KR20180120285A - 차량용 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 카메라 모듈에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량용 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛; 일측이 개구되어 상기 렌즈 유닛이 장착되는 프론트 바디; 및 상기 프론트 바디와 접합되어, 내부에 공간부를 형성하는 리어 바디;를 포함하며, 상기 프론트 바디는 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 포함하는 제1 필러가 분산된 제1 조성물을 포함한다.

Description

차량용 카메라 모듈 {CAMERA MODULE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 카메라 모듈에 관한 것이다.
차량 운전시, 운전자가 전방, 좌우측 및 후방을 정확하게 살필 수 있도록 운전 공간을 형성하고, 주정차시 근접 위치를 주시할 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다. 이를 위하여 차량에는 차량 실내에 또는 후방 카메라로 보이지 않는 근접 위치를 감지하게 된다. 특히 차량의 후방 카메라는, 차량 후미의 사각지대를 운전자가 화면을 통해서 모니터링할 수 있도록 하여 차량의 후진시 사고를 미연에 방지하여, 탑승자의 안전을 기할 수 있도록 한다.
이러한 차량에 설치되는 카메라 모듈은 순간적인 오작동이 탑승자의 생명에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에, 신뢰성 및 안정성이 가장 우선시되며, 혹한 및 혹서 조건에서의 작동 안정성과 함게, 높은 수밀성이 요구된다. 특히, 최근 장착되고 있는 100만 화소 이상의 고성능 차량용 카메라 모듈의 경우, 방열성 및 전자파 차폐성이 필수적으로 요구된다.
이 때문에, 차량용 카메라 모듈의 방열 및 수밀성을 확보하기 위한 카메라 모듈용 부재의 재질과, 모듈의 조립 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편, 차량용으로 100만 화소 이상의 카메라 모듈 제조시에는 방열 특성을 확보하기 위하여, 알루미늄 재질의 프론트 바디 및 리어 바디를 사용하고 있으며, 이들의 조립은 스크류를 이용한 방식만이 한정적으로 적용하고 있다.
이러한 알루미늄 재질의 부재를 사용시, 플라스틱 재질을 사용할 때보다 제품의 경량성 확보가 어렵고, 제조원가가 상승하게 되며, 스크류 조립 방식은 오조립 등의 발생 가능성이 높으며, 수밀성을 확보하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 이러한 알루미늄 재질의 부재는, 표면에 크로메이트 및 도장 처리 등의 추가적이 공정이 요구되어 생산성이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 일본 공개특허공보 제2008-070791호(2008.03.27. 공개, 발명의 명칭: 촬상 장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 물리적 강도 및 경량성이 우수한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방열성, 전자파 차폐성 및 수밀성이 우수한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경제성 및 생산성이 우수한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 차량용 카메라 모듈에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 차량용 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛; 일측이 개구되어 상기 렌즈 유닛이 장착되는 프론트 바디; 및 상기 프론트 바디와 접합되어, 내부에 공간부를 형성하는 리어 바디;를 포함하며, 상기 프론트 바디는 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 흑연, 그래핀 및 탄소 섬유를 포함하는 제1 필러가 분산된 제1 조성물을 포함하고, 상기 제1 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 10~50W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 1000Ω/sq 이하이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.6~2.1이다.
한 구체예에서 상기 리어 바디는 제1 조성물 및 제2 조성물 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제2 조성물은 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 탄소 섬유가 분산된 것이며, 상기 제2 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 1.5~4.0W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 100Ω/sq 이하이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.04~1.45일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물 및 제2 조성물은 ASTM D648에 의거하여 측정한 열변형온도(HDT)가 각각 200℃ 이상이며, ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8˝ 두께 성형품의 Izod 충격강도가 각각 2~5kgf·cm/cm, 및 5~10kgf·cm/cm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 60MPa 이상이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 80MPa 이상이고, 굴곡탄성률이 13000MPa 이상이며, 상기 제2 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 200MPa 이상이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 250MPa 이상이며, 굴곡탄성률이 15000MPa 이상일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 수지 매트릭스 100 중량부 및 제1 필러 50~200 중량부를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 필러는 상기 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 1:5~50:10~100 중량비로 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 흑연은 천연흑연, 인조흑연 및 팽창흑연 중 하나 이상 포함하고, 상기 그래핀은 단층 그래핀 및 다층 그래핀 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 수지 매트릭스 100 중량부 및 탄소 섬유 10~100 중량부를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디 및 리어 바디는 초음파를 이용하여 접합될 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디 및 리어 바디는 20kHz~60kHz 주파수를 갖는 초음파를 가진하여 접합될 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 부위는 접합강도가 20 kgf 이상일 수 있다.
한 구체예에서 상기 렌즈 유닛은, 하나 이상의 렌즈를 포함하며, 빛이 통과하는 렌즈부 및 상기 렌즈부가 고정되는 렌즈 홀더;를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 카메라 모듈은, 상기 렌즈 유닛을 통과한 빛을 전기적인 신호로 바꾸는 이미지 센서; 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 내부에 위치하며, 상기 이미지 센서가 실장되는 PCB(Printed Circuit Board); 및 상기 PCB와 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 커넥터;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 카메라 모듈은 물리적 강도가 우수하고, 경량성이 우수하며, 방열성, 전자파 차폐성 및 수밀성이 우수하며, 경제성이 우수하고 공정 단순화가 가능하여, 생산성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 차량용 카메라 모듈의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 차량용 카메라 모듈을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
차량용 카메라 모듈
본 발명의 하나의 관점은 차량용 카메라 모듈에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 차량용 카메라 모듈의 분해 사시도를 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 차량용 카메라 모듈을 나타낸 것이다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 차량용 카메라 모듈(100)은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛(12); 일측이 개구되어 렌즈 유닛(12)이 장착되는 프론트 바디(10); 및 프론트 바디(10)와 접합되어, 내부에 공간부를 형성하는 리어 바디(20);를 포함한다.
한 구체에서 렌즈 유닛(12)은, 하나 이상의 렌즈를 포함하며, 빛이 통과하는 렌즈부 및 상기 렌즈부가 수용 및 고정되는 렌즈 홀더를 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 렌즈는 유리 및 플라스틱 재질 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 카메라 모듈은, 렌즈 유닛(12)을 통과한 빛을 전기적인 신호로 바꾸는 이미지 센서; 프론트 바디(10) 및 리어 바디(20)의 내부에 위치하며, 상기 이미지 센서가 실장되는 PCB(Printed Circuit Board)(30); 및 PCB(30)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 커넥터(50);를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 렌즈 유닛(12)과 광축이 일치하도록 위치되어, 렌즈 유닛(12) 통과한 빛을 전기적인 신호로 변환시킬 수 있다, PCB(30)는 복수 개의 기판이 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 기판은 연결 부재(미도시)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
커넥터(50)는, 케이블을 통해 배터리와 연결되며, 상기 배터리로부터 카메라 모듈(100)로 전원을 공급할 수 있다.
상기 도 1을 참조하면, 카메라 모듈(100)은 쉴드캔(shield can)(40)을 더 포함할 수 있다. 한 구체예에서 쉴드캔(40)은 PCB(30) 및 이미지 센서가 실장되며, 프론트 바디(10) 및 리어 바디(20)가 접합되어 형성하는 내부 공간에 배치되어, 외부로 방사되는 전자파를 차폐할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디는 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 그래핀 및 탄소 섬유가 분산된 제1 조성물을 포함한다.
제1 조성물
상기 제1 조성물은 폴리아미드(polyamide), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide) 및 변성 폴리페닐렌에테르(modified polyphenylene ether) 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 포함하는 제1 필러가 분산된 것이다.
상기 수지 매트릭스는 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함한다. 상기 성분을 적용시, 상기 제1 조성물의 기계적 강도, 전자파 차폐성 및 열전도성이 우수하면서, 치수 안정성 및 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 변성 폴리페닐렌에테르는 폴리페닐렌에테르 50~80 중량% 및 비닐 방향족 중합체 및 폴리아미드 6중 하나 이상의 성분 20~50 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 조건의 변성 폴리페닐렌에테르를 적용시 치수 안정성, 내충격성, 기계적 물성, 전자파 차폐성 및 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 비닐 방향족 중합체는 폴리스티렌, 고충격 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리클로로스티렌, 폴리 알파-메틸스티렌 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리스티렌 및 고충격 폴리스티렌 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 흑연(graphite)은 천연흑연, 인조흑연 및 팽창흑연(expanded graphite) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 흑연을 포함시, 본 발명의 방열특성이 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 흑연은 평균 두께가 500nm~20㎛인 것을 사용할 수 있다. 상기 크기에서 상기 제1 조성물 제조시 혼합성 및 분산성이 우수하며, 방열 특성이 우수할 수 있다.
상기 그래핀(graphene)은 탄소 원자가 6각형 모양으로 연결된 sp-2 결합 구조의 2 차원 물질이다. 상기 그래핀은 단층 그래핀 및 다층 그래핀 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 그래핀을 포함시, 상기 제1 조성물의 열전도도가 증가하여, 방열 특성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 그래핀은 흑연(graphite)로부터 기계적으로 박리한 것, 초임계 유체를 이용하여 박리한 것, 또는 그래핀 산화물을 용매에 분산 후 환원하여 제조된 것일 수 있다. 또는 탄소 소스(source)로부터 화학적 증착하여 제조할 수 있다.
한 구체예에서 단층 그래핀의 최대 길이는 1~500㎛이고, 두께는 0.1~0.5 nm일 수 있다. 한 구체예에서 다층 그래핀의 최대 길이는 1~500㎛이고, 두께는, 0.2~500nm일 수 있다. 상기 다층 그래핀은, 통상적인 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 열처리된 촉매금속층 상에 탄소를 포함한 가스를 공급하여 다층 그래핀을 증착시키는 방법으로 제조될 수 있다. 한 구체예에서 상기 다층 그래핀은, 2층 내지 300층으로 형성될 수 있다.
상기 탄소섬유는, 미세 흑연 결정구조를 가진 섬유상 탄소 물질로서, 레이온계, 피치계 및 PAN 계 탄소섬유 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 탄소 섬유는 직경이 1~25㎛, 최대길이가 100㎛~10mm인 것을 사용할 수 있다. 상기 조건에서 상기 제1 조성물의 기계적 강도를 향상시키면서, 혼합성 및 성형성이 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 탄소 섬유는 단면이 구형, 판형 또는 다각형인 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 흑연, 그래핀 및 탄소섬유는 탄소 성분이 95 중량% 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 98 중량% 이상 포함될 수 있다. 탄소 성분이 95 중량% 미만으로 포함시, 전기 전도성 및 열 전도성이 낮으며, 이에 따라 카메라 모듈 부재의 표면저항 및 열전도도가 저하되며, 전자파 차폐율과 방열성능이 동시에 저하된다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 수지 매트릭스 100 중량부 및 제1 필러 50~200 중량부를 포함할 수 있다. 상기 함량으로 포함시 상기 제1 조성물의 기계적 물성이 우수하면서, 방열 특성 및 전자파 차폐성이 동시에 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 필러는 상기 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 1:5~50:10~100 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 본 발명의 기계적 물성, 전자파 차폐성 및 열전도성이 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면 1:5~25:25~60 중량비로 포함될 수 있다. 다른 예를 들면, 1:10:40 중량비로 포함될 수 있다.
상기 프론트 바디가 제1 조성물로 이루어지는 경우, 전기전도도 및 열전도도 특성이 우수하여 카메라 부재의 전자파 차폐성 및 방열 특성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 10~50W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 1000Ω/sq 이하이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.6~2.1을 만족한다. 예를 들면, 상기 제1 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 15~30W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 10-3~100Ω/sq이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.6~2.1일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 ASTM D648에 의거하여 측정한 열변형온도(HDT/A, 하중 1.82MPa 기준)가 200℃ 이상일 수 있다. 예를 들면 200~350℃일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8˝ 두께 성형품의 Izod 충격강도가 2~5kgf·cm/cm일 수 있다.
한 구체예예서 상기 제1 조성물은 ASTM D638에 의거하여 상온(23℃)에서 측정한 인장강도가 60MPa 이상이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 80MPa 이상이고, 굴곡탄성률이 13000MPa 이상일 수 있다. 예를 들면 상기 제1 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 80~200MPa이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 100~300MPa이며, 굴곡탄성률이 13000~18000MPa일 수 있다.
제2 조성물
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 탄소 섬유가 분산된 것일 수 있다. 상기 수지 매트릭스 및 탄소 섬유는, 전술한 바와 동일한 조건으로 사용할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다. 한 구체예에서 상기 제2 조성물은 상기 수지 매트릭스 100 중량부 및 탄소 섬유 1~40 중량부를 포함할 수 있다. 상기 조건으로 포함시, 치수 안정성, 내충격성, 기계적 물성, 전자파 차폐성 및 성형성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 1.5~4.0W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 100Ω/sq 이하이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.04~1.45일 수 있다. 예를 들면 상기 제2 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 1.8~3.5W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 10-3~102Ω/sq 이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.05~1.35일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 ASTM D648에 의거하여 측정한 열변형온도(HDT)가 200℃ 이상일 수 있다. 예를 들면 250~350℃일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8˝ 두께 성형품의 Izod 충격강도가 5~10kgf·cm/cm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 200MPa 이상이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 250MPa 이상이며, 굴곡탄성률이 15000MPa 이상일 수 있다. 예를 들면 상기 제2 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 200~350MPa 이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 250~400MPa이며, 굴곡탄성률이 15000~25000MPa 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디 및 리어 바디는 제1 조성물로 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 상기 카메라 모듈의 방열 특성을 극대화하여, 방열 특성이 우수할 수 있다. 또 다른 구체예에서 상기 프론트 바디는 제1 조성물로 이루어지며, 상기 리어바디는 제2 조성물로 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 상기 카메라 모듈의 방열 특성, 전자파 차폐성 및 기계적 물성이 모두 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디 및 리어 바디는 초음파를 이용하여 접합될 수 있다. 예를 들면, 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 대상 부를 접촉한 다음, 초음파를 가진(加振)하여 상기 접합대상부를 용착하여 접합시킬 수 있다.
한 구체예에서 상기 접합 대상부에 20kHz~60kHz 주파수 및 50~200W의 출력을 갖는 초음파로 가진할 수 있다. 상기 조건에서 효과적인 접합이 가능할 수 있다.
한편 본 명세서에서 상기 “접합 대상부”는, 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합을 위하여 접촉하는 면을 의미한다. 상기와 같이 초음파를 이용하여 접합시, 카메라 모듈의 수밀성이 우수하면서, 공정 단순화가 가능하여 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 부위는, 접합강도가 20 kgf 이상일 수 있다. 예를 들면, 접합강도가 20~100kgf 일 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 카메라 모듈은 우수한 물리적 강도를 확보할 수 있고, 기존 알루미늄 바디를 대체할 수 있어 경량성이 우수하며, 열전도 특성이 우수하여 방열 특성이 우수하고, 전자파 차폐성이 우수하며, 초음파를 이용하여 접합하여 수밀성이 우수하며, 기존 알루미늄 바디를 적용시 필요한 금속 다이캐스팅 및 표면처리 비용을 절감할 수 있어, 경제성이 우수하고 공정 단순화가 가능하여, 생산성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
(a) 제1 조성물: 수지 매트릭스로 폴리페닐렌에테르 70 중량% 및 폴리스티렌 30 중량%를 포함하는 변성 폴리페닐렌에테르를 준비하였고, 제1 필러로 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 1:10:40 중량비로 준비하였다. 상기 수지 매트릭스 100 중량부에 제1 필러를 50 중량부 균일하게 분산한 제1 조성물을 준비하였다.
(b) 제2 조성물: 수지 매트릭스로 폴리페닐렌에테르 70 중량% 및 폴리스티렌 30 중량%를 포함하는 변성 폴리페닐렌에테르를 준비하였다. 상기 수지 매트릭스 100 중량부에 탄소 섬유 30 중량부를 균일하게 분산한 제2 조성물을 준비하였다.
(c) 제3 조성물: 폴리페닐렌에테르 70 중량% 및 폴리스티렌 30 중량%를 포함하는 변성 폴리페닐렌에테르를 준비하였다.
실시예 1
상기 도 1과 같이, 상기 제1 조성물을 이용하여 성형된 프론트 바디에 하나 이상의 렌즈를 포함하며, 빛이 통과하는 렌즈부, 및 상기 렌즈부가 고정되는 렌즈 홀더를 포함하는 렌즈 유닛을 장착하고, 상기 렌즈 유닛과 동일한 광축이 일치하도록 위치된, 이미지 센서와, 상기 이미지 센서가 실장되는 PCB, 상기 PCB가 실장되는 쉴드캔과, 상기 PCB와 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 커넥터를 순차적으로 결합한 다음, 상기 프론트 바디와 상기 제2 조성물을 이용하여 성형된 리어 바디를 결합하고, 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 대상부를 40kHz의 진동수 및 100W 출력의 초음파를 0.3초 가진하여 용착하여 카메라 모듈을 제조하였다. 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 강도는 35kgf 이었다.
실시예 2
제1 조성물을 이용하여 성형된 프론트 바디 및 리어 바디를 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카메라 모듈을 제조하였다. 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 강도는 21kgf 이었다.
실시예 3
제1 조성물을 이용하여 성형된 프론트 바디 및 제3 조성물을 이용하여 성형된 리어 바디를 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카메라 모듈을 제조하였다. 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 강도는 22kgf 이었다.
비교예
제3 조성물로 프론트 바디를 성형한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 카메라 모듈을 제조하였다. 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 강도는 20kgf 이었다.
물성평가
상기 제1 조성물 내지 제3 조성물에 대하여 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하였다. 또한, 상기 실시예 1~3 및 비교예 카메라 모듈에 대하여, 모듈 외부 환경온도 75℃ 실험조건에서 이미지 센서중앙에 열전대(Thermocouple)을 부착한 후 카메라 모듈을 제작하고, 전원을 인가하여 작동시킨 상태에서, 데이터 로거(Ahlborn, 독일)를 이용하여 4시간 동안 이미지 센서의 온도를 측정하여 열평형 상태에서의 온도를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 열전도도(W/mK): ASTM E1461에 의거하여 측정(in plane)하였다.
(2) 표면저항(Ω/sq): IEC 60093에 의거하여 측정하였다.
(3) 비중: ASTM D792에 의거하여 측정하였다.
(4) 열변형온도(℃): ASTM D648에 의거하여 측정하였다.
(5) Izod 충격강도(kgf·cm/cm): 1/8인치 시편에 대하여 상온에서 ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
(6) 인장강도(MPa): ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
(7) 굴곡강도(MPa), 굴곡탄성율(MPa): ASTM D790에 의거하여 측정하였다.
(8) 전자파 차폐율(dB, 100MHz): ASTM D4935에 의거하여 측정하였다.
구분 제1 조성물 제2 조성물 제3 조성물
열전도도(W/mK) 25 2.5 0.25
표면저항(Ω/sq) 80 2 1014
비중 1.65 1.30 1.1
열변형온도(℃) 210 210 95
Izod충격강도(kgf·cm/cm) 3.5 8.2 13
인장강도(MPa) 90 220 50
굴곡강도(MPa) 120 290 90
굴곡탄성율(MPa) 24000 18000 2500
전자파 차폐율(dB, 100MHz) 35 60 3 이하
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
이미지센서 온도(℃) 121 118 123 145
상기 표 1 및 표 2의 측정 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~3과 같이 제1 조성물을 이용하여 프론트 바디를 성형시, 열전도도가 높아 방열 특성을 확보하여, 이미지 센서의 온도가 낮게 유지될 수 있었으며, 전자파 차폐성이 우수함을 알 수 있었다. 특히 실시예 1과 같이 제1 조성물을 이용한 프론트 바디 및 제2 조성물을 이용한 리어 바디를 적용시, 높은 수밀성과, 기계적 강도, 전자파 차폐성, 및 방열 특성을 모두 확보할 수 있음을 알 수 있었다.
또한 상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 제1 조성물 및 제2 조성물을 이용한 프론트 바디 및 리어 바디를 미적용한 비교예의 경우, 열전도도를 확보하지 못하여 방열 특성이 낮았으며, 표면 저항이 낮아 전자파 차폐성이 저하됨을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10: 프론트 바디 12: 렌즈 유닛
20: 리어 바디 30: PCB
40: 쉴드캔 50: 커넥터
100: 카메라 모듈

Claims (13)

  1. 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛;
    일측이 개구되어 상기 렌즈 유닛이 장착되는 프론트 바디; 및
    상기 프론트 바디와 접합되어, 내부에 공간부를 형성하는 리어 바디;를 포함하며,
    상기 프론트 바디는 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 포함하는 제1 필러가 분산된 제1 조성물을 포함하고,
    상기 제1 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 10~50W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 1000Ω/sq 이하이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.6~2.1인 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리어 바디는 제1 조성물 및 제2 조성물 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 제2 조성물은 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 및 변성 폴리페닐렌에테르 중 하나 이상을 포함하는 수지 매트릭스에 탄소 섬유가 분산된 것이며,
    상기 제2 조성물은 ASTM E1461에 의거하여 측정한 열전도도가 1.5~4.0W/mK이고, IEC 60093에 의거하여 측정한 표면저항이 100Ω/sq 이하이며, ASTM D792에 의거하여 측정한 비중이 1.04~1.45인 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 조성물 및 제2 조성물은 ASTM D648에 의거하여 측정한 열변형온도(HDT)가 각각 200℃ 이상이며,
    ASTM D256에 의거하여 측정한 1/8˝ 두께 성형품의 Izod 충격강도가 각각 2~5kgf·cm/cm, 및 5~10kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 60MPa 이상이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 80MPa 이상이고, 굴곡탄성률이 13000MPa 이상이며,
    상기 제2 조성물은 ASTM D638에 의거하여 측정한 인장강도가 200MPa 이상이고, ASTM D790에 의거하여 측정한 굴곡강도가 250MPa 이상이며, 굴곡탄성률이 15000MPa 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물은 수지 매트릭스 100 중량부, 및 제1 필러 50~200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 흑연은 천연흑연, 인조흑연 및 팽창흑연 중 하나 이상 포함하고,
    상기 그래핀은 단층 그래핀 및 다층 그래핀 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 필러는 상기 그래핀, 탄소 섬유 및 흑연을 1:5~50:10~100 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제2 조성물은 수지 매트릭스 100 중량부 및 탄소 섬유 10~100 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프론트 바디 및 리어 바디는 초음파를 이용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프론트 바디 및 리어 바디는 20kHz~60kHz 주파수의 초음파를 가진하여 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  11. 제9항에 있어서, 상기 프론트 바디 및 리어 바디의 접합 부위는, 접합강도가 20 kgf 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  12. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 유닛은, 하나 이상의 렌즈를 포함하며, 빛이 통과하는 렌즈부; 및 상기 렌즈부가 고정되는 렌즈 홀더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
  13. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈은, 상기 렌즈 유닛을 통과한 빛을 전기적인 신호로 바꾸는 이미지 센서;
    상기 프론트 바디 및 리어 바디의 내부에 위치하며, 상기 이미지 센서가 실장되는 PCB(Printed Circuit Board); 및
    상기 PCB와 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 커넥터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
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