CN101150077A - 影像传感器的免smt封装方法 - Google Patents
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Abstract
免SMT组装工艺方法通过修改柔性线路板，镜头座和固定架来进行的一个组装工艺，涉及到使用CSP影像传感器手机摄像模组的生产方法，按照本说明书提供的技术方案，免SMT组装工艺摄像模组加工方法包括：1.准备柔性线路板，其特点是比一般的柔性线路板要求更柔软，且要求铜箔必须为高延展性的材料，另外焊盘的溢胶量必须小于整个焊盘面积的1/4，影像传感器端不可以贴补强板，线路板要求制作成拼板以方便后面机器贴合电容电阻；2.准备镜座：①镜座底部有视窗定位槽②镜座底部有放置槽6③镜座侧面有卡槽8；3.固定架需要做成U型，侧板高度与镜座的台阶高度一致，侧板配有与镜座卡槽8相对应的卡扣13，来锁紧柔性线路板与影像传感器的接触；4.贴片辅料：在准备好的柔性线路板上贴合电容电阻的被动元件，需要贴合连接器的一起贴合；5.贴合定位：将镜头镜座3与影像传感器7贴合，然后与贴合好背胶泡棉垫10的固定架11一起进行贴合，粘住；6.固定锁住：通过贴合定位与粘合后将固定架上卡槽13与镜座上的卡扣8卡住；7.热铆：将镜座的定位柱5与柔性线路板上的定位孔2固定架上的安装孔12用热铆机铆平，使固定架与柔性电路板、镜座连为一体；8.调焦测试：通过模组连接电脑测试板将镜头调到最清晰为准；9.检验：进行性能测试，将成品摄像模组连接电脑测试板，检验图像的清晰度，色彩，畸变等参数。
Description
技术领域
本发明主要涉及使用CSP封装的影像传感器的手机摄像模组生产加工工艺。
背景技术
随着电子产品向小型化、便携化、网络化和高性能方向的发展，对电路组装技术和I/O引线数提出了更高的要求，影像传感器体积越来越小，影像传感器引脚越来越多，给SMT生产和返修带来困难。
CSP【Chip Scale Package】是影像传感器级封装的意思。CSP封装最新一代的内存影像传感器封装技术，其技术性能又有了新的提升。CSP封装可以让影像传感器面积与封装面积之比超过1∶1.14，已经相当接近1∶1的理想情况，绝对尺寸也仅有32平方毫米，约为普通的BGA Ball Grid Array球栅阵列封装，是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技术的1/3，仅仅相当于TSOP【Thin SmallOut-Line Package，薄型小尺寸封装】内存影像传感器面积的1/6。与BGA封装相比，同等空间下CSP封装可以将存储容量提高三倍。CSP封装内存不但体积小，同时也更薄，其金属基板到散热体的最有效散热路径仅有0.2毫米，大大提高了内存影像传感器在长时间运行后的可靠性，线路阻抗显著减小，影像传感器速度也随之得到大幅度提高。
SMT是Surface Mount Technology的缩写形式，译成表面安装技术。SMT是一项综合的系统工程技术，其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。SMT设备和SMT工艺对操作现场要求电压要稳定，要防止电磁干扰，要防静电，要有良好的照明和废气排放设施，对操作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求，操作人员也应经过专业技术培训。
另外，SMT的返修整个工艺复杂并且难以操作，SMT成本巨大，影像传感器在SMT贴装后测试不良的产品返修时很容易对影像传感器造成损坏。
发明内容
本发明的目的是设计一种影像传感器的免SMT封装方法，主要针对使用CSP封装影像传感器的摄像模组，在组装过程中，影像传感器使用压接的方式，提高了影像传感器的利用率以及整个作业的效率。
按照本发明提供的技术方案，所述影像传感器的免SMT封装方法包括：
a、贴合定位：将镜座与影像传感器贴合，使镜座的定位柱插入柔性线路板上的定位孔与固定架上的安装孔，并使柔性线路板与贴合在固定架上的背胶泡棉垫贴合、粘接；
b、固定锁住：通过贴合定位后，使固定架上的卡槽与镜座上的卡扣卡住；
c、热铆：将伸出定位孔与安装孔的定位柱用热铆机铆平，使固定架与柔性电路板及镜座连为一体。
在热铆后再调焦测试：通过模组连接电脑测试板将镜头调到最清晰为准；然后再检验：通过性能测试，将成品摄像模组连接电脑测试板，检验图像的清晰度，色彩，畸变等参数。
固定架做成U型，固定架的侧板高度与镜座的台阶高度一致，在固定架的侧板上配有卡扣，在固定架的底板上有均布于4个角上的安装孔。
在镜座的底部设置放置槽，在放置槽的底面开设定位槽；在镜座的侧面设置与固定架上的卡扣相对应的卡槽。
柔性线路板的铜箔为高延展性的材料，柔性线路板上的焊盘的溢胶量小于整个焊盘面积的1/4；并将柔性线路板制作成拼板，以方便后面的贴片辅料。
在柔性线路板上贴合被动元件，所述被动元件主要是起旁路和滤波作用的电容。
在柔性线路板上贴合连接器，所述连接器是将两种或两种以上的物件连接到一块的媒介。
在贴合定位时，使安装完固定架后的背胶泡棉垫被压缩，产生回弹力，其回弹力使影像传感器背面栅格排列的焊球与柔性线路板上对应的焊盘压紧接触，完成电连接。
在贴合定位时，先用棉签蘸少许无水酒精轻轻擦试影像传感器的表面，擦过后，在10倍显微镜下观察清洁的程度，直到看不到明显的浮尘为止。
定位槽的大小比影像传感器大0.2～0.5mm，影像传感器嵌在定位槽内，影像传感器的顶部与定位槽紧密接触，定位槽的深度比影像传感器的贴片高度稍浅0.1mm，被动元件放置槽用来为被动元件提供空间，在影像传感器上设置视窗，以便让出影像传感器的感光区域，接收镜头过来的光线；镜座的顶部开有镜头的安装孔，其大小与镜头圆柱面成紧配合。
附图说明
图1是柔性线路板的平面图。 图2是柔性线路板的侧面图。
图3是镜座立体图。 图4是镜座的另一个方向的立体图。
图5是贴辅料的柔性线路板正面图。图6是贴辅料的柔性线路板侧面图。
图7是与柔性电路板的焊点对应图。图8是固定架结构图。
图9是装配图。 图10是成品立体图。
图11是成品的另一个方向的立体图。
具体实施方式
1、制作柔性线路板1：其上的焊盘16与影像传感器7上的焊球17对应，材料厚度为0.13mm～0.15mm软质，且要求铜箔必须为高延展性的材料，另外，焊盘16的溢胶量必须小于整个焊盘面积的1/4，BGA端不可以贴补强，线路板要求制作成拼板以方便后面整板贴片.
2、准备镜座3：镜座3的底部需要有挖空区，形成定位槽4，该定位槽4的大小比影像传感器7大0.2～0.5mm，这样就可以将影像传感器7嵌在内部，影像传感器7的顶部刚好与镜座3的定位槽4紧密接触，定位槽4的深度比影像传感器7的贴片高度稍浅0.1mm，镜座3上面还有定位柱5，保证镜座3与柔性电路板1及固定架11安装时的位置。被动元件放置槽6用来为被动元件9提供空间，被动元件9包括电容、电阻及驱动集成电路等，并不是每个影像传感器7都需要被动元件9，有些影像传感器7已将被动元件9封装在内部，所以不需要外置被动元件9。视窗15是将影像传感器7的感光区域让出来，接收镜头14过来的光线。镜座3的顶部开有镜头的安装孔19，其大小与镜头14圆柱面20成紧配合；
3、贴片辅料：在准备好的柔性线路板1上贴合被动元件9，然后将贴好后的柔性线路板1进行分板，分成单片作业；
4、准备影像传感器，影像传感器7的焊球17与柔性线路板1的焊盘16一一对应；
5、准备固定架11：固定架11为U型，主要是为了加强柔性线路板1的机械强度以及固定影像传感器7。固定架11的侧板高度h与镜座3的台阶高度1一致，它是通过镜座3的4个定位柱5穿过柔性线路板1的定位孔2与固定架11上的安装孔12配合，进行镜座3的安装定位。固定架11的使用厚度为0.15mm不锈钢制作；
6、准备背胶泡棉垫：背胶泡棉垫10的厚度为0.2mm，大小比焊球17的区域稍大，材料为PORON SR-S-40P，25％压缩负荷【Mpa(kg/cm2)】为0.015(0.15)。将背胶泡棉垫10粘合在固定架11与柔性线路板1底部接触的部位，安装完成后与焊球17的部位一致。
7、清洁：就像眼镜表面有了灰尘会影响视觉一样，模组中视窗15的脏东西对成像效果有很大的影响，清洁影像传感器7的表面就是为了获得干净的画面，因此在安装镜头14前，应清洁影像传感器7的表面。用棉签蘸少许无水酒精轻轻擦试影像传感器7的表面，擦过后，在10倍显微镜下观察清洁的程度，直到看不到明显的浮尘。
8、贴合定位：
I、安装影像传感器，将镜座3翻转，与柔性电路板1接触的一面朝上，底部用夹具固定镜头14，将影像传感器7翻转后放置在镜座3的挖空区即定位槽4内，使影像传感器7的视窗15与镜座3的定位槽4贴合。
II、安装柔性线路板，将柔性线路板1的焊盘16面向下，定位孔2与镜座3的定位柱5对齐，平行向下，将柔性线路板1贴合在镜座5的底面，使镜座3的定位柱5插入柔性线路板1的定位孔2内。柔性线路板焊盘16的面与镜座3的底面贴合。
9、固定锁住：将固定架11上的卡槽13与镜座3上的卡扣8卡住，使固定架11上面贴的背胶泡棉垫10与柔性线路板1上的焊盘16的位置对应。在结构设计时，安装完固定架11后背胶泡棉垫10被压缩后产生回弹力，其回弹力将影像传感器7背面栅格排列的焊球17与柔性线路板1上对应的焊盘16压紧接触，完成电器性能的连接。
10、热铆：将镜座3的定位柱5伸出固定架11的部分用热铆机铆平，使固定架11与柔性电路板1、镜座3连为一体。
11、调焦测试：通过模组连接电脑测试板将镜头调到最清晰为准。
12、检验：进行性能测试，将成品摄像模组连接电脑测试板，检验图像的清晰度，色彩，畸变等参数。
Claims (10)
1.影像传感器的免SMT封装方法，其特征是：a、贴合定位：将镜座(3)与影像传感器(7)贴合，使镜座(3)的定位柱(5)插入柔性线路板(1)上的定位孔(2)与固定架(11)上的安装孔(12)，并使柔性线路板(1)与贴合在固定架(11)上的背胶泡棉垫(10)贴合、粘接；
b、固定锁住：通过贴合定位后，使固定架(11)上的卡槽(13)与镜座(3)上的卡扣(8)卡住；
c、热铆：将伸出定位孔(2)与安装孔(12)的定位柱(5)用热铆机铆平，使固定架(11)与柔性电路板(1)及镜座(3)连为一体。
2.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，在热铆后再调焦测试：通过模组连接电脑测试板将镜头调到最清晰为准；然后再检验：通过性能测试，将成品摄像模组连接电脑测试板，检验图像的清晰度，色彩，畸变参数。
3.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，固定架(11)做成U型，固定架(11)的侧板高度(h)与镜座(3)的台阶高度(1)一致，在固定架(11)的侧板上配有卡扣(13)，在固定架(11)的底板(18)上有均布于(4)个角上的安装孔(12)。
4.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，在镜座(3)的底部设置放置槽(6)，在放置槽(6)的底面开设定位槽(4)；在镜座(3)的侧面设置与固定架(11)上的卡扣(13)相对应的卡槽(8)。
5.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，柔性线路板(1)的铜箔为高延展性的材料，柔性线路板(1)上的焊盘(16)的溢胶量小于整个焊盘面积的1/4；并将柔性线路板(1)制作成拼板，以方便后面的贴片辅料。
6.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，在柔性线路板(1)上贴合被动元件(9)(主要是起旁路和滤波作用的电容)。
7.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，在柔性线路板(1)上贴合连接器(连接器就是将两种或两种以上的物件连接到一块的媒介)。
8.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，在贴合定位时，使安装完固定架(11)后的背胶泡棉垫(10)被压缩，产生回弹力，其回弹力使影像传感器(7)背面栅格排列的焊球(17)与柔性线路板(1)上对应的焊盘(16)压紧接触，完成电连接。
9.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，在贴合定位时，先用棉签蘸少许无水酒精轻轻擦试影像传感器(7)的表面，擦过后，在10倍显微镜下观察清洁的程度，直到看不到明显的浮尘为止。
10.如权利要求1所述影像传感器的免SMT封装方法，其特征在于，定位槽(4)的大小比影像传感器(7)大0.2～0.5mm，影像传感器(7)嵌在定位槽(4)内，影像传感器(7)的顶部与定位槽(4)紧密接触，定位槽(4)的深度比影像传感器(7)的贴片高度稍浅0.1mm，被动元件放置槽(6)用来为被动元件(9)提供空间，在影像传感器(7)上设置视窗(15)，以便让出影像传感器(7)的感光区域，接收镜头(14)过来的光线；镜座(3)的顶部开有镜头的安装孔(19)，其大小与镜头(14)圆柱面(20)成紧配合。
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