KR101379688B1 - 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법 - Google Patents

광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 유리, 강화 유리, 사파이어, 쿼츠 등의 특수 소재를 사용하여 강화처리, BLACK MASKIG 프링팅된 소재를 다수개의 셀을 레이저(LASER)로 절단한 후에 공구 및 고속 연마기에 의해서 면삭/면취 되어지도록 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법에 관한 것이다.
본 발명인 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법은 유리원판을 화학강화하는 원판 강화단계(S1); 상기 강화된 원판의 표면에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2); 상기 인쇄된 원판을 세정하는 세정 단계(S3); 상기 세정된 원판을 반사방지 코팅하는 코팅 단계(S4); 비강화 소재의 원판과 상기 반사방지 코팅된 강화된 원판을 폴리머 제합제로 적층성형하는 적층성형 단계(S5); 상기 적층성형된 비강화 원판과 상기 반사방지 코팅된 강화된 원판을 원하는 형상으로 절단하는 커팅 단계(S6); 상기 커팅 단계(S6)에서 절단된 렌즈를 가공하는 가공 단계(S7); 상기 가공면을 세정하는 세정 단계(S8); 상기 세정된 제품을 검사/포장(S9) 단계;로 이루어진다.
본 발명에 따른 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법은 형상 절단 및 가공시 가공면의 크랙(Crack) 발생과 비산이 없고, 강화유리로부터 절단되는 제품 즉, 렌즈 또는 커버 윈도우의 치수 정밀도가 놓아 수율이 향상되는 장점이 있다.

Description

광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF COVER WINDOW FOR TOUCH SCREEN AND CAMERA LENS FOR OPTICAL MODULE}
본 발명은 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 유리, 강화 유리, 사파이어, 쿼츠 등의 특수 소재를 사용하여 강화처리, BLACK MASKIG 프린팅된 소재의 다수개의 셀을 CNC 또는 레이저(LASER)로 절단한 후에 공구 및 고속 연마기에 의해서 면삭/면취 되어지도록 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 박막 유리 커팅은 유리판의 상측에서 일정한 진동수로 연마공구를 가압시키며 절단선을 따라 이동시키는 방법에 의해 일정한 품질을 구현할 수 있다.
강화된 박막유리의 경우 절단 및 연마 과정에서 연마공구 설계 오차, 기계장치 자체의 진동을 받아 연마공구 회전시 발생되는 진동에 의해 균열이 쉽게 발생할 수 있어 이러한 연마 장치와 연마공구를 활용하는 절단 방법으로는 강화된 박막유리를 가공할 수 없는 문제점이 있다.
아울러 일정한 강화 깊이층을 갖는 박막강화유리의 절단 및 면취의 경우 강화층에 의한 취성 파괴 특성으로 인하여 유리의 크랙과 또는 칩핑(Chipping)과 비산 없이 가공할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 강화 깊이층을 갖는 강화유리를 에칭하여 식각함으로써 강화층을 제거하고 비강화층이 노출된 후 노출된 비강화층을 절단 및 면취하는 방법이 있다.
그러나 강화유리로부터 절단된 개별 셀에 대한 치수 정밀도가 낮아 수율 저조, 화학 약품 처리 및 취급에 따른 환경적 영향, 공구 마모에 따른 공구 수명과 취성 파괴의 원인이 되는 마이크로 결함(Chip, Crack 등)이 발생 되는 문제가 있다.
또한 셀(낱개) 단위 가공에 따른 생산성 저조 및 정밀 치수 보정이 안되어 공정 수율이 현저히 낮은 점도 본 발명의 배경이 되었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 공개특허 10-2008-0047002호가 안출되었다.
공개특허 10-2008-0047002호에 의한 카메라모듈의 렌즈 어셈블리 및 그 제작 방법은 렌즈 웨이퍼의 표면을 분할하고 가공하여 다수의 렌즈유닛을 형성하는 가공 단계와, 상기 가공 단계를 거친 다수의 렌즈 유닛웨이퍼를 하나의 결합체로서 접합하는 본딩 단계와, 상기 결합체를 각 렌즈유닛 단위로 절단하여 다수의 렌즈 어셈블리를 생산하는 절단 단계를 포함한다.
공개특허 10-2008-0047002호에 의한 카메라 모듈의 렌즈 어셈블리 및 그 제작방법은 렌즈 웨이퍼의 표면을 분할하고 가공하여 다수의 렌즈유닛을 형성하는 가공 단계를 거친 후 절단하므로 절단면이 매끄럽지 못한 문제점이 있다.
공개특허 10-2008-0047002호(2008.05.28)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 렌즈 절단 및 가공시 렌즈의 크랙(Crack)과 비산이 없고, 강화유리로부터 절단되는 렌즈의 치수 정밀도가 높아 수율이 향상되는 광학용 카메라 모듈의 커버 윈도우 렌즈 및 터치 윈도우용 커버 윈도우의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명인 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법의 이러한 목적은 유리원판을 화학강화하는 원판 강화단계(S1); 상기 강화된 원판의 표면에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2); 상기 인쇄된 원판을 세정하는 세정 단계(S3); 상기 세정된 원판을 반사방지 코팅하는 코팅 단계(S4); 비강화 소재의 원판과 상기 반사방지 코팅된 강화 원판을 폴리머 제합제로 적층성형하는 적층성형 단계(S5); 상기 적층성형된 비강화 원판과 상기 반사방지 코팅된 강화된 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6); 상기 커팅 단계(S6)에서 절단된 렌즈를 가공하는 가공 단계(S7); 상기 가공된 렌즈를 세정하는 세정 단계(S8); 상기 세정된 렌즈를 검사/포장(S9) 단계;에 의하여 달성된다.
상술한 과제 해결 수단에 의하면, 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법은 렌즈 절단 및 가공시 렌즈의 크랙(Crack)과 비산이 없고, 강화유리로부터 절단되는 렌즈의 치수 정밀도가 놓아 수율이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명인 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법을 도시한 순서도,
도 2는 도 1에서의 강화된 원판에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2) 공정을 나타내는 도면,
3은 도 1에서의 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6) 공정을 나타내는 도면,
도 4는도 1에서의 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6)에 사용되는 AUTO LASER CUTTING MACHINE을 나타내는 도면,
도 5는 도 1에서의 렌즈를 가공하는 단계(S7)에 사용되는 GRINDING MACHINE을 나타내는 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명하되, 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
종래의 박막 유리커팅은 절단 및 연마 과정에서 연마공구 설계 오차, 기계장치 자체의 진동을 받아 연마공구 회전시 발생되는 진동에 의해 크랙(균열)이 쉽게 발생하지만, 본 발명은 레이저 절단 후에 공구 및 고속 연마기에 의해서 면삭/면취 되어지도록 한다.
도 1은 본 발명인 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 도 1에서의 강화된 원판에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2) 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에서의 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6) 공정을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일시예에 따른 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법은 유리원판을 화학강화하는 원판 강화단계(S1), 상기 강화된 원판의 표면에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2), 상기 인쇄된 원판을 세정하는 세정 단계(S3), 상기 세정된 원판을 반사방지(ANTI-REFLECTIVE) 코팅하는 코팅 단계(S4), 비강화 소재의 원판과 강화 소재의 원판을 폴리머 제합제로 적층성형(LAMINATING)하는 적층성형 단계(S5), 상기 적측성형된 비강화 소재의 원판과 강화 소재의 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6), 상기 커팅 단계(S6)에서 절단된 렌즈를 가공하는 가공 단계(S7), 상기 가공된 렌즈를 세정하는 세정 단계(S8), 및 상기 세정된 렌즈를 검사/포장(S9) 단계를 포함하여 구성된다.
제1공정 : 유리원판을 화학강화하는 원판 강화단계(S1)
4각 형태로 절단된 유리 원판(10)을 화학 강화하는 단계이다.
이는 유리원판(10) 표면의 경도를 증가시키고, 유리원판(10) 표면의 파손과 긁히는 것을 방지하기 위함이다. 화학 강화는 유리를 구성하는 성분 중 Na+이온을 K+ 이온으로 치환함을 의미한다. 이와 같은 강화조건은 예열(상온 ~ 400도, 4.5hr), 강화(400도~ 450도, 4.5hr), 서냉(450도 ~ 상온)의 프로세스를 거쳐 만들어진다. 화학 강화의 판단기준은 강화깊이층(DOL), CS(강화 후 표면응력)값이며 표면경도 7H 이상을 요구하는 공정이다.
제2공정 : 상기 강화된 원판의 표면에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2)
이는 상기 원판 강화단계(S1)에서 강화된 원판(12)의 표면에 바둑판 모양을 인쇄하는 단계이다. 바둑판 모양이 인쇄된 원판(14)에 렌즈 모양을 인쇄한다. 인쇄방법은 소재에 상관없이 인쇄 필름, 인쇄 제판, 인쇄기(인쇄공정), 잉크 등의 원부자재를 활용하여 이루어진다. 사파이어 및 글라스의 경우 인쇄 기준이 BLACK인 경우 기본적으로 빛샘(잉크의 은폐력) 등의 사유로 BLACK COLOR에 대해 2도(BLACK 잉크에 대해 2회 반복 작업함) 작업으로 이루어지며, 바탕 BLACK 1도, 바탕 BLACK 보강 2도, 선택적으로 Vision Mark/Logo 등이 추가된다.
제3 공정 : 상기 인쇄된 원판을 세정하는 세정 단계(S3)
바둑판 모양이 인쇄된 원판(14)에 이물질을 제거하기 위하여 세정하는 단계이다. 세정의 경우 순수물과 초순수물(증류수)을 사용하며, 4조/7조/10조/14조 등의 세정 장비가 적용된다. 세정 공정은 알카리 성분(1~2조), 중성 세제(3조), 스프레이(순수물,4조), DI세정(초순수물, 5/6/7조), 건조(할로겐/ 열풍 건조, 8/9/10조)의 단계를 거친다. 세정공정은 인쇄 이물, 잉크 튐, 잉크의 경화 과정에서 발생 되는 오염 및 얼룩을 제거하기 위한 공정이다.
제4 공정 : 상기 세정된 원판을 반사방지(ANTI-REFLECTIVE) 코팅하는 코팅 단계(S4)
이는 바둑판 모양과 렌즈 모양이 인쇄된 원판(16)에 반사방지(ANTI-REFLECTIVE) 코팅을 하는 단계이다. 빛이 어떤 매질중에 진행하여 굴절률이 다른 매질과의 경계면에 도달될 때, 그 일부분 또는 전부가 원래의 매질중으로 돌아오는 것을 광의 반사(反射)라고 한다. 빛의 반사가 존재하면 반사량만큼 투과(透過)되는 광량(光量)이 손실을 받게 되며, 광학계(光學系)에 따라서 되돌아온 반사광이 다른 경계면에 도달되어 하나의 반사광을 형성하며 광원(光源)에 작용한 출력을 불안정하게 하는 등 광학계에 좋지 않은 영향을 미친다.
빛의 반사를 방지하기 위하여 증착(蒸着) 등의 수단에 의하여 적당한 굴절률을 가진 유도체(誘導體)의 박막(薄膜)을 렌즈 표면에 형성하게 된다. 본 공정은 건식(E-BEAM) 방식과 습식(직접 피도체에 반사 방지 코팅액 도포) 방식이 있으며,두 가지 방식에 사용되어지는 코팅액의 성분은 Si(규소), 금속 성분 등을 활용한 층 설계로 이루어진다. 본 공정의 단계는 난방사 코팅 대상 제품에 대한 고정/안착 공정과 난반사 코팅, 그리고 제품 제거 등의 단계를 걸쳐 이루어진다. AR(난반사 코팅) 코팅의 신뢰성 기준은 일반적으로 95% 이상 투과율을 기준으로 하고 있고, 투과율 측정기로 측정된다.
제5 공정 : 비강화 소재의 원판과 강화 소재의 원판을 폴리머 접합제로 적층성형(LAMINATING)하는 적층성형 단계(S5)
이는 비강화 소재의 원판과 강화 소재의 원판을 폴리머 접합제로 적층성형(LAMINATING)단계이다. 사용되는 폴리며 구성은 UV 레진과 아크릴계 성분으로 배합하여 구성되며, UV 레진과 아크릴계 성분, 실리콘 성분이 일정 비율로 배합된 접착제를 PET/PE/PVC 필름에 도포하여 필름 형태로 만들어 접착시킨다. 접착면의 앞뒤에는 보호 필름이 부착된다. 폴리머 성분의 필름에 제품을 고정/안착 시키는 방식은 라미네이팅 장치를 활용하여 가공하고자 하는 제품을 부착/고정하는 방식이다.
제6 공정 : 상기 적층성형된 비강화 소재의 원판과 강화 소재의 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6)
적층성형된 비강화 소재의 원판과 강화 소재의 원판을 렌즈형상으로 절단한다. CNC 또는 레이저를 사용하여 1차 커팅(황삭) 절단이 이루어진다.
제7 공정 : 상기 커팅 단계(S6)에서 절단된 렌즈를 가공하는 가공 단계(S7)
이는 커팅 단계(S6)에서 절단된 렌즈(20)를 가공하여 절단면을 매끄럽게 하는 단계이다. 커팅공정에서 1차 커팅(황삭) 절단된 제품 시트를 비젼 시스템이 장착된 CNC GRINDING 장치를 활용하여 제품 도면 스펙 기준으로 각 CELL 정삭(면취/면삭) 연마하는 공정을 거치게 된다. 본 공정에 활용되는 장비 및 장치는 CNC 연마기이며 제품 스펙(치수) 기준으로 특정 Tool을 사용한다. 정삭(면취/면삭)된 제품을 가공 연마하는데 사용하는 가공 공구의 경우 메탈휠, 전착 Tool이 사용된다.제품의 가공 표면 조도 및 연마량, 절삭량은 수 미크롬에서 100 미크롬이다.
제8 공정 : 상기 가공된 렌즈를 세정하는 세정 단계(S8)
가공된 렌즈를 세정한다. 가공 후 세정의 경우 순수물과 초순수물(증류수)를 사용하며, 4조/7조/10조/14조 등의 세정 장비가 적용된다. 세정 공정은 알카리 성분(1~2조), 중성 세제(3조), 스프레이(순수물,4조), DI세정(초순수물, 5/6/7조),건조(할로겐/ 열풍 건조, 8/9/10조) 등의 단계를 거친다. 본 공정의 목적은 가공 잔여물 및 표면 오염 등을 제거하기 위함이다.
제9 공정 : 상기 세정된 렌즈를 검사/포장(S9) 단계
세정된 렌즈를 검사/포장한다.
도 4는 도 1에서의 유리 원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6)에 사용되는 AUTO LASER CUTTING MACHINE을 나타내는 도면이다.
원판을 렌즈형상으로 절단하는 커팅 단계(S6)에서 사용되는 AUTO LASER CUTTING MACHINE은 AR COATING 된 시트 상태로 커팅이 가능하다.
유리 원판의 커팅은 CNC(Computerized Numerical Control) 머신으로 커팅하는 것도 가능하다.
도 5는 도 1에서의 렌즈를 가공하는 단계(S7)에 사용되는 GRINDING MACHINE을 나타내는 도면이다.
절단된 렌즈(20)를 CNC(Computerized Numerical Control) GRINDING MACHINE으로 가공한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 유리 원판 12 : 레이져 가공된 유리 원판
14 : 바둑 모양으로 인쇄된 원판 16 : 렌즈모양의 형상이 인쇄된 원판
18 : 렌즈가 절단된 상태의 원판 20 : 절단된 렌즈
30 : AUTO LASER CUTTING MACHINE 40 : CNC GRINDING MACHINE

Claims (5)

  1. 유리원판을 화학강화하는 원판 강화단계(S1);
    상기 강화된 원판의 표면에 바둑판 모양을 인쇄하는 인쇄 단계(S2);
    상기 인쇄된 원판을 세정하는 세정 단계(S3);
    상기 세정된 원판을 반사방지 코팅하는 코팅 단계(S4);
    비강화 소재의 원판과 상기 반사방지 코팅된 강화된 원판을 폴리머 접합제로 적층성형하는 적층성형 단계(S5);
    상기 적층성형된 비강화 원판과 상기 반사방지 코팅된 강화된 원판을 렌즈 또는 커버 윈도우 형상으로 절단하는 커팅 단계(S6);
    상기 커팅 단계(S6)에서 절단된 렌즈 또는 커버 윈도우를 가공하는 가공 단계(S7);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가공단계(S7) 이후에 상기 가공된 렌즈를 세정하는 세정 단계(S8);
    를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 커팅 단계(S6)는 CNC로 커팅하는 것을 특징으로 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 커팅 단계(S6)는 레이저로 커팅하는 것을 특징으로 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가공 단계(S7)는 CNC 가공인 것을 특징으로 하는 광학용 카메라 모듈 렌즈 및 터치스크린 커버 윈도우 제조방법.
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