CN108234831B - 改善平整度的摄像模组和感光组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一改善平整度的摄像模组和感光组件及其制造方法，其中通过一金属调平板贴附于所述印刷电路板，使微致动器(MEMS Actuator)贴附于所述调平板时得以增强贴附平整度。

Description

改善平整度的摄像模组和感光组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一电路板结构，尤其涉及改善摄像模组中贴附平整度的印刷电路板结构及其制造方法。

背景技术

数位相机最常见的自动对焦制动器(亦即步进马达)并不适用于手机市场，现今大多数手机的自动对焦相机或摄像模组均采用音圈马达(VCM)技术。随着摄像模组应用不断发展，在数位自动对焦(Auto Focus)和光学防手震(OIS)等新技术类型模组对制作工艺要求也越来越高。因此，微机电系统(MEMS)技术的兴起，开启了摄像模组应用中的新视野，并满足市场在功能上需求。其中经由微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)，也就是MEMS陀螺仪在低照度或移动等环境因素影响下提升照相品质，达到光学防抖(OIS)也日益受到关注。

但是，如图1所示为现今微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)3A与PCB基板1A的组装结构示意图，其中由于PCB基板1A来料的平整度并无法达到高精度的要求，因此在将微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)2A贴附到PCB基板1A的平整度相对受到很大的影响，进一步对光学防手震(OIS)的良率产生很大的影响。也就是说，大部份的PCB基板在用于微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)2A贴附时，将造成微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)贴附不平整和进一步地与摄像模组的感光元件3A贴附后产生约9-10％的不良率。所以PCB基板1A的平整度对于微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)2A与PCB基板1A的组装结构和摄像模组的感光元件贴附的生产良率而言有着很大的影响。特别地，在感光元件3A贴附于所述微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)2A时，将受其平整度的影响，进一步地影响生产良率。本发明经过测试，经测试投产数量在413pcs，其中造成微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)2A不良的数量为40pcs，因此，不良率为9.6％。因此，本发明将针对此点提供改善微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)2A贴附PCB基板1A不良率的问题，以降低不良率的产生。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一摄像模组和感光组件及其制造方法，其中通过一调平板改善微机电系统元件贴合的平整度，从而降低组装制程的不良率。特别地，当所述印刷电路板结构应用于摄像模组，并由微致动器代替音圈马达时，所述微致动器将结合于所述印刷电路板结构的所述调平板，以改善所述微致动器直接结合PCB基板所造成所述微致动器贴附不良率的问题。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组和感光组件及其制造方法，其中应用于所述摄像模组的所述微致动器贴附时，将使组装制程的贴附良率上升8.9％。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组和感光组件及其制造方法，其中所述调平板的厚度在0.08-0.2mm,以提升所述摄像模组的所述微致动器贴附时的平整度。

为了达到以上至少一个目的，本发明提供一摄像模组,其特征在于，包括：

至少一印刷电路板结构，至少一微致动器，至少一感光元件，至少一镜头，其中所述镜头位于所述感光元件的感光路径上，其中所述印刷电路板结构包括至少一印刷电路板和至少一调平板，所述微致动器贴附所述调平板，所述调平板贴附于所述印刷电路板，其中所述微致动器用于连接至所述感光元件以驱动所述感光元件产生位移。

在一些实施例中，所述调平板的平整度在±10μm以内。

在一些实施例中，所述调平板具有一个或多个贯穿孔贯穿其本体，以做为负压通道用于将所述微致动器吸附至所述调平板。

在一些实施例中，所述调平板实施为金属板。

在一些实施例中，所述调平板系选自钢板、铜板、铝板或铁板。

在一些实施例中，所述调平板的厚度实施在0.08-0.2mm。

本发明还提供一电子设备，其包括上述摄像模组。所述电子设备包括但不限于手机、电脑、电视、交通工具、智能家电、可穿戴设备、监控设备等。

本发明还提供一感光组件,以适用于摄像模组，其包括：

至少一印刷电路板；

至少一调平板，其贴合于所述印刷电路板；

至少一微致动器，其贴合于所述调平板；以及

至少一感光元件，其连接于所述微致动器，其中所述微致动器能够驱动所述感光元件产生位移。

在一些实施例中，所述调平板与所述微致动器的间距为15-35μm，其为所述胶水厚度。

在一些实施例中，所述印刷电路板是软硬结合板。

在一些实施例中，所述调平板贴附至所述印刷电路板的平整度在≤10μm。

本发明还提供一摄像模组的感光组件的制造方法，其中包括如下步骤：

将至少一微致动器贴附于至少一调平板并固定；

将至少一感光元件贴附至所述微致动器并固定；以及

将贴附有所述感光元件和所述微致动器的所述调平板贴附至一印刷电路板并固定。

在一些实施例中，其中根据步骤(I)，所述调平板具有一个或多个贯穿孔，通过所述贯穿孔做为负压通道，以进行真空负压吸附，将所述微致动器吸附于所述调平板。

在一些实施例中，其中根据步骤(II)，在所述微致动器保持真空负压吸附时，将所述感光元件贴附至所述微致动器。

附图说明

图1是现有微机电系统(MEMS)致动器(Actuator)与PCB基板的组装结构的示意图。

图2是根据本发明的一个优选实施例的印刷电路板结构的结构示意图。

图3A是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的爆炸透视图。

图3B是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的俯视图。

图3C是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的剖视图，为图3B的A-A剖视。

图4是根据本发明的一个优选实施例的印刷电路板结构的调平板的设计图。

图5是根据本发明的一个优选实施例的印刷电路板结构的贴附制程流程图。

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。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图2所示是根据本发明的一优选实施例的一印刷电路板结构1，以适用于微机电系统元件，像是微致动器2的组装制程，从而提高制程后生产良率。更进一步地说，所述印刷电路板结构1适用于摄像模组，其中利用所述微致动器2取代传统音圈马达(VCM)，以所述驱动摄像模组的感光元件3移动的方式实现光学防抖等功能。

根据本发明的实施例，所述印刷电路板结构1包括至少一印刷电路板(PCB)10和至少一调平板20。所述调平板20在与所述微致动器(MEMS Actuator)2贴附后，在将贴附有所述微致动器2的所述调平板20与所述印刷电路板10贴附粘合。这样的结构相对传统直接将所述微致动器2贴附于所述印刷电路板10而言，将提升组装制程的良率。所述微致动器2电连接摄像模组的所述感光元件3(Image sensor)以驱动所述感光元件3产生位移，从而实现自动对焦或光学防抖。

可以理解的是，所述印刷电路板10可以是硬板，也可以具有补强板的软板，或者是软硬结合板。在本发明的这个优选实施例中，其实施为软硬结合板。

本发明的所述印刷电路板结构1应用于摄像模组时，所述印刷电路板结构1用于贴附所述微致动器2，其中先将所述微致动器2贴附于所述调平板20后，再将贴附有所述微致动器2的所述调平板20贴附于所述印刷电路板10。如图3A-3C所示，所述摄像模组包括所述印刷电路板结构1，所述微致动器2，所述感光元件3，以及一镜头4。所述微致动器2贴附于所述印刷电路板结构1，即所述微致动器2贴附于位于所述印刷电路板结构1的所述印刷电路板10上的所述调平板20。所述附感光元件3贴附于所述微致动器2。所述镜头4被安装于一镜座。所述镜头4位于所述感光元件3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镜头4的处理之后进一步被所述感光元件3接受以适于进行光电转化。

根据本发明的实施例，值得一提的是，在所述摄像模组的所述感光元件3亦是经由贴附制程粘合于所述微致动器，其中制程顺序可以是在所述微致动器2贴附于所述调平板20后，再将所述感光元件3贴附于所述微致动器2上，最后再将上面有所述感光元件3和所述微致动器2的所述调平板20贴附于所述印刷电路板10。这样的结构相对传统直接将所述微致动器2贴附于所述印刷电路板10而言，将提升后绩组装制程的良率。也就是说，所述微致动器2平整度的提升，将同时使所述感光元件3在贴附至所述微致动器2的平整度提升，这样对于利用所述微致动器2和所述感光元件3进行光学防抖时，将进一步地提升其制程中的良率。另外，值得一提的是，上述的制程顺序并不是唯一可行的实行方式，也就是说，可在所述微致动器2贴附于所述调平板20后，接着将所述调平板20贴附于所述印刷电路板10，最后在将所述感光元件3贴附于所述微致动器2上。另外，值得一提的是，所述微致动器2贴附到所述调平板20后，其中的电路连接是经由打线连接所述微致动器2和所述印刷电路板10。可以理解的，所述感光元件3和所述微致动器2的电路连接亦是经由打线连接。

本发明经由测试得知，一般的印刷电路板(PCB)的来料平整度的公差大部份都大于10um。这样的平整度并不适用于直接使所述微机电系统元件贴附其上的，因为容易使所述微机电系统元件的良率受到影响。也就是说，对于所述摄像模组而言，所述印刷电路板10不适用于所述微致动器2直接贴附其上，容易使所述微致动器2和所述感光元件3的后续制程良率受到影响。本发明进一步地对两者进行测试，其中测试直接贴附所述微致动器2于所述印刷电路板10时，所述微致动器2与所述摄像模组的所述感光元件3贴附后产生高达9.6％的不良率。另外，本发明利用平整度在10μm以内的所述调平板20提升所述微致动器2贴附后的良率。经测试，将所述微致动器2的贴附于所述调平板20时，其中所述微致动器2与所述摄像模组的所述感光元件3贴附后的不良率只有0.7％。如上所述，可以很明显的得知，贴附的所述调平板20的印刷电路板结构和一般的印刷电路板(PCB)，应用于贴附所述微致动器2时，其良率上升8.9％。值得一提的是，本发明的平整度测试方式，是在所述印刷电路板10或所述调平板20上取一量测区域，并取一中心点，以中心点为基准分别量测在一定半径R的数个量测点，以计算出平整度。在本发明中，所述半径R的数值可以是1.5MM，但这并不为限制。

根据本发明的一实施例，其中所述调平板20具有一个或多个贯穿孔21，以用于经由负压真空吸附。在摄像模组的所述微致动器2组装制程中，经由负压原理，通过所述调平板20的所述贯穿孔21将所述微致动器2吸附至所述调平板20。值得一提的，在所述微致动器2贴附于所述调平板20之前，先将胶水涂覆于所述调平板20上，再经由所述贯穿孔21经由负压吸附将所述微致动器2暂粘合于所述调平板20，接着将所述微致动器2和所述调平板20送进烤箱烘烤，以使所述胶水固化，从而固定粘合所述微致动器2与所述调平板20。另外，在所述感光元件3贴附于所述微致动器2时，亦是经由负压真空吸附，且亦是经由胶水做为粘合介质，并且经由烤箱将胶水固化以粘固所述感光元件3和所述微致动器2。所述调平板20还可以具有中央孔22，以作为Mark定位点，或者在贴附工艺中用于判断施胶量。

根据本发明的一实施例，所述调平板20系选自由塑料材质、陶瓷材质、金属材质以及合金材料所制。经过测试，所述平整板由金属材质所制的效果最佳，其除了强度和平整度外，由金属材质所制的所述平整板还有散热的功效，因此，可以理解的，所述调平板20实施为金属板，如钢板、铜板、铝板、铁板等。换言之，所述调平板即为金属板。值得一提的，所述金属板的贴附公差需管控在±10um以内。另外，所述调平板20的厚度实施在0.08-0.2mm，且通过厚度0.08-0.2mm的所述调平板20可以改善所述印刷电路板结构的平整度，进而提升所述微机电系统元件或所述微致动器2的组装良率。值得一提的，所述调平板20与所述微致动器3的间距为15-35μm，其为胶水厚度。所述调平板20在贴附至所述印刷电路板10时，需进行点位平整度测试，使平整度在≤10μm。

特别地，本发明分别对所述印刷电路板10有贴附所述调平板20，和无贴附所述调平板20，进行所述微致动器2贴合的组装制程良率测式。在所述印刷电路板10有贴附所述调平板20时，投产数量380pcs的所述微致动器2贴合于所述调平板20，其中所述微致动器2与所述摄像模组的所述感光元件3贴附后的不良数量为3pcs，换算其不良率为0.7％。在所述印刷电路板10没有贴附所述调平板20上进行所述微致动器2贴合的组装制程良率测式，其中投产数量413pcs的所述微致动器2贴合于所述印刷电路板10，所述微致动器2与所述摄像模组的所述感光元件3贴附后的不良数量为40pcs，换算其不良率为9.6％。因此，本发明的所述印刷电路板结构1，将使组装所述微致动器2的组装制程中，不良率从9.6％降至0.7％，也就是说本发明的工艺将使所述微致动器2的贴附制程的不良率减少8.9％。

根据本发明的一实施例，如图4所示为所述调平板20的设计图，其中规格尺寸只做为一实施例展示，并不为本发明的限制。值得一提的是，本发明的所述调平板20的厚度在0.08-0.2mm，经由0.08-0.2mm厚的所述调平板20贴于所述印刷电路板10，以改善所述微致动器2贴合时的平整度。图4所示的实施例中的调平板20厚度尺寸为0.1mm。另外，所述调平板20的所述贯穿孔21可实施两边长孔。所述调平板20的所述两边长孔则用以做为负压通道以将所述微致动器2吸附至所述调平板20。

相应地，本发明提供一感光组件，其中所述感光组件包括至少一印刷电路板10，贴合于所述印刷电路板10所述调平板20，贴合于所述调平板20的所述微致动器2，以及贴合于所述微致动器2的所述感光元件3。各元件之间可以通过合适的固定方式组装在一起，优选地，相邻的两部件之间通过胶水粘合。其中所述调平板20改善了平整性，使得所述微致动器2和所述感光元件3在组装后平整性更好。

如图5所示，根据一个具体示例，本发明还提供一印刷电路板结构用于摄像模组的微致动器贴附制程方法，即感光组件的制造方法，其中包括如下步骤：

(A)将一微致动器2经由负压吸附于一调平板20；

(B)送进烤箱固定粘合所述微致动器到所述调平板20；

(C)将一感光元件3贴附至所述微致动器2；

(D)送进烤箱固定粘合所述感光元件3至所述微致动器2；

(E)将贴附有所述感光元件3和所述微致动器2的所述调平板20贴附至一印刷电路板10；以及

(F)送进烤箱固定粘合所述调平板20至所述印刷电路板10。

根据步骤(A)，所述调平板20实施为金属材质所制。

根据步骤(A)，所述调平板20的厚度实施为0.08-0.2mm。

根据步骤(A)，所述调平板20具有一个或多个贯穿孔21，通过所述贯穿孔21做为负压通道，以进行真空负压吸附，将所述微致动器2吸附于所述调平板20。

根据步骤(A)，其中所述微致动器2和所述调平板20的间距在15-35μm。

根据步骤(A)，其中所述微致动器2和所述调平板20经由胶水涂覆粘合，其中所述胶水涂覆时所形成的胶线的宽度和厚度的误差在±15um以内。

根据步骤(C)，其中所述感光元件3和所述微致动器2经由胶水涂覆粘合，其中所述胶水涂覆时所形成的胶线的宽度和厚度的误差在±15μm以内。

根据步骤(E)，其中所述调平板20贴附于所述印刷电路板10后的平整度在≤10um内。

根据步骤(E)，其中所述调平板20和所述印刷电路板10经由胶水涂覆粘合，其中所述胶水涂覆时所形成的胶线的宽度和厚度误差在±15μm以内。

另外，本领域的技术人员应理解，上述步骤中各元件的贴附顺序可以根据实际制程进行调整，例如可调整成另一印刷电路板结构用于摄像模组的微致动器贴附制程方法，其中包括如下步骤：

(a)将一微致动器2经由负压吸附于一调平板20；

(b)送进烤箱固定粘合所述微致动器2到所述调平板20；

(c)将粘合有所述微致动器2的所述调平板20贴附至一印刷电路板10；

(d)将贴附有所述调平板20的所述印刷电路板10送进烤箱固定粘合；以及

(e)将一感光元件3贴附至所述微致动器2后送进烤箱固定粘合。

因此可以理解，这些贴附顺序不为本发明的限制。但是由于要将所述微致动器贴附于所述印刷电路板结构的所述调平板20，以使平整度的良率提高，并且本发明是经由负压的原理将所述微致动器吸附于所述调平板20，所以所述微致动器和所述调平板20的贴附要在所述调平板与所述印刷电路板10贴附之前。

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 (15)

1.一摄像模组，其特征在于，包括：至少一印刷电路板结构，至少一微致动器，至少一感光元件，以及至少一镜头，其中所述镜头位于所述感光元件的感光路径上，其中所述印刷电路板结构包括至少一印刷电路板和至少一调平板，所述微致动器贴附于所述调平板，所述调平板贴附于所述印刷电路板，其中所述微致动器用于连接至所述感光元件以驱动所述感光元件产生位移，其中所述调平板的平整度在±10μm以内。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其中所述调平板具有一个或多个贯穿孔贯穿其本体，以做为负压通道用于将所述微致动器吸附至所述调平板。

3.根据权利要求1所述的摄像模组，其中所述调平板实施为金属板。

4.根据权利要求3所述的摄像模组，其中所述调平板系选自钢板、铜板、铝板或铁板。

5.根据权利要求1所述的摄像模组，其中所述调平板的厚度实施在0.08-0.2mm。

6.一摄像模组的感光组件的制造方法，其中包括如下步骤：

(I)将至少一微致动器贴附于至少一调平板并固定；

(II)将至少一感光元件贴附至所述微致动器并固定；以及

(III)将贴附有所述感光元件和所述微致动器的所述调平板贴附至一印刷电路板并固定，其中所述调平板贴附于所述印刷电路板后的平整度在≤10um内。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中根据步骤(I)，所述调平板具有一个或多个贯穿孔，通过所述贯穿孔做为负压通道，以进行真空负压吸附，将所述微致动器吸附于所述调平板。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其中根据步骤(II)，在所述微致动器保持真空负压吸附时，将所述感光元件贴附至所述微致动器。

9.根据权利要求6至7中任一所述的制造方法，其中所述微致动器和所述调平板的间距在15-35μm，其为所述胶水厚度。

10.根据权利要求6至7中任一所述的制造方法，其中所述微致动器和所述调平板经由胶水涂覆粘合并固化实现固定连接。

11.根据权利要求6至7中任一所述的制造方法，其中所述感光元件和所述微致动器经由胶水涂覆粘合并固化实现固定连接。

12.根据权利要求6至7中任一所述的制造方法，其中根据步骤(E)，其中所述调平板和所述印刷电路板经由胶水涂覆粘合并固化实现固定连接。

13.根据权利要求6至7中任一所述的制造方法，其中所述调平板实施为金属材质所制。

14.根据权利要求6至7中任一所述的制造方法，其中所述调平板的厚度实施为0.08-0.2mm。

15.一电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一所述的摄像模组。