KR101583700B1

KR101583700B1 - 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법

Info

Publication number: KR101583700B1
Application number: KR1020140043113A
Authority: KR
Inventors: 정희문
Original assignee: 정희문
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2016-01-19
Also published as: KR20150117525A

Abstract

본 발명의 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법은 이동통신단말기 및 아이티 제품(IT Products)에 장착된 카메라 모듈에 사용되는 AFAS 부품을 도금액을 사용하여 미세 선폭, 미세 두께를 지닌 금속으로 입체적으로 형성하되, 부품을 제조 하고 또한 저전압에 쉽게 반응하는 초정밀 고품질의 입체 문양을 AFAS에 제공하는 효과가 있다.

Description

카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF AN AUTO FOCUS ACTUATOR SPRING FOR CAMERA MODULE}

본 발명은 이동통신단말기 및 각종 전자기기의 카메라 모듈에 사용되는 부품 인 AFAS(Auto Focus Actuator Spring)를 박막 금속으로 형성하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트 폰(smart phone), 셀룰러 폰(cellular phone), 피시에스 폰(Personal Communication Services phone), 갤럭시 탭(Galaxy tap), 아이 패드(I pad) 등의 이동통신단말기, 및 노트북, 디지털 카메라, 냉장고, 전자레인지(microwave oven), 데스크 탑(desk top) PC, GSP 단말기, TV, CCTV 등의 전자기기에 사용된 영상 카메라 모듈 부품의 AFAS를 초정밀 박막 두께로 제작할 수 있는 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법에 관한 것이다.

현대에는 산업이 발달하면서 사람들의 생활수준도 향상되어 휴대폰을 비롯한 다양한 전자제품을 소유하고 있으며, 이들 전자제품을 제조하는 회사는 소비자의 욕구를 충족시키기 위해 이들 전자 제품에 고 화소·고 품질 제품의 카메라를 장착하여 제공하고 있다.

이와 같이 다양한 형태의 전자제품에 고성능 카메라 모듈이 제공되고 있으며 사용 인구 또한 증가하고 있는 실정이다.

다양한 전자제품에 고성능 카메라 기능이 제공됨에 따라서 전자제품을 사용하는 소비자에게 고성능 카메라 모듈 부품에 대한 관심이 점점 높아지고 있는 실정이다.

카메라 모듈 부품은 자동초점 조절 손 떨림 방지 등 정밀 기능을 수행하기 위하여 초정밀 박막 두께로 제작 된 AFAS(Auto Focus Actuator Spring)가 요구된다.

현재 공급되는 카메라 모듈 AFAS 부품은 일본 미쓰비시사(Mitsubishi Co., Ltd.)의 MX215 압연 합금 코일 소재가 주로 사용된다.

일반적으로 소재 두께는 50㎛-150㎛이고, 합금 비율은 Ni 20-22%, Sn 4.5- 5.7%, Mn 0.6%이하, Fe 0.6%이하, Cu 70%로 조성되어 있다.

AFAS 부품 가공 방법은 상기 압연 합금 코일 소재를 프레스 및 에칭(etching)(부식)하여 필요한 형태와 모양으로 가공한다.

그러나 종래의 소재를 프레스 및 에칭하여 AFAS 부품을 가공하는 방법은 수㎛의 좁은 선폭을 만들 수 없는 단점이 있다.

또한 소재를 프레스 가공할 때 버(bur) 발생 및 휨 발생으로 인하여 AFAS 부품의 불량률이 높은 단점이 있다.

또한 AFAS 부품은 에칭(etching)시에 감광재 열처리로 인하여 소재(素材)의 특성 변화가 발생하여 원 소재의 성질을 보존하기 어려운 단점이 있다.

(특허문헌 1)KR10-1073442 B1

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수 ㎛ 미세 선폭 및 수㎛의 두께를 지닌 초정밀 박막 두께의 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은 AFAS의 까다로운 문양 형태를 포토레지스트 및 도금(plating)방식을 이용하여 제품화하는 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법은

필요한 도형, 문양을 갖는 AFAS를 제조하기 위해 패턴 설계 및 음양으로 이루어진 필름을 준비하는 단계:

전기 전도를 주어 도금으로 형성된 금속 박막의 분리가 용이하게 이루어지도록 경도를 지닌 스테인리스 금속판을 준비하는 단계;

상기 준비된 금속판에 필요한 도형, 문양을 갖게 도금 금속이 부착되도록 준비된 금속판을 연마·세척하는 단계;

광반응을 주는 포토레지스트를 도포하고, 도형, 문양이 인화되어 검정과 투명부로(음양으로) 된 필름을 노광·현상하여 도형, 문양을 형성하는 단계;

상기 연마된 금속판에 차후 실시되는 텐션 및 경도를 갖게 하기 위해 0.5∼30㎛의 층을 형성하도록 니켈(Ni) 도금하는 단계;

상기 니켈 도금 실시 후 필요한 높은 전도성을 갖도록 그리고 가공시 부러짐을 방지하기 위하여 도형, 문양의 스펙에 따라 0.5-30㎛ 두께로 층을 형성하도록 동(Cu)도금하는 단계;

상기 동(Cu)도금 실시 후 동(Cu)도금 실시 과정에서 형성된 미세기공을 막고 필요한 내식성, 내마모성, 텐션(tension), 경도를 갖도록 0.5∼40㎛ 두께로 층을 형성하도록 니켈(Ni)도금하는 단계;

상기 니켈층을 보호하고 내식성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 표면에 3가 크롬을 도금하는 단계;

상기 표면에 형성된 AFAS 문양 패턴 위에 보호테이프를 부착하고 금속판으로부터 도금된 AFAS 문양을 분리하는 단계;로 구성하여,

스마트 폰, 아이패드, 갤럭시 탭 및 전자기기에 사용되는 카메라 모듈 부품의 AFAS를 간단하고 용이하게 입체적으로 제조하여 초정밀 박막 두께의 AFAS를 제공함으로써 이루어진다.

본 발명은 이동통신단말기 및 아이티 제품(IT Products)에 장착된 카메라 모듈(camera module)에 사용되는 AFAS 부품을 도금액을 사용하여 미세 선폭, 미세 두께를 지닌 금속으로 입체적으로 형성하되, 부품을 제조 하고 또한 저전압에 쉽게 반응하는 초정밀 고품질의 입체 문양을 AFAS에 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 카메라 모듈용 오토 포커스 액추에이터 스프링(AFAS)을 제조하는 방법에서, 준비된 금속판의 연마 후에 포토레지스트층, 필름, 도금층을 형성하는 것을 보여주는 사시도.
도2는 도 1에 의해 제조되어 금속판에서 분리된 것을 보여주는 AFAS의 사시도.

이하, 첨부 도면 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 카메라 모듈용 오토 포커스 액추에이터 스프링(AFAS)을 제조하는 방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 카메라 모듈용 오토 포커스 액추에이터 스프링(AFAS)은 다양한 패턴을 갖는 AFAS를 제공할 수 있다.

AFAS에 다양한 패턴(도형, 문양)을 제공하기 위해 필름(3)을 준비하는 단계(제1공정); 준비된 도금을 올리기 위한 금속판(SUS)(이하 금속판이라 한다)(1)을 준비하는 단계(제2공정); 제2공정에서 준비된 스테인리스 금속판(1)이 부착력을 갖도록 금속판(1)을 연마 및 세척하는 단계(제3공정); 광반응을 주는 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(2)을 형성하고, 도형, 문양이 인화되어 검정과 투명부로(음양으로) 된 필름(3)을 노광·현상하여 도형, 문양을 형성하는 단계(제4공정); 상기 연마·세척된 금속판(1)에 복원력을 제공하도록 니켈(Ni) 도금을 실시하는 단계(제5공정); 제5공정의 상기 니켈(Ni) 도금 실시 후 AFAS 스펙에 따라 높은 전도성을 갖게 하고 가공시 부러짐을 방지하도록 동(Cu) 도금을 실시하는 단계(제6공정); 제6공정의 동 도금 실시 후 복원력을 제공하도록 니켈(Ni) 도금을 실시하는 단계(제7공정); 제7공정의 니켈 도금 실시 후 상기 니켈층을 보호하고 내식성 및 내마모성을 향상시켜 AFAS 부품(10)의 수명을 연장하기 위하여 3가 크롬(Cr) 도금을 실시하는 단계(제8공정); 상기 표면에 형성된 AFAS 부품(10) 위에 적정 점착력을 지닌 보호테이프를 부착하고, 금속판(1)으로부터 도금된 AFAS 부품(10)을 분리하는 단계(제9공정)로 구성된다.

제1공정: 필요한 도형, 문양을 갖는 AFAS를 제조하기 위한 패턴 설계 및 음양으로 이루어진 필름(3)을 준비하는 단계

본 공정은 다양한 형태의 AFAS 부품 패턴을 설계하고, 부품 패턴의 설계 값이 음양으로 이루어진 필름(3)을 준비하는 단계로서 각각의 AFAS 패턴에 도금 시 발생하는 공차 값을 반영하여 25,000DPI의 해상도를 지닌 필름(3)을 제작한다.

제2공정 : AFAS 를 도금으로 두께를 올리기 위한 베이스 판인 금속판( SUS )을 준비하는 단계

다양한 패턴을 지닌 AFAS를 제조하기 위하여 전도도 및 분리성이 용이한 두께, 경도, 합금 비율을 갖는 SUS재질의 금속판(1)을 준비한다.

일반적으로 크롬 및 니켈 비율이 높은 SUS304, 경도 308-430HV의 SUS 판을 주로 사용하지만 경우에 따라서는 상기에 언급된 스테인리스 판이 아니어도 무관하다.

제3공정: 금속판의 연마 및 세척단계

다양한 패턴을 지닌 AFAS 부품이 상기 준비된 스테인리스 금속판(1)에 부착력을 가질 수 있도록 스테인리스 금속판(1)을 연마하고, 연마시 발생된 오염물질을 깨끗하게 세척한다.

여기서는 A-21알루미늄 분말을 연마기계에 투입하여 물과 혼합하고, 브러시(brush)를 이용하여 스테인리스 금속판의 표면을 연마하고, 약 알칼리 및 약 산을 이용하여 유기물·무기물을 세척한다.

세척방식은 음극 전해 탈지, 양극 전해 탈지, 초음파 탈지 등을 병행 실시하여 할 수도 있다.

연마시에 다양한 연마제를 사용할 수 있으며, 다양한 브러시를 사용할 수도 있다 .

제4공정: 필름의 노광·현상 현상단계

광반응을 주는 포토레지스트를 금속판(1)에 도포하여 포토레지스트층(2)을 형성하고, 도형, 문양이 인화되어 검정과 투명부로(음양으로) 된 필름(3)을 노광·현상하여 도형, 문양을 형성한다.

제5공정: 니켈(Ni) 도금 단계

상기 연마된 금속판(1)에 차후 실시되는 니켈(Ni) 도금층은 복원력을 필요로 하고 필요한 경도를 지녀야 한다. 니켈 도금층의 경도값은 300-650HV이고, 필히 자석에 붙지 않는 비자성 이어야 한다.

니켈(Ni) 도금액 조성은 금속 이온 공급으로 주성분이 황산니켈(NiSO4) 300-450g/ℓ, 젖산 화합물(CH3CH(OH)COOH) 10-30cc/ℓ, 붕산(H3BO3) 20-40g/ℓ 범위 내에서 조성되는 것을 특징으로 한다.

니켈 도금액은 PH범위가 1-3.5의 산성이고, 니켈 도금액 온도는 45-65℃ 범위 내에서 니켈(Ni) 금속 이온 석출 도금하는 것을 특징으로 한다.

니켈(Ni) 금속 도금층의 두께는 AFAS 스펙(spec)에 준하여 0.5∼30㎛가 되게 도금층을 실시한다.

니켈 도금층의 두께가 0.5㎛ 미만이면 필요한 복원력을 얻을 수 없고, 두께가 30㎛ 이상이면 복원력이 너무 커진다.

제6공정: 동(Cu) 도금 단계

상기 니켈(Ni) 도금 실시 후 AFAS 스펙에 따라 전도성을 갖게 하고 가공시 부러짐을 방지하기 위한 목적으로 니켈 도금층 위에 경도가 낮은 80-250VH의 금속 동(Cu)을 소재로 하여 필요한 5-50㎛ 두께를 올리는 동 도금을 실시한다.

동 도금액은 특별히 규제된 것은 없고, 일반적으로 유산동 도금액 또는 피로인산(pyrophosphate) 도금액을 사용하여도 된다.

여기에서는 피로인산 동(copper pyrophosphate) 도금액을 사례로 하였다.

도금액 조성은 피로인산 동(copper pyrophosphate)(Cu2O7P24H2O) 20-30g/ℓ, 피로인산 칼륨(potassium pyrophosphate)(K2P2O7) 240-320g/ℓ, PH범위는 8-9, 도금액 온도는 50-60℃이다

두께 스펙에 따라 도금 시간을 달리 주며, 도금을 실시하여 5에서 50㎛의 동(Cu) 도금층을 형성한다.

예컨대 도금 두께를 두껍게 하고자 하면 도금시간을 증가시키고, 두께를 얇게 하고자 하면 도금시간을 감소시킨다.

상기 동 도금액은 니켈 금속이 포함되지 않은 단일 금속, 이원 합금 및 삼원 합금 도금액을 이용하여도 된다.

또한 동 도금 작업 범위는 선택된 도금액에 따라 달리 적용된다.

제7공정: 니켈(Ni) 도금 단계

상기 동 도금된 금속판(1)에 차후 실시된 니켈 (Ni) 도금층은 복원력을 필요로 하고, 경도를 지녀야 하며, 경도값은 300-650HV이고, 필히 자석에 붙지 않는 비자성이어야 한다. 이는 경도, 내식성 및 내마모성을 목적으로 한다.

니켈(Ni) 도금액 조성은 금속 이온 공급으로 주성분인 황산니켈(NiSO4) 300-450g/ℓ, 젖산 화합물 (CH3CH(OH)COOH) 10-30cc/ℓ, 붕산(H3BO3) 20-40g/ℓ 범위 내에서 조성되는 것을 특성으로 하고,

니켈 도금액은 PH범위는 1-3.5 산성이고, 니켈 도금액 온도는 45-65℃ 범위 내에서 Ni 금속 이온 석출 도금하는 것을 특색으로 한다.

Ni 도금층(4-1)의 두께는 AFAS 스펙에 준하여 0.5∼30㎛의 두께로 층을 실시한다.

제8공정: 3가 크롬( Cr ) 도금 단계

상기 니켈 도금층을 보호하고 내식성 및 내마모성을 향상시켜 AFAS 부품(10)의 수명을 연장하기 위하여 표면에 3가 크롬(Cr) 도금층을 형성한다.

3가 크롬 도금층의 두께는 0.3-1.5미크론(μ)으로 형성하고, 3가 크롬 도금액은 시판중인 염화욕, 황산욕을 사용한다.

제9공정: 금속판으로부터 도금된 AFAS 부품을 분리하는 단계

상기 표면에 형성된 AFAS 부품(10) 위에 적정 점착력을 지닌 보호 테이프(도시되지 않음)를 부착하고, 금속판(1)으로부터 도금된 AFAS 부품(10)을 분리한다(도 2 참조).

여기에서 도금층(4)은 니켈 도금층, 동 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층의 순서로 다층 도금 구조로 이루어진 것을 의미한다.

1: 금속판(SUS)
2: 포토레지스트층
3: 필름
4: 도금층
10: (도금된) AFAS 부품

Claims

카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법에 있어서,
필요한 도형, 문양을 갖는 AFAS를 제조하기 위한 패턴 설계 및 음양으로 이루어진 필름(3)을 준비하는 단계:
전기 전도를 주어 도금으로 형성된 금속 박막의 분리성이 용이하게 경도를 지닌 스테인리스 금속판(1)을 준비하는 단계;
상기 준비된 금속판(1)에 도금 금속이 적정 부착력으로 부착되도록 준비된 금속판(1)을 연마·세척하는 단계;
광반응을 주는 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(2)을 형성하고, 문양이 인화되어 검정과 투명부로 된 필름(3)을 이용 노광 현상하여 문양을 형성하는 단계;
상기 연마된 금속판(1)에 차후 실시되는 텐션 및 경도를 갖게 하기 위해 0.5∼30㎛ 로 층을 형성하는 니켈(Ni) 도금하는 단계;
상기 니켈 도금 실시 후 필요한 전도성 및 가공시 부러짐을 방지하기 위하여 문양의 스펙에 따라 0.5-30㎛ 두께를 올리는 동(Cu) 도금 실시단계;
상기 동(Cu) 도금 실시 후 동(Cu) 도금 실시 과정에서 형성된 미세기공을 막고 내식성, 내마모성, 텐션(tension), 경도를 갖도록 니켈(Ni) 0.5∼40㎛로 층을 형성하는 니켈(Ni) 도금하는 단계;
상기 동도금 실시후 도금된 니켈층을 보호하고 내식성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 표면에 3가 크롬(Cr)을 도금하는 단계;
상기 표면에 형성된 AFAS 문양 패턴 위에 보호 테이프를 부착하고 금속판(1)으로부터 도금된 AFAS 문양 패턴이 형성된 AFAS 부품(10)을 분리하는 단계;
로 구성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 오토 포커스 스프링 제조방법.
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