用於製造相機模塊的設備的製作方法
2023-12-01 21:50:56 1
用於製造相機模塊的設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種用於製造相機模塊的設備，該設備包括：基部夾具，該基部夾具從下方保持PCB；輪緣工具，該輪緣工具拾取圖像傳感器並且將圖像傳感器附接至PCB上；以及殼體接合工具，該殼體接合工具拾取殼體組件並且將殼體組件附接至PCB上，從而附接至PCB上的圖像傳感器被接收在殼體組件中，其中，PCB保持單元與輪緣工具的圖像傳感器拾取部分一體地形成並且位於圖像傳感器拾取部分的外側，當圖像傳感器被圖像傳感器拾取部分拾取並且附接至PCB上時，PCB保持單元與PCB接觸以保持PCB。
【專利說明】用於製造相機模塊的設備
[0001]相關申請的交叉引證
[0002]本申請根據美國法典第35條119款要求於2012年6月18日提交的名稱為「用於製造相機模塊的設備(Apparatus for Manufacturing Camera Module)」的韓國專利申請序列N0.10-2012-0064939的權益，其整體內容通過引證結合在本申請中。
【技術領域】
[0003]本發明涉及用於製造相機模塊的設備，並且更加特別地，涉及這樣一種用於製造相機模塊的設備，其能夠改進輪緣工具的結構(該輪緣工具拾取圖像傳感器並且將圖像傳感器附接至PCB上)，從而使得透鏡殼體模塊的安裝高度(level，水平)與圖像傳感器的安裝高度彼此相等 。
【背景技術】
[0004]板上晶片(chip on board, COB)方法在製造相機模塊中最為經常並且廣泛使用。該COB方法主要由切片(晶片切割(wafer sawing,晶圓切割))工藝、D/A (晶粒附接)工藝、W/B (引線接合)工藝、以及Η/A (殼體附接)工藝組成，並且各個工藝將在下文中描述。
[0005]-切片工藝:將位於裸晶片上的圖像傳感器附接並且固定在晶片環的帶上，並且在由金剛石顆粒製成的刀片以高速旋轉的同時，使圖案的特定位置在X與Y方向上移動，從而將圖像傳感器彼此分離。
[0006]-D/A工藝:在PCB上施加環氧樹脂，並且然後在對形成PCB上的特定位置圖案進行圖像識別的同時，將在切片工藝中相應地分離的圖像傳感器反覆地附接至PCB的預定位置上並使其固化。
[0007]-W/B工藝:通過利用毛細管由金引線將圖像傳感器與PCB的焊盤之間連接，而使圖像傳感器與PCB電連接。
[0008]-Η/A工藝:將環氧樹脂施加在圖像傳感器安裝在其上的PCB的邊緣處，並且然後將具有透鏡的殼體模塊反覆地附接至預定位置並使其固化。
[0009]同時，在通過上述工藝製造相機模塊中，已開發具有甚至十二兆像素的高像素模塊。同樣，期望模塊像素的數量在未來幾年中持續增加。解析度問題是由快速增加像素數量而導致的問題之一。
[0010]如在圖1A中所示，當透鏡102的中央光學軸相對於接收光的圖像傳感器104的表面成90度角度時，獲得最為理想的解析度。然而，如在圖1B中所示，由於圖像傳感器104的傾斜，當透鏡102的光學軸相對於圖像傳感器104沒有90度的角度時，在圖像的特定邊緣處的解析度可能降低，導致降低整個圖像的解析度。在圖1A和圖1B中，參考標號101指示殼體組件；103指示紅外(IR)濾光器；以及105指示PCB。
[0011]因此，由於透鏡102自身之間的組合、PCB105的平整度、組裝自動對焦致動器中的傾斜等，可能在封裝過程期間複雜地產生圖像傳感器104的傾斜而導致解析度降低。
[0012]【相關技術文獻】[0013]【專利文獻】
[0014](專利文獻I)韓國專利特開公開N0.10-2009-0015697
[0015](專利文獻2)日本專利特開公開N0.2011-151551
【發明內容】
[0016]本發明的目標在於提供用於製造相機模塊的設備，其能夠以如下方式從根本上解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變，這是通過使得透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度彼此相等，從而在晶粒附接(D/A)工藝中隨著PCB的傾斜而改變圖像傳感器的安裝傾斜。
[0017]根據本發明的示例性實施例，本發明提供了用於製造相機模塊的設備，該設備包括:基部夾具(base jig)，該基部夾具從下方保持(holding，支撐，固定)PCB ;輪緣工具(rim tool，輪緣式工具)，該輪緣工具拾取圖像傳感器並且將圖像傳感器附接至PCB上；以及殼體接合工具(housing bonding tool),該殼體接合工具拾取殼體組件並且將殼體組件附接至PCB上,從而附接至PCB上的圖像傳感器被接收(received,容納)在殼體組件中,其中，PCB保持單元(holding unit)與輪緣工具的圖像傳感器拾取部分一體地形成並且位於圖像傳感器拾取部分的外側，當圖像傳感器被圖像傳感器拾取部分拾取並且附接至PCB上時，PCB保持單元與PCB接觸以保持PCB。
[0018]基於輪緣工具的圖像傳感器拾取部分的中心點，PCB保持單元可能包括:沿所有方向朝向圖像傳感器拾取部分的外側延伸預定寬度的水平平面部分(horizontal planepart)，以及從水平平面部分的邊緣垂直於水平平面部分以預定長度向下形成的豎直構件(vertical member,垂直構件)。
[0019]豎直構件可能形成為隔離壁(barrier wall)的類型，該隔離壁完全地圍繞圖像傳感器拾取部分。`
[0020]豎直構件可能被形成為位於圖像傳感器拾取部分的外側的彼此面對的至少一對壁表面結構的類型。
[0021]豎直構件被形成為位於圖像傳感器拾取部分的外側的多個柱體構件(pillarmember)的類型。
[0022]圖形傳感器拾取部分可能被構造為真空類型或者夾持類型(grip type)。
[0023]圖像傳感器拾取部分可能具有接觸突出部，這些接觸突出部被構造為正方形形狀、圓形形狀、以及不連續杆形狀中的任一種。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1A和圖1B為示意性解釋了在相機模塊的製造過程中由於圖像傳感器的傾斜而導致解析度降低的視圖。
[0025]圖2為解釋了通過晶粒附接(D/A)方法製造相機模塊的工序的視圖。
[0026]圖3A到圖3C為解釋了在相機模塊的製造過程中由於PCB的平整度和翹曲而導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生豎直誤差的視圖。
[0027]圖4A與圖4B為解釋了在相機模塊的製造過程中由於在裝配(按壓)透鏡時產生的偏移而導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生豎直誤差的視圖。[0028]圖5A與圖5B為解釋了在相機模塊的製造過程中由於在裝配自動對焦致動器時產生的偏移而導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生豎直誤差的視圖。
[0029]圖6A與圖6B為解釋了由於由角度(以該角度夾具被加工並且夾具與設備結合)產生的公差而導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生豎直誤差的視圖。
[0030]圖7為示出了圖像傳感器通過根據本發明的示意性實施例的用於製造相機模塊的設備的輪緣工具而被拾取並且附接至PCB上的視圖。
[0031]圖8為示出了根據本發明的示意性實施例的用於製造相機模塊的設備的輪緣工具的結構的側視圖。
[0032]圖9為示出了根據本發明示意性實施例的用於製造相機模塊的設備的輪緣工具的結構的仰視圖。
[0033]圖1OA與圖1OB為解釋了一種狀態的視圖，該狀態為當通過現有技術的用於製造相機模塊的設備執行D/A工藝時產生累積公差。
[0034]圖1lA與圖1lB為解釋了一種狀態的視圖，該狀態為當通過本發明的用於製造相機模塊的設備執行D/A工藝時克服累積公差。
【具體實施方式】
[0035]在本說明書和權利要求中使用的術語和詞語不應被解釋為通用或者字典上的含義，而是應當基於發明人能夠合適地定義術語的概念以便以最佳模式描述他們的發明的原貝U，被解釋為符合本發明的技術理念的含義與概念。
[0036]在整個說明書中，除非明確說明與之相反，否則詞語「包括(comprise)」以及諸如「包括(comprises)」或「包括(comprising)」的變型應當理解為意指包含所述元件但並不排除任何其他元件。另外，在本說明書中描述的術語「者(_er)」、「者(-or)」、「模塊(module)」、以及「單元(unit)」意指用於處理至少一個功能和操作的單元，並且可通過硬體部件或軟體部件及其組合而實現。
[0037]現在將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。
[0038]此處，為了更好理解，在闡述本發明的示例性實施例之前，將首先描述為何在通常相機模塊的製造過程中產生傾斜的原因以及傾斜的類型。
[0039]根據在相機模塊的製造過程中的晶粒附接(D/A)工藝，如上所述，預定量的環氧樹脂以預定形狀被施加在PCB上，並且然後在對形成在PCB上的圖案進行圖像識別的同時，將在完成切片之後被相應地分離的圖像傳感器拾取並且安裝至PCB的預定位置上。
[0040]在相關技術的晶粒附接(D/A)工藝中，如在圖2中所示，PCB202在基部夾具201上堆疊，同時PCB202的底表面是基於在機器內的基部夾具20ID的上表面的參考表面。然後，圖像傳感器203附接其上，並且最後，自動對焦致動器204 (亦即，包括透鏡模塊的殼體組件)被裝配其上。
[0041]然而，在如上所述的相機模塊的製造過程中，決定相機的圖像解析度的重要因素是進入透鏡的光線的入射角度與接收光線的圖像傳感器的透鏡(有效區域(active area))的表面之間的垂直度(verticality,垂直性)。
[0042]為了獲得這樣的垂直度，PCB的平整度和翹曲、透鏡的適配能力、自動對焦致動器的精度、設備機構的精度、以及夾具公差需要接近「O」(零)。然而，當前技術水平達不到這樣的角度並且自此導致持續累積公差，進而導致解析度的缺陷。將參照附圖更多描述導致上述解析度缺陷(降級退化)的因素。
[0043]首先，由於在PCB的多層內的圖案的集中以及在焊接抗蝕(soldering resist,SR)塗層中的偏離，在確保平整度上存在限制，從而，PCB302的表面如在圖3B中示出的不平整，或者PCB302如在圖3C中示出的是翹曲的。因此，當圖像傳感器附接至PCB302上時，產生傾斜，從而，在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生垂直度誤差。
[0044]此外，如在圖4B中所示，由於在裝配(按壓)透鏡204L時產生的偏移，導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生垂直度誤差。
[0045]此外，如在圖5B中所示，由於在裝配自動對焦致動器510時產生的偏移，導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生垂直度誤差。
[0046]此外，如在圖6B中所示，由於角度(以該角度，夾具(基部夾具)601和輪緣工具(拾取工具)610被加工並且夾具和輪緣工具裝配組合)產生的公差，導致在圖像傳感器與透鏡的表面之間產生垂直度誤差。
[0047]本發明的實施考慮了如上所述的垂直度誤差的因素，進而，本發明提供了用於製造相機模塊的設備，其能夠以如下方式從根本上解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變，這是通過使得透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度彼此相等從而在晶粒附接(D/A)工藝中根據PCB的傾斜改變圖像傳感器的安裝傾斜。
[0048]圖7到圖9示出了根據本發明的示例性實施例的用於製造相機模塊的設備。圖7為示出了圖像傳感器通過輪緣工具被拾取並且附接至PCB上的視圖；圖8為示出了輪緣工具的結構的側視圖；以及圖9為示出了輪緣工具的結構的仰視圖。
[0049]參照圖7至圖9，根據本發明的用於製造相機模塊的設備可能包括:從下方保持PCB702的基部夾具701 ;拾取圖像傳感器703並且將圖像傳感器703附接至PCB702上的輪緣工具710 ;以及拾取殼體組件並且將殼體組件附接至PCB702上的殼體接合工具(未示出)，從而附接至PCB702上的圖像傳感器被容納在殼體組件的內部。
[0050]特別地，PCB保持單元720與輪緣工具710的圖像傳感器拾取部分710p —體地形成並且位於圖像傳感器拾取部分710p的外側。當圖像傳感器703通過圖像傳感器拾取部分710p被拾取並且附接至PCB702上時，PCB保持單元720與PCB702接觸以保持PCB702。
[0051]此處，基於輪緣工具710的圖像傳感器拾取部分710p的中心點，該PCB保持單元720包括:沿所有方向朝向圖像傳感器拾取部分710p的外側延伸預定寬度的水平平面部分720h，以及從水平平面部分720h的邊緣垂直於水平平面部分720h以預定長度向下形成的豎直構件720v。
[0052]此外，豎直構件720v可能被形成為隔離壁的類型，其完全地圍繞圖像傳感器拾取部分7IOp。
[0053]可選擇地，豎直構件720v可能被形成為位於圖像傳感器拾取部分710p的外側的彼此面對的至少一對壁表面結構的類型(例如，完全地圍繞圖像傳感器拾取部分710p的四個壁表面中的僅兩個壁表面彼此面對)。
[0054]可選擇地，豎直構件720v可能被形成為位於圖像傳感器拾取部分710p的外側的多個柱體構件的類型。
[0055]此外，圖像傳感器拾取部分710p可能被構造為真空類型或者夾持類型。[0056]此外，圖像傳感器拾取部分710p的接觸突出部710t可能被構造為正方形形狀、圓形形狀、以及不連續杆形狀中的任何一種。
[0057]同時，圖1OA到圖1lB分別示出了通過使用根據相關技術和本發明的用於製造相機模塊的設備實施D/A工藝。
[0058]如在圖1OA與圖1OB中所示，當通過使用根據相關技術的用於製造相機模塊的設備來實施D/A工藝時，如在圖1OA中所示，由於PCB602的平整度以及其他問題而導致圖像傳感器603可能傾斜。此處，在殼體604最終附接至PCB602上的情況中，如在圖1OB中所示，可能產生過多的累積公差，其是很難克服的。
[0059]然而，如在圖1lA與圖1lB中所示，當通過使用根據本發明的用於製造相機模塊的設備來實施D/A工藝時，儘管由於PCB702的平整度以及其他問題而導致圖像傳感器703傾斜，如在圖1lA中所示，當殼體704最終附接至PCB702上時，在透鏡704L的光學軸與圖像傳感器之間的垂直度保持在90度，從而，過多的累積公差能夠被克服。
[0060]根據本發明的用於製造相機模塊的設備，分離的(separate，單獨的)PCB保持單元形成在輪緣工具的圖像傳感器拾取部分的外側，從而，當圖像傳感器通過圖像傳感器拾取部分拾取並且然後附接至PCB上時，透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度能夠被製作為彼此相等。因此，在晶粒附接(D/A)工藝中，圖像傳感器的安裝傾斜隨著PCB的傾斜一起改變，從而以如下方式解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變。因此，本發明能夠防止如在相關技術中所描述的由於圖像傳感器的傾斜而導致的解析度的降級，並且減少了用於維修和管理相機模塊的相關成本。此外，本發明能夠獲得替代校正調節過程的作用，由此提高生產率，並且降低投資成本。
[0061]如上文所述，在本發明中，分離的PCB保持單元形成在輪緣工具的圖像傳感器拾取部分的外側，從而，當圖像傳感器通過圖像傳感器拾取部分被拾取並且然後附接至PCB上時，透鏡殼體模塊的安裝高度與圖像傳感器的安裝高度能夠被製作為彼此相等。因此，在晶粒附接(D/A)工藝中，圖像傳感器的安裝傾斜隨著PCB的傾斜一起改變，從而以如下方式解決問題:圖像傳感器的傾斜隨著PCB的傾斜而改變。因此，本發明能夠防止如在相關技術中所描述的由於圖像傳感器的傾斜而導致的解析度的降級，並且減少了用於維修和管理相機模塊的相關成本。此外，本發明能夠獲得替代校正調節過程的作用，從而提高生產率，並且降低投資成本。
[0062]雖然出於解釋說明的目的，已經公開本發明的一些示例性實施例，本發明不受限於此，並且對於本領域的技術人員而言將顯而易見的是:在沒有背離如在所附權利要求中披露的本發明的範圍與精神的前提下，各種改變、增加以及替代是可能的。所以，本發明的保護範圍必須通過以下權利要求進行解釋並且其應該解釋為:落入其相等範圍中的所有精神被包含在本發明的範圍中。
【權利要求】
1.一種用於製造相機模塊的設備，所述設備包括: 基部夾具，所述基部夾具從下方保持PCB ； 輪緣工具，所述輪緣工具拾取圖像傳感器並且將所述圖像傳感器附接至所述PCB上；以及 殼體接合工具，所述殼體接合工具拾取殼體組件並且將所述殼體組件附接至所述PCB上，從而附接至所述PCB上的所述圖像傳感器被接收於所述殼體組件中， 其中，PCB保持單元與所述輪緣工具的圖像傳感器拾取部分一體地形成並且位於所述圖像傳感器拾取部分的外側，當所述圖像傳感器被所述圖像傳感器拾取部分拾取並且附接至所述PCB上時，所述PCB保持單元與所述PCB接觸以保持所述PCB。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，基於所述輪緣工具的所述圖像傳感器拾取部分的中心點，所述PCB保持單元包括:沿所有方向朝向所述圖像傳感器拾取部分的外側延伸預定寬度的水平平面部分，以及從所述水平平面部分的邊緣垂直於所述水平平面部分以預定長度向下形成的豎直構件。
3.根據權利要求2所述的設備，其中，所述豎直構件被形成為隔離壁的類型，所述隔離壁完全地圍繞所述圖像傳感器拾取部分。
4.根據權利要求2所述的設備，其中，所述豎直構件被形成為位於所述圖像傳感器拾取部分的外側的彼此面對的至少一對壁表面結構的類型。
5.根據權利要求2所述的設備，其中，所述豎直構件被形成為位於所述圖像傳感器拾取部分的外側的多個柱體構件的類型。
6.根據權利要求1所述的設備，其中，所述圖像傳感器拾取部分被構造為真空類型或者夾持類型。
7.根據權利要求1所述的設備，其中，所述圖像傳感器拾取部分具有接觸突出部，所述接觸突出部被構造為正方形形狀、圓形形狀、以及不連續杆形狀中的任一種。
【文檔編號】H04N5/225GK103516966SQ201310239087
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2012年6月18日
【發明者】金秉宰, 李成在, 金相晉, 姜勳澤, 趙勝熙 申請人:三星電機株式會社