CN105472215A - 具有电气支架的摄像模组及其组装方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一具有电气支架的摄像模组及其组装方法和应用,该摄像模组将原先倒晶封装(Flip？Chip)工艺中的金导柱(Au？Pillar)替换为铜导柱(Cu？Pillar)，且利用超声波焊接工艺或ACA/ACF工艺，以实现所述摄像模组中所述电气支架上的铜连接盘与IC上的铝连接盘导通。
Description
技术领域
本发明涉及摄像模组，特别涉及一摄像模组的连接部件的导通组装工艺，以降低生产成本、提高加工精度和提升所述摄像模组的可靠性。
背景技术
随着科技的发达，各种科技产品相对因应而生，其中伴随着大功率、微型化电子器件的不断发展，在电子器件或相关产品中，现今最便利且生活化的电子相关产品以便携式和穿载式的电子产品为代表，其中作为便携式电子设备的标配部件之一的摄像模组中的工艺技术也面临许多的问题。在在常规的摄像模组组装工序中，集成电路(integratedcircuit，IC)或晶片(chip与PCB是通过连接盘(Pad)和连接盘(Pad)间的打线接合(Wirebonding，W/B)，或是通过连接盘(Pad)和连接盘(Pad)间的锡膏焊接实现导通，即为芯片尺寸级封装(ChipScalePackage，CSP)，上述两种工艺都存在一定局限性，其中打线接合(Wirebonding，W/B)工艺需要对每个连接盘(Pad)进行植球绑线的工艺，耗费较对工时，影响生产效率增加制造成本。其中芯片尺寸级封装(CSP)工艺要求IC进行平面网格阵列封装(LGA)封装，所述平面网格阵列封装(LGA)是一种积体电路(IC)的表面安装技术，其特点在于其针脚是位于插座上而非积体电路上，但相对而言会增加IC的高度，并且在焊接时连接盘(Pad)和连接盘(Pad)间会有50um左右的锡膏厚度，使得整体模组的高度高于打线接合(Wirebonding，W/B)工艺模组，这不符合现移动终端轻薄美观的发展趋势。
说明书附图之图1阐释了依据现有技术的一摄像模组，其中该摄像模组包括一镜头1，一马达2，一滤光片3，一底座4，至少一金线5，一驱控组件6，一线路板7，一感光芯片8，和至少一马达焊点9，其中该感光芯片8贴于该线路板7的顶表面，其中通过打线接合(Wirebonding，W/B)将感光芯片8和该线路板7用该金线5(例如铜线)导通，其中该滤光片3贴附于该底座4或者该镜头1。待该摄像模组组装完成后，对马达上引脚进行焊接，以将该马达2可通电连接于该线路板7，从而使该线路板7能够对该马达2提供能量并进一步控制该马达2的运动。
虽然该摄像模组在目前的摄像模组领域得到广泛的应用，但其同时也存在许多的弊端。
首先，该线路板7和该感光芯片8通过该金线5进行导通。这种连接在牢固性上不易保障。另外，该底座4必须提供较大的保护空间，以使该金线5能够被牢固设置。也就是说，该底座4的尺寸相应较大。相应的，整个摄像模组的尺寸较大。
其次，在焊接工艺中，接头中容易有气孔缺陷，和生成脆性金属间化合物，以及在电阻焊时易出现的熔融金属的喷溅等问题。
另外，使用该金线5，其成本较高，考虑到现在市场的激烈竞争，降低制造成本以增加竞争力是最直接的方法。
综合以上考虑，本发明提出了的方案以满足市场对轻薄美观的需求，降低成本提升产品竞争力。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中将原先倒晶封装(FlipChip)工艺中的金导柱(AuPillar)替换为铜导柱(CuPillar)，且利用超声波焊接工艺或ACA/ACF工艺，以实现所述摄像模组中所述电气支架上的铜连接盘与IC上的铝连接盘导通。
本发明的另一目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中透过所述超声波焊接工艺或ACA/ACF工艺，使得接头中不出现宏观的气孔缺陷、不生成脆性金属间化合物、不发生像电阻焊时易出现的熔融金属的喷溅等问题。
本发明的另一目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中通过铜材替代金材，原材料成本可降低90％以上。
本发明的另一目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中透过所述超声波焊接工艺可解决手工焊接时无法接触到焊接区域的问题，且通过超声波产生的高频振动，故无需对焊接件附加外界条件及中间介质，以降低生产难度及生产成本。
本发明的另一目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中通过所述ACF/ACA技术可缩减现有工序，减少底部填充剂(underfill)的工艺，降低制造成本，同时IC无需定制，可满足现通用设计架构下的IC。
本发明的另一目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中所述摄像模不需要传统工艺中的底座，透过所述电气支架能够集成了传统摄像模组中的底座和线路板的作用，使结构更紧凑。
本发明的另一目的在于提供一摄像模组及其组装方法，其中所述摄像模组包括一电气支架，其中所述电气支架可以做成任意外形，除具备传统线路板所具备的功能(芯片、马达等电子器件的电信号导通)外，还具备传统底座支撑滤光片、作为马达底座支架的作用。
为达到以上目的，本发明提供一摄像模组，其包括：
一光学镜头，
一电气支架，其包括多个支架连接盘；以及
一感光芯片，其包括多个芯片连接盘与所述多个支架连接盘连接，以实现导通。
根据本发明的一个实施例,所述摄像模组还包括一滤光片，其设置于所述感光芯片和所述光学镜头之间，并且透过所述电气支架支撑,所述光学镜头安装于所述电气支架,所述摄像模组是定焦摄像模组。
根据本发明的一个实施例,所述摄像模组还包括一马达,其可导通地连接于所述电气支架,其中所述电气支架设置一电路包括多个电元件和一组导体，其中该组导体以预设方式可通电连接所述电元件以及所述马达和所述感光芯片，从而使所述摄像模组形成预设电路，以进行预设驱动和调整。
根据本发明的一个实施例,所述摄像模组还包括一滤光片,一马达和一柔性线路板，所述滤光片设置于所述感光芯片和所述光学镜头之间，并且透过所述电气支架支撑,所述马达可导通地连接于所述电气支架,从而所述摄像模组是自动对焦摄像模组,其中所述电气支架设置一电路包括多个电元件和一组导体，其中该组导体以预设方式可通电连接所述电元件以及所述马达、所述柔性线路板以及所述感光芯片，从而使所述摄像模组形成预设电路，以进行预设驱动和调整。
根据本发明的一个实施例，所述电气支架包括一马达焊盘，其被用于将所述马达可通电连接于所述电路。
根据本发明的一个实施例，所述马达包括一系列马达导件和一马达主体，其中所述马达导件被设置于所述马达主体。
根据本发明的一个实施例，所述马达包括一系列马达导件和一马达主体，其中所述马达导件被设置于所述马达主体，其中所述马达导件与所述电气支架上的所述马达焊盘进行可通电连接。
根据本发明的一个实施例，所述多个芯片连接盘与所述多个支架连接盘透过一超声波工艺连接。
根据本发明的一个实施例，所述超声波工艺的一高频振动的一频率为17KHZ至27KHZ之间。
根据本发明的一个实施例，所述支架连接盘实施为铜材料所制成。
根据本发明的一个实施例，所述芯片连接盘实施为铝材料所制成。
根据本发明的一个实施例，摄像模组包括一导电介质，其涂覆或贴覆于所述支架连接盘区域或所述芯片连接盘区域，以进行一热压合。
根据本发明的一个实施例，所述支架连接盘与所述芯片连接盘透过一ACF/ACA工艺连接。
根据本发明的一个实施例，所述热压合温度为150～200℃。
根据本发明的一个实施例，本发明还提供一摄像模组的电气支架和感光芯片的组装方法，包括如下步骤：
(S01)将一电气支架的多个支架连接盘与一感光芯片的多个芯片连接盘分别地进行好对位；
(S02)将所述摄像模组固定于一超声波工作台；
(S03)通过一压头施加一压力于所述摄像模组；
(S04)通过所述超声波工作台促发一高频振动；以及
(S05)使得所述支架连接盘和所述芯片连接盘产生一高频摩擦进而聚合。
根据本发明的一个实施例，步骤(S03)，所述压头具有一热量，其温度为150℃到250℃。
根据本发明的一个实施例，步骤(S03)，所述压头施加的所述压力为25N至50N到所述摄像模组。
根据本发明的一个实施例，步骤(S04)，所述高频振动的频率为17KHZ至27KHZ之间。
根据本发明的一个实施例，步骤(S05)，所述支架连接盘和所述芯片连接盘发生分子聚合，进而实现导通。
根据本发明的一个实施例，步骤(S02)，是通过多个吸气孔固定所述摄像模组在超声波工作台上，限制组件的Z方向移动。
根据本发明的一个实施例，步骤(S02)，是透过多个限位装置限制所述摄像模组的X,Y方向移动。
根据本发明的一个实施例，所述支架连接盘实施为铜材料所制成。
根据本发明的一个实施例，所述芯片连接盘实施为铝材料所制成。
根据本发明的一个实施例，本发明还提供另一摄像模组的电气支架和感光芯片组装方法，包括如下步骤：
(S001)在一电气支架的多个支架连接盘涂覆或贴覆一种导电介质或者在一感光芯片的多个芯片连接盘涂覆或贴覆所述导电介质；
(S002)将所述电气支架的所述多个支架连接盘与所述感光芯片的所述多个芯片连接盘分别地进行好对位；
(S003)预贴覆所述多个支架连接盘与所述多个芯片连接盘；以及
(S004)热压合所述多个支架连接盘与所述多个芯片连接盘。
根据本发明的一个实施例，步骤(S001)，所述导电介质是异方性导电胶膜(ACF)。
根据本发明的一个实施例，步骤(S001)，所述导电介质是异方性导电胶(ACA)。
根据本发明的一个实施例，步骤(S004)，所述热压合的温度在150℃到250℃
附图说明
图1是已知常规摄像模组的结构示意图。
图2是根据本发明的一个优选实施例的一摄像模组的剖视图。
图3是根据本发明的一个优选实施例的一摄像模组的爆炸视图。
图4是根据本发明的一个优选实施例的一摄像模组的电气支架和感光芯片组装方法的示意图，其中为采用超声波工艺。
图5是根据本发明的一个优选实施例的另一摄像模组的电气支架和IC组装方法的局部示意图，其中采用ACF/ACA工艺。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
如图2到图5所示，是根据本发明的第一优选实施例的一摄像模组，所述摄像模组包括一电气支架10、一柔性线路板20、一感光芯片30、一光学镜头40以及一马达50。可以理解的是,本发明示意的一自动对焦模组,在其他实施例中,也可以没有所述马达50,从而所述摄像模组是定焦摄像模组.
在这个实施例中,所述光学镜头40被安装于所述马达50，并且所述光学镜头40可以被所述马达50驱动以适于自动对焦。所述柔性线路板20和所述马达50被设置于所述电气支架10的不同侧，以使所述光学镜头40位于所述感光芯片30的感光路径，从而在所述摄像模组用于采集物体的影像时，被物体反射的光线能够在藉由所述光学镜头40的处理之后进一步被所述感光芯片30接受以适于进行光电转化。也就是说，在本发明中，所述电气支架10可以用于连接所述柔性线路板20和所述马达50。即所述电气支架10同时集成了传统的摄像模组的底座和线路板的功能，以用来组装马达镜头组件和连接感光芯片的柔性线路板的作用。
所述电气支架10设置一电路19，其中所述电路19包括多个电元件192和一组导体191，其中该组导体191以预设方式可通电连接所述电元件192以及所述马达50、所述柔性线路板20以及所述感光芯片30，从而使所述摄像模组形成预设电路，以进行预设驱动和调整。
所述电气支架10包括一马达焊盘14，其被用于将所述马达50可通电连接于所述电路19，以使所述马达50能够被驱动并进一步驱动所述光学镜头40，进而对所述摄像模组进行调节。
所述感光芯片30电连接于所述柔性线路板20。具体地，所述感光芯片30被贴装于所述电气支架10，其中所述电气支架10被贴装于所述柔性线路板20，其中所述感光芯片30通过设置于所述电气支架10的所述导体191电连接于所述柔性线路板20。
所马达50包括一系列马达导件51和一马达主体52，其中所述马达导件51被设置于所述马达主体52。值得一提的是，所述马达导件51在所述马达主体52上的位置与所述电气支架10上的所述马达焊盘14的位置相适应。以使所述马达50被设置于所述电气支架10时，所述马达50能够与所述电路19进行可通电连接，进而与所述柔性线路板20进行可通电连接。更具体地，所述马达导件51与所述电气支架10上的所述马达焊盘14进行可通电连接，其可通电连接方式可以但不限于ACP(异向导电胶)、超声波焊接、热压焊接、回流焊焊接。
依据本发明的所述优选实施例，所述摄像模组还包括一滤光片60，其中所述滤光片被用于滤除杂光，以进一步提高摄像质量。所述滤光片60被设置于所述感光芯片30和所述光学镜头40之间，并且透过所述电气支架10支撑。
根据本发明优选实施例，如图4所示，所述电气支架10包括多个支架连接盘17，所述感光芯片30包括多个芯片连接盘31，其中所述电气支架10的多个所述支架连接盘17分别地对位于所述感光芯片30的多个所述芯片连接盘31，并利用一治具预固定后利用一超声波工艺进行加工，使得导通。值得一提的是，所述支架连接盘17可实施为铜材料所制成。所述芯片连接盘31可实施为铝材料所制成。
根据本发明优选实施例，如图5所示，为采用ACF/ACA工艺，其中所述ACF即是异方性导电胶膜(AnisotropicConductiveFilm)，所述ACA即是异方性导电胶(AnisotropicConductiveAdhesive)。其中在所述电气支架10的多个所述支架连接盘17区域涂覆或贴覆一种导电介质可以是ACF也可以是ACA，贴加方式不限。同样也可以是在所述感光芯片30的多个所述芯片连接盘31区域贴加一种导电介质，贴加方式不限。然后在将所述支架连接盘17和所述芯片连接盘31进行对位后即预贴覆，其中可进行热压合，亦可选则不进行热压合。值得一提的是，若选用热压合时，即热压和温度在150～200℃。
值得一提的是，如图4所示，根据本发明优选实施例还提供一摄像模组的连接部件组装方法，其包括如下步骤：
(S01)将一电气支架10的多个支架连接盘17与一感光芯片30的多个芯片连接盘31分别地进行好对位；
(S02)将所述摄像模组固定于一超声波工作台100；
(S03)通过一压头200施加一压力于所述摄像模组；
(S04)通过所述超声波工作台100促发一高频振动；以及
(S05)使得所述支架连接盘17和所述芯片连接盘31产生一高频摩擦进而聚合。
值得一提的是，根据步骤(S03)，所述压头200具有一热量，其温度为150℃到250℃。并且所述压头施加的所述压力为25N至50N到所述摄像模组。
另外，根据步骤(S04)，所述高频振动，其频率为17KHZ至27KHZ之间。
另外，根据步骤(S05)，其中当产生所述高频摩擦，即使得所述支架连接盘17和所述芯片连接盘31发生分子聚合，进而实现导通。
特别地，根据步骤(S02)，当所述摄像模组放置于所述超声波工作台100时，是通过多个吸气孔300固定所述摄像模组在超声波工作台100上，限制组件的Z方向移动。另外，在组件四周设置有多个限位装置400，以限制所述摄像模组的X,Y方向移动，这样可以使所述摄像模组进行连接时，确保在正确的位置。
另外，在连接时，所述感光芯片30通过所述压头上的吸气孔被吸附在所述压头上，所述电气支架10的所述支架连接盘17和所述感光芯片30所述芯片连接盘31受力接触。
值得一提的是，所述支架连接盘17可实施为铜材料所制成。所述芯片连接盘31可实施为铝材料所制成。
本领域的技术人员应理解，在所述超声波工作台进行所述高频振动使所述支架连接盘17和所述芯片连接盘31连接时，其中是可以先预组装进行步骤(S01)使所述支架连接盘17和所述芯片连接盘31先行定位，亦可将所述支架连接盘17和所述芯片连接盘31的定位和连接同时进行。
值得一提的是，如图5所示，根据本发明优选实施例还提供另一摄像模组的连接部件组装方法，其包括如下步骤：
(S001)在一电气支架10的多个支架连接盘17涂覆或贴覆一种导电介质500或者在一感光芯片30的多个芯片连接盘31涂覆或贴覆所述导电介质500；
(S002)将所述电气支架10的所述多个支架连接盘17与所述感光芯片30的所述多个芯片连接盘31分别地进行好对位；
(S003)预贴覆所述多个支架连接盘17与所述多个芯片连接盘31；以及
(S004)热压合所述多个支架连接盘17与所述多个芯片连接盘31。
值得一提的是，根据步骤(S001)，所述导电介质500可以是ACF或者是ACA，即是异方性导电胶膜(AnisotropicConductiveFilm)，或是异方性导电胶(AnisotropicConductiveAdhesive)。
本领域的技术人员应理解，上述(S003)不是必须的作动，也就是说，可以预贴覆后，在进行热压合，亦可以进行步骤(S002)的对位后，直接进行步骤(S004)的热压合。其中所述热压合的温度在150℃到250℃。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (29)
1.一摄像模组，其特征在于，包括：
一光学镜头，
一电气支架，其包括多个支架连接盘；以及
一感光芯片，其包括多个芯片连接盘与所述多个支架连接盘连接，以实现导通。
2.根据权利要求1所述的摄像模组，其中摄像模组还包括一滤光片，其设置于所述感光芯片和所述光学镜头之间，并且透过所述电气支架支撑,所述光学镜头安装于所述电气支架,所述摄像模组是定焦摄像模组。
3.根据权利要求1所述的摄像模组，其中还包括一马达,其可导通地连接于所述电气支架,其中所述电气支架设置一电路包括多个电元件和一组导体，其中该组导体以预设方式可通电连接所述电元件以及所述马达和所述感光芯片，从而使所述摄像模组形成预设电路，以进行预设驱动和调整。
4.根据权利要求2所述的摄像模组，其还包括一滤光片,一马达和一柔性线路板，所述滤光片设置于所述感光芯片和所述光学镜头之间，并且透过所述电气支架支撑,所述马达可导通地连接于所述电气支架,从而所述摄像模组是自动对焦摄像模组,其中所述电气支架设置一电路包括多个电元件和一组导体，其中该组导体以预设方式可通电连接所述电元件以及所述马达、所述柔性线路板以及所述感光芯片，从而使所述摄像模组形成预设电路，以进行预设驱动和调整。
5.根据权利要求3所述的摄像模组，其中所述电气支架包括一马达焊盘，其被用于将所述马达可通电连接于所述电路。
6.根据权利要求4所述的摄像模组，其中所述电气支架包括一马达焊盘，其被用于将所述马达可通电连接于所述电路。
7.根据权利要求5所述的摄像模组，其中所述马达包括一系列马达导件和一马达主体，其中所述马达导件被设置于所述马达主体。
8.根据权利要求6所述的摄像模组，其中所述马达包括一系列马达导件和一马达主体，其中所述马达导件被设置于所述马达主体，其中所述马达导件与所述电气支架上的所述马达焊盘进行可通电连接。
9.根据权利要求1所述的摄像模组，其中所述多个芯片连接盘与所述多个支架连接盘透过一超声波工艺连接。
10.根据权利要求9所述的摄像模组，其中所述超声波工艺的一高频振动的一频率为17KHZ至27KHZ之间。
11.根据权利要求1至10所述的摄像模组，其中所述支架连接盘实施为铜材料所制成。
12.根据权利要求1至10所述的摄像模组，其中所述芯片连接盘实施为铝材料所制成。
13.根据权利要求1所述的摄像模组，其中摄像模组包括一导电介质，其涂覆或贴覆于所述支架连接盘区域或所述芯片连接盘区域，以进行一热压合。
14.根据权利要求13所述的摄像模组，其中所述支架连接盘与所述芯片连接盘透过一ACF/ACA工艺连接。
15.根据权利要求14所述的摄像模组，其中所述热压合温度为150～200℃。
16.一摄像模组的电气支架和感光芯片的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：
(S01)将一电气支架的多个支架连接盘与一感光芯片的多个芯片连接盘分别地进行好对位；
(S02)将所述摄像模组固定于一超声波工作台；
(S03)通过一压头施加一压力于所述摄像模组；
(S04)通过所述超声波工作台促发一高频振动；以及
(S05)使得所述支架连接盘和所述芯片连接盘产生一高频摩擦进而聚合。
17.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(S03)，所述压头具有一热量，其温度为150℃到250℃。
18.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(S03)，所述压头施加的所述压力为25N至50N到所述摄像模组。
19.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(S04)，所述高频振动的频率为17KHZ至27KHZ之间。
20.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(S05)，所述支架连接盘和所述芯片连接盘发生分子聚合，进而实现导通。
21.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(S02)，是通过多个吸气孔固定所述摄像模组在超声波工作台上，限制组件的Z方向移动。
22.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(S02)，是透过多个限位装置限制所述摄像模组的X,Y方向移动。
23.根据权利要求16至22中任一所述的方法，其中所述支架连接盘实施为铜材料所制成。
24.根据权利要求16至22中任一所述的方法，其中所述芯片连接盘实施为铝材料所制成。
25.一摄像模组的电气支架和感光芯片组装方法，其特征在于，包括如下步骤：
(S001)在一电气支架的多个支架连接盘涂覆或贴覆一种导电介质或者在一感光芯片的多个芯片连接盘涂覆或贴覆所述导电介质；
(S002)将所述电气支架的所述多个支架连接盘与所述感光芯片的所述多个芯片连接盘分别地进行好对位；
(S003)预贴覆所述多个支架连接盘与所述多个芯片连接盘；以及
(S004)热压合所述多个支架连接盘与所述多个芯片连接盘。
26.根据权利要求25所述的方法，其中步骤(S001)，所述导电介质是异方性导电胶膜(ACF)。
27.根据权利要求25所述的方法，其中步骤(S001)，所述导电介质是异方性导电胶(ACA)。
28.根据权利要求26所述的方法，其中步骤(S004)，所述热压合的温度在150°C到250℃。
29.根据权利要求27所述的方法，其中步骤(S004)，所述热压合的温度在150°C到250℃。
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