KR101195022B1 - 카메라 모듈 제조용 본딩 장치 - Google Patents

카메라 모듈 제조용 본딩 장치 Download PDF

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Abstract

카메라 모듈 제조용 본딩 장치가 개시된다. 개시된 본딩 장치는, 서보 모터; 상기 서보 모터의 동력에 의해 승강하는 승강 패널; 상기 승강 패널에 고정된 액추에이터, 상기 액추에이터 구동에 의해 승강하는 툴 보디(tool body), 상기 툴 보디의 아래에 위치한 열압착 헤드, 상기 열압착 헤드의 하단부에 결합된 툴 팁(tool tip), 상기 툴 팁의 평탄도를 미세 조정하기 위한 평탄도 조정 수단, 및 상기 툴 팁의 수평 방향 정렬을 미세 조정하기 위한 수평 방향 조정 수단을 구비하는, 적어도 하나의 본딩 툴(bonding tool); 및, FPC가 가접착된 카메라 모듈 하우징이 상기 본딩 툴의 개수와 같은 개수로 탑재된 하우징 캐리어를 지지하고, 이를 상기 툴 팁의 아래로 공급하는 캐리어 피더(carrier feeder);를 구비한다.

Description

카메라 모듈 제조용 본딩 장치{Bonding apparatus for fabricating camera module}
본 발명은 카메라 모듈 제조용 본딩 장치에 관한 것으로, 카메라 모듈의 하우징과 FPC(flexible printed circuit)를 열압착하여 카메라 모듈을 제조하기 위한 본딩 장치에 관한 것이다.
통상적으로 모바일폰(mobile phone)에 탑재되는 카메라 모듈은 하우징, 렌즈, 이미지 센서, FPC 등을 구비하여 구성된다. 자동화된 카메라 모듈 제조 공정은 하우징 캐리어(housing carrier)에 탑재된 하우징에 ACF(anisotropic conductive film)를 도포하고, FPC 캐리어에 탑재된 FPC를 픽업(pick-up)하여 상기 ACF가 도포된 하우징에 가접착하고, 상기 가접착된 FPC를 열압착하여 상기 하우징에 본딩(bonding)하는 단계를 포함한다.
상기 열압착에 의해 FPC와 하우징을 본딩하는 장치는 가접착된 PFC를 가압하는 본딩 툴(bonding tool)을 구비하며, 상기 본딩 툴과 하우징 캐리어에 탑재된 하우징 간의 정렬(alignment)은 본딩 작업의 신뢰성을 결정하는 중요한 요소이다. 그런데, 종래의 본딩 툴은 하우징에 대한 평탄도를 조정하기 위한 수단은 구비하고 있으나, 하우징에 대한 수평 방향의 정렬을 조정하기 위한 수단은 별도로 구비하고 있지 않다. 이로 인해, 하우징과 본딩 툴 간의 정렬이 부정확하고 많은 시간이 소요되는 불편이 있다. 더욱이, FPC와 하우징을 본딩하는 장치가 본딩 툴을 복수 개 구비하고 이에 일대일 대응되게 하우징 캐리어에 상기 본딩 툴의 개수와 같은 수의 하우징이 탑재되는 경우에는, 복수의 본딩 툴과 이에 일대일 대응되는 하우징 간의 정렬을 모두 정확하게 조정하기는 매우 어렵다.
본 발명은 카메라 모듈 하우징에 대한 수평 방향의 정렬을 조정하는 수단을 구비한 본딩 툴(bonding tool)을 구비하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치를 제공한다.
본 발명은 하우징과 본딩 툴 간의 정렬을 정확하고 용이하게 조정할 수 있는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치를 제공한다.
본 발명은, 서보 모터; 상기 서보 모터의 동력에 의해 승강하는 승강 패널; 상기 승강 패널에 고정된 액추에이터, 상기 액추에이터 구동에 의해 승강하는 툴 보디(tool body), 상기 툴 보디의 아래에 위치한 열압착 헤드, 상기 열압착 헤드의 하단부에 결합된 툴 팁(tool tip), 상기 툴 팁의 평탄도를 미세 조정하기 위한 평탄도 조정 수단, 및 상기 툴 팁의 수평 방향 정렬을 미세 조정하기 위한 수평 방향 조정 수단을 구비하는, 적어도 하나의 본딩 툴(bonding tool); 및, FPC가 가접착된 카메라 모듈 하우징이 상기 본딩 툴의 개수와 같은 개수로 탑재된 하우징 캐리어를 지지하고, 이를 상기 툴 팁의 아래로 공급하는 캐리어 피더(carrier feeder);를 구비하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치를 제공한다.
상기 수평 방향 조정 수단은, 상기 열압착 헤드의 전방에 위치하고 그 단부가 상기 열압착 헤드에 결합되어, 일 방향으로 회전하면 상기 열압착 패드를 상기 승강 패널을 향해 밀고, 반대 방향으로 회전하면 상기 열압착 패드를 상기 승강 패널에서 멀어지는 방향으로 당기는 수평 방향 조정 마이크로미터를 구비할 수 있다.
상기 수평 방향 조정 수단은, 상기 열압착 헤드의 전방에 위치하며 일 방향으로 회전하면 그 단부가 상기 열압착 헤드를 상기 승강 패널을 향해 미는 수평 방향 조정 마이크로미터, 및 상기 수평 방향 조정 마이크로미터가 반대 방향으로 회전하여 그 단부가 상기 승강 패널에서 멀어지는 방향으로 이동하면 상기 열압착 헤드를 상기 단부에 밀착되도록 탄성 가압하는 압축 스프링을 구비할 수 있다.
상기 수평 방향 조정 수단은, 상기 열압착 헤드에 연결되고 전면에 핀 수용 그루브를 구비한 연결 박스와, 상기 연결 박스의 전방에 위치하며 상기 핀 수용 그루브에 수용되는 편심 돌기를 구비한 회전 핀을 구비하고, 상기 회전 핀이 회전하면 상기 편심 돌기가 상기 연결 박스를 끌어 상기 연결 박스가 폭 방향으로 미세 이동하도록 구성될 수 있다.
상기 본딩 장치의 본딩 툴은 복수 개 구비되고, 상기 승강 패널의 전방에 일렬로 배열될 수 있다.
상기 평탄도 조정 수단은, 상기 툴 보디와 상기 열압착 헤드 사이에 위치한 평탄도 조정 블록과, 상기 평탄도 조정 블록의 전방에 위치하며 회전하면 상기 평탄도 조정 블록을 미세하게 기울어뜨리는, 한 쌍의 평탄도 조정 마이크로미터를 구비할 수 있다.
상기 액추에이터는 공압 실린더를 포함할 수 있다.
본 발명의 카메라 모듈 제조용 본딩 장치에 의하면, 본딩 툴이 카메라 모듈 하우징에 대한 수평 방향 정렬을 직접적으로 조정할 수 있어 본딩 작업의 신뢰성이 향상되고, 특히 복수의 본딩 툴을 구비하는 경우에도 일대일 대응되는 복수의 하우징에 대한 수평 방향 정렬을 쉽고 정확하게 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조용 본딩 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 하우징 캐리어와 이에 탑재되는 하우징 및 FPC를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 본딩 툴을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 본딩 툴의 Y 방향 조정 수단을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 본딩 툴의 X 방향 조정 수단을 개략 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조용 본딩 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조용 본딩 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 하우징 캐리어와 이에 탑재되는 하우징 및 FPC를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 본딩 툴을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 카메라 모듈 제조용 본딩 장치(10)는 카메라 모듈 하우징(105)에 접착 필름인 ACF(anisotropic conductive film)(미도시)를 도포하고, FPC(flexible printed circuit)(110)를 상기 하우징(105)에 가접착한 이후에 본접착 작업을 자동 수행하는 장치로서, 구체적으로, 상기 가접착된 FPC(110)를 열압착하여 상기 하우징(105)에 본딩(bonding)하는 작업을 수행한다. FPC(110)가 가접착된 하우징(105)은 하우징의 외형에 대응되는 안착홈(102)이 형성된 하우징 캐리어(housing carrier)(100)에 탑재되어 상기 본딩 장치(10)로 진입하고, 본접착 작업 이후에 본딩 장치(10) 외부로 배출되어 매거진(magazine)(미도시)에 적재된다.
상기 하우징 캐리어(100)는 후술할 본딩 툴(30)의 개수에 대응되게 4개의 하우징 안착홈(102)을 구비하고, 상기 4개의 하우징 안착홈(102)은 일렬로 배열된다. 따라서, 동시에 4개의 하우징(105)에 대해 본접착 작업을 수행할 수 있다. 복수 종류의 카메라 모듈을 동시에 생산할 수 있도록 상기 4개의 하우징 안착홈(102)이 모델(model) 별로 서로 다른 형상일 수도 있다.
상기 본딩 장치(10)는 한 쌍의 다리(11)와, 이에 의해 지지되는 프레임(16)과, 상기 프레임(16)에 고정 지지된 서보 모터(20)와, 상하로 연장되고 상기 서보 모터(20)의 샤프트에 연결되어 회전하는 볼 스크류(22)와, 상기 볼 스크류(22)에 결합되어 상기 서보 모터(20)의 동력에 의해 승강하는 승강 패널(24)을 구비한다. 또한, 상기 승강 패널(24)에 지지되며 일렬로 배열된 4개의 본딩 툴(bonding tool)(30)과, 상기 한 쌍의 다리(11)에 지지되고 상기 본딩 툴(30) 아래에 배치된 테이블(13)을 구비한다. 상기 테이블(13) 위에는 하우징 캐리어(100)의 이송 경로가 되는 캐리어 채널(carrier channel)(15)이 형성된 캐리어 피더(carrier feeder)(14)가 구비된다. 즉, FPC(110)와 가접착된 4개의 하우징(105)이 탑재된 캐리어(100)는 캐리어 피더(14)를 따라 본딩 장치(10)로 진입하여 4개의 본딩 툴(30) 아래에 위치 정렬하여 멈추고, 본딩 툴(30)에 의해 각 하우징(105)에 열압착 작업이 수행되고, 다시 캐리어 피더(14)를 따라 하우징 캐리어(100)가 본딩 장치(10) 외부로 배출된다.
도 3을 참조하면, 상기 본딩 툴(30)은 승강 패널(24)(도 1 참조)에 고정된 지지 브라켓(27)에 지지되는 액추에이터(33)와, 상기 액추에이터(33)의 구동에 의해 승강하는 툴 보디(tool body)(35)와, 상기 툴 보디(35)의 아래에 위치한 열압착 헤드(60)와, 상기 열압착 헤드(60)의 하단부에 결합된 툴 팁(tool tip)(63)을 구비한다. 상기 열압착 헤드(60)는 전기 발열 가능하게 구성된다. 상기 액추에이터(33)는 공압 실린더(33)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 예컨대, 솔레노이드(solenoid)를 포함할 수도 있다. 가접착된 FPC(110)(도 2 참조)와 하우징(105)(도 2 참조)가 본딩 툴(30) 아래에 정렬되어 위치할 때 서보 모터(20) 구동으로 승강 패널(24)이 하강하고, 이어서 상기 액추에이터(33) 구동으로 툴 팁(63)이 아래로 하강하여 FPC(110)를 하우징(105)에 대해 가압함으로써 FPC(110)와 하우징(105)의 본접착이 수행된다.
상기 본딩 툴(30)은 하우징 캐리어(100)(도 2 참조)에 탑재된 하우징(105)(도 2 참조)에 대한 툴 팁(63)의 평탄도를 미세하게 조정하기 위한 평탄도 조정 수단을 더 구비한다. 상기 평탄도 조정 수단은 툴 보디(35)와 열압착 헤드(60) 사이에 위치한 평탄도 조정 블록(44)과, 평탄도 조정 블록(44)의 전방에 위치하는 제1 및 제2 평탄도 조정 마이크로미터(40, 42)를 구비한다. 상기 제1 평탄도 조정 마이크로미터(40)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정 각도만큼 회전시키면(R1 화살표 참조) 평탄도 조정 블록(44)이 미세하게 기울어져 Y축을 중심으로 미세하게 피봇(pivot)한다(T1 화살표 참조). 또한, 상기 제2 평탄도 조정 마이크로미터(42)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정 각도만큼 회전시키면(R2 화살표 참조) 평탄도 조정 블록(44)이 미세하게 기울어져 X축을 중심으로 미세하게 피봇(pivot)한다(T2 화살표 참조).
도 4는 도 1의 본딩 툴의 Y 방향 조정 수단을 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 1의 본딩 툴의 X 방향 조정 수단을 개략 도시한 사시도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 본딩 툴(30)은 하우징 캐리어(100)(도 2 참조)에 탑재된 하우징(105)(도 2 참조)에 대한 툴 팁(63)의 수평 방향 정렬을 미세하게 조정하기 위한 수평 방향 조정 수단을 더 구비한다. 상기 수평 방향 조정 수단은 Y 방향 조정 수단과 X 방향 조정 수단으로 구분된다.
도 4를 참조하면, 상기 Y 방향 조정 수단은 상기 열압착 헤드(60)의 전방에 위치하는 수평 방향 조정 마이크로미터(50)와 상기 열압착 헤드(60)의 후방에 위치하여 상기 열압착 헤드(60)를 탄성 가압하는 압축 스프링(58)을 구비한다. 상기 열압착 헤드(60)는 수평 LM 가이드(48)에 Y축 방향으로 연장되게 형성된 가이드 그루브(49)를 따라 S1 화살표 방향으로 미세 이동 가능하다. 상기 수평 방향 조정 마이크로미터(50)는 수평 LM 가이드(48)의 전단부에 고정된 고정 블록(52)에 회전 가능하게 지지되고, 그 단부(51)는 고정 블록(52)의 개구(53)를 관통하여 열압착 헤드(58)로 연장된다.
구체적으로, 상기 수평 방향 조정 마이크로미터(50)를 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 일정 각도만큼 회전시키면(R3 화살표 참조) 상기 마이크로미터(50)의 단부(51)가 열압착 헤드(60)를 승강 패널(24)(도 1 참조)을 향해 밀어 열압착 헤드(60) 및 툴 팁(63)이 Y축 양(+)의 방향으로 미세 이동한다(S1 화살표 참조). 또한, 상기 수평 방향 조정 마이크로미터(50)를 반대 방향으로 일정 각도만큼 회전시키면(R3 화살표 참조) 상기 단부(51)는 Y축 음(-)의 방향으로 후퇴하고 압축 스프링(58)의 탄성 복원력에 의해 열압착 헤드(60)가 상기 단부(51)에 밀착될 때까지 밀려나므로 상기 열압착 헤드(60) 및 툴 팁(63)이 Y축 음(-)의 방향, 즉 승강 패널(24)에서 멀어지는 방향으로 미세 이동한다(S1 화살표 참조).
한편, 상기 수평 방향 조정 마이크로미터(50)의 단부(51)가 열압착 헤드(60)의 전면(前面)에 자유 회전 가능하게 결합되는 실시예도 구현 가능하다. 이러한 실시예에서는 열압착 헤드(60)를 마이크로미터(50)의 단부(51)에 밀착시키기 위한 압축 스프링(58)이 구비되지 않아도 무방하다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 X 방향 조정 수단은 상기 평탄도 조정 블록(44)과 상기 수평 LM 가이드(48) 사이에 개재되어 상기 열압착 헤드(60)에 연결된 연결 박스(46)와, 상기 연결 박스(46)의 전방에 위치한 회전 핀(55)을 구비한다. 상기 회전 핀(55)은 일자 스크류 드라이버(미도시)와 같은 공구를 사용하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로(R4 화살표 참조) 일정 각도 회전시킬 수 있으며, 회전 중심축(C)에서 벗어나 상기 연결 박스(46)를 향해 돌출된 편심 돌기(56)를 구비한다. 상기 연결 박스(46)의 전면(前面)에는 상기 편심 돌기(56)가 삽입 수용되는 핀 수용 그루브(47)가 마련된다. 상기 핀 수용 그루브(47)의 X 축 방향 폭은 편심 돌기(56)의 직경에 대응되는 정도로 제한되나 Z 축 방향 길이는 편심 돌기(56)가 유격(裕隔)을 가질 수 있게 연장된다.
따라서, 상기 회전 핀(55)이 회전하면(R4 화살표 참조) 상기 핀 수용 그루브(47)에 수용된 편심 돌기(56)가 연결 박스(46)를 끌어 상기 연결 박스(46)가 그 폭 방향(S2 화살표 참조), 즉 X 축 방향으로 미세 이동할 수 있다. 이에 따라 상기 연결 박스(46)에 연이어 결합된 수평 LM 가이드(48), 열압착 헤드(60), 및 툴 팁(63)도 X 축 방향으로(S2 화살표 참조) 미세 이동할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 본딩 장치 24: 승강 패널
30: 본딩 툴 33: 액추에이터
35: 툴 보디 40, 42, 50: 마이크로미터
55: 회전 핀 60: 열압착 헤드
63: 툴 팁 100: 하우징 캐리어
105: 하우징 110: FPC

Claims (7)

  1. 서보 모터;
    상기 서보 모터의 동력에 의해 승강하는 승강 패널;
    상기 승강 패널에 고정된 액추에이터, 상기 액추에이터 구동에 의해 승강하는 툴 보디(tool body), 상기 툴 보디의 아래에 위치한 열압착 헤드, 상기 열압착 헤드의 하단부에 결합된 툴 팁(tool tip), 상기 툴 팁의 평탄도를 미세 조정하기 위한 평탄도 조정 수단, 및 상기 툴 팁의 수평 방향 정렬을 미세 조정하기 위한 수평 방향 조정 수단을 구비하는, 적어도 하나의 본딩 툴(bonding tool); 및,
    FPC가 가접착된 카메라 모듈 하우징을 탑재한 하우징 캐리어를 지지하고, 상기 하우징 캐리어를 상기 툴 팁의 아래로 공급하는 캐리어 피더(carrier feeder);를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 수평 방향 조정 수단은,
    상기 열압착 헤드의 전방에 위치하고 그 단부가 상기 열압착 헤드에 결합되어, 일 방향으로 회전하면 상기 열압착 패드를 상기 승강 패널을 향해 밀고, 반대 방향으로 회전하면 상기 열압착 패드를 상기 승강 패널에서 멀어지는 방향으로 당기는 수평 방향 조정 마이크로미터를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 수평 방향 조정 수단은,
    상기 열압착 헤드의 전방에 위치하며 일 방향으로 회전하면 그 단부가 상기 열압착 헤드를 상기 승강 패널을 향해 미는 수평 방향 조정 마이크로미터, 및 상기 수평 방향 조정 마이크로미터가 반대 방향으로 회전하여 그 단부가 상기 승강 패널에서 멀어지는 방향으로 이동하면 상기 열압착 헤드를 상기 단부에 밀착되도록 탄성 가압하는 압축 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 수평 방향 조정 수단은,
    상기 열압착 헤드에 연결되고 전면에 핀 수용 그루브를 구비한 연결 박스와, 상기 연결 박스의 전방에 위치하며 상기 핀 수용 그루브에 수용되는 편심 돌기를 구비한 회전 핀을 구비하고, 상기 회전 핀이 회전하면 상기 편심 돌기가 상기 연결 박스를 끌어 상기 연결 박스가 폭 방향으로 미세 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 본딩 툴은 복수 개 구비되고, 상기 승강 패널의 전방에 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 평탄도 조정 수단은,
    상기 툴 보디와 상기 열압착 헤드 사이에 위치한 평탄도 조정 블록과, 상기 평탄도 조정 블록의 전방에 위치하며 회전하면 상기 평탄도 조정 블록을 미세하게 기울어뜨리는, 한 쌍의 평탄도 조정 마이크로미터를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 공압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조용 본딩 장치.
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