CN102981239A - 相机模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于制造相机模块的方法，该相机模块用于诸如移动电话的便携式电子设备。更具体地，在利用了透镜运动型自动对焦致动器的相机模块中，如果不同音圈马达的永磁体设置得过近，则与应用于自动对焦系统的音圈马达相联的永磁体产生可以干扰图像传感器结合至相机模块的过程的磁通量。在制造过程中，将磁屏蔽件整合到制造工艺中以限制或控制永磁体产生的磁通量会允许音圈马达更紧密地设置在一起。这提高了制造生产量并减少了成本。

Description

相机模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电磁致动地透镜驱动设备的制造方法，其应用于诸如移动电话、个人数字助理以及其他类似设备的电子设备中的相机模块。

背景技术

手持式、便携式电子设备对包含摄像头的市场需求日益增长。移动电话、个人数字助理(PDA)、手写板以及其他便携式电子设备通常包括至少一个摄像头，在某些情况下包括多个摄像头。消费者存在有在便携式电子设备中增加摄像头的需求。因此，对于这类设备也存在增加相机模块的制造的需求。同时，刺激了在提高制造过程的产量的同时减少制造相机模块的成本。

另外，消费者的需求要求此类摄像头的改进的图像质量。一般说来，通过在图像传感器内增加像素来提高图像质量，并且随着像素增加，需要有一个与相机模块相关联的自动对焦功能来输出高质量图像。事实上，手持式电子设备中使用的所有相机模块目前都包括一个自动对焦功能。移动电子设备的摄像头中使用的自动对焦致动器通常有两种类型。一种是利用了音圈马达、压电体或者微机电系统(MEMs)技术的透镜运动型自动对焦致动器。第二种是利用了液体透镜以及固态电-光设备的透镜改进型自动对焦致动器。本发明涉及透镜运动型自动对焦致动器系统，并且更具体地涉及利用了与自动对焦系统相连的诸如用于音圈马达的永磁体的那些透镜运动型自动对焦致动器系统。

图1是具有透镜运动型自动对焦致动器的音圈马达(VCM)10的示意性示例的透视图。图2是VCM10的分解图。概括地，VCM10包括轴向可移动透镜12、框架构件14、音圈马达上端簧16、电磁干扰(EMI)屏蔽件18、磁轭20以及基座22。在图3中以横截面形式示出了VCM10的示意性示例。音圈马达用于调整透镜12的位置。概括地，关于透镜12位置的调整，VCM包括安装到磁轭20的一个或更多个永磁体24和与透镜壳体28相联的线圈26。线圈26包括若干匝导线，并且从永磁体24向内沿径向设置。通过驱使电流通过线圈26，产生与永磁体24的磁场相互作用的电磁场，以移动透镜12并且沿其光轴30向外或向内驱动透镜12。改变线圈26内的电流流动方向导致透镜在相反的方向上移动。沿其光轴30朝向或远离图像传感器(未示出)来移动透镜，将目标图像聚焦于图像传感器上。一个或更多个簧16用来协助保持透镜12在VCM10中且相对于图像传感器(未示出)的定位，并且用来提供音圈马达施加在透镜12上的运动的已知阻力或反向力。

永磁体24通常采用环形或圆柱形的形式，或者可包含多个围绕磁轭20内壁周界布置的弧形磁体。永磁体或磁体产生或建立一个始终存在的磁通量场。相比之下，当电流流过线圈时，与磁轭结合的线圈也产生一通量场。该后一通量场产生所谓的电磁干扰(EMI)，这可能反而影响附近或相邻的电路。EMI屏蔽件18被设计用于当VCM安装在电子设备中并且在运行中电流流过线圈时减少EMI对周围电子装置的不利影响。

然而在制造中，由永磁体建立的磁通量场反而影响着制造过程，并且潜在地影响包含VCM的相机模块的可接受成品率。更具体地，来自于在音圈马达内部的、相邻或邻近设置的音圈马达或相机组件中的永磁体的排斥力或磁干扰可导致音圈马达或相机组件物理移位或移动。这尤其成问题的是在将VCM粘附于印刷电路板或基板上的图像传感器的制造步骤中，其中粘合剂被用于将这两个部件粘合至印刷电路板以创建相机模块。VCM相对于图像传感器的对准是获得输出合格图像的摄像头的关键步骤。如果图像传感器和VCM未合适地对准，反而影响因而产生的图像质量，并且由未对准VCM和图像传感器而形成的相机模块也无法通过质量测试，并且无法组装进电子设备中。由此，必须注意将VCM和相关的图像传感器与相邻或邻近设置的VCM和相关图像传感器分开足够的距离，使得在粘合剂充分固化前，附近永磁体的排斥力或磁干扰不会致使音圈马达相对于其相关的图像传感器变动位置。由于在相邻或邻近的VCM和相关的图像传感器之间需要适当的间距，因此在任意特定制造过程中可以一次处理的VCM和相关图像传感器的最大数量在物理上是有限的。而且，存在的EMI屏蔽件18没有设计为用于解决这一问题，而是仅设计为当电流在线圈中流动时限制由线圈和磁轭引起的电磁通量。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种制造相机模块的方法，包括：提供多个固定至基板的图像传感器，大致绕每个图像传感器的周界将粘合剂涂覆至基板，提供第一音圈马达和相关的可移动透镜，将磁屏蔽件联接到第一音圈马达和透镜，将第一音圈马达、透镜以及相关的磁屏蔽件设置在与第一图像传感器相联的粘合剂上，提供第二音圈马达和相关的可移动透镜，将第二磁屏蔽件联接到第二音圈马达和透镜，并且将第二音圈马达、透镜以及相关的磁屏蔽件紧邻第一音圈马达、透镜以及相关的磁屏蔽件设置，其中分开第一音圈马达和第二音圈马达的距离由于磁屏蔽件的存在而减小。因此，组装在基板上的相机模块数量对照于没有磁屏蔽件时组装在基板上的相机模块数量可以有所增加。

根据本发明的第二实施例，在粘合剂固化用于将第一音圈马达与第一图像传感器结合之后，与各自音圈马达和透镜相关的磁屏蔽件可以重新用于不同的音圈马达和透镜。

根据本发明的另一实施例，在音圈马达设置在与图像传感器相联的粘合剂上之后，磁屏蔽件联接到音圈马达。替代地，在音圈马达设置在与图像传感器相联的粘合剂上之前，磁屏蔽件联接到音圈马达。

在本发明的再一实施例申，磁屏蔽件保持与音圈马达相联，并且作为相机模块的一部分包括在最终电子设备中。

在本发明的再一实施例中，多个磁屏蔽件包括单一的、整体的结构。

在本发明的又一实施例中，音圈马达的电磁干扰屏蔽件从音圈马达组件中除去，并且被磁屏蔽件所代替。

如本文所使用的，术语相机模块指的是结合至印刷电路板或基板的单独的音圈马达、透镜和相关的图像传感器。安装在一个单独的印刷电路板或基板上的多个音圈马达和相关的透镜以及图像传感器则被称为一个印刷电路板上的相机组件。

本发明内容既不打算也不应该被看作是本发明的全部外延和范围的代表。此外，本文中做出的对“本发明”的引用或其中方面应当理解为意指本发明的某些实施例，并且不必将所有实施例视为局限于特定的描述。在发明内容和附图说明以及具体实施方式中以不同的详细程度阐述了本发明，并且不打算通过包含或不包含该发明内容中的元件、部件等来限制本发明的范围。

附图说明

包含于说明书并且组成说明书一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与上文给出的本发明的概括描述以及下文给出的附图的详细描述一起用于说明这些发明的原理。

图1是具有透镜运动型自动对焦致动器的音圈马达的透视图。

图2是图1中音圈马达的分解透视图。

图3是图1中音圈马达的横截面图。

图4是印刷电路板的一部分的顶视图，进一步描述了图像传感器和粘合剂图案。

图5是印刷电路板或基板上的一对相邻相机组件的横截面平面图。

图6是由两个相邻音圈马达的永磁体产生的排斥力的透视图。

图7是印刷电路板或基板上用于粘合剂固化的相机组件布局的顶视平面示意图。

图8是音圈马达和磁屏蔽盖的分解图。

图9是印刷电路板或基板上的包括磁屏蔽盖的相机组件的示意性布局的顶视平面图，并且示出了用于粘合剂固化的相机组件的更紧密布置。

图10是用于多个音圈马达的单个磁屏蔽盖的横截面图。

应当理解，这些图不一定是按照规定比例的。在某些情况下，对于理解本发明不需要的细节或者使得其他细节难以认知的细节可被省略。当然应当理解，本发明并不局限于本文图示的特定实施例。

具体实施方式

转向图4，示出了印刷电路板或基板32的一部分的顶视图。还示出了用于相机组件的六个分立的区域。诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)的三个图像传感器34固定至基板32。如进一步示出的，环氧树脂或其它粘合剂36绕着每一个传感器34设置。

作为制造过程的一部分，通过将VCM10设置在与各个图像传感器34相联的粘合剂图样36上使音圈马达10固定至基板32。这可由诸如贴片机(pick and place machine)的机器人完成或者手动完成。然后，整个基板32放置在回流炉内，用于促成粘合剂36的固化，使得VCM和图像传感器有效地结合在一起从而形成相机组件。作为设置和固化步骤的一部分，最好如图5所示，透镜12的光轴30与图像传感器34的光轴38对准至关重要。如果光轴30和38偏斜或未对准，完成的相机模块不可能通过质量测试。VCM10相对于图像传感器30的设置可以直接影响到相机模块提供适当聚焦的图像的能力。因此，在固化阶段之前或在固化阶段期间，VCM相对于传感器的位置不变是基本步骤。

在固化粘合剂之后，相机组件被分开或分割成单独的相机模块。孔或洞40形成在基板32中，并且限定每个分立的区域。孔40有助于将相机组件10相互分割开来，用于接下来的测试以及组装成成品电子设备。

在固化的过程中，由于VCM在基板32上的接近性，每个VCM内的永磁体24可以与相邻的VCM中的永磁体24相互作用。这在图6中概略地进行了描述，图6示出了两个相邻的VCM10之间的排斥力。由于排斥力或磁干扰，相邻VCM中的永磁体可以相互作用，并导致在粘合剂36固化之前一个或更多个透镜12相对于相关的图像传感器34物理移动。结果，透镜12的光轴30以及图像传感器34的光轴38可能变得偏斜或者未对准，藉此反而降低由此产生的相机模块的图像质量。为了避免此类不利的相互作用并避免制造产量的减少或损失，各个图像传感器34在印刷电路板32上间隔设置一安全距离，以减少当VCM设置在印刷电路上时VCM之间的这个不利的相互作用。在图7中示出了印刷电路板的示意性示例，印刷电路板具有64个分立区域42，用于相对于VCM10粘附图像传感器34来制造相机组件。如图所示，基板32包括四个4×4阵列的相机组件10。在这个实施例中，基板32近似为62毫米乘以237毫米，单个VCM10典型地为8.5毫米乘以8.5毫米。如图5和图7中所示，VCM以距离“d”分隔开来。为了避免或大幅减少相邻VCM中永磁体的排斥作用，图7所示的阵列中的距离“d”近似为4.5毫米。通过该定位和布局，VCM10覆盖了近似32％的印刷电路板32表面面积，并且64个相机组件可以同时固化在单个基板32上，没有会导致相邻VCM非预期运动的磁干扰。根据本发明，可以通过将磁屏蔽盖44添加到每个VCM10来大大抑制或控制永磁体22的排斥力。在图8中示出了该磁屏蔽件的图示。在VCM设置在粘合剂图案36上之前，磁屏蔽盖44设置成覆盖相机模块，其中粘合剂图案36布置在基板32上。磁屏蔽盖44抑制并且控制永磁体产生的磁通量。如图所示，屏蔽件包括四个与VCM侧壁48的尺寸总体匹配的侧壁板46。上面板50示出有一开口52，使得其不会妨碍透镜12的光学机能。磁屏蔽盖44所用材料的一种例子是Co-

金属箔产品、AA6F006-4型号，由伊利诺伊州本森维尔(Bensenville)市的MagneticShield公司生产，具有0.15毫米的厚度。厚度范围从大约0.05毫米到0.25毫米的金属箔可以用最小的加工成本提供有效的屏蔽。应当了解，这种材料的许多替换形式是有效的，更厚的屏蔽件提供了更好的屏蔽效果。

下文表1中陈列了相同结构的两个相邻VCM以毫米为单位的排斥距离的对比。进行了15次试验，涉及相同结构的30个VCM。在第一组试验中，在合适的位置没有磁屏蔽盖44的情况下测定排斥距离。在第二组试验申，在合适的位置有磁屏蔽盖44的情况下测定排斥距离。为了该试验，前面确定的Co-Netic金属箔AA6F006-4具有0.15毫米厚度。

表1

可以看出，在合适的位置没有磁屏蔽盖44的情况下，平均排斥距离略低于5毫米，具体地是4.9866毫米。相比较而言，在合适的位置有磁屏蔽盖44的情况下，平均排斥距离除以因子33减少为0.1518毫米。随之而来的效果是，通过在制造过程中的粘合剂固化阶段使用磁屏蔽盖，相邻VCM10可以紧密设置在一起，以便增加制造过程的生产量，并且在不牺牲质量或产量的情况下减少成本。如图9中所示，利用磁屏蔽件，当在固化过程中分隔VCM相机组件的距离“d”近似为1.75毫米时，图7中所描述的同一基板32可以充裕地承受100个VCM10。结果，用同一尺寸的基板，相机组件的数量增加了50％以上。表1中的数据显示，采用磁屏蔽盖可以使VCM10更紧密地设置在一起。然而，限制因素是其它工具切割基板并将各相机模块彼此分割开来的能力。较小或更精确的工具可允许在相同区域内采用更多的相机组件。

在一个实施例申，在粘合剂固化之后，在分割之前或者在分割之后，从相机组件10去除磁屏蔽盖44。然后，在随后一批VCM固化过程中，被去除的磁屏蔽盖可以再次使用，藉此从磁屏蔽盖的再利用来实现进一步的节约。替代地，应该了解，磁屏蔽盖可以保留在合适的位置并且纳入最终的电子设备中。在这样的情况下，电磁干扰屏蔽件18可以从VCM组件中完全去除，并且被磁屏蔽盖44所代替。磁屏蔽盖44将控制制造过程中永磁体产生的磁通量以及需要控制电磁产生的磁通量的EMI屏蔽件两者，足以满足适用标准。在图10所示的另一实施例中，多个磁屏蔽盖可以形成为单一整体件54。该结构可以减少制造生产周期并且提高制造过程的效率。

虽然已经详细描述了本发明的各种实施例，但明显地，对于本领域技术人员来说，那些实施例的改进和替代将会发生。然而，应当清楚地理解，如权利要求所阐述的，该改进和替代是在本发明的范围和精神之内。

本领域技术人员在阅读本公开之后，也会做出对于本发明的其它改进或使用，该改进或使用视为在本发明的范围之内。

Claims (19)

1.一种制造相机模块的方法，每个相机模块包括音圈模块、透镜和图像传感器，所述方法包括：

a.提供一基板，具有多个固定至所述基板的单独的图像传感器，每个图像传感器具有周界；

b.将粘合剂涂覆至邻近所述图像传感器周界的所述基板；

c.将包括至少一个永磁体的第一音圈模块设置在与第一图像传感器相联的所述粘合剂上；

d.将第一磁屏蔽件联接到所述第一音圈模块以减少射出所述第一音圈模块的磁通量；

e.将包括至少一个永磁体的第二音圈模块联接在与第二图像传感器相联的所述粘合剂上，所述第一图像传感器和第二图像传感器在所述基板上彼此相邻；

f.将第二磁屏蔽件联接到所述第二音圈模块以减少射出所述第二音圈模块的磁通量；

其中，由于存在所述第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件，所述基板上所述第一音圈模块和第二音圈模块之间的距离减小，并且设置在一个基板上的音圈模块的总数增加。

2.如权利要求1所述的方法，其中，将第一磁屏蔽件联接到第一音圈模块的步骤包括：在所述第一音圈模块设置在与所述第一图像传感器相联的所述粘合剂上之前，将所述第一磁屏蔽件相对于所述第一音圈模块设置。

3.如权利要求2所述的方法，其中，将第二磁屏蔽件联接到第二音圈模块的步骤包括：在所述第二音圈模块设置在与所述第二图像传感器相联的所述粘合剂上之前，将所述第二磁屏蔽件相对于所述第二音圈模块设置。

4.如权利要求1所述的方法，其中，将所述第一音圈模块和第二音圈模块设置在与所述第一图像传感器和第二图像传感器相联的所述粘合剂上的步骤包括：将与所述第一音圈模块相关的透镜的光轴与所述第一图像传感器的光轴对准，并且将与所述第二音圈模块相关的透镜的光轴与所述第二图像传感器的光轴对准。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：将所述粘合剂固化。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：将所述第一音圈模块、第一图像传感器和相联接的基板从剩余的基板中分割出来，并且使所述第一音圈马达和第一图像传感器接受测试。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：将所述第一音圈马达和第一图像传感器组装进包括摄像头的电子设备中。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：在将所述第一音圈马达和第一图像传感器组装进电子设备中之前，去除所述第一磁屏蔽件。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：在接下来的制造过程中，将所述第一磁屏蔽件重新用于不同的音圈模块。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件包括具有大约0.05毫米至0.25毫米厚度的金属箔。

11.如权利要求1所述的方法，其中，分开所述第一音圈马达和所述第二音圈马达的距离大约在1.0毫米至4.0毫米之间。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件包括分开的结构。

13.如权利要求1所述的方法，还包括：将每一基板单元区域的音圈马达和图像传感器子组合的数量增加大约百分之一至百分之五十。

14.一种组合：

a.包含磁轭的第一音圈马达，所述第一音圈马达包括永磁体、电磁体、框架和弹簧；

b.第一透镜，在所述永磁体和电磁体的影响下在所述框架和磁轭内可移动；以及

c.第一磁屏蔽件，设置在所述永磁体的外部，以限制所述磁屏蔽件外界的永磁体产生的磁场。

15.如权利要求14所述的组合，还包括一基板和固定至所述基板的第一图像传感器。

16.如权利要求15所述的组合，其中，所述第一音圈马达粘附至所述基板，并且第一透镜的光轴与所述第一图像传感器的光轴对准。

17.如权利要求16所述的组合，还包括：

a.包含磁轭的第二音圈马达，所述第二音圈马达包括第二永磁体、第二电磁体、第二框架和第二弹簧；

b.第二透镜，在所述第二永磁体和第二电磁体的影响下在所述第二框架和第二磁轭内可移动；

c.第二磁屏蔽件，设置于所述第二永磁体的外部以限制所述第二磁屏蔽件外界的第二永磁体产生的磁场；以及

d.第二图像传感器，固定至邻近所述第一图像传感器的基板；

其中，所述第二音圈马达粘附至所述基板，并且所述第二透镜的光轴与所述第二图像传感器的光轴对准。

18.如权利要求17所述的组合，其中，分开所述第一音圈马达和第二音圈马达的距离大约在0.20毫米至4.0毫米之间。

19.如权利要求18所述的组合，其中，分开所述第一音圈马达和第二音圈马达的距离大约为1.75毫米。

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