KR101061872B1 - 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리를 조정함과 아울러 렌즈 하우징과 카메라 모듈의 부품(예컨대 이미지 센서, 회로기판)들의 부착공정을 함께 할 수 있도록 구성한 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이를 위해 카메라 모듈의 제조 장치에 있어서, 다수의 렌즈들과 다수의 스페이서를 포함하는 렌즈 하우징과, 상기 렌즈 하우징을 안착시키는 마스터 플레이트와, 이미지 센서를 구비하고, 상기 이미지 센서를 이동함과 아울러 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도를 보정하여 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서와의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징에 상기 이미지 센서를 부착시키는 포커스 장치부와, 조정된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서의 초점거리를 자외선을 조사하여 1차 경화시켜 고정시키는 자외선 조사부와, 상기 1차 경화된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선을 조사하여 2차 경화시키는 자외선 조사 컨베이어와, 상기 이미지 센서에 회로기판을 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바하고, 상기 이미지 센서와 상기 회로기판의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서를 전기적으로 구동시키는 제조검사장치부를 포함함을 특징으로 하며, 이에 따라, 제품의 제조 공정을 간소화 및 자동화할 수 있고, 또한, 초점 거리 조정 공정을 자동화하여 수동작업에 의한 제품의 불량을 저하시킬 수 있는 이점이 있다.

카메라 모듈, 렌즈 하우징, 포커스 장치부, 자외선 조사부, 제조검사장치부.

Description

카메라 모듈의 제조 장치 및 방법{MANUFACTURING APPARATUS FOR CAMERA MODULE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 카메라 모듈 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리를 조정함과 아울러 렌즈 하우징과 카메라 모듈의 부품(예컨대 이미지 센서, 회로기판)들의 부착공정을 함께 할 수 있도록 구성한 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

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

아울러, 화상통화를 위하여 종래의 휴대용 통신 장치는 촬영 수단이 카메라 렌즈를 구비한 카메라 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 카메라 를 탑재한 고성능의 복합적인 기기로 변화하고 있다.

이러한 카메라 모듈의 구조는 렌즈와 조리개를 거처 피사체의 상을 이미지 센서인 고촬상 소자가 받아 들이고, 이를 신호변환기가 디지털 신호로 바꿔 메모리부에 저장하는 과정을 거치게 된다.

여기서, 종래의 휴대폰용 카메라 모듈(1)의 구조를 살펴보면,

도 1 및 도 2와 같이, 인쇄회로기판(2) 위에 와이어 본드(3a)된 이미지 센서(3)를 구비하고, 그 위치에 적외선 필터(5)(IR FILTER)를 내장한 렌즈 홀더(4)를 구비한다.

상기 렌즈 홀더(4)는 제 1, 2 렌즈(6)(7)를 순차적으로 결합하여 구성된 렌즈 바렐(8)을 나사방식으로 결합한다.

상기 렌즈 바렐(8)의 상부에는 렌즈 홀(9a)이 형성된 렌즈 캡(9)이 형성된다.

상기 제 1, 2 렌즈(6)(7) 사이에는 상기 렌즈(6)(7)의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서(spacer)(10)가 구비된다.

이때, 이미지 센서(3)와 각각의 렌즈(6)(7)간의 초점거리(focusing)(d)를 조정하기 위해 상기 렌즈 바렐(8)은 상기 렌즈 홀더(4)에 형성된 수나사와 상기 렌즈 바렐(8)에 형성된 암나사를 서로 나사체결하여 나사회전에 따른 초점거리(focusing)(d)를 조정하고, 이 상태에서 에폭시(epoxy)에 의한 나사부를 접착시켜 고정한다.

이와 같이, 상기 이미지 센서(3)와 상기 제 1, 2 렌즈(6)(7)간의 초점거 리(focusing)(d)를 상기 렌즈 바렐(8)의 나사체결에 의해 조정하고, 이 상태에서 에폭시(epoxy)에 의해 접착되어 고정시킨다.

그러나, 상기 종래의 카메라 모듈은 상기 이미지 센서와 상기 각각의 렌즈간의 초점거리(focusing)(d)를 조정하기 위해 상기 렌즈 홀더에 형성된 수나사와 상기 렌즈 바렐에 형성된 암나사를 서로 나사체결하여 상기 렌즈 바렐을 나사회전에 따른 초점거리(focusing)를 조정해야함으로, 조립 공정 단계가 많고, 부품수가 증가하여 제조원가가 상승하는 단점이 있으며, 또한, 이미지 센서와 렌즈 하우징의 부착공정을 수동작업으로 진행해야하므로 자동화가 어렵고, 에폭시에 의해 접착되는 공정에서 발생되는 다이 틸트(DIE TILT)에 의해 해상도 불량이 발생되어 제품의 신뢰성이 저하 및 작업공정이 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 나사회전 방식이외에 웨이퍼 레벨 방식 카메라 모듈이 있으며, 상기 웨이퍼 레벨 방식 카메라 모듈은 웨이퍼 레벌의 렌즈와 패키지된 이미지 센서간의 초점 거리 간격을 설계적으로 맞추어 무 초점 거리(focusing)하는 방식으로 제조하였으나, 각 제품의 두께 공차가 렌즈의 광학 공차보다 커서 해상도 불량이 많이 발생하는 단점이 있었다.

따라서, 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리를 조정함과 아울러 렌즈 하우징과 카메라 모듈의 부품들의 부착공정을 함께 진행할 수 있도록 하는 제조 장치 및 방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 카메라 모듈 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리를 조정함과 아울러 렌즈 하우징과 카메라 모듈의 부품(예컨대 이미지 센서, 회로기판)들의 부착공정을 함께 할 수 있도록 구성함으로써, 제품의 제조 공정을 간소화 및 자동화할 수 있고, 또한, 초점 거리 조정 공정을 자동화하여 수동작업에 의한 제품의 불량을 방지할 수 있도록 한 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은, 카메라 모듈의 제조 장치에 있어서,

다수의 렌즈들과 다수의 스페이서를 포함하는 렌즈 하우징;

상기 렌즈 하우징을 안착시키는 마스터 플레이트;

이미지 센서를 구비하고, 상기 이미지 센서를 이동함과 아울러 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도를 보정하여 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서와의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징에 상기 이미지 센서를 부착시키는 포커스 장치부;

조정된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서의 초점거리를 자외선을 조사하여 1차 경화시켜 고정시키는 자외선 조사부;

상기 1차 경화된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선을 조사하여 2차 경화시키는 자외선 조사 컨베이어; 및

상기 이미지 센서에 회로기판을 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바하고, 상기 이 미지 센서와 상기 회로기판의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서를 전기적으로 구동시키는 제조검사장치부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 제조 방법은, 카메라 모듈의 제조 방법에 있어서,

다수의 렌즈들과 다수의 스페이서를 포함하는 렌즈 하우징을 마스터 플레이트에 안착시키고, 상기 렌즈 하우징에 이미지 센서를 부착시키기 위한 제 1 에폭시를 도포시키는 단계;

상기 단계로부터, 포커스 장치부에 의해 이미지 센서를 픽업하고, 상기 이미지 센서를 이동함과 아울러 상기 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도를 보정하여 상기 렌즈들과의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징에 부착시키는 단계;

상기 단계로부터 조정된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서의 초점거리를 자외선 조사부에서 자외선을 조사하여 1차 경화시켜 고정시키는 단계;

상기 단계로부터 상기 1차 경화된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선 조사 컨베이어에 의해 자외선을 조사하여 2차 경화시키는 단계;

상기 단계로부터 상기 1, 2차 자외선 경화 후 미경화된 부분을 제 1 열경화 컨베이어에 의해 1차 경화시키는 단계;

상기 단계로부터 상기 렌즈 하우징에 제 2 에폭시를 도포하는 단계;

상기 단계로부터 제조검사장치부를 이용하여 상기 이미지 센서에 회로기판을 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바하는 단계; 및

상기 단계로부터 상기 이미지 센서와 상기 회로기판을 제 2 열경화 컨베이어에 의해 2차 경화시키는 단계; 및

상기 단계로부터 상기 이미지 센서와 상기 회로기판의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서를 구동시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법에 의하면,

카메라 모듈 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리를 조정함과 아울러 렌즈 하우징과 카메라 모듈의 부품(예컨대 이미지 센서, 회로기판)들의 부착공정을 함께 할 수 있도록 구성함으로써, 제품의 제조 공정을 간소화 및 자동화할 수 있고, 또한, 초점 거리 조정 공정을 자동화하여 수동작업에 의한 제품의 불량을 방지할 수 있으며, 이로인해, 제품의 신뢰성을 향상시키고, 종래의 무 초점 거리 웨이퍼 레벨 카메라 모듈과 비교했을때, 초점 거리 공정이 가능함으로 제품의 해상도 품질 균일성 및 해상도 불량을 최소화 할 수 있고, 또한, 제품의 표준화 사이즈로 제조가 가능하여 대량생산할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성 은 본 발명의 가장 바람직한 실시예들에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형예들이 있음을 이해하여야 한다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 제조 장치(10)는 다수의 렌즈(11a)들과 다수의 스페이서(11b)를 포함하는 렌즈 하우징(11)과, 마스터 플레이트(12)와, 포커스 장치부(13)와, 자외선(Ultra Violet: UV) 조사부(14)와, 자외선 조사 컨베이어(15) 및 제조검사장치부(16)로 구성되어 있고, 상기 렌즈 하우징(11)은 후술하는 상기 마스터 플레이트(12)에 안착되도록 되어 있으며, 상기 마스터 플레이트(12)는 상기 렌즈 하우징(11)을 안착시킬 수 있도록 되어 있고, 상기 포커스 장치부(13)는 이미지 센서(17)를 후술하는 제 1 피커부(13a)에 의해 픽업하고, 상기 이미지 센서(17)를 이동함과 아울러 렌즈(11a)들을 통해 입사되는 외부 영상(예컨대 차트, 백라이트)의 해상도를 보정하여 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)와의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징(11)에 상기 이미지 센서(17)를 부착시킬 수 있도록 상기 마스터 플레이트(12)의 상부에 구비되어 있고, 상기 자외선 조사부(14)는 조정된 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)의 초점 거리를 자외선을 조사하여 1차 경화시켜 고정시킬 수 있도록 상기 마스터 플레이트(12)의 이웃한 위치에 구비되어 있으며, 상기 자외선 조사 컨베이어(15)는 상기 1차 경화된 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)를 자외선 조사하여 2차 경화시킬 수 있도록 상기 마스터 플레이트(12)의 이웃한 위치에 구비되어 있다.

도 2 및 도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이,상기 제조검사장치부(16)는 상기 이미지 센서(17)에 회로기판(18)을 픽업함과 아울러 솔더 핫바(Solder hot-bar)하고, 상기 회로기판과 상기 이미지 센서의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서를 전기적으로 구동하도록 상기 마스터 플레이트(12)의 상부에 구비되어 있다.

여기서, 상기 회로기판(18)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB) 또는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board : FPCB)으로 이루어지고, 상기 인쇄회로기판 또는 상기 연성회로기판 이외에 다른 기판도 가능하다.

도 2 및 도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이, 상기 포커스 장치부(13)에는 상기 이미지 센서(17)를 픽업함과 아울러 상기 이미지 센서(17)의 구동을 위해 전기적으로 연결시킬 수 있도록 포고핀(13b)을 구비한 제 1 피커부(13a)가 구비되어 있고, 상기 제조검사장치부(16)에는 상기 회로기판을 픽업함과 아울러 상기 회로 기판과 상기 이미지 센서를 솔더 핫바시키고, 상기 회로기판과 상기 이미지 센서를 전기적으로 연결시키는 포고핀(16b)을 구비한 제 2 피커부(16a)가 구비되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 포커스 장치부(13)는 상기 이미지 센서(17)의 광축(A1)과 상기 렌즈 하우징(11)의 광축(A1)을 상기 이미지 센서(17)를 이동하여 맞추고, 상기 렌즈 하우징(11)의 렌즈(11a)들을 통해 입사되는 외부 영상(예컨대 차트, 백라이트)의 해상도를 상기 이미지 센서(17)에 의해 읽음과 아울러 신호화 하고, 이 신호를 수치 연산부(19)로 인가함과 아울러 상기 수치 연산부(19)에서는 해상도 값(원거리, 근거리)을 계산하여 상기 포커스 장치부(13)를 업/다운 및 X, Y방향으로 이동하여 상기 이미지 센서(17)와 렌즈(11a)들의 초점거리를 보정하도록 되어 있다.

상기 제 1, 2 피커부(13a)(16a)는 유리, 수정, 텅스텐 및 알루미늄 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 제 1, 2 피커부(13a)(16a)는 상기 유리, 수정, 텅스텐 및 알루미늄들 이외에 다른 재질도 가능하다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 하우징(11)의 하단에는 상기 이미지 센서(17)를 부착시키기 위해 제 1 에폭시(21)를 도포시킬 수 있도록 적어도 하나 이상의 도포홈(11c)이 형성되어 있고, 상기 도포홈(11c)들은 상기 렌즈(11a)들의 광축(A1)과 상기 이미지 센서(17)의 광축(A1)을 맞추기 위해 적어도 3개 이상으로 형성되어 있으며, 상기 제 1 에폭시(21)는 상기 자외선 조사부(14)의 자외선에 반응하도록 자외선 반응 에폭시 및 열경화 반응 에폭시로 이루어져 있다.

상기 렌즈(11a)들은 웨이퍼 레벨 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 유리 렌즈 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 렌즈(11a)들은 상기 웨이퍼 레벨 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 유리 렌즈들 이외에 다른 재질의 렌즈도 가능하다.

상기 렌즈 하우징(11)에는 상기 이미지 센서(17)에 상기 회로기판(18)을 픽업하기 위해 제 2 에폭시(22)가 도포되어 있다.

상기 제 2 에폭시(22)는 열경화 에폭시로 이루어져 있다.

도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 플레이트(12)의 이웃한 위치에는 상기 1, 2차 자외선 경화 후 미경화된 부분을 1차 경화시킬 수 있도록 제 1 열경화 컨베이어(30)가 구비되어 있고, 상기 마스터 플레이트(12)의 이웃한 위치에는 상기 이미지 센서(17)에 상기 회로기판(18)을 부착 후 상기 이미지 센서(17)와 상기 회로기판(18)을 2차 경화시킬 수 있도록 제 2 열경화 컨베이어(31)가 구비되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 플레이트(12)에는 상기 렌즈 하우징(11)을 안착시킬 수 있도록 안착홈(12a)이 형성되어 있다.

상기 안착홈(12a)내에는 상기 렌즈 하우징(11)의 렌즈홀(11d)과 대응되어 외부 영상을 상기 렌즈(11a)들에 입사시킬 수 있도록 초점홀(12b)이 형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 카메라 모듈 제조 장치의 동작과정을 첨부된 도 2 내지 도 6a 내지 도 6g를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6a 내지 도 6g에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 제조 장치(10)는 다수의 렌즈(11a)들과 다수의 스페이서(11b)를 포함하는 렌즈 하우징(11)과, 마스터 플레이트(12)와, 포커스 장치부(13)와, 자외선 조사부(14)와, 자외선 조사 컨베이어((미도시 됨)와, 제조검사장치부(16)와, 제 1, 2 열경화 컨베이어(30)(31)로 구성된다.

이 상태에서, 상기 카메라 모듈을 제조하기 위해서는 먼저, 도 2 및 도 6a에 도시된 바와 같이,다수의 렌즈(11a)들과 다수의 스페이서(11b)를 포함하는 렌즈 하 우징(11)을 마스터 플레이트(12)에 형성된 안착홈(12a)에 안착시킨다.

이때, 상기 안착홈(12a)내에는 초점홀(12b)이 형성되어 있으므로, 상기 렌즈 하우징(11)의 하부면에 형성된 렌즈홀(11d)과 상기 초점홀(12b)을 대응되게 서로 일치시킨다.

이때, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 하우징(11)의 상부면에 형성된 적어도 하나 이상의 도포홈(11c)은 상기 마스터 플레이트(12)의 상부에 구비된 자외선 에폭시 도포 장치부(20)와 대응되고, 상기 자외선 에폭시 도포 장치부(20)에 의해 제 1 에폭시(21)를 도포한다.

상기 제 1 에폭시(21)는 자외선 반응 에폭시 및 열경화 반응 에폭시로 이루어진다.

이 상태에서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 포커스 장치부(13)는 포고핀(13b)이 구비된 제 1 피커부(13a)에 의해 이미지 센서(17)를 픽업하고, 상기 이미지 센서(17)를 상기 렌즈 하우징(11)의 렌즈(11a)로 이동한다.

이때, 상기 포커스 장치부(13)는 상기 이미지 센서(17)의 광축(A1)과 상기 렌즈(11a)들의 광축(A1)을 이동함과 아울러 맞춘다.

상기 포커스 장치부(13)는 상기 렌즈(11a)들을 통해 입사되는 외부 영상(차트 또는 백라이트)의 해상도를 상기 이미지 센서(17)에 의해 읽음과 아울러 신호화 하고, 이 신호를 수치 연산부(19)로 인가함과 아울러 상기 수치 연산부(19)에서는 해상도 값(원거리, 근거리)을 계산하여 상기 포커스 장치부(13)를 업/다운 및 X, Y방향으로 이동하여 상기 이미지 센서(17)와 렌즈(11a)들의 초점거리를 보정한다.

상기 포커스 장치부(13)는 상기 이미지 센서(17)와 상기 렌즈(11a)들과의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징(11)에 형성된 도포홈(11c)에 부착시킨다.

상기 도포홈(11c)들은 상기 렌즈(11a)들의 광축(A1)과 상기 이미지 센서(17)의 광축(A1)을 맞추기 위해 3개 이상을 형성한다.

이 상태에서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 조사부(14)는 조정된 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)의 초점거리를 고정시키기 위해 자외선을 조사하여 1차 경화시켜 고정시킨다.

도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 조사 컨베이어(15)는 상기 1차 경화된 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)를 자외선 조사 컨베이어(15)에 의해 자외선을 조사하여 2차 경화시킨다.

도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 1, 2차 자외선 경화 후 미경화된 부분을 제 1 열경화 컨베이어(30)에 의해 완전 1차 경화시킨다.

이 상태에서, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 플레이트(12)의 상부에 구비된 에폭시 도포 장치부(20)에 의해 상기 렌즈 하우징(11)에 제 2 에폭시(22)를 도포한다.

도 6e 및 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 플레이트(12)의 상부에 구비된 제조검사장치부(16)를 이용하여 상기 회로기판(18)을 픽업하고, 상기 회로기판(18)을 상기 이미지 센서(17)에 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바(Solder hot-bar)한다.

이때, 상기 제조검사장치부(16)에는 상기 회로기판(18)을 접촉함과 아울러 포고핀(16b)을 구비한 제 2 피커부(16a)가 구비된다.

상기 제 2 피커부(16a)는 250~300의 고온으로 상기 회로기판(18)을 진공으로 픽업함과 아울러 솔더 본딩 팁의 역할을 하고, 0~1kg의 압력으로 상기 회로기판(18)과 상기 이미지 센서(17)의 솔더 볼(17a)을 본딩하며, 상기 렌즈 하우징(11)에 도포된 상기 제 2 에폭시(22)도 함께 경화된다.

상기 제 2 에폭시(22)는 열경화 에폭시로 이루어진다.

도 6e 및 도 6f에 도시된 바와 같이, 이 상태에서, 상기 이미지 센서(17)와 상기 회로기판(18)을 제 2 열경화 컨베이어(31)에 의해 2차 경화시킨다.

도 6g에 도시된 바와 같이, 상기 제조검사장치부(16)를 이용하여 상기 회로기판(18)과 상기 이미지센서(17)의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서(17)를 전기적으로 구동시킨다.

상기 제 1, 2 피커부(13a)(16a)는 유리, 수정, 텅스텐 및 알루미늄 중 어느 하나로 이루어진다.

또한, 상기 렌즈(11a)들은 웨이퍼 레벨 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 유리 렌즈 중 어느 하나로 이루어진다.

여기서, 상기 회로기판(18)은 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board : FPCB)으로 이루어진다.

상기 연성회로기판의 양면에는 외부로 노출되는 패드가 구비되고, 상기 연성회로기판의 아래면에는 솔더 볼과 픽업되는 패드가 있며, 상기 연성회로기판의 상면에는 탑 패드와 1:1 동일 패드가 구비된다. 즉, 하나의 패드당 아래면 패드와 커 넥터로 빠지는 패드가 두 개 존재한다. 이와 같이, 상기 연성회로기판과 상기 이미지 센서를 솔더 핫바 후 전기전 신호는 센서에서 연성회로기판의 아래면에 구비된 패드를 통해 상기 연성회로기판의 상면 패드를 거쳐 제조검사장치부를 통해 컴퓨터와 연결된다. 상기 연성회로기판의 상면패드는 검사 후 절연 페이프로 덥는다.(상기 연성회로기판의 내용은 미도시 됨)

한편, 이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 휴대용 통신 장치에 장착되는 카메라 모듈을 대표적인 예시로 나타내었다. 하지만, 본 발명의 카메라 모듈은 반드시 휴대용 통신 장치에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 휴대용 통신 장치에 적용 가능하다

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 통신 장치의 예시로는, 다양한 통신 시스템들에 대응되는 통신 프로토콜들에 의거하여 동작하는 모든 휴대용 통신 장치 단말기(mobile communication terminal)를 비롯하여, PMP(Portable Multimedia Player), MP3 플레이어, 디지털방송 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone) 및 디지털 카메라등 모든 정보통신기기와 멀티미디어 기기 및 그에 대한 응용기기를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 카메라 모듈의 제조 방법의 동작과정을 첨부된 도 6a 내지 도 6g 및 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a 내지 도 6g 및 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 제조 방법을 살펴보면, 먼저, 다수의 렌즈(11a)들과 다수의 스페이서(11b)를 포함하는 렌즈 하우징(11)을 마스터 플레이트(12)에 형성된 안착홈(12a)에 안착시키고, 상기 렌즈 하우징(11)에 이미지 센서(17)를 픽업시키기 위한 제 1 에폭시(21)를 도포시킨다.(S1)

여기서, 상기 렌즈 하우징(11)의 상부면에 형성된 적어도 하나 이상의 도포홈(11c)은 상기 마스터 플레이트(12)의 상부에 구비된 자외선 에폭시 도포 장치부(20)와 대응되고, 상기 자외선 에폭시 도포 장치부(20)에 의해 상기 제 1 에폭시(21)를 도포한다.

상기 제 1 에폭시(21)는 자외선 반응 에폭시 및 열경화 반응 에폭시로 이루어진다.

이 상태에서, 상기 S1로부터, 포커스 장치부(13)에 의해 이미지 센서(17)를 픽업하고, 상기 이미지 센서(17)를 이동함과 아울러 상기 렌즈(11a)들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도를 보정하여 상기 렌즈(11a)들과의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징(11)에 부착시킨다.(S2)

여기서, 상기 포커스 장치부(13)는 상기 이미지 센서(17)의 광축(A1)과 상기 렌즈(11a)들의 광축(A1)을 이동함과 아울러 맞추고, 상기 렌즈(11a)들을 통해 입사 되는 외부 영상(차트 또는 백라이트)의 해상도를 상기 이미지 센서(17)에 의해 읽음과 아울러 신호화 하고, 이 신호를 수치 연산부(19)로 인가함과 아울러 상기 수치 연산부(19)에서는 해상도 값(원거리, 근거리)을 계산하여 상기 포커스 장치부(13)를 업/다운 및 X, Y방향으로 이동하여 상기 이미지 센서(17)와 렌즈(11a)들의 초점거리를 보정한다.

상기 S2로부터 조정된 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)의 초점거리를 자외선 조사부(14)에서 자외선을 조사하여 1차 경화시켜 고정시킨다.(S3)

상기 S3로부터 상기 1차 경화된 상기 렌즈(11a)들과 상기 이미지 센서(17)를 자외선 조사 컨베이어(미도시 됨)에 의해 자외선을 조사하여 2차 경화시킨다.(S4)

상기 S4로부터 상기 1, 2차 자외선 경화 후 미경화된 부분을 제 1 열경화 컨베이어(30)에 의해 1차 경화시킨다.(S5)

상기 S5로부터 상기 렌즈 하우징(11)에 제 2 에폭시(22)를 도포한다.(S6)

상기 S6으로부터 제조검사장치부(16)를 이용하여 상기 이미지 센서(17)에 회로기판(18)을 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바한다.(S7)

여기서, 상기 제조검사장치부(16)에는 상기 회로기판(18)을 접촉함과 아울러 포고핀(16b)을 구비한 제 2 피커부(16a)가 구비된다.

상기 제 2 피커부(16a)는 250~300의 고온으로 상기 회로기판(18)을 진공으로 픽업함과 아울러 솔더 본딩 팁의 역할을 하고, 0~1kg의 압력으로 상기 회로기판(18)과 상기 이미지 센서(17)의 솔더 볼을 본딩하며, 상기 렌즈 하우징(11)에 도포된 상기 제 2 에폭시(22)도 함께 경화된다. 상기 제 2 에폭시(22)는 열경화 에폭 시로 이루어진다.

상기 S7로부터 상기 이미지 센서(17)와 상기 회로기판(18)을 제 2 열경화 컨베이어(31)에 의해 2차 경화시킨다.(S8)

상기 S8로부터 상기 제조검사장치(16)를 이용하여 상기 회로기판(18)과 상기 이미지 센서(17)의 전기적 연결을 검사함과 아울러 이미지 센서(17)를 전기적으로 구동시킨다.(S9)

상기 회로기판(18)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB) 또는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board : FPCB)으로 이루어지고, 본 발명의 회로기판은 연성회로기판으로 이루어진다.

상기 연성회로기판의 양면에는 외부로 노출되는 패드가 구비되고, 상기 연성회로기판의 아래면에는 솔더 볼과 픽업되는 패드가 있고, 상기 연성회로기판의 상면에는 탑 패드와 1:1 동일 패드가 구비된다. 즉 하나의 패드당 아래면 패드와 커넥터로 빠지는 패드가 두 개 존재한다. 이와 같이, 상기 연성회로기판과 상기 이미지 센서를 솔더 핫바 후 전기전 신호는 센서에서 연성회로기판의 아래면에 구비된 패드를 통해 상기 연성회로기판의 상면 패드를 거쳐 제조검사장치부를 통해 컴퓨터와 연결된다. 상기 연성회로기판의 상면패드는 검사 후 절연 페이프로 덥는다.(상기 연성회로기판의 내용은 미도시 됨)

이상에서 설명한 본 발명의 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법은 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.

도 1은 종래의 카메라 모듈의 구성을 나타낸 측단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 구성을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 구성 중 렌즈 하우징과 이미지 센서를 부착한 상태를 나타낸 사시도.

도 5는 도 4의 A-A' 선 단면도.

도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 작동 과정을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 나타낸 흐름도.

Claims (17)

1. 카메라 모듈의 제조 장치에 있어서,

   다수의 렌즈들과 다수의 스페이서를 포함하는 렌즈 하우징;

   상기 렌즈 하우징을 안착시키는 마스터 플레이트;

   이미지 센서를 구비하고, 상기 이미지 센서를 이동함과 아울러 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도를 보정하여 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서와의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징에 상기 이미지 센서를 부착시키는 포커스 장치부;

   상기 초점거리가 조정된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선을 조사하여 상기 렌즈 하우징에 기도포된 자외선 접착제를 1차 경화시켜 고정시키는 자외선 조사부;

   상기 1차 경화된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선을 조사하여 2차 경화시키는 자외선 조사 컨베이어; 및

   상기 이미지 센서에 회로기판을 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바하고, 상기 이미지 센서와 상기 회로기판의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서를 전기적으로 구동시키는 제조검사장치부를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 포커스 장치부에는 상기 이미지 센서를 픽업함과 아 울러 상기 이미지 센서의 구동을 위해 전기적으로 연결시키는 포고핀을 구비한 제 1 피커부가 구비되고,

   상기 제조검사장치부에는 상기 회로기판을 픽업함과 아울러 상기 회로 기판과 상기 이미지 센서를 솔더 핫바시키고, 상기 회로기판과 상기 이미지 센서를 전기적으로 연결시키는 포고핀을 구비한 제 2 피커부가 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 포커스 장치부는 상기 이미지 센서의 광축과 상기 렌즈들의 광축을 상기 이미지 센서를 이동하여 맞추고, 상기 렌즈 하우징의 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도 편심에 따라서 이동하여 보정함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 2 피커부는 유리, 수정, 텅스텐 및 알루미늄 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 하우징에는 상기 이미지 센서를 부착시키기 위해 제 1 에폭시를 도포시키는 적어도 하나 이상의 도포홈이 형성되고,

   상기 도포홈들은 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축을 맞추기 위해 적어도 3개 이상으로 형성되며,

   상기 제 1 에폭시는 자외선 반응 에폭시 및 열경화 반응 에폭시로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈들은 웨이퍼 레벨 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 유리 렌즈 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 하우징에는 상기 이미지 센서에 상기 회로 기판을 부착하기 위해 제 2 에폭시가 도포되고,

   상기 제 2 에폭시는 열경화 에폭시로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 플레이트의 이웃한 위치에는 상기 1, 2차 자외선경화 후 미경화된 부분을 1차 경화시키는 제 1 열경화 컨베이어가 구비되고,

   상기 마스터 플레이트의 이웃한 위치에는 상기 이미지 센서에 상기 회로기판을 부착 후 상기 이미지 센서와 상기 회로기판을 2차 경화시키는 제 2 열경화 컨베 이버가 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 플레이트에는 상기 렌즈 하우징을 안착시키는 안착홈이 형성되고,

   상기 안착홈내에는 상기 렌즈 하우징의 렌즈홀과 대응되는 초점홀이 형성됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 장치.
10. 카메라 모듈의 제조 방법에 있어서,

    다수의 렌즈들과 다수의 스페이서를 포함하는 렌즈 하우징을 마스터 플레이트에 안착시키고, 상기 렌즈 하우징에 이미지 센서를 고정시키기 위한 제 1 에폭시를 도포시키는 제 1 단계;

    상기 제 1 단계로부터, 포커스 장치부에 의해 이미지 센서를 픽업하고, 상기 이미지 센서를 이동함과 아울러 상기 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도를 보정하여 상기 렌즈들과의 초점거리를 조정한 후 상기 렌즈 하우징에 부착시키는 제 2 단계;

    상기 제 2 단계로부터 상기 초점거리가 조정된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선 조사부에서 자외선을 조사하여 상기 렌즈 하우징에 기도포된 자외선 접착제를 1차 경화시켜 고정시키는 제 3 단계;

    상기 제 3 단계로부터 상기 1차 경화된 상기 렌즈들과 상기 이미지 센서를 자외선 조사 컨베이어에 의해 자외선을 조사하여 2차 경화시키는 제 4 단계;

    상기 제 4 단계로부터 상기 1, 2차 자외선 경화 후 미경화된 부분을 제 1 열경화 컨베이어에 의해 1차 경화시키는 제 5 단계;

    상기 제 5 단계로부터 상기 렌즈 하우징에 제 2 에폭시를 도포하는 제 6 단계;

    상기 제 6 단계로부터 제조검사장치부를 이용하여 상기 이미지 센서에 회로기판을 픽업시킴과 아울러 솔더 핫바하는 제 7 단계; 및

    상기 제 7 단계로부터 상기 이미지 센서와 상기 회로기판을 제 2 열경화 컨베이어에 의해 2차 경화시키는 제 8 단계; 및

    상기 제 8 단계로부터 상기 이미지 센서와 상기 회로기판의 전기적 연결을 검사함과 아울러 상기 이미지 센서를 구동시키는 제 9 단계를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 포커스 장치부에는 상기 이미지 센서를 픽업함과 아울러 상기 이미지 센서의 구동을 위해 전기적으로 연결시키는 포고핀을 구비한 제 1 피커부가 구비되고,

    상기 제조검사장치부에는 상기 회로기판을 픽업함과 아울러 상기 회로 기판과 상기 이미지 센서를 솔더 핫바시키고, 상기 회로기판과 상기 이미지 센서를 전기적으로 연결시키는 포고핀을 구비한 제 2 피커부가 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 포커스 장치부는 상기 이미지 센서의 광축과 상기 렌즈들의 광축을 상기 이미지 센서를 이동하여 맞추고, 상기 렌즈 하우징의 렌즈들을 통해 입사되는 외부 영상의 해상도 편심에 따라서 이동하여 보정함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1, 2 피커부는 유리, 수정, 텅스텐 및 알루미늄 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 렌즈 하우징의 하단에는 자외선 반응 에폭시를 도포가능하게 하고, 상기 이미지 센서를 부착시키기 위한 적어도 하나 이상의 도포홈이 형성되고,

    상기 도포홈들은 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축을 맞추기 위해 적어도 3개 이상으로 형성됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 렌즈들은 웨이퍼 레벨 렌즈, 플라스틱 렌즈 및 유리 렌즈 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법
16. 제 11 항에 있어서, 상기 이미지 센서와 상기 회로기판을 부착시키는 단계에서 상기 제 2 피커부는 250~300의 고온으로 상기 회로기판을 진공으로 픽업함과 아울러 솔더 본딩 팁의 역할을 하고, 0~1kg의 압력으로 상기 회로기판과 상기 이미지 센서의 솔더 볼을 본딩하고, 상기 렌즈 하우징에 도포된 상기 열경화 에폭시도 함께 경화됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.
17. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 에폭시는 자외선 반응 에폭시 및 열경화 반응 에폭시로 이루어지고,

    상기 제 2 에폭시는 열경화 에폭시로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제조 방법.

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