KR101413493B1 - Ｉｒ 필터에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법 - Google Patents

Ｉｒ 필터에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 ＩＲ 필터표면에 인가하는 일정한 코팅 과정을 조절하여, ＩＲ 필터표면 및 하우징의 내면에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법을 개시(introduce)한다. 상기 카메라 모듈 제조방법은, 렌즈어셈블리 장착단계, IR 필터 장착 단계, 제1코팅단계 및 제2코팅단계를 구비한다. 상기 렌즈어셈블리 장착단계는 복수의 렌즈가 직렬로 장착된 렌즈 어셈블리를 하우징의 일단자에 장착한다. 상기 제1코팅단계는 IR 필터로 사용되는 기판의 일면에 IR 코팅을 수행한다. 상기 IR 필터 장착 단계는 IR 코팅이 수행된 상기 IR 필터의 일면이 렌즈 어셈블리 방향으로 되도록, 상기 IR 필터를 상기 하우징의 내부에 장착한다. 상기 제2코팅단계는 상기 IR 필터의 반대면 및 상기 IR 필터의 반대면과 접하는 상기 하우징의 내부면에 대해 무반사 코팅을 수행한다.

Description

ＩＲ 필터에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법 {Camera module manufacturing method for blocking the foreign substance included on the Infrared filter to transfer to the image sensor}
본 발명은 카메라 모듈 제조방법에 관한 것으로, 특히, ＩＲ 필터표면에 인가하는 일정한 코팅 과정을 조절하여, ＩＲ 필터표면 및 하우징의 내면에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법에 관한 것이다.
카메라 폰(Camera-phone)의 카메라는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)를 사용하여 빛을 전기신호로 바꾸어서 화상을 만든다. 빛 즉 입력신호라는 것은 사람들이 눈으로 볼 수 있는 가시광선 영역(400-700nm)뿐 아니라 근적외선 영역( ~1150 nm)까지도 감지하게 되어서 실제 색이나 화상하고는 관계없는 신호가 감지기를 포화시켜 버리게 되므로 근적외선 영역의 파장들을 제거하기 위해 적외선 차단 필터(Infra-Red Cut Filter, 이하 IR 필터)가 필요하게 된다.
IR 필터는 다양한 방법으로 제조될 수 있는데, 핵심 기술 중 하나인 진공박막증착 기술은, 유리기판에 굴절율이 서로 다른 2가지 물질들을(TiO2/SiO2 혹은 Ta2O5/SiO2) 교대로 30층 내지 40층 증착(depose)시켜, 가시광선(visible light) 영역의 빛은 투과하고 근적외선(Near Infrared) 영역은 반사시키는 광학 필터를 만드는 것이다. 종래에는 LCD 유리를 많이 썼으나 최근 화소수(number of pixel)가 증가하면서 규격이 높아져서 D263이라는 양면 연마된 유리들이 많이 쓰인다.
평가법은 우선 투과 및 반사대역이 원하는 파장대역과 맞는가 하는 점과 표면에 일정크기 이상의 이물들이 없는가가 중요한 기준이 된다. 이렇게 제작된 필터 원판(보통 127x127 mm)을 필요한 크기로 잘라서 CCD 나 CMOS앞에 장착하게 된다.
휴대폰 및 가전제품과 각종 보안카메라 등에 사용되는 카메라 모듈은, 이물관리가 품질에서 가장 중요한 요소이다. 종래에는 IR 필터의 일면에 IR 코팅을 하고 반대 면에 무반사(Anti-Reflect) 코팅을 종료한 후 하우징에 장착하였다. IR 필터에 발생한 이물을 줄이기 위하여 일반적으로 IR 필터를 세척 한 후에 하우징에 장착하지만, 이물이 전부 없어지는 것은 아니다. 특히, IR 필터에 포함된 이물질은 외부에서 인가되는 빛을 수신하는 이미지센서에 악영향을 주는 것이므로 철저한 관리가 요구된다.
본 발명에 해결하고자 하는 기술적 과제는, IR 필터 및 하우징의 내면에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 카메라 모듈 제조방법을 수행하는데 사용되며, 상기 IR 필터가 내장된 하우징이 탈부착 될 수 있는 복수의 장착공간을 포함하는 지그에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(one aspect)에 따른 카메라 모듈 제조방법은, 렌즈어셈블리 장착단계, IR 필터 장착 단계, 제1코팅단계 및 제2코팅단계를 구비한다. 상기 렌즈어셈블리 장착단계는 복수의 렌즈가 직렬로 장착된 렌즈 어셈블리를 하우징의 일 단자에 장착한다. 상기 제1코팅단계는 IR 필터로 사용되는 기판의 일면에 IR 코팅을 수행한다. 상기 IR 필터 장착 단계는 IR 코팅이 수행된 상기 IR 필터의 일면이 렌즈 어셈블리 방향으로 되도록, 상기 IR 필터를 상기 하우징의 내부에 장착한다. 상기 제2코팅단계는 상기 IR 필터의 반대면 및 상기 IR 필터의 반대면과 접하는 상기 하우징의 내부 면에 대해 무반사 코팅을 수행한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 면(another aspect)에 따른 카메라 모듈 제조방법은, 렌즈어셈블리 장착단계, IR 필터 장착 단계, 제1코팅단계 및 제2코팅단계를 구비한다. 상기 렌즈 어셈블리 장착단계는 복수의 렌즈가 직렬로 장착된 렌즈 어셈블리를 하우징의 일 단자에 장착한다. 상기 제1코팅단계는 IR 필터로 사용되는 기판의 일면에 무반사 코팅을 수행한다. 상기 IR 필터 장착단계는 무반사코팅이 수행된 상기 IR 필터의 일면이 렌즈 어셈블리 방향으로 되도록, 상기 IR 필터를 상기 하우징의 내부에 장착한다. 상기 제2코팅단계는 상기 IR 필터의 반대면 및 상기 IR 필터의 반대 면과 접하는 상기 하우징의 내부 면에 대해 IR 코팅을 수행한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 지그는, 제3항에 기재된 카메라 모듈 제조방법 중 상기 제2코팅단계를 수행하는데 사용되며, 상기 IR 필터가 내장된 상기 하우징이 탈부착 될 수 있는 복수의 장착공간을 포함한다.
본 발명에 따른 카메라 모듈 제조방법은, IR 필터에 포함될 가능성이 있는 이물질이 하부에 설치된 이미지센서 집적회로의 기능에 영향을 주지 못하도록 이물질과 함께 코팅을 수행하므로, 종래의 제조과정에서 이물질이 이미지센서 집적회로의 기능에 영향을 주던 단점을 개선하였으며, 이를 수행하기 위해 새로운 제조설비를 추가로 제작할 필요가 없으므로 제조단가가 증가하지도 않게 된다는 장점이 있다.
아울러, IR 기판뿐만 아니라 하우징의 내면도 코팅을 수행하므로, 하우징의 내면에 포함될 수 있는 이물질도 이미지센서 집적회로의 기능에 영향을 주지 않게 되는 단점도 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈 제조방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈 제조방법에 의해 제조된 카메라 모듈을 나타낸다.
도 3은 IR 기판을 설명한다.
도 4는 제2코팅단계를 수행하는 것을 나타낸다.
도 5는 6개(3*2)의 카메라 모듈에 제2코팅단계를 수행하는 지그를 나타낸다.
도 6은 100개(10*10)의 카메라 모듈에 제2코팅단계를 수행하는 지그를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈 제조방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈 제조방법에 의해 제조된 카메라 모듈을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈 제조방법(100)은, 어셈블리 장착단계(110), 제1코팅단계(120), IR 필터 장착 단계(130), 차단막 설치 단계(140), 제2코팅단계(150) 및 인쇄회로기판 장착단계(160)를 포함한다.
어셈블리 장착단계(110)는 복수의 렌즈(221, 222)가 직렬로 장착된 렌즈 어셈블리(220)를 하우징(210)의 일단자 즉 하우징(210)의 상부에 장착한다. 제1코팅단계(120)는 IR 필터(230)로 사용되는 기판의 일면에 IR 코팅(271)을 수행한다. IR 필터 장착 단계(130)는 IR 코팅(271)이 수행된 IR 필터(230)의 일면이 렌즈 어셈블리(220) 방향으로 되도록, IR 필터(230)를 하우징(210)의 내부에 장착한다. 도 2를 참조하면 렌즈 어셈블리(220)가 상부에 설치되어 있으므로, 렌즈 어셈블리(220)의 하부에 IR 필터(230)를 장착한다.
차단막 설치 단계(140)는 하우징(210)의 다른 일단자의 외부 면 즉 하우징(210)의 하부 면 중 일부의 면에는 무반사 코팅(272)이 되지 않도록 하는 코팅 차단막을 설치한다. 코팅 차단막에 대해서는 후술할 것이다.
제2코팅단계(150)는 IR 필터(230)의 반대면 및 IR 필터(230)의 반대면과 접하는 하우징(210)의 내부면에 대해 무반사 코팅(272)을 수행한다. 인쇄회로기판 장착단계(160)는 이미지센서가 형성된 집적회로(240)가 장착된 인쇄회로기판(250)을 하우징(210)의 다른 일단자 즉 하우징(210)의 하부에 장착한다. 부재번호 260은 인쇄회로기판(250)에 장착된 이미지센서 집적회로(240)와 인쇄회로기판(250)에 형성된 회로 또는 전기 소자와의 전기적 연결을 위해 사용되는 본딩 와이어(bonding wire)이다. 이미지센서는 빛을 수신하는 포토다이오드 및 포토다이오드에서 수신한 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 복수의 모스트랜지스터로 구성되는 변환회로를 포함하는 셀이 2차원적으로 복수개 배열된 것을 의미한다.
도 1에 도시된 실시 예 에서는 제1코팅단계(120)에서 IR 필터(230)의 일면에 IR 코팅을 수행하고 제2코팅단계(150)에서 IR 필터(230)의 반대면에 무반사 코팅을 수행하는 것으로 기재되어 있지만, 제1코팅단계(120)에서 IR 필터(230)의 일면에 무반사 코팅을 수행하고 제2코팅단계(150)에서 IR 필터(230)의 반대면에 IR 코팅을 수행하는 실시 예도 가능하다. 다시 말하면, 도 2에서 부재번호 271은 IR 코팅막이 될 수도 있지만 무반사 코팅막이 될 수도 있고, 따라서 부재번호 272는 부재번호 271과는 반대로 무반사 코팅막이 될 수도 있지만 IR 코팅막이 될 수도 있다.
도 3은 IR 기판을 설명한다.
도 3을 참조하면, 기판 원판(300)에 복수 개의 IR 기판(230)이 형성되어 있으며, 복수 개의 IR 기판(230)의 일면에는 제1코팅단계(120)를 수행하여, 부재번호 271로 기재된 IR 코팅 또는 무반사 코팅 층을 형성시킨다. IR 기판의 재질은 다양하지만, 빛이 투과되는 수지 또는 유리가 주로 사용된다.
도 4는 제2코팅단계를 수행하는 것을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하우징(210)에 장착된 IR 기판(230)의 반대면과 하우징(210)의 내부면에 제2코팅단계(150)를 수행하여 부재번호 272로 기재된 무반사 코팅 또는 IR 코팅 층을 형성시킨다. 코팅 용액은 분사기(410)을 통해 원형으로 도시된 부분과 같이 코팅 차단막(420)이 형성된 영역을 제외한 나머지 부분에 뿌려진다. 코팅 차단막(420)은 하우징(210)과 인쇄회로기판(250)이 접하는 부분에 형성되며, 인쇄회로기판(250)의 탈거력에 주는 영향을 최소로 하기 위한 조치이다.
코팅막(272)이 IR 필터(230)뿐만 아니라 하우징(210)의 내면에도 형성되므로, IR 필터(230) 및 하우징(210)에 포함되는 이물질이 이미지센서(240)에 영향을 주는 것을 차단한다. 상술한 바와 같이 이미지센서에는 수광소자로 사용되는 포토다이오드가 설치되어 있는데, 포토다이오드로 할당 된 영역의 상부에 이물질이 존재하는 경우 수신되는 빛의 양에 오류가 발생하게 되고 결국 전기신호에도 오류가 포함되게 되므로, 이물질이 포토다이오드의 상부 영역에 존재하는 것을 차단하여야 한다.
코팅 차단막(420)은 제2코팅단계(150)를 수행하기 전에 필름과 같은 재질을 가지는 막을 하우징(210)의 하단부에 접착시킨 후, 제2코팅단계(150)가 수행된 후 제거하면 된다.
도 5는 6개(3*2)의 카메라 모듈에 제2코팅단계를 수행하는 지그를 나타낸다.
도 6은 100개(10*10)의 카메라 모듈에 제2코팅단계를 수행하는 지그를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 지그(500, 600)는 IR 필터가 내장된 하우징이 탈부착될 수 있는 복수의 장착공간을 포함하는데, 도 5에는 6개의 장착공간이 도 6에는 100개의 장착공간이 예로서 도시되어 있다.
부재번호 400, 411, 412 및 413은 각각 코팅 용액의 분사기를 나타낸다.
도 5 및 도 6에는 자세하게 도시되어 있지 않지만, 장착공간에는, 하우징의 다른 일단자의 외부 면 중 일부의 면에는 IR 코팅 또는 무반사 코팅이 되지 않도록 하는 코팅 차단막이 형성되어 있다. 코팅 차단막의 위치는 도 4를 참조하면 된다.
지그에 형성되는 코팅 차단막은 이름은 차단막으로 되어 있지만, 지그(500, 600)의 해당부분에 고정되어 있는 마스크를 이용하여 그 기능을 수행하도록 할 수도 있고, 상술한 바와 같이 접착제로 탈부착 시킬 수 있는 필름 형태의 막을 사용하는 것도 가능하다.
실제 제조공정에서 사용되는 코팅액의 종류, 코팅 농도, 코팅 온도, 코팅 층의 두께 및 이를 경화하는데 필요한 주변온도 및 시간 등은 이 분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 실험에 의해 또는 경험에 의해 조절할 수 있으므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 어셈블리 장착단계 120: 제1코팅단계
130: IR 필터 장착단계 140: 차단막 설치단계
150: 제2코팅단계 160: 인쇄회로기판 장착단계
210: 하우징 220: 렌즈어셈블리
230: IR 기판 240: 집적회로
250: 인쇄회로기판 260: 본딩 와이어
271: 제1코팅막 272: 제2코팅막
300: IR 기판 메인부재 410, 411, 412, 413: 분사기
420: 코팅 차단막 500, 600: 지그

Claims (6)

  1. 복수의 렌즈가 직렬로 장착된 렌즈 어셈블리를 하우징의 일단자에 장착하는 렌즈 어셈블리 장착단계;
    IR 필터로 사용되는 기판의 일면에 IR 코팅을 수행하는 제1코팅단계;
    IR 코팅이 수행된 상기 IR 필터의 일면이 렌즈 어셈블리 방향으로 되도록, 상기 IR 필터를 상기 하우징의 내부에 장착하는 IR 필터 장착 단계; 및
    상기 IR 필터의 반대면 및 상기 IR 필터의 반대면과 접하는 상기 하우징의 내부면에 대해 무반사 코팅을 수행하는 제2코팅단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  2. 복수의 렌즈가 직렬로 장착된 렌즈 어셈블리를 하우징의 일단자에 장착하는 렌즈 어셈블리 장착단계;
    IR 필터로 사용되는 기판의 일면에 무반사 코팅을 수행하는 제1코팅단계;
    무반사코팅이 수행된 상기 IR 필터의 일면이 렌즈 어셈블리 방향으로 되도록, 상기 IR 필터를 상기 하우징의 내부에 장착하는 IR 필터 장착 단계; 및
    상기 IR 필터의 반대면 및 상기 IR 필터의 반대면과 접하는 상기 하우징의 내부면에 대해 IR 코팅을 수행하는 제2코팅단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2코팅단계를 수행하기 전에,
    상기 하우징의 다른 일단자의 외부 면 중 일부의 면에는 IR 코팅 또는 무반사 코팅이 되지 않도록 하는 코팅 차단막을 설치하는 코팅 차단막 설치 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  4. 제4항에 있어서,
    이미지센서가 형성된 집적회로가 장착된 인쇄회로기판을 상기 하우징의 다른 일단자에 장착하는 인쇄회로기판 장착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조방법.
  5. 제3항에 기재된 카메라 모듈 제조방법 중 상기 제2코팅단계를 수행하는데 사용되며,
    상기 IR 필터가 내장된 상기 하우징이 탈부착 될 수 있는 복수의 장착공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 지그.
  6. 제5항에 있어서, 상기 장착공간에는,
    상기 하우징의 다른 일단자의 외부 면 중 일부의 면에는 IR 코팅 또는 무반사 코팅이 되지 않도록 하는 코팅 차단막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
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