KR101964401B1 - 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법 - Google Patents

열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법 Download PDF

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Abstract

개시되는 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법은 아래와 위에 배치되며 서로 마주하며 배치되는 상부금형 및 하부금형 사이에 열경화성 수지로 구비되는 렌즈성형물을 공급하여 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법으로서, 상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 적어도 하나를 이송시켜 상기 렌즈성형물이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 단계(S10); 및 상기 렌즈성형물의 경화를 위해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 설정된 온도(T)로 가열하되, 상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 상기 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 상기 제1 온도(T1)을 유지한 후 상기 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 상기 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 단계(S20);를 포함한다.

Description

열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법{Manufacturing method of array type lens via wafer process using thermosetting resin}
본 발명(Disclosure)은, 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼렌즈를 성형할 때 사용되는 열경화성 수지의 열적 특성 및 수축률 등으로 인하여 웨이퍼렌즈의 내부 크랙 또는 표면 주름 등의 결함을 방지할 수 있는 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
최근 들어 휴대가 용이하면서 음성정보 및 데이터의 송수신 기능이 강화된 각종 모바일 기기의 기술이 급속도로 발전·보급되고 있으며, 특히 디지털 카메라 기술기반의 카메라 모듈을 휴대용 무선 통신 단말기에 병합하여 피사체의 동화상, 정지화상을 찍어 보관하고, 상대방에게 전송하는 카메라기능이 병합된 카메라 모듈 장착 단말기가 상용화되고 있다.
이러한 카메라 모듈에 사용되는 렌즈를 제조함에 있어서, 다수의 렌즈가 어레이된 웨이퍼렌즈를 형성한 후, 단위 렌즈별로 절단하는 방법이 사용되고 있다.
이러한 방법은 한 번 금형을 제작해 두면, 이를 이용하여 대량의 렌즈를 양산할 수 있기 때문에, 제조 비용이 저렴하다는 특징이 있다.
이때, 웨이퍼렌즈의 형성은 금형에 수지를 붓고 수지를 가압하고 빛 또는 열을 이용하여 수지를 경화한 후, 이를 금형으로부터 분리하여 이루어진다.
그러나 수지 성형품인 웨이퍼렌즈 내에 기포가 존재하는 일이 발생하며, 이는 액상의 수지가 금형에 접촉할 때 렌즈 구조 및 정전기에 의해 발생하는 기포가 수지 가압시 외부로 빠져나가지 못하고 수지 내에 잔존하여 발생하게 된다. 이렇게 렌즈 내에 기포가 존재하면 렌즈의 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래하게 된다.
특히 일정 두께 이상으로 렌즈를 성형하게 되면 경화 속도, 수축률에 따른 절대적인 수축량 등의 변수로 인하여 결함 발생 빈도수가 증가하게 된다.
종래에는 일반적으로 UV 경화 수지를 이용하여 빠른 경화속도를 장점으로 웨이퍼렌즈의 성형이 이루어졌지만, 두께가 증가할수록 UV의 투과 및 개시제의 흡수 정도가 차이남에 따라 성형에 어려움이 발생하였다.
1. 한국 공개특허공보 제10-2012-0058132호
본 발명(Disclosure)은, 웨이퍼렌즈를 성형할 때 사용되는 열경화성 수지의 열적 특성 및 수축률 등으로 인하여 웨이퍼렌즈의 내부 크랙 또는 표면 주름 등의 결함을 방지할 수 있는 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법은 아래와 위에 배치되며 서로 마주하며 배치되는 상부금형 및 하부금형 사이에 열경화성 수지로 구비되는 렌즈성형물을 공급하여 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법으로서, 상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 적어도 하나를 이송시켜 상기 렌즈성형물이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 단계(S10); 및 상기 렌즈성형물의 경화를 위해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 설정된 온도(T)로 가열하되, 상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 상기 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 상기 제1 온도(T1)을 유지한 후 상기 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 상기 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 단계(S20);를 포함한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 있어서, 상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 작은 경우, 경화온도인 상기 제2 온도(T2)까지 상기 제2 승온속도로 상승한 후 상기 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 단계(S20);를 포함한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 있어서, 상기 설정된 두께는 0.5mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 있어서, 상기 제1 온도는 75℃, 상기 제2 온도는 130℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 있어서, 상기 제1 승온속도는 0.8~1.2℃/sec인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치로서, 아래와 위에 배치되며 서로 마주하며 배치되는 상부금형 및 하부금형; 상기 상부금형 및 하부금형 사이에 공급되며 열경화성 수지로 구비되는 렌즈성형물; 상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 적어도 하나를 이송시켜 상기 렌즈성형물이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 이송부; 상기 렌즈성형물의 경화를 위해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 설정된 온도(T)로 가열하는 열공급부; 및 상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 상기 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 상기 제1 온도(T1)을 유지한 후 상기 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 상기 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 작은 경우, 경화온도인 상기 제2 온도(T2)까지 상기 제2 승온속도로 상승한 후 상기 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치에 있어서, 상기 설정된 두께는 0.5mm이고, 상기 제1 온도(T1)는 75℃, 상기 제2 온도(T2)는 130℃이며, 상기 제1 승온 속도는 0.8~1.2℃/sec인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치에 있어서, 상기 설정된 경화시간은 15분으로 하며, 상기 설정된 완충시간은 3분으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치에 있어서, 상기 상부금형과 상기 하부금형은, 상기 렌즈성형물을 가공하는 면이 이형성 박막코팅되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 설정된 두께 이상인 경우 열경화 과정에서 발생 되는 기포가 빠져나갈 수 있도록 완충 과정을 둠으로써, 웨이퍼렌즈를 성형할 때 사용되는 열경화성 수지의 열적 특성 및 수축률 등으로 인하여 웨이퍼렌즈의 내부 크랙 또는 표면 주름 등의 결함을 방지할 수 있다.
따라서, 기존 대비 일정 두께 이상의 웨이퍼렌즈의 제조가 가능해 진다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법의 일 실시형태를 보인 도면.
도 3은 제어부에 의한 가열 온도조절 변화를 보인 선도.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 렌즈와 비교예를 보인 도면.
이하, 본 발명에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법의 일 실시형태를 보인 도면, 도 3은 제어부에 의한 가열 온도조절 변화를 보인 선도, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 렌즈와 비교예를 보인 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법은, 아래와 위에 배치되며 서로 마주하며 배치되는 상부금형(110) 및 하부금형(120) 사이에 열경화성 수지로 구비되는 렌즈성형물(130)을 공급하여 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 렌즈성형물 성형 단계(S10), 열공급부 제어단계(S20)을 포함한다.
렌즈성형물 성형 단계(S10)는, 상부금형(110) 및 하부금형(120) 중 적어도 하나를 이송시켜 렌즈성형물(130)이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 구성이다.
열공급부 제어단계(S20)는, 렌즈성형물(130)의 경화를 위해 상부금형(110) 및 하부금형(120)을 설정된 온도(T)로 가열하되, 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 제1 온도(T1)을 유지한 후 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 제2 온도(T2)를 유지하고, 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 열공급부(140)를 제어하는 구성이다.
여기서, 설정된 두께는 0.5mm인 것이 바람직하다.
또한, 제1 온도는 75℃, 제2 온도는 130℃인 것이 바람직하다.
또한, 제1 승온속도는, 0.8~1.2℃/sec로 정해지는 것이 바람직하다.
이에 의해, 75℃로 유지되는 완충시간 동안 렌즈성형물(130)에 포함된 기포가 외부로 빠져 나올 수 있게 된다.
한편, 본 실시형태에서, 열공급부 제어단계(S20)는, 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 작은 경우, 경화온도인 제2 온도(T2)까지 제2 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 제2 온도(T2)를 유지하고, 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 열공급부(140)를 제어하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치(100)는, 상부금형(110), 하부금형(120), 렌즈성형물(130), 이송부(150), 열공급부(140), 제어부(170)를 포함한다.
상부금형(110)과 하부금형(120)은, 위와 아래에 각각 배치되며 서로 마주하며 배치되며, 서로 마주하는 면에는 반전 형상이 형성될 수 있다.
렌즈성형물(130)은, 상부금형(110) 및 하부금형(120) 사이에 공급되며 열경화성 수지로 구비된다.
이송부(150)는, 상부금형(110) 및 하부금형(120) 중 적어도 하나를 이송시켜 렌즈성형물(130)이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 구성이다.
열공급부(140)는, 렌즈성형물(130)의 경화를 위해 상부금형(110) 및 하부금형(120)을 설정된 온도(T)로 가열하는 구성이다.
제어부(170)는, 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 제1 온도(T1)을 유지한 후 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 제2 온도(T2)를 유지하고, 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 열공급부(140)를 제어한다.
또한, 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 작은 경우, 경화온도인 제2 온도(T2)까지 제2 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 제2 온도(T2)를 유지하고, 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 열공급부(140)를 제어하는 것을 포함한다.
한편, 본 실시형태에서, 설정된 두께는 0.5mm이고, 제1 온도(T1)는 75℃, 제2 온도(T2)는 130℃이며, 제1 온도(T1)에서 제2 온도(T2)로의 승온 속도는 0.8~1.2℃/sec인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서 설정된 경화시간은 15분으로 하며, 설정된 완충시간은 3분으로 하는 것이 바람직하다.

Claims (10)

  1. 아래와 위에 배치되며 서로 마주하며 배치되는 상부금형 및 하부금형 사이에 열경화성 수지로 구비되는 렌즈성형물을 공급하여 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법에 있어서,
    상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 적어도 하나를 이송시켜 상기 렌즈성형물이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 단계(S10); 및
    상기 렌즈성형물의 경화를 위해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 설정된 온도(T)로 가열하는 열공급부를 구비하되, 상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 상기 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 상기 제1 온도(T1)을 유지한 후 상기 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 상기 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하고,
    상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 작은 경우, 경화온도인 상기 제2 온도(T2)까지 제2 승온속도로 상승한 후 상기 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 단계(S20);를 포함하며,
    상기 설정된 두께는 0.5mm인 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 온도는 75℃, 상기 제2 온도는 130℃인 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 승온속도는 0.8~1.2℃/sec이고, 상기 제2 승온속도는 0.2℃/sec인 것을 특징으로 하는 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 아래와 위에 배치되며 서로 마주하며 배치되는 상부금형 및 하부금형;
    상기 상부금형 및 하부금형 사이에 공급되며 열경화성 수지로 구비되는 렌즈성형물;
    상기 상부금형 및 상기 하부금형 중 적어도 하나를 이송시켜 상기 렌즈성형물이 설정된 두께(A)를 가지도록 성형하는 이송부;
    상기 렌즈성형물의 경화를 위해 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 설정된 온도(T)로 가열하는 열공급부; 및
    상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 같거나 큰 경우, 상기 설정된 온도(T)는 내부 기포의 탈출을 위한 완충온도인 제1 온도(T1)까지 설정된 제1 승온속도(℃/sec)로 상승한 후 설정된 완충시간 동안 상기 제1 온도(T1)을 유지한 후 상기 제1 온도(T1)보다 높은 경화온도인 제2 온도(T2)까지 상기 제1 승온속도로 상승한 후 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하고,
    상기 설정된 두께(A)가 기준두께(A1)보다 작은 경우, 경화온도인 상기 제2 온도(T2)까지 상기 제2 승온속도로 상승한 후 상기 설정된 경화시간 동안 상기 제2 온도(T2)를 유지하고, 상기 설정된 경화시간이 경과한 후 설정된 냉각온도(T3)로 하강되도록 상기 열공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 설정된 두께(A)는 0.5mm이고, 상기 제1 온도(T1)는 75℃, 상기 제2 온도(T2)는 130℃이며, 상기 제1 승온 속도는 0.8~1.2℃/sec이고, 상기 제2 승온속도는 0.2℃/sec인 것을 특징으로 하고,
    상기 설정된 경화시간은 15분으로 하며, 상기 설정된 완충시간은 3분으로 하는 것을 특징으로 하고,
    상기 상부금형과 상기 하부금형은, 상기 렌즈성형물을 가공하는 면이 이형성 박막코팅되어 구비되는 것을 특징으로 하는 열경화 웨이퍼 공정을 통한 어레이 타입 렌즈 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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