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