KR20130127135A - 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 카메라 모듈의 제조 방법은, a) 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 안착시키는 단계; b) 기판상에 이미지 센서를 안착시킴과 동시에 기판과 이미지 센서의 기울기 편차를 기판 지지수단의 자이로 수단에 의해 보상해주는 단계; c) 본딩 헤드의 히팅 수단에 의해 열을 가하여 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제를 경화시키는 단계; 및 d) 이미지 센서의 안착 및 접착제의 경화 이후, 렌즈 하우징 모듈 픽업 수단에 의해 렌즈 하우징 모듈을 픽업하여 기판상에 안착시킨 후, 기판과 렌즈 하우징 모듈의 접촉부위를 접합하여 카메라 모듈의 제작을 완성하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈의 실장 기준면을 동일 지점(면)으로 변경하여 실장 시 기판의 기울기에 따라 이미지 센서의 실장 기울기가 함께 변하도록 하고, 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 실장함과 동시에 그 상태에서 열을 가하여 경화함으로써, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기(각도) 편차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 D/A (Die Attach) 공법을 사용하여 카메라 모듈을 제조함에 있어서 발생하는 해상도 저하 불량률을 감소시킬 수 있다.

Description

카메라 모듈의 제조 장치 및 방법{Apparatus and Method for Manufacturing Camera Module}
본 발명은 휴대폰 등과 같은 휴대용 이동통신기기에 채용되는 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈의 실장 기준면을 동일 지점(면)으로 변경하여 실장 시 기판의 기울기에 따라 이미지 센서의 실장 기울기가 함께 변하게 함으로써 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기 편차를 최소화할 수 있는 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 휴대폰 및 PDA(personal digital assistant) 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.
일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)은 소형으로 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(toy camera) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있다. 최근에는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.
이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며, 상기 이미지 센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리에 데이터로 저장하고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
통상적인 카메라 모듈용 이미지 센서의 패키징 방식은, 플립칩(Flip-Chip) 방식의 COF(Chip On Flim) 방식, 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board) 방식, 그리고 CSP(Chip Scaled Package) 방식 등이 있으며, 이 중 COF 패키지 방식과 COB 패키지 방식이 널리 이용되고 있다.
COB 방식은 크게 Dicing(Wafer Sawing) 공정, D/A(Die Attach) 공정, W/B (Wire Bonding) 공정, H/A(Housing Attach) 공정으로 구성되며, 각 공정에 대해 간략히 요약하면 다음과 같다.
- Dicing 공정: 원판 웨이퍼(bare wafer) 상태에 있는 이미지 센서를 웨이퍼 링(wafer ring)의 테이프에 부착하여 고정시킨 후, 다이아몬드 입자로 만들어진 블레이드를 고속 회전시키면서 패턴의 특정한 위치를 X, Y 방향으로 이동하며 각각 낱개의 이미지 센서로 분리하는 공정이다.
- D/A 공정: PCB 기판 위에 에폭시를 도포한 후 Dicing 공정에서 낱개로 분리된 이미지 센서를 PCB 기판에 형성된 특정 위치 패턴을 화상 인식하여 일정한 위치에 반복하여 붙이고 경화시키는 공정이다.
- W/B 공정: 이미지 센서의 패드와 PCB의 패턴에 캐필러리(capillary)를 사용하여 전기적으로 연결이 되도록 골드 와이어(gold wire)를 연결하는 공정이다.
- H/A 공정: 이미지 센서가 실장된 기판의 테두리에 에폭시를 도포한 후 렌즈가 부착된 하우징 모듈을 일정한 위치에 반복하여 붙이고 경화시키는 공정이다.
상기와 같은 공정을 통해 카메라 모듈을 제작하는데 현재의 기술은 12메가 픽셀의 고화소 모듈이 개발되어 있으나, 현재 보편적 양산은 5메가 픽셀이 주력이고 8메가 픽셀의 고화소가 양산에 접어든 단계로 전체 외관의 사이즈는 기존 5메가 픽셀과 8메가 픽셀이 동일한 규격으로 개발되고 있다. 앞으로도 모듈의 크기는 작아질 것이나 화소수는 지속적으로 높아질 것으로 전망된다.
이렇게 고화소의 이미지 센서가 개발되며 모듈의 화소 또한 동일한 시기에 점차 증대되고 있는데, 화소가 급격히 올라가면서 나타나는 문제점이 해상력의 문제이다. 즉, 도 1의 (a)에서와 같이 빛을 받아들이는 이미지 센서(120)의 표면에 대해 렌즈(140)의 중심축이 90°를 이룰 때 가장 이상적인 해상력을 나타내는데, 도 1의 (b)에서와 같이 이미지 센서(120)의 기울기(tilt)가 발생하면 화면 전체 또는 특정 모서리에 해상력이 저하되는 현상이 발생하여 전체 화면의 해상력이 저하되는 문제가 발생한다. 도 1에서 참조번호 110은 PCB 기판, 130은 적외선 차단 필터, 150은 렌즈 하우징 모듈을 각각 나타낸다.
이상과 같이 해상력을 저하시키는 이미지 센서의 기울기 현상은 D/A 공정에서 기판에 에폭시를 도포한 다음 이미지 센서를 기판에 실장하고 경화를 진행하는 과정을 거치면서, PCB 기판의 평탄도, 에폭시의 도포방법, 도포량, 이미지 센서의 실장방법, 경화방법 등에 따라 복합적으로 발생하게 된다.
특허공개번호 10-2008-0032507
본 발명은 상기와 같은 카메라 모듈 제작에 있어서의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈의 실장 기준면을 동일 지점(면)으로 변경하여 실장 시의 기판의 기울기에 따라 이미지 센서의 실장 기울기가 함께 변하게 함으로써 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기 편차를 최소화할 수 있는 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 장치는,
D/A(Die Attach) 공법을 활용한 카메라 모듈의 제조 장치에 있어서,
몸체의 소정 부위에는 히팅(heating) 수단이 구비되며, 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 안착시킨 후, 상기 히팅 수단에 의해 열을 가하여 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제를 경화시키는 본딩 헤드; 및
상기 기판을 하부에서 지지하는 것으로, 그 몸체의 소정 부위에는 기판 자이로(gyro) 수단이 마련되며, 상기 본딩 헤드에 의해 상기 이미지 센서를 픽업하여 상기 기판에 안착시킬 때, 상기 기판과 상기 이미지 센서의 기울기 편차를 상기 자이로 수단에 의해 보상해주는 기판 지지수단;을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 바람직하게는 상기 기판은 그 중심부에는 이미지 센서 실장영역이 마련되고, 그 영역의 외곽에는 소정 높이의 돌출턱이 형성된 구조를 갖는다.
이때, 상기 돌출턱은 상기 이미지 센서 실장영역의 외곽을 따라 'ㅁ'자 형태로 형성된다.
이때 또한, 상기 돌출턱은 상기 이미지 센서가 기판에 안착되어 상기 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제가 경화된 상태에서의 기판 바닥면으로부터 이미지 센서의 상단부까지의 높이와 동일한 높이로 형성된다.
또한, 상기 본딩 헤드에 구비되는 히팅 수단으로는 전기 히터가 사용될 수 있다.
또한, 상기 기판 지지수단에 마련되는 기판 자이로(gyro) 수단으로는 볼 (ball) 방식의 센터 자이로 지그, 4볼 핀 지그, 판 스프링 텐션 지그 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법은,
히팅 수단을 구비하는 본딩 헤드 및 기판 자이로 수단을 구비하는 기판 지지수단을 포함하는 카메라 모듈의 제조 장치에 의해 D/A(Die Attach) 공법을 활용하여 카메라 모듈을 제조하는 방법으로서,
a) 상기 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 안착시키는 단계;
b) 상기 기판상에 이미지 센서를 안착시킴과 동시에 상기 기판과 상기 이미지 센서의 기울기 편차를 상기 기판 지지수단의 자이로 수단에 의해 보상해주는 단계;
c) 상기 본딩 헤드의 히팅 수단에 의해 열을 가하여 상기 이미지 센서와 상기 기판 사이에 도포된 접착제를 경화시키는 단계; 및
d) 상기 이미지 센서의 안착 및 접착제의 경화 이후, 렌즈 하우징 모듈 픽업 수단에 의해 렌즈 하우징 모듈을 픽업하여 상기 기판상에 안착시킨 후, 기판과 렌즈 하우징 모듈의 접촉부위를 접합하여 카메라 모듈의 제작을 완성하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 a)에서 상기 본딩 헤드에 의해 상기 이미지 센서를 픽업하여 상기 기판에 안착시킬 때, 상기 본딩 헤드가 상기 이미지 센서를 픽업한 상태에서 상기 본딩 헤드의 외곽 부분과 상기 기판의 외곽 부분을 일정한 높이를 유지한 상태로 접촉시켜 상기 기판과 상기 이미지 센서의 기울기를 일차적으로 기구적으로 맞추어준다.
또한, 상기 단계 a)에서 상기 기판은 그 중심부에는 이미지 센서 실장영역이 마련되고, 그 영역의 외곽에는 소정 높이의 돌출턱이 형성된 구조를 갖는다.
이때, 상기 돌출턱은 상기 이미지 센서 실장영역의 외곽을 따라 'ㅁ'자 형태로 형성된다.
이때 또한, 상기 돌출턱은 상기 이미지 센서가 기판에 안착되어 상기 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제가 경화된 상태에서의 기판 바닥면으로부터 이미지 센서의 상단부까지의 높이와 동일한 높이로 형성된다.
또한, 상기 본딩 헤드에 구비되는 히팅 수단으로는 전기 히터가 사용될 수 있다.
또한, 상기 기판 지지수단에 마련되는 기판 자이로(gyro) 수단으로는 볼 (ball) 방식의 센터 자이로 지그, 4볼 핀 지그, 판 스프링 텐션 지그 등이 사용될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈의 실장 기준면을 동일 지점(면)으로 변경하여 실장 시 기판의 기울기에 따라 이미지 센서의 실장 기울기가 함께 변하도록 하고, 또한 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 실장함과 동시에 그 상태에서 열을 가하여 경화함으로써, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기(각도) 편차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 D/A (Die Attach) 공법을 사용하여 카메라 모듈을 제조함에 있어서 발생하는 해상도 저하 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1은 카메라 모듈의 제조에 있어서, 이미지 센서의 기울기(tilt) 발생에 의한 해상력 저하가 발생하는 것을 설명하는 도면.
도 2는 카메라 모듈의 제조에 있어서의 D/A(Die Attach) 진행 시, PCB 와피지(warpage)에 의한 다이 틸트(die tilt)의 발생을 설명하는 도면.
도 3은 카메라 모듈의 제조에 있어서의 D/A(Die Attach) 진행 시, 에폭시의 도포량 또는 도포위치의 편차에 의한 다이 틸트(die tilt)의 발생을 설명하는 도면.
도 4는 카메라 모듈의 제조에 있어서의 D/A(Die Attach) 진행 시, 설비나 본딩툴 셋팅의 오류에 의한 다이 틸트(die tilt)의 발생을 설명하는 도면.
도 5는 카메라 모듈의 제조에 있어서의 D/A(Die Attach) 진행 시, 선본딩 후경화 공정에 따른 기판의 평탄도 변형에 의한 다이 틸트(die tilt)의 발생을 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 기판 지지수단에 채용되는 자이로(gyro) 수단의 일 예를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 기판 지지수단에 채용되는 자이로(gyro) 수단의 다른 예를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 기판 지지수단에 채용되는 자이로(gyro) 수단의 또 다른 예를 보여주는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
도 11은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법의 각 공정 단계를 도식적으로 보여주는 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 대해 본격적으로 설명하기에 앞서, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해, D/A(Die Attach) 공법을 사용하여 카메라 모듈을 제작함에 있어서의 공정상의 제반 사항 내지는 발생하는 문제점들에 대해 먼저 설명해 보기로 한다.
종래의 카메라 모듈 제작 공정에서의 D/A(Die Attach) 공법은, 먼저 편평한 PCB 기판에 일정한 양의 에폭시를 일정한 모양으로 도포한 후, 다이싱(dicing)이 완료된 낱개의 이미지 센서를 픽업하여 PCB 기판에 형성되어 있는 패턴을 인식한 후 정해진 위치에 실장한다.
이때 실장할 때 사용되는 에폭시(일종의 접착제 역할)는 크게 일반 에폭시와 필름(DAF)으로 구분된다.
일반 에폭시는 일반적으로 사용되는 것으로서, 디스펜서와 니들을 사용하여 도포위치, 도포량을 즉석에서 결정하여 도포한다.
필름(DAF)은 스택 다이(stack die) 작업 시 주로 사용되는 것으로서, 원판 웨이퍼(bare wafer) 상태에서 웨이퍼 후면에 필름으로 된 수지를 부착한 후 다이싱을 진행한다. 다이싱 후 이미지 센서와 필름은 각각 1:1의 사이즈로 절단된다. 또한 D/A(Die Attach) 공정에서 별도의 디스펜싱 작업 없이 바로 픽업하여 어태치를 진행한다. 이때, 도포량 및 도포두께는 필름의 사양에 따라 결정된다.
실장이 완료된 기판(기판+센서)을 각 공정의 프로세스에 맞게 경화를 진행하는데 다음과 같은 2가지 방식으로 구분된다.
1) Chamber Oven : 일반적인 방법으로 장시간 경화를 필요로 하는 에폭시를 사용하여 제품을 제작하는 경우에 사용하게 된다.
2) Snap Cure Oven : 단시간 저온 경화가 가능한 에폭시를 사용하는 경우에 적용하는 프로세스로 공정 리드 타임이 단축되는 효과가 있다.
한편, 일반적인 에폭시를 도포하여 D/A(Die Attach)를 진행함에 있어서, Die Tilt(기울기)는 다음과 같은 문제에 의해 발생한다.
1) PCB 평탄도 : PSR Coating, Pattern, Warpage
- D/A(Die Attach) 기울기 품질의 기본이 되는 원자재로서 일반적인 "Rigid PCB"를 사용하고 있다. 공정 작업을 용이하게 하기 위해 동일한 패턴을 가진 여러 개의 유니트를 X, Y 방향으로 배열하여 시트(sheet)로 구성된 "Rigid PCB"에 배치한 후 "Routing" 공법을 사용하여 각 유니트를 분리하기 쉽게 제작한 상태에서 실장을 진행하게 되면 고온 리플로우(reflow)를 통과하면서, 도 2의 (a),(b)에 도시된 바와 같이 PCB 기판(110)의 와피지(Warpage: 휨, 뒤틀림, 변형)가 발생한다.
- PCB 패턴이 노출되는 부분에 전기적인 단락(short)이나 패턴 손상(damage)이 발생하는 것을 방지하기 위해 일정한 두께의 PSR(photo solder resist)을 도포하게 되는데, 패턴 부분의 유무에 따라 높낮이가 변하여 기울기(tilt)를 유발한다.
2) 에폭시 : 도포량, 도포위치 편차
- 에폭시를 도포할 때, 도 3의 (b)에서와 같이 에폭시의 도포량에 편차가 발생하여 이미지 센서의 부착 후 기울기가 발생한다.
- 에폭시를 도포할 때, 도 3의 (c)에서와 같이 에폭시의 도포위치가 어느 특정 위치로 치우쳐 이미지 센서의 부착 후 기울기가 발생한다.
3) 본딩품질 : 평탄도, 본딩툴
- 도 4의 (b)에서와 같이, 설비(Bonding Stage) 셋팅의 오류로 인한 평탄도 불량에 의해 기울기가 발생한다.
- 도 4의 (c)에서와 같이, 본딩툴 오염 및 셋팅 오류로 인한 불량에 의해 기울기가 발생한다.
4) 경화 : 선 본딩 후 경화 프로세스에 따른 평탄도 보증이 어려움.
- PCB 기판(110)에 이미지 센서(120)의 본딩 시, 도 5의 (a)에서와 같이 정확하게 본딩을 완료하여도, 도 5의 (b),(c)에서와 같이 경화가 별도로 이루어지기 때문에 센서의 기울기를 보증하기 어렵다.
- 경화 시 가열되는 열로 인해 PCB 기판(110)의 와피지(warpage)가 발생하면서 경화가 진행되기 때문에 경화 후 이미지 센서(120)의 기울기 방향 보증이 어렵다.
그러면, 이제 이상과 같은 사항을 바탕으로 본 발명에 대하여 설명해 보기로 한다.
본 발명은 상기와 같은 카메라 모듈 제작에 있어서의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈의 실장 기준면을 동일 지점(면)으로 변경하여 실장 시 기판의 기울기에 따라 이미지 센서의 실장 기울기가 함께 변하게 함으로써 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기 편차를 최소화하고자 한다.
또한, 본 발명은 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 실장함과 동시에 그 상태에서 열을 가하여 경화함으로써, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기 편차를 최소화하고자 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 장치(600)는, D/A(Die Attach) 공법을 활용한 카메라 모듈의 제조 장치로서, 본딩 헤드(610)와 기판 지지수단(620)을 포함한다.
상기 본딩 헤드(610)의 몸체의 소정 부위에는 히팅(heating) 수단(612)이 구비되며, 이미지 센서(120)를 픽업하여 기판(110)상에 안착시킨 후, 상기 히팅 수단 (612)에 의해 열을 가하여 이미지 센서(120)와 기판(110) 사이에 도포된 접착제 (115)를 경화시킨다.
기판 지지수단(620)은 상기 기판(110)을 하부에서 지지하는 것으로, 기판 (110)의 하면부 전체를 지지하는 수평부재(베이스 지그)(621)와, 수평부재(621)를 하부에서 지지하는 수직부재(622)로 구성된다. 또한, 기판 지지수단(620)의 몸체의 소정 부위에는 기판 자이로(gyro) 수단(625)이 마련된다. 이러한 기판 지지수단 (620)은 상기 본딩 헤드(610)에 의해 상기 이미지 센서(120)를 픽업하여 상기 기판(110)에 안착시킬 때, 상기 기판(110)과 상기 이미지 센서(120)의 기울기 편차를 상기 자이로 수단(625)에 의해 보상해 준다.
여기서, 바람직하게는 상기 기판(110)은 그 중심부에는 이미지 센서 실장영역(110m)이 마련되고, 그 영역(110m)의 외곽에는 소정 높이의 돌출턱(110t)이 형성된 구조를 갖는다.
이때, 상기 돌출턱(110t)은 상기 이미지 센서 실장영역(110m)의 외곽을 따라 'ㅁ'자 형태로 형성된다.
이때 또한, 상기 돌출턱(110t)은 상기 이미지 센서(120)가 기판(110)에 안착되어 상기 이미지 센서(120)와 기판(110) 사이에 도포된 접착제(115)가 경화된 상태에서의 기판(110) 바닥면으로부터 이미지 센서(120)의 상단부까지의 높이와 동일한 높이로 형성된다.
또한, 상기 본딩 헤드(610)에 구비되는 히팅 수단(612)으로는 전기 히터가 사용될 수 있다.
또한, 상기 기판 지지수단(620)에 마련되는 기판 자이로(gyro) 수단(625)으로는, 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같은 볼(ball) 방식의 센터 자이로 지그 (625a), 도 8에 도시된 바와 같은 4볼 핀 지그(625b), 도 9에 도시된 바와 같은 판 스프링 텐션 지그(625c) 등이 사용될 수 있다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조장치에 의한 카메라 모듈의 제조방법에 대해 설명해 보기로 한다.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이고, 도 11은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법의 각 공정 단계를 도식적으로 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 방법은, 히팅 수단(612)을 구비하는 본딩 헤드(610) 및 기판 자이로 수단(625)을 구비하는 기판 지지수단(620)을 포함하는 카메라 모듈의 제조 장치에 의해 D/A(Die Attach) 공법을 활용하여 카메라 모듈을 제조하는 방법으로서, 먼저 상기 본딩 헤드(610)에 의해 이미지 센서(120)를 픽업하여 기판(110) 상에 안착시킨다(단계 S901).
이때, 상기 본딩 헤드(610)에 의해 상기 이미지 센서(120)를 픽업하여 상기 기판(110)에 안착시킬 때, 상기 본딩 헤드(610)가 상기 이미지 센서(120)를 픽업한 상태에서 상기 본딩 헤드(610)의 외곽 부분(즉, 본딩 헤드(610)의 하면부의 가장자리 부분)과 상기 기판(110)의 외곽 부분(즉, 기판(110)의 돌출턱(110t)의 상단면)을 일정한 높이를 유지한 상태로 접촉시켜 상기 기판(110)과 상기 이미지 센서 (120)의 기울기를 일차적으로 기구적(기계적)으로 맞추어준다.
또한, 상기 기판(110) 상에 이미지 센서(120)를 안착시킴과 동시에 상기 기판(110)과 상기 이미지 센서(120)의 기울기 편차를 상기 기판 지지수단(620)의 자이로 수단(625)에 의해 보상해 준다(단계 902). 즉, 기판(110)의 평탄도의 불균일 또는 기판(110)에 도포된 접착제(115)의 불균일 도포 등으로 인해 기판(110)에 실장되는 이미지 센서(120)와 기판 간에 기울기(tilt)가 발생할 때, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 편차를 일으키는 부분(도 11의 (b)의 도면상으로는 우측)을 본딩 헤드(610)(그림상으로는 히팅 수단(612))에 의해 눌러주게 된다. 이에 따라 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 기판 지지수단(620)의 자이로 수단(625)에 의해 우측의 수직부재(622)가 밑으로 텐션 이동하게 되고, 이에 따라 기판(110)과 이미지 센서(120)는 본딩 헤드(610)(그림상으로는 히팅 수단(612))의 하면부를 동일 기준면으로 하여 정렬되며, 그 결과 위와 같은 기울기 편차를 보상해주게 된다.
그런 후, 상기 본딩 헤드(610)의 히팅 수단(612)에 의해 열을 가하여 상기 이미지 센서(120)와 상기 기판(110) 사이에 도포된 접착제(115)(도 6 참조)를 경화시킨다(단계 S903). 여기서, 이와 같이 본딩 헤드(610)에 의해 이미지 센서(120)를 픽업하여 기판(110) 상에 실장함과 동시에 그 상태에서 열을 가하여 경화함으로써, 이미지 센서(120)와 렌즈 하우징 모듈(700)과의 기울기(각도) 편차를 최소화할 수 있게 된다.
이렇게 하여 상기 이미지 센서(120)의 안착 및 접착제의 경화 이후, 렌즈 하우징 모듈 픽업 수단(미도시)에 의해 렌즈 하우징 모듈(700)을 픽업하여 상기 기판(110) 상에 안착시킨 후(단계 S904), 기판(110)과 렌즈 하우징 모듈(700)의 접촉부위를 접착제 등에 의해 접합하여 카메라 모듈의 제작을 완성한다(단계 S905).
여기서, 위에서 설명한 바와 같이, 기판(110)과 이미지 센서(120)가 본딩 헤드(610)(그림상으로는 히팅 수단(612))의 하면부를 동일 기준면으로 하여 정렬되어 있는 상태에서 기판(110) 상에 렌즈 하우징 모듈(700)을 안착시키므로, 이미지 센서(120)와 렌즈 하우징 모듈(700)의 실장 기준면은 동일 지점(면)으로 된다. 따라서 렌즈 하우징 모듈(700)의 실장 시의 기판의 기울기에 따라 이미지 센서(120)의 실장 기울기도 함께 변하고, 그 결과 이미지 센서(120)와 렌즈 하우징 모듈(700)과의 기울기(각도) 편차를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 상기 단계 S901에서 상기 기판 (110)은 그 중심부에는 이미지 센서 실장영역(110m)(도 6 참조)이 마련되고, 그 영역(110m)의 외곽에는 소정 높이의 돌출턱(110t)이 형성된 구조를 갖는다.
이때, 상기 돌출턱(110t)은 상기 이미지 센서 실장영역(110m)의 외곽을 따라 'ㅁ'자 형태로 형성된다.
이때 또한, 상기 돌출턱(110t)은 상기 이미지 센서(120)가 기판(110)에 안착되어 상기 이미지 센서(120)와 기판(110) 사이에 도포된 접착제(115)가 경화된 상태에서의 기판(110) 바닥면으로부터 이미지 센서(120)의 상단부까지의 높이와 동일한 높이로 형성된다.
또한, 상기 본딩 헤드(610)에 구비되는 히팅 수단(612)으로는 전기 히터가 사용될 수 있다.
또한, 상기 기판 지지수단(620)에 마련되는 기판 자이로(gyro) 수단(625)으로는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 볼(ball) 방식의 센터 자이로 지그 (625a), 4볼 핀 지그(625b), 판 스프링 텐션 지그(625c) 등이 사용될 수 있다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제조 장치 및 방법은, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈의 실장 기준면을 동일 지점(면)으로 변경하여 실장 시 기판의 기울기에 따라 이미지 센서의 실장 기울기가 함께 변하도록 하고, 또한 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 실장함과 동시에 그 상태에서 열을 가하여 경화함으로써, 이미지 센서와 렌즈 하우징 모듈과의 기울기(각도) 편차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 D/A(Die Attach) 공법을 사용하여 카메라 모듈을 제조함에 있어서 발생하는 해상도 저하 불량률을 감소시킬 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: PCB 기판 115: 접착제
120: 이미지 센서 130: 적외선 차단 필터
140: 렌즈 150: 렌즈 하우징 모듈
610: 본딩 헤드 612: 히팅 수단
620: 기판 지지수단 621: 수평부재
622: 수직부재 625: 자이로 수단
700: 렌즈 하우징 모듈 110m: 실장 영역
110t: 돌출턱

Claims (13)

  1. D/A(Die Attach) 공법을 활용한 카메라 모듈의 제조 장치에 있어서,
    몸체의 소정 부위에는 히팅(heating) 수단이 구비되며, 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 안착시킨 후, 상기 히팅 수단에 의해 열을 가하여 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제를 경화시키는 본딩 헤드; 및
    상기 기판을 하부에서 지지하며, 그 몸체의 소정 부위에는 기판 자이로 (gyro) 수단이 마련되고, 상기 본딩 헤드에 의해 상기 이미지 센서를 픽업하여 상기 기판에 안착시킬 때, 상기 기판과 상기 이미지 센서의 기울기 편차를 상기 자이로 수단에 의해 보상해주는 기판 지지수단;을 포함하는 카메라 모듈의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 그 중심부에는 이미지 센서 실장영역이 마련되고, 그 영역의 외곽에는 소정 높이의 돌출턱이 형성된 구조를 갖는, 카메라 모듈의 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출턱은 상기 이미지 센서 실장영역의 외곽을 따라 'ㅁ'자 형태로 형성된, 카메라 모듈의 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 돌출턱은 상기 이미지 센서가 기판에 안착되어 상기 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제가 경화된 상태에서의 기판 바닥면으로부터 이미지 센서의 상단부까지의 높이와 동일한 높이로 형성된, 카메라 모듈의 제조 장치.
  5. 상기 본딩 헤드에 구비되는 히팅 수단은 전기 히터인, 카메라 모듈의 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지수단에 마련되는 기판 자이로(gyro) 수단은 볼(ball) 방식의 센터 자이로 지그, 4볼 핀 지그, 판 스프링 텐션 지그 중 어느 하나인, 카메라 모듈의 제조 장치.
  7. 히팅 수단을 구비하는 본딩 헤드 및 기판 자이로 수단을 구비하는 기판 지지수단을 포함하는 카메라 모듈의 제조 장치에 의해 D/A(Die Attach) 공법을 활용하여 카메라 모듈을 제조하는 방법으로서,
    a) 상기 본딩 헤드에 의해 이미지 센서를 픽업하여 기판상에 안착시키는 단계;
    b) 상기 기판상에 이미지 센서를 안착시킴과 동시에 상기 기판과 상기 이미지 센서의 기울기 편차를 상기 기판 지지수단의 자이로 수단에 의해 보상해주는 단계;
    c) 상기 본딩 헤드의 히팅 수단에 의해 열을 가하여 상기 이미지 센서와 상기 기판 사이에 도포된 접착제를 경화시키는 단계; 및
    d) 상기 이미지 센서의 안착 및 접착제의 경화 이후, 렌즈 하우징 모듈 픽업 수단에 의해 렌즈 하우징 모듈을 픽업하여 상기 기판상에 안착시킨 후, 기판과 렌즈 하우징 모듈의 접촉부위를 접합하여 카메라 모듈의 제작을 완성하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계 a)에서 상기 본딩 헤드에 의해 상기 이미지 센서를 픽업하여 상기 기판에 안착시킬 때, 상기 본딩 헤드가 상기 이미지 센서를 픽업한 상태에서 상기 본딩 헤드의 외곽 부분과 상기 기판의 외곽 부분을 일정한 높이를 유지한 상태로 접촉시켜 상기 기판과 상기 이미지 센서의 기울기를 일차적으로 기구적으로 맞추어주는, 카메라 모듈의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 단계 a)에서 상기 기판은 그 중심부에는 이미지 센서 실장영역이 마련되고, 그 영역의 외곽에는 소정 높이의 돌출턱이 형성된 구조를 갖는, 카메라 모듈의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 돌출턱은 상기 이미지 센서 실장영역의 외곽을 따라 'ㅁ'자 형태로 형성된, 카메라 모듈의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 돌출턱은 상기 이미지 센서가 기판에 안착되어 상기 이미지 센서와 기판 사이에 도포된 접착제가 경화된 상태에서의 기판 바닥면으로부터 이미지 센서의 상단부까지의 높이와 동일한 높이로 형성된, 카메라 모듈의 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 본딩 헤드에 구비되는 히팅 수단은 전기 히터인, 카메라 모듈의 제조 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 기판 지지수단에 마련되는 기판 자이로(gyro) 수단은 볼(ball) 방식의 센터 자이로 지그, 4볼 핀 지그, 판 스프링 텐션 지그 중 어느 하나인, 카메라 모듈의 제조 방법.
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