KR100813233B1 - 내마모성이 향상된 카메라 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내마모성이 향상된 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 내마모성이 향상된 카메라 모듈은, 암, 수 나사부의 나사 결합에 의해 조립됨에 의해서 광학유니트로 구성되는 배럴과 하우징을 사출 성형하기 위한 성형 수지 조성비가 폴리카보네이트 60 중량%에 테프론(PTFE : PolyTetraFluroEthylene) 10 중량%와 분쇄된 글라스 파이버(Milled Glass Fiber) 30 중량%가 혼합된 조성비를 가지도록 함에 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 내마모성이 향상된 카메라 모듈상기 광학유니트 조립 시 강성과 내마모성이 향상된 사출 성형 부재의 재질에 의해서 표면 긁힘에 의한 이물의 발생을 현저히 감소시킬 수 있으며, 상기 배럴과 하우징의 표면 조도 향상에 의해서 광학유니트 조립 시 그 형합성이 개선되는 장점이 있다.

폴리카보네이트, 테프론, 분쇄 글라스 파이버

Description

내마모성이 향상된 카메라 모듈 및 이의 제조방법{CAMERA MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 종래 카메라 모듈의 개략적인 단면도.

도 2는 종래 카메라 모듈의 조립 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제작 공정이 도시된 순서도.

본 발명은 내마모성이 향상된 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 하우징과 배럴로 구성된 광학유니트를 제작하기 위한 수지 형태의 PC(PolyCarbonate) 압출 성형 시 테프론과 분쇄된 글라스 파이버(Glass Fiber)를 첨가하고, 이를 사출 성형함에 의해서 광학유니트의 내마모성과 강성이 향상될 수 있도록 한 내마모성이 향상된 카메라 모듈용 수지 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는, 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

도 1은 종래 카메라 모듈의 개략적인 단면도이고, 도 2는 종래 카메라 모듈의 조립 사시도이고, 종래의 카메라 모듈(10)은 CCD나 CMOS의 이미지센서(2)가 와이어 본딩에 의해서 장착된 프린트기판(1)이 플라스틱 재질의 하우징(3) 하부에 결 합되고 상기 하우징(3) 상부로 연장된 경통(4)에 하부로 원통형 몸체(5)가 연장된 배럴(6)이 결합됨에 의해서 제작된다.

상기 카메라 모듈(10)은 경통(4) 내주면에 형성된 암나사부(4a)와 원통형 몸체(5)의 외주면에 형성된 숫나사부(5a)의 나사 결합으로 하우징(3)과 배럴(6)이 상호 결합된다.

이때, 상기 프린트기판(1)의 상면, 즉 배럴(6)의 하단부에 장착된 렌즈(L)와 이미지센서(2) 사이에는 적외선 차단 필터(IR CUT-OFF FILTER:이하 'IR 필터'라 칭함)(8)가 결합됨으로써, 이미지센서(2)로 유입되는 과도한 장파장의 적외선을 차단시키게 된다.

상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈(L)를 통과하면서 상이 반전되어 이미지센서(2)의 표면에 포커싱되는 데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징(3) 상단에 체결된 배럴(6)을 회전시키면서 최적의 포커스가 맞춰진 지점에서 하우징(3)과 배럴(6)의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징(3)과 배럴(6)을 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.

한편, 최근에는 소비자가 요구하는 카메라의 기능적 요소가 점점 높아짐에 따라 오토포커스(A/F) 기능이나 줌(ZOOM) 기능이 적용된 카메라 모듈이 개발되어 휴대폰상에 탑재되고는 있으나, 아직까지는 초점이 고정된 카메라 모듈이 주로 생산되고 있는 바, 종래의 카메라 모듈은 모듈의 조립과 포커싱 공정을 수행하기 위한 배럴(6)과 하우징(3)의 결합이 암, 수 나사부(4a)(5a)의 대응 결합에 의한 회전 구조로 주로 이루어지게 된다.

그러나, 상기 하우징(3)과 배럴(6)이 수직 결합되면서 포커싱 공정이 수행될 때, 상기 하우징(3)과 배럴(6)의 형합성은 매우 중요하게 작용되며, 상기 하우징(3)과 배럴(6)의 형합 성능이 포커싱 조정 공정에서의 해상력 향상과 이물 발생의 원인을 결정하는 중요한 요소로 작용하게 된다.

또한, 상기 하우징(3)과 배럴(6)의 암, 수 나사부(4a)(5a)가 틀어진 각도로 맞물리게 되면 나사산이 뭉개지거나 암, 수 나사부(4a)(5a)의 마찰에 의해 그 결합 부위가 마모되면서 미세한 파티클이 발생됨에 따른 이물 불량이 발생하는 등의 조립성이 현저히 떨어지게 되는 단점이 있다.

이와 같은 결합 구조를 가지는 종래의 광학유니트를 구성하는 합성수지 재질로는 PC, NYLON66, PA6T 등의 레진(RESIN)이 주로 사용되고 있는 바, 상기의 합성수지 재질은 앞서 언급된 문제점이 재질의 특성 상 개선되기가 힘들기에 재질 자체의 내마모성과 강성이 향상되어 배럴과 하우징의 형합성을 향상시키고 이물의 발생을 최소화할 수 있는 재질의 개발이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 광학유니트를 형성하기 위하여 나사 결합되는 하우징과 배럴을 사출 성형하기 위한 수지(RESIN)의 제작시에 60 중량%의 폴리카보네이트(PC:PolyCarbonate)에 10 중량%의 테프론과 30 중량%의 분쇄된 글라스 파이버(Milled Glass Fiber)가 첨가되어 이축 압출기를 통해 혼합 압출되고, 상기 압출된 수지를 이용하여 하우징과 배럴이 사출 성형됨에 따라 광학유니트 조립 시 이물의 발생을 현저히 감소시킬 수 있는 내마모성이 향상된 카메라 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 목적은, 폴리카보네이트 60 중량%에 테프론(PTFE : PolyTetraFluroEthylene)을 10 중량%와 분쇄된 글라스 파이버(Milled Glass Fiber) 30 중량%가 혼합된 수지를 이용하여 사출 성형된 배럴과 하우징의 조립에 의해서 제작되는 카메라 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 폴리카보네이트 60 중량%에 10 중량%의 테프론을 혼합하는 단계와, 상기 테프론 혼합물에 30 중량%의 분쇄 글라스 파이버를 혼합시키는 단계와, 상기 테프론과 분쇄 글라스 파이버가 혼합된 폴리카보네이트에 산화방지제와 열안정제를 첨가하여 압출기의 교반에 의해 압출되는 단계와, 상기 압출기를 통한 압출 수지가 사출 성형기를 통해 배럴과 하우징의 광학유니트로 사출되는 단계와, 상기 광학유니트의 결합에 의해서 카메라 모듈이 조립 제작되는 단계를 포함하는 내마모성이 향상된 카메라 모듈의 제조방법에 의해서 달성된다.

상기 폴리카보네이트(PC)에 소정량 혼합되는 분쇄 글라스 파이버는 사출물의 강성을 유지하여 마찰 접촉 시 이물의 발생을 방지하기 위한 것으로서, 분쇄된 단위 분자는 대략 2~3㎛의 직경과 0.1~0.2㎜의 길이를 가진다.

또한, 상기 폴리카보네이트에 혼합되는 테프론은 사출물의 내마모성을 향상시키기 위한 것으로서, 올리핀계 고분자 혼합물로 대체될 수도 있으며, 상기 폴리카보네이트에 대략 10 중량%로 혼합된다.

한편, 상기 폴리카보네이트와 분쇄 글라스 파이버 및 테프론의 혼합물에 카본 블랙(Carbon Black) 또는 카본 파이버(Carbon Fiber)를 5 내지 15 중량% 첨가함으로써, 사출물의 강성을 향상시킴과 아울러 그 표면에서 정전기의 발생을 방지하게 됨으로써 외부에서의 이물이 달라붙는것이 방지된다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 기본 성형 재료인 폴리카보네이트(PC:PolyCabonate) 60 중량%에 테프론(PTFE:PolyTetraFluroEthylene)을 10 중량%를 혼합한다. 그리고, 상기 테프론이 혼합된 폴리카보네이트에 다른 수지 공급기를 통해 분쇄된 글라스 파이버(Milled Glass Fiber) 30 중량%를 넣고 교반하여 균일한 혼합이 이루어지도록 한다.

상기 테프론과 분쇄 글라스 파이버가 혼합된 폴리카보네이트는 이축 압출기(Twin Screw Extruder)를 통해 압출되며, 압출된 수지는 냉각수조를 거쳐 냉각되면서 펠렛타이져(Pelletizer)를 통해 알갱이 형태의 미립자로 성형된다.

이때, 상기 이축 압출기를 통한 압출 온도는 대략 280℃ 정도로 유지된다.

상기 압출기를 통해 압출된 폴리카보네이트 혼합 수지는 광학유니트를 제작하기 위한 사출 성형기로 이송되고, 상기 광학유니트를 구성하는 배럴과 하우징의 형상대로 제작된 사출 성형기를 통해 각 구성부재별로 사출 성형된다.

한편, 상기 테프론은 폴리카보네이트를 이용한 사출 성형 시 사출물의 외표면에 대한 내마모성을 향상시키기 위하여 혼합되는 조성물로서, 10 중량%의 조성비로 혼합됨이 바람직하다.

여기서, 상기 테프론이 5 중량% 이하로 혼합될 경우에는 사출물에 대한 내마모성의 향상을 기대하기 어려우며, 상기 테프론이 15 중량% 이상으로 첨가되어 혼합될 경우에는 배럴과 하우징의 표면 내마모성은 극도로 향상되는 대신에 수지 자체의 점도와 혼합 능력이 떨어지게 되어 성형성이 현저하게 감소되는 현상이 발생하게 된다.

이때, 상기 폴리카보네이트에 테프론 대신에 올리핀(Olefin)계 고분자 화합물을 혼합하여 상기 테프론 혼합시와 동일한 내마모성의 성능 향상을 기대할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 테프론이 소정의 중량비로 혼합된 폴리카보네이트에 2~3㎛의 직경과 0.1~0.2㎜의 길이를 가지도록 분쇄된 글라스 파이버(Milled Glass Fiber)를 약 30 중량% 혼합하여 교반한다.

상기 분쇄 글라스 파이버는 사출물의 강성을 향상시켜 상기 사출물의 외벽면 상에서 이물의 발생을 저감시키기 위한 것이다.

이와 같이, 상기 폴리카보네이트에 분쇄 글라스 파이버와 테프론이 소정의 중량비로 혼합된 혼합 수지는, 수지의 특성을 연화시키기 위한 산화방지제와 열안정제등과 압출기 내에서 교반되어 인출구를 통해 선재의 형태로 압출 성형되며, 상기 압출 수지는 바로 냉각 수조를 거쳐 냉각됨과 동시에 펠렛타이져를 통해 알갱이 형태의 컴파운드로 형성되어 사출 성형기로 운반된다.

상기 사출 성형기를 통해 폴리카보네이트 혼합 수지가 공급되면 광학유니트를 구성하는 각 구성부재의 형태별로 사출 성형이 이루어지고, 상기 사출 성형 부재가 결합됨에 의해서 광학유니트의 조립이 이루어진다.

이때, 상기 광학유니트는 외표면의 조도와 내마모성이 향상됨에 따라 하우징과 배럴의 형합이 용이하게 이루어지고, 사출물에 대한 강성이 향상됨에 따라 하우징과 배럴 결합시 그 접촉 계면에서의 마찰에 의한 이물 발생을 현저하게 줄일 수 있음에 기술적 특징이 있다.

상기와 같은 수지 조성비를 갖는 폴리카보네이트 혼합 수지를 이용한 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 아래 도시된 도 3에 의거하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제작 공정이 도시된 순서도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 60 중량%의 폴리카보네이트에 10 중량%의 테프론을 혼합(S101 단계)하고, 이에 다른 수지 공급기를 통해 분쇄 글라스 파이버 30 중량%를 혼합(S102 단계)한다.

이때, 상기 폴리카보네이트에 혼합되는 테프론 대신에 올리핀계 고분자 화합물이 첨가될 수도 있으며, 상기 폴리카보네이트 혼합 수지의 사출 성형 시 가장 효과적으로 외표면의 내마모성을 향상시키기 위하여 10 중량% 내외의 테프론 또는 올리핀계 고분자 화합물이 혼합됨이 바람직하다.

그리고, 상기 테프론과 분쇄 글라스 파이버가 혼합된 폴리카보네이트는 열안정제 및 기타 산화방지제 등이 첨가된 상태로 이축 압출기 내에서 교반되고, 상기 이축 압출기를 통해서 선재의 형태로 압출 성형(S103 단계)된다.

상기 이축 압출기에서 압출된 성형 수지는 사출 성형기로 운반되고, 상기 사출 성형기를 통해 배럴과 하우징의 형태로 사출 성형(S104 단계)됨과 아울러 상기 사출 성형기를 통해 제작되는 광학유니트, 즉 상기 광학유니트를 구성하는 배럴과 하우징의 결합에 의해서 카메라 모듈이 조립(S105 단계)된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 60 중량%의 폴리카보네이트에 10 중량%의 테프론을 혼합한 후에 30 중량%의 분쇄 글라스 파이버 대신에 카본 파이버(Carbon Fiber)를 혼합하고, 카본 블랙(Carbon Black) 5 내지 15 중량% 더 첨가시켜 압출시키게 되면, 상기 압출 수지의 사출 성형에 의해서 표면상의 정전기 현상을 방지하여 외부의 이물이 광학유니트의 표면에 달라붙지 않게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내마모성이 향상된 카메라 모듈은 폴리카보네이트 60 중량%와 테프론 10 중량% 및 분쇄 글라스 파이버 30 중량%의 조성비를 갖도록 혼합된 수지의 사출 성형에 의해서 나사 결합으로 조립되는 하우징과 배럴이 제작되고, 상기 하우징과 배럴의 조립으로 광학유니트가 구성됨에 따라 상기 광학유니트 조립 시 강성과 내마모성이 향상된 사출 성형 부재의 재질에 의해서 표면 긁힘에 의한 이물의 발생을 현저히 감소시킬 수 있으며, 상기 배럴과 하우징의 표면 조도 향상에 의해서 광학유니트 조립 시 그 형합성이 개선되는 장점이 있다.

Claims (9)

1. 암, 수 나사부의 나사 결합에 의해 조립됨에 의해서 광학유니트로 구성되는 배럴과 하우징을 사출 성형하기 위한 성형 수지 조성비가 폴리카보네이트 60 중량%에 테프론(PTFE : PolyTetraFluroEthylene) 10 중량%와 분쇄된 글라스 파이버(Milled Glass Fiber) 30 중량%가 혼합된 조성비를 가지도록 한 내마모성이 향상된 카메라 모듈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 분쇄 글라스 파이버는, 2~3㎛의 직경과 0.1~0.2㎜의 길이를 가지는 분자 형태로 분쇄된 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 카메라 모듈.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 폴리카보네이트 60 중량%에 10 중량%의 테프론을 혼합하는 제1단계;

   상기 테프론 혼합물에 30 중량%의 분쇄 글라스 파이버를 혼합시키는 제2단계;

   상기 테프론과 분쇄 글라스 파이버가 혼합된 폴리카보네이트에 산화방지제와 열안정제를 첨가하여 압출기의 교반에 의해 압출되는 제3단계;

   상기 압출기를 통한 압출 수지가 사출 성형기를 통해 배럴과 하우징의 광학유니트로 사출되는 제4단계; 및

   상기 광학유니트의 결합에 의해서 카메라 모듈이 조립 제작되는 제5단계;를 포함하는 내마모성이 향상된 카메라 모듈의 제조방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,

   상기 분쇄 글라스 파이버는, 2~3㎛의 직경과 0.1~0.2㎜의 길이를 가지는 분자 형태로 분쇄된 것을 특징으로 하는 내마모성이 향상된 카메라 모듈의 제조방법.

Images