改善平整度的攝像模組的感光組件的製作方法

2023-04-26 19:01:31

本實用新型涉及一電路板結構，尤其涉及改善攝像模組中貼附平整度的印刷電路板結構及其製造方法。

背景技術：

數位相機最常見的自動對焦制動器(亦即步進馬達)並不適用於手機市場，現今大多數手機的自動對焦相機或攝像模組均採用音圈馬達(VCM)技術。隨著攝像模組應用不斷發展，在數位自動對焦(Auto Focus)和光學防手震(OIS)等新技術類型模組對製作工藝要求也越來越高。因此，微機電系統(MEMS)技術的興起，開啟了攝像模組應用中的新視野，並滿足市場在功能上需求。其中經由微機電系統 (MEMS)致動器(Actuator)，也就是MEMS陀螺儀在低照度或移動等環境因素影響下提升照相品質，達到光學防抖(OIS)也日益受到關注。

但是，如圖1所示為現今微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)3A與PCB基板 1A的組裝結構示意圖，其中由於PCB基板1A來料的平整度並無法達到高精度的要求，因此在將微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)2A貼附到PCB基板1A的平整度相對受到很大的影響，進一步對光學防手震(OIS)的良率產生很大的影響。也就是說，大部份的PCB基板在用於微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)2A貼附時，將造成微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)貼附不平整和進一步地與攝像模組的感光元件3A貼附後產生約9-10％的不良率。所以PCB基板1A的平整度對於微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)2A與PCB基板1A的組裝結構和攝像模組的感光元件貼附的生產良率而言有著很大的影響。特別地，在感光元件3A貼附於所述微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)2A時，將受其平整度的影響，進一步地影響生產良率。本實用新型經過測試，經測試投產數量在413pcs，其中造成微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)2A不良的數量為40pcs，因此，不良率為 9.6％。因此，本實用新型將針對此點提供改善微機電系統(MEMS)致動器 (Actuator)2A貼附PCB基板1A不良率的問題，以降低不良率的產生。

技術實現要素：

本實用新型的一個目的在於提供一攝像模組和感光組件，其中通過一調平板改善微機電系統元件貼合的平整度，從而降低組裝製程的不良率。特別地，當所述印刷電路板結構應用於攝像模組，並由微致動器代替音圈馬達時，所述微致動器將結合於所述印刷電路板結構的所述調平板，以改善所述微致動器直接結合 PCB基板所造成所述微致動器貼附不良率的問題。

本實用新型的另一個目的在於提供一攝像模組和感光組件，其中應用於所述攝像模組的所述微致動器貼附時，將使組裝製程的貼附良率上升8.9％。

本實用新型的另一個目的在於提供一攝像模組和感光組件，其中所述調平板的厚度在0.08-0.2mm,以提升所述攝像模組的所述微致動器貼附時的平整度。

為了達到以上至少一個目的，本實用新型提供一攝像模組,其特徵在於，包括：

至少一印刷電路板結構，至少一微致動器，至少一感光元件，至少一鏡頭，其中所述鏡頭位於所述感光元件的感光路徑，其中所述印刷電路板結構包括至少一印刷電路板和至少一調平板，所述微致動器貼附所述調平板，所述調平板貼附於所述印刷電路板，其中所述微致動器用於連接至所述感光元件以驅動所述感光元件產生位移。

在一些實施例中，所述調平板的平整度在±10μm以內。

在一些實施例中，所述調平板具有一個或多個貫穿孔貫穿其本體，以做為負壓通道用於將所述微致動器吸附至所述調平板。

在一些實施例中，所述調平板實施為金屬板。

在一些實施例中，所述調平板是鋼板、銅板、鋁板或鐵板。

在一些實施例中，所述調平板的厚度實施在0.08-0.2mm。

本實用新型還提供一感光組件,以適用於攝像模組，其包括：

至少一印刷電路板；

至少一調平板，其貼合於所述印刷電路板；

至少一微致動器，其貼合於所述調平板；以及

至少一感光元件，其連接於所述微致動器，其中所述微致動器能夠驅動所述感光元件產生位移。

在一些實施例中，所述調平板與所述微致動器的間距為15-35μm，其為所述膠水厚度。

在一些實施例中，所述印刷電路板是軟硬結合板。

在一些實施例中，所述調平板貼附至所述印刷電路板的平整度在≤10μm。

本實用新型還提供一攝像模組的感光組件的製造方法，其中包括如下步驟：

將至少一微致動器貼附於至少一調平板並固定；

將至少一感光元件貼附至所述微致動器並固定；以及

將貼附有所述感光元件和所述微致動器的所述調平板貼附至一印刷電路板並固定。

在一些實施例中，其中根據步驟(I)，所述調平板具有一個或多個貫穿孔，通過所述貫穿孔做為負壓通道，以進行真空負壓吸附，將所述微致動器吸附於所述調平板。

在一些實施例中，其中根據步驟(II)，在所述微致動器保持真空負壓吸附時，將所述感光元件貼附至所述微致動器。

附圖說明

圖1是現有微機電系統(MEMS)致動器(Actuator)與PCB基板的組裝結構的示意圖。

圖2是根據本實用新型的一個優選實施例的印刷電路板結構的結構示意圖。

圖3A是根據本實用新型的一個優選實施例的攝像模組的爆炸透視圖。

圖3B是根據本實用新型的一個優選實施例的攝像模組的俯視圖。

圖3C是根據本實用新型的一個優選實施例的攝像模組的剖視圖，為圖3B的 A-A剖視。

圖4是根據本實用新型的一個優選實施例的印刷電路板結構的調平板的設計圖。

圖5是根據本實用新型的一個優選實施例的印刷電路板結構的貼附製程流程圖。

具體實施方式

以下描述用於揭露本實用新型以使本領域技術人員能夠實現本實用新型。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本實用新型的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本實用新型的精神和範圍的其他技術方案。

本領域技術人員應理解的是，在本實用新型的揭露中，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係是基於附圖所示的方位或位置關係，其僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此上述術語不能理解為對本實用新型的限制。

可以理解的是，術語「一」應理解為「至少一」或「一個或多個」，即在一個實施例中，一個元件的數量可以為一個，而在另外的實施例中，該元件的數量可以為多個，術語「一」不能理解為對數量的限制。

如圖2所示是根據本實用新型的一優選實施例的一印刷電路板結構1，以適用於微機電系統元件，像是微致動器2的組裝製程，從而提高製程後生產良率。更進一步地說，所述印刷電路板結構1適用於攝像模組，其中利用所述微致動器 2取代傳統音圈馬達(VCM)，以所述驅動攝像模組的感光元件3移動的方式實現光學防抖等功能。

根據本實用新型的實施例，所述印刷電路板結構1包括至少一印刷電路板 (PCB)10和至少一調平板20。所述調平板20在與所述微致動器(MEMS Actuator)2貼附後，在將貼附有所述微致動器2的所述調平板20與所述印刷電路板10貼附粘合。這樣的結構相對傳統直接將所述微致動器2貼附於所述印刷電路板10而言，將提升組裝製程的良率。所述微致動器2電連接攝像模組的所述感光元件3(Image sensor)以驅動所述感光元件3產生位移，從而實現自動對焦或光學防抖。

可以理解的是，所述印刷電路板10可以是硬板，也可以具有補強板的軟板，或者是軟硬結合板。在本實用新型的這個優選實施例中，其實施為軟硬結合板。

本實用新型的所述印刷電路板結構1應用於攝像模組時，所述印刷電路板結構1用於貼附所述微致動器2，其中先將所述微致動器2貼附於所述調平板20 後，再將貼附有所述微致動器2的所述調平板20貼附於所述印刷電路板10。如圖3A-3C所示，所述攝像模組包括所述印刷電路板結構1，所述微致動器2，所述感光元件3，以及一鏡頭4。所述微致動器2貼附於所述印刷電路板結構1，即所述微致動器2貼附於位於所述印刷電路板結構1的所述印刷電路板10上的所述調平板20。所述附感光元件3貼附於所述微致動器2。所述鏡頭4被安裝於一鏡座。所述鏡頭4位於所述感光元件3的感光路徑，從而在所述攝像模組用於採集物體的影像時，被物體反射的光線能夠在藉由所述鏡頭4的處理之後進一步被所述感光元件3接受以適於進行光電轉化。

根據本實用新型的實施例，值得一提的是，在所述攝像模組的所述感光元件 3亦是經由貼附製程粘合於所述微致動器，其中製程順序可以是在所述微致動器 2貼附於所述調平板20後，再將所述感光元件3貼附於所述微致動器2上，最後再將上面有所述感光元件3和所述微致動器2的所述調平板20貼附於所述印刷電路板10。這樣的結構相對傳統直接將所述微致動器2貼附於所述印刷電路板10而言，將提升後績組裝製程的良率。也就是說，所述微致動器2平整度的提升，將同時使所述感光元件3在貼附至所述微致動器2的平整度提升，這樣對於利用所述微致動器2和所述感光元件3進行光學防抖時，將進一步地提升其製程中的良率。另外，值得一提的是，上述的製程順序並不是唯一可行的實行方式，也就是說，可在所述微致動器2貼附於所述調平板20後，接著將所述調平板20 貼附於所述印刷電路板10，最後在將所述感光元件(3貼附於所述微致動器2上。另外，值得一提的是，所述微致動器2貼附到所述調平板20後，其中的電路連接是經由打線連接所述微致動器2和所述印刷電路板10。可以理解的，所述感光元件3和所述微致動器2的電路連接亦是經由打線連接。

本實用新型經由測試得知，一般的印刷電路板(PCB)的來料平整度的公差大部份都大於10um。這樣的平整度並不適用於直接使所述微機電系統元件貼附其上的，因為容易使所述微機電系統元件的良率受到影響。也就是說，對於所述攝像模組而言，所述印刷電路板10不適用於所述微致動器2直接貼附其上，容易使所述微致動器2和所述感光元件3的後續製程良率受到影響。本實用新型進一步地對兩者進行測試，其中測試直接貼附所述微致動器2於所述印刷電路板10 時，所述微致動器2與所述攝像模組的所述感光元件3貼附後產生高達9.6％的不良率。另外，本實用新型利用平整度在10μm以內的所述調平板20提升所述微致動器2貼附後的良率。經測試，將所述微致動器2的貼附於所述調平板20時，其中所述微致動器2與所述攝像模組的所述感光元件3貼附後的不良率只有 0.7％。如上所述，可以很明顯的得知，貼附的所述調平板20的印刷電路板結構和一般的印刷電路板(PCB)，應用於貼附所述微致動器2時，其良率上升8.9％。值得一提的是，本實用新型的平整度測試方式，是在所述印刷電路板10或所述調平板20上取一量測區域，並取一中心點，以中心點為基準分別量測在一定半徑R的數個量測點，以計算出平整度。在本實用新型中，所述半徑R的數值可以是1.5MM，但這並不為限制。

根據本實用新型的一實施例，其中所述調平板20具有一個或多個貫穿孔21，以用於經由負壓真空吸附。在攝像模組的所述微致動器2組裝製程中，經由負壓原理，通過所述調平板20的所述貫穿孔21將所述微致動器2吸附至所述調平板 20。值得一提的，在所述微致動器2貼附於所述調平板20之前，先將膠水塗覆於所述調平板20上，再經由所述貫穿孔21經由負壓吸附將所述微致動器2暫粘合於所述調平板20，接著將所述微致動器2和所述調平板20送進烤箱烘烤，以使所述膠水固化，從而固定粘合所述微致動器2與所述調平板20。另外，在所述感光元件3貼附於所述微致動器2時，亦是經由負壓真空吸附，且亦是經由膠水做為粘合介質，並且經由烤箱將膠水固化以粘固所述感光元件3和所述微致動器2。所述調平板20還可以具有中央孔22，以作為Mark定位點，或者在貼附工藝中用於判斷施膠量。

根據本實用新型的一實施例，所述調平板20系選自由塑料材質、陶瓷材質、金屬材質以及合金材料所制。經過測試，所述平整板由金屬材質所制的效果最佳，其除了強度和平整度外，由金屬材質所制的所述平整板還有散熱的功效，因此，可以理解的，所述調平板20實施為金屬板，如鋼板、銅板、鋁板、鐵板等。換言之，所述調平板即為金屬板。值得一提的，所述金屬板的貼附公差需管控在± 10um以內。另外，所述調平板20的厚度實施在0.08-0.2mm，且通過厚度 0.08-0.2mm的所述調平板20可以改善所述印刷電路板結構的平整度，進而提升所述微機電系統元件或所述微致動器2的組裝良率。值得一提的，所述調平板 20與所述微致動器3的間距為15-35μm，其為膠水厚度。所述調平板20在貼附至所述印刷電路板10時，需進行點位平整度測試，使平整度在≤10μm。

特別地，本實用新型分別對所述印刷電路板10有貼附所述調平板20，和無貼附所述調平板20，進行所述微致動器2貼合的組裝製程良率測式。在所述印刷電路板10有貼附所述調平板20時，投產數量380pcs的所述微致動器2貼合於所述調平板20，其中所述微致動器2與所述攝像模組的所述感光元件3貼附後的不良數量為3pcs，換算其不良率為0.7％。在所述印刷電路板10沒有貼附所述調平板20上進行所述微致動器2貼合的組裝製程良率測式，其中投產數量 413pcs的所述微致動器2貼合於所述印刷電路板10，所述微致動器2與所述攝像模組的所述感光元件3貼附後的不良數量為40pcs，換算其不良率為9.6％。因此，本實用新型的所述印刷電路板結構1，將使組裝所述微致動器2的組裝製程中，不良率從9.6％降至0.7％，也就是說本實用新型的工藝將使所述微致動器2 的貼附製程的不良率減少8.9％。

根據本實用新型的一實施例，如圖4所示為所述調平板20的設計圖，其中規格尺寸只做為一實施例展示，並不為本實用新型的限制。值得一提的是，本實用新型的所述調平板20的厚度在0.08-0.2mm，經由0.08-0.2mm厚的所述調平板20貼於所述印刷電路板10，以改善所述微致動器2貼合時的平整度。圖4所示的實施例中的調平板20厚度尺寸為0.1mm。另外，所述調平板20的所述貫穿孔21可實施兩邊長孔。所述調平板20的所述兩邊長孔則用以做為負壓通道以將所述微致動器2吸附至所述調平板20。

相應地，本實用新型提供一感光組件，其中所述感光組件包括至少一印刷電路板10，貼合於所述印刷電路板10所述調平板20，貼合於所述調平板20的所述微致動器2，以及貼合於所述微致動器2的所述感光元件3。各元件之間可以通過合適的固定方式組裝在一起，優選地，相鄰的兩部件之間通過膠水粘合。其中所述調平板20改善了平整性，使得所述微致動器2和所述感光元件3在組裝後平整性更好。

如圖5所示，根據一個具體示例，本實用新型還提供一印刷電路板結構用於攝像模組的微致動器貼附製程方法，即感光組件的製造方法，其中包括如下步驟：

(A)將一微致動器2經由負壓吸附於一調平板20；

(B)送進烤箱固定粘合所述微致動器到所述調平板20；

(C)將一感光元件3貼附至所述微致動器2；

(D)送進烤箱固定粘合所述感光元件3至所述微致動器2；

(E)將貼附有所述感光元件3和所述微致動器2的所述調平板20貼附至一印刷電路板10；以及

(F)送進烤箱固定粘合所述調平板20至所述印刷電路板10。

根據步驟(A)，所述調平板20實施為金屬材質所制。

根據步驟(A)，所述調平板20的厚度實施為0.08-0.2mm。

根據步驟(A)，所述調平板20具有一個或多個貫穿孔21，通過所述貫穿孔 21做為負壓通道，以進行真空負壓吸附，將所述微致動器2吸附於所述調平板 20。

根據步驟(A)，其中所述微致動器2和所述調平板20的間距在15-35μm。

根據步驟(A)，其中所述微致動器2和所述調平板20經由膠水塗覆粘合，其中所述膠水塗覆時所形成的膠線的寬度和厚度的誤差在±15um以內。

根據步驟(C)，其中所述感光元件3和所述微致動器2經由膠水塗覆粘合，其中所述膠水塗覆時所形成的膠線的寬度和厚度的誤差在±15μm以內。

根據步驟(E)，其中所述調平板20貼附於所述印刷電路板10後的平整度在≤10um內。

根據步驟(E)，其中所述調平板20和所述印刷電路板10經由膠水塗覆粘合，其中所述膠水塗覆時所形成的膠線的寬度和厚度誤差在±15μm以內。

另外，本領域的技術人員應理解，上述步驟中各元件的貼附順序可以根據實際製程進行調整，例如可調整成另一印刷電路板結構用於攝像模組的微致動器貼附製程方法，其中包括如下步驟：

(a)將一微致動器2經由負壓吸附於一調平板20；

(b)送進烤箱固定粘合所述微致動器2到所述調平板20；

(c)將粘合有所述微致動器2的所述調平板20貼附至一印刷電路板10；

(d)將貼附有所述調平板20的所述印刷電路板10送進烤箱固定粘合；以及

(e)將一感光元件3貼附至所述微致動器2後送進烤箱固定粘合。

因此可以理解，這些貼附順序不為本實用新型的限制。但是由於要將所述微致動器貼附於所述印刷電路板結構的所述調平板20，以使平整度的良率提高，並且本實用新型是經由負壓的原理將所述微致動器吸附於所述調平板20，所以所述微致動器和所述調平板20的貼附要在所述調平板與所述印刷電路板10貼附之前。

本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本實用新型的實施例只作為舉例而並不限制本實用新型。本實用新型的目的已經完整並有效地實現。本實用新型的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本實用新型的實施方式可以有任何變形或修改。