TWI611233B - 鏡頭組件及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種鏡頭組件，包括透鏡模組、外殼、第一膠體以及電路板模組。透鏡模組具有頂部與支架，支架從頂部延伸出且穿設於外殼以組裝於電路板模組，而頂部連接於外殼的上緣。外殼位於頂部與電路板模組之間。第一膠體黏接支架、外殼與電路板模組。另揭露鏡頭組件的製作方法。

Description

鏡頭組件及其製作方法

本發明是有關於一種鏡頭組件即其製作方法。

近來隨著科技的進步，各種電子裝置均設計為輕薄外型而具有易於攜帶的特性，以便於使用者可隨時隨地藉由電子裝置進行行動商務或娛樂休閒等事務。以影像擷取裝置為例，影像擷取裝置近期廣泛地應用於各種領域，例如智慧型手機、平板電腦以及穿戴式裝置等可攜式電子裝置上，其具有體積小且方便攜帶之優點，使用者可以於需要時隨時進行影像擷取工作且儲存拍攝而獲得之影像。

一般來說，影像擷取裝置之主要組成通常包含有外部之鏡筒、設置於內部之光學鏡片以及感測元件，而其中會對光學鏡頭組之光學效能造成直接影響的，除光學鏡片光學設計的優劣外，另一就是光學鏡片與感測元件之間相對位置的誤差，當誤差越小時，則表示越接近設計時之預設狀態，而致使光學鏡頭組之能更為接近理想。

但，隨著影像擷取裝置越趨於小型化之設計，無疑地也增加了其組裝過程的困難度。因此，如何提供簡單但能提高組裝品之光學效能的相關結構與工序，實為本領域之人員需仔細思考的。

本發明提供一種鏡頭組件即其製作方法，其具備簡單結構與簡化的組裝工具但能有效提高組裝後的光學校能與結構強度。

本發明的鏡頭組件，包括透鏡模組、外殼（housing）、第一膠體以及電路板模組。透鏡模組具有頂部與支架（stand），支架從頂部延伸出。透鏡模組的支架穿設於外殼，且頂部連接於外殼的上緣。支架穿過外殼而組裝於電路板模組，以使外殼位於頂部該電路板模組之間。第一膠體黏接支架、外殼與電路板模組。

本發明的鏡頭組件的製作方法，包括將透鏡模組的支架穿設於外殼中，其中透鏡模組的頂部連接於外殼的上緣，而透鏡模組的支架抵接於電路板模組上；以及藉由底層填充（underfill）封裝技術以第一膠體黏接支架、外殼與電路板模組。

在本發明的一實施例中，上述的鏡頭組件還包括第二膠體，設置在頂部與外殼的上緣之間。

在本發明的一實施例中，上述的電路板模組包括電路板，外殼的下緣與電路板之間存在間隙。第一膠體適於從間隙該支架、外殼與電路板所形成的接著空間內。

在本發明的一實施例中，上述的電路板模組還包括配置在電路板上的影像感測元件。頂部經由外殼的開孔而正對於影像感測元件。影像感測元件位於上述的接著空間內。

在本發明的一實施例中，上述的支架在電路板模組上的正投影呈現開放輪廓。

在本發明的一實施例中，上述的支架包括從頂部延伸出的多個柱體，而電路板模組具有多個盲孔。柱體對應地組裝於盲孔。

在本發明的一實施例中，上述的第一膠體填充於電路板模組上被柱體所環繞的區域。

在本發明的一實施例中，上述的支架是從頂部延伸出的牆體。電路板模組具有盲孔槽。牆體對應地組裝於盲孔槽。

在本發明的一實施例中，上述的支架具有缺口，所述第一膠體經由缺口而填充於電路板模組上被支架所環繞的區域。

在本發明的一實施例中，上述鏡頭組件的製作方法還包括：藉由球柵陣列封裝（Ball Grid Array, BGA）技術將影像感測元件配置於電路板上而形成上述的電路板模組。

在本發明的一實施例中，當上述的支架穿設外殼時，以第二膠體接著在頂部與外殼的上緣之間。

在本發明的一實施例中，上述的第二膠體是以預固化（pre-curing）接著頂部於外殼的上緣。

在本發明的一實施例中，上述的支架包括從頂部延伸出的多個柱體，所述鏡頭組件的製作方法還包括：在進行底層填充封裝技術時，以第一膠體填充於電路板模組上被柱體所環繞的區域。

在本發明的一實施例中，上述的支架具有缺口，所述鏡頭組件的製作方法還包括：進行底層填充封裝技術時，以第一膠體經由缺口填充於電路板模組上被支架所環繞的區域。

基於上述，在本發明的上述實施例中，透鏡組件具有能穿過外殼且組裝至電路板模組的支架，因此能藉由第一膠體而一併將透鏡模組、外殼與電路板模組同時固定。據此，能有效避免因構件逐層疊加而造成的組裝公差，同時也能有效簡化組裝工序，以讓鏡頭組件藉此簡單結構便能具備較佳的光學效果與結構強度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例的一種鏡頭組件的示意圖。圖2是圖1的鏡頭組件的爆炸圖。在此將圖1中的局部構件予以虛線化，以能較清楚地辨識構件之間的相對關係。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，鏡頭組件100包括透鏡模組110、外殼120、第一膠體G1以及電路板模組130，其中透鏡模組110包括外部的結構件與配置其內的光學鏡片，光學鏡片具有攝像面S1以供收集光線而形成影像，而結構件實質上區分為頂部112與支架114，頂部112作為容納前述光學鏡片之用，支架114具有彼此相對的第一端E1與第二端E2，第一端E1連接於頂部，第二端E2從頂部112延伸出。在此，支架114是呈現位於頂部112下方的四個柱體。

外殼120包括基底124、位於其上的突出部122以及開孔122a，其中開孔122a貫穿突出部122與基底124。透鏡模組110的支架114穿過開孔122a而組裝至電路板模組130，以使組裝後的外殼120實質上是位在電路板模組130與透鏡模組110的頂部112之間。值得注意的是，正由於透鏡模組110的支架114是結構組裝至電路板模組130，因此便能藉由進行底層填充（underfill）封裝技術以對外殼120、電路板模組130及支架114藉由第一膠體G1黏接而進行封裝、固定的動作，如此，藉由單一工序便能據以將所述結構組裝完成並達到固定的效果。在圖1中為了避免不易辨識，因此第一膠體G1僅以平面（2D）效果呈現。

圖3是圖1的鏡頭組件的側視圖。請同時參考圖1至圖3，進一歩地說，電路板模組130包括電路板132與封裝其上的影像感測元件134，其中影像感測元件134例如是以球柵陣列封裝（BGA）封裝在電路板132上。電路板132具有多個盲孔132a環繞於影像感測元件134並對應前述支架114，亦即支架114穿過開孔122a而以第二端E2插設於對應的盲孔132a，以讓容置於頂部112的光學鏡片能經由開孔122a而正對於電路板132上的影像感測元件134，讓攝像面S1收集光線而形成的影像能順利地被擷取。

同時，透鏡模組110的頂部112也藉由第二膠體G2而接著於外殼120（突出部122）的上緣E3。據此，結合後的透鏡模組110與外殼120，其中支架114露出外殼120的部分（即第二端E2的部分）大於盲孔132a的深度，因此讓外殼120（基底124）的下緣E4會與電路板132之間存在間隙d1。據此，前述進行底層填充封裝的過程中，第一膠體G1便能經由間隙d1而填充於外殼120的基底124、支架110與電路板132所形成的接著空間中，且為支架114所環繞。所述第一膠體G1同時也據以包圍在影像感測元件134並覆蓋影像感測元件134與電路板132的封裝連接處，而對影像感測元件134提供有效地保護作用。在此，也由於盲孔132a的存在，因此填充於所述接著空間的第一膠體G1得以因此有得以溢膠的空間，同時也避免第一膠體G1溢出電路板模組130上的接著空間之外。

圖6繪示本發明一實施例之鏡頭組件製作方法的流程圖。請參考圖6，同時基於上述結構配置而進行構件組裝之步驟描述如下：

首先在步驟S1中，藉由將透鏡模組110的支架114穿設於外殼120，其中透鏡模組110的頂部112連接於外殼120的上緣，而透鏡模組110的支架114抵接於電路板模組130。

詳細而言，在本步驟中，首先將光學鏡片與外部結構結合而形成透鏡模組110，接著，將透鏡模組110的支架114穿過外殼120的開孔122a，且同時以第二膠體G2接著在外殼120的上緣E3（標示於圖3）與透鏡模組110的頂部112之間。在此，第二膠體G2例如是光敏樹脂（紫外線膠），其能藉由光線而固化以達到所需的接著效果。屆此，透鏡模組110與外殼120完成初步的組裝。需提及的是，第二膠體G2在此是處於預固化（pre-curing）狀態，亦即透鏡模組110與外殼120之間仍保持足以進行相對移動的裕度，以利於後續進行光學調校時的微調動作。

接著，將支架114的第二端E2插設於電路板132上所對應的盲孔132a中，同時也在外殼120的下緣E4及電路板132之間形成間隙d1。

接著在步驟S2中，藉由底層填充封裝技術以第一膠體G1黏接並固定支架114、外殼120與電路板模組130。

進一歩地說，在本步驟中，經由間隙d1而將第一膠體G1填充至電路板132、支架114與外殼120所形成的接著空間中，以讓第一膠體G1能與所述結構接觸並充滿於接著空間中，所述接著空間被支架114所環繞，也因此包覆影像感測元件134與電路板132之間封裝處。在此同時，透鏡模組110與電路板132上的影像感測元件134之間也一併進行光學調校動作，同時也因透鏡模組110與外殼120之間仍保持能相對移動的裕度，因此得以順利地在此工序中進行組裝對位的調整。

最後，據以固化第一膠體G1（例如以加熱方式，但本實施例並不以此為限），便完成透鏡模組110、外殼120與電路板模組130的組裝工序。基於上述而能明顯得知，藉由底層填充封裝技術能將透鏡模組110、外殼120與電路板模組130進行一次性的固定，同時透鏡模組110與影像感測元件134也在此步驟之前即完成光學調校。如此一來，所述組裝過程便能避免層疊式的多次組裝而影響光學調校的效果。

另需提及的是，本實施例的支架114在電路板模組130上的正投影呈現開放輪廓，亦即支架114實質上並非封閉結構，以利於進行底層填充封裝時第一膠體G1的注入動作。

圖4是本發明另一實施例的一種透鏡模組的爆炸圖。圖5是圖4的鏡頭組件的部分構件示意圖，在此省略外殼而得以清楚辨識相關構件。請同時參考圖4與圖5，與前述實施例不同的是，本實施例的鏡頭組件200中，透鏡模組210包括頂部212與支架214，頂部212一如前述實施例，用以容置光學鏡片而使其攝像面S1外露，而不同的是，支架214是從頂部212延伸出的牆體，而對應地，電路板模組230的電路板232具有盲孔槽232a，所述牆體對應地組裝於盲孔槽232a。

再者，本實施例的支架214具有缺口214a，因而其在電路板模組230所在的虛擬平面上是呈開口式的圓形輪廓，所述盲孔槽232a亦如前述輪廓而得以與支架214匹配。

據此，透鏡模組210與外殼120的組裝一如前述，在此便不再贅述。當進行底層填充封裝時，第一膠體G1經由間隙（如前述實施例於圖3所示）而從缺口214a處得以注入接著空間，且所述接著空間是被呈牆體的支架214所圍繞，此舉讓本實施例的透鏡模組210、外殼120與電路板模組230同樣能達到與上述實施例相同的接著效果。

無論在何實施例，本發明的影像感測元件134是以球柵陣列封裝（Ball Grid Array, BGA）技術而配置於電路板132上，亦即影像感測元件134與電路板132之間例如是以植入錫球而達到彼此間的電性連接關係，其已能從現有技術得知故不再贅述。在此需提及的是，由於所述球柵陣列封裝的結構仍會因震動、外在環境或製程差異而存在裂解並導致影像品質變差的可能性，因此本實施例除了能夠藉由底層填充封裝技術達成上述的接著效果外，還能藉由底層填充封裝技術隔絕錫球結構與外界接觸並對所述錫球結構提供進一步的保護效果，同時也能夠使接著後的外殼、電路板模組與鏡頭模組之間因第一膠體的固化而得以強化整體的結構強度。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，透鏡組件具有能穿過外殼且組裝至電路板模組的支架，因此能藉由電路板模組在進行底層填充封裝製程時，一併將透鏡模組、外殼藉由第一膠體而同時固定。據此，能有效避免逐層疊加的結構而造成的組裝公差，同時也能有效簡化組裝工序，以讓鏡頭組件藉此簡單結構便能具備較佳的光學效果。

在此，支架可依據所需而呈柱體或牆體，其均在電路板模組所在的虛擬平面上呈現非封閉輪廓，據以在進行底層填充封裝時讓第一膠體能順利地注入接著空間，而有利於製程的進行。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧鏡頭組件

110、210‧‧‧透鏡模組

112、212‧‧‧頂部

114、214‧‧‧支架

120‧‧‧外殼

122‧‧‧突出部

122a‧‧‧開孔

124‧‧‧基底

130、230‧‧‧電路板模組

132、232‧‧‧電路板

132a‧‧‧盲孔

134‧‧‧影像感測元件

214a‧‧‧缺口

232a‧‧‧盲孔槽

d1‧‧‧間隙

E1‧‧‧第一端

E2‧‧‧第二端

E3‧‧‧上緣

E4‧‧‧下緣

G1‧‧‧第一膠體

G2‧‧‧第二膠體

S1‧‧‧攝像面

S01、S02‧‧‧步驟

圖1是依據本發明一實施例的一種鏡頭組件的示意圖。 圖2是圖1的鏡頭組件的爆炸圖。 圖3是圖1的鏡頭組件的側視圖。 圖4是本發明另一實施例的一種透鏡模組的爆炸圖。 圖5是圖4的鏡頭組件的部分構件示意圖。 圖6繪示本發明一實施例之鏡頭組件製作方法的流程圖。

100‧‧‧鏡頭組件

110‧‧‧透鏡模組

112‧‧‧頂部

114‧‧‧支架

120‧‧‧外殼

130‧‧‧電路板模組

G1‧‧‧第一膠體

G2‧‧‧第二膠體

S1‧‧‧攝像面

Claims (23)

1. 一種鏡頭組件，包括：一透鏡模組，具有一頂部與一支架(stand)，該支架從該頂部延伸出；一外殼(housing)，該透鏡模組之該支架穿設於該外殼，且該頂部連接於該外殼的上緣，且該頂部突出於該外殼之上；一電路板模組，該支架穿過該外殼並組裝於該電路板模組，且該外殼位於該頂部與該電路板模組之間；以及一第一膠體，黏接該支架、該外殼與該電路板模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，還包括一第二膠體，設置於該頂部與該外殼的上緣之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，其中該電路板模組包括一電路板，該外殼的下緣與該電路板之間存在一間隙，該第一膠體經該間隙填充於該支架、該外殼與該電路板所形成的一接著空間內。
4. 如申請專利範圍第3項所述的鏡頭組件，其中該電路板模組還包括配置在該電路板上的一影像感測元件，該頂部經由該外殼的一開孔而正對於該影像感測元件，該影像感測元件位於該接著空間內。
5. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，其中該支架在該電路板模組上的正投影呈現開放輪廓。
6. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，其中該支架包括從該頂部延伸出的多個柱體，而該電路板模組具有多個盲孔，該些柱體對應地組裝於該些盲孔。
7. 如申請專利範圍第6項所述的鏡頭組件，其中該第一膠體填充於該電路板模組上被該些柱體所環繞的區域。
8. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，其中該支架是從該頂部延伸出的一牆體，而該電路板模組具有一盲孔槽，該牆體對應地組裝於該盲孔槽。
9. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，其中該支架具有一缺口，該第一膠體經由該缺口而填充於該電路板模組上被該支架所環繞的區域。
10. 一種鏡頭組件的製作方法，用以製作如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組件，所述鏡頭組件的製作方法包括：將該透鏡模組的該支架穿設於該外殼中，其中該透鏡模組的該頂部連接於該外殼的上緣，而該透鏡模組的該支架抵接於該電路板模組上；以及藉由底層填充(underfill)封裝技術以該第一膠體黏接並固定該支架、該外殼與該電路板模組。
11. 如申請專利範圍第10項所述鏡頭組件的製作方法，還包括：藉由球柵陣列封裝(Ball Grid Array,BGA)技術將一影像感測元件配置於一電路板上而形成該電路板模組。
12. 如申請專利範圍第10項所述鏡頭組件的製作方法，還包括：當該支架穿設該外殼時，以一第二膠體接著在該頂部與該外殼的上緣之間。
13. 如申請專利範圍第12項所述鏡頭組件的製作方法，其中該第二膠體是以預固化(pre-curing)接著該頂部於該外殼的上緣。
14. 如申請專利範圍第10項所述鏡頭組件的製作方法，其中該支架包括從該頂部延伸出的多個柱體，所述鏡頭組件的製作方法還包括：進行底層填充封裝技術時，以該第一膠體填充於該電路板模組上被該些柱體所環繞的區域。
15. 如申請專利範圍第10項所述鏡頭組件的製作方法，其中該支架具有一缺口，所述鏡頭組件的製作方法還包括：進行底層填充封裝技術時，以該第一膠體經由該缺口填充於該電路板模組上被該支架所環繞的區域。
16. 一種鏡頭組件，包括：一透鏡模組，具有一頂部與一支架，該支架從該頂部延伸出；一外殼，該透鏡模組之該支架穿設於該外殼，且該頂部連接於該外殼的上緣； 一電路板模組，具有至少一盲孔，該支架穿過該外殼並對應地插設於該盲孔，以使該外殼位於該頂部與該電路板模組之間；以及一第一膠體，黏接該支架、該外殼與該電路板模組。
17. 如申請專利範圍第16項所述的鏡頭組件，其中該外殼包括一基底與位於該基底上的一突出部，該支架穿過該基底與該突出部，該頂部連接且突出於該外殼的該突出部之上。
18. 如申請專利範圍第17項所述的鏡頭組件，其中該支架從該基底的下緣露出，且該支架露出該基底的部分大於該盲孔的深度，以在該基底與該電路板模組之間形成一間隙。
19. 如申請專利範圍第18項所述的鏡頭組件，其中該第一膠體經由該間隙而填充於該外殼的底層與該支架、該電路板模組之間。
20. 如申請專利範圍第16項所述的鏡頭組件，其中該盲孔提供該第一膠體得以溢膠的空間。
21. 如申請專利範圍第16項所述的鏡頭組件，其中該支架包括從該頂部延伸出的多個柱體，而該電路板模組具有多個盲孔，該些柱體對應地插設於該些盲孔。
22. 如申請專利範圍第21項所述的鏡頭組件，其中該第一膠體填充於該電路板模組上被該些柱體所環繞的區域。
23. 如申請專利範圍第22項所述的鏡頭組件，其中該支架具有一缺口，該第一膠體經由該缺口而填充於該電路板模組上被該牆體所環繞的區域。