Compact Camera Module 생산 공정 자동화를 위한 Stage 내의 유동 및 열 해석

Abstract

CCM (Compact Camera Module)은 모바일 기기 산업 분야 중 하나인 카메라 폰의 핵심 부품이다 [1]. 현재 사용되는 CCM 생산 공정의 장비들은 수동 혹은 반수동으로 사용되어 효율성이 떨어지며 장비를 다루는 작업자의 참여도가 증가함에 따라 공정 환경의 청정도가 감소하여 CCM 의 생산 수율이 많이 떨어진다. 따라서 생산 효율성과 수율을 향상시키기 위하여 CCM 생산의 자동화가 요구된다 [2]. CCM 은 수 µm 이하의 크기를 갖는 부품들의 접합으로 제작되기 때문에 CCM 을 정밀하게 이송시킬 수 있는 Stage 가 필요하다 [3]. CCM 의 제작 환경의 온도가 상온에 비하여 높다. Stage 가 작동하는 환경의 온도가 높아지면 Stage 의 Motor 에서 발생하는 열을 효율적으로 제거하는 데에 어려움이 있으며, Motor 등의 발열부가 과열될 경우 Stage 가 오작동 할 수 있다. CCM 은 여러 공정을 통해 생산되므로 단위 공정을 담당하는 Stage 하나의 오작동은 라인 내에서 생산되는 모든 CCM 의 불량을 유발시킬 수 있다. 따라서 Stage 의 열적 신뢰성 확보가 매우 중요하다. 본 연구에서는 이론적, 실험적 방식의 어려움을 극복하기 위하여 ICEPAK 4.1 을 사용하여 수치해석 방법으로 Stage 내부의 열 및 유동 해석을 수행하였다. 해석을 수행한 모델은 Zθ stage 와 XYθ stage 이며, 해석 결과를 바탕으로 각 Stage 의 내부 최대 온도를 감소시킬 수 있는 열설계방안을 제시하였다. 또한 Stage 청정 문제와 관련하여 Zθ stage 에 먼지제거판을 설치한 형상을 해석하여 먼지제거판 설치시의 유동 특성을 파악하였다.