KR100595904B1 - 카메라 모듈 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈에 대한 최종 검사가 완료된 후에 PCB 상의 카메라 모듈들을 분리하는 커팅작업을 수행함으로써, PCB 상에 존재하는 다수개의 카메라 모듈들에 대하여 동시에 검사 공정 등을 진행할 수 있고, 파티클 유발을 최소화 할 수 있는 카메라 모듈 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈 제조 방법은, PCB 상에 다수개의 카메라 모듈을 위한 각각의 셀에 이미지 센서 및 기타 부품 등을 실장하는 SMT 단계, 상기 PCB에 실장된 다수개의 카메라 모듈을 위한 각 셀의 부품에 대하여 전기 회로기능을 검사하는 제1 검사 단계, 상기 단계에서 정상으로 판정된 셀에 대해서만 렌즈가 조립된 홀더를 체결하는 단계, 상기 PCB 상에 홀더가 체결된 카메라 모듈에 대해서만 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행하는 제2 검사 단계, 상기 단계에서 양품으로 판정된 카메라 모듈에 대해서만 렌즈를 고정하는 단계, 상기 PCB 상에 배열된 각각의 카메라 모듈을 낱개로 분리하는 커팅 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

카메라 모듈, 포커싱, 영상검사

Description

카메라 모듈 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING CAMERA MODULE}

도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈 제조 방법에 관한 절차도이다.

도 2는 카메라 화소수에 따른 초점거리와 차트의 크기를 보여주는 이해도이다.

도 3은 초점조정렌즈를 적용한 구성도이다.

도 4는 인라인 시스템의 블럭도이다.

본 발명은 카메라 모듈의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈에 대한 최종 검사가 완료된 후에 PCB 상의 카메라 모듈들을 분리하는 커팅작업을 수행함으로써, PCB 상에 존재하는 다수개의 카메라 모듈들에 대하여 동시에 검사 공정 등을 진행할 수 있고, 파티클 유발을 최소화 할 수 있는 카메라 모듈 제조 방법에 관한 것이다.

이동통신 단말기 등에 부가되는 카메라 모듈은 다양한 공정을 거쳐 완성된다. 즉, PCB 상에 이미지 센서 및 각 종 부품을 실장하는 SMT 단계, 상기 PCB에 표 면실장된 부품에 대하여 전기적 양호 상태를 검사하는 단계, 이미지 센서 위에 렌즈가 조립된 홀더를 체결하는 단계, 상기 PCB에 배열된 카메라 모듈들을 낱개로 분리하는 단계, 각 분리된 카메라 모듈에 대하여 포커싱 조절과 영상검사를 수행하는 단계, 렌즈를 고정하는 단계 등을 거쳐 최종적으로 다수개의 카메라 모듈들이 출하된다.

상기와 같은 과정을 거쳐 카메라 모듈을 생산하는 경우에, 상기 PCB 상에 배열된 다수개의 카메라 모듈들을 낱개로 분리하는 작업은 상기 수개의 단계들 중간에서 수행된다. 그리고 상기 각 단계에서 수행되는 작업은 서로 독립적으로 수행되기도 하고, 각 단계에서 이루어지는 작업은 작업자에 의해 직접 수행되기도 한다.

상기 SMT 단계는 하나의 PCB 상에 다수개의 카메라 모듈을 위한 이미지 센서 및 각 종 부품들이 실장되는 공정이다. 즉, SMT 방법에 의하여 하나의 카메라 모듈을 나타내는 하나의 셀에 이미지 센서와 각 종 부품을 표면 실장한다.

상기 표면실장이 완료되면 각 종 부품에 대하여 오픈/쇼트 검사 및 스탠바이 전류 등의 기능검사를 수행한다. 상기 기능검사 등에 의하여 정상적으로 표면실장된 것으로 인정되면 각 셀마다 분리하는 커팅작업을 수행한 후 각 셀에 홀더를 체결하거나 커팅 작업을 수행하기 전에 렌즈가 조립된 홀더를 상기 각 셀에 체결하는 작업을 수행한다.

상기 단계 후에는, 각 분리된 셀마다 포커싱 조정과 영상검사를 수행한다. 즉, 분리된 각각의 셀에 해당하는 카메라 모듈을 순차적으로 하나씩 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행한다.

상기 포커싱은 렌즈의 초점을 맞추는 작업이며, 상기 영상검사는 카메라 모듈의 촬영 영상이 적정 수준에 미치는지를 판정하는 작업이다. 일반적으로 포커싱은 작업자가 포커싱용 차트를 이용하여 수작업으로 렌즈를 돌려 초점을 맞추는 것이 일반적이었다. 구체적으로는 암실 분위기에서 공정이 진행되기 때문에 차트의 배면에 조명장치가 구비되어야 하고, 조명이 인가된 상태에서 검사대상인 카메라 모듈로 상기 차트를 촬영하고 촬영된 영상을 육안으로 확인하면서 포커싱이 이루어졌다. 따라서 차트와 조명을 별도로 형성해야 한다는 점과 육안검사에 따른 부정확성이 문제되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 포커싱을 자동으로 맞추는 장치들이 많이 개발되어 왔다. 그러나, 상기 포커싱 장치에 의하더라도 포커싱용 차트를 작업자가 손수 배치해야하기 때문에 포커싱을 맞추기 위해서는 필요 이상의 시간이 소요되어 카메라 모듈 생산 효율을 저해하는 문제점이 있다.

영상검사도 요구되는 검사 항목에 맞는 영상검사용 차트를 이용하여 작업자가 수작업으로 양부판정을 하였다. 그 방법 역시 상기 포커싱 방법과 크게 다르지 아니한데, 구체적으로는 조명이 인가된 영상검사용 차트를 검사대상인 카메라 모듈로 촬영하고 촬영된 영상을 육안으로 확인하면서 양부 판정을 하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 영상검사 장치들이 많이 개발되어 왔다. 그러나, 상기 영상검사 장치에 의하더라도 영상검사용 차트를 작업자가 손수 배치해야하기 때문에 영상검사를 하기 위해서는 필요 이상의 시간이 소요되어 카메라 모듈 생산 효율을 저해하는 문제점이 있다.

한편, 상기와 같은 단계에 따라 카메라 모듈을 제조하면, 커팅 작업에 따라 서로 분리된 카메라 모듈에 대하여 각각 포커싱 조정과 영상검사를 수행하여야 하기때문에 생산 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.

또한, PCB 상에 존재하는 다수개의 카메라 모듈을 서로 분리하는 커팅 작업이 최종 단계에서 이루어지지 않고 중간에 처리됨으로써 파티클에 의한 불량품 발생 확률이 높아지는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 커팅 작업을 수행하고 각각의 카메라 모듈에 대하여 포커싱 작업 및 영상검사를 수행하기 때문에 각 단계를 하나의 인라인 시스템에서 처리하는 자동화 시스템을 달성하기에 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 카메라 모듈 조립공정에서는 자동 포커싱과 영상검사를 수행하기 전에 PCB에 배열된 카메라 모듈을 커팅하여 낱개로 검사한다. 이때 각각의 커팅된 모듈을 검사하기 위해서는 Jig에 탈착 등의 공정이 수행된다. 결국, 제조공정 중에 파티클이 발생할 가능성이 크고, 파티클 오염으로 인하여 모듈의 불량이 유발되고, 다수에 작업자가 필요하게 되어 넓은 Clean room을 설치하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, PCB 상에 존재하는 다수개의 카메라 모듈들을 서로 분리하는 커팅 작업을 최후에 수행함으로써 다수개의 카메라 모듈에 대한 오픈/쇼트 테스트, 홀더 체결, 포커 싱 작업, 영상검사 등을 동시에 수행할 수 있고, 파티클 발생에 의한 불량품 발생을 최소화 할 수 있는 카메라 모듈 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 카메라 모듈 제조 방법을 이루는 구성수단은, 인라인 자동화 장비에 의한 카메라 모듈 제조 방법에 있어서, PCB 상에 다수개의 카메라 모듈을 위한 각각의 셀에 이미지 센서 및 기타 부품 등을 실장하는 SMT 단계, 상기 PCB에 실장된 다수개의 카메라 모듈을 위한 각 셀의 부품에 대하여 전기 회로기능을 검사하는 제1 검사 단계, 상기 단계에서 정상으로 판정된 셀에 대해서만 렌즈가 조립된 홀더를 체결하는 단계, 상기 PCB 상에 홀더가 체결된 카메라 모듈에 대해서만 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행하는 제2 검사 단계, 상기 단계에서 양품으로 판정된 카메라 모듈에 대해서만 렌즈를 고정하는 단계, 상기 PCB 상에 배열된 각각의 카메라 모듈을 낱개로 분리하는 커팅 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 제1 검사단계에서 수행되는 전기 회로기능 검사 결과, 불량으로 판정되는 셀에 대하여 잉크 표시를 수행하는 잉크마킹 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 검사단계는 포커싱용 차트와 영상검사용 차트를 하나의 모니터에 디스플레이하여 상기 포커싱 및 영상검사를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포커싱 및 영상검사용 차트와 상기 렌즈 사이에 초점조정렌즈가 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 카메라 모듈 제조 방법에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 카메라 모듈을 제조하기 위한 절차도이다.

카메라 모듈을 제조하기 위해서는 일련의 단계들을 순차적으로 거쳐 이루어지는데, 본 발명의 각 단계들은 인라인 시스템에 의하여 자동 처리될 수 있다.

먼저, 하나의 PCB 상에 다수개의 카메라 모듈을 제작하게 위하여 SMT(Surface Mounting Technology) 방법에 따라 표면 실장을 수행하여야 한다(S10). 상기 PCB 상에 표면실장되는 각각의 카메라 모듈을 셀이라 칭한다.

상기 다수개의 카메라 모듈을 위한 각각의 셀에는 하나의 카메라 모듈을 구성하는 각 구성부품들이 표면실장된다. 즉, 이미지 센서, DSP 칩, 각 종 수동 소자 등의 부품들이 표면실장 방법으로 각 셀에 실장된다.

상기와 같이 다수개의 카메라 모듈을 제조하기 위해, PCB 상의 각 셀에 각 종 부품들이 실장되면 전기회로 기능검사를 수행한다(S20). 상기 전기회로 기능검사는 정밀한 검사장치를 통해 이루어지는데, 일반적으로 오픈/쇼트 검사 및 스탠바이(Standby) 전류 검사를 수행한다.

상기 검사 결과에 따라 PCB 상의 셀들을 처리하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다. 즉, 전기 회로기능 검사 결과, 불량으로 판정되는 셀에 대하여 잉크 표시를 수행하는 잉크마킹 단계를 거쳐 후술할 커팅 단계 후, 불량품으로 분류시킬 수 있다. 한편, 상기와 같은 검사 결과 하나의 PCB 상에 존재하는 다수개의 셀들 중에 특정 개수 이상에서 비정상으로 나타난 경우에는(예를 들어, 하나의 PCB에 존재하는 셀들 중에 50프로 이상이 비정상인 경우), 해당 PCB를 드롭(Drop)시킬 수 있다.

상기 전기회로 기능검사가 끝나면, 정상으로 판정된 셀에 표면실장된 부품들을 고정하고 홀더를 상기 PCB 상에 고정하기 위하여 수지를 충진한다. 상기 수지 충진 후에, 상기 전기회로 기능검사 결과 정상으로 판정된 셀에 대해서만 렌즈가 조립된 홀더를 체결하는 단계를 수행한다(S30).

상기 PCB 상에 존재하는 정상 셀에 대해 홀더가 체결되면, 각 카메라 모듈에 대해서 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행한다(S40). 즉, 상기 PCB 상에 존재하는 다수개의 셀 중에 상기 전기회로 기능검사를 통해 정상으로 판정되어 홀더가 체결된 셀에 대해서만 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행한다.

상기 포커싱을 맞추고 영상검사를 하기 위해서는 포커싱용 차트와 영상검사용 차트가 필요한데, 종래와 달리 본 발명에서는 상기 포커싱용 차트와 영상검사용 차트를 모니터에 디스플레이시켜 포커싱과 영상검사를 수행한다. 이렇게 함으로써 작업자에 의해 손수 배치됨에 따라 소요되는 시간을 감소시킬 수 있어 카메라 모듈의 제조 효율을 증대시킬 수 있다.

한편, 상기 포커싱 작업의 효율을 증대시키기 위하여 상기 포커싱용 차트와 상기 해당 카메라 모듈의 렌즈 사이에 초점조정렌즈를 마련하는 것이 바람직하다.

도 2는 카메라 화소수에 따른 초점거리와 차트의 크기를 나타낸 것이다. 예를 들면, 30만 화소급의 카메라 모듈(10)의 포커싱을 위해서는 c 크기(약 40㎝)의 차트(20)가 카메라 모듈(10)로부터 a 거리(약 35㎝)만큼 떨어진 거리에 설치하여야 하며, 화소수가 메가 픽셀인 경우 d 크기(약 100㎝) 차트(30)가 카메라 모듈(10)로부터 b 거리(약 80㎝)만큼 떨어진 거리에 설치하여야 한다.

상기와 같이 검사대상이 되는 카메라 모듈(10)의 화소수에 따라 차트의 크기와 거리를 달리하여하 하는 불편이 따르는데, 이를 해결하기 위하여 상기 카메라 모듈(10)과 차트(20, 30) 사이에 초점을 조정할 수 있는 렌즈를 배치시킨다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 메가 픽셀의 카메라 모듈(10)에 대해 포커싱을 맞추기 위해 참조 번호 30으로 표시된 차트와 같은 크기와 거리로 배치해야 하는 것을 초점조정렌즈(40)을 배치함으로써, 참조번호 20'으로 표시된 차트와 같은 크기와 거리로 포커싱을 맞출 수 있다. 즉 초점조정렌즈(40)를 사용함으로써, 메가픽셀 카메라 모듈에 필요한 차트는 30만 화소급 카메라 모듈의 포커싱에 필요한 차트와 동일하다.

상기와 같이 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행한 결과, 정상적으로 포커싱이 잡히고 적정한 수준 이상의 영상을 얻을 수 있는 카메라 모듈로 판정되어 양품으로 인정되면, 양품으로 판정된 카메라 모듈에 대해서만 렌즈를 고정하는 단계를 수행한다(S50). 즉, 초점이 정확히 맞추어지고 적정수준 이상의 영상을 획득할 수 있는 카메라 모듈에 대해서는 수지로 렌즈를 고정한다.

상기와 같이 렌즈가 고정되면, 최종적으로 PCB 상에 배열된 각각의 카메라 모듈을 낱개로 분리하는 커팅 작업을 수행한다(S60). 즉, 카메라 모듈을 제조함에 있어 최종적으로 수행되는 단계가 커팅 작업이다.

상기 커팅 작업이 끝나면, 양품 카메라 모듈과 불량품 카메라 모듈을 분리하여 적재한다. 양품 카메라 모듈은 출하 가능할 것이고, 불량품 카메라 모듈은 불량 원인 분석용으로 사용될 수 있다.

상기와 같이 진행되는 카메라 모듈의 제조는 PCB 상에 존재하는 각각의 카메라 모듈의 분리 작업을 최종 단계에서 수행하기 때문에, 커팅 작업 이전까지는 하나의 PCB 상에 존재하는 다수개의 카메라 모듈에 대한 검사 단계 등이 동시에 이루어진다. 따라서, 각 단계들을 인라인 장비에 의한 자동화 시스템으로 구현할 수 있을 것이다.

첨부된 도 4를 참조하여 상기 단계들을 자동 처리하는 인라인 시스템에 대하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

소정의 인라인 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이, PCB가 장착된 파렛트(110)를 적재하는 매거진(magazine)(100)과, 상기 매거진(100)으로부터 순차적으로 PCB를 전달받아 부품 실장을 수행하는 SMT처리부(200), 상기 SMT처리부(200)로부터 부품 실장된 PCB를 순차적으로 전달받아 전기적 정상유무 테스트를 수행하는 테스트부(300), 상기 테스트부(300)로부터 전달받은 PCB 상의 각 셀에 렌즈가 부착된 홀더를 장착하는 홀더체결부(400), 상기 홀더가 체결된 PCB 상의 각 셀에 대하여 포커싱과 영상검사를 수행하는 자동포커싱/영상검사부(500), 상기 자동포커싱/영상검사부(500)로부터 전달받은 PCB 상의 카메라 모듈을 낱개로 분리하는 커팅부(600), 상기 커팅부(600)로부터 분리된 카메라 모듈을 적재하는 적재부(700, 800)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성하에서, PCB를 파렛트(110)에 장착하여 매거진(100)에 적재하면, 순차적으로 파렛트(110)는 SMT처리부(200)로 이동한다. 그러면 SMT처리부(200)에서는 이미지 센서 및 각종 부품을 자동으로 실장하게된다. 상기 SMT처리가 이루어진 PCB는 계속해서 테스트부(300)로 이동하고, 이동된 PCB에 대하여 테스트부(300)는 쇼트/오픈 테스트 및 스탠바이 전류 등의 전기회로 검사를 수행한다. 이때 테스트부(300)에서는 PCB 상에 존재하는 다수개의 셀에 대하여 전기회로 검사를 수행하고, 불량으로 판단되면 잉크마킹을 수행하게 된다.

상기 테스트부(300)에서 전기회로 검사를 마친 PCB는 홀더체결부(400)를 통하여 홀더가 체결되고, 홀더가 체결되면 자동포커싱/영상검사부(500)에서 포커싱이 맞추어지고, 영상검사가 수행된다.

그런 후, 최종적으로 상기 PCB는 커팅부(600)에서 낱개의 카메라 모듈로 분리된다. 이 때, 상기 커팅된 카메라 모듈에 대하여 양품과 불량품으로 분리하여 각각의 적재부(700, 800)로 이동시킨다. 즉, 양품의 카메라 모듈은 제1 적재부(700)로 이동시키고, 불량품의 카메라 모듈은 제2 적재부(800)로 이동시킨다. 상기 제1 적재부(700) 상에 놓여지는 카메라 모듈은 양품으로써 출하가능하고, 상기 제2 적재부(800) 상에 놓여지는 카메라 모듈은 불량원인 분석의 대상이 될 수 있다.

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 카메라 모듈 제조 방법에 의하면, 하나의 PCB 상에 존재하는 다수개의 카메라 모듈들에 대하여 동시에 각 종 검사를 수행함으로써 카메라 모듈의 생산 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 PCB 상에 다수개의 카메라 모듈을 완성한 후에 커팅 작업을 수행함으로써 커팅 작업에 의해 발생하는 파티클로 인한 불량품을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 인라인 자동화 장비에 의한 카메라 모듈 제조 방법에 있어서,

   PCB 상에 다수개의 카메라 모듈을 위한 각각의 셀에 이미지 센서 및 기타 부품 등을 실장하는 SMT 단계;

   상기 PCB에 실장된 다수개의 카메라 모듈을 위한 각 셀의 부품에 대하여 전기 회로기능을 검사하는 제1 검사 단계;

   상기 단계에서 정상으로 판정된 셀에 대해서만 렌즈가 조립된 홀더를 체결하는 단계;

   상기 PCB 상에 홀더가 체결된 카메라 모듈에 대해서만 포커싱을 맞추고 영상검사를 수행하는 제2 검사 단계;

   상기 단계에서 양품으로 판정된 카메라 모듈에 대해서만 렌즈를 고정하는 단계;

   상기 PCB 상에 배열된 각각의 카메라 모듈을 낱개로 분리하는 커팅 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 검사단계에서 수행되는 전기 회로기능 검사 결과, 불량으로 판정되는 셀에 대하여 잉크 표시를 수행하는 잉크마킹 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 검사단계는 포커싱용 차트와 영상검사용 차트를 하나의 모니터에 디스플레이하여 상기 포커싱 및 영상검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 포커싱 차트와 상기 렌즈 사이에 초점조정렌즈가 마련되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 방법.

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