CN103516966A

CN103516966A - 用于制造相机模块的设备

Info

Publication number: CN103516966A
Application number: CN201310239087.3A
Authority: CN
Inventors: 金秉宰; 李成在; 金相晋; 姜勋泽; 赵胜熙
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: US20130333843A1; JP5623594B2; JP2014003601A; KR101332156B1; CN103516966B

Abstract

本发明公开一种用于制造相机模块的设备，该设备包括：基部夹具，该基部夹具从下方保持PCB；轮缘工具，该轮缘工具拾取图像传感器并且将图像传感器附接至PCB上；以及壳体接合工具，该壳体接合工具拾取壳体组件并且将壳体组件附接至PCB上，从而附接至PCB上的图像传感器被接收在壳体组件中，其中，PCB保持单元与轮缘工具的图像传感器拾取部分一体地形成并且位于图像传感器拾取部分的外侧，当图像传感器被图像传感器拾取部分拾取并且附接至PCB上时，PCB保持单元与PCB接触以保持PCB。

Description

用于制造相机模块的设备

相关申请的交叉引证

本申请根据美国法典第35条119款要求于2012年6月18日提交的名称为“用于制造相机模块的设备（Apparatus for Manufacturing CameraModule）”的韩国专利申请序列No.10-2012-0064939的权益，其整体内容通过引证结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及用于制造相机模块的设备，并且更加特别地，涉及这样一种用于制造相机模块的设备，其能够改进轮缘工具的结构（该轮缘工具拾取图像传感器并且将图像传感器附接至PCB上），从而使得透镜壳体模块的安装高度（level，水平）与图像传感器的安装高度彼此相等。

背景技术

板上芯片（chip on board，COB）方法在制造相机模块中最为经常并且广泛使用。该COB方法主要由切片（晶片切割（wafer sawing，晶圆切割））工艺、D/A（晶粒附接）工艺、W/B（引线接合）工艺、以及H/A（壳体附接）工艺组成，并且各个工艺将在下文中描述。

-切片工艺：将位于裸晶片上的图像传感器附接并且固定在晶片环的带上，并且在由金刚石颗粒制成的刀片以高速旋转的同时，使图案的特定位置在X与Y方向上移动，从而将图像传感器彼此分离。

-D/A工艺：在PCB上施加环氧树脂，并且然后在对形成PCB上的特定位置图案进行图像识别的同时，将在切片工艺中相应地分离的图像传感器反复地附接至PCB的预定位置上并使其固化。

-W/B工艺：通过利用毛细管由金引线将图像传感器与PCB的焊盘之间连接，而使图像传感器与PCB电连接。

-H/A工艺：将环氧树脂施加在图像传感器安装在其上的PCB的边缘处，并且然后将具有透镜的壳体模块反复地附接至预定位置并使其固化。

同时，在通过上述工艺制造相机模块中，已开发具有甚至十二兆像素的高像素模块。同样，期望模块像素的数量在未来几年中持续增加。分辨率问题是由快速增加像素数量而导致的问题之一。

如在图1A中所示，当透镜102的中央光学轴相对于接收光的图像传感器104的表面成90度角度时，获得最为理想的分辨率。然而，如在图1B中所示，由于图像传感器104的倾斜，当透镜102的光学轴相对于图像传感器104没有90度的角度时，在图像的特定边缘处的分辨率可能降低，导致降低整个图像的分辨率。在图1A和图1B中，参考标号101指示壳体组件；103指示红外（IR）滤光器；以及105指示PCB。

因此，由于透镜102自身之间的组合、PCB105的平整度、组装自动对焦致动器中的倾斜等，可能在封装过程期间复杂地产生图像传感器104的倾斜而导致分辨率降低。

【相关技术文献】

【专利文献】

（专利文献1）韩国专利特开公开No.10-2009-0015697

（专利文献2）日本专利特开公开No.2011-151551

发明内容

本发明的目标在于提供用于制造相机模块的设备，其能够以如下方式从根本上解决问题：图像传感器的倾斜随着PCB的倾斜而改变，这是通过使得透镜壳体模块的安装高度与图像传感器的安装高度彼此相等，从而在晶粒附接（D/A）工艺中随着PCB的倾斜而改变图像传感器的安装倾斜。

根据本发明的示例性实施例，本发明提供了用于制造相机模块的设备，该设备包括：基部夹具（base jig），该基部夹具从下方保持（holding，支撑，固定）PCB；轮缘工具（rim tool，轮缘式工具），该轮缘工具拾取图像传感器并且将图像传感器附接至PCB上；以及壳体接合工具（housingbonding tool），该壳体接合工具拾取壳体组件并且将壳体组件附接至PCB上，从而附接至PCB上的图像传感器被接收（received，容纳）在壳体组件中，其中，PCB保持单元（holding unit）与轮缘工具的图像传感器拾取部分一体地形成并且位于图像传感器拾取部分的外侧，当图像传感器被图像传感器拾取部分拾取并且附接至PCB上时，PCB保持单元与PCB接触以保持PCB。

基于轮缘工具的图像传感器拾取部分的中心点，PCB保持单元可能包括：沿所有方向朝向图像传感器拾取部分的外侧延伸预定宽度的水平平面部分（horizontal plane part），以及从水平平面部分的边缘垂直于水平平面部分以预定长度向下形成的竖直构件（vertical member，垂直构件）。

竖直构件可能形成为隔离壁（barrier wall）的类型，该隔离壁完全地围绕图像传感器拾取部分。

竖直构件可能被形成为位于图像传感器拾取部分的外侧的彼此面对的至少一对壁表面结构的类型。

竖直构件被形成为位于图像传感器拾取部分的外侧的多个柱体构件（pillar member）的类型。

图形传感器拾取部分可能被构造为真空类型或者夹持类型（griptype）。

图像传感器拾取部分可能具有接触突出部，这些接触突出部被构造为正方形形状、圆形形状、以及不连续杆形状中的任一种。

附图说明

图1A和图1B为示意性解释了在相机模块的制造过程中由于图像传感器的倾斜而导致分辨率降低的视图。

图2为解释了通过晶粒附接（D/A）方法制造相机模块的工序的视图。

图3A到图3C为解释了在相机模块的制造过程中由于PCB的平整度和翘曲而导致在图像传感器与透镜的表面之间产生竖直误差的视图。

图4A与图4B为解释了在相机模块的制造过程中由于在装配（按压）透镜时产生的偏移而导致在图像传感器与透镜的表面之间产生竖直误差的视图。

图5A与图5B为解释了在相机模块的制造过程中由于在装配自动对焦致动器时产生的偏移而导致在图像传感器与透镜的表面之间产生竖直误差的视图。

图6A与图6B为解释了由于由角度（以该角度夹具被加工并且夹具与设备结合）产生的公差而导致在图像传感器与透镜的表面之间产生竖直误差的视图。

图7为示出了图像传感器通过根据本发明的示意性实施例的用于制造相机模块的设备的轮缘工具而被拾取并且附接至PCB上的视图。

图8为示出了根据本发明的示意性实施例的用于制造相机模块的设备的轮缘工具的结构的侧视图。

图9为示出了根据本发明示意性实施例的用于制造相机模块的设备的轮缘工具的结构的仰视图。

图10A与图10B为解释了一种状态的视图，该状态为当通过现有技术的用于制造相机模块的设备执行D/A工艺时产生累积公差。

图11A与图11B为解释了一种状态的视图，该状态为当通过本发明的用于制造相机模块的设备执行D/A工艺时克服累积公差。

具体实施方式

在本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为通用或者字典上的含义，而是应当基于发明人能够合适地定义术语的概念以便以最佳模式描述他们的发明的原则，被解释为符合本发明的技术理念的含义与概念。

在整个说明书中，除非明确说明与之相反，否则词语“包括（comprise）”以及诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”的变型应当理解为意指包含所述元件但并不排除任何其他元件。另外，在本说明书中描述的术语“者（-er）”、“者（-or）”、“模块（module）”、以及“单元（unit）”意指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可通过硬件部件或软件部件及其组合而实现。

现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

此处，为了更好理解，在阐述本发明的示例性实施例之前，将首先描述为何在通常相机模块的制造过程中产生倾斜的原因以及倾斜的类型。

根据在相机模块的制造过程中的晶粒附接（D/A）工艺，如上所述，预定量的环氧树脂以预定形状被施加在PCB上，并且然后在对形成在PCB上的图案进行图像识别的同时，将在完成切片之后被相应地分离的图像传感器拾取并且安装至PCB的预定位置上。

在相关技术的晶粒附接（D/A）工艺中，如在图2中所示，PCB202在基部夹具201上堆叠，同时PCB202的底表面是基于在机器内的基部夹具201D的上表面的参考表面。然后，图像传感器203附接其上，并且最后，自动对焦致动器204（亦即，包括透镜模块的壳体组件）被装配其上。

然而，在如上所述的相机模块的制造过程中，决定相机的图像分辨率的重要因素是进入透镜的光线的入射角度与接收光线的图像传感器的透镜（有效区域（active area））的表面之间的垂直度（verticality，垂直性）。

为了获得这样的垂直度，PCB的平整度和翘曲、透镜的适配能力、自动对焦致动器的精度、设备机构的精度、以及夹具公差需要接近“0”（零）。然而，当前技术水平达不到这样的角度并且自此导致持续累积公差，进而导致分辨率的缺陷。将参照附图更多描述导致上述分辨率缺陷（降级退化）的因素。

首先，由于在PCB的多层内的图案的集中以及在焊接抗蚀（solderingresist，SR）涂层中的偏离，在确保平整度上存在限制，从而，PCB302的表面如在图3B中示出的不平整，或者PCB302如在图3C中示出的是翘曲的。因此，当图像传感器附接至PCB302上时，产生倾斜，从而，在图像传感器与透镜的表面之间产生垂直度误差。

此外，如在图4B中所示，由于在装配（按压）透镜204L时产生的偏移，导致在图像传感器与透镜的表面之间产生垂直度误差。

此外，如在图5B中所示，由于在装配自动对焦致动器510时产生的偏移，导致在图像传感器与透镜的表面之间产生垂直度误差。

此外，如在图6B中所示，由于角度（以该角度，夹具（基部夹具）601和轮缘工具（拾取工具）610被加工并且夹具和轮缘工具装配组合）产生的公差，导致在图像传感器与透镜的表面之间产生垂直度误差。

本发明的实施考虑了如上所述的垂直度误差的因素，进而，本发明提供了用于制造相机模块的设备，其能够以如下方式从根本上解决问题：图像传感器的倾斜随着PCB的倾斜而改变，这是通过使得透镜壳体模块的安装高度与图像传感器的安装高度彼此相等从而在晶粒附接（D/A）工艺中根据PCB的倾斜改变图像传感器的安装倾斜。

图7到图9示出了根据本发明的示例性实施例的用于制造相机模块的设备。图7为示出了图像传感器通过轮缘工具被拾取并且附接至PCB上的视图；图8为示出了轮缘工具的结构的侧视图；以及图9为示出了轮缘工具的结构的仰视图。

参照图7至图9，根据本发明的用于制造相机模块的设备可能包括：从下方保持PCB702的基部夹具701；拾取图像传感器703并且将图像传感器703附接至PCB702上的轮缘工具710；以及拾取壳体组件并且将壳体组件附接至PCB702上的壳体接合工具（未示出），从而附接至PCB702上的图像传感器被容纳在壳体组件的内部。

特别地，PCB保持单元720与轮缘工具710的图像传感器拾取部分710p一体地形成并且位于图像传感器拾取部分710p的外侧。当图像传感器703通过图像传感器拾取部分710p被拾取并且附接至PCB702上时，PCB保持单元720与PCB702接触以保持PCB702。

此处，基于轮缘工具710的图像传感器拾取部分710p的中心点，该PCB保持单元720包括：沿所有方向朝向图像传感器拾取部分710p的外侧延伸预定宽度的水平平面部分720h，以及从水平平面部分720h的边缘垂直于水平平面部分720h以预定长度向下形成的竖直构件720v。

此外，竖直构件720v可能被形成为隔离壁的类型，其完全地围绕图像传感器拾取部分710p。

可选择地，竖直构件720v可能被形成为位于图像传感器拾取部分710p的外侧的彼此面对的至少一对壁表面结构的类型（例如，完全地围绕图像传感器拾取部分710p的四个壁表面中的仅两个壁表面彼此面对）。

可选择地，竖直构件720v可能被形成为位于图像传感器拾取部分710p的外侧的多个柱体构件的类型。

此外，图像传感器拾取部分710p可能被构造为真空类型或者夹持类型。

此外，图像传感器拾取部分710p的接触突出部710t可能被构造为正方形形状、圆形形状、以及不连续杆形状中的任何一种。

同时，图10A到图11B分别示出了通过使用根据相关技术和本发明的用于制造相机模块的设备实施D/A工艺。

如在图10A与图10B中所示，当通过使用根据相关技术的用于制造相机模块的设备来实施D/A工艺时，如在图10A中所示，由于PCB602的平整度以及其他问题而导致图像传感器603可能倾斜。此处，在壳体604最终附接至PCB602上的情况中，如在图10B中所示，可能产生过多的累积公差，其是很难克服的。

然而，如在图11A与图11B中所示，当通过使用根据本发明的用于制造相机模块的设备来实施D/A工艺时，尽管由于PCB702的平整度以及其他问题而导致图像传感器703倾斜，如在图11A中所示，当壳体704最终附接至PCB702上时，在透镜704L的光学轴与图像传感器之间的垂直度保持在90度，从而，过多的累积公差能够被克服。

根据本发明的用于制造相机模块的设备，分离的（separate，单独的）PCB保持单元形成在轮缘工具的图像传感器拾取部分的外侧，从而，当图像传感器通过图像传感器拾取部分拾取并且然后附接至PCB上时，透镜壳体模块的安装高度与图像传感器的安装高度能够被制作为彼此相等。因此，在晶粒附接（D/A）工艺中，图像传感器的安装倾斜随着PCB的倾斜一起改变，从而以如下方式解决问题：图像传感器的倾斜随着PCB的倾斜而改变。因此，本发明能够防止如在相关技术中所描述的由于图像传感器的倾斜而导致的分辨率的降级，并且减少了用于维修和管理相机模块的相关成本。此外，本发明能够获得替代校正调节过程的作用，由此提高生产率，并且降低投资成本。

如上文所述，在本发明中，分离的PCB保持单元形成在轮缘工具的图像传感器拾取部分的外侧，从而，当图像传感器通过图像传感器拾取部分被拾取并且然后附接至PCB上时，透镜壳体模块的安装高度与图像传感器的安装高度能够被制作为彼此相等。因此，在晶粒附接（D/A）工艺中，图像传感器的安装倾斜随着PCB的倾斜一起改变，从而以如下方式解决问题：图像传感器的倾斜随着PCB的倾斜而改变。因此，本发明能够防止如在相关技术中所描述的由于图像传感器的倾斜而导致的分辨率的降级，并且减少了用于维修和管理相机模块的相关成本。此外，本发明能够获得替代校正调节过程的作用，从而提高生产率，并且降低投资成本。

虽然出于解释说明的目的，已经公开本发明的一些示例性实施例，本发明不受限于此，并且对于本领域的技术人员而言将显而易见的是：在没有背离如在所附权利要求中披露的本发明的范围与精神的前提下，各种改变、增加以及替代是可能的。所以，本发明的保护范围必须通过以下权利要求进行解释并且其应该解释为：落入其相等范围中的所有精神被包含在本发明的范围中。

Claims

1.一种用于制造相机模块的设备，所述设备包括：

基部夹具，所述基部夹具从下方保持PCB；

轮缘工具，所述轮缘工具拾取图像传感器并且将所述图像传感器附接至所述PCB上；以及

壳体接合工具，所述壳体接合工具拾取壳体组件并且将所述壳体组件附接至所述PCB上，从而附接至所述PCB上的所述图像传感器被接收于所述壳体组件中，

其中，PCB保持单元与所述轮缘工具的图像传感器拾取部分一体地形成并且位于所述图像传感器拾取部分的外侧，当所述图像传感器被所述图像传感器拾取部分拾取并且附接至所述PCB上时，所述PCB保持单元与所述PCB接触以保持所述PCB。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，基于所述轮缘工具的所述图像传感器拾取部分的中心点，所述PCB保持单元包括：沿所有方向朝向所述图像传感器拾取部分的外侧延伸预定宽度的水平平面部分，以及从所述水平平面部分的边缘垂直于所述水平平面部分以预定长度向下形成的竖直构件。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述竖直构件被形成为隔离壁的类型，所述隔离壁完全地围绕所述图像传感器拾取部分。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述竖直构件被形成为位于所述图像传感器拾取部分的外侧的彼此面对的至少一对壁表面结构的类型。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述竖直构件被形成为位于所述图像传感器拾取部分的外侧的多个柱体构件的类型。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述图像传感器拾取部分被构造为真空类型或者夹持类型。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述图像传感器拾取部分具有接触突出部，所述接触突出部被构造为正方形形状、圆形形状、以及不连续杆形状中的任一种。