CN105159009B - 相机模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相机模块，其包括：基板，该基板设置有电极焊盘；图像传感器，该图像传感器布置在所述基板上；壳体，该壳体固定在所述基板上并容纳固定式透镜；执行器，该执行器布置在所述壳体的上方并且包括电极端子和可移动透镜；以及导电图案，该导电图案沿着所述壳体的表面从所述电极焊盘延伸到所述电极端子。由此，能够提高MEMS执行器的电极端子与基板的电极焊盘之间的电气可靠性，并能够容易地在它们之间形成电连接，从而减少了工艺的数量。

Description

相机模块
分案申请
本申请是申请号为201180025057.1的中国专利申请的分案申请，上述申请的申请日为2011年5月20日，发明名称为“具有MEMS执行器的相机模块”。
技术领域
本发明涉及一种相机模块，尤其涉及如下一种相机模块，该相机模块能够在MEMS(微机电系统)执行器与基板的电极焊盘之间容易地形成电气连接；还涉及该相机模块的快门绕组线的连接方法，该连接方法能够通过焊接而在所述快门绕组线与PCB(印制电路板)的输出端子焊盘之间容易地形成连接；并且还涉及利用所述方法制造的相机模块。
背景技术
通常，小型相机模块应用于各种IT设备和诸如可拍照手机、PDA以及智能电话的移动通信装置。
相机模块包括作为主要部件的、诸如CCD和CMOS的图像传感器，并且它被制造成能够调节焦距，从而控制图像尺寸。
在此，相机模块包括多个透镜，每个透镜均可移动地布置，从而能够改变它们的相对距离以控制焦距。
近来，对于使用MEMS执行器代替现有VCM(音圈电机)来实现自动对焦，已经积极地进行了研究。
在MEMS执行器中，可移动透镜固定到代替现有VCM的硅晶圆上。因此，当施加电压时，与可移动透镜固定的部分通过静电力而上下移动，以细微地调整该可移动透镜，从而实现自动对焦功能。
如图1所示，MEMS执行器10的电极端子11和基板的电极焊盘21焊接到FPCB(柔性印刷电路板)30，以便彼此电连接。
然而，在该MEMS执行器中，由于电极端子在结构上形成在下表面处，所以，其问题是：需要花费很多时间将PCB焊接到电极端子，并且，在电连接之后，也频繁出现故障。
此外，在焊接期间，该相机模块可能由于高温和热冲击而出现故障。
同时，相机具有快门，快门用于控制将光通过透镜传输到图像传感器的时间。快门仅在预定时段内打开以允许光通过，然后在该预定时段之后关闭以阻挡光。快门具有线圈的形状，以获得用于驱动该快门的磁场和电磁力。
为了将快门的绕组线端子与基板(该基板能够执行驱动器IC的指令)的正极焊盘及负极焊盘连接，主要使用手动焊接方法和涂覆并硬化导电Ag环氧树脂的方法。然而，这些方法在可加工性和生产率方面存在一些问题，而且，应用于诸如相机模块等的极其狭小空间的任何连接方法总是具有各种问题。
一些代表性问题是：灵敏的MEMS执行器的缓冲器电路的端子在耐热方面很弱，在焊接时产生的铅的溶剂气体(flux gas)对图像传感器和IR滤波器有不良影响，从而降低图像质量，并且，可能发生诸如接地部等的外围端子的短路，从而导致快门的运行问题。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种相机模块，其能够在MEMS执行器的电极端子与基板的电极焊盘之间容易地形成电连接。
此外，本发明的另一目的是提供如下一种相机模块，在该相机模块中，快门绕组线通过焊接而与输出端子焊盘连接，从而保护该相机模块的其它部件免受热量的影响，并且也防止了图像传感器等的性能恶化。
技术方案
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种相机模块，其包括：基板，该基板设置有电极焊盘；图像传感器，该图像传感器布置在所述基板上；壳体，该壳体固定在所述基板上并容纳固定式透镜；执行器，该执行器布置在所述壳体的上方并且包括电极端子和可移动透镜；以及导电图案，该导电图案沿着所述壳体的表面从所述电极焊盘延伸到所述电极端子。
根据本发明的又一个方面，提供了一种相机模块，其包括：基板，该基板设置有电极焊盘；图像传感器，该图像传感器布置在所述基板上；壳体，该壳体固定在所述基板上并容纳固定式透镜；执行器，该执行器布置在所述壳体的上方并且包括电极端子和可移动透镜；以及导电图案，该导电图案仅形成在所述壳体的表面上并从所述电极焊盘到所述电极端子。
根据本发明的另一个方面，提供了一种相机模块，其包括：基板，该基板设置有输出端子焊盘；图像传感器，该图像传感器布置在所述基板上；壳体，该壳体固定在所述基板上并容纳至少一个透镜；快门，该快门布置在所述壳体的上方，其中，从所述快门伸出的快门绕组线被焊接到所述输出端子焊盘，以便传输所述快门的控制信号。
本发明提供了一种相机模块，其包括：基板，该基板设置有电极焊盘和图像传感器；壳体，该壳体堆叠在所述基板上，并且该壳体的上部是敞口的，以便光入射到所述图像传感器上；MEMS执行器，该MEMS执行器安装在所述壳体处，并且该MEMS执行器的一侧具有电极端子；以及导电图案，该导电图案形成在所述壳体处，其中，该导电图案的下端与所述基板的电极焊盘连接，并且，该导电图案的上端与所述MEMS执行器的电极端子连接。
优选地，该导电图案的下端经由所述壳体的底表面而露出，以便与所述基板的电极焊盘连接，并且，该导电图案的上端经由所述壳体的上表面而露出，以便与所述MEMS执行器的电极端子连接。
优选地，该基板的电极焊盘包括多个正端子和多个负端子，并且，该导电图案的下端连接到所述多个正端子和多个负端子。
优选地，所述壳体包括：固定器，该固定器形成有光行进空间，光穿过该光行进空间而入射到图像传感器上；和透镜镜筒，该透镜镜筒插入到所述固定器的光行进空间中，并且，该透镜镜筒形成有孔，以便固定一个或多个透镜。
优选地，所述导电图案包括第一导电图案和第二导电图案，该第一导电图案形成为从所述电极焊盘延伸到所述固定器的光行进空间的内表面，并且，该第二导电图案形成在所述透镜镜筒的外表面处，以便与第一导电图案接触并延伸到上表面。
优选地，在所述透镜镜筒的上端处形成有延伸部，以便该延伸部与所述MEMS执行器的电极端子接触，并且，所述第二导电图案延伸到该延伸部的上表面。
此外，本发明还提供了相机模块的快门绕组线连接方法，该相机模块具有用于执行自动对焦的MEMS执行器和快门，所述连接方法包括：把从该快门伸出的快门绕组线焊接到形成在PCB处的输出端子焊盘，以便传输该快门的控制信号。
优选地，其中，所述快门绕组线和输出端子焊盘分别被成对地设置，使得所述快门绕组线和输出端子焊盘的正极及负极相互对应。
优选地，所述快门绕组线由焊接机焊接。
优选地，所述快门绕组线具有0.04～0.06mm的直径，所述焊接机的焊嘴处的电压是1.2～1.4V，并且所述焊接机的焊接时间是5～9ms。
有益效果
根据如上所述的本发明，能够提高MEMS执行器的电极端子与基板的电极焊盘之间的电气可靠性，并且能够容易地在它们之间形成电连接，从而减少了工艺的数量。
此外，还能够在没有PCB的情况下形成连接，从而增强价格竞争力。
此外，根据本发明的一个实施例，由于快门绕组线通过焊接而与输出端子焊盘连接，所以，能够保护该相机模块的其它部件免受热量的影响，并且也能防止所述图像传感器等的性能恶化。
附图说明
根据结合附图给出的对优选实施例的以下描述，本发明的上述及其它目的、特征以及优点将变得更加明显，在这些附图中：
图1是一种常规相机模块的透视图。
图2是根据本发明一个实施例的相机模块的分解透视图。
图3a是根据本发明的此实施例的相机模块壳体的平面图。
图3b是根据本发明的此实施例的相机模块壳体的侧视图。
图3c是根据本发明的此实施例的相机模块壳体的底视图。
图4是根据本发明的此实施例的相机模块的透镜镜筒的透视图。
图5是根据本发明的此实施例的透镜镜筒的放大图。
图6是根据本发明另一实施例的相机模块的分解透视图。
图7是包括MEMS执行器和快门的相机模块的分解透视图。
图8是示出了根据本发明实施例的相机模块的快门绕组线的连接方法的流程图。
图9至图12是示出了根据本发明实施例的相机模块的快门绕组线的连接方法中的连接过程的照片。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细描述本发明的实施例。然而，本发明不限于这些实施例，应当理解，本发明包括了处于本发明的精神和技术范围内的所有等同物和替代物。
应当注意，在本说明书中，所用的表述“特定构造元件连接到另一构造元件”意味着该特定构造元件直接连接到所述另一构造元件，并且也意味着在该特定构造元件和所述另一构造元件之间可以设有第三构造元件。
另一方面，上述表述“该特定构造元件直接连接到所述另一构造元件”意味着在该特定构造元件和所述另一构造元件之间未设有第三构造元件。
本文使用的术语仅用于描述具体的实施例，因此，本发明不限于此。此外，只要单数形式的表述在上下文中清楚地表示不同的含义，它也涵盖了复数形式的表述。
应理解的是，“包括”、“包含”、“含有”或“具有”旨在指示说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、元件和组件的存在或者它们的组合的存在，并非预先排除一个或多个其它的特征、数字、步骤、操作、元件以及组件的存在或它们的组合的存在或者其他的可能性。
而且，应理解的是，为了便于说明，这些附图可以被放大或者缩小。
相同或相应的部件被赋予相同的附图标记，因此，将不重复其描述。
参考图2，根据本发明一个实施例的相机模块包括：基板100，在该基板100中形成有电极焊盘110和图像传感器120；壳体200、300，所述壳体200、300堆叠在基板100上，并且，所述壳体200、300的上部是敞口的，以便光入射到图像传感器120上；MEMS执行器400，该MEMS执行器400安装在壳体200、300处，并且该MEMS执行器400的一侧具有电极端子420；以及导电图案，该导电图案形成在壳体200、300处。该导电图案的下端与电极焊盘110连接，而该导电图案的上端与MEMS执行器400的电极端子420连接。
该导电图案能够通过形成导电材料的所有普通方法来形成，也能够在注射成型所述壳体的同时形成图案。
可以使用普通PCB作为该基板100。在基板100的上表面处，形成有电气布线。
在基板100的电极焊盘110中，在基板100的侧表面处形成有正端子111和负端子112，而且，在与基板100的上述侧表面相反的侧表面处，还可形成有另一正端子111a和另一负端子112a。
图像传感器120可以包括具有多个像素的像素区域(未示出)，和多个电极(未示出)。在此，所述多个电极利用引线键合设备而电连接到基板100的电极(未示出)。
壳体200、300可以具有任何结构，只要它们能够堆叠在基板100上、其上部是敞口的以便光入射到图像传感器120上，并且MEMS执行器400能够固定在其上即可。
在根据本发明的此实施例的相机模块中，所述壳体具有如下结构：即，固定器200和透镜镜筒300彼此联接。
固定器200形成在基板100处，以便形成敞口的光行进空间211，使得光能够入射到图像传感器120上。
更详细地，光行进空间211的上部可以形成为圆柱形开口，以便容纳透镜镜筒300，并且，光行进空间211的下部可以形成为正方形开口，以便光入射到图像传感器120上。因此，固定器200的上部120形成为圆柱形形状，且固定器200的下部220形成为正方形形状。
然而，固定器200可以具有任何结构或形状，只要其能够形成光行进空间211即可。
在光行进空间211的内侧表面处形成有第一导电图案231、232。下面将参考图3a至图3c来详细描述第一导电图案231、232。
如图3a和图3b所示，第一导电图案231、232形成在光行进空间211的内侧表面处且具有所期望的厚度和宽度。此外，如图3c所示，第一导电图案231、232经由固定器200的底表面221的侧面而露出，从而当固定器200叠置在图2的基板100上时，该第一导电图案231、232与电极焊盘110电连接。
在此，经由固定器200的底表面221而露出的第一导电图案231、232利用诸如Ag环氧树脂的导电粘合剂来结合，以便能够电连接。
在基板100的电极焊盘110被设置为多个，即，还设有正端子111a和负端子112a的情况下，未描述的另一导电图案231a、232a电连接到该正端子111a和负端子112a。
透镜镜筒300布置在固定器200的上部处，并且，在透镜镜筒300的中央部分处形成有圆孔323，从而使透镜镜筒300上下相通。固定式透镜(未示出)插入到该圆孔323中，并且，在透镜镜筒300的外表面处形成有第二导电图案330、340。
透镜镜筒300具有能插入到光行进空间211中的、所期望的尺寸和形状。
参考图4和图5，第二导电图案330、340包括：下端332、342；上端334、344；以及连接线331、341，该连接线331、341将所述下端332、342和上端334、344电连接。
第二导电图案330、340的下端332、342在其高度方向上形成在透镜镜筒300的下端310的外表面处，以便通过彼此接触而与固定器200的第一导电图案231、232电连接。
根据形成在基板100处的电极焊盘110的数目，第二导电图案330、340还可以形成有另一下端333、343。如果这些导电图案中的一个出现故障，可以使用其余的导电图案来维持电连接，从而提高其电气可靠性。
接下来，将描述在MEMS执行器400的电极端子42与透镜镜筒300之间形成电连接的构造。
透镜镜筒300的上部320形成为板状，并且，在该上部320的侧表面处形成有多个突起321，以便固定所述MEMS执行器400。这些突起321之一以所期望的高度向上突出，以形成延伸部322。如图4所示，第二导电图案330、340的上端334、344形成在该延伸部322的上表面322a处。
延伸部322具有所期望的高度，当MEMS执行器400安装在透镜镜筒300处时，该高度使得延伸部322能够与MEMS执行器400的电极端子420接触。
该MEMS执行器使用硅晶圆而不是现有的音圈来细微地调整可移动透镜(未示出)，并且，电极端子420形成在该MEMS执行器的上表面处。
在MEMS执行器400的中心部分处形成有开口412。虽然图中未示出，但在开口412的侧表面处形成有用于支撑所述可移动透镜(未示出)的透镜安装座(未示出)。该透镜安装座通过静电力而被上下驱动，以便调整所述可移动透镜的焦距。
MEMS执行器400的电极端子420包括通过被接触而电连接的正电极421和负电极422。在此，为了确保电气可靠性，电极端子420和第二导电图案330、340的上端334、344可利用导电粘合剂来彼此固定。
在此，为了防止与相邻电极之间的电短路，所述导电粘合剂是各向异性导电粘合剂。
通过这种构造，基板100的电极焊盘110和MEMS执行器400的电极端子420通过第一导电图案231、232和第二导电图案330、340而彼此连接，以便在组装该相机模块时同时被电连接，由此简化了其制造过程。
图6示出了根据本发明另一实施例的相机模块的分解透视图。
由于本实施例的相机模块的构造与前一实施例中的相同，所以，将省略其详细描述。
在根据本发明的此实施例的相机模块中，电极焊盘110的正端子111和负端子112形成在基板100的一侧处，以便与第一导电图案231、232电连接。
此外，第一导电图案231、232与透镜镜筒300的第二导电图案330、340电连接，并且，第二导电图案330、340与MEMS执行器400的电极端子420连接。
通过这种构造，形成在基板100处的电极焊盘110能够容易地连接到MEMS执行器400的电极端子420。特别地，电极焊盘110不需要改变其现有位置，因此不需要额外的制造成本。
图7是包括MEMS执行器和快门的相机模块的分解透视图。如图7所示，通过根据本发明的快门绕组线连接方法而制造的相机模块包括MEMS执行器20和快门30，以减少其重量和尺寸。该相机模块可以包括电磁屏蔽盒10、图像传感器40以及PCB 50。
在MEMS执行器20中，梳状驱动器(comb driver)用于利用静电力来调整焦距，而快门30基于缠绕在磁性体上的快门绕组线、通过磁场和电磁力以预定的速度运行。图像传感器40用于从外部接收光学信号并将其转换成电信号，并且，PCB 50是陶瓷基板，其上印制有用于传输各种电信号的电路。图像传感器40、电磁屏蔽盒10等可以安装在PCB 50的上部焊盘上。
对于通过根据本发明的快门绕组线连接方法而制造的相机模块，由于其具有小的尺寸，如果每个元件都安装在PCB 50上，则快门绕组线32、34的连接空间就变得非常狭窄。特别地，在进行焊接的情况下，这可能对其它元件有不良影响。
图8是示出了根据本发明实施例的相机模块的快门绕组线的连接方法的流程图。参考图8，在根据本发明的相机模块的快门绕组线连接方法中，把从快门30伸出的快门绕组线32、34焊接到形成在PCB 50处的输出端子焊盘52、54，以便传输该快门30的控制信号(S10)。
在此，快门绕组线32、34是从缠绕在快门30的磁性体上的线圈延伸到外部的导线。该快门绕组线32、34由铜形成。此外，PCB 50的输出端子焊盘52、54被成对地设置，以便与具有正极和负极的快门绕组线32、34焊接。通过在铜箔上镀金来形成该输出端子焊盘52、54。
在该焊接过程中，通过焊接机W来焊接快门绕组线32、34。在快门绕组线32、34具有0.04～0.06mm直径的情况下，优选的是，焊接机W的焊嘴处的电压是1.2～1.4V，并且，焊接机W的焊接时间是5～9ms。在这种情况下，因为仅局部产生热量，所以，该热量对其它元件(例如，所述图像传感器或MEMS执行器)没有任何影响。
图9至图12是示出了根据本发明实施例的相机模块的快门绕组线的连接方法中的连接过程的照片。如图9至图11所示，每个快门绕组线32、34均利用焊接机W焊接到输出端子焊盘52、54，使得快门绕组线32、34和输出端子焊盘52、54的正极及负极相互对应。在此，在不使用焊料的情况下，该输出端子焊盘52、54和快门绕组线32、34利用在输出端子焊盘52、54和快门绕组线32、34之间的接触点处由于焊嘴的电势差而局部产生的热量来彼此直接联接。
最后，如图12所示，由于该连接不是通过焊料实现的，所以，不必提供用于其它材料(例如，焊料、Ag环氧树脂)的空间，并且也易于安装所述电磁屏蔽盒10。
虽然本文为了说明其原理而提供了各种实施例，但本发明不限于这些实施例。
根据如上所述的本发明，能够提高MEMS执行器的电极端子与基板的电极焊盘之间的电气可靠性，并且能够容易地在它们之间形成电连接，从而减少了工艺的数量。
此外，还能够在没有PCB的情况下形成连接，从而增强价格竞争力。
此外，根据本发明的一个实施例，由于快门绕组线通过焊接而与输出端子焊盘连接，所以，能够保护该相机模块的其它部件免受热量的影响，并且也能防止所述图像传感器等的性能恶化。
虽然已参考特定实施例描述了本发明，但对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围情况下，可以进行各种修改和变型。

Claims (18)

1.一种相机模块，包括：
基板，所述基板设置有电极焊盘；
图像传感器，所述图像传感器布置在所述基板上；
壳体，所述壳体固定在所述基板上并容纳固定式透镜；
MEMS(微机电系统)执行器，所述MEMS(微机电系统)执行器布置在所述壳体的上方，并且包括电极端子和可移动透镜；以及
导电图案，所述导电图案沿着所述壳体的表面从所述电极焊盘延伸到所述电极端子。
2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述壳体包括：固定器，所述固定器布置在所述基板上；以及透镜镜筒，所述透镜镜筒容纳所述固定式透镜，所述透镜镜筒联接到所述固定器，
所述导电图案包括第一导电图案和第二导电图案，并且
所述第一导电图案形成在所述固定器的内表面上，并且所述第二导电图案形成在所述透镜镜筒的外表面上。
3.根据权利要求2所述的相机模块，其中，所述第一导电图案的一端电连接到所述电极焊盘，并且所述第二导电图案的一端电连接到所述MEMS(微机电系统)执行器的所述电极端子。
4.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述基板的所述电极焊盘包括多个正端子和多个负端子，并且，所述导电图案的下端连接到所述多个正端子和多个负端子。
5.根据权利要求2所述的相机模块，其中，在所述透镜镜筒的上端处形成有延伸部，以便所述延伸部与所述MEMS(微机电系统)执行器的所述电极端子接触，并且，所述第二导电图案延伸到所述延伸部的上表面。
6.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述MEMS(微机电系统)执行器具有用于固定所述可移动透镜的开口。
7.根据权利要求2所述的相机模块，其中，所述第一导电图案的一端通过导电粘合剂而结合到所述电极焊盘。
8.根据权利要求2所述的相机模块，其中，所述第二导电图案的一端通过导电粘合剂而结合到所述MEMS(微机电系统)执行器。
9.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述导电图案的一部分在所述壳体的透镜镜筒的圆周方向上延伸。
10.一种相机模块，包括：
基板，所述基板设置有电极焊盘；
图像传感器，所述图像传感器布置在所述基板上；
壳体，所述壳体固定在所述基板上并容纳固定式透镜；
MEMS(微机电系统)执行器，所述MEMS(微机电系统)执行器布置在所述壳体的上方，并且包括电极端子和可移动透镜；以及
导电图案，所述导电图案仅形成在所述壳体的表面上并从所述电极焊盘到所述电极端子。
11.根据权利要求10所述的相机模块，其中，所述壳体包括：固定器，所述固定器布置在所述基板上；以及透镜镜筒，所述透镜镜筒容纳所述固定式透镜，所述透镜镜筒联接到所述固定器，
所述导电图案包括第一导电图案和第二导电图案，并且
所述第一导电图案形成在所述固定器的内表面上，并且所述第二导电图案形成在所述透镜镜筒的外表面上。
12.根据权利要求11所述的相机模块，其中，所述第一导电图案的一端电连接到所述电极焊盘，并且所述第二导电图案的一端电连接到所述MEMS(微机电系统)执行器的所述电极端子。
13.根据权利要求10所述的相机模块，其中，所述基板的所述电极焊盘包括多个正端子和多个负端子，并且，所述导电图案的下端连接到所述多个正端子和多个负端子。
14.根据权利要求11所述的相机模块，其中，在所述透镜镜筒的上端处形成有延伸部，以便所述延伸部与所述MEMS(微机电系统)执行器的所述电极端子接触，并且，所述第二导电图案延伸到所述延伸部的上表面。
15.根据权利要求10所述的相机模块，其中，所述MEMS(微机电系统)执行器具有用于固定所述可移动透镜的开口。
16.根据权利要求11所述的相机模块，其中，所述第一导电图案的一端通过导电粘合剂而结合到所述电极焊盘。
17.根据权利要求11所述的相机模块，其中，所述第二导电图案的一端通过导电粘合剂而结合到所述MEMS(微机电系统)执行器。
18.一种相机模块，包括：
基板，所述基板设置有输出端子焊盘；
图像传感器，所述图像传感器布置在所述基板上；
壳体，所述壳体固定在所述基板上并容纳至少一个透镜；
快门，所述快门布置在所述壳体的上方，
其中，从所述快门伸出的快门绕组线被焊接到所述输出端子焊盘，以便传输所述快门的控制信号。
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