CN112512206A - 一种补强温度变形的印刷电路板以及摄像头模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种补强温度变形的印刷电路板以及摄像头模组，涉及电子产品摄像头技术领域，解决了现有技术中的印刷电路板由于热胀冷缩而产生形变的技术问题。该印刷电路板包括印刷电路板基体与温度变形补强层，温度变形补强层包括至少两层热膨胀系数不同的相互层叠的金属层，印刷电路板基体与温度变形补强层贴合，温度变形补强层的弯曲变形方向与印刷电路板基体的形变方向相反。本发明通过在印刷电路板上贴合热膨胀系数不同的金属层，当印刷电路板的温度变化时，热量传递至金属层，金属层在热双金属片的作用下弯曲变形，使金属层的弯曲变形方向与印刷电路板基体的形变方向相反，能够用金属层的弯曲变形抵抗印刷电路板的形变。

Description

一种补强温度变形的印刷电路板以及摄像头模组

技术领域

本发明涉及电子产品摄像头技术领域，具体来说，是指一种补强温度变形的印刷电路板以及摄像头模组。

背景技术

摄像头作为一种视频输入设备，广泛的应用于视频会议、监控设备以及手机消费品等技术领域。印刷电路板是摄像头的主要零部件，摄像头模组通过印刷电路板传输电信号。

随着摄像头的广泛应用，摄像头常常处于过冷或者过热的环境中。特别是随着摄像头使用时间的延长，拍摄图像的芯片温度升高明显。由于印刷电路板通常为薄膜结构，容易受温度热胀冷缩的影响，出现局部下凹或者上凸的形变，从而导致芯片与镜头之间的后焦距不稳定的问题，致使所拍摄的图像不清晰。现有技术中，通常采用音圈马达调焦的方式对印刷电路板的形变进行补偿，但音圈马达仅能够对镜头进行调整，并不能弥补印刷电路板的形变。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种补强温度变形的印刷电路板，以解决现有技术中的印刷电路板由于热胀冷缩而产生形变的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种补强温度变形的印刷电路板，包括：

印刷电路板基体，包括相对设置的两个面，其中一面设置有电子元器件；以及，

温度变形补强层，包括至少两层热膨胀系数不同的金属层，至少两层所述金属层相互层叠；

所述印刷电路板基体的另一面与所述温度变形补强层贴合，所述温度变形补强层的弯曲变形方向与所述印刷电路板基体的形变方向相反。

在上述技术方案的基础上，该补强温度变形的印刷电路板还可以做如下的改进。

可选的，所述温度变形补强层包括第一金属层以及第二金属层，所述第一金属层的热膨胀系数大于所述第二金属层的热膨胀系数。

可选的，所述第一金属层设置于所述第二金属层与印刷电路板基体之间，或者，所述第二金属层设置于所述第一金属层与印刷电路板基体之间。

可选的，所述第一金属层的厚度与所述第二金属层的厚度相等。

可选的，所述印刷电路板基体的厚度为0.3-2mm，所述温度变形补强层的厚度为0.15-2mm。

可选的，所述第一金属层的材质为Ni22Cr3，所述第二金属层的材质为Ni36。

可选的，所述印刷电路板基体与所述温度变形补强层之间设置有粘胶层，所述温度变形补强层通过所述粘胶层粘贴于所述印刷电路板基体未设置电子元器件的一面。

可选的，所述温度变形补强层包括扩大端以及收缩端，两个所述扩大端设置于所述收缩端的两侧，所述温度变形补强层的整体外形与所述印刷电路板基体的整体外形相同。

第二方面，本发明还提供一种摄像头模组，包括成像芯片以及上述的补强温度变形的印刷电路板，所述成像芯片设置于所述补强温度变形的印刷电路板上且位于设置有电子元器件的一面。

在上述技术方案的基础上，该摄像头模组还可以做如下的改进。

可选的，所述印刷电路板基体上设置有支架，所述支架上安装有位于所述成像芯片上方的摄像头组件以及用于驱动所述摄像头组件移动的音圈马达。

与现有技术相比，本发明提供的补强温度变形的印刷电路板具有的有益效果是：

本发明通过在印刷电路板上贴合热膨胀系数不同的金属层，当印刷电路板的温度变化时，热量传递至金属层，金属层在热双金属片的作用下弯曲变形，使金属层的弯曲变形方向与印刷电路板基体的形变方向相反，能够用金属层的弯曲变形抵抗印刷电路板的形变，从而保持了印刷电路板的平整性，达到防止印刷电路板由于热胀冷缩而产生形变的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明补强温度变形的印刷电路板的结构示意图；

图2是图1中的印刷电路板应用于摄像头模组的结构示意图；

图3是本发明温度变形补强层的平面结构示意图；

图4是现有技术中印刷电路板在23℃至85℃过程时的形变图；

图5是本发明的印刷电路板在23℃至85℃过程时的形变图；

图6是现有技术中印刷电路板在23℃至-40℃过程时的形变图；

图7是本发明的印刷电路板在23℃至-40℃过程时的形变图。

图中：

1—第一金属层；2—第二金属层；3—印刷电路板基体；4—粘胶层；51—扩大端；52—收缩端；6—成像芯片；7—摄像头组件；8—支架；9—音圈马达。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本发明提供一种补强温度变形的印刷电路板，如图1所示，包括印刷电路板基体3以及温度变形补强层。温度变形补强层又包括两层热膨胀系数不同的金属层，分别为第一金属层1以及第二金属层2。第一金属层1与第二金属层2可以通过热压、双浇或者熔合的方法相互层叠为一体结构。在温度变形补强层与印刷电路板基体3之间设置有粘胶层4，温度变形补强层通过粘胶层4粘贴于印刷电路板基体3上。

其中，第一金属层1的热膨胀系数大于第二金属层2的热膨胀系数。第一金属层1的材质为Ni22Cr3，第二金属层2的材质为Ni36。当然，第一金属层1还可以选用黄铜、镍、Fe-Ni-Cr、Fe-Ni-Mn或者Mn-Ni-Cu合金等结构，第二金属层还可以选用Ni34-50％的因瓦合金。

当印刷电路板基体3的温度升高时，热量传递至第一金属层1与第二金属层2。由于第一金属层1的热膨胀系数大于第二金属层2的热膨胀系数，第一金属层1的长度相对第二金属层2的长度伸长，使温度变形补强层向第二金属层2的一侧弯曲变形。当印刷电路板基体3的温度降低时，第一金属层1的长度相对第二金属层2的长度缩短，使温度变形补强层向第一金属层1的一侧弯曲变形。

一般情况下，印刷电路板基体3上集成有各种各样的电子元器件，各种电子元器件通过印刷电路板基体3传输电信号。而电子元器件在工作时，通常会产生大量的热，导致印刷电路板基体3向未集成电子元器件的一侧凹陷。本发明利用温度变形补强层在温度变化时弯曲变形的特点，使温度变形补强层的弯曲变形方向与印刷电路板基体3的形变方向相反，能够有效补偿或者抑制印刷电路板基体3的形变。从而保持印刷电路板的平整性，达到防止印刷电路板由于热胀冷缩而产生形变的效果。

可以理解的是，对于一般的印刷电路板基体3，可以通过烘烤的方式预先判断该型号的印刷电路板基体3形变的方向。如果印刷电路板基体3朝向未集成电子元器件的一侧凹陷，则将温度变形补强层的第一金属层1通过粘胶层4粘贴的方式贴合于印刷电路板基体3与第二金属层2之间，使温度变形补强层的弯曲变形方向与印刷电路板基体3的形变方向相反。当印刷电路板基体3的温度变化时，温度变形补强层的弯曲变形能够抵抗印刷电路板基体3的形变。当然，根据印刷电路板基体3上铜线布置方式的不同，印刷电路板基体3凹陷的方向也可能朝向集成有电子元器件的一侧。此时，仅需将第一金属层1与第二金属层2的位置互换即可，使温度变形补强层的第二金属层2通过粘胶层4粘贴的方式贴合于印刷电路板基体3与第一金属层1之间，同样能够使温度变形补强层的弯曲变形能够抵抗印刷电路板基体3的形变。

如图3所示，特别地，温度变形补强层贴合在印刷电路板基体3上未设置电子元器件的一面，温度变形补强层包括扩大端51以及收缩端52。两个扩大端51设置于收缩端52的两侧，使温度变形补强层整体呈“工”字形的形状。扩大端51的宽度与印刷电路板基体3的宽度相同，两个扩大端51之间的距离与印刷电路板基体3的长度相同，使温度变形补强层的整体外形与印刷电路板基体3的整体外形相同。其中，根据印刷电路板基体3不同的受热工况，“工”字形温度变形补强层的开口方向既可以沿印刷电路板基体3的宽度方向，也可以沿印刷电路板基体3的长度方向。

这样设计一方面方便温度变形补强层与印刷电路板基体3对齐贴合；另一方面，当温度变形补强层的弯曲变形过大时，有可能造成印刷电路板基体3的过弯。通过将温度变形补强层设计为收缩端52的形状，能够减小温度变形补强层的弯曲变形强度，从而使温度变形补强层的弯曲变形强度与印刷电路板基体3的形变相匹配。此外，收缩端52还能够保证温度变形补强层弯曲变形的方向，使弯曲变形部位准确的作用于印刷电路板基体3的形变部位。

本发明的温度变形补强层并不局限于第一金属层1与第二金属层2两层结构。根据印刷电路板基体3形变部位的受力情况，还可以通过三层、四层、五层甚至更多的金属层来调节温度变形补强层的弯曲应力大小。当然，还可以在第一金属层1与第二金属层2之间通过设置一定长度的隔热层，使温度变形补强层呈多段弯曲，以更好地保持印刷电路板基体3的平整性。

实施例2：

本发明还提供一种摄像头模组，如图2所示，包括成像芯片6、摄像头组件7、支架8以及上述的补强温度变形的印刷电路板。成像芯片6集成于印刷电路板基体3上，支架8粘贴在印刷电路板基体3上，摄像头组件7安装在支架8上，并且摄像头组件7位于成像芯片6的正上方。温度变形补强层贴合于印刷电路板基体3上与成像芯片6相反的一面。

一般情况下，用于手机、平板或者笔记本电脑上的摄像头，其印刷电路板基体3的厚度通常为0.3-0.5mm。若印刷电路板基体3产生形变，会导致摄像头模组与成像芯片6之间的后焦距不稳定，出现温飘的现象。本发明在印刷电路板基体3上与成像芯片6相反的一面贴合0.15mm厚的温度变形补强层，第一金属层1位于印刷电路板基体3与第二金属层2之间，并且第一金属层1的厚度与第二金属层2的厚度相等。由于印刷电路板基体3在温度变形补强层一侧为架空结构，当印刷电路板基体3温度升高时容易向温度变形补强层一侧形变。因此，将热膨胀系数大的第一金属层1贴合于第二金属层2与印刷电路板基体3之间，能够通过温度变形补强层的弯曲变形抵抗印刷电路板基体3的形变。

可以理解的是，用于车载视频、监控摄像头或者投影仪上的摄像头，其印刷电路板基体3的厚度通常为0.5-2mm，则可以将温度变形补强层的厚度设计为0.15-2mm，使温度变形补强层的弯曲应力能够抵抗印刷电路板基体3的形变，达到保持印刷电路板基体3平整性的目的。

值得注意的是，在有的摄像头模组中，会在支架8上安装用于驱动摄像头组件7移动的音圈马达9。但音圈马达9仅能够对摄像头组件7进行调整，并不能弥补印刷电路板的形变，并且音圈马达9通常还有行程规格的限制。本发明将温度变形补强层贴合在印刷电路板基体3上，不仅能够保持印刷电路板基体3的平整性，而且在拍摄同样清晰度的图像时，还可以选择较小行程规格的音圈马达9，从而达到降低摄像头模组生产成本的目的。

实施例3：

本发明具体应用于某手机摄像头模组的印刷电路板基体3上，如图4至图7所示，印刷电路板基体3的厚度均为0.3mm，并且印刷电路板基体3上集成的电子元器件相同。加装的温度变形补强层厚度为0.1mm，粘胶层4厚度为0.04mm。其中，第一金属层1选用的材质为Ni22Cr3，第二金属层2选用的材质为Ni36。印刷电路板基体3沿光轴方向的形变结果如下：

如图4所示，当未安装温度变形补强层的印刷电路板基体3的温度从23℃升高至85℃时，印刷电路板基体3的中心点下凹62.63μm。

如图5所示，当安装了温度变形补强层的印刷电路板基体3的温度从23℃升高至85℃时，印刷电路板基体3的中心点上凹0.6344μm。

如图6所示，当未安装温度变形补强层的印刷电路板基体3的温度从23℃降低至-40℃时，印刷电路板基体3的中心点上凹78.68μm。

如图7所示，当安装了温度变形补强层的印刷电路板基体3的温度从23℃降低至-40℃时，印刷电路板基体3的中心点下凹0.5972μm。

由此可见，温度变形补强层对印刷电路板基体3的温度变形具有补偿、抑制的作用，能够保证印刷电路板基体3在-40℃至85℃范围内的平整性，并且温度变形补强层的厚度仅为0.1mm即可达到良好的补强效果。整个印刷电路板基体3与温度变形补强层之间通过粘胶层4粘贴的方式连接成型，装配工艺简单，适用于摄像头模组的规模化生产制造。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，包括：

印刷电路板基体(3)，包括相对设置的两个面，其中一面设置有电子元器件；以及，

温度变形补强层，包括至少两层热膨胀系数不同的金属层，至少两层所述金属层相互层叠；

所述印刷电路板基体(3)的另一面与所述温度变形补强层贴合，所述温度变形补强层的弯曲变形方向与所述印刷电路板基体(3)的形变方向相反。

2.根据权利要求1所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述温度变形补强层包括第一金属层(1)以及第二金属层(2)，所述第一金属层(1)的热膨胀系数大于所述第二金属层(2)的热膨胀系数。

3.根据权利要求2所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述第一金属层(1)设置于所述第二金属层(2)与印刷电路板基体(3)之间，或者，所述第二金属层(2)设置于所述第一金属层(1)与印刷电路板基体(3)之间。

4.根据权利要求3所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述第一金属层(1)的厚度与所述第二金属层(2)的厚度相等。

5.根据权利要求4所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板基体(3)的厚度为0.3-2mm，所述温度变形补强层的厚度为0.15-2mm。

6.根据权利要求5所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述第一金属层(1)的材质为Ni22Cr3，所述第二金属层(2)的材质为Ni36。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板基体(3)与所述温度变形补强层之间设置有粘胶层(4)，所述温度变形补强层通过所述粘胶层(4)粘贴于所述印刷电路板基体(3)未设置电子元器件的一面。

8.根据权利要求7所述的补强温度变形的印刷电路板，其特征在于，所述温度变形补强层包括扩大端(51)以及收缩端(52)，两个所述扩大端(51)设置于所述收缩端(52)的两侧，所述温度变形补强层的整体外形与所述印刷电路板基体(3)的整体外形相同。

9.一种摄像头模组，其特征在于，包括成像芯片(6)以及权利要求1至8中任一项所述的补强温度变形的印刷电路板，所述成像芯片(6)设置于所述补强温度变形的印刷电路板上且位于设置有电子元器件的一面。

10.根据权利要求9所述的摄像头模组，其特征在于，所述印刷电路板基体(3)上设置有支架(8)，所述支架(8)上安装有位于所述成像芯片(6)上方的摄像头组件(7)以及用于驱动所述摄像头组件(7)移动的音圈马达(9)。

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