CN210075377U - 一种摄像头封装模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种摄像头封装模组，包括：线路板，具有彼此相对的第一表面以及第二表面，所述第二表面设置有多个连接垫；镜头支架，所述镜头支架具有支撑部，所述支撑部与所述线路板的第一表面连接；镜头组件，安装在所述镜头支架上；影像传感芯片，具有彼此相对的正面以及背面，其正面设置有感光区域以及围绕所述感光区域的非感光区域，所述非感光区域设置有多个焊垫，所述焊垫与所述连接垫电性连接；所述线路板包含硬板区域以及柔性板区域，所述镜头支架以及所述影像传感芯片安装在所述硬板区域；所述线路板的硬板区域设置有窗口，所述窗口暴露所述感光区域，所述镜头组件与所述影像传感芯片之间形成光学通路。

Description

一种摄像头封装模组

技术领域

本实用新型涉及半导体芯片封装技术，尤其涉及影像传感芯片与镜头组合封装的封装模组。

背景技术

近年来，随着数字图像处理技术的发展，人们将光学透镜与影像传感芯片组合封装，形成小型化的摄像头封装模组。摄像头封装模组广泛应用于消费类数码产品，如手机，笔记本电脑，玩具，工业探测，汽车车载摄像头和医疗等领域，使这些产品实现数码照相/摄像功能。

现有技术公开了一种摄像头模组COB封装方案，请参考图1，具体的，COB封装方案是通过胶粘方式将影像传感芯片与电路板粘合在一起，再通过打线Wire bonding技术将影像传感芯片与电路板实现电性连接，镜头组件组装到镜头支架，然后采用胶粘方式将镜头支架粘合在电路板上，镜头组件与影像传感器芯片之间形成光学通路。由于影像传感芯片的焊垫越来越密集，间距也在逐渐逼近极限，在Wire bonding工艺下，在这种金线十分密集的情况下，容易发生金线间干涉，从而导致电路故障。另一方面，在整个制造流程中，Wirebonding工艺之后还将进行一系列的例如镜头支架安装等步骤，都将对金线连接的可靠性造成影响。再者，金线具有一定的弧高，因此在模组中为了避让金线通常要增加一段额外的高度，因此，金线的存在可能阻碍模组的小型化发展。

现有技术还公开一种摄像头模组CSP封装方案，请参考图2，具体的，CSP封装方案是首先将影像传感芯片与玻璃进行封装，可以参考我司的专利CN201320010199.7，然后将影像传感芯片的封装体通过表面贴装技术(Surface Mount Technology，简称SMT)焊接到电路板上，镜头组件组装到镜头支架，然后采用胶粘方式将镜头支架粘合在电路板上，镜头组件与影像传感器芯片之间形成光学通路。

综上，摄像头模组COB封装方案以及摄像头模组CSP封装方案，其摄像头封装模组尺寸大，不利于模组小型化设计。

实用新型内容

本实用新型提供一种摄像头封装模组，以解决现有摄像头封装模组尺寸大，无法小型化的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型一种摄像头封装模组，包括：线路板，具有彼此相对的第一表面以及第二表面，所述第二表面设置有多个连接垫；镜头支架，所述镜头支架具有支撑部，所述支撑部与所述线路板的第一表面连接；镜头组件，安装在所述镜头支架上；影像传感芯片，具有彼此相对的正面以及背面，其正面设置有感光区域以及围绕所述感光区域的非感光区域，所述非感光区域设置有多个焊垫，所述焊垫与所述连接垫电性连接；所述线路板包含硬板区域以及柔性板区域，所述镜头支架以及所述影像传感芯片安装在所述硬板区域；所述线路板的硬板区域设置有窗口，所述窗口暴露所述感光区域，所述镜头组件与所述影像传感芯片之间形成光学通路。

优选的，所述线路板的第二表面设置补强板，所述补强板位于所述硬板区域且不完全覆盖所述硬板区域，所述补强板暴露所述影像传感芯片，所述支撑部在所述线路板上的投影完全位于所述补强板在所述线路板上的投影内。

优选的，所述线路板的第一表面上设置有透光基板，所述透光基板覆盖所述窗口，所述透光基板为光学玻璃或者红外滤光片。

优选的，所述补强板的顶面高出所述影像传感芯片的背面。

优选的，所述线路板包括相互电性连接的柔性线路板与硬性线路板，所述硬性线路板与所述柔性线路板堆叠的重合区域形成所述线路板的硬板区域，所述柔性线路板的其他区域为柔性板区域。

优选的，所述线路板采用差分线线路设计。

优选的，所述柔性线路板为FPC板，所述硬性线路板为PCB板或者陶瓷硬性线路板。

优选的，所述连接垫与所述焊垫之间具有金属凸块。

优选的，所述补强板为钢片。

优选的，所述透光基板的透射率不小于90％。

本实用新型通过将影像传感芯片以及镜头支架分别设置在线路板的两侧，将线路板的厚度容纳在镜头与影像传感芯片的光学通路之间，降低了摄像头封装模组的整体厚度和宽度，实现摄像头封装模组的小型化。

附图说明

图1为现有技术摄像头模组COB封装方案的结构示意图；

图2为现有技术摄像头模组CSP封装方案的结构示意图；

图3为本实用新型的优选实施例摄像头封装模组的结构示意图；

图4为本实用新型的优选实施例摄像头封装模组封装方法中安装透光基板的结构示意图；

图5为本实用新型的优选实施例摄像头封装模组封装方法中安装影像传感芯片的结构示意图；

图6为本实用新型的优选实施例摄像头封装模组封装方法中安装镜头支架的结构示意图；

图7为本实用新型的优选实施例摄像头封装模组封装方法中安装连接器的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

请参考图3，为本实用新型的优选实施例，一种摄像头封装模组1，其可以被应用于各种电子设备，举例但不限于智能手机，可穿戴设备，电脑设备，电视机，交通工具，照相机，监控装置等，所述摄像头封装模组配合所述电子设备以实现对目标对象的图像采集和再现功能。

本实施例中的摄像头封装模组1包括：线路板10，具有彼此相对的第一表面以及第二表面，第二表面设置有多个连接垫101；镜头支架20，镜头支架20具有支撑部21，支撑部21与线路板10的第一表面连接；镜头组件30，安装在镜头支架20上；影像传感芯片40，具有彼此相对的正面41以及背面42，其正面41设置有感光区域以及围绕所述感光区域的非感光区域，非感光区域设置有多个焊垫401，焊垫401与连接垫101电性连接；线路板10包含硬板区域以及柔性板区域，镜头支架20以及影像传感芯片40安装在硬板区域；线路板10的硬板区域设置有窗口102，窗口102暴露影像传感芯片40的感光区域，镜头组件30与影像传感芯片40之间形成光学通路。

影像传感芯片40是一种将光信号转换为电信号的器件，影像传感芯片40可以为CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)影像传感芯片或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)影像传感芯片。

于本实施例中，线路板10是一种柔性线路板13(也可称为软板，即FPC板)与硬性线路板14(也可称为硬板，即PCB板或陶瓷硬性线路板)，经过压合等工序，按相关工艺要求组合在一起。柔性线路板13与硬性线路板14电性连接，两者重叠的区域为硬板区域，目前，该种线路板的制作工艺已经比较成熟，相对于陶瓷基板等其它工艺的线路板具有较大的成本优势。硬板区域可以理解为软硬结合板中的整体上呈现为刚性(在常温下不可弯曲)的区域，即柔性线路板13与硬性线路板14重叠的区域，柔性板区域可以理解为软硬结合板中的整体上呈现为柔性(即可弯曲)的区域即柔性线路板13上不与硬性线路板14重叠的其他区域。

窗口102为穿透柔性线路板13以及硬性线路板14的通孔。

优选的，本实施例中，线路板采用差分线线路设计，相比于现有技术的摄像头模组COB封装方案，本实用新型的线路板抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。且由于差分线的耦合，能有效抑制EMI，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

于本实施例中，可以在柔性板区域设置连接器从而实现将硬板区域电性连接至连接器，以便与终端设备(例如手机)的主板电连接。

相比于COB封装方案中采用wire bond的电性连接方式，本实施例中线路板10上的连接垫101可以更靠近感光区域。有助于减小影像传感芯片40与线路板10电性连接的总面积，进而有利于摄像头封装模组的小型化设计。

在线路板10的连接垫101和影像传感芯片40的焊垫401两者之一上设置金属凸块，用于实现连接垫101与焊垫401之间的电性连接。

于本实施例中，通过在线路板10的第二表面上旋涂一层光刻胶层，而后通过曝光、显影、植铜，在连接垫101上形成铜凸块。利用超声焊等合适的工艺实现金属凸块与焊垫401电性连接。

金属凸块也可以是是由复合金属在影像传感芯片的正面的焊垫401处经电镀工艺制作而成。可以为铜锡材质，也可以为铜银，铜锡银，铜镍锡，铜镍银，铜镍锡银等材质。

在影像传感芯片40正面的焊垫401与所述金属凸块间沉积有金属保护层。具体的，所述金属保护层为电镀金属凸块提供种子层。所述金属保护层可以为钛和铜材质。

进一步的，可以在金属凸块，例如铜凸块的顶表面上附着镍、钯、金、锡膏或导电银胶等导电附接材料，影像传感芯片40的焊垫401与金属凸块间通过该附着的导电附接材料实现导通，同时还便于焊电401与连接垫101之间的连接(例如焊接或压合)。连接垫101与焊垫401的电性连接方式本实用新型不做限制。

于另一实施例中，在影像传感芯片40的焊垫401上形成金凸块。

于本实施例中，在线路板10的第二表面设置补强板50，补强板50位于硬板区域且不完全覆盖所述硬板区域，补强板50暴露影像传感芯片40。补强板主要是对镜头支架20以及镜头组件30起支撑作用。因此，至少，镜头支架20的支撑部21在线路板10上的投影完全位于补强板50在线路板10上的投影内。

线路板10上可以设置有其他电子元器件，上述电子元器件可以为电容、电阻或电感。上述电子元器件可以设置在线路板10的第一表面上，且设置在窗口102的周围。电容等电子元器件可以用于消除一些线路的干扰信号。

补强板可以为钢片等散热性能良好的片材。

于本实施例中，补强板50的厚度为0.1mm，为了组装镜头支架20的便利，本实施例中，补强板50的厚度需要满足补强板50的顶面高出所述影像传感芯片40的背面。如此，在安装镜头支架20的时候，可以直接以补强板50做支撑而不会损坏影像传感芯片。

本实施例中，镜头支架20上设有内螺纹通孔，镜头组件30设有外螺纹，镜头组件30通过外螺纹与镜头支架20的内螺纹通孔可拆卸连接。

线路板10的第一表面上设置有透光基板60，透光基板60覆盖窗口102。

优选的，透光基板60为光学玻璃，透射率是90％或更大，优选地是95％或更大。可以在光学玻璃上镀膜，使透光基板具有更多的功能。比如通过粘贴或涂覆在光学玻璃上形成IR滤光片，用于屏蔽具有对应于红外线光的波长的光。

于其他实施例中，透光基板可以是直接是红外滤光片。

透光基板60用于防止所述影像传感芯片的感光区域被污染以及提高摄像头封装模组的光学性能。

摄像头封装模组1可以是依靠可见光成像的可见光成像模组(包括彩色图像成像模组及黑白图像成像模组)，也可以是依靠红外光成像的红外成像模组。本实用新型不做限制。

本实用新型还提供一种摄像头模组的封装方法，包括以下步骤：

提供如上所述的线路板10。

提供如上所述的影像传感芯片40，本实施例中，先通过研磨切割将整片晶圆分割成单颗晶粒，所述的单颗晶粒即影像传感芯片40。

提供如上所述的镜头支架20以及镜头组件30，镜头组件30安装于与镜头支架20上；所述镜头组件30的外围还可以设有马达组件，可以实现镜头组件30的自动对焦功能。应当理解的是，本实用新型的摄像头封装模组可以用于定焦摄像头封装模组和自动变焦摄像头封装模组，不作限制。

在线路板10的第一表面上贴合透光基板60，透光基板60覆盖所述窗口。在此步骤中，可利用点胶机点胶，再使用晶片键合机将透光基板60贴附到线路板10的窗口102上，然后通过烘烤固化，并清洗干净。

以透光基板60作为承载板，在线路板10的第二表面上倒装影像传感芯片40，影像传感芯片40的感光区域与线路板10的窗口102位置对应，且焊垫401与连接垫101电性连接。采用倒装焊的方式将影像传感芯片40与线路板10的连接垫101焊接相连，线路板10的厚度设置在镜头组件30与影像传感芯片40的光学距离之间，从而可大大减小摄像头封装模组的总厚度；再用填充胶将线路板10与影像传感芯片40焊接处的间隙填充，加固两者之间的连接强度，且对影像传感芯片40的感光区域进行密封保护，避免粉尘颗粒的污染。

于其他实施例中，焊垫401与连接垫101之间可以通过异向导电胶、超声波焊接、热压焊接或回流焊等方式实现导通。

由于是将影像传感芯片40直接贴附于线路板10的第二表面上，两者之间通过金属凸点实现电性连接，相比于wire bonding连接方式，这种倒装工艺下线路板10与影像传感芯片40的电路导通长度大大缩短，减小了延迟，有效地提高了电性能。另一方面，以透光基板60作为承载板，透光基板60的平整度好、强度高不易弯曲。

相比如wire bonding封装方案，本实用新型不再需要考虑电子元件布局和打线空间，减小摄像头模组在X/Y方向上的尺寸。如此，达到了进一步减小摄像头封装模组的尺寸的目的，实现摄像头模组的小型化。

然后，以补强板50作为支撑，在线路板10的第一表面上安装镜头支架20，使支撑部21与线路板10的第一表面连接且镜头组件30与影像传感芯片40之间形成光学通路。

镜头组件30与透光基板60依次位于影像传感芯片40的感光路径上，可以理解为镜头组件30的光轴与影像传感芯片40的光轴重合，透光基板60的光轴与影像传感芯片40的光轴重合。本实用新型提到的重合可以理解为重合或者存在一定差距，例如影像传感芯片40光轴与镜头组件30的光轴重合，或影像传感芯片40的光轴与镜头组件30的光轴存在一定差距，该差距在一定范围内，满足整个摄像头封装模组的光学性能要求。

在安装镜头支架20时，对倒装影像传感芯片40之后的产品进行清洗，对镜头组件30以及镜头支架20进行清洗，然后，将镜头支架20对位并覆盖影像传感芯片40，镜头支架20的支撑部21通过胶水粘贴在线路板10的第一表面上，并通过烘烤制程使胶水固化。

在本实施例的封装方法中，还包括以下步骤，在线路板10的柔性板区域安置连接器70。

本实用新型通过将影像传感芯片以及镜头支架分别设置在线路板的两侧，将线路板的厚度容纳在镜头与影像传感芯片的光学通路之间，降低了摄像头封装模组的整体厚度和宽度，实现摄像头封装模组的小型化。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像头封装模组，其特征在于，包括：

线路板，具有彼此相对的第一表面以及第二表面，所述第二表面设置有多个连接垫；

镜头支架，所述镜头支架具有支撑部，所述支撑部与所述线路板的第一表面连接；

镜头组件，安装在所述镜头支架上；

影像传感芯片，具有彼此相对的正面以及背面，其正面设置有感光区域以及围绕所述感光区域的非感光区域，所述非感光区域设置有多个焊垫，所述焊垫与所述连接垫电性连接；

所述线路板包含硬板区域以及柔性板区域，所述镜头支架以及所述影像传感芯片安装在所述硬板区域；

所述线路板的硬板区域设置有窗口，所述窗口暴露所述感光区域，所述镜头组件与所述影像传感芯片之间形成光学通路。

2.如权利要求1所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述线路板的第二表面设置补强板，所述补强板位于所述硬板区域且不完全覆盖所述硬板区域，所述补强板暴露所述影像传感芯片，所述支撑部在所述线路板上的投影完全位于所述补强板在所述线路板上的投影内。

3.如权利要求1所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述线路板的第一表面上设置有透光基板，所述透光基板覆盖所述窗口，所述透光基板为光学玻璃或者红外滤光片。

4.如权利要求2所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述补强板的顶面高出所述影像传感芯片的背面。

5.如权利要求1所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述线路板包括相互电性连接的柔性线路板与硬性线路板，所述硬性线路板与所述柔性线路板堆叠的重合区域形成所述线路板的硬板区域，所述柔性线路板的其他区域为柔性板区域。

6.如权利要求1所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述线路板采用差分线线路设计。

7.如权利要求5所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述柔性线路板为FPC板，所述硬性线路板为PCB板或者陶瓷硬性线路板。

8.如权利要求1所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述连接垫与所述焊垫之间具有金属凸块。

9.如权利要求2所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述补强板为钢片。

10.如权利要求3所述的摄像头封装模组，其特征在于，所述透光基板的透射率不小于90％。

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