KR20240015264A - 카메라 모듈 제조 장치 및 다이 어태치 공정 수행 방법 - Google Patents

카메라 모듈 제조 장치 및 다이 어태치 공정 수행 방법 Download PDF

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KR20240015264A
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Abstract

카메라 모듈 제조 장치 및 다이 어태치 공정 수행 방법이 개시된다. 카메라 모듈 제조 장치는 이미지 센서 부착 유닛과 상기 이미지 센서 부착 유닛의 동작을 제어하는 구동 유닛을 포함하되, 상기 이미지 센서 부착 유닛은, 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판에 부착될 이미지 센서를 석션관을 통해 가해지는 흡입 압력으로 픽업하는 콜릿; 상기 콜릿의 상부에 결합되는 콜릿 체결기; 길이 신축되는 실린더부를 개재하여 위쪽에서 상기 콜릿 체결기에 결합되는 몸체 영역과, 상기 콜릿 체결기의 측면을 지지하도록 몸체 영역으로부터 아래쪽으로 연장되는 다리 영역을 포함하는 본체부; 및 상기 본체부의 다리 영역의 하부에 서로 이격하도록 장착되는 3개 이상의 측정 센서들을 포함한다.

Description

카메라 모듈 제조 장치 및 다이 어태치 공정 수행 방법{Camera module manufacturing apparatus and die attach process method}
본 발명은 카메라 모듈 제조 장치 및 다이 어태치 공정 수행 방법에 관한 것이다.
스마트폰 등 다양한 전자 기기에 사진 촬영 등의 목적으로 이미지 센서와 렌즈 등을 모듈화하여 사이즈를 줄인 소형의 카메라 모듈이 다수개 구비되고 있다.
일반적으로 카메라 모듈은 카메라 모듈 패키징 공정으로 제작되고, 카메라 모듈 패키징 공정은 크게 다이싱(Dicing, Wafer Sawing) 공정, 다이 어태치(D/A, Die Attach) 공정, 와이어 본딩(W/B, Wire Bonding) 공정, 하우징 어태치(H/A, Housing Attach) 공정, 렌즈 씰링(L/S, Lens Sealing) 공정으로 구성된다.
다이싱 공정은 웨이퍼 원판 상태의 이미지 센서를 웨이퍼 링의 테이프에 부착하여 고정시킨후, 블레이드를 고속 회전시켜 패턴의 특정한 위치를 X, Y방향으로 이동하면서 각각 낱개의 이미지 센서로 분리하는 공정이다. 다이 어태치 공정은 PCB 기판 위에 에폭시를 도포한 후, PCB 기판의 일정 위치에 낱개로 분리된 이미지 센서를 붙여 경화하는 공정이다. 와이어 본딩 공정은 부착된 이미지 센서의 센서 패드와 PCB 기판의 리드 패턴을 골드 와이어(Gold Wire)를 이용하여 연결함으로써, 이미지 센서와 PCB 기판을 전기적으로 연결시키는 공정이다. 하우징 어태치 공정은 이미지 센서가 실장된 기판의 테두리에 에폭시를 도포한 후 하우징 모듈을 붙여 경화시키는 공정으로, 카메라 모듈로서의 외형을 갖춰 외부로부터 이미지 센서와 와이어를 보호할 수 있게 된다. 렌즈 씰링 공정은 하우징 모듈에 형성된 나사산에 렌즈를 체결하고 에폭시를 이용하여 고정하는 공정으로, 이로 인해 카메라 모듈 패키징 공정이 완료된다.
전술한 공정들 중에서, 하우징 어태치 공정과 렌즈 씰링 공정은 카메라 모듈 타입별로 다른 방식의 제조 공정을 가질 수 있지만, 다이 어태치 공정과 와이어 본딩 공정은 모든 카메라 모듈 타입에 공통적으로 적용되는 공정으로서 다른 공정 대비 중요성이 크며, 후속하는 공정에 영향을 미치지 않도록 엄격한 공정 관리가 요구된다.
최근에는 고화소 이미지 센서들의 개발로 인해 카메라 모듈의 사양이 개선되고 있으며, 이로 인해 해상도 불량 문제가 많이 나타나고 있다. 특히, 외부의 빛이 렌즈를 통해 이미지 센서에 수직 각도로 유입되어야 한다. 그러나, 공정 관리의 불량으로 인해 렌즈와 이미지 센서가 수직 관계를 이루지 못도록 이미지 센서가 경사를 가지도록 부착된다면, 이는 제품 불량의 원인이 된다.
그러나, 종래에는 이미지 센서가 경사를 가지도록 부착된 경우, 이미지 센서의 기울기에 대응하여 광축이 일치되도록 렌즈 모듈을 부착하는 방식 등이 적용되고 있었으나, 이는 불량한 공정 관리에 의해 후속 공정이 어렵게 되는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-1450906호
본 발명은 다이 어태치 공정에서 이미지 센서가 PCB 기판 상에 정확하게 부착될 수 있도록 하여, 조립 공정시 카메라 모듈의 불량성을 현저히 감소시킬 수 있는 카메라 모듈 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 조립 공정시 카메라 모듈의 불량성을 감소시킴으로써, 양산 비용을 낮출 수 있고, 제품 및 조립 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이미지 센서 부착 유닛과 상기 이미지 센서 부착 유닛의 동작을 제어하는 구동 유닛을 포함하되, 상기 이미지 센서 부착 유닛은, 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판에 부착될 이미지 센서를 석션관을 통해 가해지는 흡입 압력으로 픽업하는 콜릿; 상기 콜릿의 상부에 결합되는 콜릿 체결기; 길이 신축되는 실린더부를 개재하여 위쪽에서 상기 콜릿 체결기에 결합되는 몸체 영역과, 상기 콜릿 체결기의 측면을 지지하도록 몸체 영역으로부터 아래쪽으로 연장되는 다리 영역을 포함하는 본체부; 및 상기 본체부의 다리 영역의 하부에 서로 이격하도록 장착되는 3개 이상의 측정 센서들을 포함하는 카메라 모듈 제조 장치가 제공된다.
상기 본체부에는 처리 모듈이 구비되되, 상기 처리 모듈은, 상기 PCB 기판에 각각 접촉된 3개 이상의 접촉식 측정 센서들에서 생성된 누름 압력에 관한 센싱 정보들 또는 상기 PCB 기판에 비접촉된 3개 이상의 비접촉식 측정 센서들에서 생성된 PCB 기판의 대응되는 상측 표면 지점까지의 거리에 관한 센싱 정보들을 입력받는 센싱 정보 수집부; 상기 센싱 정보들 이용하여 인식한 상기 PCB 기판의 기울어짐 자세에 상응하여, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 하는 보상 정보를 생성하는 보상 정보 생성부; 및 상기 PCB 기판에 상기 이미지 센서가 부착되도록 상기 콜릿 및 상기 콜릿 체결기가 상기 PCB 기판을 향해 접근하거나, 상기 PCB 기판에 상기 이미지 센서가 부착되면 상기 콜릿 및 상기 콜릿 체결기가 상기 PCB 기판에서 멀어지도록 상기 실린더부의 길이 신축을 제어하는 실린더 구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동 유닛은, 상기 이미지 센서 부착 유닛을 지지하고 수평 방향에서 이동시키는 로봇 암을 구동시키는 암 구동기; 상기 이미지 센서를 픽업시키기 위해 상기 석션관을 통해 흡입 압력을 공급하거나, 상기 이미지 센서의 픽업 상태를 해제하기 위해 흡입 압력의 공급을 해제하는 공기압 조절기; 및 상기 암 구동기 및 상기 공기압 조절기의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러 및 상기 보상 정보 생성부 중 하나 이상은, 상기 보상 정보 생성부에서 생성된 상기 보상 정보를 참조하여, 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 암 구동기의 동작을 제어하되, 상기 암 구동기의 동작에 의해 상기 로봇 암이 구동되어, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정될 수 있다.
상기 콜릿의 몸체에는 상기 석션관에 연통되는 관통홀이 형성되고, 상기 콜릿의 몸체 하부 영역에서 상기 관통홀의 주변에는 픽업된 이미지 센서와 접촉되도록 아래쪽으로 돌출 형성되는 콜릿 립이 형성될 수 있다.
상기 콜릿 립의 영역별 돌출 길이 불일치에 의해 기울어진 자세로 픽업된 이미지 센서를 수평 자세로 조정하기 위한 기본 보상 정보가 미리 설정되고, 상기 컨트롤러 및 상기 보상 정보 생성부 중 하나 이상은, 상기 기본 보상 정보와 상기 PCB 기판의 기울어짐 자세에 상응하여 상기 보상 정보 생성부에서 생성된 상기 보상 정보를 함께 참조하여, 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 암 구동기의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 상기 암 구동기의 동작에 의해 상기 로봇 암이 구동되어, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정될 수 있다.
상기 PCB 기판의 상측 표면에 상기 이미지 센서가 부착되도록 하기 위해, 상기 이미지 센서의 하측 표면에는 다이 어태치 필름(die attach film)이 부착될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 픽업 영역에 위치된 이미지 센서가 석션관을 통해 가해지는 흡입 압력으로 이미지 센서 부착 유닛의 콜릿의 하부에 접촉되도록 픽업되는 단계; (b) 상기 이미지 센서가 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판의 수직 상방에 위치되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛이 이동되는 단계; (c) 센싱 정보 수집부가 상기 이미지 센서 부착 유닛의 하측 단부에 서로 이격하도록 3개 이상 장착된 측정 센서들로부터 센싱 정보들을 입력받는 단계; (d) 보상 정보 생성부가 상기 센싱 정보들 이용하여 인식한 상기 PCB 기판의 기울어짐 자세에 상응하여, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 하는 보상 정보를 생성하는 단계; (e) 상기 보상 정보 생성부 또는 구동 유닛의 컨트롤러가 상기 보상 정보를 참조하여, 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛을 지지하는 로봇 암을 구동시키는 암 구동기의 동작을 제어하는 단계; 및 (f) 실린더 구동부가 상기 콜릿이 상기 PCB 기판을 향해 접근시켜 상기 PCB 기판에 상기 이미지 센서가 부착되도록 실린더부의 길이 신축을 제어하는 단계를 포함하는 다이 어태치 공정 수행 방법이 제공된다.
상기 단계 (c)에서, 상기 PCB 기판에 각각 접촉된 3개 이상의 접촉식 측정 센서들에서 생성된 누름 압력에 관한 센싱 정보들 또는 상기 PCB 기판에 비접촉된 3개 이상의 비접촉식 측정 센서들에서 생성된 PCB 기판의 대응되는 상측 표면 지점까지의 거리에 관한 센싱 정보들이 입력될 수 있다.
상기 콜릿의 하부 영역에는 픽업되는 상기 이미지 센서에 접촉되도록 아래쪽으로 돌출된 콜릿 립이 형성되고, 상기 콜릿 립의 영역별 돌출 길이 불일치에 의해 기울어진 자세로 픽업된 이미지 센서를 수평 자세로 조정하기 위한 기본 보상 정보가 미리 설정될 수 있다.
이 경우, 상기 단계 (e)에서 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세를 조정하기 위해 상기 기본 보상 정보가 더 참조될 수 있다.
또는, 상기 단계 (b)에서, 상기 보상 정보 생성부 또는 구동 유닛의 컨트롤러가 상기 기본 보상 정보를 참조하여 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 암 구동기의 동작을 제어하고, 상기 이미지 센서 부착 유닛은 상기 기본 보상 정보에 상응하도록 기울어진 자세로 상기 다이 어태치 영역까지 이동될 수도 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다이 어태치 공정에서 이미지 센서가 PCB 기판 상에 정확하게 부착될 수 있도록 하여, 조립 공정시 카메라 모듈의 불량성을 현저히 감소시키는 효과가 있다.
또한, 조립 공정시 카메라 모듈의 불량성을 감소시킴으로써, 양산 비용을 낮출 뿐 아니라, 제품 및 조립 공정의 신뢰성을 향상시키는 효과도 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 조립시 발생되는 카메라 모듈의 틀어짐 발생을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 장치의 개략적인 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정상적인 다이 어태치 공정 수행 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 기판의 기울기가 존재하는 경우의 다이 어태치 공정 수행 방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업된 이미지 센서의 기울기가 존재하는 경우의 다이 어태치 공정 수행 방법을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 번호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 조립시 발생되는 카메라 모듈의 틀어짐 발생을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈(10)은 PCB 기판(11)의 상면에 이미지 센서(12)를 다이본딩하고, 이미지 센서(12)와 PCB 기판(11) 간의 전기적 연결을 위해 와이어(13)를 이용한 와이어 본딩이 이루어진다.
와이어 본딩 과정이 종료되면, 에폭시 등의 접착제를 이용하여 IR 필터(14)를 지지 브라켓(15)에 고정시키고, 와이어 본딩된 이미지 센서(12)가 부착된 PCB 기판(11)상에 에폭시 등의 접착제를 이용하여 고정시켜 이미지 센서 모듈의 기밀성이 유지되도록 한다.
이후, PCB 기판(11)에 장착된 지지 브라켓(15)의 상부로 렌즈가 내부에 적층 결합된 렌즈 배럴(16)을 지지 브라켓(15)의 상단 개구부를 통해 안착시켜 나사 결합에 의한 카메라 모듈(10) 결합이 이루어진다.
전술한 바와 같이, 카메라 모듈(10)의 조립 공정은 PCB 기판(11)에 이미지 센서(12)를 부착하고, PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)를 전기적으로 연결하는 공정 등으로 이루어진다.
이때, 이미지 센서(12)가 부착된 PCB 기판(11) 외측으로 작은 홀을 가공하고, 지지 브라켓(15)의 보스(boss)를 홀에 삽입하여 렌즈 배럴(16)과 이미지 센서(12) 간의 광축을 맞추는 작업이 진행된다. 그 후, 하우징(17)과 PCB 기판(11)을 조립 및 접합 후 하우징(17)에 삽입된 렌즈 배럴(16)의 높이를 조정하여 이미지를 포커싱하는 작업이 이어진다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, PCB 기판(11)에 이미지 센서(12)가 정확히 부착되지 않고 기울기를 가지도록 부착되는 경우에는 광축 정렬이 이루어지지 않아 해상도 불량 문제가 발생될 수 있다.
이미지 센서(12)의 부착 기울기가 발생되는 원인으로는 PCB 기판(11)의 기울기, PCB 뒤틀림(Warpage), 콜릿(Collet) 체결 불량 등이 있다. 이미지 센서(12)의 기울기는 해상도 불량 문제를 발생시키기 때문에 다양한 불량 발생 원인을 고려하여 이미지 센서(12)의 부착 기울기를 최소화하기 위한 방안이 요구된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 장치의 개략적인 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정상적인 다이 어태치 공정 수행 방법을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 기판의 기울기가 존재하는 경우의 다이 어태치 공정 수행 방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽업된 이미지 센서의 기울기가 존재하는 경우의 다이 어태치 공정 수행 방법을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈 제조 장치는 이미지 센서 부착 유닛(100) 및 구동 유닛(150)을 포함할 수 있다.
구동 유닛(150)은 암 구동기(151), 공기압 조절기(155), 입출력부(159) 및 컨트롤러(161)를 포함할 수 있다.
암 구동기(151)는 컨트롤러(161)의 제어에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)을 지지하는 로봇 암(152)의 동작을 제어한다.
암 구동기(151)의 조작 명령에 따라 로봇 암(152)은 이미지 센서 부착 유닛(100)을 XY 평면상에서 이동시켜, 낱개의 이미지 센서(12)들이 위치된 픽업 영역(도시되지 않음)과 이미지 센서(12)가 부착될 PCB 기판(11)이 안착된 다이 어태치 영역(도시되지 않음)을 왕복하도록 할 수 있다.
암 구동기(151)의 조작 명령에 의해, 로봇 암(152)은 후술되는 바와 같이 이미지 센서(12)를 픽업한 이미지 센서 부착 유닛(100)이 이미지 센서(12)가 부착될 PCB 기판(11)의 수직 상방의 위치에 정렬되도록 할 수 있고, 후술될 보상 정보에 상응하는 각도로 3차원 공간상에서 이미지 센서 부착 유닛(100)이 기울어지도록 할 수 있다.
예를 들어, 로봇 암(152)은 이미지 센서 부착 유닛(100)을 XY 평면상에서 수평 이동시키고 또한 3차원 공간 상에서 기울이기 위해, 다축 다관절 로봇 암의 형태로 구성될 수 있으며, 이외에도 로봇 암(152)의 구성 형태는 다양할 수 있다.
암 구동기(151)는 후술될 보상 정보 생성부(113)에서 생성한 보상 정보를 입력받은 구동 유닛(150)의 컨트롤러(161)의 제어에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)을 보상 정보에 기초하여 기울어지도록 로봇 암(152)의 동작을 제어할 수도 있고, 보상 정보를 생성한 보상 정보 생성부(113)의 제어에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)을 기울이도록 로봇암(152)의 동작을 제어할 수도 있다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 암 구동기(151)가 컨트롤러(161)의 제어에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세를 기울이도록 로봇 암(152)을 구동하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
공기압 조절기(155)는 컨트롤러(161)의 제어에 의해, 이미지 센서 부착 유닛(100)의 콜릿(collet)(107)이 픽업 영역에서 이미지 센서(12)를 픽업(pick up)하고, 콜릿(107)에 픽업된 이미지 센서(12)가 다이 어태치 영역에서 PCB 기판(11)의 상면에 부착된 상태로 위치되도록 하기 위해 석션관(156)의 공기압을 조절한다.
본 실시예에서는 이미지 센서 부착 유닛(100)의 콜릿(107)에 픽업되어 다이 어태치 영역으로 운반되는 이미지 센서(12)의 손상을 방지하기 위해, 석션관(156)을 통한 흡입 압력이 이용되는 경우가 예시되지만, 이외에도 콜릿(107)에 이미지 센서(12)가 픽업되도록 하는 방법은 다양할 수 있다.
입출력부(159)는 컨트롤러(161)의 제어에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)의 본체부(101)에 구비된 처리 모듈(110)에 구동 명령을 출력한다.
암 구동기(151)의 조작 명령에 의해 로봇 암(152)이 이미지 센서(12)를 픽업한 이미지 센서 부착 유닛(100)을 이미지 센서(12)가 부착될 PCB 기판(11)의 수직 상방의 위치에 정렬되도록 한 상태에서, 처리 모듈(110)에 구동 명령이 출력될 수 있다. 처리 모듈(110)에 출력되는 구동 명령은 예를 들어, 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)를 하방으로 이동시켜 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 하기 위한 실린더부(105) 구동 명령일 수 있다. 또한, 미리 지정된 높이만큼 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)가 하강되어 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되면, 다시 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)가 상승되어 원 위치로 복귀되도록 하는 실린더부(105) 구동 명령일 수 있다.
또한, 입출력부(159)는 처리 모듈(110)에서 센싱부(109)에 의한 센싱 정보를 참조하여 생성된 보상 정보를 입력받을 수 있다.
보상 정보는 예를 들어 다이 어태치 영역의 베이스 지그에 의해 하부에서 지지되는 PCB 기판(11)이 기울기를 가지도록 자세된 상태임이 측정 센서(109)에 의해 센싱되었을 때 생성될 수 있다(도 4 참조). 보상 정보가 입력되면, 컨트롤러(161)는 암 구동기(151)를 제어하여, PCB 기판(11)과 픽업된 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되도록 이미지 센서(12)를 픽업한 이미지 센서 부착 유닛(100)이 3차원 공간상에서 기울어지도록 로봇 암(152)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 보상 정보는 도 5에 도시된 바와 같이, 콜릿(107) 하부에 돌출 형성된 콜릿 립(collet lip)(510)의 돌출 길이가 서로 상이한 경우에도 생성될 수 있다.
콜릿 립(510)은 석션관(156)을 통한 흡입 압력으로 픽업되는 이미지 센서(12)가 접촉되는 영역이며, 접촉 영역을 최소화하여 픽업되는 이미지 센서(12)의 손상이 방지되도록 콜릿 립(510)의 폭은 미리 지정된 두께로 형성될 수 있다.
콜릿(107)의 하부에 미리 지정된 수량으로 돌출 형성되거나 외곽 테두리를 형성하도록 연속하여 돌출 형성되는 콜릿 립(510)의 돌출 길이는 픽업된 이미지 센서(12)가 수평한 자세로 되도록 각 영역에서 일치하게 형성될 필요가 있다.
그러나, 콜릿 제작업체의 제작 능력에 따라서는 각 영역별 콜릿 립(510)의 돌출 길이가 상이해질 수도 있다(도 5의 L1과 L2 참조, L1 > L2). 이와 같이, 각 영역별 콜릿 립(510)의 돌출 길이가 상이해지면, 픽업된 이미지 센서(12)는 기울어진 자세를 가질 수밖에 없다.
이 경우, 픽업된 이미지 센서(12)가 기본적으로 수평 자세로 되도록 하는 이미지 센서 부착 유닛(100)의 기울어짐 각도가 기본 보상 정보로 미리 설정될 수 있다.
이미지 센서 부착 유닛(100)은 기본 보상 정보에 따라 기울어진 상태(이 경우, 이미지 센서(12)는 수평 자세임)를 기본 자세로 하여 이동 조작될 수 있으며, 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)의 기울어짐이 감지되었다면 PCB 기판(11)의 기울어짐 정도에 상응하는 추가 보상 정보가 생성되어 추가 보상 정보에 따라 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세가 조정된 후 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 할 수 있을 것이다.
물론, 이미지 센서 부착 유닛(100)이 PCB 기판(11)의 상측 표면에 이미지 센서(12)를 부착하는 시점에서, 기본 보상 정보와 추가 보상 정보를 함께 고려하여 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 법선 방향에 위치하면서 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되도록 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세를 조정할 수도 있음은 당연하다.
컨트롤러(161)는 구동 유닛(150) 및 이미지 센서 부착 유닛(100)의 처리 모듈(110)의 동작을 제어한다.
컨트롤러(161)는 이미지 센서 부착 유닛(100)이 이미지 센서(12)를 픽업하도록 공기압 조절기(155)의 동작을 제어할 수 있고, 이미지 센서(12)를 픽업한 이미지 센서 부착 유닛(100)이 다이 어태치 영역에 위치된 PCB 기판(11)의 수직 상방의 위치에 정렬되도록 암 구동기(151)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 컨트롤러(161)는 다이 어태치 영역에 위치된 PCB 기판(11)의 자세에 상응하여 처리 모듈(110)에서 입력된 보상 정보를 참조하여, 이미지 센서 부착 유닛(100)에 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)과 평행한 상태로 3차원 공간상에서 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세가 조정되도록 암 구동기(151)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 컨트롤러(161)는 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 상하 정렬된 상태에서, 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면으로 접근되어 부착되도록 이미지 센서 부착 유닛(100)의 처리 모듈(110)의 동작을 제어할 수 있다.
이미지 센서 부착 유닛(100)은 본체부(101), 콜릿 체결기(103), 실린더부(105), 콜릿(107) 및 측정 센서(109)를 포함할 수 있다.
본체부(101)는 콜릿 체결기(103), 콜릿(107) 및 측정 센서(109)를 지지한다. 본체부(101)는 예를 들어 육면체의 몸체 영역을 가지고, 콜릿 체결기(103)와 콜릿(107)을 측면에서 지지하기 위해 몸체 영역에서 아래쪽으로 연장되는 2개 또는 4개의 다리 영역을 포함할 수 있다. 다리 영역의 하측 단부에는 측정 센서(109)가 다수 개 장착될 수 있다.
본체부(101)에는 처리 모듈(110)이 구비될 수 있고, 처리 모듈(110)은 센싱 정보 수집부(111), 보상 정보 생성부(113) 및 실린더 구동부(115)를 포함할 수 있다.
센싱 정보 수집부(111)는 본체부(101)의 하측 단부에 장착된 다수 개의 측정 센서(109)에서 생성되는 센싱 정보를 입력받는다.
본체부(101)의 하측 단부에 장착된 다수 개의 측정 센서(109)는 이미지 센서(12)가 부착될 PCB 기판(11)의 기울기에 관한 센싱 정보를 생성한다.
여기서, 보상 정보 생성부(113)에서 PCB 기판(11)의 기울기를 인식하여 보상 정보를 생성할 수 있도록 하기 위해, 측정 센서(109)는 3개 이상으로 본체부(101)의 하측 단부에 서로 이격하도록 장착될 수 있다.
예를 들어, 측정 센서(109)는 누름량 감지 센서, 거리 감지 센서 등일 수 있다. 일 예로, 측정 센서(109)는 누름량 감지 센서로서, PCB 기판(11)의 상측 표면에 직접 접촉되어 가해지는 압력을 센싱하는 센서일 수 있다. 다른 예로, 측정 센서(109)는 빛이나 초음파를 이용하여 측정 센서(109)에 대응되는 PCB 기판(11)의 상측 표면 지점과의 거리를 측정하는 광학 거리센서, 초음파 간격 센서 등인 거리 감지 센서일 수 있다.
보상 정보 생성부(113)는 3개 이상의 측정 센서(109)에서 생성되어 센싱 정보 수집부(111)에 입력된 센싱 정보들을 이용하여 PCB 기판(11)의 자세를 인식하고, 인식된 PCB 기판(11)의 자세에 상응하는 보상 정보를 생성한다.
예를 들어, 3개 이상의 측정 센서(109)에서 각각 생성된 센싱 정보가 동일한 정보(예를 들어, 동일한 누름 압력, 동일한 거리값 등)를 가지도록 생성되었다면, 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세를 기준할 때 PCB 기판(11)은 수평 자세로 배치된 것으로 인식할 수 있다.
그러나 만일, 3개 이상의 측정 센서(109)에서 각각 생성된 센싱 정보가 상이한 정보(예를 들어, 상이한 누름 압력, 상이한 거리값 등)를 가지도록 생성되었다면, 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세를 기준할 때 PCB 기판(11)은 기울어진 자세로 배치된 것이고, PCB 기판(11)의 현재 자세를 기준으로 PCB 기판(11)의 법선 방향으로 이미지 센서 부착 유닛(100)이 자세되도록 하는 보상 정보를 생성한다.
실린더 구동부(115)는 본체부(101)의 몸체 영역과 콜릿 체결기(103)를 연결하는 실린더부(105)의 동작을 제어한다.
다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)의 법선 방향에 이미지 센서(12)가 위치되고, PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하도록 이미지 센서(12)를 픽업한 이미지 센서 부착 유닛(100)이 자세된 상태에서, 구동 유닛(150)에서 제공되는 구동 명령에 따라 실린더 구동부(115)는 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)가 하방으로 이동되어 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 실린더부(105)를 구동시킬 수 있다. 또한, 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되면, 실린더 구동부(115)는 구동 유닛(150)에서 제공되는 구동 명령에 따라 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)가 상승되어 원 위치로 복귀되도록 실린더부(105)를 구동시킬 수 있다.
콜릿 체결기(103)는 이미지 센서(12)를 픽업하는 콜릿(107)과 결합되고, 또한 길이 신축되는 실린더부(105)를 개재하여 본체부(101)의 몸체 영역에 결합된다. 실린더부(105)의 길이 신축에 의해 콜릿 체결기(103)와 콜릿(107)은 본체부(101)의 몸체 영역으로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동될 수 있다.
실린더부(105)는 실린더 구동부(115)의 제어에 의하여 예를 유압이나 공기압을 이용하여 길이 신축되는 연결 부재로서, 콜릿 체결기(103)와 본체부(101)의 몸체 영역을 서로 연결한다.
콜릿(107)은 미리 지정된 방식으로 이미지 센서(12)를 픽업한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 콜릿(107)은 석션관(156)을 통해 제공되는 흡입 압력으로 이미지 센서(12)를 픽업할 수 있고, 이를 위해 콜릿(107)의 몸체에는 석션관(156)에 연통되는 관통홀이 형성될 수 있다.
콜릿(107)의 몸체 하부 영역에서 관통홀의 주변에는 픽업되는 이미지 센서(12)와의 접촉 영역을 최소화하여 이미지 센서(12)의 손상이 방지되도록, 아래쪽으로 돌출 형성된 콜릿 립(510)이 형성될 수 있다.
도 2에는 콜릿(107)이 육면체 형상의 상부 영역과 뒤집힌 사각뿔대 형상의 하부 영역으로 형성된 경우가 예시되었으나, 콜릿(107)의 형상이 이에 제한되지 않음은 당연하다.
측정 센서(109)는 본체부(101)의 하측 단부에 서로 이격되어 3개 이상 장착되고, 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)에 상응하는 센싱 정보를 생성하여 센싱 정보 수집부(111)로 입력한다..
다수 개의 측정 센서(109)에 의해 생성된 센싱 정보는 보상 정보 생성부(113)가 이미지 센서(12)가 부착될 PCB 기판(11)의 기울기를 인식하고, PCB 기판(11)의 법선 방향에서 PCB 기판(11)가 평행하게 이미지 센서 부착 유닛(100)에 픽업된 이미지 센서(12)가 배치되도록 하는 보상 정보를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
측정 센서(109)는 예를 들어 PCB 기판(11)의 상측 표면에 직접 접촉되어 가해지는 압력을 센싱하는 누름량 감지 센서이거나, 빛이나 초음파를 이용하여 측정 센서(109)에 대응되는 PCB 기판(11)의 상측 표면 지점과의 거리를 측정하는 거리 감지 센서일 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 장치의 다이 어태치 공정 수행 과정을 간략히 설명한다. 다만, 이하에서는 측정 센서(109)가 접촉식 센서로서 누름량 감지 센서인 경우를 가정하여 설명한다.
도 3에는 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배열되는 정상적인 상태에서의 다이 어태치 공정 과정이 도시되어 있다.
우선, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동 유닛(150)의 컨트롤러(161)는 픽업 영역에서 웨이퍼 상에 낱개로 분리된 하나의 이미지 센서(12)를 흡입 압력을 이용하여 이미지 센서 부착 유닛(100)의 콜릿(107) 하부에 픽업하고, 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)의 수직 상부에 이미지 센서(12)가 위치되도록 이미지 센서 부착 유닛(100)을 이동시킨다.
이후, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(161)의 제어에 의해 암 구동기(151)는 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 본체부(101)의 다리 영역의 하측 단부에 장착된 측정 센서(109)들 중 임의의 하나가 PCB 기판(11)의 상측 표면에 접촉될 때까지 이미지 센서 부착 유닛(100)을 하강시킨다.
이어서, 암 구동기(151)는 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 본체부(101)의 다리 영역의 하측 단부에 장착된 측정 센서(109)들 모두가 PCB 기판(11)의 상측 표면에 접촉되어 센싱 정보를 생성하도록 이미지 센서 부착 유닛(100)을 하강시킨다.
이때, 측정 센서(109)들 각각에서 생성된 센싱 정보가 동일한 누름 압력값(도 3의 (b)의 α)를 나타내는 경우, 보상 정보 생성부(113)는 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)이 수평 자세로 안착된 것으로 인식할 수 있고, 이를 통해 픽업된 이미지 센서(12)와 PCB 기판(11)이 상하 방향에서 평행하게 배치된 것으로 인식할 수 있다.
이후, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 부착 유닛(100)의 처리 모듈(110)의 실린더 구동부(115)는 컨트롤러(161)의 구동 명령에 따라 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)가 하방으로 이동되어 콜릿(107)의 하부에 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 실린더부(105)의 길이를 신장시킨다.
이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되면, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(161)는 공기압 조절기(155)가 이미지 센서(12)의 픽업을 위해 석션관(156)을 통해 가하던 흡입 압력을 해제하도록 제어하고, 실린더 구동부(115)가 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103) 상방으로 이동시켜 원위치로 복귀하도록 실린더부(105)의 길이를 단축시키도록 제어하며, 암 구동기(151)가 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 이미지 센서 부착 유닛(100)을 다이 어태치 영역의 상방으로 이동시킨 후 후속하여 부착될 이미지 센서(12)를 픽업하기 위해 픽업 영역으로 다시 이동되도록 제어한다.
도 4에는 PCB 기판(11)이 다이 어태치 영역에 기울기를 가지도록 안착된 경우의 다이 어태치 공정 과정이 도시되어 있다.
다이 어태치 영역에 PCB 기판(11)이 기울기를 가지도록 안착된 경우 수직 상방에서 이미지 센서(12)가 부착되는 경우, PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)의 부착면이 불일치하여 이미지 센서(12)가 기울기를 가지도록 부착되거나 불완전하게 부착되는 문제점이 있으며, 본 실시예에 따른 카메라 모듈 제작 장치는 후술되는 바와 같이 이에 대한 해결 방안을 제공할 수 있다.
우선, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동 유닛(150)의 컨트롤러(161)는 픽업 영역에서 웨이퍼 상에 낱개로 분리된 하나의 이미지 센서(12)를 흡입 압력을 이용하여 이미지 센서 부착 유닛(100)의 콜릿(107) 하부에 픽업하고, 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)의 수직 상부에 이미지 센서(12)가 위치되도록 이미지 센서 부착 유닛(100)을 이동시킨다.
이후, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(161)의 제어에 의해 암 구동기(151)는 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 본체부(101)의 다리 영역의 하측 단부에 장착된 측정 센서(109)들 중 임의의 하나가 PCB 기판(11)의 상측 표면에 접촉될 때까지 이미지 센서 부착 유닛(100)을 하강시킨다.
이어서, 암 구동기(151)는 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 본체부(101)의 다리 영역의 하측 단부에 장착된 측정 센서(109)들 모두가 PCB 기판(11)의 상측 표면에 접촉되어 센싱 정보를 생성하도록 이미지 센서 부착 유닛(100)을 하강시킨다.
이때, 측정 센서(109)들에서 생성된 센싱 정보들 중 하나 이상이 상이한 누름 압력값(도 4의 (b)의 불일치하는 α와 β)를 나타내는 경우, 보상 정보 생성부(113)는 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)이 기울어진 자세로 안착된 것으로 인식할 수 있다.
다이 어태치 영역에서 PCB 기판(11)이 기울어진 자세로 안착된 것으로 인식되면, 보상 정보 생성부(113)는 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 법선 방향에 위치하면서 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되도록 이미지 센서 부착 유닛(100)을 기울이기 위한 보상 정보를 생성한다. 생성된 보상 정보는 구동 유닛(150)으로 입력되고, 구동 유닛(150)의 컨트롤러(161)는 암 구동기(151)를 제어하여 로봇 암(152)의 동작이 제어되도록 할 수 있다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 PCB 기판(11)이 수평면에 대해 3차원 공간상에서 θ1만큼 경사지게 자세되었다면, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 보상 정보에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)은 3차원 공간상에서 θ1만큼 기울어지도록 조작될 수 있다.
도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 보상 정보에 의해 이미지 센서 부착 유닛(100)이 자세 조정됨으로써 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 법선 방향에 위치하면서 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되었다면, 이미지 센서 부착 유닛(100)의 처리 모듈(110)의 실린더 구동부(115)는 컨트롤러(161)의 구동 명령에 따라 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103)가 하방으로 이동되어 콜릿(107)의 하부에 픽업된 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 실린더부(105)의 길이를 신장시킨다. 여기서, 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 법선 방향에 위치하면서 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되었는지 여부는, 측정 센서(109)들 각각에서 생성된 센싱 정보가 모두 동일한 누름 압력값(도 4의 (c)의 γ)를 나타내는지 여부로 확인될 수 있다.
이어서, 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되면, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(161)는 공기압 조절기(155)가 이미지 센서(12)의 픽업을 위해 석션관(156)을 통해 가하던 흡입 압력을 해제하도록 제어하고, 실린더 구동부(115)가 콜릿(107)과 콜릿 체결기(103) 상방으로 이동시켜 원위치로 복귀하도록 실린더부(105)의 길이를 단축시키도록 제어하며, 암 구동기(151)가 로봇 암(152)의 동작을 제어하여 이미지 센서 부착 유닛(100)을 다이 어태치 영역의 상방으로 이동시킨 후 후속하여 부착될 이미지 센서(12)를 픽업하기 위해 픽업 영역으로 다시 이동되도록 제어한다.
도 5에는 PCB 기판(11)이 다이 어태치 영역에 수평 상태로 안착되었을지라도 콜릿 립(510)의 길이가 불일치하는 경우의 다이 어태치 공정 과정이 도시되어 있다.
콜릿 립(510)은 석션관(156)을 통한 흡입 압력으로 픽업되는 이미지 센서(12)가 접촉되는 영역으로서, 픽업되는 이미지 센서(12)의 손상이 방지되도록 콜릿 립(510)의 폭이 최소화되도록 형성될 수 있다.
일반적으로 콜릿(107)의 하부에 돌출 형성되는 콜릿 립(510)의 돌출 길이는 픽업된 이미지 센서(12)가 수평한 자세가 되도록 일치되게 형성되지만, 콜릿 제작업체의 제작 능력에 따라서는 각 영역별 콜릿 립(510)의 돌출 길이가 상이해질 수도 있다(도 5의 (a)의 L1과 L2 참조, L1 > L2). 이와 같이, 각 영역별 콜릿 립(510)의 돌출 길이가 상이해지면, 픽업된 이미지 센서(12)는 기울어진 자세를 가질 수밖에 없다(도 5의 (b) 참조).
이 경우, 픽업된 이미지 센서(12)가 기본적으로 수평 자세로 되도록 하는 이미지 센서 부착 유닛(100)의 기울어짐 각도가 기본 보상 정보로 미리 설정될 수 있다. 기본 보상 정보는 구동 유닛(150)에 구비된 저장부(도시되지 않음)에 미리 저장될 수 있다.
이미지 센서 부착 유닛(100)은 컨트롤러(161)의 제어에 의해 기본 보상 정보에 따라 기울어진 상태(이 경우, 이미지 센서(12)는 수평 자세임)를 기본 자세로 하여 이동 조작될 수 있다(도 5의 (c) 참조).
이후, 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판(11)의 기울어짐이 감지되었다면 PCB 기판(11)의 기울어짐 정도에 상응하는 추가 보상 정보가 더 생성되고, 추가 보상 정보에 따라 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세가 다시 조정되어, 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 법선 방향에 위치하면서 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되도록 한 후, 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 할 수 있다.
물론, 이미지 센서 부착 유닛(100)은 기준 자세로 다이 어태치 영역까지 이동되어 PCB 기판(11)의 수직 상방에 위치된 후, PCB 기판(11)의 상측 표면에 이미지 센서(12)를 부착하고자 하는 시점에서, 기본 보상 정보와 추가 보상 정보를 함께 고려하여 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 법선 방향에 위치하면서 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)가 평행하게 배치되도록 이미지 센서 부착 유닛(100)의 자세가 조정된 후, 이미지 센서(12)가 PCB 기판(11)의 상면에 부착되도록 할 수도 있음은 당연하다.
이제까지, 다이 어태치 영역에 PCB 기판(11)이 기울어진 자세로 안착되었거나, 이미지 센서(12)가 기울어진 자세로 콜릿(107)에 픽업된 경우 모두에서 PCB 기판(11)의 상측 표면에 이미지 센서(12)가 수평 상태로 정확하게 부착되도록 하는 카메라 모듈 제조 장치의 구성과 다이 어태치 공정 수행 과정을 설명하였다.
이외에도, 다이 어태치 영역에 PCB 기판(11)이 수평 상태로 안착되고, 콜릿(107)에 이미지 센서(12)가 수평 상태로 픽업된 경우에도 PCB 기판(11)과 이미지 센서(12)를 부착하는 액상 접착 재료(예를 들어, 에폭시)의 불균일한 두께에 의해서도 이미지 센서(12)의 부착 상태 불량이 발생될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 장치는 액상 접착 재료를 이용하지 않고, 점착성을 가지는 다이 어태치 필름(die attach film)을 이용하여 PCB 기판(11)에 이미지 센서(12)가 부착되도록 하는 특징이 있다. 이를 위해, 이미지 센서 부착 유닛(100)에 의해 픽업되어 운반되는 이미지 센서(12)의 하단에는 다이 어태치 필름이 미리 부착될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 장치 및 다이 어태치 공정 수행 방법은 다이 어태치 공정에서 이미지 센서가 PCB 기판 상에 정확하게 부착될 수 있도록 하여, 조립 공정시 카메라 모듈의 불량성을 현저히 감소시키는 특징이 있다.
또한, 조립 공정시 카메라 모듈의 불량성을 감소시킴으로써, 양산 비용을 낮추고, 제품 및 조립 공정의 신뢰성을 향상시키는 특징도 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 카메라 모듈 11 : PCB 기판
12 : 이미지 센서 13 : 와이어
14 : IR 필터 15 : 지지 브라켓
16 : 렌즈 배럴 17 : 하우징
100 : 이미지 센서 부착 유닛 101 : 본체부
103 : 콜릿 체결기 105 : 실린더부
107 : 콜릿 109 : 측정 센서
110 : 처리 모듈 111 : 센싱 정보 수집부
113 : 보상 정보 생성부 115 : 실린더 구동부
150 : 구동 유닛 151 : 암 구동기
152 : 로봇 암 155 : 공기압 조절기
156 : 석션관 159 : 입출력부
161 : 컨트롤러 510 : 콜릿 립

Claims (12)

  1. 이미지 센서 부착 유닛과 상기 이미지 센서 부착 유닛의 동작을 제어하는 구동 유닛을 포함하되,
    상기 이미지 센서 부착 유닛은,
    다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판에 부착될 이미지 센서를 석션관을 통해 가해지는 흡입 압력으로 픽업하는 콜릿;
    상기 콜릿의 상부에 결합되는 콜릿 체결기;
    길이 신축되는 실린더부를 개재하여 위쪽에서 상기 콜릿 체결기에 결합되는 몸체 영역과, 상기 콜릿 체결기의 측면을 지지하도록 몸체 영역으로부터 아래쪽으로 연장되는 다리 영역을 포함하는 본체부; 및
    상기 본체부의 다리 영역의 하부에 서로 이격하도록 장착되는 3개 이상의 측정 센서들을 포함하는 카메라 모듈 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부에는 처리 모듈이 구비되되,
    상기 처리 모듈은,
    상기 PCB 기판에 각각 접촉된 3개 이상의 접촉식 측정 센서들에서 생성된 누름 압력에 관한 센싱 정보들 또는 상기 PCB 기판에 비접촉된 3개 이상의 비접촉식 측정 센서들에서 생성된 PCB 기판의 대응되는 상측 표면 지점까지의 거리에 관한 센싱 정보들을 입력받는 센싱 정보 수집부;
    상기 센싱 정보들 이용하여 인식한 상기 PCB 기판의 기울어짐 자세에 상응하여, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 하는 보상 정보를 생성하는 보상 정보 생성부; 및
    상기 PCB 기판에 상기 이미지 센서가 부착되도록 상기 콜릿 및 상기 콜릿 체결기가 상기 PCB 기판을 향해 접근하거나, 상기 PCB 기판에 상기 이미지 센서가 부착되면 상기 콜릿 및 상기 콜릿 체결기가 상기 PCB 기판에서 멀어지도록 상기 실린더부의 길이 신축을 제어하는 실린더 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 이미지 센서 부착 유닛을 지지하고 수평 방향에서 이동시키는 로봇 암을 구동시키는 암 구동기;
    상기 이미지 센서를 픽업시키기 위해 상기 석션관을 통해 흡입 압력을 공급하거나, 상기 이미지 센서의 픽업 상태를 해제하기 위해 흡입 압력의 공급을 해제하는 공기압 조절기; 및
    상기 암 구동기 및 상기 공기압 조절기의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러 및 상기 보상 정보 생성부 중 하나 이상은, 상기 보상 정보 생성부에서 생성된 상기 보상 정보를 참조하여, 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 암 구동기의 동작을 제어하되,
    상기 암 구동기의 동작에 의해 상기 로봇 암이 구동되어, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 콜릿의 몸체에는 상기 석션관에 연통되는 관통홀이 형성되고, 상기 콜릿의 몸체 하부 영역에서 상기 관통홀의 주변에는 픽업된 이미지 센서와 접촉되도록 아래쪽으로 돌출 형성되는 콜릿 립이 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 콜릿 립의 영역별 돌출 길이 불일치에 의해 기울어진 자세로 픽업된 이미지 센서를 수평 자세로 조정하기 위한 기본 보상 정보가 미리 설정되고,
    상기 컨트롤러 및 상기 보상 정보 생성부 중 하나 이상은, 상기 기본 보상 정보와 상기 PCB 기판의 기울어짐 자세에 상응하여 상기 보상 정보 생성부에서 생성된 상기 보상 정보를 함께 참조하여, 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 암 구동기의 동작을 제어하되,
    상기 암 구동기의 동작에 의해 상기 로봇 암이 구동되어, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 PCB 기판의 상측 표면에 상기 이미지 센서가 부착되도록 하기 위해, 상기 이미지 센서의 하측 표면에는 다이 어태치 필름(die attach film)이 부착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 제조 장치.
  8. (a) 픽업 영역에 위치된 이미지 센서가 석션관을 통해 가해지는 흡입 압력으로 이미지 센서 부착 유닛의 콜릿의 하부에 접촉되도록 픽업되는 단계;
    (b) 상기 이미지 센서가 다이 어태치 영역에 배치된 PCB 기판의 수직 상방에 위치되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛이 이동되는 단계;
    (c) 센싱 정보 수집부가 상기 이미지 센서 부착 유닛의 하측 단부에 서로 이격하도록 3개 이상 장착된 측정 센서들로부터 센싱 정보들을 입력받는 단계;
    (d) 보상 정보 생성부가 상기 센싱 정보들 이용하여 인식한 상기 PCB 기판의 기울어짐 자세에 상응하여, 상기 이미지 센서가 상기 PCB 기판의 법선 방향에 위치하면서 상기 이미지 센서와 상기 PCB 기판이 상하 방향에서 서로 평행하게 배치되도록 하는 보상 정보를 생성하는 단계;
    (e) 상기 보상 정보 생성부 또는 구동 유닛의 컨트롤러가 상기 보상 정보를 참조하여, 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 이미지 센서 부착 유닛을 지지하는 로봇 암을 구동시키는 암 구동기의 동작을 제어하는 단계; 및
    (f) 실린더 구동부가 상기 콜릿이 상기 PCB 기판을 향해 접근시켜 상기 PCB 기판에 상기 이미지 센서가 부착되도록 실린더부의 길이 신축을 제어하는 단계를 포함하는 다이 어태치 공정 수행 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서,
    상기 PCB 기판에 각각 접촉된 3개 이상의 접촉식 측정 센서들에서 생성된 누름 압력에 관한 센싱 정보들 또는 상기 PCB 기판에 비접촉된 3개 이상의 비접촉식 측정 센서들에서 생성된 PCB 기판의 대응되는 상측 표면 지점까지의 거리에 관한 센싱 정보들이 입력되는 것을 특징으로 하는 다이 어태치 공정 수행 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 콜릿의 하부 영역에는 픽업되는 상기 이미지 센서에 접촉되도록 아래쪽으로 돌출된 콜릿 립이 형성되고,
    상기 콜릿 립의 영역별 돌출 길이 불일치에 의해 기울어진 자세로 픽업된 이미지 센서를 수평 자세로 조정하기 위한 기본 보상 정보가 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 다이 어태치 공정 수행 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 (e)에서 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세를 조정하기 위해 상기 기본 보상 정보가 더 참조되는 것을 특징으로 하는 다이 어태치 공정 수행 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서,
    상기 보상 정보 생성부 또는 구동 유닛의 컨트롤러가 상기 기본 보상 정보를 참조하여 상기 이미지 센서를 픽업한 상기 이미지 센서 부착 유닛의 기울어짐 자세가 조정되도록 상기 암 구동기의 동작을 제어하고,
    상기 이미지 센서 부착 유닛은 상기 기본 보상 정보에 상응하도록 기울어진 자세로 상기 다이 어태치 영역까지 이동되는 것을 특징으로 하는 다이 어태치 공정 수행 방법.
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