 스틸 카메라, PC카메라 단말기, PDA등에서 이미지의 인식을 위하여 마련되는 것으로서, 상술한 촬상 모듈은 보통 카메라 렌즈 모듈이라고도 한다.

아울러, 화상통화를 위하여 종래의 휴대 단말기는 촬영 수단이 카메라 렌즈를 구비한 카메라 렌즈 모듈을 구성하며, 이를 통하여 상대방과 화상 통화를 하거나, 원하는 피사체를 촬영할 수 있게 된다.

이와 같이, 상기 휴대용 통신 장치의 패턴을 종래의 단순 음성, 문자 전송의 매체기능을 뛰어넘어 현재의 화상을 순간적으로 포착하고, 저장, 전송하는 카메라를 탑재한 고성능의 복합적인 기기로 변화하고 있다.

상기 카메라 모듈의 화상은 현재 메카픽셀로 진보하고 있지만 사실 모듈 제조상에 몇 가지 치명적인 문제점이 있다.

이미지 센서(IMAGE SENSOR) 및 적외선(Infrared Ray) 필터(FILTER) 렌즈(LENS)의 미세 이물질(PARTCLE)관리가 그 핵심이다. 특히 적외선 필터 상부 표면에 부착된 미세 이물질은 제조방법에 문제가 있으며, 미세 이물질이 유입될 수 밖에 없는 구조와 공정으로 되어 있다.

여기서, 이미지 센서는 씨모스 이미지 센서이고, 상기 씨모스 이미지 센서는 제어회로(control circuit) 및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(output)을 검출하는 스위치 방식을 채용하는 소자이다. 씨모스 이미지 센서는 저 전력 소비라는 큰 장점을 가지고 있기 때문에 휴대폰 등 개인휴대용 장치에 매우 유용하다.

여기서, 종래의 디지털 광학 기기에 사용되는 이미지 센서의 조립공정을 살펴보면,

도 1과 같이, COB 공법에서는 연성회로(11)(FPCB)를 구비한 인쇄회로기판 (10)위에 이미지 센서 칩(12)을 다이 본딩(DIE BONDING)를 이용하여 접착시킨다.

상기 인쇄회로기판(10)의 회로 패턴 패드(PATTENR PAD)와 이미지 센서의 패드(IMAGE SENSOR PAD)를 전기적으로 연결 위해 와이어(13)를 이용한 와이어 본딩(WIRE BONDING)을 수행한다.

이 상태에서, 상기 인쇄회로기판(10) 위에 적외선 필터(14)(IR FILTER)를 내장한 렌즈 홀더(15)를 접착하고, 상기 렌즈 홀더(15)에 렌즈 어셈블리(16)(LENS ASSY)를 접착시키는 방법이다.

도 2와 같이, COF(Chip On Film)공정에서는 연성회로(20)(FPCB)를 전기적으로 연결되는 연결용 필름(21)(ACF)을 이용하여 제작한다.

상기 연성회로(20) 위에는 본딩 패드와 볼 패드가 형성된 회로 패턴을 연결용 필름(21)에 의해 가압착하여 고정한다.

그 아래에는 이미지 센서(22)를 플립 칩 본딩(FILP CHIP BONDING)에 의해 접착 및 본 압착을 가하며, 이와 동시에 연결용 필름 볼에 의하여 도전하게 된다.

상기 연성회로(20)의 상부에는 적외선 필터(IR FILTER)(23)를 내장한 렌즈 홀더(24)를 에폭시 하여 접착한다.

상기 렌즈 홀더(24)의 상부에 렌즈 어셈블리(25)를 접착시키는 방법이다.

도 3과 같이, CSP 공법에서는 연성회로(FPCB)(31)를 구비한 인쇄회로기판(PCB)(30) 위에 이미지 센서 칩(32)을 다이 본딩(DIE BONDING)를 이용하여 접착시킨다.

상기 이미지 센서 칩(32)의 상부에는 투명 재질을 도포한 다음 글라스(GLASS)(33)로 덮는다.

이 상태에서, 상부 패드와 글라스(33)를 도전시키며, 이후 절단(SWING) 작업을 하여 이미지 센서 칩(IMAGE SENSOR CHIP)(32)을 생성한다.

상기 이미진 센서 칩(32)을 생성한 후 어태칭 장비를 이용하여 인쇄회로기판(PCB)(30) 상부에 접착시킨다.

오븐에 통과시켜 열처리 하면, 솔더 볼(SOLDER BALL)의 녹음 현상으로 상기 인쇄회로기판(30)과 도전된다.

상기 인쇄회로기판(30)위에 적외선 필터(IR FILTER)(34)를 내장한 렌즈 홀더(35)를 접착하고, 상기 렌즈 홀더(35)에 렌즈 어셈블리(LENS ASSY)(36)를 접착시키는 방법이다.

그러나, 상기 COB 및 COF 공법에서는 인쇄회로기판(PCB) 및 연성회로(FPCB)의 표면이 대기중 개방되는 시간이 길어짐에 따라 클린 룸(CLEAN ROOM) 관리에 비 례하여 렌즈 면에 미세 이 물질이 붙어서 불량률이 높게 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 COB, COF 및 CSP 공법들은 고정상의 어려움 때문에 박막화와 소형화에 한계가 있고, 조립공정이 여러단계를 거쳐야 함으로 작업이 어렵고, 부품의 설비증가로 비용측면에서도 불리하다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 조립공정에서 회로기판의 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 부착함으로써, 회로기판의 표면 외부 노출시간을 줄여 미세 이물질의 발생을 미연에 차단하여 카메라 장치의 불량률을 저하시키고, 렌즈의 화상 품질을 향상시킬 수 있도록 한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 조립공정에서 회로기판에 회로 패턴 및 적외선 필터의 접착부분을 투명재질로 구성함으로써, 이미지 센서 모듈의 조립공정을 향상시키고, 조립공정에 따른 설비 수량을 줄여 비용을 절감할 수 있도록 한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 그 상부 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 접착하고, 그 접착부분을 투명 재질로 이루어진 회로기 판;

상기 회로기판의 하부에 플립 칩 본딩에 의해 접착 및 본 압착되는 이미지 센서 칩;

상기 회로기판의 상부에 에폭시를 통해 접착되는 렌즈 홀더; 및

상기 렌즈 홀더의 상부에 에폭시를 통해 접착되는 렌즈 어셈블리로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 조립공정단계는, 회로기판의 상부 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 접착하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 회로기판의 하부에 이미지 센서 칩을 플립 칩 본딩에 의해 접착 및 본 압착하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 회로기판의 상부에 렌즈 홀더를 에폭시를 통해 접착하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 렌즈 홀더의 상부에 렌즈 어셈블리를 에폭시를 통해 접착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5와 같이, 카메라 장치의 이미지 센서 모듈은 회로기판(200)과, 이미지 센서 칩(500)과, 렌즈 홀더(600)와, 렌즈 어셈블리(700)로 이루어져 있다.

상기 회로기판(200)의 상부 표면에는 접착부(201)를 도포하고, 상기 접착부(201)의 상부에 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)를 동시에 접착할 수 있도록 되어 있다.

상기 이미지 센서 칩(500)은 플립 칩 본딩에 의해 상기 회로기판(200)의 하부에 접착 및 본 압착되어 있다.

상기 렌즈 홀더(600)는 상기 렌즈 어셈블리(700)를 구비할 있도록 상기 회로기판(200)의 상부에 에폭시를 통해 접착되어 진다.

상기 렌즈 어셈블리(700)는 카메라 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈 홀더(600)에 에폭시를 통해 접착되어 있다.

또한, 상기 회로기판(200)은 상기 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)의 접착부(201)분을 투명재질로 이루어져 있다.

상기 투명재질은 CU PET 또는 CU PI재질로 이루어져 있다.

또한, 상기 회로기판(200)은 인쇄회로기판(200)(PCB) 및 연성회로(FPCB)로 이루어져 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 동작과정을 첨부된 도 4 및 도 5을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4와 같이, 카메라 장치는 회로 기판의 상부 표면에는 접착부(201)를 도포하고, 상기 접착부(201)의 상부에 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)를 동시에 접착한다.

이때, 상기 회로기판(200)의 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)의 접착부분은 투명재질로 이루어져 있으므로, 상기 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)의 접착이 용이하다.

이와 같이, 상기 회로기판(200)의 상부가 개방되어 있어 이물질이 발생되어 이미지 센서 자체가 불량 처리가 되므로 가능한 빠른 시간에 상기 회로기판(200)의 상부표면을 덮어 주어야 한다.

상기 회로기판(200)에 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)를 동시에 먼저 접착하여 이물질 침입을 미연에 방지한다.

이 상태에서, 도 5와 같이, 상기 회로기판(200)의 하부에 이미지 센서 칩(500)을 플립 칩 본딩에 의해 접착하고, 본 압착한다.

그 다음 상기 회로기판(200)의 상부에 렌즈 홀더(600)를 에폭시를 통해 접착한다.

이 상태에서, 상기 렌즈 홀더(600)의 상부에 렌즈 어셈블리(700)를 다시 에폭시를 통해 접착한다.

또한, 상기 회로기판(200)은 CU PET 또는 CU PI 재질로 이루어진다.

또한, 상기 회로기판(200)은 인쇄회로기판(200)(PCB) 또는 연성회로(FPCB)로 이루어진다.

또한, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 의한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 조립방법의 동작과정을 첨부된 도 6를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6과 같이, 카메라 장치는 회로기판(200)의 상부 표면에 회로 패턴(300) 및 적외선 필터(400)를 동시에 접착한다(S1).

상기 S1로부터 상기 회로기판(200)의 하부에 이미지 센서 칩(500)을 플립 칩 본딩에 의해 접착하고, 본 압착한다.(S2)

상기 S2로부터 상기 회로기판(200)의 상부에 렌즈 홀더(600)를 에폭시를 통해 접착한다.(S3)

상기 S3로부터 상기 렌즈 홀더(600)의 상부에 렌즈 어셈블리(700)를 다시 에폭시를 통해 접착한다.(S4)

이상에서 설명한 본 발명의 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않은 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 및 그 조립방법에 의하면,

카메라 장치의 이미지 센서 모듈의 조립공정에서 회로기판의 표면에 회로 패 턴 및 적외선 필터를 동시에 부착함으로써, 회로기판의 표면 외부 노출시간을 줄여 미세 이물질의 발생을 미연에 차단하여 카메라 장치의 불량률을 저하시키고, 렌즈의 화상 품질을 향상시킬 수 있을뿐아니라, 회로 패턴 및 적외선 필터의 접착부분을 투명재질로 구성하여 이미지 센서 모듈의 조립공정을 향상시키고, 조립공정에 따른 설비 수량을 줄여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

그 상부 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 접착하고, 그 접착부분을 투명 재질로 이루어진 회로기판과,

상기 회로기판의 하부에 플립 칩 본딩에 의해 접착 및 본 압착되는 이미지 센서 칩과,

상기 회로기판의 상부에 에폭시를 통해 접착되는 렌즈 홀더와,

상기 렌즈 홀더의 상부에 에폭시를 통해 접착되는 렌즈 어셈블리로 구성된 것을 특징으로 하는 카메라 장치의 이미지 센서 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 회로기판은 인쇄회로기판 및 연성회로로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 장치의 이미지 센서 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 투명재질은 CU PET 또는 CU PI 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 장치의 이미지 센서 모듈.
회로기판의 상부 표면에 회로 패턴 및 적외선 필터를 동시에 접착하는 단계 와,

상기 단계로부터 상기 회로기판의 하부에 이미지 센서 칩을 플립 칩 본딩에 의해 접착 및 본 압착하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 회로기판의 상부에 렌즈 홀더를 에폭시를 통해 접착하는 단계와,

상기 단계로부터 상기 렌즈 홀더의 상부에 렌즈 어셈블리를 에폭시를 통해 접착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 조립방법.
제 4 항에 있어서, 상기 회로기판의 상부에 회로 패턴 패드 및 적외선 필터를 접착하는 단계에서 접점부분을 투명재질로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 장치의 이미지 센서 모듈 조립방법.