CN109830492B

CN109830492B - Cob摄像头模组及其封装方法

Info

Publication number: CN109830492B
Application number: CN201910083883.XA
Authority: CN
Inventors: 苏建华
Original assignee: Shenzhen Aolan Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Aolan Technology Co ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN109830492A

Abstract

本发明涉及一种COB摄像头模组及其封装方法。COB摄像头模组的封装方法包括以下步骤：提供COB摄像头模组，COB摄像头模组包括感光芯片；及采用化学气相沉积的方式，在感光芯片的表面形成保护层。其中，保护层的材料为均聚物或共聚物，均聚物选自派瑞林、聚苯乙烯及丙烯酸酯类聚合物中的一种，共聚物为派瑞林单体、苯乙烯单体及丙烯酸酯类单体中的至少两种单体聚合所形成的共聚物。上述COB摄像头模组的封装方法能够使封装过程中的杂质粒子不会直接附着在感光芯片上，且除去杂质粒子的过程也不会对感光芯片造成损害。且保护层材料的光学性能好，对COB摄像头模组的成像质量影响较小。

Description

COB摄像头模组及其封装方法

技术领域

本发明涉及摄像头模组技术领域，特别是涉及一种COB摄像头模组及其封装方法。

背景技术

传统影像模块的封装模式有COB(Chip On Board)和CSP(Chip Scale Package)两种。CSP封装的优点在于封装段由前段制程完成，且CSP芯片由于有玻璃覆盖，对洁净度要求较低、良率也较好、制程设备成本低、制程时间短，面临的挑战是光线穿透率不佳、价格较贵、高度Z较高、背光穿透鬼影现象。COB制程凭借具有影像质量较佳、封装成本较低及模组高度较低的优势，再加上品牌大厂逐渐要求模组厂商需以COB制程组装出货，未来COB制程将成为手机摄像头模组制程发展的一种趋势。但COB摄像模组中，由于没有玻璃覆盖保护，灰尘等杂质粒子将直接粘附在感光芯片上，尺寸大于1个像素的粒子，就可以造成影像上的黑影，且杂质粒子不易清除。传统方法中，为了提高良率，通常增加感光芯片清洁工序以除去杂质粒子，但此工序通常由人工完成，使用黏胶棒等来移除杂质粒子，容易对感光芯片造成伤害，从而影响成像质量。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够保护感光芯片且对COB摄像头模组的成像质量影响较小的COB摄像头模组的封装方法。

此外还提供一种COB摄像头模组。

一种COB摄像头模组的封装方法，包括以下步骤：

提供COB摄像头模组，所述COB摄像头模组包括感光芯片；及

采用化学气相沉积的方式，在所述感光芯片的表面形成保护层；

其中，所述保护层的材料为均聚物或共聚物，所述均聚物选自派瑞林、聚苯乙烯及丙烯酸酯类聚合物中的一种，所述共聚物为派瑞林单体、苯乙烯单体及丙烯酸酯类单体中的至少两种单体聚合所形成的共聚物。

在其中一个实施例中，所述保护层的厚度为0.1μm～5.0μm。

在其中一个实施例中，所述丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸乙酯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述派瑞林单体选自派瑞林C型单体、派瑞林N型单体、派瑞林D型单体及派瑞林F型单体中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述化学气相沉积的过程中，所述感光芯片的温度为45℃～100℃。

在其中一个实施例中，所述化学气相沉积的过程中的原料为所述派瑞林单体、所述苯乙烯单体及所述丙烯酸酯类单体的混合物，其中，在所述原料中，所述派瑞林单体的质量分数为10％～90％，所述苯乙烯单体的质量分数为0.1％～50％，所述丙烯酸酯类单体的质量分数为0.1％～80％。

在其中一个实施例中，所述采用化学气相沉积的方式，在所述感光芯片的表面形成保护层的步骤之后，还包括：采用氟化碳气体对所述保护层进行等离子体处理的步骤。

在其中一个实施例中，所述氟化碳气体选自CF₄、C₃F₈及C₄F₈中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述等离子体处理过程中的功率为100W～500W，等离子体处理的时间为1min～10min。

一种由上述COB摄像头模组的封装方法得到的COB摄像头模组。

上述COB摄像头模组的封装方法，通过在感光芯片上形成保护层，能够保护感光芯片在封装过程中，杂质粒子不会直接粘附在感光芯片表面，且杂质粒子清除过程中也不会对感光芯片造成二次伤害。此外，采用化学气相沉积，无需加入催化剂、溶剂等，因而使得形成的保护层纯度高，且保护层的材料透光率均较高，对COB摄像头模组的成像质量的影响较小，从而使得上述保护层的透光率大于95％。因此，上述COB摄像头模组的封装方法能够保护感光芯片且对COB摄像头模组的成像质量影响较小。

附图说明

图1为一实施方式的COB摄像头模组的封装方法的流程图；

图2-a为对比例1中的感光芯片表面的灰尘粒子的情况；图2-b为对比例1中的感光芯片表面的灰尘粒子在人工移除粒子后的情况；

图3-a为实施例1中的感光芯片表面的灰尘粒子的情况；图3-b为实施例1中的感光芯片表面的灰尘粒子在人工移除粒子后的情况；

图4-a为实施例1中的感光芯片经24h空气暴露后的表面灰尘的情况；图4-b为实施例1中的感光芯片经24h空气暴露后，再经清洁空气吹扫后的表面灰尘的情况；

图5-a为实施例5中的感光芯片经24h空气暴露后的表面灰尘的情况；图5-b为实施例5中的感光芯片经24h空气暴露后，再经清洁空气吹扫后的表面灰尘的情况。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，一实施方式的COB摄像头模组的封装方法包括以下步骤：

步骤S110：提供COB摄像头模组，COB摄像头模组包括感光芯片。

具体地，COB摄像头模组包括镜头、支架、感光芯片及PCB板。其中，感光芯片通过COB封装工艺得到，且感光芯片焊接在PCB板上。封装完成后的COB摄像头模组，支架用于承载镜头。感光芯片置于镜头和支架围成的腔室内。镜头和感光芯片之间还可以设有滤光片。

步骤S120：采用化学气相沉积的方式，在感光芯片的表面形成保护层。

具体地，保护层的材料为均聚物或共聚物。均聚物选自派瑞林、聚苯乙烯及丙烯酸酯类聚合物中的一种，共聚物为派瑞林单体、苯乙烯单体及丙烯酸酯类单体中的至少两种单体聚合所形成的共聚物。其中，派瑞林选自派瑞林C型、派瑞林N型、派瑞林D型及派瑞林F型中的至少一种。丙烯酸酯类聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯及聚丙烯酸乙酯中的至少一种。

采用化学气相沉积的方法，能够在感光芯片表面形成一层致密均匀、光滑透明且纯度高的保护层薄膜。

具体地，采用化学气相沉积的方式在COB摄像头模组的表面形成保护层的步骤包括：

将真空室内抽真空；

引入单体，并将单体加热至汽化；

使汽化后的单体经高温裂解形成高活性的自由基；及

高活性的自由基在感光芯片表面聚合形成保护层。

其中，真空室内的真空度小于100Pa。进一步地，真空度为0.1Pa～5.0Pa。

上述单体选自派瑞林单体、苯乙烯及丙烯酸酯类单体中的至少一种。其中，派瑞林单体选自派瑞林C型单体、派瑞林N型单体、派瑞林D型单体及派瑞林F型单体中的至少一种。丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸乙酯中的至少一种。进一步地，丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯。上述单体能够通过化学气相沉积方法在感光芯片表面形成厚度均匀、致密且透光率好的保护层薄膜。

在其中一些实施例中，化学气相沉积的过程中的原料为派瑞林单体、苯乙烯及丙烯酸酯类单体的混合物，其中，派瑞林单体的质量分数为10％～90％，苯乙烯的质量分数为0.1％～50％，丙烯酸酯类单体的质量分数为0.1％～80％。

化学气相沉积过程中的感光芯片的温度为45℃～100℃。进一步地，化学气相沉积过程中的感光芯片的温度为55℃。

化学气相沉积过程中的真空室内的压力在1Pa～50Pa。进一步地，真空室内的压力为5Pa。化学气相沉积过程中的反应时间为15min～300min。

通过上述化学气相沉积处理能够在感光芯片表面形成厚度为0.1μm～5.0μm的保护层。进一步地，保护层的厚度为1.0μm。

上述保护层的材料制成薄膜时，具有高透明度和光亮度，且薄膜的均匀性好。因而使得保护层的透光率好、光学性能好，保护层形成在感光芯片表面不会影响感光芯片的透光率，进而不会对COB摄像头模组的成像效果造成影响。实验证明，上述保护层的透光率大于95％。另外，由于上述保护层的保护作用，杂质粒子不会直接附着在感光芯片上，在清除杂质粒子的过程中也不会对感光芯片造成损害。

步骤S130：采用氟化碳气体对保护层进行等离子体处理。

具体地，等离子体处理过程中的工作气体为氩气和氟化碳气体的混合气体。其中，氟化碳气体选自CF₄、C₃F₈及C₄F₈中的至少一种。进一步地，氩气与氟化碳气体的流量比为4∶1～1∶4。等离子体处理过程中的功率为100W～500W，等离子体处理时间为1min～10min。在本实施方式中，等离子体处理过程中采用RF等离子体发生器。

采用氟化碳气体对保护层进行等离子体改性处理，能够在保护层的表面引入含氟基团，从而能够使保护层的表面能下降，疏水性增强，因而在后续封装过程中亲水性的杂质粒子不易附着在保护层上。实验证明，对保护层进行改性处理后，水在保护层上的接触角由90°提高到100°～150°。接触角越大，说明保护层的润湿性越差，憎水性越强。

可以理解，在其他实施方式中，步骤S130可以省略。

在对保护层进行等离子体改性处理后，将感光芯片放入后续步骤中继续进行封装。具体地，后续封装步骤包括：

将支架和镜头分别组装在基板上，并使感光芯片置于支架和镜头围成的腔室内。进行调焦及测试，固定镜头，完成COB摄像头模组的封装。

上述COB摄像头模组的封装方法至少具有以下优点：

(1)上述COB摄像头模组的封装方法通过在感光芯片表面形成保护层，因此封装过程中的杂质粒子不会直接粘附在感光芯片上，而是粘附在保护层上，易于对杂质粒子进行清除，且由于保护层的保护作用而使得在清除过程中不会对感光芯片造成损害。

(2)上述COB摄像头模组上的保护层透光率高，光学性能好，不会对COB摄像头模组的成像效果造成影响。

(3)上述COB摄像头模组的封装方法通过对保护层进行等离子体改性处理，从而在保护层表面引入含氟基团，提高保护层表面的疏水性，从而能够使亲水性杂质粒子不易停留在保护层表面。

(4)上述COB摄像头模组的封装方法操作简单，易批量生产。

一实施方式的COB摄像头模组，由上述COB摄像头模组的封装方法得到。上述COB摄像头模组由于感光芯片表面有保护层，因而使感光芯片在后续的封装过程中，杂质粒子不易附着在保护层表面，少量附着在保护层表面的粒子也能够通过溶剂清除或人工除去的方法除去，而不会对感光芯片造成损害，从而不会影响COB摄像头模组的成像质量。

以下为具体实施例部分：

实施例1

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至0.1Pa，将COB摄像头模组的温度加热至45℃。然后引入派瑞林C型单体，经汽化、高温裂解、化学沉积反应15min，在感光芯片的表面得到厚度为0.1μm的派瑞林保护层。

(2)将COB摄像头模组中的支架和镜头分别组装在PCB板上，调焦、固定镜头，完成COB摄像头模组的封装。

实施例2

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至5.0Pa，将COB摄像头模组的温度加热至100℃。然后引入苯乙烯单体，经汽化、高温裂解、化学沉积反应300min，在感光芯片的表面得到厚度为5.0μm的聚苯乙烯保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为200W，等离子体处理的时间为10min。等离子体处理中工作气体为流量比为1∶1的氩气和C₃F₈的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

(3)将COB摄像头模组中的支架和镜头分别组装在PCB板上，调焦、固定镜头，完成COB摄像头模组的封装。

实施例3

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至2.5Pa，将COB摄像头模组的温度加热至55℃。然后引入甲基丙烯酸甲酯单体，经汽化、高温裂解、化学沉积反应60min，在感光芯片的表面得到厚度为1.0μm的聚甲基丙烯酸甲酯保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为400W，等离子体处理的时间为3min。等离子体处理中工作气体为流量比为1∶2的氩气和C₄F₈的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

实施例4

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至0.1Pa，将COB摄像头模组的温度加热至45℃。然后按照质量分数分别为10％、10％和80％，引入派瑞林D型单体、苯乙烯单体及甲基丙烯酸甲酯单体的混合物，经汽化、高温裂解、化学沉积反应15min，在感光芯片的表面得到厚度为0.1μm的保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为100W，等离子体处理的时间为1min。等离子体处理中工作气体为流量比为4∶1的氩气和CF₄的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

实施例5

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至3.0Pa，将COB摄像头模组的温度加热至80℃。然后按照质量分数分别为90％、0.1％和9.9％，引入派瑞林N型单体、苯乙烯单体及甲基丙烯酸乙酯单体的混合物，经汽化、高温裂解、化学沉积反应120min，在感光芯片的表面得到厚度为2.0μm的保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为200W，等离子体处理的时间为1min。等离子体处理中工作气体为流量比为3∶1的氩气和CF₄的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

实施例6

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至0.1Pa，将COB摄像头模组的温度加热至45℃。然后按照质量分数分别为49.9％、50％和0.1％，引入派瑞林F型单体、苯乙烯单体及丙烯酸甲酯单体的混合物，经汽化、高温裂解、化学沉积反应180min，在感光芯片的表面得到厚度为3.0μm的保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为300W，等离子体处理的时间为1min。等离子体处理中工作气体为流量比为2∶1的氩气和CF₄的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

实施例7

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至5.0Pa，将COB摄像头模组的温度加热至60℃。然后按照质量分数分别为50％和50％，引入丙烯酸甲酯单体和丙烯酸乙酯单体的混合物，经汽化、高温裂解、化学沉积反应300min，在感光芯片的表面得到厚度为5.0μm的保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为400W，等离子体处理的时间为1min。等离子体处理中工作气体为流量比为1∶2的氩气和CF₄的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

实施例8

(1)将COB摄像头模组置于真空室内，抽真空至1.0Pa，将COB摄像头模组的温度加热至65℃。然后按照质量分数分别为50％和50％，引入派瑞林C型单体与苯乙烯单体的混合物，经汽化、高温裂解、化学沉积反应180min，在感光芯片的表面得到厚度为3.0μm的保护层。

(2)对保护层进行等离子体处理。其中，等离子体处理中的功率为500W，等离子体处理的时间为1min。等离子体处理中工作气体为流量比为1∶4的氩气和CF₄的混合气体。等离子体处理结束后，得到表面为疏水性保护层的感光芯片。

对比例1

本对比例中的COB摄像头模组不对感光芯片表面进行任何处理，直接将感光芯片、支架和镜头分别组装在PCB板上，调焦、固定镜头，完成COB摄像头模组的封装。

对比例2

本对比例中的COB摄像头模组中的感光芯片表面覆有一层玻璃，然后将支架和镜头分别组装在PCB板上，调焦、固定镜头，完成COB摄像头模组的封装。

对上述实施例1～实施例8和对比例1～对比例2得到的感光芯片的表面疏水性和透光率进行测试。其中，表面疏水性用接触角来表征。接触角使用接触角测试仪来测量。

透光率测试步骤如下：

(1)准备标准载玻片(要求：透光率91％以上)。

(2)将载玻片放入真空腔体，按照各实施例所需步骤对载玻片进行镀膜和等离子体处理。

(3)将处理好的载玻片取出，用透光仪测试透光率。具体地，所使用的仪器为Filmetrics F-20。

测试结果如下表1所示。

表1各实施例和对比例的接触角和透光率数据表

	接触角/°	透光率/％
			实施例1	90	99.5
实施例2	115	95
			实施例3	130	98.6
实施例4	150	99
			实施例5	120	98
实施例6	115	97.6
			实施例7	107	96.1
实施例8	122	97.1
			对比例1	NA	100
对比例2	20	92

从上表1中可以看出，等离子体处理后的感光芯片的接触角得到极大的提高，平均在100°以上。透光率与等离子体处理与否关系不大，主要取决于保护层材料本身和保护层的厚度。一般而言，保护层越厚，透光率越低。实施例1～实施例8中的感光芯片的透光率均在95％以上，而对比例2中虽然在感光芯片表面覆盖一层玻璃，能够保护感光芯片，但透光率较低，将影响摄像头模组的拍摄质量。

采用人工擦除粒子的方式，对上述实施例1和对比例1处理后的感光芯片上的灰尘进行清除。图2-a和图2-b分别为没有保护层保护的对比例1的感光芯片表面的灰尘粒子的情况和对比例1中的感光芯片表面的灰尘粒子在人工去除粒子后的情况。从图2-b中可以看出，对比例1的感光芯片在人工去除粒子的过程中感光芯片会受到刮伤。相比较地，图3-a和图3-b分别为有保护层保护的实施例1的感光芯片表面的灰尘粒子的情况和实施例1中的感光芯片表面的灰尘粒子在人工清除粒子后的情况。从图3-b中可以看出，有保护层保护的实施例1中的感光芯片在人工清除表面灰尘的过程中没有受到任何损伤。因此，有保护层保护的感光芯片在人工去除粒子的过程中能够保护感光芯片不会受到损害。

将上述实施例1和实施例5处理后的感光芯片置于空气中静置24小时后，观察感光芯片表面的粒子情况，分别如图4-a和图5-a所示。然后用清洁空气轻轻吹扫感光芯片表面的粒子，吹扫后的实施例1和实施例5处理后的感光芯片的表面粒子的情况分别如图4-b和图5-b所示。从4-b中可以看出，未经表面等离子体处理的实施例1的感光芯片上的粒子用清洁空气吹扫后，仍然有大量灰尘粒子在感光芯片表面。而从图5-b中可以看出，经过表面等离子体处理的实施例5的感光芯片经清洁空气吹扫后表面上的大部分灰尘已经去除。因此，对保护层进行等离子体处理后能够使保护层表面附着的粒子容易去除。

上述实验结果均表明，实施例中的感光芯片因表面有保护层的保护作用，而使得灰尘粒子不会直接附着在感光芯片表面，且去除灰尘粒子的过程中，不会对感光芯片进行损害。对保护层进行等离子体处理后能够提高保护层的疏水性，使灰尘粒子更容易去除。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供COB摄像头模组，所述COB摄像头模组包括感光芯片；及

采用化学气相沉积的方式，在所述感光芯片的表面形成保护层；其中，所述保护层的材料为均聚物或共聚物，所述均聚物选自派瑞林、聚苯乙烯及丙烯酸酯类聚合物中的一种，所述共聚物为派瑞林单体、苯乙烯单体及丙烯酸酯类单体中的至少两种单体聚合所形成的共聚物，所述保护层的透光率大于95％；

所述采用化学气相沉积的方式，在所述感光芯片的表面形成保护层的步骤之后，还包括：采用氟化碳气体对所述保护层进行等离子体处理的步骤，所述等离子体处理过程中的工作气体为氩气和氟化碳气体的混合气体，氩气与氟化碳气体的流量比为4:1～1:4。

2.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述保护层的厚度为0.1μm～5.0μm。

3.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯及丙烯酸乙酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述派瑞林单体选自派瑞林C型单体、派瑞林N型单体、派瑞林D型单体及派瑞林F型单体中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述化学气相沉积的过程中，所述感光芯片的温度为45℃～100℃。

6.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述化学气相沉积的过程中的原料为所述派瑞林单体、所述苯乙烯单体及所述丙烯酸酯类单体的混合物，其中，在所述原料中，所述派瑞林单体的质量分数为10％～90％，所述苯乙烯单体的质量分数为0.1％～50％，所述丙烯酸酯类单体的质量分数为0.1％～80％。

7.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述化学气相沉积过程中的反应时间为15min～300min。

8.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述氟化碳气体选自CF₄、C₃F₈及C₄F₈中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的COB摄像头模组的封装方法，其特征在于，所述等离子体处理过程中的功率为100W～500W，等离子体处理的时间为1min～10min。

10.由权利要求1～9任一项所述的COB摄像头模组的封装方法得到的COB摄像头模组。