KR20160122955A - 박막형 자기발생 코일 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장을 발생 또는 유도하는 박막형 코일에 관한 것으로서, 스마트폰에 적용되는 손떨림 방지 카메라 모듈 내의 구동 코일 또는 스피커 유닛의 초소형화가 가능하고 공정 자동화를 통한 생산성 향상, 성능 향상 및 공정 단순화를 시킬 수 있는 코일 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자기장을 발생 또는 유도하는 박막형 코일에 관한 것으로서, 스마트폰에 적용되는 손떨림 방지 카메라 모듈 내의 구동 코일 또는 스피커 유닛의 초소형화가 가능하고 공정 자동화를 통한 생산성 향상, 성능 향상 및 공정 단순화를 시킬 수 있는 코일 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 스마트폰과 같은 소형 전자제품에 실장되는 카메라 모듈의 경우, 사용 도중에 빈번하게 카메라 모듈에 충격을 받을 수 있으며, 촬영하는 동안 사용자의 손떨림 등에 따라 미세하게 카메라 모듈이 흔들릴 수 있다. 이와 같은 점을 감안하여, 최근에는 손떨림 방지 수단을 추가적으로 카메라 모듈에 설치하는 카메라 모듈의 개발이 요구되고 있다.
종래기술인 대한민국공개특허 제10-2011-0047541호 에서는 보정렌즈를 장착하고 광축에 대해 수직방향으로 가동되는 렌즈 지지판과, 렌즈 지지판의 회전상태에 따라 결합을 이루어 렌즈 지지판을 위치 고정시키는 위치고정용 부재를 포함하는 흔들림 보정장치가 개시되어 있다. 상술한 렌즈 지지판에는 구동 코일이 배치되어 회전 모멘트를 생성하는 역할을 한다.
그러나, 상술한 카메라 모듈의 구동 코일은 구리선을 감아서 만드는 와인딩 코일(winding coil)로 구성되어 있기 때문에 코일의 두께가 두껍고 스마트폰에 장착되는 카메라 모듈과 같이 소형화된 카메라 모듈에 사용하기 적합하지 않으며 구리선을 협소한 공간 내에 부착해야 하기 때문에 불량률이 높아지며 이로 인하여 가격 경쟁력 확보가 매우 어렵다는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 코일부의 형태 변형을 통해 생산성 향상, 성능 향상 및 공정 단순화를 시킬 수 있는 목적이 있다.
본 발명의 목적은 카메라 모듈의 OIS 구동부를 위한 코일부에 있어서, 기판, 기판 상부에 구비되는 하부 코일, 하부 코일 상부에 구비되는 보호층, 보호층 상부에 구비되는 제1절연층, 제1절연층 상부에 구비되는 상부 코일 및 보호층 및 제1절연층의 일부가 관통되어 상부 코일과 하부 코일을 전기적으로 접속시키는 비아홀이 구비되고, 상부 코일 및 하부 코일은 2차원 나선형 코일 패턴 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
상부 코일 및 하부 코일은 각각의 코일의 중심점을 기준으로 서로 반대 방향으로 회전해 나가는 동심원 형상인 것을 특징으로 한다.
하부 코일은 2개 이상의 동일한 패턴을 가지는 코일로 형성되는 것을 특징으로 한다.
보호층 하부와 서로 인접하는 하부 코일 각각의 외주면 사이에 제2절연층이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
코일부는 Cu, Al, Ag, Au, W, Ti 및 Ni 중 어느 하나 또는 이들을 조합한 것을 특징으로 한다.
상부 코일 및 하부 코일의 각각의 높이, 피치, 선폭 및 선간은 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상부 코일 및 하부 코일의 각각의 높이는 5 내지 50㎛이고, 피치는 10 내지 100㎛이고, 선폭은 10 내지 100㎛이고, 선간은 1 내지 30㎛이고, 코일 중심점을 기준으로 코일 패턴 간의 간격은 50 내지 500㎛인 것을 특징으로 한다.
상부 코일 및 하부 코일 각각의 저항은 4 내지 25Ω인 것을 특징으로 한다.
코일부와 기판이 도통되도록 하부 코일 각각의 최외각면 상에 Gold Plate 또는 솔더볼이 구비되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 손떨림보정용 OIS 및 자동초점 기능을 구비하는 카메라 모듈 구동부를 위한 박막형 자기발생 코일 시스템은 코일 일부 형태를 변형하여 유도되는 자기장의 크기를 강화할 수 있기 때문에 생산성 향상, 성능 향상 및 공정 단순화의 효과가 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 코일부를 나타낸 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 상부 코일과 하부 코일을 나타낸 평면도,
도 3은 도 2의 A를 따라 나타낸 코일부의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 코일부를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 상부 코일과 하부 코일을 나타낸 평면도,
도 3은 도 2의 A를 따라 나타낸 코일부의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 코일부를 나타낸 사시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 손떨림보정용 OIS 및 자동초점 기능을 구비하는 카메라 모듈 구동부를 위한 코일부를 나타낸 평면도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 상부 코일은 하부 코일과는 상이하게 하나의 층에 분리되지 않은 코일이 층의 중심부 또는 중심부 주변부로부터 나선형으로 퍼져나가는 형태로 구현될 수 있다. 중심부의 분리된 직선 코일은 하부 코일과의 전기적인 도통을 위해 형성된 것이다. 비아홀에 관한 설명은 도 4에서 상세히 하도록 한다.
도 1b는 본 발명에 따른 하부 코일을 나타낸 평면도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하부 코일은 하나의 층에 적어도 두 개 이상 구비되고, 코일에 전류가 흐를 때에 각각의 코일 주위에 유도되는 유도 자기장이 서로 같은 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 하부 코일 각각은 기본적으로 나선형인 것을 특징으로 하되, 상부 코일과의 상호 조합을 통해 유도되는 자기장이 가장 강하게 형성되도록 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 1b에서의 하부 코일은 일 실시예로서 하나의 층에 두 개의 코일이 서로 대칭에 가까운 형태로 구현될 수 있다. 또한 상부 코일과 전기적으로 도통되어 코일에 전류가 인가될 때 유도되는 유도 자기장을 형성하기 위해 비아홀이 각각의 코일 끝에 연결되어 있다. 비아홀의 일부는 상부 코일의 비아홀과 전기적으로 도통되고, 일부는 외부로부터 전류를 인가 받기 위해 사용된다.
도 2는 본 발명에 따른 상부 코일과 하부 코일을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 A를 따라 나타낸 코일부의 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 코일(200, 300) 각각의 권선수는 코일 중심으로부터 10 내지 40회일 수 있다.
도 3을 참조하면 본 발명의 코일 시스템은 기판(100), 기판(100) 상부에 구비되는 하부 코일(200), 하부 코일(200) 상부에 구비되는 보호층(400), 보호층(400) 상부에 구비되는 제1절연층(500), 제1절연층(500) 상부에 구비되는 상부 코일(200) 및 보호층(400) 및 제1절연층(500)의 일부가 관통되어 상부 코일(300)과 하부 코일(200)을 전기적으로 접속시키는 비아홀이 구비되고, 상부 코일(300) 및 하부 코일(200)은 동일한 패턴을 가질 수 있다.
제1절연층(500)은 상부 및 하부 코일 간 전기적 연결을 막는 역할을 한다.
본 발명에서는 하부 및 상부 코일로 2개의 층을 실시예로 들었으나, 2개 이상의 층이 구비될 수 있다. 2개 이상의 코일층이 구비될 경우, 각각의 코일층 상부에 보호층과 절연층이 구비될 수 있다. 본 발명에서의 제1절연층(500)의 두께는 1 내지 50㎛인 것일 수 있다.
또한 보호층(400) 하부와 서로 인접하는 하부 코일(200) 각각의 외주면 사이에 제2절연층(미도시)이 삽입되어 인접한 하부 코일 간 전기적으로 접속되는 것을 방지한다. 따라서 제1절연층(500)은 상부 코일(300)과 하부 코일(200) 사이에 구비되는 보호층(400)을 기준으로 상부에 수평으로 형성되고, 제2절연층은 보호층(400) 하부에서 기판까지 하부 코일(200) 사이에 수직으로 형성된다.
코일부는 Cu, Al, Ag, Au, W, Ti 및 Ni 중 어느 하나 또는 이들을 조합한 것일 수 있다.
상부 코일 및 하부 코일의 각각의 높이, 피치, 선폭 및 선간은 동일하게 형성될 수 있다.
상부 코일 및 하부 코일의 각각의 높이는 5 내지 50㎛이고, 피치는 10 내지 100㎛이고, 선폭은 10 내지 100㎛이고, 선간은 1 내지 30㎛이고, 코일 중심점을 기준으로 코일 패턴 간의 간격은 50 내지 500㎛인 것일 수 있다.
상부 코일 및 하부 코일 각각의 저항은 4 내지 25Ω이다.
또한 코일부와 기판이 도통되도록 하부 코일 각각의 최외각면 상에 Gold Plate 또는 솔더볼이 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 코일부를 나타낸 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 코일의 비아홀(1)부터 전류가 인가될 수 있다. 비아홀(1)은 코일부 외부와 코일부가 전기적으로 도통될 수 있도록 한다. 코일부의 외부로부터 전류를 인가 받은 후 하부 코일 중 우측 코일의 중심으로 전류가 흘러 들어 가고 비아홀(2)를 통해 상부 코일의 비아홀(3)로 전류가 인가된다. 그 후에 상부 코일의 중심으로부터 코일의 형태에 따라 전류가 바깥으로 흐르기 시작하여 상부 코일의 비아홀(4)로 전류가 인가 되고, 하부 코일의 비아홀(5)로 인가된 전류가 하부 코일 중 좌측 코일의 중심의 비아홀(6)으로 흘러 들어 간다. 하부 코일의 비아홀(6)로부터 상부 코일의 비아홀(7)로 전류가 흐르고 이는 직선 코일을 통해 상부 코일의 비아홀(8)로 전류가 인가되고, 다시 하부 코일의 비아홀(9)로 인가되어 비아홀(10)으로 전류가 흘러 나간다.
이때 코일부 외부로부터 코일부로 전류가 인가되는 시작점은 비아홀(1)과 비아홀(10) 중 어느 쪽을 택하여도 무방하다.
또한, 비아홀(2)와 (3), (4)와 (5), (6)과 (7), (8)과 (9)는 편의상 다르게 표기하였으나, 실제로 동일한 재질로 이루어진 것일 수 있다. 이를테면 비아홀(2)는 하부 코일의 비아홀이고 비아홀(3)은 상부 코일의 비아홀이지만, 표기를 다르게 했을 뿐 사실상 동일한 비아홀로 간주한다.
상부 및 하부 코일 각각에 전류가 인가되면 앙페르 법칙에 의해 코일 주위에 유도 자기장이 형성되고, 본 발명의 상부 및 하부 코일의 배치와 비아홀의 구성을 통해 가장 강한 유도 자기장이 형성될 수 있다. 기존의 방식에서는 상부 및 하부 코일의 형태가 동일한 형태로 2개 이상의 층을 형성하였기 때문에 형성되는 유도 자기장의 크기가 본 발명의 자기장의 세기보다 약해 효과적인 손떨림 방지가 용이하지 않았고, 코일부의 크기와 무게가 증가하고 단가 상승의 원인이 되었던 반면, 본 발명의 코일부를 이용하면 복층의 코일과 형태만 변형하는 것으로 강한 유도 자기장을 형성함과 동시에 코일부의 크기와 무게를 감소시키고 단가가 절감되는 효과가 있다.
또한, 일반적으로 OIS구동부의 위치를 파악하는 홀센서가 코일 하부에 위치하고 있는데 본 발명과 같이 하부 코일이 2개로 나뉘면 생성되는 자기장은 약 2% 감소하지만 홀센서에 미치는 영향을 50%이상 감소시킬 수 있기 때문에 홀센서의 기능에 영향을 주지 않으면서도 코일에 의해 형성되는 자기장이 강하게 유지되는 효과가 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1 내지 10 : 비아홀
100 : 기판
200 : 하부 코일
300 : 상부 코일
400 : 보호층
500 : 제1절연층
100 : 기판
200 : 하부 코일
300 : 상부 코일
400 : 보호층
500 : 제1절연층
Claims (9)
- 카메라 모듈의 OIS 구동부를 위한 코일부에 있어서,
기판;
상기 기판 상부에 구비되는 하부 코일;
상기 하부 코일 상부에 구비되는 보호층;
상기 보호층 상부에 구비되는 제1절연층;
상기 제1절연층 상부에 구비되는 상부 코일 및
상기 보호층 및 제1절연층의 일부가 관통되어 상기 상부 코일과 하부 코일을 전기적으로 접속시키는 비아홀이 구비되고,
상기 상부 코일 및 하부 코일은 2차원 나선형 코일 패턴 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 상부 코일 및 하부 코일은 각각의 코일의 중심점을 기준으로 서로 반대 방향으로 회전해 나가는 동심원 형상인 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 하부 코일은 2개 이상의 동일한 패턴을 가지는 코일로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 보호층 하부와 서로 인접하는 상기 하부 코일 각각의 외주면 사이에 제2절연층이 삽입되는 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 코일부는 Cu, Al, Ag, Au, W, Ti 및 Ni 중 어느 하나 또는 이들을 조합한 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 상부 코일 및 하부 코일의 각각의 높이, 피치, 선폭 및 선간은 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 6항에 있어서,
상기 상부 코일 및 하부 코일의 각각의 높이는 5 내지 50㎛이고, 피치는 10 내지 100㎛이고, 선폭은 10 내지 100㎛이고, 선간은 1 내지 30㎛이고, 코일 중심점을 기준으로 코일 패턴 간의 간격은 50 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 상부 코일 및 하부 코일 각각의 저항은 4 내지 25Ω인 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 코일부와 상기 기판이 도통되도록 상기 하부 코일 각각의 최외각면 상에 Gold Plate 또는 솔더볼이 구비되는 것을 특징으로 하는 박막형 자기발생 코일 시스템.
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|---|---|---|---|---|
| WO2019045139A1 (ko) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 한동렬 | 패턴 코일 어셈블리 및 이를 포함하는 이형사출용 기판몰딩구조물 |
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2015
- 2015-04-15 KR KR1020150052842A patent/KR20160122955A/ko active IP Right Grant
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