JP2014002367A - カメラモジュールの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、カメラモジュールの製造装置に関する。
【解決手段】本発明のカメラモジュールの製造装置は、カメラモジュールの製造装置であって、ＰＣＢを下部から支持するベース治具と、イメージセンサをピックアップして前記ＰＣＢ上に付着するボンディングヘッドと、ハウジングアセンブリをピックアップして、前記ＰＣＢ上に付着したイメージセンサがハウジングアセンブリの内部に収納されるようにＰＣＢ上に付着するハウジングボンディングツール（ｔｏｏｌ）と、を含み、前記ベース治具は、前記ボンディングヘッドを用いてイメージセンサをピックアップして前記ＰＣＢ上に付着する際、前記ＰＣＢの上面が前記イメージセンサと前記ハウジングアセンブリを付着するための同一基準面になるように垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、カメラモジュールの製造装置に関し、より詳細には、Ｄ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）工程で発生する可能性のある傾き（ｔｉｌｔ）の問題を解決するためにＰＣＢ（プリント基板）を支持するベース治具の構造が改善したカメラモジュールの製造装置に関する。

カメラモジュールの製作において、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）工法が最も一般的に使用される。このようなＣＯＢ工法は大きく、ダイシング（Ｗａｆｅｒ Ｓａｗｉｎｇ）工程、Ｄ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）工程、Ｗ／Ｂ（Ｗｉｒｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）工程、Ｈ／Ａ（Ｈｏｕｓｉｎｇ Ａｔｔａｃｈ）工程で構成され、各工程について簡単に説明すると次のとおりである。

−ダイシング（Ｄｉｃｉｎｇ）工程：ベアウェーハ（ｂａｒｅ ｗａｆｅｒ）状態にあるイメージセンサをウェーハリング（ｗａｆｅｒ ｒｉｎｇ）のテープに付着して固定させた後、ダイヤモンド粒子からなるブレードを高速回転させながらパターンの特定位置をＸ、Ｙ方向に移動して、個別のイメージセンサにそれぞれ分離する工程である。

−Ｄ／Ａ工程：ＰＣＢ上にエポキシを塗布した後、ダイシング工程で個別に分離されたイメージセンサを、ＰＣＢに形成された特定位置パターンを画像認識して、一定の位置に繰り返して付着して硬化させる工程である。

−Ｗ／Ｂ工程：イメージセンサのパッドとＰＣＢのパターンに、キヤピラリー（ｃａｐｉｌｌａｒｙ）を用いて電気的に連結されるようにゴールドワイヤ（ｇｏｌｄ ｗｉｒｅ）を連結する工程である。

−Ｈ／Ａ工程：イメージセンサが実装されたＰＣＢの端部にエポキシを塗布した後、レンズが付着されたハウジングモジュールを一定の位置に繰り返して付着して硬化させる工程である。

一方、上記のような工程によりカメラモジュールが製作される。現在の技術では１２メガピクセルの高画素モジュールが開発されている。また、これからもモジュールの画素数は持続的に高くなると予想されるが、このように画素が急激に高くなるに伴って生じる問題点として、解像力の問題が挙げられる。

解像力の問題は、図１の（ａ）のように、光を受け入れるイメージセンサ１０４の表面に対してレンズ１０２の中心軸が９０゜をなす際に、もっとも理想的な解像力を示すが、図１の（ｂ）のように、イメージセンサ１０４の傾き（ｔｉｌｔ）が発生してイメージセンサ１０４とレンズ１０２の中心軸が９０゜をなすことができないと、画面の特定角で解像力が低下する現象が発生して、全体画面の解像力が低下するという問題が生じる。図１において、参照番号１０１はハウジングアセンブリ、１０３はＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ）フィルタ、１０５はＰＣＢをそれぞれ示す。

以上のように解像力の低下をもたらすイメージセンサ１０４の傾き現象は、レンズ１０２同士の結合関係、ＰＣＢ１０５の平坦度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）、自動焦点アクチュエータを組み立てる際の傾きなどによるパッケージ工程において複合的に発生する。

韓国特許公開第１０−２００９−０１０５５８７号 韓国特許公開第１０−２００９−００４７３０７号

本発明は、前記のような事項を鑑みてなされたものであって、ＰＣＢを支持するベース治具の構造を垂直方向にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造に変更することで、Ｄ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）工程で発生する可能性のある傾き（ｔｉｌｔ）の問題を解決することができるカメラモジュールの製造装置を提供することをその目的とする。

前記の目的を果たすために本発明によるカメラモジュールの製造装置は、ＰＣＢを下部から支持するベース治具と、イメージセンサをピックアップして前記ＰＣＢ上に付着するボンディングヘッドと、ハウジングアセンブリをピックアップして、前記ＰＣＢ上に付着したイメージセンサがハウジングアセンブリの内部に収納されるようにＰＣＢ上に付着するハウジングボンディングツール（ｔｏｏｌ）と、を含み、前記ベース治具は、前記ボンディングヘッドを用いてイメージセンサをピックアップして前記ＰＣＢ上に付着する際、前記ＰＣＢの上面が前記イメージセンサと前記ハウジングアセンブリを付着するための同一基準面になるように垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造で構成された点を特徴とする。

ここで、前記ベース治具は、前記ＰＣＢのサイズより相対的に広く開口された一対のベース治具部と、その一対のベース治具部の上面にわたって設けられた耐熱テープと、を含み、前記耐熱テープのテンションを用いて傾きを整列するテープセルフアライメント（ｓｅｌｆ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具は、ベース治具の上面にシリコンテープを設け、シリコンテープのテンションを用いて傾きを整列するシリコンテープアライメント治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具は、ベース治具がジャイロ（ｇｙｒｏ）機能を行うように、ベース治具の中心部にジャイロボールを挿入し、そのジャイロボールを用いて傾きを整列するセンタージャイロ治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具は、ベース治具に対して垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション移動可能な４個のボールピン（ｂａｌｌ ｐｉｎ）を四角形に設け、その４個のボールピンのテンションを用いて傾きを整列する４ボールピン治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具は、ベース治具の一側に板バネ部を延長形成し、その板バネ部のテンションを用いて傾きを整列する板バネテンション治具で構成されることもできる。

このような本発明によると、ボンディングヘッドによってイメージセンサをピックアップしてＰＣＢ上に付着する際、ＰＣＢの上面がイメージセンサとハウジングアセンブリを付着するための同一基準面になるようにＰＣＢを支持するベース治具が垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造で構成され、従来のイメージセンサの傾きによる解像度低下を防止することができ、それに係るカメラモジュールのメンテナンス費用を減少させることができる。また、アライメント調整プロセスの代替効果及びそれによる生産性向上及び投資費用低減の効果を得ることができる。

カメラモジュールの製造工程において、イメージセンサの傾きによる解像力の低下を図式的に説明するための図面である。 Ｄ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）方式によってカメラモジュールを製造する過程を説明する図面である。 Ｄ／Ａ方式によるカメラモジュールの製造工程において、ＰＣＢの平坦度及び反りによりＰＣＢ上にイメージセンサを付着する際、傾きが発生することを説明する図面である。 Ｄ／Ａ方式によるカメラモジュールの製造工程において、イメージセンサとハウジングの付着基準面の誤差によってイメージセンサとハウジングとの間に傾きが発生することを説明する図面である。 Ｄ／Ａ方式によるカメラモジュールの製造工程において、設備ベース治具の非水平状態によってＰＣＢ及びイメージセンサに傾きが発生することを説明する図面である。 Ｄ／Ａ方式によるカメラモジュールの製造工程において、ハウジング付着の精度欠陥によってハウジング（レンズ）とイメージセンサとの間に傾きが発生することを説明する図面である。 本発明の実施形態によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具が垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション移動可能な構造で構成されたことを概念的に示す図面である。 本発明によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具の第１実施形態を示す図面である。 本発明によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具の第２実施形態を示す図面である。 本発明によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具の第３実施形態を示す図面である。 本発明によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具の第４実施形態を示す図面である。 本発明によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具の第５実施形態を示す図面である。

本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とすることは、特別に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」、「装置」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組合せにより具現されることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

ここで、本発明の実施形態について本格的に説明するに先立って、本発明の理解を容易にするために、一般的なカメラモジュール製造工程において傾き（ｔｉｌｔ）が発生する原因及びその類型について説明する。

カメラモジュールの製造工程において、Ｄ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）は、前記のように、平らなＰＣＢに一定量のエポキシを一定形状に塗布した後、ダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）が完了した個別のイメージセンサをピックアップして、ＰＣＢに形成されているパターンを認識した後、決まった位置に実装する工程である。

従来のＤ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）方式は、図２に図示されたように、機械内部のベース治具２０１の上面を基準にして、ＰＣＢ２０２の底面が基準面になってベース治具２０１上にＰＣＢ２０２が積層され、その上部にイメージセンサ２０３を付着した後、最終的にオートフォーカスアクチュエータ（即ち、レンズモジュールを含むハウジングアセンブリ）２０４を組み立てる。

しかし、以上のようなカメラモジュールの製造工程において、カメラの画面解像度を決定する最も重要な要素は、イメージセンサ２０３とレンズ２０４Ｌの間の平行度（すなわち、レンズの中心軸とイメージセンサ表面との垂直度）である。イメージセンサ２０３とレンズ２０４Ｌとの間の平行度を低下させる要素には様々なものがあるが、代表的に以下のような要素が挙げられる。

先ず、図３の（ｂ）のように、ＰＣＢ３０２の表面が平坦でなかったり、図３の（ｃ）ようにＰＣＢ３０２の反りによりＰＣＢ３０２上にイメージセンサを付着する際に傾きが発生する。

また、図４の（ａ）のように、イメージセンサ４０３の付着時に基準面はＰＣＢ４０２の下面である反面、図４の（ｂ）のようにハウジングの付着時の基準面はＰＣＢ４０２の上面であって、このようにイメージセンサ４０３とハウジング４０４との付着時の基準面が異なってイメージセンサ４０３とハウジング４０４との間に傾きが発生する。

また、図５の（ｂ）のように、設備のベース治具５０１（即ち、ベース治具の上面）が水平状態を成すことができないため、ＰＣＢ５０２及びその上に付着したイメージセンサ５０３に傾きが発生する。

また、図６の（ｂ）のように、ＰＣＢ６０２にハウジング６０４を付着する際、ハウジング付着の精度が低下してハウジング６０４（即ち、ハウジング内部に組み立てられたレンズ）とイメージセンサ６０３との間に傾きが発生する。

本発明は、以上のような傾き発生要素を鑑みてなされたものであって、ＰＣＢを支持するベース治具の構造を垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造に変更することで、Ｄ／Ａ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ）工程で発生する可能性のある傾き（ｔｉｌｔ）の問題を解決することができるカメラモジュールの製造装置を提供する。

図７は本発明の実施形態によるカメラモジュールの製造装置において、ベース治具が垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション移動可能な構造で構成されたことを概念的に示す図面である。

図７を参照すると、本発明によるカメラモジュールの製造装置は、ＰＣＢ７０２を下部から支持するベース治具７０１と、イメージセンサ７０３をピックアップして前記ＰＣＢ７０２上に付着するボンディングヘッド７１０と、ハウジングアセンブリ（ハウジング）６０４（図６参照）をピックアップして前記ＰＣＢ７０２上に付着したイメージセンサ７０３がハウジングアセンブリの内部に収納されるようにＰＣＢ７０２上に付着するハウジングボンディングツール（ｔｏｏｌ）（不図示）と、を含む。

特に、前記ベース治具７０１は、前記ボンディングヘッド７１０によってイメージセンサ７０３をピックアップして前記ＰＣＢ７０２上に付着する際、前記ＰＣＢ７０２の上面が前記イメージセンサ７０３と前記ハウジングアセンブリ６０４を付着するための同一基準面になるように垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造を有する。

ここで、前記ベース治具７０１は、図８に図示されたように、前記ＰＣＢ７０２のサイズより相対的に広く開口された（例えば、ＰＣＢのサイズに比べ１２０％ほど広く開口された）一対のベース治具部７０１ａと、その一対のベース治具部７０１ａの上面にわたって設けられた耐熱テープ７０１ｂと、を含み、その耐熱テープ７０１ｂのテンションを用いて傾きを整列するテープセルフアライメント（ｓｅｌｆ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具７０１は、図９に図示されたように、ベース治具７０１の上面にシリコンテープ７２０を設け、シリコンテープ７２０のテンションを用いて傾きを整列するシリコンテープアライメント治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具７０１は、図１０に図示されたように、ベース治具７０１がジャイロ（ｇｙｒｏ）機能を行うように、ベース治具７０１の中心部にジャイロボール７３０を挿入し、そのジャイロボール７３０を用いて傾きを整列するセンタージャイロ治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具７０１は、図１１に図示されたように、ベース治具７０１に対して垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション移動可能な４個のボールピン（ｂａｌｌ ｐｉｎ）７４０を四角形に設け、その４個のボールピン７４０のテンションを用いて傾きを整列する４ボールピン治具で構成されることができる。

また、前記ベース治具７０１は、図１２に図示されたように、ベース治具７０１の一側に板バネ部７０１ｓを延長形成し、その板バネ部７０１ｓのテンションを用いて傾きを整列する板バネテンション治具で構成されることもできる。

以上の説明のように、本発明によるカメラモジュールの製造装置は、ボンディングヘッドによってイメージセンサをピックアップしてＰＣＢ上に付着する際、ＰＣＢの上面がイメージセンサとハウジングアセンブリを付着するための同一基準面になるように、ＰＣＢを支持するベース治具が垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造で構成され、従来のイメージセンサの傾きの発生による解像度の低下を防止することができ、それに係るカメラモジュールのメンテナンス費用を減少させることができる。また、アライメント調整プロセスの代替効果及びそれによる生産性向上及び投資費用低減効果を得ることができる。

以上、好ましい実施形態により本発明について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様に変更、応用されることができるということは当業者に自明である。従って、本発明の真の保護範囲は添付の請求範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内の全ての技術的思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈されるべきである。

１０１、２０４、４０４、６０４ ハウジング（アセンブリ）
１０２、２０４Ｌ レンズ
１０３ ＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ）フィルタ
１０４、２０３、４０３、５０３、６０３、７０３ イメージセンサ
１０５、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２ＰＣＢ
２０１、４０１、５０１、６０１、７０１ベース治具
７１０ ボンディングヘッド
７２０ シリコンテープ
７３０ ジャイロボール
７４０ ボールピン
７０１ａ ベース治具部
７０１ｂ 耐熱テープ
７０１ｓ 板バネ部

Claims (6)

1. カメラモジュールの製造装置であって、
   ＰＣＢ（プリント基板）を下部から支持するベース治具と、
   イメージセンサをピックアップして前記ＰＣＢ上に付着するボンディングヘッドと、
   ハウジングアセンブリをピックアップして、前記ＰＣＢ上に付着したイメージセンサがハウジングアセンブリの内部に収納されるようにＰＣＢ上に付着するハウジングボンディングツール（ｔｏｏｌ）と、を含み、
   前記ベース治具は、前記ボンディングヘッドを用いてイメージセンサをピックアップして前記ＰＣＢ上に付着する際、前記ＰＣＢの上面が前記イメージセンサと前記ハウジングアセンブリを付着するための同一基準面になるように垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）移動可能な構造を有するカメラモジュールの製造装置。
2. 前記ベース治具は、前記ＰＣＢのサイズより相対的に広く開口された一対のベース治具部と、その一対のベース治具部の上面にわたって設けられた耐熱テープと、を含み、前記耐熱テープのテンションを用いて傾きを整列するテープセルフアライメント（ｓｅｌｆ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）治具で構成される請求項１に記載のカメラモジュールの製造装置。
3. 前記ベース治具は、ベース治具の上面にシリコンテープを設け、シリコンテープのテンションを用いて傾きを整列するシリコンテープアライメント治具で構成される請求項１に記載のカメラモジュールの製造装置。
4. 前記ベース治具は、ベース治具がジャイロ（ｇｙｒｏ）機能を行うように、ベース治具の中心部にジャイロボールを挿入し、そのジャイロボールを用いて傾きを整列するセンタージャイロ治具で構成される請求項１に記載のカメラモジュールの製造装置。
5. 前記ベース治具は、ベース治具に対して垂直方向（Ｚ軸方向）にテンション移動可能な４個のボールピン（ｂａｌｌ ｐｉｎ）を四角形に設け、その４個のボールピンのテンションを用いて傾きを整列する４ボールピン治具で構成される請求項１に記載のカメラモジュールの製造装置。
6. 前記ベース治具は、ベース治具の一側に板バネ部を延長形成し、その板バネ部のテンションを用いて傾きを整列する板バネテンション治具で構成される請求項１に記載のカメラモジュールの製造装置。

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